虚拟实验室在实验教学中的作用及其建设运行

　　1 现状及背景

　　近些年来，随着内蒙古民族大学招生人数增加，以及更多实验项目的开设，使得每学年实验室要完成6000余人次的实验，要开设123门实验课程，共要完成894项实验项目，这对实验教学带来了巨大的压力，从而面临各种各样的问题.

　　1.1 实验设备不足消耗大，建设费用高

　　实验室目前的设备配套情况与招生人数并不匹配，设备配套数远不能满足教学要求.因此为了完成教学任务，实验室必须超负荷运行拼消耗，使得设备损耗大，得不到休整，经常损坏，频繁维修，时常达不到使用寿命就提前报废了.而要建设实验室和更新设备必然是费用高昂.

　　1.2 师资力量不足，指导实验效果差

　　有限的教学力量要在有限的时间内，同时指导大量的学生做实验，很难达到好的教学效果.设计性和研究性试验更是难以开展.

　　1.3 培养目标难以达到

　　我们开设实验的目的是培养学生的动手能力和创新能力，而在目前实验教学的现状下，上述的培养目标很难实现.

　　基于以上原因，若能在实验教学中引入虚拟实验室，那么我们所面对的上述问题就能有效的得到解决.

　　2 虚拟实验室在实验教学中的作用

　　虚拟实验室是一种运用虚拟现实技术模拟真实实验的计算机教学软件，是面向教学的虚拟实验室〔1〕.

　　2.1 能改进教学手段，提高实验室效率

　　目前的实验教学中，用到的一些设备如示波器、信号源、游标卡尺和开设的一部分实验项目如“长度测量”比较基本，但要求学生熟练掌握.这些设备和项目的开展必然会占据大量的实验室资源和教师的指导时间，影响了那些能真正提高学生能力的实验的开展.虚拟实验室提供了大量的仿真设备，这些仿真设备界面友好直观，真实感很强，还有帮助功能，理论上学生可以反复无限次的操作，直到熟练运用.因此这些基本的设备操作和做这些基本的实验项目完全可以放在虚拟实验室中完成，这必将极大地减轻实验室的负担，极大地提高实验室的利用效率，还能在很大程度上减少仪器设备的消耗.

　　2.2 提高教师指导效果

　　学生经过虚拟实验室的训练后，再到实验室进行实际的操作就会很熟练，还能避免误操作，容易得到正确的数据，这样教师对学生实验的指导会更注重实验的本身，有助于学生收获更多的知识，教师指导的效果也好.

　　2.3 有利于教学目标的实现

　　目前，一些大型、高端设备价格昂贵，运行费用高，实验室不可能将这些仪器设备投入到日常的普通实验教学中去，因此一些设计性和探究性试验就难以开展.虚拟实验室提供的设备，那些大型、高端的设备只不过就是虚拟实验室的程序，非常容易实现并且便宜，如此设计性和探究性实验就可以在虚拟实验室中进行，这必将提高学生的动手能力、设计能力及创新能力，从而达到我们的培养目标.

　　3 虚拟实验室的建设和运行

　　利用校园网搭建虚拟实验室平台，将虚拟实验室放在校园网服务器中，学生就可以通过校园网进入虚拟实验室中学习〔2〕.

　　虚拟实验室的教学管理流程，如下图所示：

　　4 结语

　　在物理实验教学中利用虚拟实验室可以促进学用结合，实验的安排更加灵活方便且不受时间空间限制，可以减少设备的维护强度缓解当前设备的不足，实现理论教学和实践教学的有机融合〔3〕，可有效地解决当前实验教学的矛盾和问题，完善现有实验教学体系.

　　参 考 文 献

　　〔1〕曾创奇.关于高校教学型虚拟实验室建设的现状与建议〔J〕. 科技资讯，2007（18）：114-115.

　　〔2〕宋象军.虚拟实验室在高校实验教学中的应用前景〔J〕. 实验技术与管理，2005（01）：35-37.

　　〔3〕唐明翔，杨艳彬，蒋彩虹.浅谈“虚拟实验室”在高校教学中的应用〔J〕. 成都教育学院学报，2006（03）：75-78.