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【摘要】根据职业学校实验实训存在的一些问题，提出采用虚拟实验缓解职校实验实训教学的压力，对虚拟实验及其实现方式做一研究，并举例说明虚拟实验在具体学科的应用。
【关键词】虚拟实验；实现方式；反思
一、目前职业学校实验实训存在的问题
随着职业教育的快速发展，以及企业对具有创新意识、竞争意识等技能人才的需要，实验教学作为职业教育的重要环节,会越来越受到重视。职业学校以培养学生操作技能为主，而实践技能的获得就需要实验设备的支持，相较于普教学校，职业学校无论是在资金投入还是政策支持方面都力度不大。传统实验室通常存在建设周期较长，仪器种类受专业要求限制，实验实训材料费用昂贵，采购数量受资金控制等问题，还有很多危险性大的实训环节，如化工流程。运载工具的驾驶等都需要有替代品。根据新一代中职生的思维特点，传统的“一支粉笔加一本书加一张嘴巴”的教学方式学生早已不适应，需要教师改变教学方式方法，充分利用现代教育教学资源，在教学理念上创新，尽最大可能使学生乐学，以提升实验教学质量。
要缓解职业学校实验实训的压力，开发虚拟实验，创设虚拟实验环境便显得非常有必要。
二、虚拟实验
1.虚拟实验
新技术的迅猛发展为虚拟实验提供了广阔平台，如使用VRML（虚拟现实建模语言）和Java（程序设计语言）等计算机语言制作出虚拟实验环境，进行立体物体、三维空间等的展示。比如虚拟故宫，法国卢浮宫的虚拟参观，最近的虚拟游上海世博会等都使人们足不出户，便可在虚拟现实世界从各个角度感受建筑魅力和欣赏艺术瑰宝。虚拟实验主要是借助多媒体、仿真和虚拟现实等技术手段的支持，在计算机系统中营造出可辅助实验教学、模拟实验情境甚至部分代替或全部代替传统实验过程和操作环节的相关软硬件环境及实验操作平台。实验者可以像在真实环境中一样完成各种预定的实验项目，所取得的学习或训练效果类似于甚至可能优于真实环境中所取得的实验效果。
2.虚拟实验的实现方式
虚拟实验建立在一个虚拟的仿真实验平台之上，它注重的是实验操作的交互性以及实验过程和实验效果的仿真性，其实现方式主要有三大类。
（1）使用VRML 和Java等计算机语言制作出虚拟实验环境
VRML是一种适合网络化三维形体和交互环境的虚拟现实建模语言，具有交互性和平台无关性等优点；Java作为主流的Web编程语言工具，具有面向对象、安全可靠、跨平台和可移植等特点。基于Java与VRML的交互技术，可以实现复杂运算、逻辑处理、网络通信和精确控制场景等设计功能，从而有效弥补VRML本身的不足，并能增强VRML的动画效果和交互能力。曲阜师范大学制作的“摄影仿真实验室”便是基于VRML的虚拟实验系统，弥补真实摄影时存在的诸多问题，创设逼真的实验情境调动学习兴趣，并能提供有效的信息资源与技术支持，学生可以自主控制完成实验项目。对于一线教师最理想的状态就是利用语言编写出环境，但限于职业教育现状，应尽量在虚拟现实类课程开发方面实现共建共享。
（2）借助已有的教学软件
教学软件不仅能使一些概念、关系、原理等抽象问题具体化，还能模拟常规教学手段难以完成的演示、操作技术、技巧，使复杂问题简单化，有利于学生理解、记忆和形成熟练的操作技能。如使用3DMAX、UG、CAXA等三维造型软件设计的复杂场景造型、三维实体建模在很多专业领域都得到了很好的应用。
3.企业开发的仿真实验软件
有些企业为其实训平台开发的实验实训软件，不但依靠实训平台（硬件）建立虚拟实验环境，而且能够根据学生特点，模拟实验环节，实现真实环境与虚拟环境的有效结合。如华中数控系统，亚龙PLC仿真系统等。
三、虚拟实验助力职业教育发展
针对各职业学校的特点，选用适合的虚拟实验环境应用于教学将有效提高教学质量。职业教育的大发展，使得虚拟实验的应用越来越广，在不同学科创设虚拟实验环境已经成为共识，这里介绍一些课程的虚拟实验实训环境，旨在抛砖引玉，使更多的一线教师参与到虚拟实验的创设中。
1.旅游专业虚拟实验
虚拟实验在旅游专业的应用前景广阔，比如参照卢浮宫的虚拟参观，可以使用虚拟现实建模语言制作出满足教学和实训需要的虚拟实验环境，将旅游景点的建筑特色、风光和环境真实地展示在学生面前，使学生足不出户就可以在景点中参观、培训。这样不仅改善了教学环境、增加办学效益、提高教学效率，还能激发学生学习兴趣，提高综合实践能力，使评价方式多样化。
2.单片机课程虚拟实验
单片机是电类专业一门重要课程，所涉及的实验和实践环节所占的比重大，单纯的课堂讲解很难引起学生的共鸣，这主要是缺乏有效的演示方法。而其虚拟实验环境使用英国Labcenter公司开发的Proteus软件和Keil C51软件即可构建。在教学中采用Keil与Proteus的离线联合仿真方法，建立虚拟实验环境，所谓离线联合是指两者互相独立工作，先通过Keil编辑、修改、编译源程序，并生成HEX等单片机能识别的文件，然后再运行Proteus，将HEX文件与原理图中的单片机进行绑定即可，这样的话，在虚拟环境中将程序编写好便可烧录到硬件中。
3.影视制作专业虚拟实验
利用虚拟实验不但可以制作出富有创造性的影视节目，也可以使实践教学直观形象，充满创意。前期制作中，由于影视实验设备少，学生轮流操作时间延长，影响教学进度，况且观看作品效果滞后，影响评价方式。这时制作虚拟演播室，包括布光、摄像机的拍摄位置、曝光调节等主体功能模块，学生拍摄完成后可点击相应模块参看拍摄效果。后期制作，以前是单纯的在录播一体机中完成编辑制作，现在完全可以利用非线编软件如Adobe premiere、aftereffect完成后期编辑，像风云雷电的出现、粒子爆炸，抠像等技术在软件中可以很好呈现，像一些危险镜头，在后期软件中也可制作，不必亲自拍摄，这样也使得影视技术人员的工作方式发生了改变。
四、反思
虚拟实验在职业教育教学中起到了积极的作用，它符合职校生特点，容易吸引学生注意力，提高教学效率。但对于学生而言，虚拟实验一般都是桌面虚拟环境，主要是在计算机中使用，教师应注意根据学生的实际情况，设置一系列能做出来的实验，切不可盲目任由学生自由发挥，无法驾驭课堂。同时虚拟实验不能完全代替真实实验，在实际应用中会出现新问题，教师在教学中要恰当灵活的使用运用虚拟实验，使新技术尽可能展示其有利的一面。
参考文献：
[1]陈宜建.虚拟实验在单片机教学中的应用[J].中国职业技术教育,2010.2.
[2]张建武,孔红菊.虚拟现实技术在实践实训教学中的应用[J].电化教育研究,2010.4.
[3]李伟群,于斌.虚拟现实技术在高职教学中的应用[J].中国职业技术教育,2010,20.
[4]姚蕊.虚拟现实技术在影视教学中的应用与实现[J].信息技术教育,2006(03).
[5]郭娟.虚拟现实技术对高等职业教育实践教学的促进作用[J].河北科技师范大学学报,2008,22).
[6]基于VRML的虚拟实验系统的设计与应用—以“摄影仿真实验室”的研究与开发为例[J].电化教育研究,2010.4.
作者简介：张洪静（1983—），女，黑龙江望奎人，在职硕士，浙江省衢州市技师学院二级实习指导教师，研究方向：信息技术与课程整合。
【关键词】虚拟实验；实现方式；反思
一、目前职业学校实验实训存在的问题
随着职业教育的快速发展，以及企业对具有创新意识、竞争意识等技能人才的需要，实验教学作为职业教育的重要环节,会越来越受到重视。职业学校以培养学生操作技能为主，而实践技能的获得就需要实验设备的支持，相较于普教学校，职业学校无论是在资金投入还是政策支持方面都力度不大。传统实验室通常存在建设周期较长，仪器种类受专业要求限制，实验实训材料费用昂贵，采购数量受资金控制等问题，还有很多危险性大的实训环节，如化工流程。运载工具的驾驶等都需要有替代品。根据新一代中职生的思维特点，传统的“一支粉笔加一本书加一张嘴巴”的教学方式学生早已不适应，需要教师改变教学方式方法，充分利用现代教育教学资源，在教学理念上创新，尽最大可能使学生乐学，以提升实验教学质量。
要缓解职业学校实验实训的压力，开发虚拟实验，创设虚拟实验环境便显得非常有必要。
二、虚拟实验
1.虚拟实验
新技术的迅猛发展为虚拟实验提供了广阔平台，如使用VRML（虚拟现实建模语言）和Java（程序设计语言）等计算机语言制作出虚拟实验环境，进行立体物体、三维空间等的展示。比如虚拟故宫，法国卢浮宫的虚拟参观，最近的虚拟游上海世博会等都使人们足不出户，便可在虚拟现实世界从各个角度感受建筑魅力和欣赏艺术瑰宝。虚拟实验主要是借助多媒体、仿真和虚拟现实等技术手段的支持，在计算机系统中营造出可辅助实验教学、模拟实验情境甚至部分代替或全部代替传统实验过程和操作环节的相关软硬件环境及实验操作平台。实验者可以像在真实环境中一样完成各种预定的实验项目，所取得的学习或训练效果类似于甚至可能优于真实环境中所取得的实验效果。
2.虚拟实验的实现方式
虚拟实验建立在一个虚拟的仿真实验平台之上，它注重的是实验操作的交互性以及实验过程和实验效果的仿真性，其实现方式主要有三大类。
（1）使用VRML 和Java等计算机语言制作出虚拟实验环境
VRML是一种适合网络化三维形体和交互环境的虚拟现实建模语言，具有交互性和平台无关性等优点；Java作为主流的Web编程语言工具，具有面向对象、安全可靠、跨平台和可移植等特点。基于Java与VRML的交互技术，可以实现复杂运算、逻辑处理、网络通信和精确控制场景等设计功能，从而有效弥补VRML本身的不足，并能增强VRML的动画效果和交互能力。曲阜师范大学制作的“摄影仿真实验室”便是基于VRML的虚拟实验系统，弥补真实摄影时存在的诸多问题，创设逼真的实验情境调动学习兴趣，并能提供有效的信息资源与技术支持，学生可以自主控制完成实验项目。对于一线教师最理想的状态就是利用语言编写出环境，但限于职业教育现状，应尽量在虚拟现实类课程开发方面实现共建共享。
（2）借助已有的教学软件
教学软件不仅能使一些概念、关系、原理等抽象问题具体化，还能模拟常规教学手段难以完成的演示、操作技术、技巧，使复杂问题简单化，有利于学生理解、记忆和形成熟练的操作技能。如使用3DMAX、UG、CAXA等三维造型软件设计的复杂场景造型、三维实体建模在很多专业领域都得到了很好的应用。
3.企业开发的仿真实验软件
有些企业为其实训平台开发的实验实训软件，不但依靠实训平台（硬件）建立虚拟实验环境，而且能够根据学生特点，模拟实验环节，实现真实环境与虚拟环境的有效结合。如华中数控系统，亚龙PLC仿真系统等。
三、虚拟实验助力职业教育发展
针对各职业学校的特点，选用适合的虚拟实验环境应用于教学将有效提高教学质量。职业教育的大发展，使得虚拟实验的应用越来越广，在不同学科创设虚拟实验环境已经成为共识，这里介绍一些课程的虚拟实验实训环境，旨在抛砖引玉，使更多的一线教师参与到虚拟实验的创设中。
1.旅游专业虚拟实验
虚拟实验在旅游专业的应用前景广阔，比如参照卢浮宫的虚拟参观，可以使用虚拟现实建模语言制作出满足教学和实训需要的虚拟实验环境，将旅游景点的建筑特色、风光和环境真实地展示在学生面前，使学生足不出户就可以在景点中参观、培训。这样不仅改善了教学环境、增加办学效益、提高教学效率，还能激发学生学习兴趣，提高综合实践能力，使评价方式多样化。
2.单片机课程虚拟实验
单片机是电类专业一门重要课程，所涉及的实验和实践环节所占的比重大，单纯的课堂讲解很难引起学生的共鸣，这主要是缺乏有效的演示方法。而其虚拟实验环境使用英国Labcenter公司开发的Proteus软件和Keil C51软件即可构建。在教学中采用Keil与Proteus的离线联合仿真方法，建立虚拟实验环境，所谓离线联合是指两者互相独立工作，先通过Keil编辑、修改、编译源程序，并生成HEX等单片机能识别的文件，然后再运行Proteus，将HEX文件与原理图中的单片机进行绑定即可，这样的话，在虚拟环境中将程序编写好便可烧录到硬件中。
3.影视制作专业虚拟实验
利用虚拟实验不但可以制作出富有创造性的影视节目，也可以使实践教学直观形象，充满创意。前期制作中，由于影视实验设备少，学生轮流操作时间延长，影响教学进度，况且观看作品效果滞后，影响评价方式。这时制作虚拟演播室，包括布光、摄像机的拍摄位置、曝光调节等主体功能模块，学生拍摄完成后可点击相应模块参看拍摄效果。后期制作，以前是单纯的在录播一体机中完成编辑制作，现在完全可以利用非线编软件如Adobe premiere、aftereffect完成后期编辑，像风云雷电的出现、粒子爆炸，抠像等技术在软件中可以很好呈现，像一些危险镜头，在后期软件中也可制作，不必亲自拍摄，这样也使得影视技术人员的工作方式发生了改变。
四、反思
虚拟实验在职业教育教学中起到了积极的作用，它符合职校生特点，容易吸引学生注意力，提高教学效率。但对于学生而言，虚拟实验一般都是桌面虚拟环境，主要是在计算机中使用，教师应注意根据学生的实际情况，设置一系列能做出来的实验，切不可盲目任由学生自由发挥，无法驾驭课堂。同时虚拟实验不能完全代替真实实验，在实际应用中会出现新问题，教师在教学中要恰当灵活的使用运用虚拟实验，使新技术尽可能展示其有利的一面。
参考文献：
[1]陈宜建.虚拟实验在单片机教学中的应用[J].中国职业技术教育,2010.2.
[2]张建武,孔红菊.虚拟现实技术在实践实训教学中的应用[J].电化教育研究,2010.4.
[3]李伟群,于斌.虚拟现实技术在高职教学中的应用[J].中国职业技术教育,2010,20.
[4]姚蕊.虚拟现实技术在影视教学中的应用与实现[J].信息技术教育,2006(03).
[5]郭娟.虚拟现实技术对高等职业教育实践教学的促进作用[J].河北科技师范大学学报,2008,22).
[6]基于VRML的虚拟实验系统的设计与应用—以“摄影仿真实验室”的研究与开发为例[J].电化教育研究,2010.4.
作者简介：张洪静（1983—），女，黑龙江望奎人，在职硕士，浙江省衢州市技师学院二级实习指导教师，研究方向：信息技术与课程整合。