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《虛擬實驗開發(fā)與運用研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、虛擬實驗開發(fā)與運用研究摘要：近年來，隨著現(xiàn)代教育技術(shù)的不斷完善，虛擬實驗在教學屮的應用越來越廣泛，并已成為用現(xiàn)代教育技術(shù)來輔助教學的重耍手段。闡述了虛擬實驗的基本概念及其技術(shù)要求，并探討了虛擬現(xiàn)實技術(shù)在教學中的運用。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：虛擬實驗；虛擬實驗室；JAVA技術(shù)；FLASH中圖分類號：G434文獻標識碼：A文章編號文章編號：16727800(2013)0080190031虛擬實驗概念及特點1.1虛擬實驗概念虛擬實驗是指在計算機上利用多媒體、仿真和虛擬現(xiàn)實等技術(shù)手段營造出輔助、部分替代，其至全部替代傳統(tǒng)實驗各操作環(huán)節(jié)的相關(guān)軟碩件操作環(huán)境，實驗者
2、運用虛擬實驗就像在真實實驗環(huán)境中一樣可以操作實現(xiàn)各種實驗項目,所獲得的實驗效果等同于甚至優(yōu)于在真實實驗環(huán)境中所取得的效果。1.2虛擬實驗特點虛擬實驗的核心應用形式是設計性和綜合性實驗的開設。設計性和綜合性實驗可以有效培養(yǎng)學生的綜合素質(zhì)，虛擬實驗不僅可以為學生提供大量設計性和綜合性實驗課題，而口學生可根據(jù)個人的興趣與能力來選擇課題的內(nèi)容、深度和學習時間。新世紀的教學有別于傳統(tǒng)教學，教學由以前的知識權(quán)威轉(zhuǎn)變?yōu)閷W生學習的指導和合作伙伴、設計和研究學習者。讓學生由原來知識的被動接受者變成學習的主人，自己主動地尋求知識，老師則更多地充當了引導員角色。把虛
3、擬實驗運用于教學后，教師與學生、學生與學生、教師學生與學習內(nèi)容Z間真正實現(xiàn)了隨時平等的“人機互動”學習。學生不僅不受傳統(tǒng)真實實驗室關(guān)閉和開放時間的限制，可以靈活合理地管理自己的試驗時間，而且也不受教科書和實驗課程的限制。學生可以根據(jù)自己的進度和學習能力、自主地選擇自己需要的實驗內(nèi)容，重點攻克自己的弱項實驗。學生通過操作實驗課件，自學實驗內(nèi)容，不僅擺脫了傳統(tǒng)教學中“教師做，學生跟著做”的弊端，而且加強了學生的口學能力和自主探究能力。同時,把虛擬實驗應用于教學大大地減少實驗室建設的用房面積和資金投入，節(jié)省不必要的實驗耗材，并且避免了實驗中的不安全因
4、素。開設反映新技術(shù)成果的應用以及其它新型實驗是虛擬實驗的又一重耍應用形式，這種類型實驗應用性強、內(nèi)容形式新穎，傳統(tǒng)實驗室往往不能及時開設。通過虛擬實驗，可組合相應資源，開發(fā)相應實驗內(nèi)容。這種實驗方式不僅可以開拓學生的視野，激發(fā)學生的實驗興趣，還有助于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力［1］。1.3虛擬實驗室虛擬實驗室是一個虛擬的實驗平臺，是基于Web技術(shù)、VR虛擬現(xiàn)實技術(shù)構(gòu)建的教學系統(tǒng)，是實現(xiàn)實驗室的數(shù)字化和虛擬化教學手段。虛擬實驗室由虛擬實驗臺、虛擬器材庫和開放式實驗室管理系統(tǒng)組成。為開設各種虛擬實驗課程，虛擬實驗室提供了全新的教學環(huán)境。真實實驗臺被虛擬實驗
5、臺代替，學生可以自己在虛擬實驗臺動手配置、連接、調(diào)適實驗儀器。教師在虛擬器材庫中將任意合理的典型實驗廣泛應用于教學實驗，這是虛擬實驗室區(qū)別傳統(tǒng)實驗教學課件的顯著特征。虛擬實驗室的開發(fā)分為模型建立、制作交互文檔、網(wǎng)絡發(fā)布3個階段。在經(jīng)濟飛速發(fā)展的知識經(jīng)濟時代，需要創(chuàng)新型人才，而培養(yǎng)創(chuàng)新型人才需要研究性學習。在我國大力推廣研究性學習的背景下，通過開展研究性實驗教學不僅培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新思維能力和實踐能力，培養(yǎng)學生自主探究能力和動手能力等，還冇助于提高學牛的綜合索質(zhì)。在教學中運用虛擬實驗室，學生能夠在虛擬實驗臺上親手體驗,自主設計，這不僅提高了學生的操
6、作能力、分析診斷能力、設計能力，而且增強了學生的創(chuàng)新意識。隨著虛擬實驗技術(shù)的成熟，虛擬實驗室在教育領域的應用價值被人們廣泛認可，它除了可以有效地輔助高?？蒲泄ぷ?，在實驗教學方面也有著突出表現(xiàn)。近年來，國內(nèi)的許多高校都根據(jù)自身科研和教學的需求建立了自（2的虛擬實驗室，如VRP虛擬實驗室系統(tǒng)＞VBL100虛擬實驗室系統(tǒng)、OWVLab等。2虛擬實驗研究的背景和意義近幾年來，計算機技術(shù)、多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡技術(shù)發(fā)展迅速，教師已經(jīng)把網(wǎng)絡教學運用到教學的各個領域。虛擬實驗就是在計算機中創(chuàng)設一種真實的實驗情境，用戶可以通過點擊或拖曳鼠標來進行虛擬實驗的操作［2］
7、。多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)與虛擬儀器技術(shù)的結(jié)合是虛擬實驗的基礎，尤其是把虛擬儀器技術(shù)與認知模擬方法結(jié)合在一起體現(xiàn)了虛擬實驗具有智能化特性。實驗教學改革及遠程教育需要改革，虛擬實驗就必須要發(fā)展。虛擬實驗輔助教學是現(xiàn)代教育技術(shù)發(fā)展的要求，因此虛擬實驗有著廣闊的開發(fā)前景。隨著經(jīng)濟和科技的飛速發(fā)展，我國高等教育提出了新的挑戰(zhàn)。新理論、新技術(shù)層出不窮，學科間的緊密聯(lián)系僅僅依賴書本、文字和簡單演示說明的教學方式，已經(jīng)落后于科技發(fā)展的步伐。在這個大環(huán)境下，實驗教學應運而生，并成為高校教學活動的重要環(huán)節(jié)，而隨著高校逐年擴招，學生人數(shù)大規(guī)模增加，學校無法滿足學牛隨時
8、且巫復地做某實驗，只能分批次給學生提供某項實驗設備，這暴露出教學所需高檔儀器設備的配備不足與資金相對短缺的問題。很多學校都把實驗教學和實驗室建設放在首
