高职院校建虚拟实验室系统的几点想法

一
、
引 言
．
视 关 系 ，在 建模 时要 考虑 模型 的各 个 面 ，多视 角 ，还 要考 虑模 型
虚拟实验室 （ ｉｕ ａ ｏ ａ ｏ ｙ Ｖｒ ｅ Ｌ ｂ ｒ ｔ ｒ ） ｔ ，从技术方面说，虚拟实验 的 凹凸感 等 ， 可 能 的再 现 设备 的真 实感 。 学 生予 强烈 的直 观 ， 尽 给 指的是：基于 ｗｌ ｅ ｂ技术、虚拟仿真等技术实现网络化的虚拟实验 真 实 。 教 学系 统 ， 由虚 拟 实验 台、虚 拟 器材 库和 开放 式 实验 室 管理 系统 实验 过程 的演示 ： 实验过 程 的演 示也 采用 多角 度 视频 ，要 想 组成，学生在系统中可以自己动手配置、连接、调节和使用实验 方设 法使 学 生感 兴趣 ，重 点要 突 出 ，重复 演示 。通 过 演示 让学 生 仪 器 设备 。 了解 ，理 解 ，学会 做 实验 的步 骤 ，过程 ，注 意 点 ，重点 。 从 功能 来说 ，虚 拟 实验 就是 一个 创 造和 引导 模拟 实 验交 互环 其 次要 考虑 的是 怎 么让 学生做 ，学 生进入 具 体实 验后 ，要 通
境 的实验 场所 。 由实 验模 拟程序 、 验单 元 、 具等 等 组成 ［］ 它 实 工 １。 过对 模型 的渲 染 ，使 环境 模型 逼真 ，加强 学 生的沉 浸 感 。吸 引学 二 、虚 拟实 验 系统 的重要 性 和可 行性 生 ，让 学生 从观 看产 生想 自己动 手 的感觉 。在 交互 的过程 中 ，要 首先 ，现在 高等 职业 教育 中 实验 教学存 在 一些 不足 ： 以学 生 为主体 导 向 ， 以学生 的角 度考 虑他 们做 实验 的思路 与方 向 。 传统 的 实验 需要 各种 各样 现 实仪 器 与设备 ，而现 实 的设备 一 （ ）虚 拟 实验 的开 发流 程 二 是价 格 昂贵 ，二 是 需要妥 善保 管 和 维护 ，三 是更 新换 代 困难 ， 四 １ 拟 实验 系统 里场 景 、设备 仪器 等素 材 的拍摄 。 ． 虚 是仪器 使 用过 程 中如 果操 作不 当 还会 发生 危 险 。从现 有 的高职 院 ２虚拟实验室场景、仪器设备建模。简单的场景建模可以选 ． 校 来 看 ， 由于经 费 、场 地 的 限制 ， 即使购 买 了相 应 的设 备 ，设备 择 Ｖ ＭＬ建 模软 件 ，复 杂的 仪器 设备 则可 以考 虑使 用 ３ Ｘ Ｒ ＤＳＭＡ 的数 量 也是较 少 或者 设备 比较 旧， 实验 资源 不均衡 导致很 多 高职 建 模 ，结 合 Ｖ Ｍ Ｌ Ｒ ，并 以．ｗ ｌ 式保存 或 导 出， 以备 系统 使用 。 ｒ格 院校 实验 实训 设备 落后 ，尤其 在 民办 高职 院校 中尤 为 突 出。传 统 ３ 拟 实验 动态 交 互 的实 现 。在 整个 虚拟 实 验 室系 统 中 ，需 ． 虚 实验 实 践教 学的 现状还 很 难适 应 高等职 业 教育 快速 发展 的要 求 。 要 对 实验 场景 进行 动 态交 互过 程 设计 ，简 单 的交互 包 括对 实验对 象 的拖动 、 平移 、 转等 可利 用 Ｖ ＭＬ对 节 点添加 交互 脚本 实现 ， 旋 Ｒ 其次，虚拟实验系统的优势： 基 于 Ｗｅ ｂ的虚 拟实 验系 统建 成 后 ， 只要 有 电脑 和 网络学 生可 复 杂 的交 互包 括模 型 的组 装 ，拆卸 ，分解 等可 以通 过 其他 开发语 以随时登陆虚拟实验室系统，进行各种各样实验。除此之外，基 言编 程实 现 。 于 Ｗｅ ｂ的虚 拟 实验系 统还 有 以下 几个 优势 ： ４Ｖ ＭＬ文件 的优 化 与压缩 。基于 Ｗｅ ．Ｒ ｂ的虚拟 实验 室 系统 ， （） １ 实现 了教育 资源 共享 ， 约设 备投 入 ，减 少实 验危 险事 为 了保证 网络 的传 输 速度 ，让 学生在 使用 时流畅 ，可 以对 ＶＲ 节 ＭＬ 故 的发生 。尤 其 是对 于有 些 比较危 险的化 学 实验 或者类 似 的物 理 文 件 进行 优化 处理 ，压 缩 文件 ，确保 实 验下 载 时间适 度 。 ５网站 的建设 。使 用 Ｄ ｅｍ ｖｒ 设 网页 ，并使 用 ＪＶ ． ｒａ ｗａｅ ８建 Ａ Ａ、 （ 车 ）碰 撞 试 验 。 汽 （ ） 破 了传 统教 学模 式 的 限制 ， ２突 学生 在操 作 前可 进行 实验 ＡＳ Ｐ等 制 作 网站 的各个 相关 页 面，开 发好 Ｗｅ ｂ页面 。 预 习，在 实验 过程 中可 以反复 操作 实验 ，达 到提 高学 生 的动手 能 ６ 拟 实验 室 系统 平 台 的建 立 。将 建 好 的模 型 以及 动态 的场 ． 虚 力 的效果 。 景嵌 入 网页 中 ，发布 到互 联 网上 ，学 生就 可 以通过 网 络 自由浏 览 （ ）不 受时 间和 空 间的 限制 ，只要 拥有 计算 机 和 网络 ，可随 和 操 作虚 拟实 验室 ，提 高他 们 的动 手 能力 。 ３ 时随地 登 陆 系统进 行学 习， 对 自由， 生之 间 还可 以互 动教 学 。 相 师 （ ）系统功 能模 块 设计 三 最后 ，建立 虚拟 实验 室所 需 的条件 ： 个 完整 的虚 拟 实验 系统 至少 应 包括 三个 基本 功 能模 块 ：系 随着 计算 机硬 件 的发 展 ，计算 机 硬件 设备 的 性 能越 来 越 高 ， 统 管 理 、实验 管理 及 虚拟 实验 如 图 １ 示 。 所 但 是 价格 却变 低 了 ，同 时局域 网 ， 网络通 讯 的快 速发 展给 虚拟 实 虚 验教 系 拟实 学 统 验 室 系统 的发 展提 供 了广 阔 的空 间 。使得 构建 虚拟 实 验室 系统 的 物 资成 本 对 于 民办高职 院校 来 说是 可 能的 。 软件 方面 条件 ：建模 语言 Ｖ ＭＬ Ｒ ，建模 工具 ３ ＡＸ， 网 ＤＳ Ｍ 站 开 发工 具 Ａ Ｐ ａａ等 ；数据 库 技术 的不 断发 展 为虚 拟实 验室 Ｓ ，ｊｖ 系 舒 ｝｛验 理 统理 实管 虚 验 拟实 系统 提供 强 大的 数据支 撑 。虚 拟 实验 室 系统 包括 学 生信 息数据 、 实验 知识 数据 、 实验 设备 仪器 模 型数 据 ，虚拟 环 境模 型数 据 ， 以 及 实验 过 程 参 数 库 等 庞 大 的数 据 体 系 ，需 要 健壮 的数 据 库 支 持 ｆ ｉ ｊ 系 实 实 验 其 功能 ＩＩ 他 ［】 ２。 实 验 统 三 、建虚 拟 实验 室系统 的几点 想法 ： 验 及 维 教 项 以下 将 从系统 需 求分 析 、虚拟 实 验 系统 的开 发流 程 、建模 方 权 护 学 讨 信 ｝ Ｊ 实 实 设 实 论 法 的分析 以及 功 能分 析几个 方 法 阐释建 虚拟 实 验室 系统 的想 法 。 限 管 息 管 理 验 备 验 验 区 （ ）系 统 需求 分析 一 管 管 理 简 展 交 报 理 理 软 系统 是基 于 Ｗｅ ｂ的高职 虚拟 实验 室 教学 系统 ， 以首先 要考 所 Ⅱ 生 口 介 卅 件 虑 的 是教 ，教 的话 就包 括文 字 性 的介 绍和 对 实验 仪器 、器 材 的演 提 下 示 、 实验 过程 的演 示 。 交 载 文 字 性 的介 绍 ：文 字起 到 说 明 的作用 ，所 有 文字 要配 合 设备 的 出现 而 出现 ， 设 备 的概括 说 明要适 当 ，出现 的时 候要 有特 点 ， 对 图 １ 虚拟 实验 室系 统功 能模 块设 计 加 深 学生 的 印象 。 （ ）建 模 四 实 验 仪器 、器 材 的演 示 ：采用 三 维建模 的方 式展 示 ，能 以最 建模 的方 法 不少 ，但 是考 虑 到建 模 的复 杂度 、互 动 以及 实际 直 观 具体 的方 式表 示 设备 ， 能够逼 真 的表 现 设备 格 局的 比例 、透
计算机光盘软件与应用
２１ ０ ２年第 １ Ｏ期
Ｃ ｍ ｕ ｅ Ｄ Ｓ ｆｗ ｒ ｎ ｐ ｌ ｃ ｔ ｏ ｓ ｏｐ ｔ ｒ Ｃ ｏ ｔ ａ ｅ ａ ｄ Ａ ｐ ｉａ ｉｎ 工 程 技 术
高院校建虚拟实验室系统的几点想法
李志慧 （ 厦门 东海职业技 术 学院 ，福建厦 门 ３ １ ２ ） ６ ０１ 摘要 ：实训是高等职业教育教学活动中最重要的教学环节。但现 实中存在 着实验资源不均衡 ，创新能力不足等问题。 虚 拟 实验 室 系统在现 代 网络及 硬 件 高度发 展 的 支持 下 ，将 成 为传 统 实验 的一 个重要 补 充。 本文 将就 高职 院校 建 立基 于 ｗｅ ｂ 的虚 拟 实验 室 系统 的重要 性 、 可行性 及 方法 ，并 以计 算机 组装 实验 为例 展 开讨 论 关键 词 ：虚 拟 实验 ；教 学 系统 ；ＶＫ ；建模 ｔ ＭＬ 中图分类号：Ｔ ３８ 文献标识码 ：Ａ 文章编号：１０ － ５９（０２ １－ ０５ ０ Ｐ０ ０７ ９９ ２ １） ０ ０２ — ２