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虚拟教学范文1
关键词：教学改革；实验教学；虚拟实验
一、引言
随着科技的不断发展，特别是计算机网络的普及，大学生的知识体系在广度上有了很大提升。为了进一步拓展大学生知识结构的深度，在理论教学构建了完整知识体系的基础上，实验教学显得尤为重要。但是由于各方面条件的限制，实验室的设备和规模都难以满足广大学生的实验需求，目前很多还是以小组或者演示的形式让学生熟悉具体实验过程，学生能独立参与实验的机会非常少，特别是很难接触到国际前沿的实验技术和方法。
虚拟实验是以虚拟仪器为基础，采用计算机数字化实验仪器编程来实现，通过接口设备，完成传统实验设备的功能，因此在教学活动中应用日益广泛。常用的虚拟仪器的开发软件包括美国国家仪器公司的Labview和LabWindows/CVI，美国Tektronis公司的Tek-TNS软件等，其中Labview和LabWindows/CVI软件采用图形化编程，学习操作简单，应用最为广泛，非常适合于本科生教学。目前虚拟实验系统已经在国内外高校的机械、电子、生物、物理等教学科研领域中发挥了重要作用。国外麻省理工学院微电子系的Alamo教授开发的Weblab虚拟实验系统较早投入教学使用，取得了很大成功。国内包括清华大学、上海交通大学等院校都开设了相关讨论课程。
通过虚拟实验教学，在有限的教学资源条件下，最大限度地发挥学生的创造力和能动性，培养科学研究兴趣。课题组结合热物性测量实验，探索了虚拟实验技术和应用，从而为今后的教学改革积累了一定的经验。
二、实验系统的主要内容
1.传统测量系统
图1（a）显示了该套系统的主要组成，包括样品、信号发生器、数字万用表、锁相放大器等仪器。传统实验条件下，学生操作顺序见图2所示。先调整信号发生器发生频率，等数值稳定以后，读取数字万用表的电压读数，同时设置锁相放大器时间常数，读取幅值和相位信息。其中数字万用表精度为八位半，即每次要读9位数字，锁相放大器为微伏精度，通常为6位数字。为了保证测量精度，一般要求万用表读5～10次取平均，锁相放大器也是5～10次读数取平均。每组实验信号发生器改变30个频率。因此记录一组实验大概需要2小时左右。学生要时刻关注仪表读数的变化，迅速记录仪表数值，然后录入Excell表格中，再绘制图表进行数据处理。
2.虚拟实验第一个阶段改进
利用虚拟仪器控制信号发生器、锁相放大器以及数字万用表，实现各个仪表自动参数设定、数据读取、存储和数据处理功能。用GPIB线将三台主要设备连接，然后通过GPIB-USB数据转换接口接入计算机中，编写仪器控制程序，用于设定三台设备的主要参数，例如改变信号发生器频率，读取锁相放大器幅值和相位，读取数字万用表电压。学生通过程序可以直接将数据保存到指定文档中，并进行数据处理。同样测量30个频率，时间大概为半个小时，因此大大提高了测量效率，同时可防止人为因素引入的测量误差。
3.虚拟实验第二个阶段改进
第一个阶段只是利用虚拟仪器控制原有设备，而这个阶段则用虚拟仪器代替仪表，此时实验系统如图1（b）所示。为了实现虚拟实验，需要在计算机中置入数字/模拟转换器，在程序中编制虚拟信号发生器，用数字/模拟转换器转换为模拟信号输出到样品中，同时读取样品两端的电压信号，有数字/模拟转换器转换为数字信号，并在计算机中编写虚拟锁相放大器程序，处理得到对应的幅值和相位。读取固定电阻的电压，同样用数字/模拟转换器转换为数字信号，用计算机编写虚拟数字万用表程序，处理得到电压。将频率，幅值和相位，电压信号存储到固定文件中（原始数据），并用Labview中的信号处理模块，处理得到最后样品的热物性参数（最终测量结果）。
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图1（a）传统实验系统；（b）虚拟实验系统 图2传统实验过程
三、虚拟实验教学中的经验总结
通过以上教学实践活动可以看出，虚拟实验在学习科研过程中，与传统实验教学相比，在实现数字化教学，提高教学质量和水平，提高学生综合素质等方面都有重要意义。同时课题组也发现虚拟实验存在的一些容易被忽视的问题。
1.虚拟实验的积极作用
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Packet Tracer是由Cisco公司的一个辅助学习的免费工具软件，为网络课程的学习者提供可视化的设计、配置、排除网络故障的模拟环境。师生可以在软件的图形用户界面上直接使用拖曳方法建立网络拓扑、配置网络，并提供数据包在网络中行进的详细处理过程，观察网络实时运行情况。Packet Tracer使教学和学习变得更容易，教师和学生通过建立自己虚拟的“网络世界”，探索、试验网络技术，掌握网络的概念和技术。目前最新版本为Packet Tracer 5.1。
从Cisco网站下载Packet Tracer安装文件，安装完成后将汉化文件chinese.ptl拷贝至安装目录（一般为C:\Program Files\Packet Tracer 5.0）下的languages文件夹中，运行Packet Tracer，选择菜单Options下的Preferences，在“Select Languages”栏选择chinese.ptl,单击Change Languages完成汉化（图1）。
《动手组建局域网》是在学生初步了解计算机网络的分类、常用的网络传输介质、网络中常见的连接设备及网络协议等基础知识之上的一节实验课。通过动手实践，让学生学会根据网络用途，规划网络拓扑图，准备、安装硬件，安装网络通信软件与设置参数，检查网络是否连通等，增强学生动手操作的能力，让学生掌握构建简单局域网的方法，实现网络资源共享。
根据网络拓扑图准备、安装硬件
网络按拓扑结构主要分为星型、环型、总线型，本节课组建小型局域网，采用星型拓扑结构，选用交换机，超5类双绞线连接网络。
在Packet Tracer窗口左下角的设备管理器中选择交换机和主机，并将设备拖放到模拟平台（图2），然后选择直通双绞线将主机和交换机连接起来（图3）。一般交换机和主机间的连线用直通线，主机间用交叉线。
连线完成后，交换机和主机间的节点闪烁绿色，表明网络连接成功。
过程分析：利用该软件使每一个学生能够完整地、独立地组建一个小型局域网，不仅保持了学生获取知识的完整性，更重要的是，让学生在虚拟的环境中获得了真实的感受和经验，使枯燥的理论学习变得丰富具体。另一方面，有效地解决了真实环境教学中硬件资源的短缺问题。
配置网络参数
我们对网络硬件的连接已经完成。但此时还不能相互之间传送数据或上网，因为还需要设置网络参数。Internet通用协议TCP/IP的设置主要有IP地址、子网掩码、默认网关、DNS服务器地址等。
在Packet Tracer中双击主机，选择“桌面”中的“IP”（图4）,输入网络参数，一般小型局域网采用C类IP地址，掩码默认为255.255.255.0，DNS采用当地DNS服务器地址，本例中主机0的IP为192.168.1.1，主机2的IP为192.168.1.2。
过程分析：使学生深刻体会到网络传输除了需要硬件还需要软件的支持，体会信息传输过程中TCP/IP协议的作用、DNS服务器的作用、IP地址和子网掩码之间的关系等。
检查网络是否连通
在经历网络规划、网络安装、网络参数设置等步骤之后，一个重要环节就是检查网络是否连通。在Packet Tracer中双击主机0，选择“桌面”中的“命令提示符”，输入ping192.168.1.2，如果提示“Replyfrom192.168.1.2 ……”表示网络连通，如果提示“Requesttimedout”表示网络存在故障，不能接通，需要排查（图5）。
过程分析：这个过程中如果网络检测不通，学生获取的知识可能会更多。为了让学生能够获得更多的信息，接下来笔者故意设置几个在小型局域网组网过程中的错误，让学生去分析排查。使整个过程变得非常富有挑战性，从而使学习过程变得更加刺激。学生通过自己的排查找出错误，加深学习印象，从而避免在真实环境中发生错误。
常见故障排查
为进一步激发学生深入探究的兴趣，提高动手解决实际问题的能力，笔者准备了两个故障拓扑图（图6），在每个故障图上标明了IP和网关。学生通过排查发现，故障1是网络连线不对，交换机和主机间应用直通线连接；故障2是网关配置不对，同一网段就使用同一网关。
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关键词：中职；汽修专业；虚拟教学技术；实训教学；虚拟教学平台
笔者通过对我国职业教育的研究，发现当前中职汽修专业技能培训还是以单向灌输式教学模式为主，教学模式单一，不能有效激发学生自主学习能力。尤其是对汽修专业十分重要的实训阶段，部分院校师资力量有限，教学平台陈旧，优质的信息化教育资源无法得到高效利用和公平分配。而虚拟教学技术作为一种重要的信息技术教学手段，在中职汽修专业教学中的应用愈加广泛，随着VR（VirtualReality，虚拟现实）技术的逐步成熟，沉浸式新型教学模式大大降低了新技术的学习难度，也激发了学生的学习兴趣，具有很大的应用潜力。
1虚拟教学技术的特点
1.1沉浸式学习体验
通过虚拟教学平台对汽修设备、车辆设备进行高精度模拟，可对汽修常用工具和数据库中有的汽车进行多角度的静态观察和动态组装（包括组装过程中需要的工具）。通过运用虚拟教学技术，学生能够通过亲自上手操作各个设备、车辆，从而更加全面地了解实际汽修过程中所使用的各种仪器设备的构造、拆装和操作方式。通过使用HTCVIVE等虚拟现实套件，使学生完全沉浸于虚拟的3D汽修学习环境中，不仅学习真机实训中的汽修知识，还可以学习各个零部件结构、重要组件运行原理。
1.2满足学生的个性化需求
在日常教学中发现，中职实训过程中普遍存在师资力量匮乏的问题，学生无法获得有经验教师的一对一的指导；同时因为实训设备短缺或陈旧，学生很难获得高效的实训练习。而虚拟教学技术在解决教师匮乏这一难题的同时。
2虚拟教学技术在新能源汽车维修上的应用实践
2.1虚拟教学技术应用于汽修专业理论教学
在汽修专业理论教学过程中，可通过虚拟教学技术建立车辆关键部件的模型，并可以在课堂上建立全景化教学模式，将车辆工作原理及各部分内部构造通过动画的形式生动地展现给学生，激发学生学习兴趣，辅助学生理论知识的学习，大大提高课堂教学效率。如在教学混合动力新能源电动汽车的动力系统工作原理时，由于有串联式、并联式、混合式等多种动力模式，且动力系统相比传统燃油车辆更加复杂，仅依靠简单的多媒体展示，学生无法深刻理解其工作原理。通过应用虚拟教学技术，学生可以观察发动机、电动机、发电机在实际工作中的动力变化，当汽车爬坡时，电动机和发动机同时向传动机构提供动力；当车速达到目标速度时，汽车变为靠发动机提供动力。通过为学生展示不同种类动力模式的工作原理，深入浅出地为学生展示新能源汽车的理论知识，提高教学效率。
2.2虚拟教学技术应用于汽修专业驾驶培训
想要成为一名合格的汽修技术人员，就必须了解车辆的零部件功能及运行情况，而通过试车能够帮助技术人员更快确诊汽车问题所在，因此，学生在汽修专业学习过程中学习汽车驾驶技术是有必要的。然而中职院校学生部分还未成年，不能进行驾照学习，而虚拟教学技术的出现使学生可以通过虚拟驾驶进行汽车驾驶技术的提前学习，为毕业后的驾照学习做好充分的准备。同时，虚拟驾驶学习过程十分有趣，且不受时间和空间等条件的限制，节省了学习成本，也激发了学生的学习兴趣。
2.3虚拟教学技术应用于新能源汽车实训
随着新能源汽车的普及，汽车电气化程度的增加，新能源汽车的电路故障排除已经成为汽修教学的重点和难点。传统汽修电路排障存在危险性高、实车易损坏、教学内容更新较快的特点，限制了汽修电路排障教学开展。而虚拟教学技术的应用能够真实模拟所有的新能源车辆电路故障，同时为学生提供多种排障工具，如虚拟故障诊断仪、虚拟万用表、虚拟信号模拟检测仪等，让他们通过这些虚拟设备进行不同车辆的电路故障排除模拟操作，实现电路故障的诊断、调试和排除。同时，可以实时更新最新电路故障实例，为学生掌握不同车辆电路原理、排除电路故障打下坚实的基础。如在日常教学中的一个重点内容是新能源纯电车辆高电压电路故障诊断，通过虚拟教学手段进行车辆高电压电器部件（含快/慢充电口、高压电控系统PDU、动力电池包）结构模拟展示，学生可以对车辆各部分的运行情况、电流电压等实时情况进行直接观察。虚拟教学系统通过对各项参数的判断，提出详细的解决方案，学生可以根据提示选择合适的工具、零件对电路系统进行检测和维修，而选择不同的工具和零件会出现不同的操作演示和参数设置，从而大大提高故障处理的能力。同时，教师可以在系统中进行故障设置，模拟电路故障问题，进一步丰富学生的实践案例储备。
3基于虚拟教学技术的中职汽修教学创新
通过近几年的教学探索，发现虚拟教学技术十分适合中职汽修教学，但该技术受限于虚拟教学平台不够完善、技术与教学结合不够紧密，师资队伍数量不足、质量不高等问题，距离全面普及应用尚有一段距离，需要进行长远规划和逐步推进。
3.1进一步加强虚拟教学平台的开发
想要使虚拟教学技术真正地运用于中职教育中，在教学平台的开发过程中就一定要以职业教育本质规律为中心，以中职教育的教学目标和教学内容为抓手，以新技术在教学中的应用为载体。一方面，中职院校汽修专业可以根据教学需求，通过项目申报等方式与有关科研院所或高科技企业联合开发虚拟教学技术和平台，以保证教学产品具有针对性；另一方面，企业也要发挥主观能动性，通过与中职院校合作，建立虚拟教学产品领域的技术标准，然后基于该标准建立统一的标准化教学平台，进行虚拟教学技术的标准化生产，提高产品的可用性。
3.2进一步推动虚拟教学技术与教学资源的深度融合
教学内容是中职汽修教学过程中的重要因素，也是汽修教学的理论基础。由于虚拟教学技术刚刚兴起不久，应用于教育领域的时间尚短，教学内容还比较匮乏，因此，中职院校教师要进一步推动虚拟教学技术与传统教学资源的深度融合，通过技术手段整合当前学习平台庞大的教学资源数据，实现院校之间教学上的联动，院校与企业的多媒体社会化交互，最终从根本上改变传统的汽修教学模式，实现学生学习的同步交互、实时共享，促进教育资源的公平合理分配。
3.3进一步推进教师队伍培养
先进的虚拟教学技术想要得到更好的应用，就必须建立一支理念先进、高技能、高素质的师资队伍。院校一方面要加强相关人才的引进工作，另一方面要根据自身条件，在现有师资队伍中有计划、有目的地选择性培养一批虚拟教学技术专业人才。可通过与高科技企业和知名院校合作，选拔有基础、肯钻研的教师进行虚拟教学技术与中职教育结合的理论与实践研究，使之成为中职虚拟教学平台创新的中坚力量。同时，为了提高中职教师整体教育素养，进行全面的虚拟教学技术的使用培训，最终形成集研究、开发、应用于一体的高素质教师队伍。
4结语
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这里所谓“虚拟”，就是指人们主观的假设同事实不相符合，或者实现的可能性很小。我们知道，时间和空间是物质存在的形式。人们的头脑如果不把自己的想象同一定的时间、地点相联系，是无法进行假设的。把现实的假设和此时此地联系起来，使得所想象的情景仿佛就发生在眼前。对极不现实的假设（虚拟），由于其假设违反事实（或可能性很小），就需要使这种假设的情景推到过去或将来。
英语虚拟语气就产生了这样一套较为严密的模式：把现在、过去及将来都加以“过去化”，即与现在事实相反，条件从句就用动词的过去时（be的过去时用were）；与过去事实相反，条件从句就用动词的过去完成时；与将来的情况相反或实现的可能性极低时，从句就用动词的过去时（be用were）或用should/wereto加动词原形来表示。
有些虚拟语气，从中国人的思维角度来看是完全可以理解的。如：
IwishIwereabird.我但愿我是只小鸟。
这显然与事实相反，在wish后面的宾语从句中使用虚拟语气，我们认为无可非议。
但有些英语句式使用虚拟语气，中国学生就较难理解了。例如在表示建议、要求、决定、愿望、坚持、必要性、重要性等意思时，无论是主语从句、宾语从句、同位语从句还是表语从句，都使用should式（古体英语使用be式），即be-虚拟式。如：
Weinsistthatameeting(should)beheldassoonaspossibte.我们坚持会议应尽快召开。
Itisessentialthateverychild(should)havethesameeducationalopportunities.
每个孩子都应有同等受教育的机会，这很重要。
在这种be-型虚拟式中，当事人想暗示的情况虽然不一定发生，但假定真的发生了这种情况的话，就成了一种固定格式，不再带有任何委婉意味，以致下命令也要使用这种固定格式。如：
Thecommanderorderedthatallcivilians(should)beevacuated.司令员命令全体平民撤离。
should作为情态动词表“应该”时，也是由此演变而来的。如：
Youshouldnothaveconcealedthematterfromme.
你本不该把这件事瞒着我。
表惊奇、惶惑、怀疑、意外、遗憾等意思时，也使用虚拟语气，中国人对此亦颇感费解。如：
Iwondersuchamanasheshouldsucceed.
我真奇怪他这样的人竟然会成功。
这类句式为什么也用虚拟语气呢？原来这是表示虽然这些事情都属事实，但当事人仍然在设想这些都是一些不大可能实现的事情，即当事人不相信这些是事实。在这种情况下，汉语要用“竟然”一类副词来翻译。
英语中还常常使用虚拟语气来表示委婉、客气，如使用"would(should、could、might)加动词原形”这样的结构。中国学生大都知道这一用法，但其中缘由就不甚明了了。原来这类句式是要表示“假如我（或你)如何如何，你觉得怎么样？”因而也就表示客气、委婉了。如：
Ishouldthinkyourapproachisincorrect.
（陈述意见）我认为你的方法是不正确的。
Youhadbetterleavethemattertome.
（提出忠告）你最好把事情交给我办。
IshouldliketoseeMr.Green.
（提出请求）我想见见格林先生。
这类句式沿用既久，已经成为表示礼貌的一种固定格式，人们早已不觉得它属于虚拟语气了。
另外，还有一种句式，中国学生看来非常不理解，为什么Itistimethatwewenttobed.这类句式中，定语从句也使用虚拟语气？其实这是一种迂回曲折的表达方式。就上例而言，开始是讲话人要通过虚拟语气以暗示的方式提出理由（即事实是，我们还没有去睡觉），而让听话人自己去得出结论（即因此，我们应该去睡觉了）。这也是一种沿用已久的固定格式。现在人们讲话时，只把它作为一种格式，已没有反映出上面所提到的那种复杂的心理过程了。
在使用虚拟语气的过程中，以下几点需要特别注意：
第一，在现代美国英语中，虚拟语气不太常用，多数只出现在正式文体中。这种概念一般用其他方式来表述。
第二，在if,asif和Iwish后面，虚拟语气一般多用were（当suppose这类词的意思与if相似时，后面也可以用were），不过was也时有出现，尤其在英语会话中，was似乎更常用。如：
Iwouldn''''tmindifheweren''''t/wasn''''tsorude.
如果他不是这么粗鲁，我也就不在意了。
Iwishitwere/wasSundaytoday.
我希望今天是星期天。
值得注意的是，在较正式的文体中，Ifheweretotelluseverything,wecouldtrytosolvehisproblem.这类句式有时会用倒装结构，即Werehetotelluseverything,wecould...，这种情况下，就不能用was了。同样，在词组IfIwereyou及asitwere中。我们也只是用were而不可用was，但也有人认为前者可用was，而后者则不能。
第三，在表示建议、要求、决定、愿望、坚持、必要性、重要性等意思时，其主语从句、宾语从句、同位语从句或表语从句中，英国英语是使用should加动词原形，而美国英语则直接使用动词原形来表示虚拟。不过在美国英语中，这类虚拟语气结构常用在正式文体中。在非正式交谈中，美国人可能会找不同的方式来表达这些概念。
第四，某些公式化语句中也可用be-型虚拟式表示祝愿、诅咒、禁止等意义。常见的有：GodsavetheKing/Queen;Longlive...;Bethatasitmay...;Heavenforbid;Godblessyou等。
第五，在非常正式的语言中（如法律文件），if和whatever后面有时用be。如：
Ifanypersonbefoundguilty...
如果发现任何人有罪……
...whateverbethereason...
……不管是什么理由……
第六，在非正式文体中，有时把一个多余的not置于表示怀疑和不肯定的词语后面的if从句中，但是这个not并没有任何否定的含义：如：
Iwonderifweshouldn''''taskthedoctortolookatMary.(=Iwonderifweshouldask...)
我不知道我们是否应该让医生来看看玛丽。
第七，在非正式口语体英语中，有时会把一个额外的have置于if从句中表过去（注意，这种形式的主动词总是know），相当于过去完成时表过去动作的虚拟语气的形式。这一说法被认为“不正确”，通常也不会出现在书面英语中。不过，这种“不正确”的用法即使在受过教育的人的谈吐中也是常见的，如：
IfI''''dhaveknownI''''dhavetoldyou.(=IfIhadknown...)
如果我知道，我就告诉你了。
第八，ifIgot与ifIget，或ifIhad与ifIhave之间的区别，并不是时态上的区别。两种结构都可用来表示现在或将来的虚拟：若用动词的过去时表虚拟，则表示发生这种情况的可能性会更小，或完全不可能、纯属想象。试比较：
IfIwinthisrace...如果我跑了第一名……（一位运动员这样说）
IfIwonfirstprize...如果我中了一等奖……（一个买了彩票的人说）
IfIbecomepresident,I''''II...假如我成为总统，我将……（竞选总统的候选人说）
IfIbecamepresident,I''''d...我要是当总统，我就……（一个小学生这样说）
第九，现代英语可采用多种多样的语法手段来表达虚拟语气，如一般过去时、过去进行时、过去完成时、情态动词的过去式加动词原形或不定式完成时等。如：
Iwaswonderingifyouwouldletmeuseyourcar.
不知道我是否能用您的车呢？
第十，虚拟语气在现代英语中已不是一个重要的语法范畴，许多该用虚拟式的地方常为陈述语气所替代。如用was代替were就是一例。有时，甚至还可以根据语义意图干脆就用现在时形式。如：
IwishIwere/wasthere.我希望我在那里。
Helooksasifhewere/was/issick.
他看上去好像病了。
虚拟教学范文5
［关键词］实验室技术和方法；教学方法；仿生学；计算机通信网络
1虚拟仿真实验教学中心可持续发展的内涵与建设任务
虚拟仿真实验教学中心可持续发展的内涵包含2个方面：（1）具有智能发展性。虚拟仿真实验教学中心建设要根据学科的发展规划以及学科建设的新要求，在当前现有的资源基础上不断加入新的内容、新的知识和新的技术手段［3］。（2）具有可持续发展性。即保证发展的长远性和不间断性，这就要求虚拟仿真实验教学中心要立足学校的高度，打破学科的局限，整合各学科信息化实验教学资源，发挥企业开发实力强、支持服务能力好的优势，以培养学生扎实的综合实验设计能力与创新能力为出发点，创造性地建设与应用高水平软件共享虚拟实验、仪器共享虚拟实验和远程控制虚拟实验等教学资源，提高教学能力，拓展实践领域，丰富教学内容，降低成本和风险，开展绿色实验教学［4］。具体应做到以下几点：（1）管理平台的建设。虚拟仿真实验教学中心不是单一学科专业的封闭式实验室，而应该是多学科、多学校、多地区的实验教学资源平台，需要一个兼容性强，且具备扩展性和前瞻性的共享管理平台来管理实验教学资源，以实现校内外、本地区及更广范围内的实验教学资源共享。（2）保障持续性运行经费的投入。虚拟仿真实验教学中心的建设与发展需要虚拟仿真实验项目与软件的不断开发、维护与更新，必须要有持续性的经费支持，没有持续性的经费支持，虚拟仿真实验教学中心不可能得到良好持续的发展。（3）建立管理体制与运行机制。完善良好的管理体制和合理的运行机制是虚拟仿真实验教学中心高效运转的前提，多学科、多专业的实验教学资源融合平台需要有好的管理体制与运行机制以确保各项实验教学目标的实现［5］。（4）探索校企共建共管的新模式和新途径，建立可持续发展的虚拟仿真实验教学服务支撑体系。
2虚拟仿真实验教学中心建设的必要性
培养创新型和实用型的“一专多能”高素质检验人才离不开实验教学这一重要环节。医学虚拟仿真实验是针对医学实验的现象及过程，通过仿真、虚拟现实、多媒体等技术及相关设备将操作实践与实验材料、实验仪器、实验内容、实验方法步骤等相互结合构建高度仿真的虚拟实验对象，学生能在高仿真度的虚拟环境中开展实验，达到教学目标所要求的教学效果［6］。而医学检验技术是一门实践性和应用性均很强的学科。临床检验工作者要熟练掌握常用检验仪器的实验原理与操作技能，具备分析问题和解决问题的独立工作能力，这需要经历一个较漫长的过程。长期以来，检验专业的教学常以教师授课、学生听课及进行常规的实验操作和课后看书复习的传统教学模式为主，学生实操能力的培养受到一定实验条件的限制［7］。因此，可依托虚拟临床实验室系统与虚拟实验操作流程，让操作者可以通过计算机虚拟的实验环境，摆脱传统实验的种种限制，让学生“身临其境”地操作虚拟仪器和其他实验器材自主选择实验内容、模拟操作过程，通过对虚拟世界的体验和交互作用加快熟悉检验的相关内容，从而达到教学大纲的教学要求与学习效果。虚拟仿真教学作为实验教学的辅助有段可有效解决过去医学检验教学的难题：（1）为解决医学检验技术高、精、昂贵仪器培训难的困扰提供了条件。医学检验离不开高、精、昂贵的仪器设备（如全自动生化分析仪、高精酶标仪、流式细胞仪等），然而在学生上实操课、见习及各级各类培训过程中不可能拆分仪器和实时亲手操作这些仪器设备，而通过虚拟的仪器设备可很好地解决这一难题，实现对高、精、昂贵的仪器设备的操作，达到医学检验实验机能与培养学生综合实验思维的目的［8］。（2）规范检验技术的标准化操作培训。通过模拟操作检验过程（如细菌接种培养、静脉血标本和骨髓标本的采集等）规范学生的临床检验实验操作，掌握相关技术的标准化操作程序，提高临床实践能力。（3）规避检验技术培训的生物安全问题。在虚拟环境下进行仿真仪器操作与实验项目训练不需要接触真实的设备和疾病标本，避免了受感染、受伤的危险性。（4）节约检验技术培训的实验器械、试剂等耗材成本。在虚拟实验室中学习及操作虚拟实验可反复多次训练，不存在实验器械、耗材与试剂（如昂贵的抗体）的消耗，节省使用、维护成本。（5）解决临床检验中疑难罕见形态学资源短缺问题。在虚拟形态学图片库中可随时搜索并学习到一些在临床工作中少见的细菌（红斑丹毒丝状菌）、病毒（汉坦病毒）、寄生虫（环孢子虫）、白血病细胞及一些罕见的实验现象、结果等，可达到实际实验难以实现的效果，使操作者的学习事半功倍，大大缩短了学生进入临床检验工作的适应期。（6）增加学生对检验技术的学习兴趣和效果。在逼真的软件系统与丰富的数字化资源中自由寻觅，远比枯燥的课本、笨重的仪器、漫长的实验等待更能吸引学生的兴趣，从而提高学习效果。（7）临床检验人员的再教育也可充分利用虚拟仿真实验教学中心。让临床检验人员在工作之余根据自己的兴趣和爱好在逼真的软件系统与丰富的数字化资源中自由学习新知识、新技术、新进展，达到再次提升技能的目的。（8）在课余时间，学生可利用虚拟仿真实验教学中心进行科研设计和预实验。学生进入虚拟场景，根据实验要求自行设计实验并完成实验，这样不仅能锻炼学生的独立构思和设计能力，且能激发学生的科研兴趣，更有利于培养具有创新型和实用型人才。
3制约虚拟仿真实验教学中心可持续发展的问题
从2013年启动国家级虚拟仿真实验教学中心的建设工作至今已有数年，全国已有300余家国家级虚拟仿真实验教学中心，但在管理机制和运行机制等方面尚不尽完善，存在一些问题：（1）资源利用不高及浪费严重。部分虚拟仿真实验中心利用率不高，加上新技术的快速发展，导致一些资源的折旧率很高。应将每个高校各自不同实验室的资源进行整合以提高利用率［9］。（2）后续投入的经费不足。大部分高校虚拟仿真实验中心建设模式为一次性建设，在建设完成后很少有经费的持续性投入，但虚拟仿真实验中心的建设是一个持续性过程，虚拟仿真教学实验项目的增设、软件的更新均需要后续的扩展与完善，均需要持续性的经费投入。（3）管理机制和运行机制尚不够完善。部分高校虚拟仿真实验教学中心无法发挥多学科的优势，缺乏统一的管理平台，在资源整合方面做得不够细致，从而导致利用率不高［10］。（4）知识产权的保护力度不够。在虚拟仿真实验教学的建设过程中每一个新的虚拟仿真实验教学项目与实验软件的开发均是工作人员智慧与汗水的结晶，应该对其进行知识产权的保护与奖励。但目前大部分高校仅将此当作其工作职责与工作义务看待。对知识产权保护和建设人员的效益激励力度不够，在一定程度上阻碍了虚拟仿真教学中心的可持续性发展［11］。
虚拟教学范文6
诸如“教育即生活”、“语文学习的外延就是生活的外延”这样的理念，已为广大的语文教育工作者所熟知。新课程理念也强调，语文学习必须植根于现实，面向生活，开拓广阔的语文学习空间。因此，语文教育的生活化取向已成为一种共识。本文要探讨的问题是：语文教育生活化取向下的虚拟情境及其教学价值。因为，一味地强调和追求教学情境的真实性，可能会有违语文教学的规律。语文教学总是在特定的时空中进行的，如学习朱自清先生的《背影》，我们不能回到几十年前去学习、体验，因此就导致了语文课中虚拟教学的必然存在。虚拟存在有其自身的价值。教学中的虚拟情境所实现的将不只是对文本情境的再现，更是一种对情境的再创造。在很大程度上，“虚拟开拓了人的思维空间”，“开拓了人的选择空间”。正因为如此，语文课堂教学在强调生活化的真实情境的同时，不仅不能排斥虚拟情境，还必须予以重视并使它的教学价值得到充分发挥。
一、虚拟文化背景下的教学情境
网络以它强大的渗透力和融化力，消解着现实和虚拟之间的距离。现实生活正被虚拟化，或者说，虚拟文化已经深深地介入到了现实中。由此，更多的人开始关注自我的生存状态。“人已不满足真实世界的生存方式，需要一种虚幻的满足，即不满足‘一种世界’及‘单一’的生存方式。”网络构建的数字化的虚拟世界给人类提供了另一种生存方式，它使人类的生存方式变得多样化。网络以它独具的虚拟方式“在虚拟空间中形成对于现实性来说不可能的可能性，进一步形成梦幻的、在现实性之外的虚拟。”这种虚拟否定了以往一切从现实性出发的传统的思维方式。虚拟文化作为现实文化的延伸，不再依赖真实的时间和空间，给了人更多的选择空间。于是，对于语文教学而言，也让我们有了一种新的形式来表达对它的独特理解。虚拟文化背景下的教学情境将突破传统教学受制于时间、空间的局限，从而而拥有一个更加广阔的“生活空间”。
传统意义上的情境教学讲求的真实性，首先是参与主体的真实性，即这种真实性要求学生切实地置身于其中。其次是所创设的周边环境的真实性，从而得到的是学生体验的真实性。特级教师蔡伟这样描述：“一个深秋的夜晚，有位语文教师利用晚自习，让学生走出教室，去寻找校园秋天的美。”此时，学生切实地置身于一个真实的环境中，与真实的景物进行着一场真实的对话：“操场上一棵大梧桐树的叶子一片片飘落，这是叶落归根，因为它爱生长的这片土地；办公楼前那一排排灯光不正是教师额上涔涔的汗珠吗！道旁的松塔，那是坚韧、刚强的哨兵；校园的林阴道上，抬头看月亮，仿佛感受到李白‘床前明月光，疑是地上霜，举头望明月，低头思故乡’的热爱家乡的情怀。”这种让学生与大自然面对面的教学，使学生得到了一种真切的体验，这便是所谓的“登山则情满于山，观海则意满于海”，这种教学体现了教育的真实性，使教学达到了植根于生活、面向生活的要求。但在实际的课堂中，我们不可能凡事都让学生亲身经历，对任何事都作一番切实的体验，于是便需要创设虚拟情境。
（一）虚拟情境的真实性
虚拟并不是虚假，作为思维形式的虚拟是在对现实反映的基础上对现实的一种超越。
“虚拟”一词的含义，目前学者的看法并不一致：有的学者认为，虚拟是数字化的构成方式；也有学者认为，虚拟就是指运用计算机及其他相关设备而组成一个系统；还有学者认为，虚拟世界是人们新的生存方式，是人的身体器官的延伸，是人的本质的发展，也是人的本质力量的对象化和发展。笔者更认同第一种观点，即虚拟是一种数字化的构成方式。虚拟讲求的是现有表象的重新组合与再创造，它并不是传统意义上的不真实，虚拟的东西是真实地存在着的，至少是在一个虚拟的空间中以数字化的形式存在着，当它被人们意识到或者被认同时，就表现为一种真实。举个简单的例子：红绿灯。当“红灯停，绿灯行”这种虚拟的形式被人们认同时，虚拟便成了一种真实的规范。虚拟的真实性还不仅仅是停留在这一层面，现代社会，特别是网络数字化的出现在为虚拟提供平台的同时，更大大拉近了虚拟与现实之间的距离，就像利用电影的数字化生存，可以使一部虚拟电影《大话西游》突破传统电影《西游记》的虚拟程度一样，虚拟化了的《大话西游》让观众看到的是男女主人公更加真实与感人的爱情演绎。这种演绎，“改变了表述形态，却提高了表现性与观赏性。”教学中的虚拟同样如此，开放动态的虚拟情境，能够使阅读不再成为“一种对文本编码的破译，而是对文本的实现，是对文本的一种再创造”。虚拟突破了时间与空间的限制，给了人们更多选择的空间，这便是虚拟价值的体现。虚拟并不一定是现实的，但它却具有潜在的真实性。作为思维形式的虚拟是在对现实反映的基础上的超越现实，它同样具有植根于现实的特性。
（二）真实情境的虚拟化
文学作品总是由作家蘸着情感的笔墨写成美的人、美的事、美的景、美的物。但比起画画、唱歌、跳舞，解读文字作品却让孩子们觉得乏味得多。为什么？究其原因，只是因为画画、唱歌、跳舞等艺术的美更容易被孩子们直观地捕捉到。孩子们喜欢美，美能带给他们快乐！但文学作品呢？不能否认它本身蕴含着美，但对于作品美的解读却需要一种形式的支撑。因为“文学作品并没有提供可以直接作用于读者感官的外部刺激，没有提供足以使读者产生审美情感的物理凭据。”所以，更多的时候，我们需要将作品进行一定程度的虚拟化，让文字“舞动”起来，展现它特有的美。但这种虚拟必须是建立在原有作品基础之上的一种虚拟。有文章指出阅读教学的虚拟可以分为三种：再现现实性的虚拟，即课文的再造虚拟；模拟可能性的虚拟，即作品的过程虚拟；超越现实性的虚拟，即作品的错位虚拟。无论何种虚拟，其首要的基础都是在原有作品之上的一种虚拟，这种虚拟是对原有作品的变式处理。例如有一部绘本，名为“猜猜我有多爱你”，这部绘本的语言叙述所采用的正是一种虚拟的表述形态，而虚拟化的文字所表现出来的文学语言所特有的“陌生化”与“反规范”的气质，给文学作品的理解带来了更加广阔的空间，更给作为解读者的孩子们带来了极大的自主性。当教师将其作为教学内容呈现给学生后，教师惊喜地发现，孩子们在读了它之后都会这样表达对妈妈的爱：“我爱你从山的这边到海的那边！”“我爱你像海那么深！”等。
二、虚拟情境的教育价值
虚拟情境是一个特殊的现实情境，在教学中虚拟情境体现为将作品中原有的各元素，包括文字、图画等结合音乐等其他大自然或生活的元素以数字化的形式重新组合与再创造，从而为学生的思维发展提供一个更为广阔的空间，使学生进入一个更为广阔的学习领域。在虚拟情境中，时间和空间可以以压缩化的形式存在，学生可以摆脱现实生活对于身体的羁绊，自主性能得到充分发展，个性也能得到最大限度的张扬。因此，往往能达到一种游戏般的学习情境，使思想自由开放，想象可以自由驰骋，从而有效提升语文教学的效益和教育价值。
（一）虚拟情境的游戏价值与审美价值
游戏是儿童的天性。提倡愉快教学，实行寓教于乐，正是源于儿童的这种天性。儿童文化的核心是一种游戏精神。德国教育学家福禄培尔曾经说过：“游戏有重要的教育价值，儿童早期的各种游戏是一切未来生活的胚芽。”虚拟情境正为孩子们创造了一个渗透着教育者的意图，充满智慧，同时又富有美感和儿童情趣的游戏空间。这种游戏空间所带给孩子们的极大的自主性大大地满足了他们的探索动机，并获得了自我探索的无限乐趣。爱因斯坦说：“人们总想以最适当的方式来画出一幅简化的和易领悟的世界图像。于是他就试图用他的这种世界体系来代替经验的世界，并来征服它。”这种探索同时也是“感情和思想的净化”。于是，“人们才有他们所能有的那些最微妙的、最高尚的乐趣。”同时，与真实情境相比，虚拟情境更多地利用了艺术的手段包括音乐、图画等的直观呈现，可以说是艺术化的现实情境。这种富有美感的虚拟情境更符合孩子们的兴趣与需求，使他们产生一种“乐学”的情感，从而激起它们学习的主动性，使他们在愉快的游戏中发展智力，养成良好的学习行为和意志品质。
与之相关的是虚拟情境的审美价值。“艺术是潜藏在每个人心中的一种需要，是人类灵魂深处的一种情感。孩子对于艺术的感受力更加强烈，更加敏感。”语文不仅仅是一门知识性的学科那么简单，它同样是一门艺术，而这门艺术的呈现需要一种艺术的教学作为桥梁。利用虚拟情境，可以深入挖掘语文教学的艺术美，引导学生体味语文学科的潜在美，培养学生深入挖掘文本美的意识，提升学生的审美情趣。虚拟情境拥有悠长的时间、辽阔的空间、点染的色彩和流动的旋律。无论是时间、空间，还是色彩、画面、音响等，都是培养学生审美能力的重要手段。教师应带领他们在虚拟情境所提供的幻象中宣情、达意、畅神，通过设身处地的想象和观照体验，获得情感的愉悦和精神快适的审美感受。语文教学过程需要的是更多一种潜移默化的影响，要让孩子们将他们所学的知识紧紧珍藏并反复体味，让他们有对生活乃至生命的更深情的体验，从而寻找并获得课堂与生活更加平和与柔软的支点。谁都不能否认现实生活的美，但一味追求“真实”的情境教学却会让孩子们看到生活的瑕疵，这种瑕疵常常误导孩子们，以为生活原本就是如此，让他们缺少了对生活的一种期待。通过虚拟情境的教育，“不仅仅是要告诉孩子们天空是蔚蓝色的，而且应该让孩子们知道，他们现实生活中看到的那些，只不过是蓝天上飘过来的游移不定的浮云，启迪他们用心灵的阳光驱散浮云，从而看到那天空清澈蔚蓝的本色。”
（二）虚拟情境的知识价值与思维价值
教科书浓缩了人类知识的精华，但同时，过度的简约化和体系化，也使教材变得平淡、乏味，缺少生命的灵性，甚至变得远离时代、远离社会。因此，有时需要将教材进行虚拟处理，让知识还原于它原本的时代，并赋予它生命的灵性。这种将教材虚拟化的过程不仅可以丰富孩子们原有的知识，同时也会改变孩子们原有的认知方式，使他们获得一种更具生活意义的知识。传统的教育追求的是知识，即“是什么”，这种追求实际上是一种求知性的认识，这种认识追求所导致的结果便是学生追求的仅仅是一种死板的教科书式的知识。在虚拟情境中，知识以数字化的形式重新排列与组合，因此，学生将学习到的是如何获得这种知识和如何运用这种知识的知识。这种知识的获得，同时也是一个能力的训练与提高。语文的“情境教学”如果没有知识的沉潜，只能是内容贫乏、色彩苍白的花架子。虚拟情境的知识内涵是潜在的，在虚拟情境中引导学生观察与感知，不仅仅是对动态的画面、色彩、音响的感知，同时也是引导他们对于知识的重新认识、想象与再创造。在教师的引导下，学生“这种感性知识的材料积累多了就会产生一个飞跃，变成了理性认识，这就是思想”。
教育不仅仅是让学生获得知识，更重要的是优化学生的思维。传统的教育是一种内塑型模式，强调的是直接的“灌输”，即教育目的的明确性和教育方式的直接性，明确而直接地将教育目的的相关信息传播给受教育者，明确地通过文字或语言告诉受教育者应做什么、怎么做、不能做什么。这种教育模式背景下的学生自然是缺乏思考、缺乏想象，没有独到见解的人。虚拟情境意在让学生摆脱这种枷锁，它所创设的虚拟空间是一个开放的、自主的，是学生自由活动、想象与创造的空间。虚拟情境中既有形象直观的画面，又有抽象概括的影像，这种影像可以是一段旋律，也可以是一个意象。形象直观的画面有助于激发学生学习的兴趣，便于学生接受，给学生真切的内心视像，产生一种真切的内心体验，并将这种体验材料进行加工改造而达到一种思维的成果。而抽象概括的画面更是给学生留下了一个自由想象的空间，因为它本身就需要一种“再创造”，可以有效地激起孩子们的积极思维，达到一种“思接千载”、“视通万里”、“物与神游”的境界。正如教学中凭借媒体插入的一阵风声、一片海浪声、一段旋律，没有任何的画面呈现，没有任何的文字表述，但却更给人带来无尽的想象与联想。
综上所说，虚拟世界的生存方式已经给人类带来了新的生存方式、生活方式。语文课中虚拟情境所具有的潜在价值正随着现代化的到来日益丰富与完善。语文课中创设虚拟情境并不断挖掘其潜在价值将会给教育注入新的活力，甚至会使语文教育发生质的飞跃。应当指出，虚拟情境的创设有它的艺术性，教师们切记不能为虚拟而虚拟，要做到知识性与趣味性结合，内容与形式的统一，真实与虚拟的交融。期待教育家及广大教师们能在教育实践中不断探索并完善虚拟情境，让传统的语文教育也随着现代化步入新的时代。
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