虚拟仿真实验教学中心的建立与应用

曾娟

摘 要：虚拟仿真实验是借助一系列的现代技术手段，例如计算机技术、通信技术、多媒体技术、虚拟现实技术等来达到远程访问传统实验资源的效果，从而实现传统实验资源的高效共享。虚拟仿真实验教学和传统的实验室教学相比，具有实验条件便利、实验成本低、实验安全性高等方面的優势，在高等教育信息化教学中以及实验教学中具有非常重要的作用。本文重点针对虚拟仿真实验教学中心的建立与应用进行了详细的分析。

关键词：虚拟仿真；实验教学；建立；应用

随着现代信息技术的不断发展，高等教育教学的不断改革，教学模式越来越注重多元化发展。在各大高校的实验教学中，虚拟仿真实验可以创设一个非常逼真的实验环境，并且模拟实验对象和完成实验内容，从而让学生在相对开放、交互的虚拟实验环境中完成实验的设计与操作，提升学生的实践能力以及创新探索能力。和传统的实验教学示范中心做对比，虚拟仿真实验教学中心具有非常大的优势，可以明显优化教育资源，提升教育质量。所以分析研究虚拟仿真实验教学中心的建立与应用非常有必要。

一、虚拟仿真实验教学中心的建立分析

（一）更新虚拟仿真实验教学中心的建立理念

要想将实际理论教学与虚拟仿真实验教学相结合，就要对虚拟仿真实验教学中心的建设有一个清晰的定位，明确其发展方向。要想为国家为社会培养实用型人才，就要加强培养学生的实践能力和创新能力，而这需要学生进行大量的实验操作以及真实训练，所以虚拟仿真实验教学不可能完全替代真实实验。而应用虚拟仿真实验教学中心来搭建实验环境，模拟实验内容和实验操作却可以对学生的实践技能进一步巩固和吸收，加强真实实验教学的质量，这是虚拟仿真实验教学中心建设的定位以及未来的发展方向。虚拟仿真实验教学中心是提升学生实践能力、创新能力的重要平台，是培养学生科学思维和探索精神的重要平台，是信息技术和学科专业相融合的重要平台。虚拟仿真实验教学不受真实实验教学的诸多限制，将理论教学进一步的拓展和延伸，在高效的人才培养以及教学工作中发挥着重要的作用。所以要建立虚实互补的多元化实验教学体系[1]。

（二）借鉴先进的技术以及成功经验

虚拟仿真实验教学中心的建立原则应该是虚实结合，虚实互补，能实不虚；核心是建立优质实验资源的共享机制；重点是建设信息化实验教学资源；主旨是提升高校实验教学质量，提升学生的实践能力和创新能力，培养学生的探索精神。而虚拟仿真实验教学中心的建立需要涉及非常广泛的理论研究和专业技术，并且需要有组织、有形式、有方法、有指导，并且还需要具备对未知事物的探索以及应变能力，所以为了更加顺利的建立虚拟仿真实验教学中心，并成功投入应用，最好借鉴已经成功的经验，引进先进的技术，和国内国外相关领域的专家进行沟通交流，学习他们的建立理念、技术方法、成功经验、实验资源等。

并且在建设过程中，要建立资源共享机制，实现仪器共享、软件共享、不断地开发远程控制虚拟实验项目。同时要集合多方力量和主体，例如政府、教育部门、科研机构、高校、以及其他社会力量等，来促进虚拟仿真实验教学中心的建立。同时制定有利于虚拟仿真实验教学中心建立的激励措施，促进学校、社会对于网络实验平台的共用，允许各方主体按照实际需求购买虚拟仿真实验教学中心的实验资源和服务[2]。

二、虚拟仿真实验教学中心的应用分析

（一）促进了真实实验项目的搭建

在真实的实验环境中，因为专业的不同，实验项目也不相同，而有一些实验项目具有一定的危险性以及破坏性。而这一类实验环境的搭建又具有一定的难度，需要消耗非常高的成本。鉴于实验经费的紧张，很多高校都会放弃相关实验项目的操作，直接讲述理论知识，而这对于学生理解相关知识点是十分不利的，同时也影响了学生的实际操作能力，影响了学生对相关技能的掌握。例如信息安全专业中，一些网络安全实验中有一些攻防实验，这些实验项目具有一定的破坏性和对抗性，如果在真实环境中操作会有一定的安全隐患，如果放弃此类实验项目，那么学生就无法很好地掌握安全防范控制技术，无法将学生培养成真正的国家需要的实用型人才。如果在虚拟仿真环境中搭建此类项目，这些问题都会得到有效解决。

（二）降低了实验成本

建立传统的实验室，需要花费大量的人力物力以及财力，需要购买相关实验设备，并且对设备进行维护和升级，需要搭建实验环境，并对实验环境进行管理，而这都需要一定的成本。如果成本紧缩，就会影响实验项目的正常进行，进而影响学生理论和实践的结合。而虚拟仿真实验教学却不必有此类问题的担心，在实验教学的投入产出比上具有一定的优势，可以减少实验经费的投入，很好地控制实验成本。

（三）促进了实验资源的共享

实验资源一般包含以下四种，第一种实验仪器设备，第二种实验室的软件平台，第三种各类教学文档，第四种和实验有关的其他资料。这些实验资源都需要在特定的场地中，特性的实验室设备上，特定的内部网络中才能使用，受到时间和地点的限制，学生并不能充分的将其利用起来，更无法实现资源共享。而且不同的专业有不同的实验资源，不同专业不同学科的实验资源都相离甚远，学生无法进行综合性实验的设计与操作。而虚拟仿真实验不受局域网的限制，随时随地都可以对实验资源进行重新整合，随时随地都可以访问实验课程和相关实验内容，并且根据自己的兴趣进行选择。使得这些实验资源充分的利用起来，让学生受益匪浅。

结语

实验教学在高等教育中培养人才方面发挥着重要的作用，在培养人才的实践能力和创新能力方面发挥着重要的作用。所以要加大力度建设虚拟仿真实验教学中心，以便更好地完成真实实验无法完成的教学功能，为在高危环境中以及相对极端的环境中的实验操作，或者一些成本高、消耗高等一些实验教学，提供更加经济、更加安全、更加可靠的实验教学资源和环境。

参考文献

[1]明仲，蔡茂国，朱安民.虚实结合建设高水平虚拟仿真实验教学中心[J].实验室研究与探索，2017，（11）：146-150，165.

[2]贺占魁，黄涛.虚拟仿真实验教学项目建设探索[J].实验技术与管理，2018，（2）：108-111，116.

（作者单位：南充职业技术学院）