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《探索網(wǎng)絡虛擬實驗與高校實驗教學的整合》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、探索網(wǎng)絡虛擬實驗與高校實驗教學的整合［論文摘要］文章分析了虛擬實驗的特點，并詳細論述了虛擬實驗進入學校教學的作用，綜合虛擬實驗和傳統(tǒng)實驗的優(yōu)勢，建立了“虛實互補、優(yōu)化整合”的整合模式，旨在培養(yǎng)學生在真實情景下的實際實驗技能，通過虛擬實驗在實驗理論和實踐之間架起一座橋梁，實現(xiàn)教學從以教師為中心轉(zhuǎn)為以學生為主體，最終形成教育的服務理念?！ 。壅撐年P鍵詞］虛擬實驗 虛擬技術 實驗教學 一、引言 網(wǎng)絡虛擬實驗是一種基于計算機技術并利用現(xiàn)代網(wǎng)絡進行知識傳輸和學習知識的新型教育形式，它是以網(wǎng)絡、現(xiàn)代媒體為主進行的一種教與學分離的現(xiàn)代教育模式。在傳統(tǒng)的實驗教學中，
2、由于實驗系統(tǒng)的構建模式不夠完善，實驗項目的開發(fā)受到影響，限制了學生參與實驗的開發(fā)和獨立操作，學生的動手能力和創(chuàng)新思維能力沒有得到有效的訓練和培養(yǎng)。因而，如何更好地發(fā)展網(wǎng)絡虛擬實驗、什么樣的教學方式更為先進，成為越來越多人關心和探討的課題?！ ‖F(xiàn)代信息技術為實驗教學的設計與實施提供了新的手段，拓展了實驗設計和開發(fā)的范圍。在網(wǎng)絡虛擬實驗環(huán)境下，通過計算機在網(wǎng)絡中模擬一些實驗現(xiàn)象，不僅僅能夠提高遠程教育的教學效果，更加重要的是對一些缺乏實驗條件的學生，通過網(wǎng)絡同樣能夠“身臨其境”地觀察實驗現(xiàn)象，甚至和異地的學生合作進行實驗?；诰W(wǎng)絡的虛擬實驗教學，在時空開放的虛擬環(huán)境
3、中完成實驗教學，按照實驗要求，可無顧慮地隨時進入虛擬實驗環(huán)境，自由地進行實驗和實驗研究。它在很大程度上將改造傳統(tǒng)實驗教學條件和環(huán)境，為高等教育的現(xiàn)代化帶來新的機遇、需求與挑戰(zhàn)。 二、虛擬實驗的發(fā)展和基本特點 1.虛擬現(xiàn)實技術。虛擬現(xiàn)實（VirtualReality，簡稱VR）是以計算機技術為主，由高速計算機系統(tǒng)創(chuàng)建的一種令人感到身臨其境、可以獲得與環(huán)境交互體驗的虛擬世界。通過視、聽、觸覺等作用于使用者，對使用者的控制行為作出動態(tài)的交互反應。由于多維信息系統(tǒng)具有親臨其境的真實感和超越現(xiàn)實的虛擬性，一改人與機器之間生硬、被動的交互形式，展現(xiàn)的是一個開放和
4、諧、更加人性化和個性化的環(huán)境，帶來了人機交互的新概念和新方法?！ ?.虛擬實驗。虛擬實驗作為近年來隨著計算機技術和網(wǎng)絡技術的發(fā)展而興起的一種實驗技術或?qū)嶒灧椒ㄟ€處在不斷深化和不斷發(fā)展的階段。虛擬實驗應包括這樣幾個方面：數(shù)字化的實驗教學資源（虛擬實驗、在線輔導材料等）、實驗教學指導，計算機化的面向過程實驗教學管理以及計算機化的實驗室管理。從實驗教師來看，數(shù)字化實驗室是實驗教學、實驗教學教務管理、實驗室設備管理、實驗室開放教學管理為一體的管理系統(tǒng)；從學生來看，數(shù)字化實驗室更是一個以學生為中心的、開放性的、人性化的實驗教學支持服務系統(tǒng)。 3.虛擬實驗的發(fā)展概況。我國
5、在基于虛擬現(xiàn)實技術的虛擬實驗方面，起步較晚，但取得了較好的研究成果，尤其是近幾年有了長足的發(fā)展，受到廣泛的重視。在中國科技期刊數(shù)據(jù)庫（重慶維普）中我們檢索到與“虛擬實驗”相關的研究論文（1998年2月～2007年12月）共861篇，分別分布在431種刊物上。從年代分布上看，文獻量在逐年增加。統(tǒng)計結果表明：從1998年開始，我國的學者、專家開始對與“虛擬實驗”有關的領域進行了研究。自2000年以來，研究論文逐年增加，呈現(xiàn)迅速增長趨勢，2006、2007年發(fā)表論文分別是2000年的9.7倍和7.5倍，是1998年的97倍和75倍。這反映了1998年到至今為止“虛擬實
6、驗”的研究已受到人們的關注和重視，研究成果迅速增長，同時在學校實驗教學中得到了廣泛的應用，占有非常重要的地位?！ ?.虛擬實驗的基本特點。概括起來，虛擬實驗具有以下特點：（1）開放性。一個數(shù)字化實驗應該是開放的，它的開放不僅是時間和空間上的開放，更為重要的是教學內(nèi)容與教學方式的開放。時間上的開放是指利用常規(guī)教學時間外的空余時間對外開放教學，充分利用實驗資源；空間的開放是指盡可能開放實驗室的實驗場所；而教學內(nèi)容的開放是指在實驗內(nèi)容安排上應做到在驗證性實驗基礎上開發(fā)更多的綜合性、開發(fā)性、研究性的實驗；教學方式的開放是指學生可以結合自身情況，有針對性地選擇實時晚上實驗
7、教學、實驗模擬演示、虛擬實驗指導、實驗答疑與討論、虛擬實驗測試與考核等教學方式來學習，以達到最佳效果。（2）人性化。借助虛擬現(xiàn)實技術“建設”起來的虛擬實驗室，視覺環(huán)境生動逼真，極富感染力，人機交互友好和諧。通過計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)，研究人員或?qū)W生將不受時空的限制，隨時隨地與同行協(xié)作，共享儀器設備、數(shù)據(jù)、資源，得到遠程指導及與同行相互研討。（3）交互性。學生進行實驗學習時，還可以通過實驗教材、在線實驗大綱、實驗指導書、BBS討論區(qū)、實驗教師E-mail、同學等各種渠道獲得學習上的幫助。在實際操作中，也可以通過聯(lián)網(wǎng)計算機、實驗臺板、實驗指導教師等獲取幫助，真正做到LAA（
8、LearnAnytime
