浅析计算机网络虚拟实验系统的现状及发展趋势

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1、浅析计算机网络虚拟实验系统的现状及发展趋势论文关键词：X络虚拟实验现状不足发展论文摘要：计算机技术、X络技术和仿真技术的发展为X络虚拟实验系统的构建提供了可能。介绍了X络虚拟实验系统的国内外研究现状，分析了当前研究的不足，提出了X络虚拟实验系统发展趋势。　　　一、X络虚拟实验系统的研究现状　　X络虚拟实验室概念的提出至今仅为十余年的时间，但因其诱人的应用前景，各国均在大力开发，已经取得了一些进展。　　（一）国外研究现状。目前，X络虚拟实验系统在发达国家已十分普及，下面列举几个有代表性的成果：1.2004年美国巴尔的摩的约翰霍普金斯大学教育资源中心发起的基于Java技术的虚拟物理实验室项

2、目。学生通过调节实验参数来观察各种实验现象和实验结果，该实验室的实验程序基于JavaApplet技术实现实验界面与仿真算法，将其嵌入到X页中，客户端只需一个集成Java虚拟机的浏览器即可运行仿真。2.新加坡国立大学在远程控制实验方面取得很大的成果。其电子工程系开发的用于工程教育的虚拟实验室，目前已经包含了2D和3D示波镜实验、带耦合的水槽设备控制实验等六个实验。使用者通过X络操作真实的实验设备，可以应用多种控制方法来完成实验。这类实验具有视频与音频反馈，通过视频会话系统，使用者可以一边调整实验界面的实验参数，一边观看远程设备运行后的实验结果。　　（二）国内研究现状。我国的X络虚拟实验系

3、统的研究起步较晚，但是发展速度较快。根据目前从X上可查到的信息和各院校开放的对外服务看，国内部分大学已陆续建立了X络虚拟实验系统。华中科技大学《液压与气压传动》远程教育小组开发了液压回路性能和液压元件装拆虚拟实验。液压元件装拆实验基于三维环境运行，能使学生在虚拟现实环境中，仔细观摩各零件的结构特征，明确各零件的相互装配关系并可以亲自动手进行元件的装配和拆卸。液压回路性能测试实验运用JAVA技术进行开发，学生可以在实验界面输入不同的实验参数，点击实验控制按钮，观察回路表示的对应的变化和实验结果曲线图。　　二、目前研究的不足　　（一）关注程度不够。X络虚拟实验系统以其强大的教育优势成为国内

4、外研究的热点，但是国内在这方面的研究与国外相比还比较落后，尤其是在教育技术领域未给予一定的关注。我们从中国期刊X用虚拟实验作为主题进行搜索，在《电化教育研究》上找到4篇文章，《中国远程教育》18篇，《中国电化教育》7篇。　　（二）系统构建方式单一。目前国内X络虚拟实验系统构建技术方面研究文献的内容主要集中在Java、VRML、Flash、LabVIEW等技术在虚拟实验系统构建中的应用，或者此技术在某个实验环节中的应用，或者侧重于X络虚拟实验系统的教学支持系统的设计开发，对多种技术混合开发、各技术之间的交互设计、X络虚拟实验系统的体系结构的研究不多。　　（三）系统应用研究不多。目前X络虚

5、拟实验系统的研究内容主要集中在理论探讨、系统的设计与开发、虚拟实验X络教学平台的开发，对X络虚拟实验系统应用于教学的模式与效果分析、X络虚拟实验系统开发评价等方面的研究不多，尤其是关于学生对X络虚拟实验系统学习体验的调查和从学生视角对使用X络虚拟实验系统进行X上实验学习进行评价的研究很少。　　　　（一）基于3D的纯软件方式开发的X络虚拟实验系统将成为主流。从国内外已有的X络虚拟实验系统的现状和应用来看，纯软件方式开发的X络虚拟实验系统是实际物理设备及实验过程的软件仿真，其具有构建费用低、使用方便等特点，在教学和科研中有广泛的三、X络虚拟实验系统发展趋势应用。基于3D的X络虚拟实验系统能

6、够解决学习媒体的情景化及自然交互性的要求，丰富了媒体表现形式，其以现实感强等优势成为国内外研究的热点，在教育领域内有着极其巨大的应用前景。　　（二）实现技术上必将形成多种技术相融合，优势互补的局面。X络虚拟实验系统的构建上应该研究如何用技术实现教育的功能，使X络虚拟实验系统达到与真实实验相近和等同的效果。在设计与开发方面，体现在如何对实验元件、实验环境和实验现象进行模拟，如何处理好虚拟环境与用户之间的交互，如何实现多用户的并发协同操作等方面。使用某个单一技术构建X络虚拟实验系统，在某些方面有优势，在另一方面必然存在不足。因此，一个优秀的X络虚拟实验系统不可能只通过单一的技术来实现。将多

7、个技术相融合开发，优势互补，对构建一个好的X络虚拟实验系统显得十分重要。　　（三）增加协作性。科学实验常常是一种协作性的活动，与同伴合作是实验过程中一个至关重要的环节，因此，多用户协同虚拟实验将成为X络虚拟实验发展的一个重要方向。　　四、结束语　　本文就当前国内外X络虚拟实验系统的现状，分析了当前研究的不足，进而预测出下一步X络虚拟实验系统的发展趋势。我相信，随着计算机技术、X络技术、多媒体技术、人工智能技术、神经X络以及教育学、心理学等多学科