論網(wǎng)絡虛擬仿真實驗中心建設研究與實踐
通過虛擬實驗教學管理系統(tǒng)，教師既可搭建典型實驗或調(diào)取實驗案例，網(wǎng)絡虛擬仿真實驗中心建設研究與實踐該如何進行?
隨著計算機技術(shù)和網(wǎng)絡技術(shù)的蓬勃發(fā)展，人們已無時無刻離不開網(wǎng)絡。[1]在國內(nèi)已有部分院校的實驗室引入了虛擬儀器系統(tǒng)，如上海復旦大學、上海交通大學、華中理工大學、廣州暨南大學等。未來的幾年內(nèi)，我國將有50%的儀器為虛擬儀器。隨著微型計算機的發(fā)展，虛擬儀器將會逐步取代傳統(tǒng)的測試儀器而成為測試儀器的主流。
1 技術(shù)路線
隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，信息、消費、生產(chǎn)和智慧互聯(lián)，它給我們提供一種偉大精神，這種精神叫作合作共贏、共建共享。2016年某日，筆者在自助銀行遇見幾個外國人在那里按來按去，不時發(fā)出各種疑問的聲音，似乎完不成他們想要的操作。想到他們一定是不會使用自動取款機，筆者便主動關切地問“Can I help you(需要幫忙嗎)?”，沒想到他們的回答讓筆者感到意外：“We are looking for restaurant(我們正在找飯店)。”幫他們找到想要的飯店后，筆者禁不住反思：既然自動取款機是聯(lián)網(wǎng)的，是不是也可以充分利用網(wǎng)絡技術(shù)，進一步延伸其功能，查詢到附近的飯店、賓館等。甚至可以查詢到附近的學校，登錄它們的實驗中心。圖1為虛擬仿真實驗中心登錄頁面。
通過虛擬實驗教學管理系統(tǒng)，教師既可搭建典型實驗或調(diào)取實驗案例。方便地向?qū)W生布置實驗任務，還可在實驗結(jié)束后查看學生的實驗結(jié)果，給出實驗成績和評價。[2]
虛擬仿真實驗教學中心的建設，將部分單純演示性、驗證性的實驗教學內(nèi)容以學生開展虛擬實驗為主;基本技能訓練和基礎實驗項目以虛擬實驗輔助實體實驗的開展，壓縮實體實驗室中有關實驗原理、實驗步驟、儀器設備使用、注意事項等的講授時間，進一步節(jié)約有限的實驗學時，將更多的時間給學生動手實踐，節(jié)省下來的學時可以用來開設一些綜合性、設計性實驗和研究性實驗。典型實驗通常是由精通相關課程的教師設計的。要求學生在此基礎上進行實驗。可滿足教師對各層次實驗教學的需求。實驗仿真平臺也為學生自由搭建實驗模擬提供了可能。學生既可通過實驗仿真平臺動手操作，又可自主設計實驗，有利于培養(yǎng)設計能力和創(chuàng)新意識。與器材庫(或儀器、設備、材料庫)類似，虛擬實驗平臺通常擁有一個器材欄。用于各類虛擬實驗器材的管理。學生可以把器材從器材欄中移到實驗臺上，或者從實驗臺上把器材收回到器材欄。
2 研究方法
行動研究法。嚴格地說，行動研究并不是一種獨立的研究方法，而是一種教育研究活動，是一種教師和教育管理人員密切結(jié)合本職工作綜合運用各種有效研究的方法，以直接推動教育工作的改進為目的的教育研究活動。課題組的成員來自學校一線工作者和學校的管理者，研究做到了學習、實踐、反思三者的結(jié)合，增強了課題成果的實際意義。[3]
調(diào)查研究法。調(diào)查國內(nèi)外虛擬仿真實驗室的建立和使用情況，從中學習先進經(jīng)驗和技術(shù)，避免在研究過程中走彎路。撰寫了調(diào)查研究報告。
文獻研究法。研究過程中，查閱大量文獻，借鑒同類課題的經(jīng)驗和做法，為實驗得出定性結(jié)論起到重要作用。
比較研究法。本課題研究過程中，對資料的收集和分析進行了多方面的比較。一是學校的比較，各學段的比較等;二是類型的比較，智力與創(chuàng)造力的比較等;三是實驗效果的比較，例如在篩選材料過程中取舍的比較，同類統(tǒng)計資料在數(shù)據(jù)上的對比、推斷等。
個案研究法。科學地確定和研究典型個案進行研究是課題研究的捷徑，研究中，課題組提供多個成功的個案，比較各種優(yōu)缺點，用以應用到本課題。[4]
3 仿真實例
單片機是電子信息類專業(yè)的必修課，其應用已涉及生活的方方面面。要想真正學以致用，需多學多練，掌握其編程技巧。以AT89C52單片機實現(xiàn)模擬電子琴為例，單片機擴展無源蜂鳴器實現(xiàn)電子琴功能。7個按鍵KEY1、KEY2、KEY3、KEY4、KEY5、KEY6和KEY7，分別對應7個音符，圖2為單片機模擬電子琴硬件電路。按下時蜂鳴器發(fā)出對應音調(diào);還可以設計一個音樂自動播放功能，根據(jù)存入的樂譜進行循環(huán)播放。
4 結(jié) 論
建立開放式網(wǎng)上虛擬實驗室，運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)模擬真實實驗。采用多媒體技術(shù)在計算機上建立虛擬實驗室環(huán)境，提供可操作的虛擬實驗儀器，使學生在互聯(lián)網(wǎng)上通過接近真實的人機交互界面完成實驗，同時提供網(wǎng)絡實驗教學一體化的管理功能。這將是未來實驗教學的新方式。
【論網(wǎng)絡虛擬仿真實驗中心建設研究與實踐】相關文章：
論高職虛擬儀器實驗室的建設與管理03-28
試析具有特色的電網(wǎng)仿真實驗室建設與運用的研究12-03
論高校網(wǎng)絡道德建設01-18
論校園網(wǎng)絡建設與應用11-22
研究以學生為中心的實驗課堂12-06
論校園網(wǎng)絡的建設管理與應用11-22
論實踐哲學研究的方法論問題論文03-02
淺談云數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡虛擬技術(shù)在企業(yè)中的應用論文02-21
高職院校課程建設的研究與實踐11-23
- 相關推薦