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摘 要：大多数学校都存在着在传统电子电工领域资源不足、高投资低收益等一系列的问题。在多媒体与网络技术的高速发展中，虚拟的操作环境进行教学已经成为了现实。通过研究虚拟电工的电子实验，不仅可以延伸学生的思维空间以及实验时间，而且可以节约实验的经费问题。文章从电工网上虚拟实验室的系统结构着手，介绍了实验室的特点以及教学效果。
关键词：虚拟实验；多媒体；EDA
科学技术的高速发展下，现代教育受到了极大的冲击。远程教育在多媒体的普及下日趋完善，当今教学中学生的角色不再是一个单纯的听众了，而慢慢的过渡到了一个参与者。很多学校的电子教学实验危险性系数高，弊端凸显。因此，研究出合理的网络电工实验室，迫在眉睫。
1虚拟实验室的基本概述
1.1虚拟实验室的定义
虚拟实验室是为了研究以及创新提供的一个电子平台。虚拟实验室这一词的概念是在上世纪八十年代由美国的一位知名教授提出的，借用虚拟实验室这一概念构筑一个网络化以及电子化的环境。它以假想的方式给使用者创造相互作用的逼真二维世界，且这一发现已然广泛的用于教育、军事、工程等方面。
1.2虚拟现实技术的漫长发展
虚拟现实发展的鼻祖源于1929年设计的一款飞行模拟器，此款模拟器后来成为飞行员的常用训练设备之一，贡献颇多。上世纪60年代的摩托车模拟器成为虚拟现实的另一发展之父。1992年，在法国召开的第一次有关模拟器的国际会议上，虚拟的现实技术设计出来的波音飞机大受欢迎，虚拟技术在航天界也得到了广泛的运用。
虽然虚拟技术发展势头大好，方向明确。但是要求更高质量的图形、更完善的输入设备、更快的处理速度，这些方面的问题是亟待解决的。
1.3线上虚拟实验室的基本特征
1.3.1仿真性
虚拟实验室的仿真性是其独特的魅力所在，它能够让实验者自由选择在虚拟的空间进行实验和学习。在高水准的技术支撑下，无论从具有相同功能的实验仪器，还是相同的操作方法，以及收获知识的便捷性来说，虚拟实验室可与一般的实验室相媲美。
1.3.2开放性
虚拟实验室可以为实验者提供任何地点、任何时间的学习、工作、研究场所。虚拟实验室内涵广泛，虽然具备传统的实验环境，但是内容更加多样化。虚拟实验室的开放性表现在资源开放和实验开放两个方面。
1.3.3可操作性
实验者在高仿真的实验室环境里可以像在真实环境中一样随时操作。虚拟实验室的可视化为其在教学方面大开方便之门。虚拟现实技术为人们开创了一个立体的可以让实验者身临其境的真实空间，它方便、廉价的特点是其他的传统方式无法比拟的。
2虚拟实验室在教学中的运用
2.1教学观念的改变
传统的教学模式以班级为单位，课堂授课，教师是班级的核心，教师决定学生的教育进度、方法、结构等，而学生一直处于被动的环境之下。现代化的教学致力于改变传统的教学模式，它促进教师与学生的合作，引导学生的思维能力，在这样的环境下，以学生为中心的教学模式必将实现。
虚拟现实在现代教育指导下，为人们提供了良好的人机交互功能，学生由被动接受到主动学习，传统的教材也转化成由学习者控制的。教学内容外在形式的生动化与内在结构的科学化将更紧密的结合起来，极大地促进了教学观念的变化。
2.2教学内容的变化
教学内容的变化首先体现在外在的形式变化上。学生在传统的教学模式中，技术水平以及实践能力从实训中培养出来，再在设备以及仪器中总结出规律。在教育技术的发展下，传统的录像辅助教学被人机交互的多媒体所取代。多媒体形式除了通过文字以及语言协助之外，立体三维亦可通过虚拟机来实现。多媒体技术的教学内容在最有效的方式下，能够有效克服单一媒体存在的弊端。
教学内容变化其次体现在内在的结构变化上。传統的教材以线性结构组织学科之间的知识构架，知识内容以教为主，学生只能在教师的讲授下获得正确的知识。这种学习方式下，学生对老师的依赖性很大，教材也只能沦为简单的教学材料。学生学习的自由度较小，难以促使学生从已经建立的知识结构向新知识结构迁移。而在虚拟现实下的技术上，网络技术下的超链接可以向人们展示教学的各个层面，使得学生更好的吸收知识。
2.3教学手段的变革
虚拟实验室以直接的传递方式，提供多重视觉材料，通过一定层面上的人机交互，提高学生各方面的能力。多媒体在应用于教学之后，变化其一在于互动的启发式教学。通过与PPT、投影仪相比有很大的进步，在演示教学内容上可以提供材料，通过人机交互，提供思维材料，展现学生无法观察到的知识点。变化其二在于多媒体教学是一种发现式的教学模式，有针对的构建情景，供学生探究。在发现式的教学背景下，学生不但可以自己发现错误、分析错误而且可以自己解决错误。
3网上虚拟实验室的不足
网络虚拟实验可以使学生在时间以及空间上的能动性得到最大幅度的延伸，而且还可以解决经费不足这一棘手的问题，但是不足之处仍然存在。首先，和真实的世界相比还是有一定的差异，而且也不利于学生做实验的过程中好习惯的培养，因为真实的做实验前需要检查电路等方面的问题，而虚拟的实验中无法让学生接触到这一点，就算真正出错也有软件提示。同时虚拟的实验室中学生可以用到很多东西，但是在现实实验中却不知该如何灵活的运用，电路中的干扰接触不良等问题都无法准确反映。
4结束语
虚拟的网上实验室是时代发展迅速的产物，也是创新人才的必然要求。在系统的不断使用中，电工电子不断被注入新鲜的活力，突破时间、空间以及地域的现实。将虚拟的实验室推广到学校的角角落落，实现多方面的教育。
参考文献：
[1]赵月飞，冯长江，余建华等.电工电子网上虚拟实验室的建设与应用[J].实验室研究与探索，2003，22（2）：95-97.
[2]吴超莉.基于虚拟计算技术的网上虚拟实验室架构的研究与实现[D].南京理工大学，2011.
[3]马忠亮.高职院校网上虚拟实验室应用研究[J].机械职业教育，2013，（6）：59-61.
作者简介：
薛立范，单位：包头轻工职业技术学院，职称：副教授。
关键词：虚拟实验；多媒体；EDA
科学技术的高速发展下，现代教育受到了极大的冲击。远程教育在多媒体的普及下日趋完善，当今教学中学生的角色不再是一个单纯的听众了，而慢慢的过渡到了一个参与者。很多学校的电子教学实验危险性系数高，弊端凸显。因此，研究出合理的网络电工实验室，迫在眉睫。
1虚拟实验室的基本概述
1.1虚拟实验室的定义
虚拟实验室是为了研究以及创新提供的一个电子平台。虚拟实验室这一词的概念是在上世纪八十年代由美国的一位知名教授提出的，借用虚拟实验室这一概念构筑一个网络化以及电子化的环境。它以假想的方式给使用者创造相互作用的逼真二维世界，且这一发现已然广泛的用于教育、军事、工程等方面。
1.2虚拟现实技术的漫长发展
虚拟现实发展的鼻祖源于1929年设计的一款飞行模拟器，此款模拟器后来成为飞行员的常用训练设备之一，贡献颇多。上世纪60年代的摩托车模拟器成为虚拟现实的另一发展之父。1992年，在法国召开的第一次有关模拟器的国际会议上，虚拟的现实技术设计出来的波音飞机大受欢迎，虚拟技术在航天界也得到了广泛的运用。
虽然虚拟技术发展势头大好，方向明确。但是要求更高质量的图形、更完善的输入设备、更快的处理速度，这些方面的问题是亟待解决的。
1.3线上虚拟实验室的基本特征
1.3.1仿真性
虚拟实验室的仿真性是其独特的魅力所在，它能够让实验者自由选择在虚拟的空间进行实验和学习。在高水准的技术支撑下，无论从具有相同功能的实验仪器，还是相同的操作方法，以及收获知识的便捷性来说，虚拟实验室可与一般的实验室相媲美。
1.3.2开放性
虚拟实验室可以为实验者提供任何地点、任何时间的学习、工作、研究场所。虚拟实验室内涵广泛，虽然具备传统的实验环境，但是内容更加多样化。虚拟实验室的开放性表现在资源开放和实验开放两个方面。
1.3.3可操作性
实验者在高仿真的实验室环境里可以像在真实环境中一样随时操作。虚拟实验室的可视化为其在教学方面大开方便之门。虚拟现实技术为人们开创了一个立体的可以让实验者身临其境的真实空间，它方便、廉价的特点是其他的传统方式无法比拟的。
2虚拟实验室在教学中的运用
2.1教学观念的改变
传统的教学模式以班级为单位，课堂授课，教师是班级的核心，教师决定学生的教育进度、方法、结构等，而学生一直处于被动的环境之下。现代化的教学致力于改变传统的教学模式，它促进教师与学生的合作，引导学生的思维能力，在这样的环境下，以学生为中心的教学模式必将实现。
虚拟现实在现代教育指导下，为人们提供了良好的人机交互功能，学生由被动接受到主动学习，传统的教材也转化成由学习者控制的。教学内容外在形式的生动化与内在结构的科学化将更紧密的结合起来，极大地促进了教学观念的变化。
2.2教学内容的变化
教学内容的变化首先体现在外在的形式变化上。学生在传统的教学模式中，技术水平以及实践能力从实训中培养出来，再在设备以及仪器中总结出规律。在教育技术的发展下，传统的录像辅助教学被人机交互的多媒体所取代。多媒体形式除了通过文字以及语言协助之外，立体三维亦可通过虚拟机来实现。多媒体技术的教学内容在最有效的方式下，能够有效克服单一媒体存在的弊端。
教学内容变化其次体现在内在的结构变化上。传統的教材以线性结构组织学科之间的知识构架，知识内容以教为主，学生只能在教师的讲授下获得正确的知识。这种学习方式下，学生对老师的依赖性很大，教材也只能沦为简单的教学材料。学生学习的自由度较小，难以促使学生从已经建立的知识结构向新知识结构迁移。而在虚拟现实下的技术上，网络技术下的超链接可以向人们展示教学的各个层面，使得学生更好的吸收知识。
2.3教学手段的变革
虚拟实验室以直接的传递方式，提供多重视觉材料，通过一定层面上的人机交互，提高学生各方面的能力。多媒体在应用于教学之后，变化其一在于互动的启发式教学。通过与PPT、投影仪相比有很大的进步，在演示教学内容上可以提供材料，通过人机交互，提供思维材料，展现学生无法观察到的知识点。变化其二在于多媒体教学是一种发现式的教学模式，有针对的构建情景，供学生探究。在发现式的教学背景下，学生不但可以自己发现错误、分析错误而且可以自己解决错误。
3网上虚拟实验室的不足
网络虚拟实验可以使学生在时间以及空间上的能动性得到最大幅度的延伸，而且还可以解决经费不足这一棘手的问题，但是不足之处仍然存在。首先，和真实的世界相比还是有一定的差异，而且也不利于学生做实验的过程中好习惯的培养，因为真实的做实验前需要检查电路等方面的问题，而虚拟的实验中无法让学生接触到这一点，就算真正出错也有软件提示。同时虚拟的实验室中学生可以用到很多东西，但是在现实实验中却不知该如何灵活的运用，电路中的干扰接触不良等问题都无法准确反映。
4结束语
虚拟的网上实验室是时代发展迅速的产物，也是创新人才的必然要求。在系统的不断使用中，电工电子不断被注入新鲜的活力，突破时间、空间以及地域的现实。将虚拟的实验室推广到学校的角角落落，实现多方面的教育。
参考文献：
[1]赵月飞，冯长江，余建华等.电工电子网上虚拟实验室的建设与应用[J].实验室研究与探索，2003，22（2）：95-97.
[2]吴超莉.基于虚拟计算技术的网上虚拟实验室架构的研究与实现[D].南京理工大学，2011.
[3]马忠亮.高职院校网上虚拟实验室应用研究[J].机械职业教育，2013，（6）：59-61.
作者简介：
薛立范，单位：包头轻工职业技术学院，职称：副教授。