虚拟实验计算机专业论文

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一、虚拟实验和传统实验相比的优势

（一）虚拟实验有利于提高实验的教学效果

在高校中，实验的内容要求具有探索性、创新性和开放性，在整个实验过程中要求学生在开放的环境中主动思考、分组协作来完成。而学校传统的实验采用的是真实的实验器材，在空间和时间上都比较有限，即使是开放实验也是在有限的资源中尽可能地开放。而虚拟实验运用的是虚拟实验软件让学生在借助网络的条件下，在任何时间任何地点完成实验内容。因此，运用虚拟实验技术将新技术融入实验教学，有利于提高实验的教学效果。

（二）虚拟实验有利于潜能的释放和创新意识的培养

在虚拟实验的平台上，学生可以随时随地参与实验，从而拓展了教师的教学空间，这样使得教师可以在教学外的时间里对学生进行跟踪教学，指导学生进行实验，为师生的交流增添了机会和渠道。而且学生之间也可以利用这个平台相互沟通，共同探究问题，解决问题。因此，虚拟实验有利于学生自我潜能的释放和创新意识的培养。

（三）虚拟实验有利于因材施教

虚拟教学平台是以学生为主体的教学平台，学生可以在平台上根据自己的情况选择符合自己实际情况的实验，教师可以根据各个实验对学生进行分类指导。这样，各个阶层能力的学生都能够通过虚拟实验平台与教师进行交流，完成实验。从而使得学生们的自信心得到提高，主动性得到增强。

二、构建虚实结合的计算机专业实验教学平台

本文立足西部地方高校的现状，结合西安科技大学计算机类课程实验教学改革的实际，分析研究实验教学中存在的问题，探索提出优化计算机类课程实验教学体系的有效途径。以计算机解决实际问题的能力为导向，计算机类课程实验教学为研究对象，软件、硬件和网络为专业方向，多层次实验教学体系结构为支撑，虚实结合的实验教学监控与评价为保障，实验教学网络平台为载体，实际实验为主，虚拟实验为辅，构建虚实结合的实验教学平台。

（一）构建虚实结合的实验教学网络平台

1.提供实验室基本服务，如Oracle等数据库服务、Web虚拟主机服务、实验教学管理服务和实验教学资源共享服务等。同时加强管理集中式Web应用服务，如网络安全管理系统、技能考试系统和培训管理系统等。

2.建立虚拟独立服务器系统，实现个性化实验的需求，通过认证实现对外的虚拟化界面和开放的实验服务。

3.整合现有设备和服务，构建虚实结合的实验教学网络平台。

（二）构建虚实结合的实验教学体系结构

结合多年的实验教学经验和虚拟实验室的功能特点，将计算机学院实验教学分为硬件类、软件类和网络类，设计由演示型、基础型、综合型、设计型、创新型五个实验层次构成的虚实结合的实验教学体系结构。演示型：该类实验内容是直接运行虚拟仿真模型，显示运行结果；基础型：学生根据实验指导书给出的组件连接图和组件参数设置表，通过搭建和调试基本模型；综合型：该类实验内容由若干基础实验组合而成；设计型：设计型实验只给出原理框图，该类实验模式是给学生提出一个问题，不限定解决问题的方法，由学生提出设计方案并加以实现；创新型：该类实验教学是针对学有余力的优秀学生，帮助其提高创新能力的进一步训练，鼓励他们自主创新，提出若干具有挑战性的问题，参加各类创新竞赛，申请并完成创新实验项目等。

（三）建立虚拟实验监控评价机制

1.引入虚拟实验后的实验教学监控评价机制需要更新优化，该机制是实验教学过程质量的保证。虚拟实验中，教师除了评价学生分析实验操作的逻辑性、完整性之外，还要将学生在虚拟实验中参与的情况纳入评价范畴来考虑，比如学生参与讨论的次数、与其他同学网上协作的情况、与教师互动的状况等。因此实验教学平台需要对整个虚拟实验教学的全程进行自动记录和监控，为虚拟实验教学效果的评价提供客观依据。

2.根据实验项目的教学目标，把实验按照难易程度分解成若干实验项目，设定每个实验内容的分值，或把一个实验项目按梯级形式分成若干部分，标定每一级分值，根据完成的级数，由学生自我积分，最后由教师根据实验结果对分数做出适当调整。这样实验步骤清晰，有利于一些动手能力比较强、理解问题比较快的学生在规定的时间内多做实验内容，提高实验的积极性，扩大知识面。

（四）解决的实验教学问题

1.自闭型实验教学的问题

实验教学平台将精品课程、创新实验、工程实践、科技竞赛等内容的优质资源引入到实验教学中来，达到优质教学资源的共享，虚拟实验不仅节省了实验成本，还给学生提供了实验自由，并且从空间、设备、时间、内容全方位开放，使得学生能有更好的实验教学资源和更加宽松自由的环境做实验搞科研，极大地提高了学生的工程实践和创新能力。

2.实验教学资源紧张的问题

由于计算机技术发展迅猛，计算机设备更新换代的速度飞快，现有的实验教学资源十分紧张，导致实验教学和科研活动受到了很大的限制，虚实结合的实验教学服务平台可以弥补这方面的不足，通过虚拟实验和优质资源共享，学生在任何地方都可以做各种各样的实验，获得跟真实实验一样的体验，从而丰富感性认识，加深对教学内容的理解，教学活动和学生学习实现了无缝连接。同时，购置实验设备的成本也大幅下降，实验中心实验承载量的压力得到了很大的缓解，实验设备损耗也极大地降低。

3.实验教学监控评价缺失的问题

实验教学监控评价体系的缺失导致学生出现缺乏实验兴趣，盲目应付实验和实验评价缺乏客观性等现象，实验教学平台可以很好地解决这个问题，通过监控设备，实验教学可以清楚地掌握每个学生的实验情况，同时，通过设定相应的评价依据，可以帮助教师客观公正地评价学生实验结果，给予学生较为合理的实验成绩。

作者：司明 龙熙华 李占利 单位：西安科技大学