虚拟仿真课程资源建设精选(九篇)
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第1篇：虚拟仿真课程资源建设范文
中图分类号：G647 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）20-0265-02
随着教育教学改革的不断推进，教育部及省教育厅对高校实验教学信息化工作提出了更高的要求。鄂教高[2014]16号文件明确提出，要加强高等学校内涵建设，加强信息化资源共享平台建设，加强国家级和省级实验教学示范中心建设，推进实验教学改革与创新，提高大学生实践能力和创新能力的培养。为了顺应高等教育的发展趋势，深入贯彻落实《关于开展国家级虚拟仿真实验教学中心建设工作的通知》精神，2014年湖北警官学院充分利用和整合现有教学资源，构建了虚拟仿真实验教学平台，成立了法庭科学虚拟仿真实验教学中心。这一新举措对于节约高校办学经费、促进实验室的全面开放、推进实验室体制改革都有重要的意义。
一、建设虚拟仿真实验教学中心的必要性
1.有利于教学资源的优化与整合，能有效解决实验设备经费不足。虚拟仿真实验教学中心是实践国家教育信息化战略的重要平台和基地，可方便地将各种教学资源在教育信息化建设要求下统一优化与整合。在理论授课和实验室实验之间增加“虚拟仿真实验”教学，对于有些高投入、无法使用真实场景的实验项目开设典型虚拟实验，不仅完善了实践教学环节，而且还提高了学生的自主创新能力，提升了学生的学习兴趣与实践能力。特别是对于公安院校来说，各类实验设备由于产品成本和用量问题，设备昂贵，比如一套DNA分析系统约需人民币400万元，一套血液中酒精含量检测系统约需经费150万元，还有环境扫描电镜、有机物成分检测仪等设备，而且每台设备每次只能供2～3人进行实验，由于成本原因往往无法为学生提供直接实验，通过虚拟仿真方式将典型现场和大型设备进行仿真，让学生通过虚拟仿真实验掌握基本技能，增强实战能力。
2.有利于完善共享机制，增加实验过程管理。高校传统实验教学中实验室建设费用昂贵，开展过程受时间、空间、人力的限制，导致实验教学目标常常难以实现。虚拟仿真实验教学平台为学生提供全方位的服务，学生可以自主选择在线学习。教师可以利用系统安排理论基础测试、虚拟实验，监控和辅导学习过程，评价和管理实验成绩。虚拟仿真实验教学不受硬件环境的限制，各种教学资源更容易远程操作，使得教学资源真正共享、全面共享成为可能。共享机制有助于吸引各种社会资源，促进教学资源的开放及推广应用，推动虚拟仿真实验教学中心可持续发展和良性循环。
3.有利于创新性人才培养，提升学生创新与设计能力。实验教学是现代远程教育的薄弱环节。实验室除了满足课堂教学展示和验证性实验操作训练以外，利用科研项目及成果转化的系统软件和教学仪器设备开设有特色的自主实验和创新实验，让学生在课余时间利用虚拟实验教学系统提供的虚拟仿真平台和教学仪器设备进行实验，满足课程设计和毕业设计中对设计对象的仿真实验要求，同时利用虚拟仿真设备，让学生参与各类仿真设计和场景设计，显著提升学生的学习兴趣与设计能力。
二、虚拟仿真实验教学中心的建设规划与实践探索
1.教学资源整合与建设。2014年，为了贯彻落实教育部和湖北省教育厅《关于开展国家级虚拟仿真实验教学中心建设工作的通知》精神，我院充分利用和整合现有资源，安排电子数据取证协同创新中心和部省高校对口支持项目资金共计270万元，组建了法庭科学虚拟仿真实验教学平台，成立了法庭科学虚拟仿真实验教学中心。实验教学中心面向全院开设28门虚拟仿真实验课程，实验项目468项。法庭科学虚拟仿真实验教学中心在现有的运行管理模式下，立足“开放性、创新性、实效性、长期性”的工作思路，从“平台建设、资源建设、队伍建设、制度建设”四个方面，坚持规范管理，注重研发，能实不虚，高效利用，加强引导的建设理念。在建设好公安基础技术虚拟仿真实验室的同时，努力突出公安特色，通过“双网双形”运行模式（双网：校园网和公安专网；双形：虚拟仿真技术和虚拟现实技术），将公安基础技术、电子数据取证技术和保密性允许的部分公安业务课程等虚拟仿真实验项目通过校园网进行全面开放；将所有课程的虚拟仿真实验在公安专网上向公安专业学生和公安实战部门提供虚拟仿真实验。对于大型复杂案件现场处置、火灾现场处置、交通事故现场处置及群体性案件现场处置等类型的实验项目通过虚拟现实技术向学生提供可视化高、交互性强、场景真实的沉浸交互式虚拟现实实验。
2.开拓最新实验技术，加强管理和共享平台建设。法庭科学虚拟仿真实验教学中心以全面提升学生的实践创新能力为目标，按照“注重学科交叉、突出公安特色”的建设思路，构建了法庭科学虚拟仿真实验教学体系。利用多媒体交互技术与虚拟现实技术相结合的技术手段，建设完成了具有开放性、兼容性及超强扩展性的虚拟仿真实验教学管理和共享平台。将虚拟仿真实验管理系统与学院一卡通系统、教务管理系统和实验室管理系统深度集成，通过学生入校配发的唯一识别账号通过一卡通管理界面、教务管理界面或实验室管理系统登录，进行授权的虚拟仿真实验，从而高效管理实验教学资源，全面提供搜索导航服务，及时资源应用信息，在公安网上通过链接湖北省公安厅民警训练系统，在校园网上通过各类教学网页和校园APP实现开放共享，切实扩大资源影响力度，实现校内外及更大范围内的实验教学资源共享。同时，不断探索高等学校、科研院所、企业共建共管共享的新模式，构建可持续发展的虚拟仿真实验教学服务支撑体系。法庭科学虚拟实验教学平台用户角色包括学生、教师、教务员、实验室管理员、系统管理员等。平台主要包括实验课程的管理、实验教学安排、实验库的维护、实验成绩统计、查询、门户网站内容维护等子系统。与学院现有的一卡通管理系统、教务管理系统和实验管理系统无缝集成，进行实验时可通过法庭科学虚拟仿真实验教学中心门户网站、实验管理系统或者学院一卡通管理系统进入网上虚拟实验专区，学院在学生进校时统一配发唯一身份识别码，通过后台授权让学生可以通过身份登录进行虚拟实验，或者可以通过实验预约管理系统进行实验预约（按专业不对学生开放的实验）。
3.改变实验教学模式，提高实践教学水平。通过软件载体，实现理实一体化项目教学，完成理论教学和实践教学相互衔接。将“课程+实验”的理念引入到专业课教学中，创建“理论授课―虚拟实验―实验室教学”融合的高校实验教学新模式。在教学实验中针对不同专业不同的实验对象设计不同的教学模式。通过采用虚拟仿真实验的模式，开设独立的虚拟实验网络课程或虚拟实验操作环节，解决了现代远程教育试点中始终困扰各高校的实验教学难题。虚拟实验使远程的学生不必集中到真实的实验室进行实物实验，充分利用学院已经建成的“校园一卡通系统”和门户网站、实验教学管理系统等，让学生使用授权账号利用台式电脑、手机、平板电脑等移动终端，通过网络在虚拟仿真平台上就可以进行实验操作练习。虚拟实验教学新模式提升了实验教学的重要性，使远程教育尤其是工科教学真正拥有了实验教学环节，有力地提高了学生的实验操作能力。
4.完善管理体系建设。法庭科学虚拟仿真实验教学中心以虚拟仿真实验教学资源的充分使用和更大范围开放共享为目标，系统制定并有效实施保障虚拟仿真实验教学的教师工作绩效考核体系，通过开课率、实验率、实验完成率、学生评价、教师评价、教学系部评价等多种方式对教师的教学情况进行考核。在经费使用管理上，一方面将省部高校合作项目经费的70%用于虚拟仿真实验的开发，并将虚拟仿真实验中心建设经费纳入协同创新中心经费体系，确保了虚拟仿真实验教学中心的教学设备资源维护与可持续发展。为了保证虚拟仿真实验教学质量，法庭科学虚拟仿真实验教学中心制定了系统的考评和质量保证办法，对中心管理人员、中心实验教师以及学生分别制定了不同的管理办法。对中心管理人员制定了相应的实验人员工作守则，采取坐班制的考勤管理办法；对中心实验指导教师制定了详细的评教体系，通过督导听课、同行评议、学生评议等方式以及根据科研团队的教研科研成果、的级别及检索等情况进行评比竞赛来保障实验教学质量。对学生管理制定了学生实验守则，对其实验项目制定了详细的评审验收制度和标准。
5.虚拟仿真实验教学中心网站建设。为了更好地服务广大学生，中心建立了信息内容可动态和管理的法庭科学虚拟仿真实验教学中心网站，网址为“http：//”。访客通过中心主页、实验管理系统、一卡通系统、教务管理系统等方式，可直接进入法庭科学虚拟仿真实验教学中心，开展教学活动，交流学习和进行虚拟仿真实验。外部人员可通过临时账号登录实验。
第2篇：虚拟仿真课程资源建设范文
关键词：职业教育；虚拟仿真教学；虚拟仿真师资队伍
现代信息技术的不断发展为职业教育虚拟仿真教学的开展创造了前所未有的机遇。2012年，教育部颁布的《教育信息化十年发展规划(2011—2020年)》中指出，职业教育信息化是“教育信息化需要着重加强的薄弱环节”，要“加快建设职业教育信息化发展环境”“有效有效提高职业教育实践教学水平”，并针对教育系统的不同需求提出了开发“1500套虚拟仿真实训实验系统”的发展目标［1］。《教育信息化2.0行动计划》指出，虚拟仿真实训实验系统是教育信息化数字资源的重要组成部分，具有“突破时空限制”“快速复制传播”“呈现手段丰富”的独特优势，是提高教育质量的重要手段［2］。虚拟仿真教学资源的有效应用、虚拟仿真教学的大力开展，对于实现信息技术与教育教学的深度融合，引领教育信息化从而引领教育现代化具有重要的意义。
一、虚拟仿真教学的内涵、特征及开展原则
（一）虚拟仿真教学的内涵虚拟仿真教学是以依托虚拟仿真教学资源的教学活动。虚拟仿真教学资源是在仿真技术和虚拟现实技术的基础上共同开发的数字化资源，主要涉及基础设施及设备、实验材料、实验软件和实验系统等，通常包括仿真硬件、仿真软件、仿真数据及仿真平台［3］。仿真技术在20世纪初就得到了广泛的应用，虚拟现实技术更加注重人机交互的体验和虚拟空间的感受［4］。虚拟仿真教学和传统教学的最大区别在于教学中融合了虚拟现实技术和仿真技术的优势，提升了教学的信息化水平。
（二）虚拟仿真教学的特征虚拟仿真教学具有情境性、交互性、开放性和共享性的特征。情境性是指开展虚拟仿真教学的虚拟环境是实际工作环境或者工作案例的模拟，学员可以在虚拟环境中进行技能的模拟训练和知识的巩固学习，例如极地特种医学的虚拟仿真教学，将极地极寒、极夜、极昼、强磁场的环境模拟出来，展现常规实验中无法实现的工作环境，为有效开展极地环境下的人体及动物的医学研究提供了重要的环境条件［5］。交互性是指利用虚拟仿真实验系统具有人机交互功能，在教学中用户可以获得更好的学习效果。例如在煤矿虚拟仿真实习培训系统中，学员可以通过键盘的按键来控制井下人物的运动，达到安全实习培训效果，并能实现多人同时在线互动，提高多人合作的能力［6］。开放性是指虚拟仿真教学为学生提供了一个开放的学习平台。在液压与气动实验的教学中，通过发挥网络技术、数据库技术及虚拟仿真技术的优势，开发相应的虚拟仿真网络课程，学生在网络平台中可以完成课程项目的学习和成绩评定，也能在线与教师探讨，且根据学生反馈和实际需要，虚拟实验项目的数量也可不断增加，满足不断变化的教学需求［7］。共享是构建一体化的“互联网+教育”大平台、发挥虚拟仿真数字教育资源优势的重要途径。虚拟仿真教学的共享性特征表现在，通过资源共享不断提高虚拟仿真教学资源的利用率，让更多的学生享受到通过虚拟仿真教学带来的知识、技能的提升，从而不断提高职业教学的质量和水平。
（三）虚拟仿真教学的开展原则开展虚拟仿真教学应遵循“能实不虚、虚实互补、虚实互促”的原则。虚拟仿真教学为学生的个性化情境学习和交互操作提供了重要的虚拟化学习环境，开放、共享的学习平台为多人交互、共同完成某项学习任务提供了可能，但学生利用真实的实训实验设备、材料进行技能训练和知识巩固学习的作用是不可替代的，如果以虚代实过多，会造成学生在学习时眼高手低、避实就虚，不利于学生的技能培养。虚拟仿真教学任务为真实设备上完成任务提供了重要的参考［8］。在教学中，可先利用虚拟环境具有强大的容错功能，使学生多次尝试获得一定的操作经验，再转向实物的操作，从而在一定程度避免材料的浪费以及对设备的损坏；对于教学场地不能提供的教学场景和操作任务，开发相应的虚拟仿真教学资源，能够丰富课堂教学，弥补实验实训条件的不足；要充分发挥虚拟仿真教学和实物教学的优势，使虚拟的环境更接近于真实的教学场景，真实的教学场景更贴近于实际的工作岗位，实际的工作岗位指导虚拟环境的构建，通过“虚拟-真实-实际”的循环促进，不断提高学生的岗位技能。
二、开展虚拟仿真教学的重要意义
（一）打破教学时空的限制，提升学习效果职业教育主要是以提高学生技能为培养目标，部分技能的训练对教学环境的要求比较高，比如极地环境下的医学实验、煤矿专业的井下操作等，普通的教学场景不能达到技能训练的要求。利用虚拟仿真技术创设的虚拟环境，可以有效丰富教学环境，为学生的技能训练创设条件，为以后进入真实的工作环境、走向现实的工作岗位奠定理论和实践基础［9］；虚拟仿真教学资源的共享为学生提供了课外学习平台，学生可以利用共享的教学资源在课后加强训练，不断提升自己，教师也可以在线上对学生进行指导。教学环境的虚拟构建、“线上+线下”的多元教学使得虚拟仿真教学打破了传统教学时间和空间的限制，有效提升了学生的学习效果。
（二）突破教学条件的约束，降低教学成本职业教育传统实训教学的开展需要满足相关教学条件才能开展，比如建立实训室、购买实训设备等，某些技能的训练还需要大量的教学耗材提供给学生进行练习。比如在实训室里进行模拟电子线路的教学，学生操作的过程是利用各种电子元器件比如二极管、三极管、电容等在电路板上搭建相应电路进行安装调试的过程，这些元器件在一次安装完成后基本上不能再次使用，且电子元器件安装的时候极易由于操作不当损坏造成损失，当电路安装完成后需要多种仪器（仪表）比如万用表、示波器进行测量或者读取实验结果。实训室的建立、元器件的损耗、仪器（仪表）的购买这些都需要大量的教学成本。采用电子电路虚拟仿真软件可以有效降低教学成本，虚拟的元件库和仪器（仪表）库为电路的设计、搭建、调试和分析提供了便捷的途径，实验中不需要消耗任何元器件，节能环保且安全可靠［10］。
（三）冲破能力培养限制，提高人才质量传统的教学实验，内容比较单一且固定，且绝大多数是验证性实验，学生只需按照操作步骤完成实验即可，不利于培养学生的实践能力和创新能力。虚拟仿真教学突破了传统教学的诸多限制，是专业教学和信息化技术深度融合的重要产物，是提高学生科学的思维能力、大胆的实践精神和勇于创新的重要手段。学生可以在虚拟环境中进行自我探索，思考并设计符合要求的实验方案，获得不同形式的实验结果并进行分析，有利于学生构建属于自己的知识体系，激发学生的学习兴趣，激励他们不断创新［11］。
三、职业教育虚拟仿真教学问题分析
虚拟仿真教学对于提升学生的学习效果、降低教学成本、提高人才培养质量具有重要的意义，在职业教育的文化、旅游、医学、工科及农林检测等课程中，虚拟仿真教学的开展也比较广泛［12］，但在虚拟仿真教学实施的过程中也发现了一些问题。
（一）虚拟仿真教学的信息化程度不够虚拟仿真教学的信息化主要表现在两个方面，一是虚拟仿真教学资源的共享，二是虚拟仿真教学有利于实现学生的远程自主学习。许多职业院校都开展了虚拟仿真资源的建设和教学工作，但如何建设、如何教学、如何共享及共享覆盖面绝大多数是各院校的自主行为，没有统一的建设标准，缺少可遵守执行的技术规范，缺乏沟通协调，造成了虚拟仿真资源的重复开发和零散建设，资源的质量难以保证，并且因没有统一的开发平台和技术支持，虚拟仿真资源的共享性和可移植性差，造成教学资源的浪费；学生能进行远程自主学习是虚拟仿真教学的优势，但传统的以教师为主的课堂教学，不利于学生培养学生自主学习的能力，且大多数虚拟仿真实验系统突出功能的实现，对学生的学习评价功能不够完善，教师也不能很好地掌握学生学习的情况，这些不利于学生的自主学习，降低了虚拟仿真教学的信息化程度。虚拟仿真教学资源的共享性差，学生远程自主学习困难，这严重阻碍了虚拟仿真教学的信息化进程，不利于虚拟仿真教学的开展。
（二）虚拟仿真教学资源的构建力度不够虚拟仿真教学资源是实现虚拟仿真资源从功能实现到教学应用的桥梁，是实现“虚实结合”教学的重要教学参考。目前虚拟仿真教学资源的构建着重于虚拟仿真软件、硬件、数据及平台的建设，但对开展虚拟仿真教学所需教学资料的建设力度不够。虚拟仿真教学资料所包含的内容应该是多方面的，除了包括教材、实训指导书、虚拟仿真系统等的使用说明、课程项目的实现过程外，还应包括“虚实结合”教学衔接与实施的教学参考。虚拟仿真教学资料的缺失不利于虚拟仿真教学的开展，也就无法有效地指导教师的“教”和学生的“学”，尤其在学生课后自学的时候，没有任何可参考的学习资料，学习效果不佳。
（三）虚拟仿真教学教师的参与程度不够虚拟仿真教学是专业教学和信息技术结合的产物，企业有技术的优势，依靠校外企业开发或者校企合作是虚拟仿真资源开发的首选。但是完全依靠企业或者简单的校企合作，很难实现虚拟仿真教学的可持续发展。企业对教学的了解不多、学校教师的参与度不够，开发的虚拟仿真实验系统不一定能够完全满足教学的需求。要深入发挥虚拟仿真的信息化优势，离不开具有先进技术及教学实践经验的教师参与。信息技术的不断发展与更新，使得虚拟仿真资源的开发变成了一项长期的、不断革新的实践性工作，因此需要有专门的教师从事此项工作。
四、虚拟仿真教学实施的策略
（一）加强虚拟仿真教学的信息化建设加强虚拟仿真教学的信息化建设，一方面要改革教学模式，在教学活动中以学生为主，培养学生独立思考和解决问题的能力，提高学生自主学习的能力，同时需要完善虚拟仿真教学资源中的评价功能，为学生更好的完成虚拟仿真课程任务,及时获得学习反馈奠定基础；另一方要加强虚拟仿真资源的共享和推广，这是信息化资源建设任务的要求，也是实现信息技术与职业教育深度融合的重要途径，虚拟仿真资源的共享离不开院校间的交流与合作，要建立实时、开放、共享的信息数据库，为更好地发挥虚拟仿真教学的优势创造条件。从培养学生学习能力出发，到虚拟仿真资源功能的不断完善，再到虚拟仿真资源的开放、共享，将不断提升虚拟仿真教学的信息化水平。
（二）完善虚拟仿真教学资源构建为了更好地发挥虚拟仿真教学的优势，要完善虚拟仿真教学资源的构建，不断加强虚拟仿真平台、虚拟实验系统等建设，丰富和强化虚拟仿真的教学功能和评价功能，及时有效地提供教学反馈；要开发和编写满足虚拟仿真教学、注重学生能力培养的教学资料和学习资料，为更好地开展虚拟仿真教学做准备；要探索适合虚拟仿真教学以及虚实结合教学的方法，引导学生循序渐进地学习，提升教学效果。
（三）重视虚拟仿真师资队伍培养重视虚拟仿真师资队伍的培养，必须提高教师的信息化水平，提升教师的专业实践能力。虚拟仿真资源的开发周期较长，离不开学校的政策支持和资金投入，学校应在保障研发过程的顺利进行的前提下，通过激励方式提高教师参与的积极性和热情；必须要认识到企业在信息化技术上的优势，教师要参与企业实践，掌握先进的技术，找到发挥企业技术优势和学校教学优势的契合点，开发虚拟仿真实验系统，编写相关的教材，服务于教学；教师能力的可持续发展是实现虚拟仿真教学可持续发展的重要保障，只有更多优秀的教师参与到虚拟仿真资源的建设中来，才能实现虚拟仿真教学的可持续发展。
第3篇：虚拟仿真课程资源建设范文
基于虚拟仿真技术和计算网络技术的实验教学方法已经成为不可或缺的实验教学手段。虚拟仿真实验教学体系的构建，将促进教学资源的科学规划和持续发展。以学科发展为依托、以培养具有综合实践能力和创新能力的人才为目标，本着能实不虚、虚实结合的原则，在实体实验的基础上，打破原有实验教学环节和专业内容所固有的界限，探索构建了三平台、三层次、一体化的“三三一”虚拟仿真实验教学体系。“三三一”体系的构建既丰富了专业实验教学内容，又为学生在基于虚拟仿真技术的跨专业大型综合实验教学资源中，提供更多的应用技能、综合能力和创新能力训练的机会。
关键词:
电气工程;自动化;虚拟仿真
天津大学电气与自动化实验中心承担着面向全校10个专业、47门课程的本科生实验教学工作，其中包括课程实验、课程设计、生产实习、毕业设计等多种教学实验环节。近年来，实验中心为了解决大型综合实体实验项目在建设、运行、维护等工作中受场地或经费等条件限制、阻碍学科建设与发展的问题;为了满足学生创新训练的需要，积极促进科研成果向教学资源的转化，在实体实验教学环境不断完善、发展的同时，对部分专业课实验教学内容进行了虚拟实验环境及仿真系统的开发与建设。先后建设了“智能电网仿真实验教学平台”、“多相流虚拟仿真实验教学系统”、“高电压虚拟仿真实验教学系统”、“机器人及自主系统虚拟仿真实验教学平台”、“工业生产线虚拟环境”等一批虚拟仿真实验教学资源［1－2］，并全部应用于实验教学中。2012年9月为了更好地管理和优化教学资源，学校成立了电气工程与自动化虚拟仿真实验教学中心。按照培养具有综合能力、实践能力和创新能力的高素质人才的需要，本着“相互补充、互融互通”的原则，构建了“三平台、三层次、一体化”的“三三一”虚拟仿真实验教学体系。经过5年的时间，依照“能实不虚、虚实结合”的原则，完成了15个虚拟仿真实验教学项目的建设工作。虚拟仿真实验教学体系为实验资源开发提出了明确的目标。
1虚拟仿真实验教学的特点
充分发挥虚拟仿真实验教学的特点和优势，是构建一套科学、高效、可持续发展的虚拟仿真实验教学体系的关键。其特点如下。
1．1丰富的教学内容
基于互联网的虚拟仿真技术为实验教学带来了不受时间、空间限制的特点，它可以将学生带入未知的科学世界。相比传统实体实验课程的内容，虚拟仿真实验项目可以是千变万化的［3］。学生不仅可以利用所学知识灵活地解决问题，还可以按照自己的兴趣爱好设计问题，探索未知的世界。例如:传统的电机学实验，学生只能观测电机外特性结果，无法从根本上理解电机的内部磁场分布、不同运行工况下的磁场变化。而虚拟仿真实验利用电机电磁场有限元分析软件，使学生能通过虚拟仿真环境，了解电机内部磁场分布及性能特性曲线。同时，虚拟仿真技术打破了不同专业实验室的隔墙，为跨学科的交叉应用提供了广阔的实践天地。
1．2灵活的教学环节
为体现“以人为本”的教育、教学理念，适应个性化学习需求，有利于创新能力的培养，实验教学体系应该包含多层次的实验教学环节，学生可以选择适合自己知识水平、兴趣爱好的实验内容。并且随着学习进度的变化，可以跨越教学层次提升(或回顾以往)实验内容［4］。这在实体实验教学活动中是很难实现的。灵活的虚拟仿真实验资源建立了不同教学环节之间的知识链接，使学生在夯实基础知识的前提下，有更多接触专业实验和创新实践的机会。
1．3不可及和不可逆过程的实现
在涉及高危或极端环境，不可及或不可逆的操作，高成本、高消耗、大型或综合训练等情况时［5］，虚拟仿真技术提供可靠、安全和经济的实验手段。例如:在“高电压虚拟仿真实验教学系统”中学生可以随时观察高压放电的模拟场景。
1．4无处不在的实验室
基于互联网的虚拟仿真实验教学资源不仅可以为学生在任何时间和地点开展实验提供条件［6］，同时也可以将优秀的实验教学资源开放，为兄弟院校、企业、社区提供教学服务。
2虚拟仿真实验教学体系的构建
虚拟仿真实验教学体系在教学大系统中，与实体实验教学体系相互补充，同样需要遵循实验教学的客观规律和基本准则［7－8］。通过利用“互联网思维”和“虚拟仿真技术”对现有实体实验教学活动中的内容和环节进行了全面的、系统的再设计，形成了科学的和可持续发展的虚拟仿真实验教学系统。首先将基础实验、专业综合实验和创新与实践训练的三个虚拟仿真实验教学平台按照理论应用、综合设计、系统构建划分三个教学层次;然后利用虚拟仿真实验教学的特点和优势，将不同平台(教学层次)的实验项目进行互联互通、相互融合，形成了教学体系的一体化。
2．1以教学环节为导向的实验教学平台
以教学环节为导向的实验教学平台包括基础实验教学平台、专业综合实验教学平台以及创新与实践教学平台，如图1所示。
2．1．1基础实验教学平台
该平台侧重基础知识的教学工作。通过验证基础科学和技术原理，使学生切身体验科学发现与工程技术的发展历程，进而内化为其自身的工程意识与素养［9］。虚拟仿真实验教学可以为学生提供不受限于时间、地点的实验环境，“无处不在的实验室”有助于提高学生做实验的兴趣、培养独立思考问题和解决问题的能力。
2．1．2专业综合实验教学平台
专业综合实验平台主要包括课程设计、综合实验、工程设计综合训练等集中教学环节。由于部分综合类实体实验受实验设备功能的限制，学生可以选择的实验内容有限，尤其是一些大型、高风险、高能耗、高成本、不可及或不可逆的项目根本无法对本科生开放。构建虚拟仿真专业综合实验教学平台，将不可能变成可能，不仅可以开设大型综合实验项目的仿真环境，还可以实现跨专业的综合实践训练。为学生提供贴近实际的工程应用，对解决现实条件无法满足专业综合实验教学需求的矛盾有着不可替代的作用。实现了实验室与生产现场的“无缝对接”。
2．1．3创新实践教学平台
科学的创新实践教学方案需要良好的教学平台支撑。利用虚拟仿真技术针对电气工程及自动化专业的学科特色，结合“智能电网”、“航空航天”、“机器人”、“工业自动化”以及“新型传感器”等专业领域前沿技术建立虚拟仿真系统，从实验教学环节加强学生对相关学科前沿成果的深入理解。
2．2以教学目标为导向的三层次
在三个教学平台中学生可以循序渐进的完成知识学习和技能训练。但是，由于学生在专业方向、学习进度、兴趣爱好等方面存在个性差异，所以在学习过程中就会需要在不同的教学平台之间进行广泛的联系，尤其是学科交叉的教学资源中，需要横向的、跨平台的知识融合。每个虚拟实验教学平台分别按照理论应用、综合设计、系统构建三个层次进行划分，充分发挥虚拟仿真技术的优势，建立实验教学平台之间相互补充、互融互通的横向链接。如图2所示。
2．2．1理论应用层
理论应用层重点突出的是围绕基础理论知识，利用虚拟仿真技术为学生提供丰富的实验内容，包括一些看不见、摸不到的物理现象，基础理论在实际工程应用的案例等。更为重要的是，通过互联网虚拟仿真技术的应用，学生可在任何时间和地点直观形象的完成本专业科学理论与科学技术的基础性实验，有助于学生夯实理论知识。
2．2．2综合设计层
综合设计层是将相关专业基础知识交叉综合应用。着重培养学生运用专业基础知识、实验技术和实验手段、分析问题、解决问题的能力，使学生不论在知识的积累上还是实验技能的提高上都有较大的飞跃。通过虚拟仿真技术的应用，实验场景可以更加贴近工程实际，有效解决以往受实验设备或场地限制［10］，用抽象的示意模型代替复杂受控对象的问题;在大幅度提高实验项目丰富程度的同时，通过互联网技术的应用也可以提高教学资源的共享率。
2．2．3系统构建层
系统构建层是让学生在虚拟环境中将所学到的工程研究与创新方法得到应用和训练。让学生体会利用掌握的知识和技能在复杂工程实践中解决问题的快乐，真正做到学以致用［11］。该类实验可培养学生从事科学研究和技术开发的综合能力，为培养具有创新能力的高素质专业人才提供训练条件。虚拟仿真教学体系中的系统构建层实验教学资源有效的解决了生产实习、毕业设计等环节与工程实际脱节的问题。
2．3互融互通、互为补充的一体化理念
虚拟仿真实验教学体系如图3所示，其中教学平台的教学资源根据教学目的而设计，课程内容贯穿资源;教学层次是以培养应用能力为目标，将不同平台教学资源横向连接。在注重专业培养、因材施教的同时，教学平台之间互融互通，教学层次之间相互补充［12］，是虚拟仿真实验教学中心“一体化”建设核心。虚拟仿真实验教学体系一体化建设打通了学科专业界限，是培养创新型人才的新机制。
3结语
第4篇：虚拟仿真课程资源建设范文
1虚拟实验室概述
虚拟实验室是虚拟现实技术在教学上的一项全新应用。虚拟现实技术是运用计算机对现实世界进行全面仿真的技术，它能够创建与现实社会类似的环境，能够解决学习媒体的情景化及自然交互性的要求。利用虚拟现实技术开发建设的虚拟实验室允许人们访问和使用自己没有的设备资源，使处于不同地理位置的学习者可以同时对—个实验项目进行实验工作。
2远程开放教育虚拟实验室建设的必要性
远程开放教育的实践性教学是指学习者在远程开放学习过程中，按照教学计划的要求，确定学习目标，在教师的组织和指导下，完成的练习、实验、实习等一系列学习实践活动。其环节主要包括：课程的实践性教学环节，如课程作业、实验、实习(设计)等；集中实践性教学环节，如社会调查、各类实习(见习)以及毕业没计(论文)等。
实践性教学在远程开放教育中占据着特殊重要的位置，然而在具体的远程教学过程中，实践性教学活动却是—个难点，有许多因素制约着实践性教学活动的开展。例如，实验的近距离和集中性要求与远程教学的远距离和分散性教学模式的矛盾，现在使用的在线教学平台不能提供全面具体的实验环境，在职学生不能很好的参加学校组织的相对集中的实验教学等等。因此，怎样解决这些问题、克服这些矛盾，以更好的推进实践性教学活动的开展，自然就成为远程开放教育工作者面临的—个重要课蹶。
利用虚拟现实技术设计开发的虚拟实验室在远程开放教育的实践性教学活动中可以解决以下几方面的问题。
2.1学生可以不受空间和时间的限制来做课程实验。
2.2虚拟实验室可以避免真实实验或操作所带来的各种危险。
2.3虚拟实验室可以节约教学成本，充分利用教学资源。
3远程开放教育虚拟实验室建设的可行性
3．1技术条件成熟，建设成本不高。在目前的技术条件下，远程开放教育虚拟实验室的系统多使用BSDA(BrowsenServeffDatabase&Applica—tion)，即客户端有艮务器数据库应用程序结构，这种系统组成的虚拟实验室—般称为网络虚拟实验室。网络虚拟实验室由客户端、网页服务器端、应用服务器端以及实验仪器设备四部分组成。网页服务器主要作用是提供web接人服务、用户认证管理、开放式交互实验环境以及动态网页的生成；应用服务器主要作用是控制和管理实验仪器、采集和处理实验数据；数据库的主要作用则是配合用户帐户的管理、动态网页的生成以及实验数据的存储和管理。这样的网络虚拟实验室的配套技术已经非常成熟，而且对系统的硬件要求不高，系统组成简单，建设成本低。
3.2使用简便，对学习者的计算机操作水平要求不高。网络虚拟实验室能够向使用者提供—个在线参与、交互性的实验环境。利用3D技术和VR技术可实现虚拟现实对于沉浸性、交互性的要求。在实验内容上，考虑到设计成本与具体实验内容的选取，最终设计为简易型的虚拟现实技术，不需要特殊的头盔、数据手套等传感设备，用户只需用鼠标操作，操作简便。实验室实验的过程清晰明了，实验结束后获得相应的数据，能够进行分析和比皎并填写实验报告，完全满足不同层次学习者的实验要求。
3.3实验内容完备，对学习者的实验环节进行有效管理。网络虚拟包括了实验预习、实验要求、实验步骤、实验内容、实验帮助、实验测试等教学部分，按照模块化设计的原则，网络虚拟实验室系统分为注册与登录漠块、用户管理模块、成绩管理模块、测试模块、公共信息模块和进入实验子模块等，功能划分清晰，但又互相联系影响，保证学习者正确使用虚拟实验室，完成课程实验。
4远程开放教育虚拟实验室建设的一般方法
远程开放教育虚拟实验室是以网络为载体的虚拟实验室，网络技术已相当成熟，所以远程开放教育虚拟实验室建设实际上就是虚拟实验室的建设。虚拟实验建设的关键是采用计算机仿真技术来构建实验模型，设计出用于实验的虚拟仪器设备、实验流程、实验元器件或构件库、实验效果仿真等。
41选择合适的仿真开发工具。从对虚拟实验的要求看，仿真工具必须具有与多媒体相结合的功能，也就是做实验的人员，做实验时是在多媒体下进行实验操作，然后将操作所产生的信息输给后台的仿真系统进行实时仿真，然后再实时地将仿真的结果回放到前台的多媒体，通过多媒体的形式输出。目前的仿真软f牛彳艮多，有EASY-T、VT-INK3．3、SPW、cadance、Mentor、Matrix、Matlab、prote199、labview、labwindows／CVI、OpenGL、MuhiGen等，建立虚拟实验时，应根据具体需隶选用合适的仿真开发工具。比如，开发电子电路技术类虚拟实验，可选用prote199、lab—view、labwindows／CVI等仿真软件；开发自动控制原理类虚拟实验，可选用Maflab等仿真软件；开发电子系统和控制系统类虚拟实验，可选用cadanee、Mentor、Matrix等仿真软件开发含虚拟视境类虚拟实验，可选用OpenGL、MultiGen等仿真建模软件。总乞在选用仿真软件时要把握好仿真软件对虚拟实验开发的针对性和适应性。
第5篇：虚拟仿真课程资源建设范文
【关键词】EDA技术； Proteus仿真技术；虚拟实验室；建设方案
引言
EDA（Electronic Design Automation电子设计自动化）技术是指以计算机为工作平台，融合了应用电子技术、计算机技术、信息处理及智能化技术的最新成果，进行电子产品的自动设计。
Proteus是世界上著名的EDA工具（仿真软件），从原理图布图、代码调试到单片机与电路协同仿真，一键切换到PCB设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台。
利用Proteus仿真技术，在计算机网络平台上，学习电路分析、模拟电路、数字电路、嵌入式系统（单片机应用系统、ARM 应用系统）、微机原理与接口技术等课程，并进行电路设计、仿真、调试等通常在相应实验室完成的实验。一个计算机网络硬件平台（或一台计算机）、一套电子仿真软件，再加上一本虚拟实验教程，就可相当于一个设备先进的实验室。以虚代实、以软代硬，即为虚拟实验室的本质。
一、建设Proteus虚拟仿真实验室的优势
虚拟实验系统由虚拟实验环境、虚拟实验仪器、虚拟实验过程、虚拟实验数据处理和虚拟实验室管理系统组成，通过Proteus虚拟实验系统为各种虚拟实验实训课程提供模拟实验实训教学环境。
1.解决电子信息类专业课程入门难
Proteus仿真平台是独一无二的微处理器仿真平台，仿真的特点之一是把复杂难懂的电子课程理论知识通过生动形象的仿真动画展现给初入门的学生，从一开始抓住学生的学习兴趣，让学生从难以学习导致的不爱学习变为喜欢学习到主导学习。
2.解决实验室资源老旧不足的缺点
Proteus仿真平台资源丰富且时刻跟进电子发展的最新脚步，给予学有余力的学生一个充分发挥自己想象的空间，极大的促进和培养部分学生的综合能力和创新思维能力。
3.解决传统实验实训项目实现过程周期长的缺点
实验实训项目实现过程周期长，实验实训教学效率低，且不明确的实验实训数据结果无形中会熄灭学生的积极性的热情。通过仿真手段完全实现了从概念到产品的全过程，确定的结果也会极大的促进学生的进一步的动手实现过程。
二、Proteus虚拟仿真实验室建设目标
1.实验实训教学项目多样性
其不仅可以仿真电路分析实验、模拟电子线路实验、数字电路实验，而且可以仿真嵌入式系统的实验，其最大的特色在于可以提供嵌入式系统（单片机应用系统、ARM应用系统）的仿真实验，因此，它完全可以称之为一个多功能的实验平台。
2.实验实训教学场地开放性
由于其硬件是基于网络平台的，如一个单位内的局域网、或企业网、或校园网（或单机板，基于一台PC）或Internet用户。因此其实验用户可以不受传统实验室的时间、空间、及实验内容的限制。用户可以跨越时间、空间及实验内容的约束，尽情释放自己的实验兴趣及创新思维；此外，这也使得设备的利用率得到最大的发挥。
3.维护管理方便性
由于其核心为Proteus仿真软件，因此，其实验是无损耗的，其管理、维护也就是用户帐户的管理、软件的安装及更新而已。
三、Proteus虚拟仿真实验室课程架构
从概念到电子产品设计实现，从单一技能训练到电子产品整机开发设计综合运用，Proteus虚拟仿真实验室主要涵盖电路基础、模拟电子线路、数字电子线路、信号与系统等10余门课程。基本满足应用电子技术、电子信息工程技术等专业课程教学需要。
按专业学科知识体系及学生学习过程Proteus实验室实践教学层次可分为基础实验层、综合实验层、创新实验层三个层次。基础实验层的实验以培养学生操作能力为主；综合实验层的实验以培养学生综合性设计能力为主；创新实验层的实验以培养学生创新思维设计能力为主。
在每一层次，均可以开展电路分析课程、模拟电子线路课程、数字电子课程、嵌入式系统课程及微机原理及接口技术课程的相应内容实验。以嵌入式系统课程为例，在基础实验层，可以进行嵌入式系统课程中规定的基本实验的仿真设计及设计验证；如仿真51系列、AVR、PIC、Motorola的68HC11系列等常用的MCU应用系统的仿真设计及验证；在综合实验层，教师可以针对某一类型的MCU，如51系列MCU，给定一个综合实验（课程设计、实验）的题目，学生按照设定题目内容开展电路图设计、代码的编写、仿真调试、PCB设计、制作PCB、验证PCB设计等过程进行。在创新型实验或研究中，教师、学生可以按照自己的想法或兴趣进行相应的设计或研究。
四、Proteus虚拟仿真实验室平台架构
图1 Proteus实验室平台架构
基于Proteus仿真软件的实验平台架构如图1所示。图中，Proteus实验室物理上位于其校园网内部的某一个局域网上，该局域网上的服务器上安装Proteus服务器端软件，操作系统为Windows2000 server 或Windows2003 server，客户端PC上安装Proteus客户端软件，操作系统为Windows2000 professional或Windows2003 professional另外，需配置少量的设计验证系统硬件，以增加学生的感官认知。
通过Proteus实验室建设，借用Proteus仿真软件系统与校园网网络平台，发挥Proteus独特的虚拟仿真技术优势，很好的解决了电路基础、模拟电子线路、数字电子线路、信号与系统等课程的理论学习与专业技能训练，充分的调动学生学习积极性与主动性，全面提升高职院校人才培养质量。
参考文献：
[1] 邓泽民，韩国春.职业教育实训设计 M.北京：中国铁道出版社，2008.
第6篇：虚拟仿真课程资源建设范文
关键词：虚拟仿真；实验室建设；采矿工程
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）10-0141-03
东北大学采矿工程专业，根据学科发展需要及培养卓越性人才的需求，适应教育部开展国家级虚拟仿真实验教学中心建设要求，从2010年开始建设国家级虚拟仿真实验教学中心。
采矿工程专业的课程应用实践性强、紧密结合生产实际，教学大纲要求学生深刻理解采矿工艺、岩石力学等理论并能够联系实际解释实际工程施工过程中的岩土体失稳、破坏问题及其防护原理。野外考察和现场实例无疑是弥补这一缺陷的重要内容，但遗憾的是，由于受到现场条件、人力、物力和财力的限制，很难在教学中实际操作。现场和物理试验虽直观，但由于各学校实验室观测手段、经费等条件的限制，传统的教学内容已经不适应新形势对创新人才能力培养的要求，不能体现时代特色和新的教育观念，缺乏理论联系实际的有效方法。因此，需要对传统的教学内容进行改革，实现“教与学的互动、理论与实践的结合、能力与兴趣的共增”这一教学目标。
一、东北大学采矿工程国家级虚拟仿真实验教学中心建设
随着数值计算方法、虚拟仿真技术与计算机技术的发展，这些方法和技术为采矿、岩土及其岩石力学实验提供新的辅助教学手段。利用现代计算力学新理论、新方法和计算机可视化技术，对岩石的变形与破裂过程进行数值仿真和试验，不仅可以达到采矿、岩土工程设计及岩石力学实验辅助教学的目的，而且可以突破传统现场工程实践周期长、危险性大以及岩石实验观测难、分析难、重复难等多种弊端，是采矿、岩土工程实验教学改革的一条新路。
数值试验和虚拟仿真技术注重于对一些由于经费、时间、难度等因素的制约而难以在实验室再现的现象进行虚拟显现，更强调运用数值实验的结果加深对未知现象的探索，具有通用性强、方便灵活、可重复性等特点。所以，针对采矿、岩土工程实践周期长、危险性大以及岩石实验观测难、分析难、重复难等多种弊端，通过建立虚拟仿真教学实验室开展实践教学，帮助学生深刻理解工程设计原理，掌握理论知识，提高学习兴趣和创新能力，理论联系实际，提高实验教学效果，对于产学研有机结合具有重要意义。东北大学采矿工程专业为解决采矿工艺优化设计、岩土力学实验、采矿围岩岩体失稳数值仿真模拟等大型复杂实验中物理实验设备昂贵、维护费用高以及采矿现场安全性差等缺点成立综合性虚拟仿真实验教学中心。
本虚拟仿真教学实验中心在发展的过程中遵循“物理实验与虚拟实验并重”、“科学研究指导教学实践”的实验教学理念。中心的建设主要依托于国家采矿工程重点学科、教育部金属矿山深部开采重点实验室、辽宁省岩土力学实验教学示范中心、东北大学―东北建筑设计院合办的辽宁省岩土工程研究中心、长江学者创新团队、招金集团东北大黄金学院。经过快速发展的4年，中心至2013年已形成了系统性的虚拟仿真实验教学平台，虚拟仿真成为教学的重要内容。2013年，建立东北大学-山东招金集团有限公司国家级工程实践教育中心。2014年，中心所授课程《采矿学》获国家级教学成果奖。2015年，东北大学采矿与岩土工程虚拟仿真实验教学中心获批省级虚拟仿真教学中心，为中心今后的发展提供了更好的契机。
二、东北大学采矿工程国家级虚拟仿真实验教学中心实践
东北大学虚拟仿真教学实验中心主要承担采矿工程、资源勘查工程、测绘工程、安全工程、工程力学5个本科专业及其他相关专业的虚拟优化设计、数值仿真计算、数字矿山、地质测量、虚拟安全工程训练等实验、实训课程。此外，还服务于全校本科生各类创新竞赛和研究生的课题研究。中心目前设有4个实验室：矿山测量与数字矿山虚拟仿真实验室，采矿优化设计虚拟仿真实验室，岩石破裂过程与大规模并行计算数值实验室，安全环境及装备虚拟仿真实验室。
以上4个虚拟仿真实验室，开设各类虚拟仿真实验。中心面向全校相关专业承担课程实验教学、设计实践教学、工程训练实践教学。根据不同专业的教学需要，在虚拟仿真实验教学中实施了分类教学，对采矿、岩土、安全、资源勘查、测绘、力学专业学生开设基础型实验、设计型实验、综合型实验，部分同学选作创新型实验。另外，中心作为大学生课外科技创新设计与制作的主要支撑单位，为其提供设备仪器、场所和指导。
以下以采矿优化设计虚拟仿真实验室的露天矿境界与开采计划优化设计虚拟仿真实验，全面介绍本实验教学中心的教学实践过程。
第7篇：虚拟仿真课程资源建设范文
关键词:职业学校;资源建设;优质数字化教育资源
引言
职业教育是“为职业做准备”的教育类别，要为社会各行各业的多种岗位提供各类技能型人才。职业学校在数字化教育资源需求方面，具有较强的针对性、示范性及操作性，面向教师，构建适合职业学校教学需求的数字化教育资源共享机制，是十分重要的难题。
1职业学校教师优质数字化教育资源诉求
职业教育信息化是我国教育信息化建设的重要组成部分。职业学校数字化资源建设是促进职业教育信息化的重要途径，能够深化教育改革，提高职业教育教学质量，从而培养出适合市场需求的职业技能型人才。
1．1职业学校数字化教育资源建设相对滞后
1．1．1资源建设理念应用不足，亟需相关政策支持职业学校的数字化资源建设仍停留在教材的数字化、文本的电子化等简单的“书本搬家”，缺乏以学习者为主的学习理念的支持，忽视资源的设计环节，忽视学习者的动手实践操作环节。而教育信息化管理层只重视数字化资源建设的数量，忽视建设的质量，另外，在建设过程中“各自为政”，忽视与其他职业院校的合作，建设的资源具有共同性，导致重复建设。1．1．2缺乏需求分析环节职业学校生存的重要法则是能够满足市场人才需求，培养适合社会需求的职业技能型人才。职业院校数字资源是为师生提供教与学支撑，因此，在建设之前应充分了解学习者的需要，以满足使用者的需求，然而，在建设过程中恰恰忽略了这一环节，仅在响应国家或地方政府的政策，缺乏对数字资源建设的系统科学规划。1．1．3职业技能特色不足“职业教育的培养目标是为社会培养生产、建设、服务、管理等第一线需要的高技能应用型专门技术人才。”［1］因此，职业学校的数字资源建设应符合这一目标，依据不同的职业，系统性设计不同的资源，如倾向于操作类、虚拟仿真类资源、提高动手实践类资源，以支持师生的操作，提高示范－操作能力。而实际建设中的资源多以文本、图形或多媒体课件为主，示范演示类资源相对较少。
1．2职业学校教师数字化教育资源应用多集中于多媒体课件，应用水平有待提高
在前期的研究过程中，通过对甘肃省职业院校教师的数字化教育硬件资源掌握情况及数字资源使用情况发放调查问卷，得出以下结论。1．2．1教师数字化教育硬件资源掌握情况数字化教育硬件资源，是教师使用数字化教育资源的基础，包括文字处理软件、图像处理软件、音视频处理软件、动画处理软件及网络教学平台等。基于教师常用的数字化教育硬件资源掌握情况(如图1)，发现绝大多数教师能够较熟练的使用Word或WPS(文字处理软件)，其次是多媒体教室设备和QQ、微信、BBS、博客;掌握程度最不理想的是动画制作软件。可见，职业学校教师具备一定的信息技术基础，但水平有限。1．2．2教师数字化教学资源的使用情况职业学校数字化教学资源形式主要包括多媒体课件、网络课程、数字图书馆、数字教材资源及微课等。职业学校教师数字化教学资源使用情况如图2所示，58．76%的教师经常使用多媒体课件，46．38%的教师有时使用试题库，1/3左右的教师有时使用网络课程、数字图书馆和数字教材。因此，职业学校教师较为熟悉多媒体课件，其它的数字化教学资源应用尚且不熟练。
2适应职业学校教师的数字化教育资源
数字化教育资源类型多种多样，职业教育数字化教育资源类型包括数字化软件教育资源(如精品课程、网络课程、虚拟仿真模拟库、资源库、问答库等)、数字化硬件教育资源(如教育平台、教学工具或软件等)，而面向职业学校教师的数字化教育资源应具有教学性、具体性及示范性的特点。
2．1数字化软件教育资源
2．1．1精品课程和网络课程根据CELTS－31《教学资源建设技术规范》的定义描述，“网络课程是通过网络表现的某门学科的教学内容及实施教学活动的总和，它包括两个组成部分:按一定的教学目标、教学策略组织起来的教学内容和网络支撑环境”［2］，而精品课程资源则是网络课程中的精品资源，是国家评估高等学校教学工作的重要举措。面向职业学校教师的精品课程与网络课程应满足教师发展需求，对教师的信息化教学能力进行培养，为教师提供丰富多样的资源形式，以便教师根据需求设计教学;为教师提供其他教师的优质共享资源，如教学大纲、教学设计案例、练习题、实验指导和参考文献等，促进教师间的互动学习。2．1．2虚拟仿真模拟库“虚拟仿真实训系统是指通过虚拟仿真手段模拟各种职业教育实验和训练的工具软件”［3］，虚拟仿真模拟库是虚拟仿真工具软件的集合，能够将教学实训大规模、无限制地供师生反复操作，验证原理性知识，有利于节约职业学校的教学成本，减少危险程度高及复杂性操作，便于职业学校教师与学生实验和训练。面向教师的虚拟仿真模拟库不仅要满足基本虚拟仿真软件的操作性，还应具备让教师直接添加步骤备注与开发的功能，使教师能够验证知识，也可以通过自己的开发为学生提供关于具体课程的操作实践。2．1．3资源库职业教育中的资源库包含课件、视频库、案例库、文献、素材库、资源目录索引等具体资源类型。一般情况下，将其分为三级:专业级教学资源、课程级教学资源及素材级教学资源［4］。(1)专业级教学资源，为教师提供该专业先进的建议，包括以下3个方面内容:①为教师提供相关专业介绍，包括该专业的详细信息;②为教师提供该行业标准，指导教师标准地运用教学资源进行教学;③人才培养方案，在了解企业对人才需求的基础上，结合本专业的专业优势，进行课程设置，并提供相应的职业技能训练，开发符合职业学校的人才培养方案。(2)课程级教学资源，为教师提供完整的课程资源案例，包括课程大纲、教学设计、教学课件、教学活动、教学任务及教学评价等。①课程大纲，是教师课程设计的标准，保证教师在特定教学目标下完成课程设计;②教学设计，是教师实施课程的具体方案，指导教师按照具体设计实施教学过程;③教学活动，是教师在教学过程中安排的具体活动，是教师实施教学的最小单位;④教学评价，是教师完成教学活动后对学生的测试，是教师判断课程有效性的标准。(3)素材级教学资源，是教师开发课程的基础，按照媒体形式可分为文本、图形/图像、音频、视频及动画等，在符合学习者特征的基础上，需与课程内容结合，优化组合，以满足教师日常教学。
2．2数字化硬件教育资源
2．2．1教育平台教育平台是职业学校师生在线学习获取资源的支撑，同时也是数字化教育资源的依托。职业学校通常借助企业已开发的教育平台支撑师生教与学，因此，在选择教育平台时应考虑系统功能，可从交流参与、管理、课程传递及内容开发四个维度进行比较，每个维度具备的功能如表1所示。2．2．2教学工具或软件教学工具或教学软件，帮助教师根据课程大纲、学习者需求随时调整课程资源，通常来说，职业学校教师应掌握文字处理软件、图像处理软件、音视频处理软件、动画处理软件及网络教学平台等，但在调研中发现，教师仅对日常应用类工具软件如Word或WPS，多媒体教室设备和QQ、微信、BBS、博客等使用较为频繁，其他工具软件应用有待加强。
3建设面向职业学校教师的优质数字化教育资源的策略
建设优质数字化教育资源是提高职业教育教学质量的重要途径，是实现职业教育信息化，培养职业技能型人才的基础性环节。建设面向职业学校教师的优质数字化教育资源过程中，政府是推动资源建设的关键力量，应积极发挥其主导职能，为数字化资源建设与共享提供顶层保障。除此之外，应从以下三个方面着手:(1)面向企业需求，建设对口资源。企业需求是职业教育发展的内在动力，为企业输送人才是职业教育的根本目的。在数字化资源建设的过程中应充分了解企业需求，建设对口资源。一是可以利用校企结合的方式，企业直接向职业学校提出人才培养需求，同时为数字资源建设提供实际的要求;二是可以利用市场调研，职业学校组织专业人员进行数字化教育资源的需求分析，根据需求，有针对性地设计资源。(2)充分发挥教师作用，促进区域间协同开发。教师作为本专业技术的掌握者、知识的传授者，了解专业发展的前沿动态，理解学习者学习特征与发展情况，是数字化教育资源建设的骨干力量。不同区域间的教师所掌握的行业信息与技能有所差异，教师协同开发，为数字化教育资源建设提供专业、系统的智力支持。在教师参与的过程中利用激励机制和培训机制，消除教师顾虑，提高教师参与数字化资源建设的积极性与主动性。在激励机制方面，采用科研资助、职称晋升机会、公开表彰与奖励等方式吸引教师参与;在培训机制方面，利用培训提高教师的资源建设与应用水平，通过长期教学实践检测资源，从而提高教师的教学水平。(3)建立职业学校数字化教育资源标准，科学建设。职业学校数字化教育资源建设标准是数字化教育资源的必然要求，为数字化教育的资源开发、管理及应用提供技术与标准支持，包括技术标准和资源标准。技术标准为各项技术提供统一的准入标准，并保证各类平台之间的互操作;资源标准提供了不同形式资源的元数据及其属性、描述方式等。在职业学校数字化教育资源建设标准下，科学建设资源，既保证职业学校的数字化教育资源满足技术规范，又保证其针对不同专业需求和师生需求，具备个性化的特点，为不同的使用者提供区别的服务。
参考文献:
［1］程明霞．职业发展导向的高职数字化教学资源建设探索［J］．中国教育信息化高教职教，2013(23)．
［2］CELTS－31，教育资源建设技术规范［S］．
第8篇：虚拟仿真课程资源建设范文
关键词：森林防火；虚拟仿真；实验教学；林业；自主创新
中图分类号：S762.3 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2017）07-1351-05
DOI：10.14088/ki.issn0439-8114.2017.07.039
Exploration and Practice of Virtual Simulation Experimental Teaching System Construction for Forest Fire Prevention
WANG Ying， YANG Zhi-gao， LIU Jiang-long， ZHANG Gui， CAO Xiao-yu
（School of Science，Central South University of Foresty and Technology， Changsha 410004，China）
Abstract： In recent years， virtual simulation experiment solves many problems that can not be solved by traditional experiment， and more and more attentions focus on it by educators. It becomes an important part of Experiment Teaching. The forestry characteristics are given full play in the Virtual Simulation Experiment Teaching Center of Forest Fire Prevention of CSUFT. A high qualified virtual simulation’s teaching team was built， and a large of virtual simulation experimental resources are reserved through independent innovation， sharing and openness. The fact indicates that virtual simulation experiment teaching， which develop students’ comprehensive abilities， brings a lot of convenience and benefits for students， including forestry major and information major in experiment class.
Key words： forest fire prevention；virtual simulation；experimental teaching；forestry；independent innovation
包括森林防火在鹊牧盅ёㄒ担是一门实践性非常强的学科。无论是森林培育，还是森林经营管理，其理论和方法都是千百年来劳动人民和林学科研工作者从实践中萃取的精华。
森林防火作为森林经营管理的一个重要部分，实践对其具有重要作用。然而，专科生、本科生森林防火实践教学面临许多现实困境。首先，林火发生具有偶然性，同时起火地点多位于偏僻的林区，不容易及时赶赴现场；其次，林火蔓延的面积广、危险系数高、专业性强、时间紧迫，近距离的观摩指挥与扑救过程是不现实的；再次，学校缺乏消防演习场所和器材，如果从消防部门借用，庞大的开支无法负担，因而操作实践也无从谈起。因此，林业院校的森林防火类教学往往停留在理论层面，观看图片和视频成为主要的“实践”方式[1-3]。
近年来，随着虚拟仿真技术的兴起与广泛应用，应急类虚拟仿真教学与培训在多个行业得到应用，如消防、电力、水利、石油等行业。这些成果为森林防火虚拟仿真实验的开发和应用提供了良好的基础。
1 森林防火虚拟仿真实验教学中心建设历程
中南林业科技大学是一所以林业为特色，多学科协调发展的综合性大学。学校拥有1个国家重点野外科学观测研究站，2个国家工程实验室，3个国家级实验教学示范中心，一个教育部重点实验室，1个国家林业局重点开放性实验室。
2004年学校对实验室进行优化整合，组建了森林植物实验教学中心，2007年被评为国家级实验教学示范中心。示范中心是中国南方最大的森林植物实验中心，依托中国亚热带丰富的森林植物资源和独特区位优势，为培养高质量、高素质、具有创新能力的人才与建设支撑学科发挥了辐射与示范作用。
2011年学校以国家级森林植物实验教学示范中心为依托，整合森林培育、动植物标本室、遥感中心、计算机科学与技术、信息管理与信息系统、测量等实验室的相关资源组建了森林防火虚拟仿真实验教学中心。中心是目前国内第一个森林防火虚拟仿真实验教学中心，通过对虚拟森林植物生长过程、虚拟森林植物生长与林火干扰与恢复过程、虚拟三维场景、林火蔓延模拟、火灾指挥扑救模拟等的研究及软件和信息系统的开发，不但为本科教学提供了直观、互动性强的实验教学平台，也为中国林业部门人员的培训提供了丰富的教学资源，为林火的扑救教学提供了信息化手段。
2014年，中心凭借在森林防火领域长期的实践探索，以及在虚拟仿真实验教学领域获得的成果，成为首批入选的国家级虚拟仿真实验教学中心。
2 森林防火虚拟仿真实验教学体系建设
中南林业科技大学在林学领域发展近60年，在林木育种、森林培育、森林保护、森林经理、动植物保护、水土保持和经济林等领域进行了长期的探索与科学研究，取得了丰硕的教学与科研成果。同时，学校在中国南方森林防火研究中占有很重要的地位。学校森林防火专家经常受邀参与森林火灾的规划设计与评审、火案侦破、损失评估与人员培训等工作。制作的林火模拟案例连续四年均入选国家森林防火指挥部森林防火案例教学库，开发的软件与信息系统在湖南、广西、广东、云南、大兴安岭等地进行了推广与应用，效果良好。
2.1 构建具有林业特色的虚拟仿真实践教学模式
根据学校专业特色，中心着力打造具有林业特色的虚拟仿真实践教学。中心坚持以人才培养为目的，以虚拟仿真实验为手段，构建了“层次多样、内容丰富、师生共建”的创新型虚拟仿真实验教学模式，如图1所示。即教学方式上由易到难逐步推进；教学内容以森林防火为主，辅以动画、三维建模等知识的教学；实验项目的建设立足自身，以本校师生作为实验室建设的绝对主力[4]。
2.1.1 设计循序渐进的教学方式 森林防火教学分为基础理论教学、进阶实训教学和自主创新实践三个层次。基础理论教学阶段的实验项目，主要针对理论教学中的演示性内容开展，确保学生对教学内容有个直观了解；进阶实训教学主要满足学生的上机实验，通过可交互的、动态的实验项目，加深学生对课堂内容的理解，强化学生实际动手操作能力；自主创新实践主要结合中心建设与学科建设项目，教师主导，学生作为主力军，师生合力完成森林防火教学实验项目的设计与开发[5]。
因此，各个教学阶段对应的实验项目，并不是严格区分的，实际上，同一个实验项目，可能是在第三阶段由师生共同开发出来的，但在第一阶段被用来做演示实验使用，在第二阶段则成了实验中的操作对象。
2.1.2 提供丰富的能满足各个专业需求的教学内容 森林防火虚拟仿真实验教学中心为林学、风景园林、地理信息、计算机等专业提供虚拟仿真教学。考虑到不同学生个体的爱好、专业、就业方向，中心在设计实验项目时，尽可能提供多种实验教学内容，以满足不同专业学生的学习。通过多年的探索，中心实验项目日益丰富。主要包括：①三维模型制作教学，中心提供3Ds Max、Maya等3D建模软件的培训学习，利用上述软件，学生可以学习制作简单几何模型、建筑家居模型、人物模型、地形模型、粒子系统（火焰烟雾水体）等；②三维动画制作教学，中心购置了Unit 3D、VRP_Builder等国内外优秀的三维交互式动画软件，并提供上述软件的教学培训，如人物、动物动作仿真，消防器材使用仿真，场景漫游等等；③林学方面教学，因为主要涉及森林培育、森林保护、森林经理、动植物保护、经济林等方向的教学，因此，中心着力打造了植物生长仿真、森林资源仿真、森林公园场景仿真、植物三维建模、地形快速建模等实验项目；④森林防火方面教学是中心的建设重点，主要针对森林火灾现场的仿真，借助高分辨率的大屏幕，使学生获得沉浸式森林火灾实践体验。同时，森林防火实验项目主要结合科研项目与学科建设项目成果，因而综合程度、仿真度都很高，如林火扑救指挥仿真、林火蔓延仿真、林火避险仿真及森林火灾卫星监控预警系统仿真等综合实验项目。
2.1.3 设计开发自主产权的虚拟仿真创新实验项目 通常，虚拟仿真的实验项目大部分都是由专业公司使用专门软件制作而成，在制作过程中，师生的参与程度低、制作费用高；在教学过程中，维护困难，难以根据实际场景对实验进行修改。基于上述问题，森林防火虚拟仿真实验教学中心师生充分利用实验中心提供的软硬件条件，选用业界常用的3D制作软件，自主开发了多个实验项目。
师生自主开发虚拟仿真实验项目，有以下意义：①体现了教与学的“相长”。以往的实验设计，都是从教师教学的角度来进行。学生的参与程度低，缺乏学生意愿的表达，而中心的实验从设计到制作均由师生共同完成，既兼顾教师对森林防火知识和3D建模知识的传授，又更多的站在学生学习知识的角度来考虑实验的设计制作。②体现了理论与实际的结合。每个实验项目在开始制作之前，都会对相应理论进行认真研究，对相关实体进行亲身体验。如林火扑救指挥仿真的开发，首先就对林火蔓延、林火扑救等理论进行了深入研究，然后对森林植物与林火发生发展等实地进行考查与验证。在此基础上，制成森林火钠司戎富尤维虚拟仿真系统，接着应用到教学中，在这个过程中，师生会对系统提出改进意见，根据这些意见，制作人员进行反复修改，直至真正符合教学要求，于是在应用、完善、再应用过程中形成良性循环。③体现了科研与学科建设的相互促进。绝大部分实验项目在制作过程中，都充分借鉴和吸收了老师前期的科研成果。得益于中南林业科技大学在林业和森林防火方面的大量科研成果，几乎所有实验项目的制作都能在前人的成果中找到理论源泉，甚至部分成果可以直接利用，如森林公园三维漫游等[6，7]。
2.2 建立健全开放的实验教学资源共享长效机制
在《关于开展国家级虚拟仿真实验教学中心建设工作的通知》中，教育部明确要求“优质实验资源共享”是虚拟仿真实验教学中心建设的核心工作之一。森林防火虚拟仿真实验教学中心自成立之初，就十分重视资源共享建设。
1）资源丰富、覆盖面广。中心为林业类、信息类（林学、森林保护、测绘工程、地理信息科学、土地资源管理、信息与计算科学、软件工程、通信工程、电子科学与技术、电子信息工程、机械制造及自动化、土木工程等）本科生、硕士生及博士生提供直观互动的实验教学平台。该中心所建平台同时也可为我校所有理、工、农、管等门类本科专业进行虚拟仿真实验教学，覆盖了全校6成以上的学生。另外，中心还对林业消防部门提供虚拟仿真消防培训，产生了较好的社会效益。
2）所有实验项目均为自主研发，共享时无产权限制。中心除了硬件及通用基础开发软件外，所有实验资源（模型及实验项目）均为自主研发，因此不同于商业软件，存在知识产权限制而不能充分共享的问题。
3）建设了完善的共享平台作为支撑。中心建立了WEB服务平台，学校师生足不出户，就可以通过服务平台使用、、管理相应实验资源。同时，服务平台提供了完善的实验教学辅助功能，协助管理者与教师完成实验管理与教学工作。
4）建立了合理的激励机制。中心建立了交换与补偿机制，鼓励师生对实验资源“多使用多贡献”。如积分模式，用户可以通过购买或贡献资源的方式获得积分，然后用积分兑换实验资源。同时，对在实验室建设与管理中做出重大贡献的师生，中心在制度允许的范围内给予一定的物质奖励。同时，中心制定了严格的考核制度，对出现的问题予以相应处罚[8-10]。
2.3 打造高水平的、创新型的虚拟仿真实验教学和管理团队
森林防火虚拟仿真实验教学中心的建设，离不开一支优秀的团队。建设团队包括实验技术人员、专业教师、部分学生。实验技术人员主要负责中心日常管理与实验教学，专业教师主要负责教学与实验项目开发，学生主要是在教师的指导下开展实验项目开发。
在组建团队时，中心以学科专业带头人牵头组织本专业的实验教学小组。每个专业由专人设计编写各自的虚拟仿真实验课程、实验内容和实验教材，然后由中心熟悉虚拟仿真软件开发的师生进行具体开发，最后将上述成果交由专业教师进行教学。由此，中心形成了相对稳定的实验教学队伍。目前，中心拥有专职教师12人，兼职教师19人，所有教师均具有硕士以上学历，博士占到80%。大胆启用在校学生是中心一大特色。中心比较固定的学生团队16人，本科生、研究生各占一半。另外，中心还组织了虚拟仿真协会，协会拥有注册会员120多人，固定成员与协会会员均采取老带新的模式进行培养。中心全部的三维模型及大部分实验项目主要由学生在中心实验室完成，教师主要负责指导与技术难点攻关。这样做的好处是增强了学生的就业技能，为教师节约了大量科研教学时间，提高了实验项目的开发效率，且师生在协助开发的过程中加深了相互了解，从而有助于提高教学质量。从中心走出的学生，就业率达到100%，而且就业质量远高于其同专业平均水平。
3 建设内容与成果
经过近5年的发展，尤其是入选教育部首批虚拟仿真实验教学中心以来，森林防火虚拟仿真实验教学中心在软硬件建设上成绩裴然，成果丰硕。中心拥有实验室5间，面积达360 m2，分别是2个实验机房、沉浸式虚拟现实实验室、工作人员办公室以及实验项目开发人员工作室。拥有高性能图形工作站45台，高性能服务器4台，配备3D高清LED大屏的沉浸式虚拟现实系统1套，360度全景摄像机2台，红外热像仪1台。另外，中心还购置了Unity 3D、3Ds MAX、Photshop、VRP_Builder、SkyLine等一批图形开发软件。
目前为止，中心最大的成果来自于自主研发的实验资源。中心师生已经自主开发了8个完整的实验项目，400多个三维模型，另外，尚有多个实验项目正在制作当中。模型主要分为以下几类（图2）：
1）简单模型。主要是用来作为3D建模学习，包括建筑、家居、汽车等常见模型，共100多种。
2）植物模型。3D植物模型200多种，以树木为主。
3）消防器材模型。3D消防器材模型30多种，包括风力灭火机模型、消防车模型、飞机模型、遥感卫星模型等。
4）人物模型。3D人物模型25种，涵盖男女、老中青各种角色，同时包括跳、走、跑、卧、坐等通用动作以及灭火、捂鼻、砍树等专用动作。
5）粒子模型。包括烟、雾、水、雪、火等各种用粒子模拟的模型共28种。
实验项目主要包括（图3）：
1）3D校园漫游。以中南林业科技大学校园为蓝本，具有位置导航等交互功能的3D校园漫游导航系统。
2）森林公园仿真。模拟广州市白云山森林公园，重要景点提供高清360°视频或图片，并具有一定的交互性。
3）林火蔓延仿真。模拟林火在不同地形（平地、山地、丘陵）、气象（不同的风速、风向）、植被（草地、灌木、疏林地）条件下的蔓延火行为，包括火烧速度，火烧强度等，并具有一定的交互性。
4）林火紧急避险仿真。模拟几种主要危险环境条件下的避险逃生方法和过程，具有简单的交互功能。
5）林火扑救仿真。模拟几种主要环境条件下间接扑救指挥过程和结果，具有简单的交互功能。
6）森林火灾卫星监控预警系统仿真。模拟遥感卫星拍摄图片，地面接收站接受图片，解码图片，发现火点，发送火点警报整个流程，具有简单的交互功能。
4 结语
由于受实际情况限制，过往的森林防火教学通常停留在纸上谈兵阶段，极少涉及实践。虚拟仿真实验教学中心的建立，为森林防火实验教学提供了一个不可或缺的平台。同时，它不仅仅是一个森林防火的教学平台，还是一个虚拟仿真技术的培训平台，不同专业的同学，在这里学到了各自想要的知识，开阔了视野，锻炼了能力。事实表明，广泛开展虚拟仿真实验教学是今后实验教学的一个发展趋势，虚拟仿真实验是实验教学的一个重要组成部分。
森林防火虚拟仿真实验教学中心将根据教育部“科学规范、共享资源、突出重点、提高效益、持续发展”的精神，加强校企合作，进一步强化队伍建设，持续提升自主创新能力。具体来讲，完善以树木为主的模型库，增强模型的仿真度，改善实验项目的交互性与可操作性，开发更多的实验项目是今后中心工作的重点。
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第9篇：虚拟仿真课程资源建设范文
关键词：虚拟演播室；课程云模式；网络课程资源
中图分类号：G250.73 文献标识码：B 文章编号：1673-8454(2012)01-0023-03
一、虚拟演播室系统
虚拟演播室的实质是将计算机制作的虚拟二维或三维场景与摄像机现场拍摄的人物活动图像通过色键技术进行数字化的实时合成，使人物与计算机生成的虚拟背景能够融为一体，虚拟演播室可以把一些难以看见、摸不着、拍不到的景象形象地表现出来。例如，要表达某些天体运行情况、史前生物的生活情况等。它还可以移动场景，而移动场景这一功能非常适合讲授型教育节目的制作，它可以一改以往屏幕以教师头像为主的画面风格，很方便地将教师讲授的内容同实例通过移动场景在画面上结合起来。
虚拟演播室可以实现虚拟人物表演的功能。计算机技术的高速发展使得实时人物动画表演成为可能，如在真人身上各重要关节处加装传感器，传感器的各组数据传到服务器中用于控制已制成的虚拟动画人物的关节活动，使它完全实时地模仿表演者的动作，它会给节目带来新奇感和神秘感，这在已往的传统演播室制作过程中是无法想象的。
二、虚拟演播室系统在高校中的应用
随着计算机图形处理技术、多媒体技术、视频数字化的发展，不仅虚拟演播室技术日趋完善，已经达到了实际应用的程度，而且虚拟演播室系统的性价比得到大幅提升，加快了虚拟演播室在教育领域的应用推广。虚拟演播室在教育领域中的应用，越来越引起全国各高校的重视。目前已有部分高校建设了虚拟演播室，并在教育电视节目制作、远程教育和新教学模式的探索等方面取得了一些可喜的成绩。
1.虚拟演播室在高校电视节目中的应用
虚拟演播室首先是被广泛应用于电视节目的制作，全国各地的传媒大学或学院是较早将虚拟演播室用于实验教学中的。这些大学一般都开设有文艺编导、影视节目制作、播音与主持等多个专业。他们在实践中不断通过对演播室系统的完善和改造来丰富实验内容，拓展教学实验项目，摸索教学经验。因而，演播室就需要经常更换实物场景或者把大演播室划分为若干小区域，再在小区域进行灯光布置以满足学生上课的需要，但结果往往是众口难调，管理和调试都很麻烦。现在使用虚拟演播室，学生可以根据自身条件和要求自主挑选背景，场景切换方便，不受真实条件的约束，这种教学实验方式很受师生欢迎，也有利于拓展学生的创造空间。虚拟演播室具有制作成本低、制作周期短、制作效率高、所用场地小和实验教学灵活等诸多优势，将会成为未来实验教学的重要途径和方式 。
2.虚拟演播室在高校远程教育中的应用
电视大学是主要开展远程开放教育的大学，经过多年的发展建设，已经形成了以中央电大、省电大为中心、地市级电大分校为主干的远程教育网络系统。广西电大较早论证采用将虚拟演播室和双向视频会议系统应用于远程教育中，目前已在积极建设中。而据报道，清华大学、第四军医大学、北京电大等高校已有将虚拟演播技术应用于教学的案例。在远程教育课程的制作过程中，虚拟演播室表现出许多的优势：
（1）虚拟演播室具有虚拟列席功能。可将远地演播室中专家的实况视频与本地演播室中教师的场景视频实时结合在一个虚拟场景中，两人可以在虚拟场景中面对面交谈、演讲，学生觉察不到他们是身处异地，可以大大增强教学的现场感和参与感。这可以充分挖掘各地区教育领域的人才资源，实现人才教育资源的共享，如邀请大学教授、专家学者共同参与对某一问题的讨论，或者开展对某一节课的点评。
（2）提高教学的生动性与效率。在虚拟演播室创设的教学环境下，那些以往不便于远程教学的动作技能类教学内容可以通过虚拟演播室的三维建模来实现，这大大丰富了远程教学内容的呈现手段。同时，由于授课的教师身处虚拟的讲台上，通过后台三维或两维设计，其环境不仅可以是静止的，也可以是活动的，且可以结合课程内容变换贴切场景，产生超现实的效果，解决了在普通演播室难以解决的许多问题。
（3）激发学生听课兴趣。虚拟演播室画面变化多样，教师的授课方式十分灵活，不仅可以激发学习者的兴趣、提高学习的效率，还有助于提高远程教育课程的现场感和真实性,有效保持学习者的注意力，增强课程的传播效果,也吸引了学生学习兴趣。
（4）可以实现虚拟演播室网络化。虚拟演播室是与计算机数据压缩、传输和网络技术紧密结合的。通过这种技术，可以将图文信息、摄像机、话筒等前端信号直接转为数字信号，并可按照一定格式进行压缩，然后通过视频会议系统或网络传输给各地终端服务器设备。当设备距离较近时，也可以选择不压缩而直接通过网络传输，迅速传递讲课内容。
三、虚拟演播室与课程制作的系统架构与关联性
在虚拟演播室创建的教学环境中，教师端和学生端可以通过虚拟演播室的视频进行融合，可以实现虚拟的教师和学生同处一室的教学过程，教师可以直观地呈现教学内容，学生会感到仿佛是在与教师面对面交流，可以获得教师的当面指导，教师也可以得到学生的反馈信息，根据学生的需求及时调整教学内容和方式，使教学活动达到最佳效果。
1.虚拟演播室的基本架构
虚拟演播室一般由计算机3D和2D处理系统、现场摄像机、摄像机跟踪器、图形图像发生器、色键控制器、视／音频切换特技台和调音台构成的节目制作系统组成。
系统的组成框图如图所示。摄像机拍摄的授课教师在带识别标志的蓝屏前授课的视频图像信号一路送摄像机位置识别控制器，实时获取运动摄像的内外参数，另一路输出送数字色键器，从带识别标志的教师图像中去掉识别标志和蓝背景部分，再送视频信号校正处理单元，以保证前景与虚拟背景在合成时严格同步；并给出描述前景与虚拟背景融合比例的键信号。三维虚拟场景制作既能根据节目需要制作虚拟场景，又能借助三维加速卡在摄像机运动参数控制下实现变换场景。
2.在虚拟演播室下的课程制作过程
在带蓝箱（或蓝背景）的演播室里，教师或演员做着各种授课或表演，摄像机对其进行拍摄，以蓝色屏幕为背景拍摄的摄像机图像，通过色键控制器去“背景”，经延时后与选自计算机的虚拟背景以相同时码进行合成，实时产生一个组合的图像。
（1）由于计算机图形技术的迅速发展，计算机实时绘制各种复杂仿真的三维场景越来越普遍，如用3DMAX、Softimage、Photoshop等三维或二维图形图像制作软件来创建模型进行仿真设计。这些场景可以与摄像机摄制的视频信号完美地合成在一起，后台控制人员只需把与授课内容或表演内容相关联的仿真三维场景调到系统合成，这使授课的空间得到扩展。
（2）在课程录制中，现场的教师和学生可以在虚拟演播室中与三维背景呈现出真实的透视关系，同时允许插入视频片断。这些效果是在课程拍摄过程中根据课程内容或遵照后台编导现场决定来完成的，我们能感觉到，现场视频信号及三维场景是由同一台摄像机拍摄的，并且它们来自同一个源。把这些合成的课程视频信号与三分频录播系统进一步整合可以得到更完美的课程资源。
（3）虚拟演播室的实时反馈性。在节目制作中，教师的现场动作与计算机场景能实时地合成，合成后的场景能及时地反馈给摄影师和教师，以便帮助摄影师调整拍摄焦距和景别，帮助教师调整授课动作。
四、虚拟演播室引入下网络课程资源建设的发展趋势
网络课程是一种基于计算机多媒体信息技术、网络技术的教学资源，对于国家积极推进的信息化教育建设、优质资源建设共享和人才培养模式改革与创新，都有积极的推动作用。
1.教师在实施网络课程建设中教学手段的多样性
虚拟演播室可以连接多种教学媒体和教学资源，在虚拟演播室创设的教学环境下，那些以往不便于远程教学的动作技能类教学内容可以通过虚拟演播室的三维建模来实现，这样不仅大大丰富了课程教学内容的呈现手段，还增加了教学过程本身的趣味性。在虚拟演播室的环境下，一些教学活动的组织方式和呈现方式可以更加灵活，例如：在网络课程教学中有好多工程师在以前做过的网络路由配置实验，通过虚拟模拟处理，把不同的参数设置对应不同的虚拟直观输出方式展现，教师在教学过程中可以作适当的引导，通过回放效果或者教师扮演的方法当面呈现给学生，把教学课程中复杂的问题通过虚拟现实逐一分解，这激发了学生的学习兴趣，培养学生科学的思维方法。
2.网络课程建设中师生的共同参与
网络课程要建成特色，应该突破传统单一的教师独唱模式，从发展的趋势看，将会转换成教师、学生多人参与建设的课程云模式，所谓课程云模式就是在课程资源建设中，不论是本地的还是远程的教师和学生，通过互联网络组成一个课程建设团队，教师和学生均可将教学成果、教学过程、教学创新亮点、学习技巧与体会以互动的形式到课程资源库，建构课程知识体系的空间，逐步完成课程建设。
虚拟演播室能为教师和学生提供一个可以自己建构知识体系的空间。在网络课程建设中，一些传统经典的学习内容可以从平面的文字形式转化为空间的结构形式，教师可以将一些抽象的理论、复杂或繁琐公式的推导等用图形显示的方式和虚拟场景的方式展示在学生面前，并可进行很好的虚拟互动交流，帮助学生更好地理解和掌握教学内容，起到事半功倍的教学效果。然而，虚拟演播室创设的空间结构形式又不同于一般的多媒体形式，它是一个可以多人直接参与的立体空间。无论是教师的教学过程还是学生的学习过程，无论人在本地还是在异地，都可以充分融入计算机创设的虚拟学习环境之中。这也是课程云模式建设的具体要求。
五、小结
虚拟演播室技术已受到越来越多的网络课程资源建设者的关注。它既可以仿真传统演播室，又可以超越传统演播室，极大地丰富了网络课程资源建设的手段。它既可以用于多媒体教室课堂教学，又可以用于网上讲座的远程教学；既可实现实景教学与课堂教学相结合创建的情境教学，又可创设虚拟现实和超现实的课程云模式。它在教育领域的应用也切实地解决了其他教学手段难以解决的参与性不强、不能及时交互、不利于教师潜移默化地进行课程启发教育等问题。从长远来看，虚拟演播室将会越来越多地参与教育教学和课程资源建设中，其制作的视频与仿真效果更能真实和贴切地反映课程内容。因此，如何更好地运用这方面的新技术为教学和科研服务是值得我们研究的新课题。
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