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【摘 要】现代高职教育以培养高技能应用型人才为根本任务。因此，就必然突出技能培训。在此之下的实践教学显得尤为重要，这在很大程度上影响着高职学生的实践创新能力的培养。同时，随着网络技术的飞速发展，利用网络虚拟实验室进行实践教学已成为一个全新的模式，在未来的高职实践教学中必将担当起重任，也将会成为未来实践教学的重要途径和方式。网络虚拟实验室技术在高职实践教学中将会受到越来越多的重视及应用。
【关键词】高职教育 实践教学 网络虚拟实验室
随着科技的飞速发展，我国高等职业教育已经进入一个快速发展的时期，这也对高等职业教育教学提出了新的挑战，新理论新技术层出不穷。因此，仅仅依赖传统的实践教学模式和手段已完全跟不上科技发展的步伐，同时，随着高职教育的不断扩招，实践教学所需设备的不足和资金的短缺逐渐显露出来，严重影响着高职教育教学质量的提高。因此，网络化虚拟实验室教育教学的构建，不仅可以弥补高校实验设备、场地的不足，而且彻底打破了时间、空间的局限性，从而可以大大节省教学实验基础设施的重复建设和仪器设备重复引进而造成资金的浪费，促进实践教学改革，解决了建设实验室资金不足，实验设备更新过快等诸多现实问题，高效地提高了实验设施的利用率，使高职教育的办学条件和教学水平得到了大大改善和提升，也为学生提供了一个系统化的实践教学内容和教学过程，对培养新一代高职技能型人才的创新意识和能力等方面具有深远的影响。
一、网络虚拟实验室的构建
网络虚拟实验室是提供给学生一个实验教学、技术交流、共同研究、协同工作的平台，是一种计算机虚拟模型系统的全新科学研究与工程实现方法， 其实现方法主要是基于Web技术、虚拟仿真技术与一体，共同构建一个跨时间和空间的开放式网络化虚拟实践教学系统。
目前，用于构建虚拟仿真实验室常用的软件有EDA、PROTEL、LABVIEW、MATLAB等，但现如今网络技术的飞速发展，利用ASP.NET和JAVA技术搭建B/S平台，用来实现远程监控的网络虚拟实验室已成为主流。学生可以在能够接通网络的任何地点都可以通过Internet方式访问虚拟实验室，并随时可以进行虚拟实验室的访问和实践操作，彻底打破了时间和空间的局限性，不仅能够有效地提高实践教学效果，而且对于缺少实践教学设施的学校和院系来说，学生可以通过构建的网络虚拟实验室进行模拟仿真实训操作，让学生达到一种身临其境的效果。同时，对于那些缺乏实验条件的学生来说，可以随时通过网络访问和操作，观察实验现象，甚至可以与学生进行合作实验，大大提升了学生的实践动手能力。
网络虚拟实验室具体构成包括数据库、虚拟仪器、服务器、计算机网络等。其组成结构图如下：
远程实验的学生通过Internet访问虚拟实验室，根据自己的需求选择不同的实验项目进行虚拟仿真操作，用户可通过网络任意地在虚拟仪器中输入实验参数并发出实验操作指令，完成相应的实验内容，最后将实验操作所获取的各项实验数据和结果通过网络返回给远程实验的学生，学生便可根据返回的结果自行判断和分析，大大提高了学生的自我分析和处理能力。
同时，网络虚拟实验室灵活地运用了ASP.NET和JAVA技术，平台跨越性好，能够在各种操作系统下运行，使信息与学生之间就由显示和浏览的关系转变成一种实时的、动态的交互关系，大大提高了学生通过Web处理复杂事物的能力。
二、网络虚拟实验室的特性
构建基于WEB的虚拟实验室是以现代职业教育模式为依据，以现代教育技术手段为支撑，以计算机仿真技术为核心，在高职教育教学中具体表现出以下几大特性：
时空的拓展性：网上的虚拟实验教学已经打破了传统实验教学的局限，拓宽了实验教学的时空性。同时，为学生提供了一个开放性的实验平台，学生只需通过网络不受场地和时间限制随时进入虚拟实验室系统进行相应科目的虚拟实验操作，拓宽了实验室的空间，提高了实验效率，解决了学生因实验仪器紧缺、设备落后等因素而不能实地进行实验操作等问题。因此，网上虚拟实验室可以提供良好的在线帮助、良好的实验环境和学习功能，使学生快速、便捷地获取各种知识和技能。
协同和自主性：协同虚拟实验室就是在网络上构建一个可视化的共享实验环境，其中每个可视化的虚拟对象代表一种实验仪器对象，并通过键盘、鼠标的操作，便可完成虚拟仿真的实验，实现了网上实验教学和协同实验的目的，体现了新时代下的创新职业教育的一个新特性；网络虚拟实验室可根据不同课程的教学内容和过程设计不同的实验框架和仿真模型，使学生能根据实验要求通过虚拟实验室的教学资源自主地选取、搭接、组合、拆装实验框架和模型。同时，学生可利用虚拟实验室完成课前预习、自行设计实验步骤、实验模拟仿真、问题交流与探讨等学习活动。这体现出当代职业教育下的学生高度自主性。
共享性：因为网络虚拟实验室是建立在网络上的，不受场地和时间的限制，因此，网络虚拟实验室的虚拟仪器和实验设备在网络上是共享的，通过互联网学生便可随时共享虚拟实验室里数据、软件、硬件等相关资源，避免了实验教学设备的重复购置，减少重复投资，这解决了因资金短缺给实验教学带来的种种问题，大大提高了职业教育的办学效益。
沉浸性：虚拟仿真实验室的构建就是让虚拟实验环境和真实实验环境相一致，让学生完全沉浸在计算机所生成的虚拟实验环境中，而不是一个外部的观察者，使他们有种身临其境的感觉。在一个理想的虚拟环境中，使学生根本无法确定他们面对的是虚拟仿真的环境还是面对的一个真实的世界。
三、网络虚拟实验室的优越性
网络虚拟实验室的应用比传统的实验室更为灵活、便捷，有效解决了传统实验室存在的问题，在提高实践教学质量和实现资源共享等方面发挥着重要作用，具有传统实验室无法比拟的优越性：
（一）教学模式的创新
就当前高职教育教学的办学条件而言，为了提高实践教学的效率，构建网络虚拟实验室具有极大的实用性。实验教师可利用虚拟实验室这个平台，搭建不同的实验框架和布置不同的实验任务，学生便可根据老师的要求利用这个平台适时地进行实验，更重要的是让职业技能型学生有更多机会尝试着自主做实验，提升学生的主动性和创造性，使其实践能力、观察能力、创新能力得到很好的锻炼，同时，也使他们自己对所学的专业知识产生浓厚的兴趣，为学生今后的学习方向准确定位，也为学生提供了丰富感性认识，加深对教学内容的理解，营造一种生动活泼、轻松愉快的教学氛围。因此，构建功能强大的网络虚拟实验室是培养高技能型学生成才的需求。 （二）实验成本投入少
网络虚拟实验室比传统的实验室另一优势就是可以大大减少教育教学实验设施的投入，节省教育投资。目前，高职教育普遍存在实验室建设经费不足、实验设备更新速度快、硬件设备反复集中使用容易出故障等情况，通过网络虚拟实验室这个平台能充分发挥现有科学仪器的作用，提高仪器的使用率，同时，也可对实验设备进行无限地扩展并降低了实验器材的消耗和实验室的运行费用，避免了实验仪器设备的重复购置和浪费。
（三）实验效率高
在一些复杂的实验中，有时会因操作不当得不到正确的实验结果，而在网络虚拟实验室中，实验操作的过程和流程变得简捷，很容易就可以改变实验条件，并在同等的时间里可以高效地完成多个实验内容。另外虚拟实验室还可以冲破时间的局限性，一些实验过程可能需要几年甚至几十年、上百年才能观察的清楚，而通过虚拟实验室，便可以在较短的时间内展现给学生观察，大大提高了实验的效率和质量
（四）安全性高
以往对于危险性和危害性较大的实验，一般不让学生直接参与，而是采用多媒体技术的教学方式来取代实践教学环节，这样，导致学生并不能亲身经历整个实验过程而无法获得实验的感性认识，使得实践教学效果不能得到充分的体现。利用网络虚拟实验室进行虚拟仿真实验，学生可在其中随意地、放心地、大胆地操作和实验，这是传统的实践教学和多媒体教学都无法比拟的。
（五）新型的实验项目
网络虚拟实验室相比传统的实验室，学生可以自由、自主、随性地进行实验访问和操作，灵活地运用虚拟实验模型、仪器搭建、组合成不同的实验框架，这样，既可以开设出新技术新成果的实验项目又可以开发出一些障碍性、破坏性、综合性和研究性的其他新型实验项目，而在传统的实验室往往无法及时开发出。
四、网络虚拟实验室的发展趋势
在当前信息技术飞速发展状态下，对高职教育教学的要求越来越高，传统实践教学的实验内容、方法和形式已逐渐满足不了社会对高技能型人才培养的需求。同时，传统的实践教学中实验室软硬件维护、更新和经费保障等问题，不仅在一定程度上严重制约了实践教学的顺利开展，而且也影响了高职教育对高技能型学生的实践动手能力和实践创新能力的培养。在这种形势下，借助于现代的多媒体、网络、虚拟仿真和信息处理技术，构建网络虚拟实验室则可以有效地发挥现有的各种教育资源优势，优化资源配置，克服了高职教育实验教学的诸多困难，实现了教育教学资源的广泛共享和推进了现代化实践教学改革的步伐，为网络虚拟实验的研究和设计提供了重要的保证和借鉴作用。利用网络实现虚拟化实践教学，必将会在高等职业教育培养应用技能型人才上开辟出一条新路子，并将有力地推动实验教学内容、方法与实验教学形式的全面变革。
参考文献：
[1]张刚等.构建网络虚拟实验室技术研究[J].实验室研究与探索，2008，27（3）.
[2]王涌等.建设网络虚拟实验室深化实验技术改革[J].实验技术与管理，2010，（9）：85-87.
[3]朱敏等.虚拟实验室及其教学应用[J].实验室研究与探索，2006，25（5）：6271.
[4]覃焕昌，韦家儒.网络环境下虚拟实验室教学及其趋势探讨[J].中国成人教育，2007，14：110-111.
作者简介：代飞，江西省九江职业技术学院，讲师，硕士，邮编：332000
林闽，江西省九江职业技术学院，助理研究员，硕士，邮编：332000
【关键词】高职教育 实践教学 网络虚拟实验室
随着科技的飞速发展，我国高等职业教育已经进入一个快速发展的时期，这也对高等职业教育教学提出了新的挑战，新理论新技术层出不穷。因此，仅仅依赖传统的实践教学模式和手段已完全跟不上科技发展的步伐，同时，随着高职教育的不断扩招，实践教学所需设备的不足和资金的短缺逐渐显露出来，严重影响着高职教育教学质量的提高。因此，网络化虚拟实验室教育教学的构建，不仅可以弥补高校实验设备、场地的不足，而且彻底打破了时间、空间的局限性，从而可以大大节省教学实验基础设施的重复建设和仪器设备重复引进而造成资金的浪费，促进实践教学改革，解决了建设实验室资金不足，实验设备更新过快等诸多现实问题，高效地提高了实验设施的利用率，使高职教育的办学条件和教学水平得到了大大改善和提升，也为学生提供了一个系统化的实践教学内容和教学过程，对培养新一代高职技能型人才的创新意识和能力等方面具有深远的影响。
一、网络虚拟实验室的构建
网络虚拟实验室是提供给学生一个实验教学、技术交流、共同研究、协同工作的平台，是一种计算机虚拟模型系统的全新科学研究与工程实现方法， 其实现方法主要是基于Web技术、虚拟仿真技术与一体，共同构建一个跨时间和空间的开放式网络化虚拟实践教学系统。
目前，用于构建虚拟仿真实验室常用的软件有EDA、PROTEL、LABVIEW、MATLAB等，但现如今网络技术的飞速发展，利用ASP.NET和JAVA技术搭建B/S平台，用来实现远程监控的网络虚拟实验室已成为主流。学生可以在能够接通网络的任何地点都可以通过Internet方式访问虚拟实验室，并随时可以进行虚拟实验室的访问和实践操作，彻底打破了时间和空间的局限性，不仅能够有效地提高实践教学效果，而且对于缺少实践教学设施的学校和院系来说，学生可以通过构建的网络虚拟实验室进行模拟仿真实训操作，让学生达到一种身临其境的效果。同时，对于那些缺乏实验条件的学生来说，可以随时通过网络访问和操作，观察实验现象，甚至可以与学生进行合作实验，大大提升了学生的实践动手能力。
网络虚拟实验室具体构成包括数据库、虚拟仪器、服务器、计算机网络等。其组成结构图如下：
远程实验的学生通过Internet访问虚拟实验室，根据自己的需求选择不同的实验项目进行虚拟仿真操作，用户可通过网络任意地在虚拟仪器中输入实验参数并发出实验操作指令，完成相应的实验内容，最后将实验操作所获取的各项实验数据和结果通过网络返回给远程实验的学生，学生便可根据返回的结果自行判断和分析，大大提高了学生的自我分析和处理能力。
同时，网络虚拟实验室灵活地运用了ASP.NET和JAVA技术，平台跨越性好，能够在各种操作系统下运行，使信息与学生之间就由显示和浏览的关系转变成一种实时的、动态的交互关系，大大提高了学生通过Web处理复杂事物的能力。
二、网络虚拟实验室的特性
构建基于WEB的虚拟实验室是以现代职业教育模式为依据，以现代教育技术手段为支撑，以计算机仿真技术为核心，在高职教育教学中具体表现出以下几大特性：
时空的拓展性：网上的虚拟实验教学已经打破了传统实验教学的局限，拓宽了实验教学的时空性。同时，为学生提供了一个开放性的实验平台，学生只需通过网络不受场地和时间限制随时进入虚拟实验室系统进行相应科目的虚拟实验操作，拓宽了实验室的空间，提高了实验效率，解决了学生因实验仪器紧缺、设备落后等因素而不能实地进行实验操作等问题。因此，网上虚拟实验室可以提供良好的在线帮助、良好的实验环境和学习功能，使学生快速、便捷地获取各种知识和技能。
协同和自主性：协同虚拟实验室就是在网络上构建一个可视化的共享实验环境，其中每个可视化的虚拟对象代表一种实验仪器对象，并通过键盘、鼠标的操作，便可完成虚拟仿真的实验，实现了网上实验教学和协同实验的目的，体现了新时代下的创新职业教育的一个新特性；网络虚拟实验室可根据不同课程的教学内容和过程设计不同的实验框架和仿真模型，使学生能根据实验要求通过虚拟实验室的教学资源自主地选取、搭接、组合、拆装实验框架和模型。同时，学生可利用虚拟实验室完成课前预习、自行设计实验步骤、实验模拟仿真、问题交流与探讨等学习活动。这体现出当代职业教育下的学生高度自主性。
共享性：因为网络虚拟实验室是建立在网络上的，不受场地和时间的限制，因此，网络虚拟实验室的虚拟仪器和实验设备在网络上是共享的，通过互联网学生便可随时共享虚拟实验室里数据、软件、硬件等相关资源，避免了实验教学设备的重复购置，减少重复投资，这解决了因资金短缺给实验教学带来的种种问题，大大提高了职业教育的办学效益。
沉浸性：虚拟仿真实验室的构建就是让虚拟实验环境和真实实验环境相一致，让学生完全沉浸在计算机所生成的虚拟实验环境中，而不是一个外部的观察者，使他们有种身临其境的感觉。在一个理想的虚拟环境中，使学生根本无法确定他们面对的是虚拟仿真的环境还是面对的一个真实的世界。
三、网络虚拟实验室的优越性
网络虚拟实验室的应用比传统的实验室更为灵活、便捷，有效解决了传统实验室存在的问题，在提高实践教学质量和实现资源共享等方面发挥着重要作用，具有传统实验室无法比拟的优越性：
（一）教学模式的创新
就当前高职教育教学的办学条件而言，为了提高实践教学的效率，构建网络虚拟实验室具有极大的实用性。实验教师可利用虚拟实验室这个平台，搭建不同的实验框架和布置不同的实验任务，学生便可根据老师的要求利用这个平台适时地进行实验，更重要的是让职业技能型学生有更多机会尝试着自主做实验，提升学生的主动性和创造性，使其实践能力、观察能力、创新能力得到很好的锻炼，同时，也使他们自己对所学的专业知识产生浓厚的兴趣，为学生今后的学习方向准确定位，也为学生提供了丰富感性认识，加深对教学内容的理解，营造一种生动活泼、轻松愉快的教学氛围。因此，构建功能强大的网络虚拟实验室是培养高技能型学生成才的需求。 （二）实验成本投入少
网络虚拟实验室比传统的实验室另一优势就是可以大大减少教育教学实验设施的投入，节省教育投资。目前，高职教育普遍存在实验室建设经费不足、实验设备更新速度快、硬件设备反复集中使用容易出故障等情况，通过网络虚拟实验室这个平台能充分发挥现有科学仪器的作用，提高仪器的使用率，同时，也可对实验设备进行无限地扩展并降低了实验器材的消耗和实验室的运行费用，避免了实验仪器设备的重复购置和浪费。
（三）实验效率高
在一些复杂的实验中，有时会因操作不当得不到正确的实验结果，而在网络虚拟实验室中，实验操作的过程和流程变得简捷，很容易就可以改变实验条件，并在同等的时间里可以高效地完成多个实验内容。另外虚拟实验室还可以冲破时间的局限性，一些实验过程可能需要几年甚至几十年、上百年才能观察的清楚，而通过虚拟实验室，便可以在较短的时间内展现给学生观察，大大提高了实验的效率和质量
（四）安全性高
以往对于危险性和危害性较大的实验，一般不让学生直接参与，而是采用多媒体技术的教学方式来取代实践教学环节，这样，导致学生并不能亲身经历整个实验过程而无法获得实验的感性认识，使得实践教学效果不能得到充分的体现。利用网络虚拟实验室进行虚拟仿真实验，学生可在其中随意地、放心地、大胆地操作和实验，这是传统的实践教学和多媒体教学都无法比拟的。
（五）新型的实验项目
网络虚拟实验室相比传统的实验室，学生可以自由、自主、随性地进行实验访问和操作，灵活地运用虚拟实验模型、仪器搭建、组合成不同的实验框架，这样，既可以开设出新技术新成果的实验项目又可以开发出一些障碍性、破坏性、综合性和研究性的其他新型实验项目，而在传统的实验室往往无法及时开发出。
四、网络虚拟实验室的发展趋势
在当前信息技术飞速发展状态下，对高职教育教学的要求越来越高，传统实践教学的实验内容、方法和形式已逐渐满足不了社会对高技能型人才培养的需求。同时，传统的实践教学中实验室软硬件维护、更新和经费保障等问题，不仅在一定程度上严重制约了实践教学的顺利开展，而且也影响了高职教育对高技能型学生的实践动手能力和实践创新能力的培养。在这种形势下，借助于现代的多媒体、网络、虚拟仿真和信息处理技术，构建网络虚拟实验室则可以有效地发挥现有的各种教育资源优势，优化资源配置，克服了高职教育实验教学的诸多困难，实现了教育教学资源的广泛共享和推进了现代化实践教学改革的步伐，为网络虚拟实验的研究和设计提供了重要的保证和借鉴作用。利用网络实现虚拟化实践教学，必将会在高等职业教育培养应用技能型人才上开辟出一条新路子，并将有力地推动实验教学内容、方法与实验教学形式的全面变革。
参考文献：
[1]张刚等.构建网络虚拟实验室技术研究[J].实验室研究与探索，2008，27（3）.
[2]王涌等.建设网络虚拟实验室深化实验技术改革[J].实验技术与管理，2010，（9）：85-87.
[3]朱敏等.虚拟实验室及其教学应用[J].实验室研究与探索，2006，25（5）：6271.
[4]覃焕昌，韦家儒.网络环境下虚拟实验室教学及其趋势探讨[J].中国成人教育，2007，14：110-111.
作者简介：代飞，江西省九江职业技术学院，讲师，硕士，邮编：332000
林闽，江西省九江职业技术学院，助理研究员，硕士，邮编：332000