网络教育的蓬勃发展促进了虚拟实验概念的诞生,并推动虚拟实验逐步从理论研究走向实际应用。虚拟实验指依托相关的计算机平台,借助于硬件和软件实现的计算机仿真实验。虚拟实验技术的迅速发展,强有力的支持了网络教育在理工科教学领域的开展。本研究结合虚拟实验教学的现状以及存在的问题提出虚拟实验教学的设计思路,并进行了设计与开发的实践尝试。 虚拟实验实现的基础是多媒体计算机技术、网络技术与虚拟仪器技术的结合。虚拟仪器技术与认知模拟方法的结合也赋予虚拟实验智能化的特征,无论是学生还是教师,都可以自由地、无顾虑地随时进入虚拟实验室操作仪器,进行各种实验。虚拟实验技术的迅速发展不但为实验类课程的教学改革提供了技术支持,还为广大受远程教育的学生提供了更加良好的学习条件。 通过虚拟实验,计算机能够模拟一些实际的实验现象。虚拟实验室也为学生创造了一个类似于实际实验室的环境,让学生体验身临其境的感觉,同时通过对三维物体的交互式操作来完成实验。虚拟实验不仅能够提高远程教育的教学效果,更重要的是使一些缺乏实验条件的学生,通过网络同样能够“身临其境”的观察实验现象,甚至和异地的学生合作进行实验。 虚拟实验的本质是数字化学习,数字化学习即是指通过因特网进行的数字化学习资源的获取活动,虚拟实验具有数字化学习的五个主要特征:以问题和项目为中心;以学习者为中心:个性化学习;以协作交流作为辅助学习方式;创造性的学习。 在虚拟实验中,学习者的学习是以实验主题或实验项目为单位进行展开的;学习者的学习更强调从学习者个人角度出发,开展个性化学习,在关键时刻及时采取协作交流的学习方式;在以实验项目为中心的学习过程中,学习者不仅要探讨、研究问题,更重要的是要促进新知识、新问题、新观点、新视觉的产生,这即是一个创造性思维的训练、强化的过程,即创造性学习的过程。 目前对于网络实验教学的研究刚刚起步,应用于实际网络教育的远程实验教学系统更是少之又少。研究在远程网络环境下实验教学的原理、模式和方法就显得更加具有必要性和紧迫性。 本文在详细的分析了虚拟实验的理论基础、发展脉络、相关技术的基础