虚拟仿真教学的发展现状
【摘要】传统教学中存在学生多、资金不足、场地不足等的缺点，结合虚拟仿真技术建立虚拟实验教学平台可以弥补不足并提高学生主动思考和动手能力。介绍了虚拟仿真教学的设计原则、主要技术、国内外现状以及对未来发展的展望。
【关键词】传统教学;虚拟仿真;平台;展望
The Current Situation and Development of Virtual Simulation Teaching
North University of China Chao Zheng Liu Hong-yu
Chengdu Taimeng Software Co.LTD Huang Wu Li Ren-hua Kangyong
Abstract：There are disadvantages of traditional teaching，such as lots of students，lack of funds，Insufficient space and so on.The establishment of virtual experiment teaching platform with virtual simulation technology would make up for deficiencies and to improve the active learning that gets students thinking practical ability.This paper introduces the design principle，main technology，present situation at home and abroad，prospect of future development of virtual simulation teaching.
Key Word：traditional teaching;virtual simulation;platform;prospect
一、引言
随着计算机和网络技术的飞速发展，教育也在发生着深刻的变化。以网络为基础的各种知识学习逐渐成为世界教学发展的一种趋势。传统教学存在的局限性与实验室建设规模严重滞后于迅速增大的学生队伍使得教学质量面临严峻的挑战[1]-[4]，2013年8月13日，国家教育部高教司下文在全国构建国家级的虚拟实验教学中心，分年度建设一批具有示范、引领作用的虚拟仿真实验教学中心，持续推进实验教学信息化建设，推动高等学校实验教学改革与创新[5]。
二、虚拟仿真实验教学
1.概述
虚拟仿真实验教学是高等教育信息化建设和实验教学示范中心建设的重要内容，是学科专业与信息技术深度融合的产物。虚拟仿真实验教学中心建设工作坚持“科学规划、共享资源、突出重点、提高效益、持续发展”的指导思想，以全面提高高校学生创新精神和实践能力为宗旨，以共享优质实验教学资源为核心，以建设信息化实验教学资源为重点[5]。
2.虚拟仿真教学中心设计原则
虚拟仿真教学中心是通过传统教学与多媒体结合、虚实结合的方式克服现有困难使学生与实验互动，从而达到提升教学质量的目的，因而学生能否达到预期学习效果取决于实验本身对演示实验采取的教学策略以及对教学过程的设计，虚拟仿真教学中心设计原则意义重大，总原则为虚实结合、相互补充、能实不虚，还包括：
（1）方便性原则
由于课堂上可以利用的时间和空间有限，因此学生课余课后的预习与复习尤其重要。结合目前学生拥有各种通讯设备和多媒体设备的现状，虚拟仿真教学中心应该能在手机、pad、mp4等多媒体设备上运行，从而使学生随时随地都可以查看，同时老师能随时随地上传或修改虚拟仿真教学中的内容[6]。
（2）直观性原则
针对传统教学中存在的枯燥、死板的教学模式以及各种危险实验对学生产生的抵触学习的情绪，虚拟仿真教学中心中的内容应该具有对视觉的冲击力以及对实验中各个重难点的详细展示，从而让学生对实验产生兴趣，间接提高动手能力。
（3）互动性原则
互动性包括学生与实验的互动和老师与学生间的互动。前者体现在学生在观看实验过程中可以思考并参与实验的推进，后者体现在学生实验操作完毕对实验结果的评价与统计。
（4）共享性原则
建设具有扩展性、兼容性、前瞻性的管理和共享平台，高效管理实验教学资源，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，避免资源重复与浪费。
3.主流的三中种虚拟现实技术
目前虚拟现实技术多种多样，包括VRML，Java和Flash等，开发中应该结合各种技术的优缺点选择合适的技术[7]。
（1）VRML
VRML（Virtual Reality Modeling Language）即虚拟现实建模语言，是一种逼真的模拟人在自然环境中视觉、听觉及运动等行为的人机界面技术。VRML 以ASCII码编写脚本程序，将三维虚拟世界中的各个对象描述为节点元素，程序文件小而精炼，在网络宽带不足的情况下也能顺畅传送，客户机通过浏览器程序解释该脚本后，再现出相应的虚拟场景并具有平台无关性，是目前Internet上
基于万维网的三维互动网站制作的主流语言[8]。
（2）Java
JavaEE是由SUN公司推出的面向企业级应用的分布式体系规范。它提供了一个基于构件来设计、开发、装配及部署企业级应用的体系。J2EE系统一般由客户层、Web层、业务层和数据库层构成的多层系统。具有很强的可移植性、扩展性以及数据处理能力[9]。