虚拟实验教学平台建设研究

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1、虚拟实验教学平台建设研究武汉市教育局科研项目(2009k194)　　【】硬件条件相对不足是多数独立学院面临的一个现实，为解决现有条件下提高实验教学质量的问题，提出建设工科专业虚拟实验教学平台的解决办法。以模具专业为例，分析了虚拟实验教学平台的思路，对虚拟实验教学平台中的若干问题进行探讨，并对平台建设提出了改进设想。　　【关键词】虚拟实验教学平台；访问平台；实验资源库；改进　　　　实践环节的重要性不言而喻，为提高竞争力，相关院校都在想法提高实践教学的质量，而实验教学是重要一环。然而，实际操作过程中遇到的两大难题

2、让多数高校力不从心：一是实验室建设中硬件投资大；二是因学生人数多，传统实验室只能采用定时间、定地点的实验安排方式，给予学生动手的机会很少。这两个问题，对于正在快速发展中的独立学院来说，尤为突出。笔者认为：用软件代替硬件，建设虚拟实验教学平台，让学生随时随地完成行实验，是解决以上问题的良好途径。结合模具专业上的实践，笔者就虚拟平台建设的有关问题进行了探讨。　　1虚拟实验教学平台建设总体思路　　要建好虚拟实验教学平台，必先理清思路，笔者认为：虚拟实验室教学平台建设过程中，必须重点解决好两方面的问题：一是建立包括传

3、统实验室现场所有的资源的实验资源库，保证学生能见到在传统实验室所能见到的一切；二是建立访问平台，通过该平台，师生可访问实验室所有资源，既有身临其境的现场感，又能体验“动手”的乐趣。　　2虚拟实验教学平台建设中的关键问题　　2.1访问平台的建设　　2.1.1访问平台的选择　　一个好的访问平台，应该对学生具有足够的吸引力，同时让师生的访问方便、快捷。为此，选择以互联X或局域X为基础、通过IE浏览器访问资源的方式。其具备以下特点：　　通过互联X或局域X，采用浏览X页的方式来进行访问。　　目前的浏览器提供对多种格式文

4、档的支持，避免学生产生看得见资源却不知如何打开的烦恼。　　利用浏览器中提供的超链接功能，可将所有资源对应的超链接整理为目录，就可让学生对资源进行顺利访问。　　通过浏览器访问的方式很容易实现X络的共享。　　浏览器目前支持多种交互的方式，可以满足平台对“动手”的需要。　　以上的访问平台，为学生随时随地完成实验创造了良好条件。　　2.1.2若干实施细节　　创建虚拟场景。要让学生主动地利用虚拟平台完成实验，创建富有吸引力的虚拟场景是非常重要的。X页中可以嵌入一些特殊的图片。X页上还可以嵌入背景音。总之，场景应给学生一

5、种现场感，让学生沉浸其中。　　访问三维模型。为了更好地表现传统实验室的实物，实验资源库中有相当一部分是以三维模型的形式存在的，提供合适的访问方式是一个重要的问题。笔者在建设模具专业的虚拟实验教学平台过程中，采用通过浏览器直接打开三维模型的方式，其特点是：不管使用哪种建模软件建模，只要能将其输出为VRML格式，都可以通过浏览器进行访问，而且三维模型能够全方位拖动观察；对本地机的要求不高，只须安装一个小插件就行。　　访问视频。从笔者利用虚拟平台教学的实践看，生产现场的视频录像很受学生欢迎。不过视频格式众多，必须保

6、证点击视频链接后，能在本地快速打开。建议采用在X页中内嵌播放器的方式。即不管是哪种格式的文件，进行视频格式转换后，点击X页中的链接就能在播放器中直接播放。　　交互操作。在传统实验过程中，教师边指导实验边向对学生提问，要求学生作答；虚拟实验平台也可以通过软件平台对学生提问，并自行评价学生对相关知识的了解情况。在模具专业中，有一个很重要的“动手“环节：模具的拆装实验，软件平台也应能够模拟实验该功能，即先把各副模具的零部件的模型建好，然后由学生拖动鼠标进行装配，并由软件判断学生装配的正确与否。一是直接使用FLASH

7、软件建立素材，在内通过脚本实现交现，类似于游戏中搭积木的方式实现人机的交互。二是通过JAVA与VRML的结合[1]，通过内嵌在X页中脚本代码，可以方便地对三维模型进行交互操作。　　2.2实验资源库的建设　　有好的访问平台，没有丰富的可访问的素材，那就是毫无价值的平台。要建成真正的虚拟实验平台，必须建立丰富的实验资源库。　　2.2.1理清所需素材的清单　　为了模拟传统实验室，尽可能全方位地给学生提供信息，必须对所需的素材进行全面分析，列出其清单。关于模具专业的实验资源库，笔者作出了规划，列出如下清单：　　金属工

8、艺实验室：热处理、铸造、锻造、焊接等工艺相关的设备照片；生产现场视频录像、原理动画。　　模具拆装实验室：模具结构示意图；模具结构三维动画；拆装工具图片、操作方法视频；训练装配用的模具零部件三维模型；模具加工实验室：模具特种加工设备（如电火花、线切割、电铸、数控加工）的工作原理动画；加工现场视频录像；数控机床编程仿真等。　　机械零件陈列室：常用机械零部件的照片、三维模型、实物视频介绍。　　模具创新设计