虚拟实验平台含义背景目的意义及国内外现状资料.pdf

虚拟实验平台含义背景目的意义及国内外现状1 含义、背景、目的、意义1.1 虚拟实验平台含义1.2 虚拟实验发展背景状况1.3 虚拟实验平台实现的意义2 国内外发展现状1 1 含义、背景、目的、意义含义、背景、目的、意义1.11.1 虚拟实验平台含义虚拟实验平台含义虚拟实验平台与真实实验台类似。 用来供学生自己动手配置、 连接、 调节 和使用实验仪器没备进行实验。 虚拟实验平台允许根据平台上提供的器材自由搭建任意合理的典型实验，或实验系统案例。典型实验通常是由精通相关课程的教师设计的。要求学生在此基础上进行实验可满足教师对各层次实验教学的需求。虚拟实验平台也为学生自由搭建实验模型提供了可能。 学生可通过虚拟实验平台动手操作。1.21.2 虚拟实验发展背景状况虚拟实验发展背景状况随着计算机多媒体技术和网络通信技术的迅速发展，信息时代的学习、生活方式都发生了重大变革。作为培养和提高学生动手实践能力、观察能力、分析问题和解决问题能力等方面有着先天优势的实验教学是高校教育改革的关键问题之一。 目前， 我国传统实验教学环节不足、 实验资源不均衡， 学生创新能力不足，虚拟实验教学环境研究与建设有利于解决当前实验教学中存在的问题。研究材料来源于“中国知识资源总库” ，时间从 2005 年至 2009 年 1 月公开发表的主题中含有 “虚拟实验” 的期刊论文、 会议论文以及学位论文， 共 437篇，以下从发表时间，研究内同两个方面进行统计分析。从时间上看虚拟实验教学环境研究受到的关注程度如表 1 所示： 从三个时间段检索的论文数量来看，近几年虚拟实验教学环境的研究已经得到了众多学者的广泛关注。可见， 对于虚拟实验教学环境的研究已经成为当前教育研究一个新热点。表 1 三个时间段检索的论文数量从内容上看虚拟实验教学环境研究的现状及其分析通过对 2005 年以来检索的 437 篇期刊论文、会议论文以及学位论文进行研究内容分析可以发现，虚拟实验教学环境的研究主要集中在以下几个方面：虚拟实验平台与系统的设计与开发、 虚拟实验的设计、虚拟实验的教学研究及虚拟实验相关开发技术研究等， 在检索的论文中各个方面的研究内容所占比例情况如图1 所示。图 1 虚拟实验研究内容情况1.31.3 虚拟实验平台实现的意义虚拟实验平台实现的意义信息技术的蓬勃发展已经使部分虚拟实验环境的设计与开发成为现实， 并在一定的理论指导下应用于实践，使各类虚拟实验室建设成为可能。而且，虚拟实验环境的研究与实现，极大地降低了实验室建设成本，缓解了由于财政压力给实验实训教学环节带来的不利影响，有利于学生实践操作能力的培养，因此，虚拟实验教学环境的研究也就具有了极大的经济效益和社会效益， 从而引起了更多学者、专家的关注。2 2 国内外发展现状国内外发展现状目前用于实验教学的计算机虚拟实验软件非常丰富， 加上高校计算机及网络资源， 为虚拟实验的开设提供了必要的基础条件。目前国内的虚拟实验室研究还处于萌芽阶段，国外已经有很多大学进行了这方面的研究。印地安那州立大学的 MBL 化学实验室该实验室在给新生开化学实验课时用计算机来辅助做这样一些事， 用计算机采集与分析实验数据，用计算机展示实验，在网上发布相关的实验指导材料。芝加哥伊利诺伊大学数字化有机化学实验室该实验室充分利用网络资源， 在网上提供了一系列的实验教学指导：在线实验教材；实验教学时间表；实验测评方法、形式、时间；虚拟实验；相关教学资源的链接等。他们还用计算机进行实验教学的教务管理。卡罗莱纳州立大学的 LAAP（Learn Anytime Anywhere Physics）他们利用 Java 技术建立了基于 Web的探索式虚拟物理实验室，主要有以下几个模块：基于 Java Applet的虚拟实验设备和实验设施；相关的实验课程模块；实验学习结果评价模块；协作学习模块。