浅析高校虚拟仿真实验室建设

王龙

摘要：虚拟仿真实验教学是高等教育信息化建设、高校实验室建设與实验教学改革的重要内容。以辽宁对外经贸学院为例，介绍了虚拟仿真实验在实验教学中的典型应用，指出了该类实验的优越性，以期进一步推动高校实验教学的改革与创新。

关键词：虚拟仿真；实验教学；实验室

应用型高校综合定位，给出了虚拟仿真实验室的教学资源功能性整合，促进高校整体实现信息化。在虚拟仿真实验室建设与运作时，还要重点关注学校实验发展方向，展现新式教学理念。探究改善实验教学模式与内容，展现实验教学的科学化、系统化以及现代化。利用改革创新，给培育学生创新性与灵活性带来依据。专门对我们学校在应用型高校定位上来说，整合高校具体教学和科研现状，依循技术设计这一教学原则，还有创新理念，给出进一步拓展虚拟仿真实验室的建设。随着社会对大学生动手实力的需求不断增高，在增强虚拟仿真实验室建设时，还要培育应用型人才，这是当前急需处理的一个问题。

一、虚拟仿真实验室含义

虚拟仿真实验室就是指各类计算机体系中利用多个虚拟仿真科技完成各种虚拟实验，让实验者可以在一个仿真环境里，实现预期项目。其建设与使用获得了飞速发展，很多著名院校一同研发了多种方式的虚拟仿真实验室。其涵盖范畴也是十分宽广。很多高校都创建了省级虚拟仿真实验机构，肩负着学校实验教学与仿真实验室建设工作。不过在具体操作中，依旧是存在一些问题，让其没有很好展示作用，约束了实验教学中所得成果。

二、虚拟仿真实验室国内发展现状

党中央、国务院高度重视教育信息化工作我国的高等教育经历了“十一五”和“十二五”本科教学质量工程规划，在高等学校特色专业建设点、国家精品课程、国家级实验教学示范中心、人才培养模式、创新实验区、国家级教学团队、双语教学示范课程等方面取得了丰硕的成果。“十一五”期间，建立了501个国家级实验教学示范中心，涵盖了物理、化学、生物、电子、计算机、文科综合、考古等32+1个学科，国家为每个中心拨款50万元；“十二五”期间，2011年有100个部属院校建立国家级实验教学示范中心，2012年有120个省属院校（包含8家军队院校）建立国家级实验教学示范中心。尽管已经取得了不错的成绩，但也尚存不足：实践能力、创新能力不够； 个性化、自主性不够；资源配置有效性不高，管理能力薄弱，重申报重结果、轻建设轻过程等。故党中央、国务院在国家教育方面又提出了新的要求。

《国家中长期教育改革和发展规划纲要》指出，“信息技术对教育发展具有革命性影响，必须予以高度重视”，并把“加快教育信息化进程”单独作为一部分进行了专门的阐述。教育部加强了对实验教学工作和实验教学信息化工作的宏观指导，并出台了强有力的策：2012年3月13日，教育部印发了《教育信息化十年发展规（2011-2020）》，提出了信息技术与高等教育相融合的指导思想和工作方针，提出了加快职业教育信息化建设、培养高素质技能型人才、整合信息资源、完善终身教育体系等任务目标。

三、虚拟仿真实验室建设中存在的问题

1、多种信息技术整合力度不够

实验室是分阶段、分层次进行建设的，实验项目是分模块、分方向开设的，不同的阶段、不同的模块对虚拟仿真技术要求各有差异。早期开发的基础扩展实验项目通常建立在通用开发平台之上，现在的实验项目对专业性和技术性要求较高，要求支撑实验项目的虚拟仿真技术更加专业化，而大多的实验项目是基于单机操作环境，若要更方便地通过互联网平台进行有效的、广泛的示范推广，需要耗费相当大的人力和物力进行网络版改造。

2.教学资源开放共享程度不够

国家级虚拟仿真实验教学中心建设要求，高校虚拟仿真实验室的管理和共享平台应该具有扩展性、兼容性和前瞻性，能够实现校内外、本地区及更广范围内的实验教学资源共享，满足多地区、多学校和多学科专业的虚拟仿真实验教学的需求。目前高校虚拟仿真实验教学项目和实验教学资源大都仅仅满足对本校学生开放或者是较少专业的学生开放，对周围高校或更广范围的实验教学没有较强的辐射作用。

3.与传统实验室结合不充分

与传统实体实验室相比，虚拟仿真实验室具有显著的优势，但是不能完全替代前者，这就需要两者相互配合、相互协调。在虚拟仿真实验室建设初期，大多数教师依然习惯于传统的教学方法，对虚拟仿真实验室的认识不深入，不能充分发挥其作用，不能有效地完成“虚拟”与“实体”的整合。

四、虚拟仿真实验室建设与改革

1、网络虚拟仿真实验室平台

网络虚拟仿真实验室平台采用虚拟场景等虚拟现实技术，构筑实验硬件。针对不同课程需要构建相应实验模块。学生可以在仿真的实验环境中来使用实验器材进行实验，得出实验结果，检验实验结论等。学生也可以自主实验，尤其是一些有危险性的实验，也可以放心学生自行实验，可以有效提高学生的自主创新能力和动手操作能力，同时还降低了实验的危险性和配备专人监督的投入。该实验平台除了在课上可以进行教学，课下学生还可以用电脑、平板、手机等设备在网络环境下登陆实验平台，进行课下练习，没有时间和次数限制，能够最大限度地提高学生的动手能力。与此同时，该平台还能够有效让教师掌握学生的学习情况，学生登陆平台进行实验，教师可以设计考核模式或者自由练习模式，考核模式下，系统可以根据学生实验情况进行评分，教师也可以进行单项或者综合评价。

2、建设虚拟仿真实验室应注意与企业合作，为地方服务

学校培养的人才，最终是要走向社会，为企业服务的。高校只有懂得企业的人才需要方向，才能因材施教，因地制宜地建设不同性质的虚拟仿真实验室。根据目前的企业需要，虚拟仿真实验室可分为基础学科仿真实验设计平台，综合应用仿真实验设计平台，预科研仿真实验设计平台等。学校的分层次建设和教育更能开发学生的能力并培养出满足不同需要的人才。虚拟仿真实验室的软件建设离不开软件开发企业，高校的专业教师有大量的理论知识、实验数据和实验技巧，而虚拟软件开发公司有编写程序和制作软件的经验，二者只有有机结合，才能很好地完成实验室的建设任务。利用企业的开发实力和支持服务能力，充分整合学校信息化实验教学资源，做到校企合作，培养应用型人才，为地方发展提供支撑，为地方的各个行业提供人才服务。

五、结束语

虚拟仿真实验室作为高校实验教学的一个发展方向，具备传统实验室所没有的优势：建设维护成本低，平台扩展性好，利用效率高。但它并不能完全取代传统实验室，只能作为传统实验室的补充。在实验室建设工程中，只有做到“虚”“实”结合，相辅相成，能实不虚，才能为实验室的建设带来更大的效益。

[参考文献]

[1]刘鹏 . 云计算 [M]. 北京 ： 电子工业出版社 ，2010.

[2]中华人民共和国教育部.关于开展国家级虚拟仿真实验教学中心建设工作的通知[S]北京： 中华人民共和国教育部.2012.

（作者单位：辽宁对外经贸学院实验中心，辽宁 大连 116052）