虚拟实验教学应用思考

2．3．2　虚拟实验教学应用思考

根据前文对虚拟实验的定义和相关描述，以及一些虚拟实验教学应用的实例，我们认为应该从虚拟实验的技术优势和实验教学的现状需求出发，着重从以下几个方面进行思考。

1）资源开放

从虚拟实验的技术实现角度来看，计算机的控制和协调作用以及系统的网络化传输功能能够做到对以下内容开放：系统软件程序模块、实验项目设计模板、数据分析与处理工具包、信息资料。作为实验教学中的有效资源，这些内容的开放使得实验项目从开发到操作，再到后期数据处理与实验课程的复习全部开放给学生，学生可以利用系统软件程序模块和实验项目设计模板等为实验设计方案的形成与开发提供帮助；利用数据分析与处理工具包进行实验数据的分析与处理，并获得规律性认识；信息资料包括教师的指导性意见、学生的交流信息、实验故障和误差分析等，可以帮助学生在实验课程总结和复习中取长补短、巩固知识。

2）组织形式开放

虚拟实验将实验资源、实验项目开发和实验操作等网络化、平台化，因此实验内容、时间以及地点等组织形式是开放的，具备可选择性。针对目前实验教学需要跨学科、跨地域、多项实验同时开展等现状要求，虚拟实验所具备的组织形式开放性为实验教学模式的扩展提供了技术准备。

3）对象开放

虚拟实验的网络功能能够根据不同的对象设置不同权限的系统身份，实验参与人员各取所需，实现学习和交流的目的。在实验教学中，对象的身份基本分为三种层次和三种身份。“三种层次”指的是系统管理员、教师和技术人员、学生。“三种身份”是针对学习者而言的，指的是实验课程参与者、远程实验课程学习者、实验爱好和探索者。

针对上述三个方面的思考，将在后续章节中对虚拟实验系统的构建以及在教学中的具体应用进行深入的探讨和分析。

第2章小结

本章的主要内容是概述了虚拟实验的定义、发展过程和阶段性特征。从虚拟实验教学应用的实例分析，结合本书的研究内容，对虚拟实验的教学应用进行了几个方面的思考。

首先，阐述了人们从不同角度和不同层面对虚拟实验下的各种定义，结合本书讨论内容，从技术和教学应用的双重角度对虚拟实验的含义进行了描述。

其次，描述了从模拟实验到仿真实验，再到虚拟实验的发展过程。根据各种先进技术在虚拟实验中的逐步综合运用，分析了虚拟实验在发展过程中体现出来的模拟化、数字化和网络化的阶段性特征。

最后，列举了国内外具有代表性的虚拟实验教学应用实例，并根据虚拟实验的技术实现和功能实现，分析了从实验的资源、组织形式和对象三个方面考虑将虚拟实验有效地应用于实验教学。

【注释】

[1]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—35

[2]http://algorithmicbotany.org/virtual-laboratory/加拿大卡尔加里大学网

[3]单美贤，李艺．虚拟实验原理与教学应用［M］．北京：教育科学出版社，2005

[4]http://www.codata.org/codata/conference/africaweb/CommitteeonDataforScienceandTechnology

[5]单美贤，李艺．虚拟实验原理与教学应用［M］．北京：教育科学出版社，2005

[6]桂起权，张掌然．人与自然的对话——观察与实验［M］．杭州：浙江科学技术出版社，1990

[7]Yoshihisa Maruyama，Fumio Yamazaki．Driving simulator experiment on the moving stability of an automobile under strong crosswind［J］．Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics，2006（4）：191—205

[8]单美贤，李艺．虚拟实验原理与教学应用［M］．北京：教育科学出版社，2005

[9]http://tech.enorth.com.cn/kxts/wjzm/000211552.html北方网：科技无限

[10]http://web.mit.edu/newsoffice/2001/weblab.html麻省理工学院微电子在线实验室