網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗系統(tǒng)研究背景目的意義及現(xiàn)狀發(fā)展趨勢

1、網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗系統(tǒng)研究背景目的意義及現(xiàn)狀發(fā)展趨勢1研究背景、目的及意義2國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀國外研究現(xiàn)狀國內(nèi)研究現(xiàn)狀3網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗系統(tǒng)發(fā)展趨勢虛擬實驗是指借助于多媒體、仿真和虛擬現(xiàn)實等技術(shù)在計算機上營造可輔助、部分替代甚至全部替代傳統(tǒng)實驗各操作環(huán)節(jié)的相關(guān)軟硬件操作環(huán)境，實驗者可以像在真實的環(huán)境中一樣完成各種實驗項目，所取得的實驗效果等價于甚至優(yōu)于在真實環(huán)境中所取得的效果。1研究背景、目的及意義隨著計算機多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的迅速發(fā)展，信息時代的學(xué)習(xí)、生活方式都發(fā)生了重大變革。作為培養(yǎng)和提高學(xué)生動手實踐能力、觀察能力、分析問題和解決問題能力等方面有著先天優(yōu)勢的實驗教學(xué)是高校教育改革的關(guān)鍵問題之一。目

2、前，我國傳統(tǒng)實驗教學(xué)環(huán)節(jié)不足、實驗資源不均衡，學(xué)生創(chuàng)新能力不足，虛擬實驗教學(xué)環(huán)境研究與建設(shè)有利于解決當(dāng)前實驗教學(xué)中存在的問題。因此，對于虛擬實驗教學(xué)環(huán)境的研究已經(jīng)成為當(dāng)前教育研究一個新熱點，分析其原因是主要信息技術(shù)的蓬勃發(fā)展已經(jīng)使部分虛擬實驗環(huán)境的設(shè)計與開發(fā)成為現(xiàn)實，并在一定的理論指導(dǎo)下應(yīng)用于實踐，使各類虛擬實驗室建設(shè)成為可能。虛擬實驗降低了實驗室建設(shè)成本，緩解了由于財政壓力給實驗實訓(xùn)教學(xué)環(huán)節(jié)帶來的不利影響，有利于學(xué)生實踐操作能力的培養(yǎng)。2國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗室概念的提出至今僅為十余年的時間，但因其誘人的應(yīng)用前景，各國均在大力開發(fā)，已經(jīng)取得了一些進(jìn)展。通過對2005年以來檢索的437篇期

3、刊論文、會議論文以及學(xué)位論文進(jìn)行研究內(nèi)容分析可以發(fā)現(xiàn)應(yīng)用比例如圖1所示:教實技、擬發(fā)準(zhǔn)虛開標(biāo)1虛擬實驗研究情況國外研究現(xiàn)狀目前，網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗系統(tǒng)在發(fā)達(dá)國家已十分普及。例如，VLAB是美國俄勒岡大學(xué)物理系主辦的物理實驗網(wǎng)站。該網(wǎng)站包含了天體物理、能量與環(huán)境、力學(xué)、熱學(xué)等方面的幾十種虛擬實驗。該系統(tǒng)采用Java語言開發(fā)，實驗程序需要從服務(wù)器端下載，并運行在客戶機上。另外一個典型例子是2004年美國巴爾的摩的約翰霍普金斯大學(xué)教育資源中心發(fā)起的基于Java技術(shù)的虛擬物理實驗室項目。學(xué)生通過調(diào)節(jié)實驗參數(shù)來觀察各種實驗現(xiàn)象和實驗結(jié)果。該實驗室的實驗程序基于JavaApplet技術(shù)實現(xiàn)實驗界面與仿真算法，將其嵌入到網(wǎng)頁中，客戶端只需一個集成Java虛擬機的瀏覽器即可運行仿真。國內(nèi)研究現(xiàn)狀我國的網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗系統(tǒng)的研究起步較晚，但是發(fā)展速度較快。根據(jù)目前從網(wǎng)上可查到的信息和各院校開放的對外服務(wù)看，國內(nèi)部分大學(xué)已陸續(xù)建立了網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗系統(tǒng)。例如，華中科技大學(xué)液壓與氣壓傳動遠(yuǎn)程教育小組開發(fā)了液壓回路性能和液壓元件裝拆虛擬實驗。3網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗系統(tǒng)發(fā)展趨勢雖然網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗系統(tǒng)發(fā)展時間很短，目前的研究還存在很多不足，但是其作為網(wǎng)絡(luò)教育中的重要組成部分，有著廣闊的發(fā)展前景。基于3D的純軟件方式開發(fā)的