虚拟实验教学论文范文1
让学生爱上实验探究正如乌申斯基所说：“没有兴趣的强制性学习，将会扼杀学生追求真理的欲望。”探究活动并非只是单一的智力因素参与的过程，而是一个智力因素与非智力因素共同参与、相互作用、相互影响的过程。其中以兴趣为主的非智力因素正是学习强大的动力源，是学生产生积极的学习动机与认知行为的源泉。没有兴趣的学习就是外加的沉重负担，学生只是被动参与、机械应对、死记硬背，并没有达到对知识的真正理解，与快乐学习也是背道而驰。实验具有鲜明的实验现象，这不失为激发学生物理学习兴趣的重要手段。但在以往的教学中受实验室条件、实验器材等因素的制约，许多实验不能完成；即使让学生来做实验，限于安全因素、时间等，也大多是机械地按照实验步骤完成，并未真正发挥实验的激趣导思效果。虚拟实验室具有强烈的现代化气息，计算机与网络都是高中生所熟悉且喜欢的方式，这样更能吸引学生的眼球，将学生的注意力集中起来，能够同时带动学生的视觉与听觉等多种感官来参与到实验中来，这使得学生参与实验的兴趣更浓、积极性更高，从而让学生能够全程参与到实验过程中来。
二、模拟各种实验现象
引导学生展开主动学习物理基本的概念与定理并不是凭空产生的，而是科学家在大量的实验中总结出来的，是透过大量表象达到对事物的本质认知。只有将基础知识的教学与实验结合起来，再现真理发现全过程，这样才能达到学生对知识的真正理解与掌握。而在现实条件中许多实验是无法完成的。如微观粒子的运动、存在安全隐患的实验以及对实验条件有严格要求的实验等，在以往的教学中这些实验都难以完成，就只能采用机械的灌输，让学生来记忆结论性认知。这样的结果就是学生背得流利，但就是不懂、不会用，只知其然而不知其所以然。网络虚拟实验室可以模拟各种实验现象，可以完成以往教学中所难以完成的各类实验，将这些抽象而枯燥的物理知识寓于直观而形象的实验现象中，让学生通过操作与观察来获取感性认知，并由此上升为理性认知，这样才能达到对抽象知识的深刻理解与灵活运用。
三、开辟师生互动学习平台
实现探究性学习新课改倡导自主合作探究式学习方式，明确提出了以学生为中心的教学理念，我们的教学要更加关注学生学习方式的转变，要由以教师为中心转为以学生为中心，要将重点由教师如何教转向学生如何学上来，构建以教师为主导、学生为主体的双主型教学模式，确立学生在学习中的主体地位，引导学生展开主动探究，实现教学的双向互动。网络虚拟实验室为师生开辟了一个全新的网络互动学习平台，在这里教师与学生可以一起来展开积极的实验探究，通过师生之间的积极思维与主动操作来完成更多的实验方案，并就实验现象与结果在师生之间、生生之间展开积极的交流与讨论，进行思想的交汇与思维的碰撞。这样更加利于学生深刻掌握基本的概念与定理，同时也可以提高学生的实验技能，让学生学会实验操作，这样才能真正地学会物理学习。因此，在具体的教学中，遇到有分歧的问题，我们可以引导学生来制定不同的实验方案，借助网络虚拟实验室这个平台来将实验方案付诸于实践，实现理论与实践同步，这样学生通过这些实验可以获取更多的直观认知，再通过师生之间的共同交流与讨论，就可以达到对这些基本知识点的深刻理解。
四、总结
虚拟实验教学论文范文2
论文摘要：工程图学课程是理论性和实践性都较强的课程，在理论教学中由于缺乏真实感受，学生听课时常会感到枯燥乏味、内容很难理解，因此，在教学中进行虚拟仿真实验教学，不但在一定程度上可以弥补实验资源的匮乏，而且可以提高学生观察问题、分析问题和解决问题的能力。因此，在《工程图学》教学中应用“虚拟仿真实验教学”进行教学改革的探索。
0引言
工程图学课程教学理论与实践相结合是非常重要的特别是学生的动手及创新能力的培养，是理论性和实践性都较强的课程，因此实验教学环节对学好这门课程至关重要。通过加强实践教学环节，才能使学生真正理解和掌握该学科的理论知识。
工程图学课程的教学是很具体形象的，它注重机构的运动及动作，在理论教学中由于缺乏真实感受，学生听课时常会感到枯燥乏味、内容很难理解；机械类课程中的实验设备大多很昂贵，有些情况下，不能完全满足相应的实验要求，尤其是对每个学生而言，学生实验通常是分组，对有些实验，实验设备很少时，分组的人数会很多，这样学生在做实验时会没有很多机会熟练掌握；因此，如果能在教学中进行虚拟仿真实验教学，不但在一定程度上可以弥补实验资源的匮乏，而且可以提高学生观察问题、分析问题和解决问题的能力，以求达到掌握一门专业技术技能。WwW.133229.CoM
1虚拟仿真实验应用于教学中的现实意义
目前国内大多数高校的实验还是采用传统方式，即老师讲解、演示，再由学生自己动手。而国外已经从传统实验转为实物实验与虚拟实验相结合，充分利用先进的 计算 机设备进行虚拟仿真实验教学，取得了较好的效果。
传统的教学模式以教师为中心，知识的传递主要靠教师对学生的灌输，作为认知主体的学生在教学过程中自始至终处于被动状态，其主动性和积极性难以发挥，不利于培养学生的发散性思维、批判性思维和创造性思维，也不利于创造性人才的培养。虚拟仿真实验突破了传统教学手段上的局限。学生自己动手操作，亲身参与整个实验过程的操作，通过将实际生产的工艺过程以影像、动画等生动的形式表示，从而增强学生的感性认识和学习兴趣，提高教学效果，使其实践能力、观察能力及归纳能力等都得到很好的锻炼。虚拟实验技术创设了一个人性化的学习环境，使学生能够在 自然 、互动的气氛中进行学习。基于以上思考，尝试在《工程图学》教学中应用“虚拟仿真实验教学”进行教学改革的探索。
2虚拟仿真实验设计目标
虚拟实验的开发工具主要是 网络 虚拟现实建模语言(vrml)和三维建模软件。vrml是一种用于建立真实世界的场景模型或人们虚构三维世界的场景建模语言。vrml的基本目标是建立因特网上的交互式虚拟对象、场景、三维模型，基本特征包括分布式、三维、交互性、多媒体集成、境界逼真性等，是目前intenet上基于“/xinlixue/" target="_blank" title="">心理经验不一致，就谈不上以自然技能的交互，也很难获得沉浸感。
3零、部件测绘实践虚拟辅助教学
《工程图学》课程为机械类专业一门主要技术基础课，是一门理论性和实践性都较强的课程，因此实验教学环节对学好这门课程至关重要。通过加强实践教学环节，才能使学生真正理解和掌握该学科的理论知识。本项目的实施内容主要是采用inventor2008，3dmax，autocad及vrml软件系统设计虚拟实验系统，使之能够对齿轮油泵(图1)、减速器(图2)、虎钳(图3)的装配进行动态模拟，通过影像、动画等生动的形式对装配过程进行动态模拟，可以充分发挥学生的主观能动性，有利于学生获得丰富的感性认识，激发学生进一步提出问题与寻求解决问题的兴趣，有助于拓宽学生的知识面，有效地支持理论学习。
零部件测绘实践虚拟辅助教学技术的做法是，以实物模型为基本要素、以实物模型测绘为主线，用 计算 机虚拟现实的方法，制作图画和动画形式为主的直观形象，去解析零部件的形状结构和测绘过程。
将虚拟辅助教学融于测绘实践教学的过程是：布置测绘任务；观测分析实物模型；教师依据实物模型通过虚拟辅助教学课件集中指导；学生依据实物模型，参照虚拟辅助教学课件自主测绘；教师集中讲评。
虚拟辅助教学主要构件是以虚拟图象为主，配有少量文字说明的 电子 文档。分别是：以动画为主去表达零部件形状结构的图画集，以对零部件形状结构分析和视图分析为主的图画集，以对零部件测绘方法和过程指导为主的图画集，以对尺寸、技术要求、图样、作业要求指导为主的图画集。
4零、部件测绘实践虚拟辅助教学技术的特点
a)基于实体的虚拟。计算机虚拟现实、虚拟三维图与构形思维和视觉及视觉心理密切相关。实践表明：没有实体模型做基准没有构形思维和视觉及视觉心理的支持，计算机虚拟现实、虚拟三维图就会成为没有意义的作品；另一方面，没有构形思维和视觉及视觉心理知识去指导计算机虚拟现实、虚拟三维图的创作，也不能获得效果良好的作品。
b)基于图学素质对测绘对象(零、部件)的选择。选择好测绘对象是保障零、部件测绘实践教学效果的首要条件。简单化和过度复杂化都不可取，都可能给大学总体教学带来损害。选择测绘对象(零、部件)的第一因素是考虑对学生图学素质培养的要求，其次是考虑后续课的需求。阀类、泵类、夹具类(虎钳)、减速器类是常选测绘对象，其主要原因是便于教学。按图学素质培养的要求考虑，所选零、部件的测绘内容应当尽量多的涵盖图学主要的核心内容。例如，表达方法典型、全面，结构具有代表性。按后续课的需求考虑，所选零、部件的测绘内容要含有后续课的主要要素。
5结语
开发零、部件虚拟测绘装配实验是为了拓宽实验教学平台，改进测绘方法，提高测绘效率和品质，减轻教学负担。这一教学技术的核心涉及到传统测绘的方方面面，也涉及到 现代 教育 技术的深层理论和技术问题。当然虚拟仿真实验不能完全替代实物实验，但可以探索将其作为实物实验及课堂理论教学的补充。
参考 文献 ：
虚拟实验教学论文范文3
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).
虚拟实验教学论文范文4
G122-4；G642.4
一、虚拟仿真实验室的内涵和价值
1.虚拟仿真实验室的内涵
虚拟实验一般是指借助于多媒体、仿真和虚拟现实等技术在计算机上营造可辅助、部分替代甚至全部替代传统实验各操作环节的相关软硬件操作环境，实验者可以像在真实的环境中一样完成各种实验项目，所取得的实验效果等价于甚至优于在真实环境中所取得的效果。主要是利用虚拟现实数据、多媒体、人机交互、数据库和网络通讯等工具，帮助学生判别虚拟仿真实验的主要指标。在一个虚拟的仿真实验环境之上，实现实验操作的模拟性和实验结果的仿真性。随着虚拟实验技术的成熟，虚拟仿真实验室在高校教育中的应用价值日益凸显，它不仅可以辅助高校的科研工作，同时在模拟实验课教学方面也具有突出的作用。虚拟仿真实验室教学是高等教育信息化建设和实验教学示范中心建设的重要内容，是学科专业与信息技术深度融合的产物，目前大多数高校都开设了模拟仿真实验课，在计算机系统中采用虚拟模拟现实技术实现的各种虚拟实验环境，让学生感受真实实验环境，完成各种预定的实验项目，所取得的教学效果近似于在真实环境中所取得的效果，提高实际动手能力，增强了就业竞争力。
2.虚拟仿真实验室的作用
（1）虚拟仿真实验室适度降低教学成本。虚拟仿真实验室主要采用桌面虚拟仿真实验室，这种教学能够突破传统实验对“地域、时间、空间”的限制，虚拟仿真实验室是虚拟现实技术应用研究就的重要载体，有效减轻学校在实训经费、实训基地、实训人员等的投入成本；同时也可以辅助高校的科研工作的投入成本。
（2）虚拟仿真实验生动形象，提高学习效率。模拟化学实验室的教学实践可以生动形象，超越设备、环境、地域和空间限制的新的实验教学方式，可以得到良好的教学效果和投资效益，从而提高学生实际感知和动手能力。
（3）虚拟仿真实验室融合多样教学手段。虚拟仿真实验室融合媒体课件，人机配合、仿真环境、仿真数据、仿真案例把把理论知识更形象、客观、生动、模拟出来，增强实践教学的互动性和真实感受性，让学生深刻体会理论与知识相结合的学习手段，提高学习效率，达到理论联系实际最佳的教学效果。
二、独立学院虚拟仿真实验室的存在的问题分析
1.虚拟仿真实验室建设的经费短缺，教育经费是独立学院发展教育和提高教学质量的一个重要条件，建立一个独立学院虚拟仿真实验室是有效进行虚拟现实应用的关键，而要建立一个完整的虚拟现实系统，首先要解决的是购买和建设的用的经费。
2.虚拟仿真实验室建设不统一，实验室使用效率低。由于在独立学院发展的过程中，各二级学院以本学院的实验室发展为主要发展，通过本学院的专业课题的申报，建立适合本学院教学规模的实验室，所以在实验室的建设缺乏协调性，各自以自己的专业为主，存在重复建设，单独使用，实验室使用效率低
3.拟仿真实验室建设，没有提供全方位虚拟教学辅助功能。由于独立学院经费、教务管理和技术问题的制约，没有能力建立虚拟仿真实验室的综合管理中心，很难实现对仿真实验室的统一管理和整合教学资源，影响了实验室的使用功能。
4.缺乏专业的教师。虚拟仿真实验室教学中需要教师既要有丰富的理论知识又要有实际的操作经验，因为独立学院的教师大多数属于年轻的教师，所以在仿真案例教学和实际操作等方面的教学缺乏经验，可能出现严谨性不够合流于形式的问题。
三、独立学院虚拟仿真实验室改进的思考
1.加强对独立学院的高校经费投入。财政部、教育部应加强对独立学院的高校经费投入，同时应为独立学院适度提供更多的实验室项目，给独立学院的教务、科研、规划等职能部门有足够的资金从事教学改革的支出，有足够的经费进行虚拟仿真实验室的建设支出。
2.建设虚拟仿真实验中心，设立专门的部门管理。整合各个学院的虚拟仿真实验室的资源，由学校统一建设虚拟仿真实验中心，统一管理，实现“共建、共享、共A”，降低投入成本，提高使用效率和使用功能。
3.建设仿真实验教学管理和共享平台。借鉴其他学校的经验平台建设具体包括虚拟实验中心门户网站、实验前的理论学习、实验的开课管理、实验结果的自动批改、实验成绩统计查询、数字化资源管理、师生互动交流和系统管理等子系统建设一个开放式虚拟仿真实验教学的管理和共享平台，然后再陆续把相关虚拟实验课程的资源统一放到该平台来进行管理，从而面向各个学科的相关课程开展虚拟实验教学。
4.加强虚拟仿真实验室教师的培训。学校需提供各种专业理论和实训的机会和平台，帮助教师在后续的教育培训过程中不断更新教育观念，不断提高自身实作能力，不断发现和解决问题，不断变革教学方式，调整自己的教学方法，实现专业教学水平的提高。
参考文献：
[1]张红霞，杨渊，王向前. 高校经管类学科虚拟仿真实验教学中心的建设[J].《高教学刊》， 2015（18）.
[2]李虹. 经管类部级虚拟仿真实验教学中心建设与实践[J]. 《实验室研究与探索》， 2016， 35（6）
[3]周世杰，吉家成，王华. 虚拟仿真实验教学中心建设与实践[J]. 《计算机教育》， 2015（9）
虚拟实验教学论文范文5
关键词 开放式；虚拟实验平台；高职教育
一、引言
现阶段高等职业教育的培养目标便是:培养一大批高素质,技能型的人才,强调知识的应用。实训是职业教育中重要的环节，对于高职教育来讲，实训教学质量的高低，很大程度上影响着学生的实践能力和职业能力。
但是，许多高职院校由于受场地、经费、器材等方面的限制，学生实训的效果大打折扣，因此，虚拟实验平台的创建，打破了传统教学中的时空限制，学生不再受时间及场地等多种因素的影响，可以自由、随时随地进入实训室，大大提高了实验教学的效果。
二、开放式虚拟实验平台的定义及理论基础
1.开放式虚拟实验平台的定义
虚拟实验室是一种基于Web、3d技术、虚拟现实平台而构建的开放式网络化的虚拟实验教学系统，是现有各种教学实验室的数字化和虚拟化。
虚拟实验室由虚拟实验台、虚拟器材库和开放式实验室管理系统组成。虚拟实验室为开设各种虚拟实验课程提供了全新的教学环境。
2.相关的理论支撑
（1）建构主义学习理论建构主义学习理论认为，学习过程同时包含两方面的建构：一方面是对新信息的意义的建构，同时又包含对原有经验的改造和重组。建构主义者关注如何以原有的经验、心理结构和信念为基础来建构知识。
（2）自主学习与协作学习自主学习是以学生作为学习的主体，通过学生独立地分析、探索、实践、质疑、创造等方法来实现学习目标。自主学习就是学习主体自立、自为、自律的学习。
协作学习是指学生为了完成共同的任务，有明确的责任分工的互助性学习。合作学习的目标结构理论是从动机的角度出发，强调了合作目标对学生从事学业任务的诱因影响，而发展理论则从认知的角度出发，重视合作学习对完成任务效果的影响。
三、开放式虚拟实验平台在高职教育中的应用可行性
1.开放式虚拟实验平台的软硬件要求
开放式虚拟实验平台的配置要求：
（1）硬件部分能接入互联网的计算机服务器及终端设备，虚拟交互设备。
（2）软件部分虚拟实验平台开发阶段所需要的虚拟现实软件，多媒体制作工具等和必要的计算机系统软件。
2.信息时代高职学生的特点
现阶段，由于信息技术的迅猛发展，高职学生群体与原来的学生已经有了很大的不同。现在的学生基本都是90后甚至95后，他们从小接触电脑、手机、网络，对各种各样的新式技术毫不陌生；他们已经与网络世界连为一体，网络、电脑似乎已经成为了他们世界中不可或缺的一部分。
开放式虚拟实验平台所需的软硬件设备在当代高职教育经费中可以得到充分保障，而作为开放式虚拟实验平台的主要使用者的学生对于计算机及互联网的操作比较熟悉，也为他们在虚拟实验平台进行操作打好了基础。
四、开放式虚拟实验平台在高职教育中的应用实践案例
在本次实践活动中，笔者将计算机应用技术专业学生的学生分为两组，一组采用传统的实训模式，另一组在计算机应用实训平台上进行学习。本次活动历时2个月，在计算机应用实训平台上进行实训的学生，首先创建自己的用户，进入平台，成员采用自主学习和协作学习相结合的模式。包括初期共同开会讨论决定学习的主题；在学习期间，各成员分工合作，共同商定，自主完成资源收集、信息整合等工作；其二网络上的协作学习。学生利用论坛、文件的上传和下载等功能，与其它的学习者和教师在网上进行了学习交流和探讨。
整个学习过程，学生投入了极大的学习兴趣，学生不仅按照教师的要求完成指定专题的讨论与协作，而且各个学生还根据兴趣爱好和有共同理念的学习者进行感兴趣的专题探讨学习。
最终，两组进行对比，在虚拟实验平台上完成实训任务的学生明显比传统实训模式下的学生掌握效果好，而且，虚拟实验平台的学生学习兴趣也明显高于传统组，自主学习能力和协作学习能力也得到了显著提高。
五、开放式虚拟实验平台的特点
1.开放的时间和空间
只要具备电脑和网络，学生就可以在任何时间、任何地点进行学习，进行实验，还可以反复进行。
2.全新的交流平台
开放式虚拟实验平台为教师和学生提供了一个全新的交流，让教师和学生站在全新角度去审视双方关系，学生可以在该平台上与其他用户（学生或教师）进行及时交流，师生互相了解对方的意图，以期望达到师生同步。
3.学生自主学习能力的养成
在虚拟实验平台上，学生可以自主选择知识，扩展知识，选择适合自己的学习资源和学习进度，可以充分调动学生的学习积极性，较传统的模式相比，更有利于达到实验的目的。
六、结束语
开放式虚拟实验平台目前已被越来越多的院校所接受，弥补了传统实验受外界因素影响大的不足，但是，开放式虚拟实验平台在设计开发时还需注意加强其与学习者的交互性和趣味性，这样才能使学生保持高度的学习积极性，最大化发挥其优势。
参考文献
[1]滕厚雷，文芳.分布式虚拟现实技术及其教育应用研究[J].攀枝花学院学报.2012（08）
[2]于平太，王基生，孙苗苗，李莹.开放式虚拟实验平台的开发与应用[J].中国教育技术装备.2010(12)
虚拟实验教学论文范文6
关键词 教育信息化；虚拟现实；教学方法；电气类课程
中图分类号：TP391.9 文献标识码：B
文章编号：1671-489X（2013）27-0038-02
在教育信息化大背景下，为了达到应用现代化的信息资源与技术手段来提高人才培养质量的目的，许多高校努力探究各种教学改革途径，进而产生出许多以教育信息化为指导的教学方法，最有代表性的有多媒体技术的应用、互联网资源共享平台的应用、构建主义学习理论在教学中的应用等，但这些都没有克服电气类课程专业性强、理论抽象、教学与现实相分离等特点给课堂教学带来的困难，如教学过程不够灵活、不够生动形象，学生学习兴趣不够强烈，理论无法联系实际等。建构主义认为“情境”的体验对学习者构建知识是非常必要的，而传统教学很难或者根本无法提供给学生这种真实的“情境”[1]。虚拟现实技术恰恰可以提供这种“情境”。
将虚拟现实技术应用于高校电气类课堂教学中，能够形象生动地表现教学内容，有效营造一个能够跟随技术发展的教学环境，提高学生掌握知识技能的效率，实现课堂教学的情景化、兴趣化，达到优化教学过程、提高教学质量的目的。
1 虚拟现实技术
虚拟现实（Virtual Reality，简称VR），原来是美国军方开发出来的一项计算机技术，主要用于军事上的仿真[2]，直到20世纪80年代末才作为一个较完整的体系被正式提出，90年代后其内容逐步成熟与发展。目前已在许多领域得到广泛应用，如机械、化工、医药、军事、汽车等领域，主要用于模拟现实生产过程、动作原理等，帮助相关人员进一步了解其工作原理，进而对系统做出优化设计，达到节约成本、提高工作效率的目的。
虚拟现实技术充分利用计算机硬件与软件资源的集成技术，提供一种实时的、三维的虚拟环境，这个虚拟世界是人工建造的，存在于计算机内部[3]。在这个虚拟环境中，能实时产生与真实环境相同的感觉，人们可以直接观察虚拟环境中物体的变化，并与虚拟环境中的物体之间进行自然的交互，这也就大大改进了人机交互的效果，同时体现了人机交互的一个发展要求。
虚拟现实技术的主要特征可概括为：1）实时交互性，即参与者可以对模拟环境进行一定程度的考察与操作；2）多感知性，即对于参与者的各种操作，虚拟系统可以产生相应的反应，供参与者观察或感知；3）存在感，指参与者感到作为主角存在于虚拟环境中的真实程度；4）自主性，指虚拟环境中物质动作的程度服从于自然规律或者遵循设计者想象的规律。这些特点总体上体现了虚拟现实技术能够真实地模拟现实情境的独特优越性，也是其得到快速推广应用的主要原因。
虚拟现实技术是多媒体技术发展的高级阶段，其人机交互方式得到重大改进，即人可以进入由计算机生成的虚拟环境中，与虚拟环境中的物体、事件进行交互作用，这种变革对使用者产生的影响是深远的。21世纪将是虚拟现实技术广泛应用的时代，教育教学领域应充分利用虚拟现实技术的优越性，为提高教学质量与效率服务。
2 传统教学模式分析
创新人才的培养离不开教育的创新，除了教育观念创新和教学内容创新外，还包括教学方法、手段与模式的创新。随着信息技术、计算机技术以及教育教学理论的不断发展，在传统教育模式的基础上，不断涌现出多种现代化的教学模式。1）传统教学模式：形式死板，不足以激发学习兴趣，陈述知识面窄，授课效率低，理论不能联系实际。2）多媒体教学模式：文字表述过多，知识呈现抽象，不足以激发学习兴趣，授课普遍稍快，不利于消化，理论不能联系实际。3）网络教学模式：涉及知识面广，呈现形式多样化；对学生自主学习性要求较高，缺少教师指导，学习积极性不高；学习效率低、理论不能很好地联系实际。4）构建主义教学模式：是一种基于“情境”体验的知识构建的学习方法，而现实教学中很难提供这种真实的“情境”。5）基于虚拟现实技术的教学模式：脱开文字与静态原理图，动态地呈现整个工作过程，视觉感受强烈，有助于抽象知识的理解，激发学习兴趣。
可见，相比于传统教学模式，现代化的教学方式在内容、形式、手段上有了很大的突破，克服了传统教学的一些弊端，但普遍存在一个问题就是不能够提供一个“真实情境”来帮助学生进一步理解问题，理论难以联系实际。同时也带来另外一些问题，如对学生自主学习性要求较高，对教学条件的依赖性强等。虚拟现实技术正好能够解决“真实情境”的问题，同时由于在教师的指导下学习，便于管理学生，学习效率高，教学成本低。
3 虚拟现实技术在教学中的应用
电气类课程课堂教学过程中，尤其需要改变传统的教育观念，摒弃那种“满堂灌”的教育观，给学生创造一个生动、有效的自主学习环境，才有助于理解抽象的理论性和专业性强的知识，进一步提高掌握实际技能的效率。这在很大程度上离不开技术的支持，而虚拟现实技术则可以满足这种需求，为学生提供很好的自主学习环境。可以说虚拟现实技术给教育领域注入新的生机和活力，由于它的诸多特点，为教育界开展教育创新提供了有益的帮助。
鉴于电气类专业的实际教学情况与自身的教学感受，结合学生对于传统课堂教学模式的反应，总结出目前急需进行教学改革的两个基本问题：1）对于理论性强的课程，文字表述过于繁琐且不利于理解，所配静态插图（原理图）不能说明整个动态的工作工程，不够形象直观；2）试验设备有限且较为单一化，大多数为验证性实验，对于理论知识的实际应用接触较少。上述问题也是目前普通高等院校工科类专业教学中普遍存在的，因而虚拟现实技术的应用将是非常必要的。下面以电气控制与PLC教学为例，说明具体的应用方法。
3.1 虚拟动画演示
针对课堂教学内容的抽象性，可以利用虚拟现实技术制作模拟动画，实现对重点内容的工作原理、工作过程甚至整个系统的动作过程的动态模拟。相比于单一的文字陈述与静态的工作原理框图，模拟动画具有缤纷清晰的动态画面，人机交互的动态参数修改操作的特点，它能够帮助学生进一步理解某一内容或系统的工作原理、性能特点，进而牢固掌握所涉及的知识。此外，这种脱离单一文字的动态画面式教学模式还有助于激发学生的学习兴趣，树立良好的整体学风。在实际教学过程中这种虚拟动画可以重复播放、不断改进，达到节约成本、多次使用、轻松教学的效果。此方法在电气控制与PLC课程教学中已有使用，教学效果良好。图1为干簧式水位开关工作原理动画演示过程截图。
3.2 虚拟实验系统的建立
在电气类人才培养过程中，实验实训设备多少与先进程度很大程度上决定了人才培养的质量。在实验设备有限的情况下，可以建立虚拟实验系统，来模拟真实的实验室环境与设备，供学生操作与使用。这种虚拟实验系统的建立有几大优点。首先，能够代替实际的实验设备，节约教学成本。其次，它完全存在于计算机中，可以方便地使用，不必受时间空间的限制，能够更好地理论联系实际，加强对所学知识的及时消化。如在讲授完理论知识需要配合实验时，教师可以在课堂上进行虚拟实验，达到一个现场巩固知识的目的。再次，虚拟实验系统的建立还具有丰富实验资源、简化实验管理、全面向学生开放等特点。
电气控制与PLC课程教学中，PLC的编程思想是靠大量的实验项目训练出来的，在实验资源较少的情况下，建立虚拟实验室供学生练习是非常必要的。虚拟实验其近乎真实的实验环境比纯粹的软件仿真更为真实，便于学生理解。图2为混合溶液PLC自动控制虚拟实验界面。
4 总结
随着信息时代的到来，虚拟现实技术具有广阔的应用前景，特别是在教育领域中的应用更是处于起步阶段，具有较大的挖掘潜力。本文初步探究了虚拟现实技术在独立院校电气类课程教学改革中的应用，以电气控制与PLC课程为例，提出几点具体的应用措施，其方法也在实践教学过程中初步实施，取得良好的效果。但由于所掌握的技术的不成熟与实际条件的限制，所提出的方案没有得到全方位的开发，所取得的效果不是非常突出，还需要以后进一步的研究与完善。
参考文献
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