論網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，教師既可搭建典型實驗或調取實驗案例，網絡虛擬仿真實驗中心建設研究與實踐該如何進行?
隨著計算機技術和網絡技術的蓬勃發展，人們已無時無刻離不開網絡。[1]在國內已有部分院校的實驗室引入了虛擬儀器系統，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，我國將有50%的儀器為虛擬儀器。隨著微型計算機的發展，虛擬儀器將會逐步取代傳統的測試儀器而成為測試儀器的主流。
1 技術路線
隨著互聯網的發展，信息、消費、生產和智慧互聯，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網的，是不是也可以充分利用網絡技術，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，教師既可搭建典型實驗或調取實驗案例。方便地向學生布置實驗任務，還可在實驗結束后查看學生的實驗結果，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，進一步節約有限的實驗學時，將更多的時間給學生動手實踐，節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，有利于培養設計能力和創新意識。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、反思三者的結合，增強了課題成果的實際意義。[3]
調查研究法。調查國內外虛擬仿真實驗室的建立和使用情況，從中學習先進經驗和技術，避免在研究過程中走彎路。撰寫了調查研究報告。
文獻研究法。研究過程中，查閱大量文獻，借鑒同類課題的經驗和做法，為實驗得出定性結論起到重要作用。
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，同類統計資料在數據上的對比、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單片機實現模擬電子琴為例，單片機擴展無源蜂鳴器實現電子琴功能。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。按下時蜂鳴器發出對應音調;還可以設計一個音樂自動播放功能，根據存入的樂譜進行循環播放。
4 結 論
建立開放式網上虛擬實驗室，運用虛擬現實技術模擬真實實驗。采用多媒體技術在計算機上建立虛擬實驗室環境，提供可操作的虛擬實驗儀器，使學生在互聯網上通過接近真實的人機交互界面完成實驗，同時提供網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。
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