虚拟实验教学论文【精品多篇】

虚拟实验教学论文 篇一

关键词：虚拟现实；网络教学；应用

一、概述

利用虚拟现实技术实现机械类学科的网络教学，大大提升了机械类学科教学的效率和质量。通过虚拟现实技术，将机械相关的理论知识、各种设计图、装配图、零件、机械动作设计等内容通过虚拟现实技术展现出来，突破了传统口述和二维图画展示的教学方式，突出了现代教学理念中对机械理论知识的分析及对创新能力的培养，从而完成机械结构的设计与分析、机械运动方案的设计等内容，真正提升了学生的学习能力。虚拟现实技术在机械类网络教学中的应用研究，对整合机械类学科教学资源，提升教学效果和质量具有非常重要的现实意义。

二、机械类网络教学中的虚拟现实技术

拟现实技术是一个非常广泛的概念，一般指采用穿戴式数码设备来实现的虚拟场景技术，即能够通过虚拟现实，让人们体验真实场景的相关技术和方法。

在机械类网络教学中使用的关键虚拟现实技术包括桌面式、沉浸式、叠加式、分布式。桌面式虚拟现实技术是以计算机为基础，通过显示器，采用虚拟现实技术展示物体模型，通过输入设备对物体模型进行360°的操作和浏览，从而实现虚拟世界与现实世界交互和体验的一种技术。沉浸式虚拟现实技术是通过穿戴式设备，为体验者从视觉、听觉、触觉等多感官角度创造一个全新的虚拟环境，从而使其融入虚拟环境中体验逼真的模拟效果。叠加式虚拟现实技术是在沉浸式虚拟现实系统的基础上，通过将显示实际环境的相关数据输入到计算机中，而后以穿透型的头盔显示器为基础，叠加计算机在实际环境的数据基础上虚拟的图像，从而带给体验者虚拟环境的逼真感受。叠加式虚拟显示技术增强了体验者的虚拟感受，其可以真实地按照实际工作需求对虚拟环境中的虚拟物体进行操作，从而完成相关的虚拟体验。在叠加虚拟现实技术上，增强实际的数据传输，将体验者的动作真实地同步到生产环境中，可以借助虚拟现实技术实现生产环境的操作。分布式虚拟现实技术是在其他虚拟现实技术的基础上，借助互联网打造一个丰富、共享的虚拟空间，从而突破上述虚拟现实技术的空间限制，实现世界各地体验者的零距离体验，进行机械类学科的学习与交流。分布式虚拟现实技术将计算机处理、数据存储借助云计算、大数据技术实现分布处理，通过不同地理位置的分布计算机共同协调，从而实现远程协作的教学目的。

三、虚拟现实技术在机械类网络教学中的应用

1.构建机械类网络教学平台的虚拟资源

通过虚拟现实技术，教师可以构建完善、可视化、形象直观的机械类网络虚拟平台资源。学生在课前预习或课后复习时，能够通过该虚拟平台中直观形象的网络虚拟模型，实现对相关机械类理论知识的学习和思考，进而提升自己的空间思考意识和创新能力。首先，通过虚拟现实技术，能够为机械类学科构建虚拟网络教学平台。结合微课的形式，学生在教师的讲解下，对教学模型进行全方位的学习，对机械结构和动作原理进行分析和理解。其次，通过虚拟网络教学平台，可以丰富学习环境。通过各种全新、直观的教学模型，教师可以让学生对新型教学方式产生好奇心，进而对机械类学科的学习呈现浓厚的兴趣，从而在教学平台上与教师和其他学生进行沟通和交流，最终提升教学质量。最后，基于虚拟现实技术的教学平台增强了机械类学科教学的交互性和可视性。学生学习机械理论知识、分析机械结构和动作原理将更加轻松，真正掌握机械类学习的理论知识和内容。

2.构建虚拟现实化的实训网站

基于虚拟现实技术，可以轻松实现DW可视化的网页编辑器，从而让学生轻松地对网络预订的教学模型进行查看、编辑、增强等操作。学生登录到该教学网站，通过自己掌握的理论知识，可以对机械类教学模型进行设计、同步设置、还原等操作，将理论知识应用在虚拟现实中，从而提高学生的交互性学习和实际应用技能。

四、总结

基于虚拟现实技术实现的机械类网络教学平台，利用现代网络技术对传统教学方法进行改进，可以弥补传统教学过程中的不足，提升学生的实际分析能力和动手实践能力，真正提升学生对机械类知识的理解和应用。

虚拟实验教学论文 篇二

阐明了虚拟实验发展的状况以及它的重要意义所在，提出了远程教育中开展虚拟实验的可行性以及必要性，更深层次的研究虚拟实验的构建过程以及方法，为相关人员提供资料。

关键词：

虚拟实验教学系统；远程教育；应用评价

在当今远程教育不断发展进步的现状之下，如何依据良好的网络信息构建的环境创建一个完善的实验教学环境，这就是现在我们所面临的巨大的问题，也是当今人们关注的焦点所在。

1虚拟实验教学系统简介

1.1虚拟实验发展概况。虚拟体验技术原始于20世纪，是基于虚拟现实技术和实验模型而产生和发展的。当时，一些国内外的远程教育机构都曾经采用了各种各样的方法来解决远距离实验教学的方法。在进行实验的过程中，有的仅仅只有少数情况符合要求，而大多数由于与理论教学的衔接不是很密切，产生的效果不是很好。直到1990年，虚拟体验才在远程教学中崛起，为虚拟实验教学的发展带来了希望。它可以让远程实验教学实现完整性，解决了实验教学模式和远程教育地位不相容的问题。在短短十几年的时间里，虚拟实验室概念的提出，由于其广阔的应用前景，并且在各国大力发展的前提下，已取得了非常大的进展。目前，虚拟实验室的建设在发达国家已经非常流行了，越来越多的大学和研究机构正在从事着虚拟网络实验的工作。与西方发达国家相比，国内对于虚拟实验方面的工作还仍然缺乏，但在最近几年其获得的重要性逐步增强，一些大学和研究机构还专门开发了许多更先进的虚拟实验室。

1.2远程教育中虚拟实验的可行性与必要性。一个好的开发工具是虚拟实验发展的前提。虚拟实验的开发应当符合人类的使用习惯，应该逐步向着智能化、简单化、多功能化的方向发展着。远程教育技术的发展为虚拟实验创造了另一种可能性。同时，计算机网络技术和硬件的发展为虚拟现实技术为虚拟体验提供了可靠的保证，确保了虚拟体验丰富的想象力，提供了身临其境的互动，结合Java、HTML、CSS等Web技术，使虚拟实验具有了非常雄厚的技术支持。数据库技术的发展提供了完整的虚拟实验教学所需的数据，成熟的理论知识体系更是为虚拟实验的发展提供了理论支持。现代远程教育为虚拟教育的进一步发展提供了必要条件。现代远程教育是以教育、宣传为中心，以开发个人个性化自主学习为目的的一种远程教育。远程学习教育是虚拟体验的关键环节，让学生对自己进行自主管理，与现代远程教育的发展的实验室环境进行交互融合。学生依靠网络，可以节省下大量的时间去学习。

1.3虚拟实验在教育中的意义。通过网络以及计算机，学生就可以在任何时刻做实验，充分的带动学生学习的热情、提升学习效率。虚拟实验教学主要的作用就是为异地的学习者提供一个可以自主的、自由的、可互动的实验氛围以及范围广阔的学习参考材料。学生是学习的主体部分，异地学习者可以任意时刻通过网络开始实验，带动学习者的自主学习性以及良好的学习兴趣，将理论教学以及实践教学充分的结合在一起，最大程度上提高了学生的学习效率。当前我国的现代远程教育依旧处于初步发展时段。即使在远程教育的过程之中通过持续的实践获得了不小的成果，但是依旧存在很多阻碍。存在很多因素的限制，导致远程实验教学不能顺利的发展，出现了重重的阻碍。没有任何疑问的就是，发展远程教学那么实现网上实验教学就是毕竟之路，虚拟实验教学是支撑远程实验教学的系统，它可以通过不同的科学技术构建一个虚拟的网络实验氛围以及器材，为学生营造一种较为真实的、可相互交流的的实验平台，这有效的提升学生的学习兴趣以及热情，提升学生的学习效率。

2虚拟实验系统的构建分析

2.1实验系统的构建原则。在远程教育当中构建一个虚拟实验系统的过程中要遵守几种重要原则：首先是保证界面内容良好。该系统在保证具备相关实用之外还要保证界面能给使用者带来一个温馨舒适、快乐以及清晰的实验氛围，激发学生的学习兴趣以及好奇心；其次是起到良好的引导作用。如果试用者在进行虚拟实验过程当中，不能明确自己的操作方向，就很容易产生一种抵触心理，进而失去了学习的兴趣，所以具备一个良好的向导作用是非常必要的；再是要能够及时的获取使用者的反馈信息。只有及时的获取使用者的反馈信息才能更好的完善这个系统，做到真正的为使用者服务，满足使用者的合理需求。虚拟实验教学的效果其实是因人而异的，想要取得最好的实验效果，就要深入到使用者当中，那么及时的获取反馈信息就是最为直接的方法之一。

2.2平台构建的主要方法。使用者可以利用网络进入Web服务器，不同地区的试用者通过本地的电脑对虚拟世界进行参观以及完成相互协作或者是多地实验，获取有关的实验结论。试用者利用浏览器对实现的状况以及实验的参数做出及时的观察以及更改，以此为根本来完成整体的实验过程。实验设备、试用者的信息以及虚拟实验的有关数据都将存储与数据库当中，本地平台所供应的插件和浏览器以及硬件平台之间都不具备相关性。

2.3构建平台的功能模块。虚拟实验中包含最为重要的四个功能模块：首先是管理模块。主要包含虚拟实验室软硬件系统资料的管理、系统管理、用户信息管理、用户身份分类管理、用户权限管理、实验课题的增加和删减管理、添或是更新虚拟实验室的仪器设备以及实验设备的管理；其次是实验模块，主要包含知识数据库、实现课题列表、实验过程和结果展示以及实验过程的引导等相应模块，其中的知识数据库主要是为使用的师生提供相应的专著、资料以及人物等相关知识的拓展，而实验课题列表主要是根据实验内容的种类进行列表，实验过程和结果展示主要包括动画展示、视频展示等方面；再是实验结果评定模块。主要包含实验结果的上交以及评定，这一模块的主要作用是让任课教师通过实验结果的评定进行相应的指导并且安排出下一次的实验内容；师生交流探讨模块。主要是提供了一个可供师生之间进行实验心得交流讨论的一个平台，提高了学习的效率，并且给了老师一个近距离了解学生的机会，为以后实验的开展提供更好的服务。

3结论

成为一个支撑远程实验顺利进行的系统，虚拟实验技术的出现确保了远程教育理念的完整性，同时也开启了一个教育理念的新方向。随着当今网络信息技术以及虚拟实验技术等多种科学技术的持续发展以及相应硬件设施价格的不断下降，新型的远程教育媒体将以一个全新的形态、无限的潜力以及不可比拟的优势出现在远程教育领域之中，它的发展前景是非常可观的，有一个广泛的应用领域。

作者：薛航 单位：北华大学

参考文献

[1]叶小英。虚拟实验教学系统在远程教育中的应用与评价研究[D].北京：北京邮电大学，2011.

虚拟实验教学论文 篇三

关键词：移动通信；虚拟仿真实验；QPSK调制

1移动通信实验教学现状

移动通信课程的教学内容比较复杂，除了要求学生要学会相关的专业知识，比如通信系统的组成原理、应用原理之外，还要求学生要有实践操作能力，也就是能将掌握的原理应用到通信课程实验中[1]。在我国移动通信技术不断发展的大背景下，职业院校的学生更要提高学习的积极主动性，主动学习并掌握新的知识，并将知识可以应用到实践中。高等教育的核心是培养学生的综合能力，而实验教学就是重要的方式。实验教学不仅可以培养学生的专业技术能力，而且可以拓展学生的综合分析和创新能力，培养出符合社会需要的具有创新思维和高技术水平的专业移动通信人才[2]。传统的移动通信技术教学存在很多不足之处，主要体现在以下4个方面：首先，课程的教学重点多集中在理论知识的教学上，忽视了实验教学的作用。实验教学作为检验学生是否充分理解并掌握理论知识的方式，应该与理论教学相辅相成；其次，有些职业院校缺乏新型的实验设备以及最新的移动通信器件和装置，这导致不能满足学生开展实验的需要；再次，学校开展的实验教学采取的多数是验证性实验，学生只需要根据已有的实验步骤进行模仿训练即可，无法激发学生学习的热情和拓展学生的创新思维[3]。

2移动通信虚拟仿真实验引入教学的效果

2.1方便学生理解课堂知识。在以前的移动通信课程理论教学中，教师一般会将教学重点放在对通信课程中某种技术或者算法原理进行讲解，让学生逐步了解并能够掌握调制解调器的相关原理以及无线电波是通过何种方式进行变换[4]。学生在了解这些知识点之后，再学习后面课程中的信源编码、无线电波发射等知识点时会更加容易接受。教师在以往的实验课上，一般会选择按部就班、循规蹈矩的方式对实验原理进行说明，多数情况下会采用传统板书的形式，这样的教学方法虽然有利于教师方便快捷地完成知识点的讲解，但却不容易让学生直观清楚地理解教学内容。而且实验课的内容中会有很多波形分析的知识点，教师仅仅凭借板书的形式，很难达到理想的教学效果[5]。而将移动通信虚拟仿真实验引入教学之后，有利于学生对枯燥的技术、信号原理有更为直观的认识，也更容易让学生牢牢把握相关的知识点。教师在移动通信实验课程的教学准备过程中，应该从高职学生的理解能力、分析能力出发，为学生构建更便于理解教学内容的情境，这样有利于达到比较好的教学效果。在进行移动通信虚拟仿真实验的过程中，通过使用SystemView软件，可以为学生创设清晰明确、一目了然的可视化平台，并根据实验需求构造相应系统，然后让学生积极主动地参与到实验过程中，通过调整不同的参数，观察波形、功率谱的变化，并由此得出相应结果。在这个实验过程中，学生就切实体验到真实电路工作的流程，更有助于学生理解课堂知识，并将课堂上掌握的理论知识运用到实践中去[6]。2.2引导学生主动探索知识。以往职业院校组织学生进行的多数是验证性实验，这种实验方式会让学生根据固定的实验设备和步骤来完成实验过程，学生在实验过程中，只能按照既定的实验思路进行实验，不能将自己的一些想法运用到实验中去，这样不但使学生对参与实验的兴趣不高，而且在电路调试过程中也非常容易损坏元器件及实验设备，实验效果必然不理想。所以，将移动通信虚拟仿真实验引入教学是非常必要和及时的。虚拟仿真实验软件具有非常强大的功能，如数据的收集、分析及传输等。学生通过进行虚拟仿真实验，可以更多参与到实验过程中，比如可以通过改变实验参数来观察电路的不同，并通过总结分析实验过程中存在的问题，经过推理、论证，最后设计出较好的电路；或者学生可通过观测输出电路的波形变化，通过记录分析，对如何进行真实电路调试有更为直观的认识。同时，通过虚拟仿真实验，可以实现以往一些课堂上无法实现的创新性实验，大大增加了实验教学的广度[7]。由此可见，通过将移动通信虚拟仿真实验引入教学，不仅能够扩展学生对原理知识的理解程度，而且可以通过实验让学生对实际电路的运行情况有更清晰的认识，有利于学生将理论知识运用到实践中去。同时，将移动通信领域的新技术引入到课堂中来，可以大大提高学生的学习热情，推动学生更积极地探索新知识，培养学生的创新思维，为学生以后更加灵活地调试电路奠定良好基础。

3虚拟仿真实验教学实例分析

本文以正交相移键控（QuadraturePhaseShiftKeying，QPSK）调制为例，展开移动通信虚拟仿真教学实验。QPSK的特点是频谱利用率较高，而且有不错的抗干扰性能。3.1理论分析。QPSK通过分别对2个相互正交的同频载波进行PSK调制，并将调制完成后所得到的两路信号进行叠加，生成QPSK信号。在这个过程中，至关重要的一步就是要将需要进行传输的二进制序列，进行串/并转化，并获得两路并行的双极性码元数据。然后，在依据相应要求，细化电路。3.2绘制仿真模型。利用SystemView进行仿真实验。在QPSK调制仿真电路图中的各个图符模块都被设定了编号，这样做的目的是方便在进行实验教学时，方便学生更好的理解并进行操作[8]。原始输入的信号属于低频数字信号（500Hz），首先需要对数字信号进行取样，然后在取样结束后要对信号保持一定时间，最后对数字信号做延迟处理，通过这3个步骤之后，可以获得两路并行数据，然后分别与两个相正交的高频载波（1000Hz）作QSK调制，最后经过相加器叠加输出QPSK信号。3.3结果观测。在通过QPSK调制之后，将仿真电路运行之后，我们可以在不同的观察窗口对电路的不同情况进行分析，比传统的实验更具有可视性和多角度观察。通过实验发现，当二位码元随机产生不同状态时，电路输出也会随之改变，QPSK信号也会出现相位跳变点，这符合仿真实验的定义。而电路输出信号的功率在1000Hz左右。由此可见，本次实验中的大部分电路功率主要可以应用于信号传输。在实验完成后，可以让学生思考：如果对移动通信虚拟仿真实验的系统参数进行一定的改动，那会取得何种结果？通过提问的方式，让学生在课后可以继续通过实验来探索电路的频率范围。引导学生的发散性思维，激发学生课后自主学习的热情。有条件的情况下可以把仿真软件安装到学生的电脑中，打破学习的空间时间限制，提高学习的灵活性。

4结语

本文从传统移动通信实验教学中存在的限制因素出发，分析了将虚拟仿真软件引入课程的必要之处，并将虚拟仿真实验引入到移动通信课程的实验教学之中，使得此课程的实验方式突破了传统的验证试验，而且使学生进行综合创新性实验，将课程理论知识与实践操作相结合，以着重培养学生的创新性思维及动手操作能力。将移动通信虚拟仿真实验引入教学之中，使枯燥的通信原理知识更加形象，既利于教师进行课堂内容展示，也便于激发学生的学习热情，拓展学生的创新思维，进而提高移动通信课程的教学效果。

作者：周晓红 单位：贵州电子信息职业技术学院

[参考文献]

[1]孙爱晶，卢光跃，刘毓。通信专业核心实践教学的研究与实践[J].实验室研究与探索，2011（5）：91-93.

[2]李新春。移动通信实习实验教学系统的研究与实践[J].实验室科学，2009（6）：33-34.

[3]谭平。地方高校应用型人才工程实践能力的培养[J].实验室研究与探索，2009（5）：93-95.

[4]周霞，陈奎庆。工科院校学生创新思维培养[J].江苏工业学院学报，2009（4）：92-95.

[5]戴翠琴，由海霞，鲍宁海。移动通信课程实验教学改革与平台建设[J].实验技术与管理，2012（2）：144-147.

[6]苏良昱，王武，葛瑜。电力电子技术仿真实验教学与创新思维拓展[J].实验技术与管理，2013（1）：170-173.

虚拟实验教学论文 篇四

一、网络虚拟实验室的建立

1.虚拟现实技术

虚拟现实VR(VirtualReality)是近几年来信息技术迅速发展的产物，毕业论文是一门在计算机图形学、计算机仿真技术、人机接口技术、多媒体技术和传感技术的基础上发展起来的交叉学科。其基本方法和目标是集成并利用高性能的计算机软硬件及各类传感器创建一个使参与者处于身临其境的、具有完善的交互能力、能帮助和启发构思的信息环境，即让用户在人工合成的环境里获得角色的体验。

虚拟现实具有三个基本特征。沉浸性，是指观察者对虚拟世界的情感反映，这种感觉能使用户全方位地投入这个虚拟世界，这是虚拟现实的首要特征。交互性，是指虚拟现实是一个开放的环境，能对用户的输入作出响应，并能通过监控装置来影响用户和被用户影响。想象性，是指虚拟现实不仅是一个媒体、一个高级用户界面，还是一个应用系统，它以生动形象的形式反映设计者的思想。虚拟现实的三个基本特征强调了人在这个系统中的主导作用。虚拟现实系统按其功能不同，可以分为三种类型：沉浸式虚拟现实系统、桌面式虚拟现实系统和分布式虚拟现实系统。其中，桌面式虚拟现实系统是运用软件编程方法在显示器上显示三维场景，用户通过键盘、鼠标等设备与虚拟场景交互，它的特点是结构简单、成本较低，易于推广。

2.网络虚拟实验室

所谓网络虚拟实验室，是指利用区域网或互联网，由虚拟现实技术生成的一类适于进行虚拟实验的实验系统，包括相应的实验室环境、有关的实验仪器设备、实验对象及实验信息资源等。虚拟实验室可以是某一现实实验室的真实实现，也可以是虚拟构想的实验室，虚拟实验通过虚拟实验室进行。在虚拟实验中，实验者有逼真的感觉，有身临其境的感受，好像是真正在现实实验室里近距离进行现场操作。在虚拟实验中，没有一个有形的实验室，也没有以实物形态存在的实验工具与实验对象，实验过程主要是对虚拟物的操作。

3.计算机专业虚拟实验室的创建

构建专业虚拟实验室，其实就是搭建一个网络平台系统，包括硬件、软件及管理三个方面。在硬件上，

目前各校都建立了校园网络并接入了互联网，这些基础设施基本可以满足需求，不需要太多的投入。在软件方面，一个是实验室平台软件系统的开发，它与网站建设相联系；另一个是网站的内容(实验内容)建设，这是实验室建设的关键。虚拟实验室应有可以做的实验来支撑，不然软件平台就是一个空架子，形同虚设。同时，该平台上还应有实验管理的支持，对实验仪器、实验报告、实验指导、实验成绩及网上答疑等进行有效管理，并对虚拟实验室进行监控，计算机网络虚拟实验室系统各模块的主要功能如下。

(1)实验管理模块，由学生管理、教师管理、仪器管理和学生成绩管理等组成。硕士论文在学生管理方面，学生通过浏览器进行注册登录，登陆成功后可浏览实验项目，查看实验的详细资料，预约实验项目及做实验的时间，在线发送和接受消息，进行问题讨论，进行实验登记，实验完成后可通过网络写实验报告并提交报告。教师管理方面，可对实验内容添加、修改、整理、删除，对学生提交的实验报告列表，批改实验报告，填写评语和成绩，提交批改结果，与学生进行讨论。仪器管理方面，对新设计开发的虚拟仪器上传并进行分类整理，以便实验使用。成绩管理方面对学生的实验情况(实验次数、实验报告及完成情况)给出成绩，并进行统计分析及提供查询等。

(2)仪器展示模块，对虚拟实验室可用虚拟元器件、虚拟仪器设备分门别类地进行管理，以图形的方式直观呈现出来，供学生在实验时进行选择。

(3)实验指导模块，包括实验介绍、实验方法、实验项目的重点及难点、实验目的、实验原理、实验准备、实验任务、实验过程、实验报告的要求及实验应注意的事项等。

(4)实验报告模块，主要对学生完成实验后，提供相关的实验报告模板，供学生下载，由学生填写相关内容以及实验的结果，完成后上传电子版实验报告，由教师进行批阅，并进行记载。

(5)实验答疑模块，由专业教师对学生实验中出现的疑难问题进行及时解答，帮助学生顺利通过实验。同时了解学生对实验的掌握程度，并及时反馈、调整教学。

(6)论坛交流模块，教师和学生可以通过论坛进行充分的交流，学生可以将实验中的收获、经验和体会及问题到论坛上，教师可以将一些典型的问题提出来，供大家探讨。学生在这样宽松的环境下发表自己的见解，教师从中可以得到及时的实验教学反馈信息，以便整改7)虚拟实验模块，是虚拟实验室建设的重要部分。学生通过该模块进行虚拟实验，医学论文以达到巩固强化知识的目的。该模块内容根据专业学习的具体情况及实验建设条件，可不断增加。计算机专业网络虚拟实验室系统的建设，可以引入其他学校的虚拟实验室中。这种方式比较简单，容易实现，见效较快。但需要投入较多的软件购置费用，同时也需要结合本校的实际情况进行一些调整，有一个磨合期。另一种是因地制宜，自主开发。根据本校的实际教学和实验情况，结合学生的实际水平，由任课教师或聘请部分专家组成开发小组，进行一系列的虚拟实验项目的开发研究，并将研究的成果连接到虚拟实验室中，逐渐扩充直至完善。这种方式比较灵活，能充分发挥教师的积极性，能有针对性地进行设计开发，适合学生的实际情况，学生容易接受，并且经费投入较少。缺点是开发周期较长，系统性不够，水平有限。也可以将上述两种方式结合起来，一是引入、购置部分自己不宜开发的实验项目，二是结合自身的优势和长处开发一些实验项目，如非交互性的、演示性的虚拟实验项目等。

二、加强网络虚拟实验室的管理

1.加强用户管理，为每个学生分配账号。对学生进入虚拟实验室，使用实验室做虚拟实验等进行登记保存。鼓励学生经常访问虚拟实验室，在上面提出问题、发表见解，做好实验，努力提高虚拟实验室的人气。

2.全天候开放虚拟实验室。学生可以随时进入虚拟实验实自己动手组织实验，自己设计实验方案，动手完成实验，整理和总结实验数据，职称论文提交实验报告，培养学生的分析能力和创新能力，逐步向以“学生为中心”的自主个性发展模式转变。

3.组织专业教师网上指导与答疑，参与论坛讨论交流，及时批改实验报告，为学生顺利完成实验提供服务。在虚拟实验室中，教师应对学生提出的疑问尽快给出帮助和解答，并进行必要的指导。在实验室论坛上发表观点，提出问题让学生思考，使师生在虚拟实验室中有较强的互动性，教师应充当好学生实验的合作者和知识的建构者的角色。

4.对学生在虚拟实验室的表现及实验效果进行

评价。针对学生每一门课程的虚拟实验完成情况、实验报告、网上提问、论坛发帖的情况，给学生一个成绩和评价，反馈给学生，英语论文并与该课程的正常实物实验一起记入实验总分。教师也要在对学生评价的同时，征求学生对虚拟实验室的意见，对学生反馈的信息进行整改。

计算机网络虚拟实验室的建立，可以很好地解决目前硬件设备跟不上实验的要求、学生实验时间不够用等问题，对于提高学生的动手能力、分析问题和解决实际问题的能力具有非常重要的意义。但在具体应用中还要注意处理好“虚拟实验”和“实物实验”的关系，不能一味地强调虚拟实验，要“虚实”结合，既相互补充，又各有侧重，这样才能取得很好的实验教学效果。同时，在虚拟实验中要注意培养学生严谨的、一丝不苟的科学实验作风。

参考文献

[1]王嗣源。虚拟实验室建设的初步探讨。西安邮电学院学报，2005(4).

[2]蒋光明。基于互联网的开放式虚拟实验模型研究。西南师范大学学报(自然科学版),2002(3).

虚拟实验教学论文 篇五

关键词：多科性大学；虚拟仿真实验教学；教学体系；开放共享

虚拟仿真实验教学是“虚拟现实（VirtualReality）+教育”深度融合的产物，其推广顺应了教育信息化的发展趋势和现实需要，推动了高校实验教学改革和创新。教育部自2013年提出建设部级虚拟仿真实验教学中心以来，连续三年虚拟仿真实验教学中心建设原则的通知，教育部对虚拟仿真实验教学的重视程度和建设虚拟仿真实验教学中心的迫切需求有目共睹。2017年7月教育部的开展示范性虚拟仿真实验教学项目建设的通知中，提出经济管理类示范性虚拟仿真实验教学项目建设规划要在2019年和2020年共达到80项之多。由此可见，教育部对推进经济管理类虚拟仿真实验教学的力度之大。目前来看，全国经济管理类虚拟仿真实验教学中心的建设处于起步探索阶段，少数财经院校已建立，并初步建立其适用的较为完整的教学体系和教学模式，大部分院校特别是多科性大学还没有启动建设，更没有对其实验教学进行系统的实践和研究。经济管理类虚拟仿真实验教学，并不仅仅是将虚拟仿真技术引入到经济管理类实验教学中，更强调的是将虚拟仿真思想融入其中，搭建虚拟真实场景、开发虚拟真实企业实践平台及后台数据库、模拟社会经济管理的现实问题作为实验项目，注重让学生在学习过程中能亲身经历，乐于实践，获得知识，提高技能，有效地弥补了实验过程不可逆和实验项目不可及的缺陷。由于各高校学生的特点、课程体系、传统实验开设的情况等等不尽相同，结合西北政法大学经济管理类虚拟仿真实验教学中心的建设实践，对多科性大学经济管理类虚拟仿真实验教学中心建设的目标、实验教学体系和实验中心建设和使用进行系统研究。

一、多科性大学经济管理类虚拟仿真实验教学中心建设的目标

多科性大学不同于财经类大学和综合性大学，它是以一个或两个学科为支撑、其他多个学科协调发展的学科格局。西北政法大学就是一所以法学为主，经济学、管理学、文学、哲学等学科协调发展的多科性大学。通过对山西财经大学、贵州财经大学、南京财经大学、南京审计大学四所财经类大学和西安交通大学、西北大学两所综合性大学的实地考察、调研，发现如西北政法大学这样的地方多科性大学经济管理类实验教学相对落后，实践教学体系不完整、不系统，实验室建设滞后等问题。为适应当下对应用型经管类本科人才的迫切要求，经过一年多的考察、调研、可行性报告和建设方案的撰写、施工建设、后期调试，西北政法大学经济管理虚拟仿真实验教学中心（以下简称“仿真实验中心”）落成运行。

1.仿真实验中心基本情况仿真实验中心总面积约1000平方米、含三个全封闭实验室、五个半开放仿真实验室（跨专业综合虚拟仿真实验项目可跨实验室进行），其中，全封闭实验室有经济＆管理基础实验室-A型实验室、统计调查与数据分析实验室-B型、审计财务管理专业实验室。五个半开放的实验区分别是金融保险仿真区、企业模拟仿真区，跨境全流程仿真区、跨境分销实战区和综合模拟仿真实验区。综合模拟仿真实验区模拟银行、税务、工商、社保公积金实际工作场景，可组合其他四个半开放实验区根据课程需要进行授课。企业模拟仿真区、跨境全流程仿真区和跨境分销实战区可组合为跨境综合实验室。跨境全流程仿真区、金融、保险仿真区、企业模拟仿真区可组合为企业综合模拟仿真实验室。金融保险仿真区、企业模拟仿真区、综合模拟仿真实验区、跨境全流程仿真区可组合为虚拟商业社会环境跨专业综合模拟仿真区。组合后的实验室可作为学生创新创业实践项目、跨专业综合实验项目、学年论文项目和毕业论文项目的实践基地。仿真实验中心采用云桌面管理，安装软件总计36个，包括基础审计、金融类实验软件；跨专业综合实践软件；财会与审计专业综合教学实践软件；电子商务基础实验软件；国际贸易和跨境电商综合仿真实训软件；人力资源管理实训软件；社会保障学相关实训软件。仿真实验中心可用于西北政法大学经济管理相关学科十三个本科专业的课程实验、专业实验和跨专业综合虚拟仿真实验教学。

2.仿真实验中心建设的主要目标（1）面向新时期实验教学的最新趋势和要求，达到或引领多科性大学经管类实验教学的最新探索水平，牢牢把握当下经济社会发展趋势和企业对高水平、高层次人才的能力要求，注重大学生综合实践能力的提升。（2）面向经济管理类专业和课程，将学生置于虚拟仿真环境中，模拟现实操作过程，实现全流程实践和核心业务的实践，切实提高实验教学效果，提高学生专业知识的应用能力。（3）实验教学中心可达到各专业课程实验和跨专业综合实验的紧密衔接、资源共享的目的，进一步促进多科性大学各学科的协调发展。实验中心的建设无疑为经管类实验教学改革和研究实践提供了充分的条件，但虚拟仿真实验在经管类实验教学的应用还处于起步阶段，应系统地对实验教学体系和将来的发展方向进行研究。

二、构建多科性大学经管类虚拟仿真实验教学新体系

围绕经济管理类人才培养体系，突出大学生创新能力和应用能力的培养原则，完善教学实验模式，创新实验方法，扩展实验层次，构建能力培养为导向、跨专业、虚实结合的多层次实验教学新体系。

1.教学模式由以课程或专业设置实验室的传统实验教学组织模式，逐渐转变为由学科群组建基础实验以及项目为主导的跨专业综合虚拟仿真实验模式。开发以问题为导向、以自身专业为主的跨专业综合虚拟仿真实验课程体系。比如，将大三第一学期的学年论文的撰写改革为两个星期的综合虚拟仿真实验实习加论文的形式，这是学生由专业基础提升到跨专业综合的一次重要节点，为大三和大四学年的专业学习、毕业实习以及毕业论文的设计和撰写打下坚实的基础。

2.实验教学方法实验教学方法由教师演示、学生自主学习的传统方式，逐渐转变为任务驱动、团队作战、仿真模拟、岗位实战的方式，提高学生分析、解决问题能力，增强创新意识、团队意识和管理意识，促进自主性学习和个性化学习，培养学生综合素养和应用能力协调发展。

3.实验层次实验教学新体系由基础课程的验证性实验、专业课程的熟练性实验、专业综合课程的跨专业综合虚拟仿真实验、就业前的综合素养提升实验构成，达到实验教学内容衔接、教学要求匹配、教学效果阶梯化形成的目的，最终实现训练基本技能、培养创新意识、训练专业技能、训练综合能力、培养社会适应能力等三个层次的目标。通过以上三个方面的创新，构建“能力培养为导向、跨专业、虚实结合、多层次”的实验教学新体系。具体内容如下图所示。第一个层次适用于大学一、二年级的学生，这个阶段的课程以基础课程为主，包括专业基础课程，创新创业课程以及各类专业竞赛，实践课程是以配合课程为主的验证性实验和体验感知性实验，通过融合创新创业教育和专业竞赛，增加对项目的认知。这个阶段由传统教师演示、学生自主的教学方法和任务驱动、团队合作、小组讨论的教学方法相结合，以训练基本技能和培养创新意识为主要目标。第二个层次适用于大学二、三年级的学生，这个阶段的课程以专业课程为主，主要的专业课程都已经接触到，学生对其专业有了一定程度的认识，实践课程也应由验证性实验和体验感知性实验转变为专业课程的熟练性实验和设计性实验。开设一些从业资格考试相关的实践课程，学年论文的综合虚拟仿真实践课程，这个阶段主要采用任务驱动、团队作战、仿真模拟、岗位实战的方法，训练学生的专业技能、培养专业应用能力。第三个层次适用于大学三、四年级的学生，这个阶段所有课程的讲授基本结束，学生对其专业进行了全面的认识，也有了一定的专业技能，进行毕业前实习，马上走上工作岗位，实践课程也应随之变化。校内的实践课程主要是跨专业综合虚拟仿真实验，弥补在校外实习单位接触不到的核心业务和全流程业务，这个阶段主要采用项目驱动、团队作战、仿真模拟、岗位实战的方法，训练学生的综合技能、培养社会适应和创新能力。构建的“能力培养为导向、跨专业、虚实结合、多层次”的实验教学新体系遵从了学生每个阶段的特点和学科基础，循序渐进，逐步提升学生的实践能力。

三、多科性大学经济管理类虚拟仿真实验教学中心建设和使用思考

鉴于对西北政法大学经济管理虚拟仿真实验教学中心的建设实践和研究，对多科性大学经济管理类虚拟仿真实验教学中心进一步完善软硬件建设和管理机制进行了如下几个方面的思考。

1.仿真实验中心教师队伍建设高效、专业的实验室教师团队是开展虚拟仿真实验教学必不可少的。将整个实验室队伍分为下面三个组成部分建设完善，以提高实验室教师团队的整体水平，组建一支实践能力强、善于合作、多学科融合的实验室专业教师团队。（1）专职实验教师。引进计算机相关专业的教师作为专职实验教师，薪酬待遇、职称评定与专业教师同等对待。负责系统维护、技术支持和通用性实验课程的建设教学，负责与各软件厂商协同合作来保证设备和系统安全、稳定的运行，并定期组织专业教师进行平台使用培训。（2）专业教师。采取课时激励的方法鼓励专业教师承担实验课程（课程实验环节）。实验室专业教师队伍的建设可以在相对具备专业技能及实践教学经验的经管专业教师的带动下，引导各学科的专业教师加入到实验室教师团队中来，促进教学改革，调整教学方法和考核方法。（3）实验室管理人员。鼓励学生助教从事于实验室管理工作，通过短期培训即可对云桌面综合管理集成平台进行熟练操作。鼓励专职实验教师和专业教师将实验教学与科研协同发展，相互促进。校企协同开发实验平台和实验项目，申报各级虚拟仿真实验教学项目促进教学改革，出版相关实践实验教材，逐步建立完善的实践教学课程体系。不管是专职实验教师还是专业教师都可以在实验室教学过程中获得科研成果，使教学科研能力、职称评审、薪酬待遇均可得到很大程度的提升。

2.仿真实验中心管理制度的完善仿真实验中心采用开放式管理。学生可以预约时间使用仿真实验中心，也可以在任意的终端设备上随时随地访问虚拟仿真实验教学中心的实验教学资源及个人的实验数据进行查看和练习，促进学生自主性学习和个性化学习，同时为教师进行虚拟仿真实验教学方法改革提供更充分的条件。

3.跨专业虚拟仿真实验教学课程体系的开发建设虚拟仿真实验课程体系构建是虚拟仿真实验教学建设的重要内容。建设相对完善的跨专业虚拟仿真实验教学课程体系需要根据学生的反馈在实践过程中反复研究、反复实践、反复改革，这是一个持续不断的过程。因此，在之后的实验教学研究和实践中，应鼓励相关教师协同合作开设以提高综合实践能力为目标的跨专业虚拟仿真实验教学课程。学年论文和毕业论文也可以依托跨专业综合虚拟仿真实验成果撰写，将很大程度上提高学年论文和毕业论文的质量。

4.实验教学资源开放共享机制探索优质实验资源的开放共享是虚拟仿真实验教学中心建设的重中之重，从对各个高校实验中心的调研情况来看，资源的开放共享仍处于起步和探索阶段，包括技术方面和运行机制方面。仿真实验中心的开放共享主要是以实现校内实验项目和授课内容打通、校内毕业论文和校内创新项目打通、校内课程实验数据与跨专业综合虚拟仿真实验数据打通、校间虚拟仿真实验教学协同创新、校间虚拟仿真实验教学资源开放共享为目标展开。无论是校内资源还是校间资源的开放共享，都需要与企业、高校之间协同合作，共同研发核心技术，建立开放共享的协同机制，比如激励机制、利益分配机制等，防范开放共享产生的风险。

5.与创新创业教育、校企协同育人深度融合仿真实验中心为创新创业教育、校企协同育人项目提供校内实践基地，为这两个项目的顺利开展奠定了基础。仿真实验中心将促进校内创新创业教育的教学模式、教学方法和课程体系的研究和探索。2015年，西北政法大学被认定为陕西省省属大学生创业培训基地，实验中心无疑为开展大学生创新创业教育奠定了基础，搭建了平台，为校内所开设的创新创业课程与实践活动提供了充分的硬、软件环境。探索虚拟仿真实验与创新创业教育的深度融合的教学模式和教学体系，更好地开展双创教育。将仿真实验中心作为学校、企业共同参与的合作办学的校内实验实训实习基地，实验中心的综合虚拟仿真实验区构建真实场景的实习环境。拥有优质的实验教学资源的跨专业综合虚拟仿真实验中心对校企协同具有重要的深化作用。

6.与技能竞赛教学模式协同发展近年来，高校各专业技能竞赛日益增多，“以赛促学、以赛促教”的实践教学模式成为提高大学生综合实践能力的重要组成部分。在仿真实验中心创建以竞赛为目标的面向参赛学生全天候开放的创新实践基地，教师可根据学生参赛情况进行必要的赛前辅导和模拟演练，在跨专业虚拟仿真区进行项目的仿真演练，开发竞赛作品资源库，形成“教、赛、学”一体化实验教学体系，提高竞赛水平，培育出优秀竞赛作品，提高学生的创新实践能力。