虚拟化学论文精选(九篇)

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第1篇：虚拟化学论文范文

国务院学位委员会于1998年修订研究生专业目录时，特别设立了材料物理和化学专业。材料物理和材料化学是材料科学的重要基础。现代材料科学的发展已经由过去的宏观研究和发展进入到微观分析和研究，用电子、原子、分子的尺度来研究改变物质的性质，发展新兴的材料。特别是当今以服务于高科技，现代工业和国防为主的现代材料或新材料的需求量越来越大，新材料的研制与开发速度也越来越快，因而涌现出的新概念、新理论、新技术、新方法、新工艺、新产品和新问题越来越需要材料学家和物理学家等共同努力来归纳、整理、总结及创新。由此产生的材料化学新专业无疑是多学科知识交叉、渗透的结果。它给现代材料的研究、开发和应用以及相关科学的发展带来了新的空间，为新材料的可持续发展提供完善而系统的理论指导和技术保障。因为材料化学专业是技能性、实践性极强的学科领域。如何通过材料化学各实验课程的改革，深化学生对课堂知识的理解，培养学生的科学思维方式和实践能力，从而提高学生创新能力和综合能力，是我们面临的一个重要问题。如何通过实验培养学生多层次、多方向的掌握材料物理性能与材料的制备、工艺和测试手段的关系。并且通过独立操作和控制实验进程，培养学生的研究精神和创造能力是我们材料化学专业需要迫切解决的问题。我们通过分层次实验教学，取得了良好的教学效果。

分层次实验教学法研究

通过分层次开设实验，培养学生的合理的思维方式和实践能力，从而提高学生研究精神和创造性能力。具体过程分为以下三个步骤：

1.加强有关材料化学专业基础性实验

在材料化学专业本科生具有了初步的化学和物理实验能力的基础上，首先将材料化学专业实验课程从相关理论课程剥离，综合成材料化学专业专门的基础实验课程，集中训练学生的材料制备和材料性能检测技能，并以此为实验室的开发重点，使学生的实验基本技能得以巩固和提高。

2.开展综合性实验并结合本专业开展远程网络虚拟实验教学

在材料化学专业本科生已经具有初步的材料制备和性能检测的实验技能基础上，第二步开设综合性实验并结合远程网络虚拟实验教学。综合性实验的开设是为了适应社会的发展和需求，在综合实验新体系中，要求开设的综合性实验尽可能反映材料、生命、环境、信息等学科的内容；了解和学习材料化学研究方法与现代实验技术在高新科技学科中的应用成为我们新的建设目标。因此，不仅要打破专业的界限，还要打破学科的界限，使综合性实验成为跨学科、多技能的综合训练。在我们材料化学专业开设的综合性实验中，与材料、信息相关的实验有新型能源材料的合成，SDC（固体氧化物燃料电池电解质材料）的合成和表征，压电陶瓷的制备和表征等等；与生物相关的实验是天然物或中草药物的提取及指纹图谱等。这样可以使学生掌握无机非金属材料的制备方法和相关性能测试方法，掌握天然生成物质的提取方法和结构确定的手段，从而有效地提高学生的专业知识并扩展了知识面。为今后学生进行主导型研究性实验奠定基础。

目前，网络建设日益完善，网络速度和宽带不再成为制约网络虚拟实验教学的瓶颈。计算机软、硬件的飞速发展无疑使得虚拟实验环境更加逼真、智能。当然，虚拟实验在培养学生的动手能力、培养学生的误差分析能力等方面还不可能取代传统的实物实验教学方式。但是开设远程网络虚拟实验教学可以使接受远程教育的学生获得与在校生一样的从感知到理解的过程。有利于培养学生网络学习的能力，为终身学习打下良好基础。对我们专业来说，因为是新开的专业，很多实验还缺乏必要的实验器材，很多综合性实验课程无法开出。但借助远程教育平台，可以与兄弟院校和我校其他院系的实验教学资源实现共享，从而使相关实验得以进行，实现了学生对相关实验的认知。

3.开展学生主导型研究性实验的模式

学生主导型研究性实验是在综合性实验的基础上由学生自己选题、查阅文献和设计实验，在教师指导下完成研究性实验论文并进行论文答辩。该模式的主要目的是全方位地锻炼学生实验研究的能力，充分调动学生的主动性和积极性，激发他们从事材料科学研究的兴趣和热情，为其今后的毕业设计和将来从事科研工作打下良好的基础。同时这种新的实验模式也提高了实验室在学生学习中所占的地位，建立了进实验室学习的意识。设计性实验对开发学生智力和创新能力有着重要作用。但在具体实施时，对学生的培养要有一个由浅入深的过程，我们材料化学专业的主导型研究性实验采取在大学中后期开设，在学生已经完成材料化学基础性实验和综合性实验的基础上结合指导教师的课题或相关专业后开设（可参考材料化学实验教程中的设计性实验）。具体过程一般为以下几个步骤：（1）选题； （2）查阅文献收集资料； （3）研究方案。学生设计实验原理，方法和步骤，拟定实验所需药品、仪器，探讨实验时可能产生的现象和容易发生的失误以及安全等应注意的问题，最后独立设计实验方案。实验方案包括：实验题目、仪器、药品、操作步骤和实验表征仪器等。然后将审阅实验设计方案交给教师，教师在尊重学生创造精神的原则下选出几种最佳方法，同时纠正某些实验方案的错误指出某些实验方案的缺陷，再将设计方案反馈给学生，将教师选中的方案交由全班同学讨论、完善。然后采取论文答辩的方式检验实验效果。在整个形式上基本是本科生毕业设计的模型，通过这样的实验为学生的毕业设计和将来的进一步深造奠定基础。

最后，在整个分层次法实验教学中，我们的实验室采取的是开放式实验管理模式，在时间方面，我们安排了中午、晚上和双休日对学生开放，让学生对实验结果进行一些探索，对实验基本技能进行巩固和掌握。同时，有2~3周开展专门的实验时间。在人员配备方面，采用专业课教师和实验室教师结合的方式，使每个实验都有专业教师进行指导，以保证实验的顺利进行。

第2篇：虚拟化学论文范文

关键词：历史专业；导师制；实施方案

本科生导师制是由英国威廉·威克姆创立，最早应用于牛津大学“新学院”的一种人才培养制度。其卓有成效的培养效果，在国内外产生了重要影响，因而被各著名高校采用。其主要特点是：教师和学生密切接触，师生关系亲密；导师可以根据学生个体差异因材施教，最大限度地激发学生的主动性；导师在做好自身科研工作以外，还要对学生进行生活、学习上的指导。在现实生活中，种种问题的存在及历史专业本身的特点，使得本科生导师制的推行更为迫切，方式更为灵活。

一、本科生导师制实行的必要性

随着我国社会的发展、大学教育的普及，辅导员师资力量的相对薄弱以及学分制的实行使得本科生导师制在我国的实行显得尤为必要。

（一）大学扩招，辅导员师资力量相对薄弱，需要更多教师参与学生管理

在我国，2009年大学计划招收学生人数突破600万，2010年为657万，2011年为675万，大学教育的普及程度已经接近发达国家水平。就河南大学来讲，2010年高招计划招生10635人，2011年高招计划招生10860人，现有在校生35000人左右，教师4000多人。其中，辅导员有120人左右，平均每位辅导员管理近300名学生，单纯地依靠辅导员管理学生显然是不够的。《国家中长期教育改革和发展规划纲要2010-2020年》和《中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》都要求高等教育培养创新型人才。在这种条件下，只有发挥更多教师的积极主动性，才能完成此项要求。本科生导师制符合社会发展趋势，实行本科生导师制是我国高等教育发展的必然选择。

（二）推行学分制，需要教师参与指导

由于网络的普及，现在我国许多高校一改以往固定培养学制（一般为4年），开始实行弹性学制（3~7年），学生所修课程的总学分达到毕业规定要求就可以毕业。它要求学生在学校固定的网络教学系统中选择课程。除修完必修课程外，还必须修一些选修课，以达到毕业学分要求。学生如何选择这些选修课，并达到扩展视野、丰富知识、有利于进一步深造或就业的目的，需要具有丰富经验的教师予以指导。因此，实行本科生导师制就成为最佳选择。

（三）现有教学方式不利于创新型人才的培养

由于历史专业实践性较弱，现有历史专业教学方式以灌输为主，重视教师的单向作用，重视教师的主动作用，忽略、忽视了学生的主体作用。现有高校历史专业培养方式，仅仅重视课堂教学，忽视课外教学，课堂教学和课外教学联系不大。实行本科生导师制，可以把课外教学和课堂教学对接起来，将课堂教学延伸至课外，形成全天候培养学生的制度。

（四）实施本科生导师制有利于教学相长

科研创新需要自身知识的积累，但不可忽视思想的碰撞、交流的展开在其中所起的作用。在多元的社会中闭门造车，必然事倍功半。虽然导师在人生阅历、专业研究等诸多方面优于学生，但在一对一的指导中，学生的多样性、时代的发展性会使导师感受到压力，从而强迫自己通过不同途径提高自身水平，熟悉本专业最新的学术研究动态、成果，提高自身科研能力，关注社会发展，洞察热点问题内核，以利于解答学生提出的问题。这种课外的师生交流，对师生来讲，就是另外一种的教学相长。

二、本科生导师制实施方案

基于现实中相关问题的存在，高校历史专业本科阶段导师制应从以下几个方面着手实施。

（一）三年级以前实行导师制

某些院校由于将导师制的内容局限于科研的指导，所以在学生三年级时才实行导师制。这种做法不能很好地发挥导师的作用，缩小了导师制的内涵。在就业压力非常大的现实生活中，在某些对科研不感兴趣的同学身上导师制流于形式。河南大学历史文化学院对实行导师制的2007级、2008级学生进行调查，330人中仅有13人主张三年级开始实行导师制，绝大多数的学生主张三年级以前实行导师制。历史文化学院的2007级是在三年级、2008级是在二年级实行导师制的，这些学生中也有一部分希望入校之时就实行导师制。可见，入校后学生想早些实行导师制仍是一种趋势。学生的选择是有道理的。三年级以后，学生的基本想法已趋于定向，已经决定了考研或者就业。而三年级以前，学生存在适应环境、完成高中生向大学生的转变、如何选课、如何在平时培养科研能力等诸多问题，这些问题的解决都需要导师的介入。

（二）导师制的实施内容在不同阶段要有所侧重

由于导师需要对学生进行较为全面的导学，不同年级学生在不同时段有不同的需求，所以导师应根据不同年级不同时段的任务安排自己的导学内容。

一年级的学生，需要导师帮助他们认识学校、转变自我、增强专业思想。学生从四面八方来到一个新环境，经历着从高中生成为大学生、从依赖到独立的转变。为此，一年级时导学内容的重点是谈心，做思想教育工作。

二年级的学生继续学习专业基础课，开始接触选修课。这时，导师不仅需要告知学生学科的体系结构，还应照顾到课程的学习顺序，这样才能帮助学生更好地达到学习的目标。导师还要了解学生的真实想法、思想志趣，帮其规划未来，使学生在二年级时就为未来打好基础，做好准备。

三年级时大量选修课开始加入。导师要了解学生的专业兴趣，指导学生阅读相关书籍。通过举办读书报告会等活动，增强学生的表达能力，督促其学习，并适当地加强其实践能力的锻炼。针对师范类学生，导师应加强其授课能力的培养，可以让学生课下练习讲课，每个月集中指导一次模拟上课。锻炼次数越多，学生就越熟练，找工作时其就业能力就会大大提高。针对有考研兴趣的学生，导师可以结合其考研方向，有的放矢地对其进行指导。

四年级上学期是学生找工作或者考研的时间。因此，导师要根据这一阶段的特点安排导学内容。不仅要加强学生实践能力的实际操练或考研专业课的复习，还要向其传授找工作或考研的经验，帮助其收集就业或考研信息，减轻学生心理压力，鼓励他们迎接挑战。四年级下学期主要是写毕业论文。毕业论文是对学生本科阶段专业学习成果的综合考查，也是导师导学成果的表现之一。对于不考研的学生来讲，毕业论文可能只是他们的必修课程；对于考研的学生来讲，则意味着他们能否获得进一步深造的机会。历史文化学院要求辅导员从四年级上学期开始，就将学生是否考研、论文题目等信息提交院里。院里根据学生论文方向派到教研室，并告知教研室主任将考研学生的论文尽量交予学术水平较高的老师指导。在这种负责任的态度指导下，历史文化学院的学生没有因毕业论文出问题而被高校研究生复试刷掉的。学生对学院的做法比较满意。

（三）师生间导学的主要方式

导师制的实现方式与学生课堂上课有诸多区别，最大的区别在于学生与教师的私人交往增多，直接接触次数增多。根据对历史文化学院2007级、2008级学生所做的调查，有89.09%的学生期待导师指导学生的最佳人数为10以下。师生比的加大，必然为导师与学生间的交往提供了更多有效的方式。

1．聊天

聊天是人在自然状况下的对话，可以直抒胸臆，表达自己的意愿，增强师生之间的关系。导师和学生之间既可以一对一聊天，也可以集中起来进行对话。为保证导师制实行的有效性，建议一个导师带10名学生。这种人数的有效限定，给聊天的实现提供了可能。在网络技术发达的今天，聊天的实现有两种方式，即现实聊天和虚拟聊天。现实聊天更直接，更便于导师了解学生情况，可以加强师生间的交流。虚拟聊天，即通常我们说的网络聊天。在任何一个网络终端，双方都可以及时进行交流，导师可以及时了解学生的学习、生活状况，学生也可以及时向导师提出问题，接受指导。

2．读书报告会

一般是导师根据学生兴趣及要求开列书单，由学生自行读书，在指定的日期由导师召集，学生间相互交流读书心得并由导师点评的一种导学形式。此种方式对于督促学生学习、增长学生见识、促进学生间交流、互相启发学术敏感性、提高学生学术领悟力都能起到较大的作用。

3．论文写作研讨会

写论文是锻炼作者思维的最好方法，对于提高学生的逻辑能力、文字运用能力大有帮助。导师可以在论文写作研讨会上拿出学术水平高的杂志中的典型文章进行点评，包括结构解剖、语言表述、内在逻辑、史料运用、观点表达、学术史回顾、学术前沿等问题；在具体指导某一学生时，就要对其选题、资料查找、文章结构、学术前沿、学术史回顾等做具体指导。一两个月以后，要求学生将写成的论文拿到论文写作研讨会上进行宣读。学生陈述自己的论文，其他学生做点评，导师参与讨论。如此几次，学生的学术水平及写作能力必然提高。

4．实践考察

培养人才的目的是为社会服务，所以，学生除了学习知识，还要通过社会实践走向广阔的社会舞台，检验自己的能力。导师可以指导学生做一些相关问题的调查，将课本中的历史知识转化为某些现实中的感受，并提交社会实践报告。作为历史学师范类学生，除了做好以上工作，还需到中学实习。导师要就学生的听课、备课、试讲、点评进行全程指导，并让学生互相观摩、互相提高。实习结束时，学生要回讲，全面总结实习经验，争取做一名合格的人民教师。

三、本科生导师制实行中应注意的问题

为使本科生导师制更好地实行，在具体实施中，还需要注意以下几点。

第一，导师的选拔。历史文化学院根据自身院（系）的特点，从严选拔导师。要求导师应当具有较强的事业心和责任感，作风正派，严于律己，为人师表，保证有一定的时间和精力指导学生；了解高等教育规律和青年学生成长规律，热爱学生，具有一定的社会工作经验和组织管理能力；一般要求具有副教授及以上职称或硕士及以上学位，或有独立主持科研项目能力。

第二，做好导师制的监督、检查和考评工作。导师制实行的效果，要从职业道德、履行职责情况、工作绩效等方面全面衡量，还要把考核结果与教师年度考核、专业技术职称晋升、岗位聘任和奖酬发放结合起来，对作出贡献、学生口碑好的导师要积极地进行物质奖励和精神奖励。

总之，高校历史专业作为综合院校长线专业之一，面临着其他专业相似的问题，诸如招生人数增加，学分制的推行，教学方式、培养方式的明显不足，学生专业思想不牢固及就业困难等。推行导师制是解决以上问题的现实途径。同时，历史专业的特殊性也让导师制实施方案具有自己的特色，比如读书报告会、论文写作研讨会等。

参考文献：

[1]孟宪军.关于实施本科生导师制之理论探究[J].黑龙江高教研究.2004,(3).

[2]吕秋丰,靳艳巧,林起浪.高校本科生实行导师制的探讨[J].教育探索.2010,(1).

第3篇：虚拟化学论文范文

[论文关键词]数字教学 虚拟现实技术 交互式 教学模式

随着国家发展“大学科”及交叉学科的教育建设思想的推进，现代教育要求不仅掌握知识、学习能力和方法，更要进行必要的人文主义教育，交互式教学法实现了教师与学生以及学生之间的交互。虚拟现实技术的发展和应用，使人机交互更好地与日常生活经验相契合，为交互式的教学方法提供了技术支持。本研究旨在通过研究人的行为，运用交互式的教学方法，探究以虚拟现实技术为代表的先进技术在未来数字教学模式中的应用。

一、基于虚拟现实的交互式数字教学方法研究与分析

1.人机交互。人机交互过程是指人通过人机界面向计算机输入指令，计算机处理后把输出结果呈现给用户的过程。人机交互的发展历史，是从人适应计算机到计算机不断地适应人的发展史，它经历了几个阶段。

人机交互的方式可以分为数据交互、图像交互、语音交互和行为交互四类，其中行为交互是当今社会研究的重点，它是指通过身体的姿态和动作来表达意思。行为交互是计算机通过定位和识别人类，跟踪人类肢体运动和表情特征，从而理解人类的动作和行为，并作出相应的智能反馈过程，它将带来全新的、最自然的交互方式。计算机通过用户行为能够预测用户想要做什么，并以此来满足用户的需求。比如，计算机通过跟踪人们的视线，就能预测用户的意图，是想要浏览什么网站还是需要打电话等，它有助于形成更适合未来数字教育的交互方式。现代教学，教的内容趋于多样化，学生的需求也趋于多样化、多层次，每个学生的个体差异也更为突出，怎么针对这些新的特征，利用更好的交互技术，使教与学的内容在数字化的平台上，更好地照顾学生的个性化特征和需要，更好地实现教师个体与学生个体之间以及学生群体之间的相互交流、互动学习就变得尤为重要。

前面提到，人机交互需要由相应的人机界面来使之形象化。人机界面是人与计算机之间传递、交换信息的媒介和对话接口，凡参与人机信息交流的领域都存在着人机界面，它是人机双向信息交互的支持软件和硬件，也是进行交互设计最终展现给用户的结果，所以，对人机界面的充分了解对分析数字教学中的交互设计不可或缺。

2.虚拟现实技术。要实现上面所述的自然交互过程，需要运用高科技手段，比如近几年逐渐成熟的虚拟现实技术，利用电脑模拟产生一个三度空间的虚拟世界，集成了计算机图形技术、计算机仿真技术、人工智能、传感技术、显示技术、网络并行处理等技术的最新发展成果，提供使用者视觉、听觉、触觉等感官的模拟，让使用者如同身临其境一般，及时、无限制地观察三度空间内的事物。在教学中，它运用于实验模拟、场景再现，可以把枯燥繁琐的文字知识形象地进行转化，帮助学生主动地思考、学习，是既有意思又是符合未来教育模式的一种技术。

虚拟现实具有三“i”的基本特征，即immersion-interaction-imagination(沉浸—交互—构想)，强调虚拟系统中人的主导作用。沉浸感指用户沉浸于计算机生成的虚拟环境中，有身临其境之感。交互性指用户与虚拟场景中各种对象相互作用的能力，是人机和谐的关键性因素。想象力则是用户从定性和定量综合集成的环境中得到感性和理性的认识，从而可以深化概念，萌发新颖的认识。

按照用户参与的形式以及沉浸程度，虚拟现实可以分为桌面虚拟现实、沉浸式虚拟现实、增强现实性的虚拟现实和分布式虚拟现实系统四类。虚拟现实系统强调的是人与虚拟环境之间的交互作用，或是两者相互作用，从而反映出虚拟环境所提供的各种感官刺激信号以及人对虚拟环境做出的各种反应动作。虚拟环境给人提供的各种感官刺激包括视觉、听觉、嗅觉、味觉、触觉、力觉、身体感觉及前庭感觉，在物理、化学及设计类课程的互动教学中应用前景广阔，虚拟环境能够逼真模拟物理中的力觉与触觉，生物化学中的嗅觉和味觉，而各种设计类课程中的大量视觉图像图形的动态信息也能够更好地呈现出来，在教学中起到很好的演示作用。另外，虚拟现实的技术能够较好地调动学生的学习积极性，使枯燥的内容更形象化呈现出来，同时教师也可以应用虚拟现实的仿真模拟技术，将逻辑思维较强的教学内容，通过仿真模拟的方式，预测到由于公式及参数的改变而可能产生的预期结果，并科学地呈现出视觉、听觉、触觉、力觉等多种感知的结果，加深学生的感性认知，“上手(Hands-on)”和“交互式”的教学能够引发更多的积极的注意力，帮助学生更透彻地理解抽象的原理。

3.现代教育与数字教学。数字教学是指教师和学习者在数字化的教学环境中，遵循现代教育理论和规律，运用数字化的教学资源，以数字教学模式培养适应新世纪需要的具有创新意识和创新能力的复合型人才的教学活动。随着计算机和互联网技术的日益发展及应用，数字教学模式主要应用于多媒体教学和网络教学领域，并逐渐深入到学习的方方面面。

但现阶段的数字教学仍然存在缺陷。首先，计算机无法对学生的情绪变化作出相应反馈，而且它也无法取代教师在教学过程中一些暗示性的语言所起到的微妙效果。其次，在教学的许多领域中，计算机无能为力，特别是非逻辑判断方面。最后，教学课件在实际使用中存在着局限性。这一系列的问题，相信通过运用交互设计的方法，结合虚拟现实技术的应用，都会被逐一解决。

[论文摘要]以虚拟现实技术为发展趋势的信息技术日新月异，当它被应用到教育领域时，能够提供逼真的实验环境和事件场景，内容组织安排特别强调学生主动参与来构建知识结构，使学生由“被动听讲”转变为“主动学习”，教与学之间能产生更好更强的互动，是信息时代教学模式的主要发展趋势。文章旨在分析探索以虚拟现实技术为基础、以交互式为导向的数字教学模式，并从教学资源、师资队伍、个性化教学及整合网络教育平台四个方面详细阐释了基于虚拟现实技术的交互式数字教学模式的构建。

[论文关键词]数字教学 虚拟现实技术 交互式 教学模式

随着国家发展“大学科”及交叉学科的教育建设思想的推进，现代教育要求不仅掌握知识、学习能力和方法，更要进行必要的人文主义教育，交互式教学法实现了教师与学生以及学生之间的交互。虚拟现实技术的发展和应用，使人机交互更好地与日常生活经验相契合，为交互式的教学方法提供了技术支持。本研究旨在通过研究人的行为，运用交互式的教学方法，探究以虚拟现实技术为代表的先进技术在未来数字教学模式中的应用。

一、基于虚拟现实的交互式数字教学方法研究与分析

1.人机交互。人机交互过程是指人通过人机界面向计算机输入指令，计算机处理后把输出结果呈现给用户的过程。人机交互的发展历史，是从人适应计算机到计算机不断地适应人的发展史，它经历了几个阶段。

人机交互的方式可以分为数据交互、图像交互、语音交互和行为交互四类，其中行为交互是当今社会研究的重点，它是指通过身体的姿态和动作来表达意思。行为交互是计算机通过定位和识别人类，跟踪人类肢体运动和表情特征，从而理解人类的动作和行为，并作出相应的智能反馈过程，它将带来全新的、最自然的交互方式。计算机通过用户行为能够预测用户想要做什么，并以此来满足用户的需求。比如，计算机通过跟踪人们的视线，就能预测用户的意图，是想要浏览什么网站还是需要打电话等，它有助于形成更适合未来数字教育的交互方式。现代教学，教的内容趋于多样化，学生的需求也趋于多样化、多层次，每个学生的个体差异也更为突出，怎么针对这些新的特征，利用更好的交互技术，使教与学的内容在数字化的平台上，更好地照顾学生的个性化特征和需要，更好地实现教师个体与学生个体之间以及学生群体之间的相互交流、互动学习就变得尤为重要。

前面提到，人机交互需要由相应的人机界面来使之形象化。人机界面是人与计算机之间传递、交换信息的媒介和对话接口，凡参与人机信息交流的领域都存在着人机界面，它是人机双向信息交互的支持软件和硬件，也是进行交互设计最终展现给用户的结果，所以，对人机界面的充分了解对分析数字教学中的交互设计不可或缺。

2.虚拟现实技术。要实现上面所述的自然交互过程，需要运用高科技手段，比如近几年逐渐成熟的虚拟现实技术，利用电脑模拟产生一个三度空间的虚拟世界，集成了计算机图形技术、计算机仿真技术、人工智能、传感技术、显示技术、网络并行处理等技术的最新发展成果，提供使用者视觉、听觉、触觉等感官的模拟，让使用者如同身临其境一般，及时、无限制地观察三度空间内的事物。在教学中，它运用于实验模拟、场景再现，可以把枯燥繁琐的文字知识形象地进行转化，帮助学生主动地思考、学习，是既有意思又是符合未来教育模式的一种技术。

虚拟现实具有三“i”的基本特征，即immersion-interaction-imagination(沉浸—交互—构想)，强调虚拟系统中人的主导作用。沉浸感指用户沉浸于计算机生成的虚拟环境中，有身临其境之感。交互性指用户与虚拟场景中各种对象相互作用的能力，是人机和谐的关键性因素。想象力则是用户从定性和定量综合集成的环境中得到感性和理性的认识，从而可以深化概念，萌发新颖的认识。

按照用户参与的形式以及沉浸程度，虚拟现实可以分为桌面虚拟现实、沉浸式虚拟现实、增强现实性的虚拟现实和分布式虚拟现实系统四类。虚拟现实系统强调的是人与虚拟环境之间的交互作用，或是两者相互作用，从而反映出虚拟环境所提供的各种感官刺激信号以及人对虚拟环境做出的各种反应动作。虚拟环境给人提供的各种感官刺激包括视觉、听觉、嗅觉、味觉、触觉、力觉、身体感觉及前庭感觉，在物理、化学及设计类课程的互动教学中应用前景广阔，虚拟环境能够逼真模拟物理中的力觉与触觉，生物化学中的嗅觉和味觉，而各种设计类课程中的大量视觉图像图形的动态信息也能够更好地呈现出来，在教学中起到很好的演示作用。另外，虚拟现实的技术能够较好地调动学生的学习积极性，使枯燥的内容更形象化呈现出来，同时教师也可以应用虚拟现实的仿真模拟技术，将逻辑思维较强的教学内容，通过仿真模拟的方式，预测到由于公式及参数的改变而可能产生的预期结果，并科学地呈现出视觉、听觉、触觉、力觉等多种感知的结果，加深学生的感性认知，“上手(Hands-on)”和“交互式”的教学能够引发更多的积极的注意力，帮助学生更透彻地理解抽象的原理。

3.现代教育与数字教学。数字教学是指教师和学习者在数字化的教学环境中，遵循现代教育理论和规律，运用数字化的教学资源，以数字教学模式培养适应新世纪需要的具有创新意识和创新能力的复合型人才的教学活动。随着计算机和互联网技术的日益发展及应用，数字教学模式主要应用于多媒体教学和网络教学领域，并逐渐深入到学习的方方面面。

但现阶段的数字教学仍然存在缺陷。首先，计算机无法对学生的情绪变化作出相应反馈，而且它也无法取代教师在教学过程中一些暗示性的语言所起到的微妙效果。其次，在教学的许多领域中，计算机无能为力，特别是非逻辑判断方面。最后，教学课件在实际使用中存在着局限性。这一系列的问题，相信通过运用交互设计的方法，结合虚拟现实技术的应用，都会被逐一解决。

二、交互式数字教学模式构建

基于虚拟现实技术的交互式数字教学模式，能够通过虚拟现实技术，以文本、图片、影像、声音、数据采集及感应技术、影像及数字感知内容为主要交互媒体，以自然式的交互方式，配合可互动操作的动态信息、仿真模拟、各种感觉与知觉的数字反馈技术，多维度、多媒体、多人互动式地展示IM及时通讯、留言板、互联网上的博客、Tag、SNS、RSS、Wiki等多种形式的数字内容，以教学的核心内容为课程组织的基础，构建适应当下以数字信息为主要教学内容的互动式教学模式。基于虚拟现实技术的交互式教学模式的构建主要从以下几个方面入手:

1.提供多维度的丰富教学资源。有效传播多种媒体的多样化信息，提高学生对于教学内容的注意力。虚拟现实的技术能够为交互式数字教学模式设计立体的教学模式效果，将课堂理论教学、实验室教学、企业基地等实地教学相结合，理论专题研讨、案例教学、技术实践小组协作等多种教学方法交叉，利用虚拟现实技术呈现理论公式，如化学课中的元素周期表，可以将分子、原子等抽象的结构可视化表现出来，还可将复杂的实验通过虚拟现实技术模拟出来，如用虚拟现实模拟火山喷发，模拟火箭的发射过程，模拟汽车内引擎的工作原理，模拟复杂机构之间的关系和相互作用，智能地调配物流情况，模拟资金流及相关的经济问题等，还可运用CAVE计算机辅助虚拟现实环境技术，模拟汽车的设计、装配等实践教学环境，运用虚拟现实技术搭建在企业基地等实地教学的内容，实现教学的开放性、时效性、针对性和实战性，提供多维度的丰富的教学资源。

2.构建多学科交叉的综合型师资队伍。随着信息社会的迅猛发展，围绕信息社会的人文、技术、经济等各种交叉学科领域，发展数字内容的交互式教学模式需要培训一支具有综合学科背景的师资力量。而虚拟现实等先进的信息技术，能够整合各学校的优秀师资力量，通过构建虚拟、虚拟名师等方式，将各高校、研究机构及企业社会的优秀师资集合起来，通过虚拟人的名师角色，远程指导或虚拟地呈现其学术内容与教学思想，有效地弥补师资力量不足的问题，随时更新名师提供的动态电子教材，提供多学科交叉的综合型教学内容与综合型师资队伍。

3.实现交互式因材施教的个性化教学。参与式教学的交互教学模式能够充分调动学生的积极性，构建虚拟现实的实验学习环境，根据每个学生的个性特点及专长，搭建适合学生的个性化教学实验环节，模拟搭建实验环境，让学生充分展开想象，模拟仿真其实验效果，预演实验结果，有助于提高学生对于课程内容的参与度和认知程度。另外，学生还可根据自身的兴趣点，专项选择适合自己发展特点的学习内容，个性化地定制学习内容。教师可根据每个学生的学习情况，跟踪分析其学习结果，对症安排辅导及进一步深入学习的内容，提高学习效率，增强交互式学习的效力。麻省理工学院媒体实验室在1993年推出了实体交互设计的数字教学产品，它整合了个人空间和共享学习工作空间，能让两位用户在个人空间和共享空间之间实现轻松的转换。这种交互式的教学产品是一种电子白板，产品使用生活中自然的互动交流方式，如教学过程中交流双方各自的头部动作，双方眼神的交流和凝视方向等，这些交流的姿势能够被3D摄像头等装置识别出来，并通过计算机进行智能判断，根据计算机图形、图像识别技术，判断教学双方用户姿势的变化，同时和姿势所代表的含义进行映射匹配。这种交互式的教学电子白板的隐喻是“让用户自由地交流，使用电子白板进行交流的时候就像在巨大的透明玻璃板上画画一样自然”。经实践证明，这种交互式的电子白板增强了教学双方用户的 “凝视注意力”，能够使用户看到使用电子白板的同伴的凝视方向，从而进一步了解对方关注的内容，达到更加自然的互动式交流。教学双方在对话中可以更加轻松和准确地说出交流的对方在看哪一个屏幕对象，甚至比在普通的白板交流环境中更容易。这种虚拟现实技术的交互式教学方式能够以学生为教学中心，尊重学生个体差异，有效提高教师与学生及学生之间的交流效果，调动学生的主动参与性。

4.建设富有特色的网络教学平台，提供丰富多彩的专题知识和扩展的学习资源。由于当前各学科发展变化都比较大，各学科间相互交叉，学生的知识涉及面也越来越广泛，综合性强，新兴交叉学科与原有学科之间的传承变化都面临着很大的挑战。由于教学的具体内容和对象变化非常迅速，很多问题在课堂上只能点到为止。因此，充分利用虚拟现实的技术，搭建交互式的数字教学平台，可以有效管理丰富多样与不断发展变化的教学资源，为学生提供进一步了解相关知识的课余辅导材料，有效整合、分享国内外各名校的免费教学资源，提供学校各学科教师间、各届学生间以及校企之间的有效沟通平台，形成分享式与定制式结合的学习资源库。随着三网合一以及云计算等信息技术的发展成熟，基于虚拟现实的网络学习资源库也变得更为可行。专题知识由各教师提供最新的相关领域的理论、实践方法等内容，并要随时更新。这些资源库能够有效地传承文化，整合教学资源，为师生及校企、社会提供帮助。

第4篇：虚拟化学论文范文

关键词：金融虚拟实验室；虚拟现实技术；应用

地方院校普遍存在实验投入不足，尤其对于实践性很强的金融实验课程，更是缺乏实践操作训练的课程与实验室，对于网上银行这些金融类课程，学生几乎不可能通过真实的金融机构来体验金融行业的实际操作流程。出于金融学科的复杂性，日常金融活动都可以通过虚拟金融实验室等信息技术保护来完成。因此地方本科院校可以通过建立金融虚拟实验室来完成实践教学环节，推动地方本科大学的资金紧缺并推动金融虚拟实验室的发展。

一、金融虚拟实验室建设状况

当前随着虚拟现实技术的飞速发展与网络远程教育的发展，网络虚拟实验室建设与开发日益受到大学、科研院所的青睐。许多大学与研究机构都在探索远程教育的教学方式改革，尝试改革远程教育教学模式。而基于网络虚拟现实技术的实验系统正由于其独特的优势正成为大学教学改革的一种新模式。

目前世界上关于网络虚拟实验系统的研究与应用主要有：印地安那州立大学的MBL化学实验室，用于计算机采集与实验数据分析。虚拟实验室在发达国家已十分普及。在大学的普及程度也相当广泛，其中麻省理工学院的WebLab远程实验室于1998年开发并投入使用。它提供了用于进行微电子学和电路设计课程的实验教学，它允许学生在自己的电脑上设计并修改电路模型， VLAB是美国俄勒冈大学物理系主办的物理实验网站。由美国Michigan大学化学工程系创建的VRCEL实验室，主要用来探索和开发虚拟现实技术在化学工程领域的应用。美国霍华德・休斯医学研究会（HHMI）建立的虚拟实验室是完全交互式的生物医学的实验室模拟。德国Ruhr大学网络虚拟实验室是一个有关控制工程的学习系统，它通过直观的三维实验场景视觉效果，依赖各虚拟实验设备的仿真特性，实现对虚拟实验的交互式操作。新加坡国立大学开发了远程示波器实验和压力容器实验，在远程控制实验方面取得很大的成果。

在国内，虚拟实验室的建设也得到了应有的重视。在电工电子、医学、建筑、生化等学科有重要作用。据了解，目前国内的多数高校都根据自身教学需求建立了虚拟实验室，典型的有：（1）中国科技大学在虚拟实验室的建设和使用方面形成的如物理仿真实验软件、广播电视大学物理虚拟实验、几何光学设计实验平台、大学物理虚拟实验远程教学系统；（2）浙江大学的虚拟化学实验，是基于Web的虚拟实验，以VRML为基础构筑虚拟实验环境，并利用Java技术来实现虚拟实验场景的人机交互；（3）同济大学建筑学院建成的可以对建筑景观、结构进行仿真的虚拟现实实验室；（4）西南交通大学开发的TDS-JD机车驾驶模拟装置等；（5）清华大学的“电力系统及大型发电设备安全控制和仿真”国家重点实验室和利用虚拟仪器构建的汽车发动机检测系统；（6）中国农大的虚拟土壤―作物系统实验室，通过应用GPS、GIS作物3D数字化技术和其他信息采集技术，实现对农田土壤水分、养分、盐分等与作物生长的相互作用关系的定量化研究，建立虚拟土壤―作物系统，通过计算机上的虚拟实验，部分地替代在现实世界中难以进行的或昂贵的试验。此外，复旦大学、上海交通大学、陕西师范大学等一批高校，也相继开发了一批新的虚拟仪器系统供实验教学和科研使用。

二、金融虚拟实验室构建

对于地方本科院校，金融虚拟实验室为大学生提供虚拟的实践操作系统，可以足不出户在虚拟实验室操作商业银行的各类业务，证券公司的各种投资业务及保险公司的各类保险业务。虚拟金融实验室的设计思想可以基于金融理论知识、电子商务体系、认知模拟理论、模拟仿真技术，同时利用虚拟现实计算机技术，网络数据库技术及各种软件技术，实现金融虚拟现实环境与教学辅助的集成，从而为学生提供金融业务操作与实践锻炼。

金融虚拟实验室的功能主要包括：模拟操作沪深两市交易的股票、商品期货与股指期货、权证等各类金融商品。实现股票的集合竞价与连续竞价，金融商品的交割等。同时该虚拟现实系统可以实时提供各种金融商品行情，实现网上商城开发与网上银行业务，并可以实现与国外资本市场的对接，实现海外股票交易，外汇买卖与外汇期货交易，以便尽快中国金融市场国际化进程。同时虚拟实验室可以实现师生互动，提供实验报告与管理，进行实验进程远程监控，对学生信息进行管理。通过虚拟实验室进行学生金融实验竞赛，实现师生之间的对话交流，大大提高了教学质量与效率。

三、金融虚拟实验室的教学程序

建立虚拟金融实验室，学生操作金融业务与现实情境一样，在学生所学基本理论指导下，对学生提供真实的实验情境，并能够对学生的实验过程进行远程监控，提供辅助教学与帮助，达到实践教学改革的效果。在教学程序方面，根据金融实践教学的要求，可以分为四步完成。首先教师讲解实务运用方法与技巧―介绍虚拟交易所操作―设定规则及交易目标―学院模拟买卖。

四、金融虚拟实验室的特色

根据货币变化的规律及金融市场的规律，其模板数据是从历年金融市场的真实数据产生的，很具有真实性。而对于以后的教学，可以再次把真实的金融市场的数据导入到系统中，从而保证了系统的数据的真实性，模拟的真实性，更加保证了系统的可持续性使用。特别在外汇交易数据产生方面：通过建立数学模型由系统自动产生大量外汇走势数据，改变了原来的类似系统需要即时购买、补充专业数据的弊病，是一项突破。关于外汇数据走势产生的数学模型系统突破了目前一些类似系统的局限性。据调查，目前北京交通大学经管学院使用的世华财讯模拟交易系统及证券模拟实验系统均与卫星联网，通过大屏实时反映沪、深两地股市行情，学生可进行模拟买卖操作。这样，虽然保证了数据与真实商业系统同步，但是却需要昂贵的费用，并且持续性使用其系统的费用也比较昂贵，因为在初次投入使用买下系统后，还需要购买其数据的使用费。

利用网上银行卡，它能帮助学生完成外汇行情查询、汇率走势图、外汇即时与委托下单、外汇期货走势、（英磅、欧元、日元）买卖盘显示与交易信息统计、期货即时与委托下单、限价交易、止损交易等综合服务。按照货币变化规律，设计数学模型随即产生交易用实验数据，支持教师自主设置外汇期货未来走势图，完全成功模拟了社会商业网上外汇交易系统的大部分实用功能与应用流程。基于社会上商业银行业务的实际运作，全程、真实模拟相关银行实务如外汇交易、网上支付等网上处理过程，让学生有机会在交易前台、交易后台进行实际操作，全程完成实践学习。

参考文献：

[1]虚拟实验室研究现状，http：///openlab/zxfzgzyzwpj/

第5篇：虚拟化学论文范文

一、培养持续探究的兴趣，这是开展“探究性学习”的前提。兴趣是学习和研究的源泉。保持独立持续的探究兴趣是一个人在学生时代乃至长大成人后发现问题、解决问题，有所创新和成就的重要的心理品质。教师有责任努力保持和发展学生与生俱来的探究兴趣。我在历史课上，培养学生探究兴趣主要有以下三种做法。

1.虚拟历史情境，培养情感体验，激发探究兴趣。对于中国古代经济史的部分内容，以前，我们往往以教师讲授为主，从农业、手工业、城市的繁荣或商业的发展等几方面，把某一时期的经济发展情况呈现给学生，很少让学生通过自己的活动与实践来获得知识，得到发展，课堂气氛僵化，学生的学习效果也不太理想。所以在上课时，可虚拟这样一个历史情境：“假如我们乘着时间隧道来到过去某个朝代，我们将怎样生活呢？你可以是农民、手工业者、商人、官吏、皇帝，等等，要求是要符合这个朝代经济生活的实际”，先让学生看教科书数分钟。然后分别扮演角色，让学生分别发言。整整一节课，由于虚拟了历史情景，帮助学生营造和维持了学习过程中积极的心理氛围，使学生身心始终处于最佳状态，思维活跃，兴趣盎然，有效教学的时间几乎是一节课。

2.搭建辩论舞台，创设探究空间，激发探究兴趣。在中国历史上，有很多战争史的内容或重大的历史事件，讲这一类内容时，可以打破以前的常规思路即先分析原因（或背景），再讲过程（或内容），然后分析结果、影响这种单一的学生被动接受的授课模式。让学生以当时大臣或谋士的身份，开展辩论，拿出决策。这符合心理学“当学生被鼓舞和被信任能做重要的事情时学得最好”的原则。

例如，在学《赤壁之战》时，可让学生先预习，然后搭建一个“殿前辩论舞台”，有老师扮演曹操，学生演大臣，然后请各位“大臣”就“老师”能否打这一仗发表自己的意见。课堂中形成了主战、反战的两种力量，唇枪舌战，展开激烈的辩论，老师从中归纳出主战派有4个理由。学生说，如果曹操能利用好这些优势，这仗定能打赢。反战派则列举了许多不利的因素……学生的争论过程，就是对这场战争的背景、利弊关系、战争胜负原因等的分析、思考及主动探究的过程，这激发了学生学习的兴趣。

3.密切联系学生的生活世界，激发探究兴趣。从心理学角度看，与学生关系比较密切或学生比较关注的事情，最能引起学生注意和唤起学生的需要。历史是过去发生的事，现在看来它们从时间到空间都很陌生，这给学生带来了学习上的难度：从初中学生的年龄特征来看，他们对历史的兴趣要比对卡通片的兴趣淡得多，加上受应试教育的影响，教师在上课时往往去掉了许多有血有肉的精彩内容，因而很难吸引学生的注意力。所以，在上课时，应将历史上的内容与学生感兴趣的现实问题挂钩，以扣住学生的心弦，吸引学生注意。

二、授人以渔，培养“探究性学习”能力，为改变学生的学习方式做出努力。单一被动和陈旧的学习方式，已经成为影响素质教育在课堂中推进的一个重要障碍。因此，转变学生的学习方式，在推进素质教育的形势下，具有重要的现实意义。对此，教师要切实转变教学理念，将探究性学习方式渗透到日常的学科教学之中。在激发学生主体探究历史的兴趣的基础上，要结合课程内容，潜移默化地培养学生探究问题的能力，使一般的学生掌握一种探究的方法，为学有余力的、有兴趣、有特长的学生，提供进一步学习的机会。使他们真正体会到探究的乐趣，甚而获得创造性成果。下面也简单谈谈我的一些做法。

1.指导学生撰写论文，帮助学生寻找、搜集和利用学习资源，逐步掌握探究历史问题的方法。

第6篇：虚拟化学论文范文

[关键词]远程开放教育；实践性教学；对策

一、远程开放教育实践性教学的意义及其现状

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)以及毕业设计(论文)等。

在远程开放教育中，实践性教学环节是教学过程中不可或缺的组成部分。它与理论教学相辅相成，在培养应用型高等专门人才的整个教学过程中具有贯彻始终的地位和作用。实践性教学对于全面推进素质教育，深化教学改革，确保教学质量，实现培养目标，特别是对于配合理论性教学，促进学生理解、巩固和掌握知识，培养学生分析和解决问题的能力，发展创造才能，完善个性品质和综合素质等具有特别重要的意义。

因此，远程开放教育实践性教学，不但要注重传统教育所强调的专业能力培养，强调理论与实际结合的能力培养，更要注重学生自主学习能力与综合素质的锻炼，注重培养学生在现代教育技术环境下提高自己适应时代和社会发展所要求的不断学习的能力，即终身学习能力。

然而，在具体的远程教学过程中，实践性教学的开展仍是一个难点。没有按教学计划和教学要求实施；没有及时完成规定的实践性教学环节，甚至忽略实践性教学环节等仍是其中突出的问题所在。目前，制约远程教育实践性教学开展的主要矛盾有：远程教育中理论教学与近距离实践性教学固有模式之间的矛盾：办学规模大、学生数量多与实践性教学相对具体、个性化之间的矛盾；学生基础、能力差别大与实习计划统一之间的矛盾；学生分散与实践环节相对集中之间的矛盾；学生在岗工作限制与脱产实习安排相对集中之间的矛盾。

此外，有些远程教育工作者对远程开放教育实践性教学的重要性认识不到位，没有把实践性教学放到实现“应用型高级专门人才”培养目标这一高度去认识其地位和作用，对远程开放教育的培养目标及其实现途径也缺乏明确的认识；远程教育院校和机构在充分利用先进的信息技术大力推进学生自主化和个别化学习过程中，片面强调形式上面授辅导的减少，却忽略实践性教学的开展；一些成人学生错误认为，自己所从事的工作就是实践，没有必要再按照教学大纲的要求参加系统的实习活动；实践教学场地、设备、师资等软硬件缺乏，而体现远程教育特色的基于网络的实践教学平台和资源的建设和开发又没有到位等等，都成为影响实践性教学正常开展的主要因素。

二、远程开放教育实践性教学开展的对策

1．实践性教学的指导原则

从教育形式看，远程教育的计算机和多媒体技术为实践教学的开放性在手段上提供了有力的支持；从学习对象看，作为已经参加工作的成人，开放学习者有着各自的工作岗位，有着一定的实践经验和研究能力，其认知特点和专业背景决定了他们的实践性教学活动具有比普通高校全日制学生更鲜明的个性化需求。因此，远程开放教育实践性教学必须遵循开放性和个别化原则，即在教育资源和教育内容开放的基础上，在实践教学环节中，以学习者为中心，让他们根据自己的优势和需求最大限度地发挥主动性和创造性，主动探索，协作讨论，努力提高分析、解决实际问题的能力，为各自的职业发展打下良好基础。

在具体的实施过程中，远程开放教育的实践性教学既要遵循实践性教学的一般规律，也要遵循远程开放教育的特点。在重视集中组织指导的同时，更要在实践性教学的目标内容、形式安排、管理方法等方面，体现出开放性和个别化的特点。

2．实践性教学的环境构建

远程教育为学习者提供丰富的学习资源的同时，也为学习者营造了虚拟的实践教学环境。但是，实践性教学的独特性使虚拟环境既不能全部满足实践性教学的需求，也不能完全替代现实的场景。因此，构建现实与虚拟相结合的支持环境是开展实践性教学的必然。从具体的教学实践看，需要构建的保障实践性教学正常开展的支持环境主要有以下五种：

(1)基于网络的实践平台建设

把先进的信息网络技术运用于实践教学，发挥现代远程教育的技术手段优势，可以为实践性教学创设更为丰富的环境。实践教学是远程开放教育共同面对的难题，无论是广播电视大学还是普通高校的网络学院，传统的实践教学的实验设备、设施普遍不足，亟待利用自身的技术优势进行实践教学的改革。我国正在依托电大建设远程教育公共支持服务体系，在这一体系中，应该考虑建设基于网络的各类别实践教学平台，包括网上虚拟实验基地、网上虚拟实践教学基地，运用虚拟现实技术，通过虚拟实验室、虚拟实验课堂、仿真实验等，实现远程开放教育网上实践教学的资源共享。

(2)实践性教学的制度保证

实践性教学涉及宏观管理、制度建设、评估指标、激励机制等方面的内容，如规范课程实践性教学开展的《课程作业管理办法》、《课程作业管理实施细则》、《课程作业检查评比奖励办法》、《课程设计管理办法》、《课程设计奖评选办法》、《课程实验教学管理制度》等，规范集中实践性教学开展的《远程开放教育毕业设计(论文)管理规范》、《远程开放教育毕业设计(论文)教学工作管理办法》、《远程开放教育毕业设计(论文)答辩工作管理办法》、《远程开放教育毕业设计(论文)教师聘请办法》、《关于加强远程开放教育本科集中实践教学环节的意见》等，及校外实践教学基地管理制度，如《关于加强实验教学过程管理的若干规定》、《实验教师守则》、《关于加强实验教学，推进实验教学改革的意见》、《课程实验教学管理规范》等，都是实践教学软环境建设的重要内容，对确保实践性教学落到实处，确保实践性教学质量的提高有着不可忽视的重要作用，必须逐步完善，并落实到位。

(3)实践基地建设

一是建设校内实践基地，添置实验设备。由于财力、校园面积等方面的限制，远程开放教育校内实践基地建设的重点应为投资及用地相对较少、通用性较强的基础课实验室，如计算机专业实验室、机械模具实验室、电子电工实验室、财经综合实验室、多媒体语音实验室等，也可根据学校学科专业特色建立必要的实习工场；二是建设校外实践基地。通过与精心选择的企事业单位、普通高校和兄弟院校、在职学生单位合作共建等途径，建立校外实习基地，充分利用社会各方面的资源优势，实现资源共享。

(4)教学队伍建设

尽管远程学习以学生自主学习为主，但远程教育 的实践教学却需要教师的组织与指导。尽管参加开放学习的大多是已参加工作的成人，具有一定的实践经验，但这并不意味着可以放松对他们实践教学的指导或放任不管。为了使学习者能够更好地把所学的理论知识和已有的实践技能进行整合，更需要从专业实践教学的角度，进行有计划、有针对性的、系统的训练和实践，更需要教师的个别化的指导。在远程开放教育以学生为主体的实践教学中，指导教师应该成为实践教学的设计者、实践教学过程的组织者、学生实际操作的指导者。

目前，远程教育规模迅速扩大，而远程教育实践教学指导教师在数量、专业结构、操作技能等方面明显不足，加强教师队伍建设仍是实践性教学健康开展的重要任务之一。应该通过引进、培训、外聘等途径，配备足够的既熟练掌握学科理论知识，又具有较强的动手能力，能够在实践教学中以身示范、为学习者的实践提供到位指导的教师。

(5)教学资源建设

实践教学的教材是影响实践教学质量的重要因素，需要加大开发、编制的力度。实践教学教材要具有对实践的指导性，在内容上要适应经济发展、学科发展的要求，适应创新型、应用型人才培养目标的要求；在形式上既要有文字教材，还要有其他多媒体教材。与此同时，要积极开发多媒体实践教学资源，通过制作课程实验包和实验箱、开发实验用CAI课件、开设网络实验课等，为学习者提供多种形式的资源，满足各门课程、各种需求的实践教学要求。

这里着重要强调的有以下几点：文字教材的内容要及时更新，配备录音教材：录像教材要转换成光盘；VCD教材要与实验项目配套；CAI课件要注重技能训练和操作考核。不同媒体的优势要落实在实际教材中。实验教学课件的改进应该从以“教”为中心走向以“学”为中心。

3．实践性教学的模式建构

实践教学内容丰富，如何吸收传统实践教学的成功经验，在远程开放教育的全新领域开拓创新，构建多样化的实践教学模式，是学习支持服务对实践教学服务的又一项重要内容，也是远程教育实践教学创新的重要课题。实践性教学模式的建构应根据行业需求，明确培养目标，合理确定知识结构和训练层次，应结合区域、专业、学生等的不同实际，有针对性地选取，比较可行的有以下几种：

(1)远程虚拟型实践模式

这种模式是采用现代信息技术在计算机网络空间开展的实践教学。这是依托网络进行教学活动的远程开放教育院校和机构的优势所在。计算机网络和多媒体技术为远程虚拟实践教学提供了强有力的支持平台和工具、虚拟实验作为课程实验的前期训练使实验在空间和时间上得以延伸，且成本低，交互性好，在一定程度上解决了远程教育实践基地、设备等不足的问题。

学生在基于网络的实践教学平台上，运用虚拟现实技术，通过虚拟实验室、虚拟实验课堂、仿真实验等进行课程实践性教学和集中性实践教学的各种实践教学，如模拟法庭、网上虚拟银行、网上虚拟炒股等。中央电大为会计学本科专业开发的“会计实验室”多媒体操作系统，采用计算机和多媒体技术，为学习者设置了一个虚拟实验环境，通过交互方式引导学生完成从原始凭证到报表的全过程会计实务。基于网络的虚拟实验，还允许学生通过互联网下载，在家里完成实验操作，再通过网络上交实验报告，实现了实践教学的网络化。远程虚拟实践模式对学习者来说既能帮助解决实践场地缺乏问题，又可以激发其学习兴趣。随着基于网络的实践教学平台的完善和虚拟实践资源的丰富，会有越来越多的远程开放学习者受益。

但无论虚拟实验多么“逼真”，它都不可能取代真实实验的地位，虚拟实验应当有实际的实验室支持，要为学生提供了解真实实验与虚拟实验差异的机会。

(2)技能培训型实践模式

这种模式把实践教学与专业技能培训、鉴定结合起来，在实践教学中突出对学生实际工作能力的培养，把社会职业岗位群的职能要求融人实践教学目标要求之中。在课程作业、课程实验教学等实践教学环节中应整合相关技能培训内容，同时，还可以通过与职业资格认证培训机构、地方劳动力市场就业培训中心等的合作，将一些专业的部分实践教学环节与就业培训结合起来，获得承认，从而提高实践教学的实际效用，更可以逐步将成熟的实践基地建成相应行业、专业的职业资格鉴定站，使学生通过实践教学，得到职业技能培训，并获得相应的职业资格证书。实践教学与职业技能的结合，缩短了学习者在校学习与实际工作的距离，增强了学生适应工作的能力和竞争能力。

(3)开放型实践模式

这种模式主要适用于课程实验教学。以建构主义学习理论为基础，开放式实验教学模式改变了传统验证性实验的旧模式，学生成为实验的主体，在整个实验中处于主动实践的地位，根据自己的优势和特点确定实验课题，选择设备仪器，制定实验方案，查询相关资料，进行实验操作，分析和处理实验结果，通过主动探索、协作讨论，实现知识的意义建构。教师在开放式实验教学中主要起帮助和指导作用，为学生及时解决实验中遇到的困难和问题。开放式实验有利于提高学生对理论知识的运用能力，通过自身的实践操作更好地掌握知识和技能，更有利于发挥学生的主动学习、探索精神，培养学生的创新意识和创新能力。

(4)结合工作型实践模式

第7篇：虚拟化学论文范文

高校开展大学生领导力教育的分析和思考

基于熵的高校大学生毕业论文(设计)质量的模糊综合评价法

基于CDIO理论的工程教育模式探讨——以车辆工程专业为例

基于产业发展的高校学科结构优化设计

高校双语教学评价体系的建构探索

社会主义核心价值视域下的高校思想政治理论课教学

技术站能力查定数据处理与计算的实验教学平台的构建

微机原理与接口技术课程教学方法探讨

本科生班导师工作探索与实践

道路运输组织课程教学中存在的问题及改进措施

高校教学评价的内容构成与评价方法探讨

无机化学教学改革初探

基于自制远程测控实验系统的“智能仪器”课程实验教学探索

如何有效发挥汉语言文学在理工类大学人文通识课程教学中的作用

现代测试技术及应用课程教学改革探索

大学二年级建筑设计课程教学改革探讨——以建筑系馆设计课程为例

热能与动力工程专业课的教学改革探讨

高职院校人才培养应体现区域特色

竞技啦啦队教学与训练中的运动损伤调查及预防研究

教育经济学研究的理论拓展及其进一步发展

属性识别理论在高校贫困生困难等级评价认定中的应用

国际科技学术论文与国内硕博论文英文摘要主位结构的对比研究

浅谈虚拟学习环境及其在当代教育中的应用

分享资源共赢发展——麻省理工学院“公开课程材料”计划对我国英语教育资源共享的启示

大学生就业能力解析及就业能力提升策略——基于SWOT理论的视角

高校毕业生就业见习制度的实证调查与法律分析

中介组织参与高校毕业生就业统计的必要性及相关问题探讨

对高校辅导员兼职承担思想政治理论课教学工作的思考

本科计量经济学课程教学改革探讨

中美法学教育教学方法比较

提高经管类本科专业经济法课程教学质量的几点建议

应用化学专业化工基础课程教学改革的探索

关于强化高校金融类课程实践教学的思考——基于西华大学经济与贸易学院“外汇交易模拟实习”课程教学经验

基于日语新闻广播语体特点谈日语新闻听力教学策略

关于在机械类专业课程中实施有效教学的若干探讨

比较教学法在“给水工程”教学中的应用

从Sturm-Liouville问题谈分离变量法的教学改进

法理学本科教学的困境与出路

工程管理专业工程施工课程教学改革的探索

加强课程建设提高教学质量

四川民办高等教育的回顾与展望

论四川高等教育改革发展的历史成就及主要问题

民办高校产权归属的国际比较及对我国的启示

美国联邦政府大学生资助理念探究

思想政治教育内容的文化解读

高校校园网应成为校风学风建设的前沿阵地

大学生和谐人格建构的德育机制分析

财经类专业型高层次人才应用能力培养的探索

“3+1”:一种先进的人才培养模式

地方高校教学质量监控体系的探索与实践

高校教师教学质量评价与监控保障机制优化

本科论文教学质量评价指标体系研究

我校与东汽合作的重点科技攻关项目获省科技进步二等奖

中国近代文化史公选课教学改革的思考

市场调研课程教学改革初探:面向实践导向

基于应用型人才培养目标的财务管理教学改革的探讨

基于MATLAB的数字图像处理课程的教学实验设计

第8篇：虚拟化学论文范文

【关键词】高职院校混合学习计算机基础教学

【中图分类号】G71 【文献标识码】B 【文章编号】2095-3089（2012）03-0041-01

1.高职院校计算机基础教学的主要内容

高职院校计算机基础教学的内容主要包括以下几个方面：

1.1计算机应用基础知识。此部分内容主要讲述计算机的起源、发展、用途以及计算机软硬件的系统组成和基本原理等基础知识。

1.2操作系统。此部分内容主要讲述如何通过当今最为常见的计算机操作系统:WINDOWSXP来使用计算机，了解操作系统的基础知识、基本操作以及文件和应用程序的使用、管理等。

1.3文字编辑处理系统Word2003。通过此部分内容的学习学生可以熟练完成编辑排版、图文混排、表格设计等文字编辑处理工作。

1.4演示软件PowerPoint2003。通过此部分内容的学习学生可以创建电子演示文稿并进行编辑和美化，文字、图像、声音并用的进行信息资源的整理与展示。

1.5电子表格处理系统Excel2003。通过此部分内容的学习学生可以掌握专业的表格制作和处理，完成表格编辑、使用公式进行运算处理、运用图表展示等电子表格。

2.高职院校计算机基础教学的现状分析

2.1学生起点水平不一，教学难度大

由于生源地、学校、家庭和个人爱好的不同，使得入学前学生的计算机水平存在较大差异。这就给教师的教学带来了很大的难度，基础好的学生有“吃不饱”的现象，容易产生骄傲自满的情绪，对上课逐渐失去兴趣;基础差的学生往往是“吃不消”，从而会挫伤他们的积极性，导致学生不爱学习，对学习失去兴趣，学习水平一差再差，最终使整体教学质量下降。

2.2理论教学与实践脱节，教学效果差

《计算机应用基础》是一门以实践操作为主、理论教学为辅的基础课程。然而一些高职院校一直以来都是采取理论课与实践课相结合的形式授课，理论课和实践课的学时比例是1:1。理论课是在多媒体教室里进行的，一般都是按照知识固有的逻辑顺序，将各知识点逐一讲解，教学内容抽象枯燥，学生不感兴趣。实践课是在微机实验室进行的，主要是完成实验教材上的操作练习。有学生上机课时感到盲目，不知道该干什么，更不会主动地应用所学知识去解决实际问题，这就大大影响了教学效果。

2.3教学资源不够完善

现有《计算机应用基础》教材内容方面实训教材比较缺乏，教学资源也还不够完善，且普遍没有专业特色。计算机方面的知识和计算机软硬件更新速度极快，而《计算机应用基础》教材的更新却经常大大落后于计算机知识的更新。

3高职院校计算机基础教学的改革方向

3.1计算机基础教学教改的方向体现混合学习的理念

所谓Blended Learning就是要把传统学习方式的优势和E?鄄Learning(即数字化或网络化学习)的优势结合起来，也就是说，既要发挥教师引导、启发、监控教学过程的主导作用，又要充分体现学生作为学习过程主体的主动性、积极性与创造性。混合学习的理念已深入到教学改革中，并且为教学改革提供了指导和借鉴，计算机基础课程教学的改革迫在眉睫，信息社会对学生信息素养的要求更高，对于在校学生上好计算机基础课程是提升自己将来走向社会，适应实际工作能力的有效、主要的途径。

3.2计算机基础教学与混合学习

3.2.1作为获取课程学习内容和学习资源的工具

当今信息社会中，学习者能否占有信息、如何占有信息、占有信息的及时程度，是学习者学习能否成功的关键所在。在数字化学习环境下，将信息技术作为信息获取工具，是学习者发现与获取所需信息的一种良好途径，例如，利用搜索引擎可以非常容易地查询和挖掘网络环境中所需要的数字化学习资源，获取相关的参考资料和文献;利用地区或学校教育资源库可以查找或搜寻到所需的学习资源，完成问题解决，使学生扩大视野，同时也为教师提供了丰富的、生动形象的教学内容资源，使教师能够比较方便的获取有用的教学资源，提高教学效果。

3.2.2作为情景探究和发现学习工具

创设情景，让学生具有真实的情景体验，在特定的情景中理解事物是加强学生理解能力的最好办法。具体来说，学生通过对数字化资源所呈现的社会、文化、自然情景的观察、分析、思考，激发学习兴趣，提高观察能力和思考能力;通过对数字化环境所设置的问题情景的思考、探索，通过利用数字化环境具有多媒体、超文本和友好交互界面的特点，从中学会发现问题，解决问题的能力;利用虚拟的实验环境，让学生获得在现实生活中不能真正感受的体验，加深学生的印象和增强感染力。学生在虚拟环境中进行相应的实际操作、观察现象、读取数据并进行科学的分析，以此来培养学生的科学研究态度和能力，掌握科学探索的方法和途径。

3.2.3作为协商学习和交流讨论的通信工具

信息技术提供的数字化学习环境具有强大的通信功能，学生可以借助NetMeeting(网络会议)、Internetphone(网络电话)、ICQ(网络聊天)、E?鄄mail(电子邮件)、ChatRoom(聊天室)、BBS(电子公告板)等网络通信工具，实现相互之间的交流，参加各种类型的对话、协商、讨论活动，培养独立思考、求异思维、创新能力和团队合作精神。

4.结束语

计算机基础的教学就要从不同的需求来设计教案，结合学生的实际状况，如地域差异导致的学生原有计算机水平参差不齐，这就要求教师对学生有比较深入的了解，基本掌握学生的学习情况，因人而异地教学，为学生营造一种轻松愉快的学习氛围。窥一斑而见全貌，可以看出混合学习在计算机基础教学中有着重要作用。

参考文献：

1.赵丽丽 混合学习在大学英语教学中的应用研究[D].西北师范大学硕士学位论文，2007年

第9篇：虚拟化学论文范文

【关键词】网络三维；虚拟实验；虚拟现实实验

【中图分类号】G40-057 【文献标识码】B 【论文编号】1009―8097（2011）07―0114―07

一 前言

随着教育信息化的推进，远程教育应用实践不断更新变革，不断涌现出的新兴技术得以推广应用，取得了切实的教学与学习效果。虚拟现实技术支持下的虚拟实验系统就是近年来其中一个重要的新兴技术应用实践。相关研究证实虚拟现实技术利于提高学生的学习兴趣，强化理解能力和开拓创造性学习[1]。虚拟现实源自于信息科学技术，在信息化实践中自然有其特有的优势，第一是其独特的视角，显示的是实时的三维影像，包含了更多的连续的、直观的信息，能够以不同的视图操作和观察，产生逼真的临场感；第二是支持交互式任务，自然直观的操作强化了用户的参与体验；第三是虚拟化的场景和对象蕴含了更加丰富的抽象信息，实现理论学习到实践操作的转化。计算机3D图形学、人工智能、人机接口等相关技术的发展，也为虚拟现实的实践应用打下了坚实的基础。

建构主义理论认为，学习者是在一定学习情境中，借助与他人之间的协作、交流、利用必要的信息等，构建有意义的学习。并且根据学习者学习类型的差异，通过自我反省或者与他人之间的商榷、讨论和辩论，以认识和强化个人及团队的心智模式。建构主义理论支持下的基于虚拟现实的学习环境就是一个动态的虚拟仿真学习环境，可以延伸学习者观察事物的视角，引导他们探索科学世界的思考和行为的方式，发展学生不完整的前概念和经历完整的科学探究过程，并且能为学习者提供在现实世界中无法实现的体验，如原子微观世界[1]、无法随意重复的实训（V-Frog [2]）等。

根据相关文献研究，目前为止虚拟现实教育应用主要涉及的是科学、技术和数学教育，用于概念改变、抽象思维的发展和促进认知发展[3] [4]。考虑到经济因素，有网络特征的桌面式虚拟现实系统, 是目前虚拟现实科学教育实验系统最为可行的方式。虚拟现实科学教育实验系统的开发，首先要根据科学学科实验教育的目的和学习者的认知水平，分析学习者的需求；然后根据具体学科实验任务及步骤，结合实验操作的特点，提出虚拟实验系统执行这些操作所学的功能及其子模块，构建虚拟实验系统的基本构成框架；据此，可确定实验系统的软硬件配置，最后，选择合适的三维建模工具（如3DMAX、MAYA）和虚拟现实编程工具（Virtools、EON）实现系统的制作和[5]。

二 网络三维虚拟实验系统的基本构成框架

一个实验完整实施的工作流程分为实验准备阶段、实验仪器组装测试阶段、实验操作阶段、数据处理阶段和实验总结评价阶段。与传统实验系统相比较，有网络特征的虚拟现实系统的设计应该遵循开放性、易用性原则，能够重复实验以获取正确数据，提示实验操作正确性等。通过实验工作流程的分析，结合虚拟现实技术3I特性，网络三维虚拟实验系统的基本构成框架如图2所示：

1 输入/输出设备

人类的七大感觉系统包括视觉、听觉、触觉、味觉、嗅觉、前庭系统和本体觉。人类就是通过感知来获取信息。在相关的科学教育应用研究中使用的既有专用设备，如ImmersaDesk和PHANToM[10][11]，也有PC支持的周边设备，如三维鼠标、数据手套和头盔跟踪器、三维显示器等。到目前为止，教育应用领域的交互设备主要是鼠标、键盘、操纵杆和摄像头[3] [7]。

2 交互界面

实现实时的人机交互，按照实验任务的要求提供一系列的用户操作和反馈，以支持用户有意义的学习活动，强化用户在动态3D场景中的参与程度。通过镜头控制，以第一人称的视角，用户借助化身（avatar）进入3D场景，用户可以将身体变大或者变小，实现宏观或者微观世界的漫游，延伸用户感知信息的能力。

（1） 3D / 2D悬浮操作栏：漫游和自由度（DOFs）操作是悬浮操作栏基本功能项，实现3D对象选择和3D对象方位变换。这样用户可以及时、没有限制地观察三维空间内的事物，有利于培养空间想象能力。另外，用户化身通过自然的交互操作还可以强化抽象知识学习和实践运用。

（2） 系统控制：悬浮式下拉菜单/属性面板，用于改变实验环境参数，动态呈现虚拟对象的信息。

（3） 模型库操作：连接模型数据库，在实验过程中提供3D对象模型的呈现，提供虚拟模型的描述信息，辅助实施虚拟实验装置组装，生成合适的实验场景。

（4） 数据向导：处理实验过程中涉及的各种数据；记录学习者的操作过程，并根据实验操作指南，自动为学习者评分。连接实验数据数据库，实现外部文档导入，或者实验数据的导出，记录虚拟学习对象的相关数据集。

（5） 智能向导：为用户化身提示操作步骤，检验操作的正确性。如果出现操作失误，会禁止下一步骤的执行，并给出错误提示信息[9]。智能向导也可以有化身，通过会话的方式与用户交流。

3 虚拟模型数据库

一类是虚拟仪器元件、虚拟对象（如原子、药品等）作为虚拟学习对象，包括可视化的3D模型及对象的描述信息。学习对象的知识结构是科学教育中知识学习的基本内容。另一类是场景模型，包含不同实验要求所需的虚拟场景。学习者可以依据具体的实验要求，调用适用的虚拟仪器和虚拟对象进行组装。

4 虚拟实验演示系统

可视化的流程有助于更好的理解科学概念[14]。如数学和物理教学中的内容大多是抽象的公式,用传统的说教式教学方法很难解释清楚，虚拟的实验流程演示使得学习者一看就能观察出动态逼近的科学本质。如此以来，抽象的内容变得更为形象、更为直观。

另外，具有网络特征的虚拟实验系统，应包含有实验共享功能，如实验结果和感想的交流，帮助，提示实验常见故障和问题的解决办法等等。如组建实验在线学习共同体，就是推进虚拟实验系统平台应用的有效措施[10]。系统可采用三层结构体系，即客户端、网络服务器和数据服务器，一般硬件设备要求不高的情况下，优先考虑B/S应用模式，即借助浏览器配置相应插件支持客户端的运行。

三 《实验室制取气体》化学虚拟实验开发实例

化学是一门以实验教学为基础的学科，通过实验可以更加形象地描述化学现象，深化学生对知识的理解和掌握。虚拟化学实验创设了仿真的实验环境，提供了丰富生动的实验仪器，实现形象化教学，为学习者创建互动的、可重复使用的实验场景，不仅有利于培养学生的设计能力、创新思维能力，而且解决了实验资源浪费、实验时间和实验地点限制等化学实验教学中问题，提高实验教学质量。

实例利用三维建模软件3ds Max和虚拟现实系统开发工具Virtools开发一个实验室制取气体专题的桌面式虚拟化学实验系统，如图4所示，主要实现功能模块有：系统操作说明介绍、化学实验仪器自动组装演示、实验仪器组装、化学实验药品添加化学实验现象观察。

本虚拟实验系统旨在使学习者了解仪器的组装、拆分顺序，药品添加方法，了解实验反应过程，分析实验现象等。在实验过程中通过本系统提高实验者的学习兴趣，使其掌握实验仪器的组装和拆分顺序；通过对实验现象的观察、对比和分析，巩固所学化学知识，理解相关化学原理；培养学生分析问题和解决问题能力。

为了便于仪器的准确组装和实验现象的多角度观察，通过镜头（Camera）进行了交互设置，使用键盘按键来切换摄像机视角并利用鼠标右键对其进行旋转。如图5所示为相应的BB及参数设置。实验系统的实验元器件的操控包括两类工具，一类是利用自由度（DOF）操作工具，以观察和变换虚拟模型方位。一类是选择和添加元器件，按照实验要求，完成系统组装。

Virtools中提供的粒子系统(Particle System)，为虚拟化学实验中产生的各种现象提供了丰富的设计内容，使虚拟实验更加形象和逼真。酒精灯火焰特效主要使用Point Particle System（点粒子系统），对于气泡特效设计使用Spherical Particle System（球形粒子系统），液体倾倒采用Curve Particle System（曲线粒子系统）。

对于虚拟模型和实验数据的导入，Virtools连接数据库除了使用自带的服务器形式连接外，也可以自定义BB（Building Block）来连接数据库，这里选择的是自定义连接MySQL数据库。以实现网络三维虚拟实验系统的数据后台更新与维护，这是实现网络虚拟实验系统开放性和通用性的关键技术。

最后应用Virtools开发的网络三维虚拟实验成应用在B/ S 或C/ S 模式的两种格式文件。前者为vmo格式，嵌入到网页中，适于网络浏览器传输; 后者需要应用VirtoolsMakeExe插件将其转换成exe格式，并应用软件封装工具制成客户端可执行程序，可安装在用户的计算机中,避免网络传输带宽的影响, 以提升网络虚拟实验的流畅性。

四 总结

一个得到普遍接受的虚拟现实实验系统，需要提供最简便的控制方式，以及一些基本的物理体验。触控设备拥有输入和反馈所需的相关元素。

有网络特征的桌面式虚拟现实系统对于硬件系统要求并不高，在个人微型电脑上都能很好的体验到实验过程，系统逼真的虚拟场景制作和详尽的过程解释，为用户呈现了一种视觉上的冲击效果。自然真实的感官体验, 能将那些抽象的结构原理实现可视化，加深概念的理解，针对无法随意重组的设备作仿真实训,获得与真实实验一样的体验,从而丰富感性认识。根据混合式学习理论，虚拟实验系统可以成为与课堂教学相结合的有效在线学习中心，实现空间和时间上的延伸，充分体现教师和学生的实验参与程度。

另外，从安全和环保角度考虑，虚拟现实实验系统既不需要化学物品和危险的实验工具如炸药，也不要提供实验样本如动物，更不会对生态环境造成破坏。

制约虚拟现实实验系统发展的瓶颈是虚拟现实相关的建模，如几何建模、运动建模、物理建模等需具备一定专业技能的人员制作，对于精细的实验仪器和化学现象的建模离预期的效果还有相当差距等。当下也存在相关实验资源不足的问题，如实验元器件模型缺乏。但随着一系列实用开发工具，如Virtools、EON等不断推出，上述的问题得到了很好的解决，使得虚拟实验系统从实验室研究转入教学实践成为现实。

从经济角度讲，虚拟现实实验系统给科学实验教育节省了开支。但对于虚拟实验系统来说，最大的挑战是在实践应用中，在课堂和教学过程究竟会产生什么样的效果，因为教师的要求、课程目标和学生的认知水平等都是必须考虑的影响因素。这就要求老师和学生都需参与到设计满足自己要求的虚拟实验项目里。

五 趋势

如果将虚拟现实实验系统加上“增强现实”技术（Augmented Reality），通过真实环境和虚拟现实景象的结合，既能减少生成复杂实验环境的开销，又便于对虚拟场景中的对象进行操作通过增强现实技术，人们不仅能够有视觉和触觉的体验，还能够有感觉的新体验，那么其应用范围也就更加广阔了。

引入分布式，支持多用户协作实验，创建学习共同体，使用户联合在一起成为一个虚拟实验社区，将把实验系统提升到一个新的境界。

参考文献

[1] Kontogeorgiou, A. M., Bellou, J., & Mikropoulos, A. T. (2008). Being inside the quantum atom[J]. PsychNology Journal, 6(1), 8398.

[2] Tactus Technologies. V-FrogTM[OL/DB].

[3] Tassos A. Mikropoulos, Antonis Natsis. educational virtual environments: A ten-year review of empirical research (19992009) [J]. Computers & Education, Volume 56, Issue 3, April 2011, Pages 769-780

[4] Webb, M. E. (2005). Affordances of ICT in science learning: implications for an integrated pedagogy[J]. International Journal of Science Education, 27(6), 705735.

[5] Laura Monica Gorghiu, Gabriel Gorghiu, Crinela Dumitrescu, Radu Lucian Olteanu, Mihai Bîzoi, Ana-Maria Suduc. Implementing virtual experiments in Sciences education - challenges and experiences achieved in the frame of VccSSe Comenius 2.1.[J] . project Procedia - Social and Behavioral Sciences, Volume 2, Issue 2, 2010, Pages 2952-2956

[6] 杨雪,阚宝朋,刘英杰. 基于Virtools的大学物理网络三维虚拟实验的开发[J]. 实验技术与管理, 2009,(04) .

[7] Chen, C. H., Yang, J. C., Shen, S., & Jeng, M. C. (2007). A desktop virtual reality earth motion system in astronomy education[J]. Educational Technology & Society, 10(3), 289304.

[8] Cardioanatomy Site. Heart Anatomy Viewer[DB/OL].

[9] Nelson, B. C., & Ketelhut, D. J. (2008). Exploring embedded guidance and self-efficacy in educational multi-user virtual environments[J]. International Journal of Computer-Supported Collaborative Learning, 3(4), 413427.

[10] 常承阳,詹青龙.在线学习共同体知识创新平台的设计与实现[J].电化教育研究, 2009,(02) .

Designing and Implementing of Web 3D Virtual Lab System

SUN Jiang-shan YU Lan

(Department of education Information Technology, East China Normal University, Shanghai 200062,China)

Abstract: By analyzing classic cases at home and abroad, expounding the techniques and theory of virtual reality and making the classification and characteristics of virtual Lab, summarizing the advantages and strategy that were used to construct the framework of Web 3D virtual Lab system. In order to support the framework effectively, designing an example of “gas making in laboratory” with virtools software, summarizing key methods and key techniques in virtools modeling and virtools interaction. Finally, furthermore show off a summary and outlook.