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摘要：随着信息技术的发展，传统的实验教学已经无法满足实践教学的要求，虚拟实验教学作为一种补充已经成为加强实践教学、提高教学质量的重要手段。该文首先阐述了虚拟实验教学和传统实验教学相比的优势，接着构建了一个教学模式使得虚拟实验与真实实验可以有效的整合。此模式以小组分组讨论学习为主，以新评价体系为导向。通过这种模式开展实验教学，可以有效地促进学生主动参与和讨论实验，提高学生的创新能力和综合实验能力。
关键词：虚拟实验；计算机；教学设计；实践应用
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）10-2400-02
1 虚拟实验相关理论
1.1 虚拟实验的定义
虚拟实验是指利用计算机的虚拟现实技术来模拟各种真实的实验环境，使得实验者就好像在真实的环境中一样可以完成各种预定的实验项目，通过虚拟实验所取得的训练或学习效果等价于在真实环境中所取得的效果，甚至比在真实环境中所取得的效果更好。虚拟实验是虚拟现实技术、计算机技术、人机交互技术结合的产物，也是应用信息技术在教育领域中的一种创新。
1.2 虚拟实验和传统实验相比的优势
第一、虚拟实验促进新技术融入实验教学。在高校中，实验的内容要求具有探索性、创新性和开放性，在整个实验过程中要求学生在开放的环境中主动思考，分组协作来完成。而学校传统的实验，采用的是真实的实验器材，在空间和时间上都比较有限，即使是说开放实验也是在有限的资源中尽可能的开放。而虚拟实验运用的是虚拟实验软件（Vmware Workstation、Boson Netsim等）让学生在借助网络的条件下，在任何时间任何地点完成实验内容。因此，运用虚拟实验技术将新技术融入实验教学，有利于提高实验的教学效果。
第二、虚拟实验有利于潜能的释放和创新意识的培养。在虚拟实验的平台上，学生可以随时随地参与实验，从而拓展了教师的教学空间，这样使得教师可以在教学外的时间里对学生进行跟踪教学，指导学生进行实验，为师生的交流增添了机会和渠道。而且学生之间也可以利用这个平台相互沟通，共同探究问题，解决问题。因此，虚拟实验有利于学生自我潜能的释放和创新意识的培养。
第三、虚拟实验有利于因材施教。虚拟教学平台式以学生为主体的教学平台，学生可以在平台上根据自己的情况选择符合自己实际情况的实验，教师可以根据各个实验对学生进行分类指导。这样，各个阶层能力的学生都能够通过虚拟实验平台与教师进行交流，完成实验。从而使得学生们的自信心得到提高，主动性得到增强。
2 虚拟实验与真实实验的整合
2.1 虚拟实验和真实实验整合模式
虚拟实验与真实实验整合的方针：首先本着以学生为主体，教师为导向的教学理念，其次依照以真实实验为主，虚拟实验为辅的二者相整合的大原则，让学生自行分组并开展小组探究式学习模式，最后还要改进实验评价体系，从而促进实验教学的发展和开拓，这样才能培养出具有创新能力的21世纪的技术人才。虚拟实验与真实实验相整合的过程如图1，虚拟实验为学生提供了更加广阔的空间（无论是地理上或是时间上），学生们可以自由的在两种实验平台中作出选择（当然要依照自身的具体情况）。最重要的是，他们在真实实验中没有解决的问题，可以通过虚拟实验模拟出真实实验的答案，从而为他们进行真实实验之前先积累一定的经验。真实实验和虚拟实验相辅相成，相互促进，教师在其中只是起到监督，促进的作用，自始至终是以学生为主体进行的。
2.2 虚拟实验的课程实施实施
以计算机通信网络课程为例实现虚拟实验。计算机通信网络的实验主要分成三大部分：基本实验、综合实验和设计实验。教师在每个学期初都会在虚拟实验平台上发布实验作业，实验作业上包括了实验目标，实验内容和实验报告的格式，学生操作完成后可以在网上直接提交。在学生操作的过程中，可以通过虚拟实验平台与同组的学生互相交流，亦可向教师提问，并且得到教师的指导，答疑。当实验报告提交后，教师可以通过虚拟实验平台，对学生的实验报告进行批改，评价。
3 结束语
虚拟实验是信息时代的产物，是重要的数字资源。任何新兴事物的产生都有原因，任何新兴事物的发展都必须有一个时间的累积。目前，我国对虚拟实验的研究还处于一个发展中的阶段，存在很多问题和不足，如：没有统用的虚拟实验模型、多媒体技术的不足等等，这些问题都亟待我们的解决。
参考文献：
[1] 美国爱荷华州立大学.虚拟实验室专家会议[EB/OL]. http： //www. codata.org/codata/conference/ africaweb.
[2] 汪诗林，吴泉源.开展虚拟实验系统的研究和应用[J].计算机工程与科学，2000（2）： 33-39.
[3] 朱敏，张际平.虚拟实验室及其教学应用[J].实验室研究与探索，2006（5）： 626-628.
[4] 单美贤.虚拟实验室的发展方向[J].开放教育研究，2002（2）：44-46.
[5] 张健，杨雪，马捷.电磁感应物理仿真实验的制作与实现[J].现代教育技术，2006（7）： 1967-1969.
[6] 宋正国，刁秀丽. 虚拟实验教学环境研究现状及趋势探悉[J].现代教育技术，2009（12）： 115-118.
[7] 吴俊卿，郑慕琦.绩效评价的理论与方法：在科研机构的实践[M].北京：科技文献出版社， 1992.
[8] 张飞刚，蔡建乐，李冰.力学虚拟实验网络多媒体学件设计与实现[J].现代远距离教育，2007（6）：72-74.
[9] 李世国，华梅立，贾锐.产品设计的新模式——交互设计[J].包装工程，2007（4）：90-95.
关键词：虚拟实验；计算机；教学设计；实践应用
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）10-2400-02
1 虚拟实验相关理论
1.1 虚拟实验的定义
虚拟实验是指利用计算机的虚拟现实技术来模拟各种真实的实验环境，使得实验者就好像在真实的环境中一样可以完成各种预定的实验项目，通过虚拟实验所取得的训练或学习效果等价于在真实环境中所取得的效果，甚至比在真实环境中所取得的效果更好。虚拟实验是虚拟现实技术、计算机技术、人机交互技术结合的产物，也是应用信息技术在教育领域中的一种创新。
1.2 虚拟实验和传统实验相比的优势
第一、虚拟实验促进新技术融入实验教学。在高校中，实验的内容要求具有探索性、创新性和开放性，在整个实验过程中要求学生在开放的环境中主动思考，分组协作来完成。而学校传统的实验，采用的是真实的实验器材，在空间和时间上都比较有限，即使是说开放实验也是在有限的资源中尽可能的开放。而虚拟实验运用的是虚拟实验软件（Vmware Workstation、Boson Netsim等）让学生在借助网络的条件下，在任何时间任何地点完成实验内容。因此，运用虚拟实验技术将新技术融入实验教学，有利于提高实验的教学效果。
第二、虚拟实验有利于潜能的释放和创新意识的培养。在虚拟实验的平台上，学生可以随时随地参与实验，从而拓展了教师的教学空间，这样使得教师可以在教学外的时间里对学生进行跟踪教学，指导学生进行实验，为师生的交流增添了机会和渠道。而且学生之间也可以利用这个平台相互沟通，共同探究问题，解决问题。因此，虚拟实验有利于学生自我潜能的释放和创新意识的培养。
第三、虚拟实验有利于因材施教。虚拟教学平台式以学生为主体的教学平台，学生可以在平台上根据自己的情况选择符合自己实际情况的实验，教师可以根据各个实验对学生进行分类指导。这样，各个阶层能力的学生都能够通过虚拟实验平台与教师进行交流，完成实验。从而使得学生们的自信心得到提高，主动性得到增强。
2 虚拟实验与真实实验的整合
2.1 虚拟实验和真实实验整合模式
虚拟实验与真实实验整合的方针：首先本着以学生为主体，教师为导向的教学理念，其次依照以真实实验为主，虚拟实验为辅的二者相整合的大原则，让学生自行分组并开展小组探究式学习模式，最后还要改进实验评价体系，从而促进实验教学的发展和开拓，这样才能培养出具有创新能力的21世纪的技术人才。虚拟实验与真实实验相整合的过程如图1，虚拟实验为学生提供了更加广阔的空间（无论是地理上或是时间上），学生们可以自由的在两种实验平台中作出选择（当然要依照自身的具体情况）。最重要的是，他们在真实实验中没有解决的问题，可以通过虚拟实验模拟出真实实验的答案，从而为他们进行真实实验之前先积累一定的经验。真实实验和虚拟实验相辅相成，相互促进，教师在其中只是起到监督，促进的作用，自始至终是以学生为主体进行的。
2.2 虚拟实验的课程实施实施
以计算机通信网络课程为例实现虚拟实验。计算机通信网络的实验主要分成三大部分：基本实验、综合实验和设计实验。教师在每个学期初都会在虚拟实验平台上发布实验作业，实验作业上包括了实验目标，实验内容和实验报告的格式，学生操作完成后可以在网上直接提交。在学生操作的过程中，可以通过虚拟实验平台与同组的学生互相交流，亦可向教师提问，并且得到教师的指导，答疑。当实验报告提交后，教师可以通过虚拟实验平台，对学生的实验报告进行批改，评价。
3 结束语
虚拟实验是信息时代的产物，是重要的数字资源。任何新兴事物的产生都有原因，任何新兴事物的发展都必须有一个时间的累积。目前，我国对虚拟实验的研究还处于一个发展中的阶段，存在很多问题和不足，如：没有统用的虚拟实验模型、多媒体技术的不足等等，这些问题都亟待我们的解决。
参考文献：
[1] 美国爱荷华州立大学.虚拟实验室专家会议[EB/OL]. http： //www. codata.org/codata/conference/ africaweb.
[2] 汪诗林，吴泉源.开展虚拟实验系统的研究和应用[J].计算机工程与科学，2000（2）： 33-39.
[3] 朱敏，张际平.虚拟实验室及其教学应用[J].实验室研究与探索，2006（5）： 626-628.
[4] 单美贤.虚拟实验室的发展方向[J].开放教育研究，2002（2）：44-46.
[5] 张健，杨雪，马捷.电磁感应物理仿真实验的制作与实现[J].现代教育技术，2006（7）： 1967-1969.
[6] 宋正国，刁秀丽. 虚拟实验教学环境研究现状及趋势探悉[J].现代教育技术，2009（12）： 115-118.
[7] 吴俊卿，郑慕琦.绩效评价的理论与方法：在科研机构的实践[M].北京：科技文献出版社， 1992.
[8] 张飞刚，蔡建乐，李冰.力学虚拟实验网络多媒体学件设计与实现[J].现代远距离教育，2007（6）：72-74.
[9] 李世国，华梅立，贾锐.产品设计的新模式——交互设计[J].包装工程，2007（4）：90-95.