王龍

摘要：虛擬仿真實驗教學(xué)是高等教育信息化建設(shè)、高校實驗室建設(shè)與實驗教學(xué)改革的重要內(nèi)容。以遼寧對外經(jīng)貿(mào)學(xué)院為例，介紹了虛擬仿真實驗在實驗教學(xué)中的典型應(yīng)用，指出了該類實驗的優(yōu)越性，以期進一步推動高校實驗教學(xué)的改革與創(chuàng)新。

關(guān)鍵詞：虛擬仿真；實驗教學(xué)；實驗室

應(yīng)用型高校綜合定位，給出了虛擬仿真實驗室的教學(xué)資源功能性整合，促進高校整體實現(xiàn)信息化。在虛擬仿真實驗室建設(shè)與運作時，還要重點關(guān)注學(xué)校實驗發(fā)展方向，展現(xiàn)新式教學(xué)理念。探究改善實驗教學(xué)模式與內(nèi)容，展現(xiàn)實驗教學(xué)的科學(xué)化、系統(tǒng)化以及現(xiàn)代化。利用改革創(chuàng)新，給培育學(xué)生創(chuàng)新性與靈活性帶來依據(jù)。專門對我們學(xué)校在應(yīng)用型高校定位上來說，整合高校具體教學(xué)和科研現(xiàn)狀，依循技術(shù)設(shè)計這一教學(xué)原則，還有創(chuàng)新理念，給出進一步拓展虛擬仿真實驗室的建設(shè)。隨著社會對大學(xué)生動手實力的需求不斷增高，在增強虛擬仿真實驗室建設(shè)時，還要培育應(yīng)用型人才，這是當前急需處理的一個問題。

一、虛擬仿真實驗室含義

虛擬仿真實驗室就是指各類計算機體系中利用多個虛擬仿真科技完成各種虛擬實驗，讓實驗者可以在一個仿真環(huán)境里，實現(xiàn)預(yù)期項目。其建設(shè)與使用獲得了飛速發(fā)展，很多著名院校一同研發(fā)了多種方式的虛擬仿真實驗室。其涵蓋范疇也是十分寬廣。很多高校都創(chuàng)建了省級虛擬仿真實驗機構(gòu)，肩負著學(xué)校實驗教學(xué)與仿真實驗室建設(shè)工作。不過在具體操作中，依舊是存在一些問題，讓其沒有很好展示作用，約束了實驗教學(xué)中所得成果。

二、虛擬仿真實驗室國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀

黨中央、國務(wù)院高度重視教育信息化工作我國的高等教育經(jīng)歷了“十一五”和“十二五”本科教學(xué)質(zhì)量工程規(guī)劃，在高等學(xué)校特色專業(yè)建設(shè)點、國家精品課程、國家級實驗教學(xué)示范中心、人才培養(yǎng)模式、創(chuàng)新實驗區(qū)、國家級教學(xué)團隊、雙語教學(xué)示范課程等方面取得了豐碩的成果。“十一五”期間，建立了501個國家級實驗教學(xué)示范中心，涵蓋了物理、化學(xué)、生物、電子、計算機、文科綜合、考古等32+1個學(xué)科，國家為每個中心撥款50萬元；“十二五”期間，2011年有100個部屬院校建立國家級實驗教學(xué)示范中心，2012年有120個省屬院校（包含8家軍隊院校）建立國家級實驗教學(xué)示范中心。盡管已經(jīng)取得了不錯的成績，但也尚存不足：實踐能力、創(chuàng)新能力不夠； 個性化、自主性不夠；資源配置有效性不高，管理能力薄弱，重申報重結(jié)果、輕建設(shè)輕過程等。故黨中央、國務(wù)院在國家教育方面又提出了新的要求。

《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要》指出，“信息技術(shù)對教育發(fā)展具有革命性影響，必須予以高度重視”，并把“加快教育信息化進程”單獨作為一部分進行了專門的闡述。教育部加強了對實驗教學(xué)工作和實驗教學(xué)信息化工作的宏觀指導(dǎo)，并出臺了強有力的策：2012年3月13日，教育部印發(fā)了《教育信息化十年發(fā)展規(guī)（2011-2020）》，提出了信息技術(shù)與高等教育相融合的指導(dǎo)思想和工作方針，提出了加快職業(yè)教育信息化建設(shè)、培養(yǎng)高素質(zhì)技能型人才、整合信息資源、完善終身教育體系等任務(wù)目標。

三、虛擬仿真實驗室建設(shè)中存在的問題

1、多種信息技術(shù)整合力度不夠

實驗室是分階段、分層次進行建設(shè)的，實驗項目是分模塊、分方向開設(shè)的，不同的階段、不同的模塊對虛擬仿真技術(shù)要求各有差異。早期開發(fā)的基礎(chǔ)擴展實驗項目通常建立在通用開發(fā)平臺之上，現(xiàn)在的實驗項目對專業(yè)性和技術(shù)性要求較高，要求支撐實驗項目的虛擬仿真技術(shù)更加專業(yè)化，而大多的實驗項目是基于單機操作環(huán)境，若要更方便地通過互聯(lián)網(wǎng)平臺進行有效的、廣泛的示范推廣，需要耗費相當大的人力和物力進行網(wǎng)絡(luò)版改造。

2.教學(xué)資源開放共享程度不夠

國家級虛擬仿真實驗教學(xué)中心建設(shè)要求，高校虛擬仿真實驗室的管理和共享平臺應(yīng)該具有擴展性、兼容性和前瞻性，能夠?qū)崿F(xiàn)校內(nèi)外、本地區(qū)及更廣范圍內(nèi)的實驗教學(xué)資源共享，滿足多地區(qū)、多學(xué)校和多學(xué)科專業(yè)的虛擬仿真實驗教學(xué)的需求。目前高校虛擬仿真實驗教學(xué)項目和實驗教學(xué)資源大都僅僅滿足對本校學(xué)生開放或者是較少專業(yè)的學(xué)生開放，對周圍高?；蚋鼜V范圍的實驗教學(xué)沒有較強的輻射作用。

3.與傳統(tǒng)實驗室結(jié)合不充分

與傳統(tǒng)實體實驗室相比，虛擬仿真實驗室具有顯著的優(yōu)勢，但是不能完全替代前者，這就需要兩者相互配合、相互協(xié)調(diào)。在虛擬仿真實驗室建設(shè)初期，大多數(shù)教師依然習(xí)慣于傳統(tǒng)的教學(xué)方法，對虛擬仿真實驗室的認識不深入，不能充分發(fā)揮其作用，不能有效地完成“虛擬”與“實體”的整合。

四、虛擬仿真實驗室建設(shè)與改革

1、網(wǎng)絡(luò)虛擬仿真實驗室平臺

網(wǎng)絡(luò)虛擬仿真實驗室平臺采用虛擬場景等虛擬現(xiàn)實技術(shù)，構(gòu)筑實驗硬件。針對不同課程需要構(gòu)建相應(yīng)實驗?zāi)K。學(xué)生可以在仿真的實驗環(huán)境中來使用實驗器材進行實驗，得出實驗結(jié)果，檢驗實驗結(jié)論等。學(xué)生也可以自主實驗，尤其是一些有危險性的實驗，也可以放心學(xué)生自行實驗，可以有效提高學(xué)生的自主創(chuàng)新能力和動手操作能力，同時還降低了實驗的危險性和配備專人監(jiān)督的投入。該實驗平臺除了在課上可以進行教學(xué)，課下學(xué)生還可以用電腦、平板、手機等設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下登陸實驗平臺，進行課下練習(xí)，沒有時間和次數(shù)限制，能夠最大限度地提高學(xué)生的動手能力。與此同時，該平臺還能夠有效讓教師掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，學(xué)生登陸平臺進行實驗，教師可以設(shè)計考核模式或者自由練習(xí)模式，考核模式下，系統(tǒng)可以根據(jù)學(xué)生實驗情況進行評分，教師也可以進行單項或者綜合評價。

2、建設(shè)虛擬仿真實驗室應(yīng)注意與企業(yè)合作，為地方服務(wù)

學(xué)校培養(yǎng)的人才，最終是要走向社會，為企業(yè)服務(wù)的。高校只有懂得企業(yè)的人才需要方向，才能因材施教，因地制宜地建設(shè)不同性質(zhì)的虛擬仿真實驗室。根據(jù)目前的企業(yè)需要，虛擬仿真實驗室可分為基礎(chǔ)學(xué)科仿真實驗設(shè)計平臺，綜合應(yīng)用仿真實驗設(shè)計平臺，預(yù)科研仿真實驗設(shè)計平臺等。學(xué)校的分層次建設(shè)和教育更能開發(fā)學(xué)生的能力并培養(yǎng)出滿足不同需要的人才。虛擬仿真實驗室的軟件建設(shè)離不開軟件開發(fā)企業(yè)，高校的專業(yè)教師有大量的理論知識、實驗數(shù)據(jù)和實驗技巧，而虛擬軟件開發(fā)公司有編寫程序和制作軟件的經(jīng)驗，二者只有有機結(jié)合，才能很好地完成實驗室的建設(shè)任務(wù)。利用企業(yè)的開發(fā)實力和支持服務(wù)能力，充分整合學(xué)校信息化實驗教學(xué)資源，做到校企合作，培養(yǎng)應(yīng)用型人才，為地方發(fā)展提供支撐，為地方的各個行業(yè)提供人才服務(wù)。

五、結(jié)束語

虛擬仿真實驗室作為高校實驗教學(xué)的一個發(fā)展方向，具備傳統(tǒng)實驗室所沒有的優(yōu)勢：建設(shè)維護成本低，平臺擴展性好，利用效率高。但它并不能完全取代傳統(tǒng)實驗室，只能作為傳統(tǒng)實驗室的補充。在實驗室建設(shè)工程中，只有做到“虛”“實”結(jié)合，相輔相成，能實不虛，才能為實驗室的建設(shè)帶來更大的效益。

[參考文獻]

[1]劉鵬 . 云計算 [M]. 北京 ： 電子工業(yè)出版社 ，2010.

[2]中華人民共和國教育部.關(guān)于開展國家級虛擬仿真實驗教學(xué)中心建設(shè)工作的通知[S]北京： 中華人民共和國教育部.2012.

（作者單位：遼寧對外經(jīng)貿(mào)學(xué)院實驗中心，遼寧 大連 116052）