虛擬實驗平臺含義背景目的意義及國內(nèi)外現(xiàn)狀資料

1、虛擬實驗平臺含義背景目的意義及國內(nèi)外現(xiàn)狀1含義、背景、目的、意義1.1虛擬實驗平臺含義1.2虛擬實驗發(fā)展背景狀況1.3虛擬實驗平臺實現(xiàn)的意義2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀1含義、背景、目的、意義1.1虛擬實驗平臺含義虛擬實驗平臺與真實實驗臺類似。用來供學生自己動手配置、連接、調(diào)節(jié)和使用實驗儀器沒備進行實驗。虛擬實驗平臺允許根據(jù)平臺上提供的器材自由搭建任意合理的典型實驗，或?qū)嶒炏到y(tǒng)案例。典型實驗通常是由精通相關(guān)課程的教師設(shè)計的。要求學生在此基礎(chǔ)上進行實驗可滿足教師對各層次實驗教學的需求。虛擬實驗平臺也為學生自由搭建實驗?zāi)Ｐ吞峁┝丝赡?。學生可通過虛擬實驗平臺動手操作。1.2虛擬實驗發(fā)展背景狀況隨著計算機多媒體

2、技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的迅速發(fā)展，信息時代的學習、生活方式都發(fā)生了重大變革。作為培養(yǎng)和提高學生動手實踐能力、觀察能力、分析問題和解決問題能力等方面有著先天優(yōu)勢的實驗教學是高校教育改革的關(guān)鍵問題之一。目前，我國傳統(tǒng)實驗教學環(huán)節(jié)不足、實驗資源不均衡，學生創(chuàng)新能力不足，虛擬實驗教學環(huán)境研究與建設(shè)有利于解決當前實驗教學中存在的問題。研究材料來源于“中國知識資源總庫” ，時間從 2005 年至 2009 年 1 月公開發(fā)表的主題中含有“虛擬實驗”的期刊論文、會議論文以及學位論文，共 437 篇，以下從發(fā)表時間，研究內(nèi)同兩個方面進行統(tǒng)計分析。從時間上看虛擬實驗教學環(huán)境研究受到的關(guān)注程度 如表1所示：從三個時間

3、段檢索的論文數(shù)量來看，近幾年虛擬實驗教學環(huán)境的研究已經(jīng)得到了眾多學者的廣泛關(guān)注。可見，對于虛擬實驗教學環(huán)境的研究已經(jīng)成為當前教育研究一個新熱點。表1三個時間段檢索的論文數(shù)量從內(nèi)容上看虛擬實驗教學環(huán)境研究的現(xiàn)狀及其分析 通過對2005年以來檢索的437篇期刊論文、會議論文以及學位論文進行研究內(nèi)容分析可以發(fā)現(xiàn)，虛擬實驗教學環(huán)境的研究主要集中在以下幾個方面：虛擬實驗平臺與系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)、虛擬實驗的設(shè)計、虛擬實驗的教學研究及虛擬實驗相關(guān)開發(fā)技術(shù)研究等，在檢索的論文中各個方面的研究內(nèi)容所占比例情況如圖1所示。圖1虛擬實驗研究內(nèi)容情況1.3虛擬實驗平臺實現(xiàn)的意義信息技術(shù)的蓬勃發(fā)展已經(jīng)使部分虛擬實驗環(huán)境的

4、設(shè)計與開發(fā)成為現(xiàn)實，并在一定的理論指導(dǎo)下應(yīng)用于實踐，使各類虛擬實驗室建設(shè)成為可能。而且，虛擬實驗環(huán)境的研究與實現(xiàn)，極大地降低了實驗室建設(shè)成本，緩解了由于財政壓力給實驗實訓(xùn)教學環(huán)節(jié)帶來的不利影響，有利于學生實踐操作能力的培養(yǎng)，因此，虛擬實驗教學環(huán)境的研究也就具有了極大的經(jīng)濟效益和社會效益，從而引起了更多學者、專家的關(guān)注。2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀目前用于實驗教學的計算機虛擬實驗軟件非常豐富，加上高校計算機及網(wǎng)絡(luò)資源，為虛擬實驗的開設(shè)提供了必要的基礎(chǔ)條件。目前國內(nèi)的虛擬實驗室研究還處于萌芽階段，國外已經(jīng)有很多大學進行了這方面的研究。印地安那州立大學的MBL化學實驗室該實驗室在給新生開化學實驗課時用計算機來輔助做這樣一些事，用計算機采集與分析實驗數(shù)據(jù)，用計算機展示實驗，在網(wǎng)上發(fā)布相關(guān)的實驗指導(dǎo)材料。芝加哥伊利諾伊大學數(shù)字化有機化學實驗室該實驗室充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，在網(wǎng)上提供了一系列的實驗教學指導(dǎo)：在線實驗教材；實驗教學時間表；實驗測評方法、形式、時間；虛擬實驗；相關(guān)教學資源的鏈接等。他們還用計算機進行實驗教學的教務(wù)管理?？_萊納州立大學的LAAP（Learn Anytime Anywhere Physics）他們利用Java技術(shù)建立了基于Web的探