虚拟实验论文范文

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第1篇

验证性实验强调证明科学事实、概念、理论的活动，通过完整的实验框架和实验过程的完成，重新验证实验结果是否达到原理所描述，目的重在使学生理解和掌握这个实验，以达到熟悉生物相关原理的目的。一般常规是通过介绍相关原理，回顾重要的概念，再介绍实验步骤分析实验结果，提出注意事项，或针对学生普遍容易出现错误的实验操作进行示范，最后引导学生科学结论验证。

验证性虚拟实验教学过程

(1)验证性虚拟实验网页组成验证性虚拟生物化学实验室的网页页面由图1所示。(2)实验例证基因体外扩增技术(PCR实验)①原理:先图示或动画PCR原理、过程和应用，并解释相关概念，包括引物、DNA聚合酶、核苷酸、模板等基本概念。②样品、材料准备:包括相关试剂、PCR仪、手套、无菌操作台、枪、枪头等，并配上相关图片。③PCR扩增:包含PCR过程、结果，用动画和图片，充分让学生了解其原理和过程。④PCR结果检测:对出现的结果分别进行分析。有单一条带是表明PCR是特异性扩增，无条带可能是什么原因，条带不单一可能是什么原因，每一结果都用不同的图片来显示给实验者，让学生在虚拟情况下就能分析实验结果。用虚拟PCR仪代替传统仪器来进行数据处理，观察和分析实验结果，结合实验图片或动画将每个步骤的过程展现给实验者，把每个步骤中容易出错的部分给标记出来，并对实验的不同结果进行分析，这样能有效地帮助学生理解问题并对错误操作有感性认识。

综合性虚拟实验教学组成

虚拟实验室也可增加综合性实验。在虚拟实验室中，尝试用已有的报道的研究资料作为综合实验的来源。将生物实验研究的学习置于探究的背景下，将综合性实验已有报道看成“问题是什么”，“用何种实验能回答这个问题”，“如何设计实验进行验证”，也就是“What?How?Why?”从而重视在探究过程中获得综合素质的提高，使科学知识能在不断的设问中得到升华。(1)综合性虚拟实验网页组成本实验室所作的综合性实验网页如图2所示。其中研究文献包括本实验的研究报告及相关文献。综合性实验还可通过让学生自由选题，设定实验方案后，利用虚拟仪器进行实验，并作出结果预测，从而来提高学生的创新和科研能力。(2)实验例证研究干旱对植物抗氧化酶的影响［6］。①写出本实验的研究背景，研究目的。首先阐明植物受不良外因影响后，会出现的各种现象。研究干旱地方植物抗旱生理生化状况，对干旱地方植被恢复奠定良好的理论基础。开展植物抗旱的生理抗(耐)性机理能为植物物种栽培提供依据。②列出实验的假设，并据此设计实验过程。植物在不良环境，会出现相应生理生化变化，测定相应气体交换参数，测定相关的抗氧化酶的活性变化。各种抗氧化酶在生物体中的作用，并分别写出相关酶的测定方法。③结果分析。对不同状态下的结果进行分析。④后续实验的进一步完善。对实验证明不完善的地方加以分析，并提出完善的方法，运用多种实验方法加以改进研究。本实验则可以在测定生理生化变化后，进一步进行基因表达的研究，检测不同条件下基因表达的变化。再将相关的文献附上［7－9］，即可让学生明白研究具体课题的一个基本步骤，为其今后的科研打下良好的实验基础。本实验室的综合性实验包括植物的抗氧化酶研究、内生菌的抗菌物质提取、多糖的抗肿瘤研究等8个实验。这些实验，通过选取不同的实验材料，采用不同的实验方法，让学生对科学研究的过程有一个深入的了解，能弥补简单的独立实验不足，对学生今后的更进一步的深造打下坚实基础，效果显著。学生普遍反映对其生物化学知识有了深入的了解，并对科研论文有了基本认识，提高了学生毕业设计的实验设计能力与实际动手能力。

虚拟实验视频

夜上海论坛 实验视频是通过现场录制，展示实验所需仪器、操作过程、实验要点。通过视频，教师进行详细讲解并作出示范，可给学生直观认识，并在视频中详细指出实验过程中易错之处，对出现的不同结果进行分析实验。大型精密仪器也可以在虚拟实验室中全面展现，诸如基因测序仪、细胞流式仪、核磁共振等。学生还可掌握生物医学中前沿实验技术如酵母双杂交技术和蛋白质双向电泳。通过虚拟的过程了解其原理、操作条件、操作过程，在无消耗的情况下可节省资源、节约时间、节省场地，并可加深实验认识，开拓视野，增强学生的动手能力。

第2篇

目前，开放性实验室已经成为高校实验室建设的一大趋势，越来越多的高校实验室已从教师主体模式转型为学生主体模式。但是即使是开放性实验室也遵循一定的作息制度，而科技创新对于学生来说属于课外活动，学生时间安排零散，申请时便常有“撞车”的情况出现，在本科生实验教学紧张的时间段中，创新小组更有可能长时间的申请不到实验室。除此之外，实验室中元件种类有限，学生在进行科技创新活动时只能基于现有元件进行设计等等因素，也在一定程度上影响了学生对科技创新活动的积极性。基于这种情况，将Matlab仿真软件引入科技创新活动中，将仿真与实作相结合、将虚拟实验与硬件实验相结合，既能克服传统硬件实验室的局限性，又有助于开拓创新课题的思路，对开展大学生科技创新活动有极大的促进作用。

夜上海论坛 2Matlab软件在科技创新活动中的应用

Matlab软件作为一种工程仿真软件，在应用代数、电工电子、自动控制以及信号处理等多个专业的教学实验中均有广泛应用。本文以直流电机控制系统为例，简述Matlab软件在科技创新活动中的优势。

夜上海论坛 2.1多样的建模方式

对于工程专业的仿真研究来说，建立系统模型是对系统进行分析与设计的第一步。Matlab软件提供了基于代码和模块两种建模方式，对于每一种模式的建模都具有较高的灵活度。利用Matlab软件，可采用如下几种建模方法：

2.1.1代码编程实现利用m文件编写代码，实现模型建立。例如直流电机传递函数为。根据分析设计的需要，同样可以利用相应函数建立其零极点模型、状态空间模型等。这种建模方法灵活性大，但对编程能力要求较高，系统比较复杂时，学生实现起来会有一定困难。

2.1.2传递函数模块实现Matlab软件中的Simulink工具是一种模块化编程工具，模型库中提供了多种元件模块供用户选择。学生可以从中选择需要的函数模块，调节模块参数，建立某一元件，或控制系统的仿真模型。

夜上海论坛 2.2丰富的元件模型

传递函数是一种线性数学模型，但是很多元件本身是非线性的。以直流电机为例，在很多情况下，可以将它的数学模型线性化后，用传递函数描述。但是在某些创新课题中，需要更精确的电机模型。而直流电动机的内部数学关系比较复杂，即使已知各变量间的微分方程，对于本科学生来说，将其仿真实现也比较困难。Simulink中提供了丰富的元件库，将很多元件集成模块化，如图3所示。通过调节电机、电压源等元件的参数，可以对不同型号的电机进行分析与设计。这相当于实验室以虚拟仪器的形式，引进了大量的工程实验设备，对于学生的创新设计活动给予了充分的技术支持，改善了传统硬件实验室中学生只能基于实验室现有器材装备进行科技创新活动的情况，除此以外，将Matlab软件引入科技创新活动，学生以仿真实验的形式进行创新式的分析与设计，还有一个隐性的优势就是学生在实验时，不必担心因设计失误而造成元件或线路的损坏，这无形中减少了学生在动手实践时的顾虑，增强学生创新勇气和信心。

夜上海论坛 2.3便捷的分析手段

对于工程专业的学生来说，分析与设计控制系统，是科技创新活动的主流课题之一。学生在参加科技创新活动之前已经完成了相应的先修课程，掌握了利用不同性能指标分析系统性能的方法，这些方法大都基于系统的传递函数进行数学上的计算，对于比较复杂的实际系统，运算量较大。Matlab软件中提供了多种函数，可以对系统进行时域、频域、以及根轨迹分析。以图2所示直流电机控制系统为例，利用Matlab函数，可以很容易的画出系统的时域响应曲线，如图5（a）所示，根轨迹图，如图5（b）所示，和开环频率响应曲线，如图5（c）所示。借助Matlab软件分析系统性能，避免了繁杂的数学运算，既提高了分析的准确性，又节省了时间精力，学生可以将活动的重心及早的放到系统设计的环节中去。

2.4灵活的时间地点安排

利用Matlab软件将仿真实验与科技创新活动相结合，相当于学生将一间虚拟实验室搬到了个人电脑上。活动地点不再局限于专业实验室，小组成员可以在自习室、图书馆甚至寝室中进行讨论、交流、查阅资料以及编程设计等活动，这极大的增加了学生规划时间的自由度，同时，也改善了学生在实验室遇到问题查阅资料不便的情况，学生在遇到问题的时候，可以将电脑带至移动至图书馆、阅览室等场所进行创新活动。当遇到问题时，更可以带着问题找导师，提高了学生与导师之间的交流效率。

3结论

第3篇

夜上海论坛 一、网络虚拟实验室的建立

1.虚拟现实技术

虚拟现实VR(VirtualReality)是近几年来信息技术迅速发展的产物,毕业论文是一门在计算机图形学、计算机仿真技术、人机接口技术、多媒体技术和传感技术的基础上发展起来的交叉学科。其基本方法和目标是集成并利用高性能的计算机软硬件及各类传感器创建一个使参与者处于身临其境的、具有完善的交互能力、能帮助和启发构思的信息环境,即让用户在人工合成的环境里获得角色的体验。

虚拟现实具有三个基本特征。沉浸性,是指观察者对虚拟世界的情感反映,这种感觉能使用户全方位地投入这个虚拟世界,这是虚拟现实的首要特征。交互性,是指虚拟现实是一个开放的环境,能对用户的输入作出响应,并能通过监控装置来影响用户和被用户影响。想象性,是指虚拟现实不仅是一个媒体、一个高级用户界面,还是一个应用系统,它以生动形象的形式反映设计者的思想。虚拟现实的三个基本特征强调了人在这个系统中的主导作用。虚拟现实系统按其功能不同,可以分为三种类型:沉浸式虚拟现实系统、桌面式虚拟现实系统和分布式虚拟现实系统。其中,桌面式虚拟现实系统是运用软件编程方法在显示器上显示三维场景,用户通过键盘、鼠标等设备与虚拟场景交互,它的特点是结构简单、成本较低,易于推广。

2.网络虚拟实验室

夜上海论坛 所谓网络虚拟实验室,是指利用区域网或互联网,由虚拟现实技术生成的一类适于进行虚拟实验的实验系统,包括相应的实验室环境、有关的实验仪器设备、实验对象及实验信息资源等。虚拟实验室可以是某一现实实验室的真实实现,也可以是虚拟构想的实验室,虚拟实验通过虚拟实验室进行。在虚拟实验中,实验者有逼真的感觉,有身临其境的感受,好像是真正在现实实验室里近距离进行现场操作。在虚拟实验中,没有一个有形的实验室,也没有以实物形态存在的实验工具与实验对象,实验过程主要是对虚拟物的操作。

夜上海论坛 3.计算机专业虚拟实验室的创建

构建专业虚拟实验室,其实就是搭建一个网络平台系统,包括硬件、软件及管理三个方面。在硬件上,

夜上海论坛 目前各校都建立了校园网络并接入了互联网,这些基础设施基本可以满足需求,不需要太多的投入。在软件方面,一个是实验室平台软件系统的开发,它与网站建设相联系;另一个是网站的内容(实验内容)建设,这是实验室建设的关键。虚拟实验室应有可以做的实验来支撑,不然软件平台就是一个空架子,形同虚设。同时,该平台上还应有实验管理的支持,对实验仪器、实验报告、实验指导、实验成绩及网上答疑等进行有效管理,并对虚拟实验室进行监控,计算机网络虚拟实验室系统各模块的主要功能如下。

(1)实验管理模块,由学生管理、教师管理、仪器管理和学生成绩管理等组成。硕士论文在学生管理方面,学生通过浏览器进行注册登录,登陆成功后可浏览实验项目,查看实验的详细资料,预约实验项目及做实验的时间,在线发送和接受消息,进行问题讨论,进行实验登记,实验完成后可通过网络写实验报告并提交报告。教师管理方面,可对实验内容添加、修改、整理、删除,对学生提交的实验报告列表,批改实验报告,填写评语和成绩,提交批改结果,与学生进行讨论。仪器管理方面,对新设计开发的虚拟仪器上传并进行分类整理,以便实验使用。成绩管理方面对学生的实验情况(实验次数、实验报告及完成情况)给出成绩,并进行统计分析及提供查询等。

夜上海论坛 (2)仪器展示模块,对虚拟实验室可用虚拟元器件、虚拟仪器设备分门别类地进行管理,以图形的方式直观呈现出来,供学生在实验时进行选择。

(3)实验指导模块,包括实验介绍、实验方法、实验项目的重点及难点、实验目的、实验原理、实验准备、实验任务、实验过程、实验报告的要求及实验应注意的事项等。

夜上海论坛 (4)实验报告模块,主要对学生完成实验后,提供相关的实验报告模板,供学生下载,由学生填写相关内容以及实验的结果,完成后上传电子版实验报告,由教师进行批阅,并进行记载。

夜上海论坛 (5)实验答疑模块,由专业教师对学生实验中出现的疑难问题进行及时解答,帮助学生顺利通过实验。同时了解学生对实验的掌握程度,并及时反馈、调整教学。

(6)论坛交流模块,教师和学生可以通过论坛进行充分的交流,学生可以将实验中的收获、经验和体会及问题到论坛上,教师可以将一些典型的问题提出来,供大家探讨。学生在这样宽松的环境下发表自己的见解,教师从中可以得到及时的实验教学反馈信息,以便整改7)虚拟实验模块,是虚拟实验室建设的重要部分。学生通过该模块进行虚拟实验,医学论文以达到巩固强化知识的目的。该模块内容根据专业学习的具体情况及实验建设条件,可不断增加。计算机专业网络虚拟实验室系统的建设,可以引入其他学校的虚拟实验室中。这种方式比较简单,容易实现,见效较快。但需要投入较多的软件购置费用,同时也需要结合本校的实际情况进行一些调整,有一个磨合期。另一种是因地制宜,自主开发。根据本校的实际教学和实验情况,结合学生的实际水平,由任课教师或聘请部分专家组成开发小组,进行一系列的虚拟实验项目的开发研究,并将研究的成果连接到虚拟实验室中,逐渐扩充直至完善。这种方式比较灵活,能充分发挥教师的积极性,能有针对性地进行设计开发,适合学生的实际情况,学生容易接受,并且经费投入较少。缺点是开发周期较长,系统性不够,水平有限。也可以将上述两种方式结合起来,一是引入、购置部分自己不宜开发的实验项目,二是结合自身的优势和长处开发一些实验项目,如非交互性的、演示性的虚拟实验项目等。

二、加强网络虚拟实验室的管理

1.加强用户管理,为每个学生分配账号。对学生进入虚拟实验室,使用实验室做虚拟实验等进行登记保存。鼓励学生经常访问虚拟实验室,在上面提出问题、发表见解,做好实验,努力提高虚拟实验室的人气。

2.全天候开放虚拟实验室。学生可以随时进入虚拟实验实自己动手组织实验,自己设计实验方案,动手完成实验,整理和总结实验数据,职称论文提交实验报告,培养学生的分析能力和创新能力,逐步向以“学生为中心”的自主个性发展模式转变。

夜上海论坛 3.组织专业教师网上指导与答疑,参与论坛讨论交流,及时批改实验报告,为学生顺利完成实验提供服务。在虚拟实验室中,教师应对学生提出的疑问尽快给出帮助和解答,并进行必要的指导。在实验室论坛上发表观点,提出问题让学生思考,使师生在虚拟实验室中有较强的互动性,教师应充当好学生实验的合作者和知识的建构者的角色。

4.对学生在虚拟实验室的表现及实验效果进行

评价。针对学生每一门课程的虚拟实验完成情况、实验报告、网上提问、论坛发帖的情况,给学生一个成绩和评价,反馈给学生,英语论文并与该课程的正常实物实验一起记入实验总分。教师也要在对学生评价的同时,征求学生对虚拟实验室的意见,对学生反馈的信息进行整改。

计算机网络虚拟实验室的建立,可以很好地解决目前硬件设备跟不上实验的要求、学生实验时间不够用等问题,对于提高学生的动手能力、分析问题和解决实际问题的能力具有非常重要的意义。但在具体应用中还要注意处理好“虚拟实验”和“实物实验”的关系,不能一味地强调虚拟实验,要“虚实”结合,既相互补充,又各有侧重,这样才能取得很好的实验教学效果。同时,在虚拟实验中要注意培养学生严谨的、一丝不苟的科学实验作风。

参考文献

[1]王嗣源.虚拟实验室建设的初步探讨.西安邮电学院学报,2005(4).

夜上海论坛 [2]蒋光明.基于互联网的开放式虚拟实验模型研究.西南师范大学学报(自然科学版),2002(3).

第4篇

1.1功能设计

（1）实验信息管理。

实验信息管理主要包括对实验室工作人员、实验室规章制度、实验室通知以及实验室办公文件等信息的集中管理。

（2）实验课程管理。

实验课程管理是指面向不同的老师、不同的开设班级，对实验课程进行编排，以完成实验课程的统一集中管理，做到实验课程的时间、教室不冲突。

（3）实验设备管理。

实验设备是实验教学过程中的重要资源，对实验设备统一进行信息登记和管理，有助于实现对实验设备的网络化管理。

（4）实验教学管理。

实验教学管理主要包括实验课程的准备，学生实验过程视频的保存，实验报告的电子化及成绩评定，以及实验教学总结。

1.2模式设计

夜上海论坛 该设计采用了C/S模式和B/S模式相结合的设计模式。整个实验室信息管理系统在WEB环境下运行，客户端与数据库服务器之间采用B/S模式，从而避免了客户端专用程序的开发；而数据库服务器与应用服务器之间采用C/S模式，适宜满足应用程序和数据库系统之间的大批量数据访问和调用，从而提高了数据访问的灵活性。另一方面，由于数据全部存储在专用的数据库服务器上，而应用程序服务器和客户端只负责发出相应的数据请求指令，这样在一定程度上也提高了数据的安全性，后期维护也更加趋于合理。

2虚拟现实技术在虚拟实验中的设计与应用

2.1虚拟现实技术的应用方法

要将传统的动手实验演变为基于虚拟现实技术的虚拟实验，必须要完成三维建模、虚拟场景重建以及动作响应设定等一系列设置，这样才能够实现实验教学的信息化和虚拟化。目前三维建模主要依赖SolidWorks三维软件完成，而虚拟场景的重新构建，在很大程度上依赖于LabView等图形化编程软件的使用。要实现虚拟实验系统的设计，离不开数据库系统的应用，因为在虚拟实验操作过程中，离不开对数据库的实时动态访问，因此如何快速访问数据库系统成为虚拟技术应用的关键。目前应用在虚拟实验系统中的数据库访问技术，主要是依赖于数据的快速存储方式。对于底层传递来的数据，按照数据自身的属性进行分类，从而将数据自动划分到不同的数据类中。在同一数据类中，按照所定义的关键字对数据进行存储。采用分类的数据存储和访问方式，能够极大地提高数据库访问的效率。

2.2机电一体化实验的虚拟化设计应用

夜上海论坛 本研究课题以具体的机电一体化实验为例探讨虚拟实验系统的设计与应用。机电一体化实验主要完成传感器检测、数据滤波、数据采集、数据显示、电机控制等一系列任务。针对该实验的内容，虚拟化和信息化可以按照如下步骤实施：

（1）三维建模。

借助于SolidWorks三维软件对传感器、滤波器、数据采集卡、数码管、CPU控制器、步进电机等进行三维建模，实验室内的万用表、示波器等其他实验仪器也要建模，以增强实验环境的真实性。

夜上海论坛 （2）场景重建。

夜上海论坛 利用LabView图形化编程软件，将上述三维模型进行空间布局设置，构建与实验室完全一致的实验场景。

（3）界面接口设计。

夜上海论坛 仅仅有图形化场景是远远不够的，还必须借助LabView图形化编程软件对接口进行设计。比如数据采集卡的接口应当与传感器的输出接口保持相同的电平规格；再比如，CPU控制器的输出脉冲应当跟步进电机的驱动电流保持相同电平规格，以确保电机能够被驱动。

（4）虚拟动作响应。

夜上海论坛 设计了界面接口，就能够利用VRML工具对虚拟动作响应进行设定，通过设定使虚拟实验系统能够智能地感知到操作者的意图，从而顺利完成虚拟实验。

夜上海论坛 （5）数据库的快速访问。

在机电一体化实验中，需要保存的数据有传感器采集数据、数据采集卡的采集频率、CPU控制器的输出脉冲规格以及步进电机的相关参数。这些参数按照其自身属性可以划分为采集数据、控制数据和输出数据三大类，将上述的数据自动地划分到这三大类中。当虚拟动作响应需要访问数据库系统查询上述相关数据时，可以首先按照数据所在的大类进行查询，这样有助于提高数据库系统访问的快速性和准确性。

3结语

第5篇

虚拟实验是依托“虚拟现实”技术产生和发展的一种实验模式，利用计算机及仿真软件来模拟实验环境及过程，学生通过计算机操作来做实验，以代替或加强传统的实物实验。虚拟实验一般通过虚拟实验室进行。虚拟实验室是由虚拟现实技术生成的一类适于进行虚拟实验的实验系统，包括虚拟实验室环境、相关实验仪器设备、实验对象以及实验信息资源等，是一个基于网络的实验教学、技术交流、共同研究、协同工作的平台。虚拟实验室最早由美国弗吉尼亚大学的威廉•沃尔夫教授于1989年提出，被称为“无墙的研究中心”。虚拟实验室具有传统实验室无法比拟的特点，如资源共享性、互动操作性、用户自主性、安全性等，并且可以有效地减少实验设备购置经费和实验学时。随着虚拟实验技术的成熟，虚拟实验室在教育领域得到了越来越广泛的应用［8］。

2机械设计虚拟实验室

夜上海论坛 以“CAXA实体设计”和“CAXA－EB”软件系统为依托，利用VisualBasic6．0和C/C++开发了机械设计虚拟实验室(见图1)，包括三维虚拟实验环境和二维虚拟实验环境，可进行机构运动简图测绘、齿廓范成原理、减速器拆装等11个机械设计虚拟实验。学员可利用虚拟实验室进行实验，完成并提交实验报告，教师可利用该平台查阅批改实验报告。机械设计虚拟实验室由服务器端核心处理模块、客户端实时运算模块、用户管理模块、机构库模块、零件库模块等七大模块组成。其中，机构库包含40多个常用机构，零件库包含80多个常用零件，标准符号库由100多个常用标准符号组成，在线帮助信息库有近5万字的在线帮助信息［9－10］。目前机械设计虚拟实验室已在全军院校推广使用。近几年的教学应用表明，机械设计虚拟实验可部分取代实物实验，某些传统实验如简图测绘、齿廓范成等可利用虚拟实验室独立完成;同时，虚拟实验室大大扩展了原有实验内容，增加了机构改进设计、轴的设计、连杆机构的设计等综合性和设计性实验，并且实验室为开放性环境，实验内容还可根据需要继续扩充;另外，虚拟实验室是实物实验和课堂教学的有力补充，连杆机构的基本形式和演化等实验内容对进一步理解和巩固课堂知识具有重要作用，通过虚拟实验还可进行一些实物实验很难实现的实验，如齿廓范成原理实验，传统的范成仪只能加工两种参数的齿轮，而利用虚拟实验室可以任意设置加工参数。又如轴的设计实验，可实时设计、实时修改，并及时观测设计结果。虚拟实验室有效拓展了课内实验的时间和空间，在提高课程教学效果和实验教学质量及培养学生工程实践能力方面，起到了非常重要的作用。

夜上海论坛 3虚拟实验室在课程教学中的作用

机械设计虚拟实验室具备强大的模拟实验和相关辅助功能，对课程教学和能力培养具有非常重要的作用。

3．1有效拓展课程实验内容，集实验和辅助学习功能为一体

夜上海论坛 机械设计虚拟实验室不仅可完成机构运动简图测绘、齿廓范成原理、减速器拆装等传统实验内容，还增加了机构组成原理、连杆机构的应用和设计、凸轮设计、周转轮系的应用、轴的设计、齿轮传动等新的实验，拓展了实验内容。所开发的11个实验既有传统的基础性、验证性实验，如机构运动简图测绘、减速器拆装等，又有设计性实验，如齿轮范成原理、轴的设计、凸轮设计等。学员不仅可以通过虚拟环境完成实验操作和设计，提高机械设计能力，还可利用实验项目复习巩固课堂所学知识，加深对知识的理解。例如连杆机构的型式和演化实验，学员可通过实验环境设置机构的杆长参数和机架，根据课堂知识判断该机构的型式，再利用虚拟实验室验证自己的判断，使知识得以巩固和加深。机械设计虚拟实验室将数值分析算法应用到实验开发中，形象地描述了在传统实验中很难实现的实验，实现了实验内容的创新。例如齿廓范成实验，传统实验使用齿廓范成仪进行，一般每种范成仪只能范成同一参数(模数、压力角等)、两种齿数的齿轮，而在机械设计虚拟实验室中学员可任意设置齿轮的齿数和模数等参数(见图2)，观察各种参数的渐开线齿廓的形成过程和齿廓特点，扩展了设计性实验的内容。图3为利用机械设计虚拟实验室进行渐开线齿廓的范成加工。

3．2构建三维虚拟实验环境，实现三维动态仿真和创新设计功能

夜上海论坛 机械设计虚拟实验室构建了机构模型库和零件库，包含多个常用机构和通用零件，常用机构具有仿真动画效果，通用零件具有三维渲染效果，学员在进行实验时可随时调用，也可随时运行观察其运动以进行组成和运动分析。如图4所示即为机构库中的飞机起落架机构模型，学员可在三维实验环境中观察其组成和运动情况，或对其进行运动尺寸测绘，在二维环境中绘制其机构运动简图，这是机械设计基础课程的一个传统实验。机械虚拟实验室的零件库包含轴、齿轮、轴承等80多种常用零件，学员在进行设计性实验时可随时调用，同时还可在原模型的基础上进行实时修改，以用于所设计的机构。如图5所示为对设计的阶梯轴进行结构修改。这样使学员既有很强的感性认识，又锻炼了其设计能力，为基于想象的开放性创意设计提供了虚拟实现的平台，拓展了学员的创造空间。

3．3实验操作方便，相关功能完善

机械设计虚拟实验室具有可视化的实验界面，交互功能强大，实验操作简单，实验结果直观。每个实验都有详细的实验指导，进行基础性、验证性实验时在实验界面上及时提示后续的操作步骤，操作不正确时系统会给出提示。如减速器拆装实验，要求能按正确的顺序将减速器进行拆卸和安装，在拆装过程中，如果顺序不正确，系统会出现警告，并提示正确的操作。机械设计虚拟实验室具有在线帮助功能，学员在实验操作中可随时查阅实验目的、内容和实验步骤等。另外，在每个实验完成后可在虚拟实验室中方便地撰写、修改实验报告，并进行提交，如图6所示。教师可在虚拟实验室中检查、批改学生的实验报告，并将实验评价反馈给学员。

4结束语

第6篇

正如乌申斯基所说：“没有兴趣的强制性学习，将会扼杀学生追求真理的欲望。”探究活动并非只是单一的智力因素参与的过程，而是一个智力因素与非智力因素共同参与、相互作用、相互影响的过程。其中以兴趣为主的非智力因素正是学习强大的动力源，是学生产生积极的学习动机与认知行为的源泉。没有兴趣的学习就是外加的沉重负担，学生只是被动参与、机械应对、死记硬背，并没有达到对知识的真正理解，与快乐学习也是背道而驰。实验具有鲜明的实验现象，这不失为激发学生物理学习兴趣的重要手段。但在以往的教学中受实验室条件、实验器材等因素的制约，许多实验不能完成；即使让学生来做实验，限于安全因素、时间等，也大多是机械地按照实验步骤完成，并未真正发挥实验的激趣导思效果。虚拟实验室具有强烈的现代化气息，计算机与网络都是高中生所熟悉且喜欢的方式，这样更能吸引学生的眼球，将学生的注意力集中起来，能够同时带动学生的视觉与听觉等多种感官来参与到实验中来，这使得学生参与实验的兴趣更浓、积极性更高，从而让学生能够全程参与到实验过程中来。

二、模拟各种实验现象，引导学生展开主动学习

物理基本的概念与定理并不是凭空产生的，而是科学家在大量的实验中总结出来的，是透过大量表象达到对事物的本质认知。只有将基础知识的教学与实验结合起来，再现真理发现全过程，这样才能达到学生对知识的真正理解与掌握。而在现实条件中许多实验是无法完成的。如微观粒子的运动、存在安全隐患的实验以及对实验条件有严格要求的实验等，在以往的教学中这些实验都难以完成，就只能采用机械的灌输，让学生来记忆结论性认知。这样的结果就是学生背得流利，但就是不懂、不会用，只知其然而不知其所以然。网络虚拟实验室可以模拟各种实验现象，可以完成以往教学中所难以完成的各类实验，将这些抽象而枯燥的物理知识寓于直观而形象的实验现象中，让学生通过操作与观察来获取感性认知，并由此上升为理性认知，这样才能达到对抽象知识的深刻理解与灵活运用。

三、开辟师生互动学习平台，实现探究性学习

夜上海论坛 新课改倡导自主合作探究式学习方式，明确提出了以学生为中心的教学理念，我们的教学要更加关注学生学习方式的转变，要由以教师为中心转为以学生为中心，要将重点由教师如何教转向学生如何学上来，构建以教师为主导、学生为主体的双主型教学模式，确立学生在学习中的主体地位，引导学生展开主动探究，实现教学的双向互动。网络虚拟实验室为师生开辟了一个全新的网络互动学习平台，在这里教师与学生可以一起来展开积极的实验探究，通过师生之间的积极思维与主动操作来完成更多的实验方案，并就实验现象与结果在师生之间、生生之间展开积极的交流与讨论，进行思想的交汇与思维的碰撞。这样更加利于学生深刻掌握基本的概念与定理，同时也可以提高学生的实验技能，让学生学会实验操作，这样才能真正地学会物理学习。因此，在具体的教学中，遇到有分歧的问题，我们可以引导学生来制定不同的实验方案，借助网络虚拟实验室这个平台来将实验方案付诸于实践，实现理论与实践同步，这样学生通过这些实验可以获取更多的直观认知，再通过师生之间的共同交流与讨论，就可以达到对这些基本知识点的深刻理解。

夜上海论坛 四、结语

第7篇

【关键词】虚拟实验;教学环境;研究现状;研究趋势;论文

夜上海论坛 【中图分类号】G434 【文献标识码】A【论文编号】1009―8097(2009)12―0115―04

夜上海论坛 随着计算机多媒体技术和网络通信技术的迅速发展,信息时代的学习、生活方式都发生了重大变革。作为培养和提高学生动手实践能力、观察能力、分析问题和解决问题能力等方面有着先天优势的实验教学是高校教育改革的关键问题之一。目前,我国传统实验教学环节不足、实验资源不均衡,学生创新能力不足,虚拟实验教学环境研究与建设有利于解决当前实验教学中存在的问题。

为了从整体上把握虚拟实验教学环境发展脉络,拟重点从研究内容入手,探悉虚拟实验教学环境研究现状及发展趋势。虚拟实验教学环境是指开展虚拟实验教学所需要的环境,包括硬件和软件环境两部分。硬件环境包括计算机终端、计算机网络、服务器等,软件环境包括基础软件、虚拟实验教学系统软件、实验教学资源及理论指导等。本文所研究的虚拟实验教学环境是指为开展虚拟实验所搭建的教与学环境,主要指软件方面的环境建设及其应用研究。

一 研究设计与思路

1 研究资料

夜上海论坛 研究材料来源于“中国知识资源总库”,以“虚拟实验”为关键字进行检索,时间从2005年至2009年1月公开发表的主题中含有“虚拟实验”的期刊论文、会议论文以及学位论文,共437篇,以下从发表时间、研究内容两个维度分别进行统计分析。

2 研究方法与工具

夜上海论坛 研究材料采用内容分析方法进行研究。内容分析法是对明显的传播内容作客观而又系统的量化,并对量化结果加以描述的一种研究方法。[1]它是教育技术学研究方法的一种,通常是先抽取有代表性的资料样本,然后将资料内容分解为一系列的分析单元,并按预先制定好的分析类别和纬度系统进行评判记录,最终对结果进行统计分析。内容分析法实施步骤包括提出研究问题或假设、抽取样本、选择分析单位、建立分析类目、进行评判记录、定量处理与计算以及解释与检验等几部分。本研究资料采用数据统计工具进行数据管理、统计分析、统计绘图和统计报表。

二 研究结果(即研究现状)分析

1 从时间上看虚拟实验教学环境研究受到的关注程度及其原因

以“虚拟实验”为关键词,时间段分别从1979年到1999年、2000年到2004年、2005年到2009年1月进行检索,题名中包含“虚拟实验”的期刊论文和硕、博学位论文数量如表1所示。从三个时间段检索的论文数量来看,近几年虚拟实验教学环境的研究已经得到了众多学者的广泛关注。可见,对于虚拟实验教学环境的研究已经成为当前教育研究一个新热点,分析其原因是主要信息技术的蓬勃发展已经使部分虚拟实验环境的设计与开发成为现实,并在一定的理论指导下应用于实践,使各类虚拟实验室建设成为可能。而且,虚拟实验环境的研究与实现极大地降低了实验室建设成本,缓解了由于财政压力给实验实训教学环节带来的不利影响,有利于学生实践操作能力的培养,因此,虚拟实验教学环境的研究也就具有了极大的经济效益和社会效益,从而引起了更多学者、专家的关注。

表1 三个时间段检索的论文数量

2 从内容上看虚拟实验教学环境研究的现状及其分析

夜上海论坛 通过对2005年以来检索的437篇期刊论文、会议论文以及学位论文进行研究内容分析可以发现,虚拟实验教学环境的研究主要集中在以下几个方面:虚拟实验平台与系统的设计与开发、虚拟实验的设计、虚拟实验的教学研究及虚拟实验相关开发技术研究等,在检索的论文中各个方面的研究内容所占比例情况如图1所示。

(1)虚拟实验平台与系统的研究

从图1可以看出,虚拟实验平台与系统设计与开发的研究论文较多,其数量达175篇。可见,计算机技术与网络技术的发展为实验平台和系统的搭建提供了技术支持,虚拟实验的实践研究首先引起了广泛关注。这方面的论文主要是探讨某门课程的虚拟实验平台、系统设计或开发过程,如顾九春等[2]在论文中论述了基于matlab提供的函数和控制系统分析工具箱开发了自动控制原理课程的虚拟实验平台系统,对课程控制系统的设计与开发比较简单,论文中没有进行应用效果的分析。关于虚拟实验平台设计或设计与开发方面的研究论文有66篇。周冬婉[3]在论文中论述了实验系统平台的设计,并实现了简单开发,论文中无应用方面的论述。关于虚拟实验系统的研究论文有109篇。虚拟实验平台、系统研究的论文中进行设计并实现的比较多,在实验中应用的不多,对应用效果分析的就更少了。设计与开发具有开放性、自主性、协作性、交互性以及可扩展性的虚拟实验平台和系统有利于虚拟实验的开展和实施,有利于虚拟实验的共建共享。通过分析以上175篇关于虚拟实验平台和系统研究论文发现,目前虚拟实验平台和系统的开发各自为政,没有统一的规范和标准,很难实现平台和资源的共享。虚拟实验平台和系统的设计与开发研究大都是基于某一门课程实现,开发的技术种类繁多。

图1 虚拟实验研究内容情况

夜上海论坛 (2)虚拟实验教学研究

虚拟实验教学方面的研究有利于指导虚拟实验教学实践,这方面的研究论文有93篇。教学研究方面的研究内容情况如图2所示,主要包括以下几个方面:虚拟实验理论层次的应用研究,如黄凯旋[4]论述了如何更好地发展实验教学,提出了建立开放式实验与虚拟实验结合的完全开放式实验室,田静[5]在论文中浅谈了虚拟实验在理科实验教学中的应用等;教学模式与方法研究,如朱乾[6]通过“大学物理”虚拟实验系统在实验教学中的应用,对利用虚拟实验教学的教学模式进行了初步的探究,吴伟雄[7]探讨了在电工学教学中采用虚拟实验手段的意义和课堂教学方法等;教学效果分析,如于洪涛等[8]探讨了桌面虚拟实验对言语信息、智慧技能、动作技能学习的作用,最后通过调查问卷法和实验法来验证桌面虚拟实验对言语信息和智慧技能学习的作用,陈柳君[9]探讨了虚拟实验的理论意义,没有具体讨论虚拟实验的应用效果等;其他方面的研究包括虚拟实验的作用、虚实结合的理论探讨与教学改革研究等。关于虚拟实验教学方面的研究,从理论层面探讨的较多,对实际应用效果的研究比较少,这对虚拟实验教学实践而言显然是不够的。

图2 虚拟实验教学研究情况

夜上海论坛 (3)虚拟实验设计与开发研究

虚拟实验设计的开发是虚拟实验教学开展和实施的前提,这方面的研究论文有74篇。虚拟实验指所有实验过程均在虚拟环境中以虚拟的形式完成,不涉及真实的实验仪器设备的实验,目前虚拟实验的主要形式有实验演示、仿真实验、虚拟仪器三种。[10]其中实验演示主要演示实验的详细操作步骤和实验结果,供学生用于观察实验的实际执行过程,主要是基于某一种或几种技术或工具开发某一门课程或课程一部分虚拟实验,如刘英杰等[11]基于3ds Max和Virtools技术对大学物理实验功能进行了简易设计并对开发流程进行了阐述。仿真实验是利用计算机软件仿真实验环境。学生可以按实验要求组装实验系统,通过改变实验模型的参数进行各种模拟实验,观察其实验显示结果,孙俊峰等[12]在论文中以心理学实验为例,提出了虚拟实验展开的方式,将虚拟实验分为实验准备、交互实验和结果反馈三个阶段。虚拟仪器是在计算机上配置高性能的模块化硬件,结合高效灵活的软件来完成各种测试、测量和自动化的应用,如张子刚[13]的硕士论文《基于LabVIEW的虚拟实验仪器设计研究》,该论文以PC-DAQ/PCI插卡式结构的硬件平台,采用数据采集板,实现AD7202在Labview中的数据采集。论文重点讲述了虚拟数字存储示波器各个功能模块的软件设计。在虚拟实验设计与实现方面的研究中,虚拟实验被教师上课演示的多,被学生实际操作的少;虚拟实验中验证性实验多,设计性和创新性实验少;虚拟实验以作业方式应用的多,单独开设实验课程的很少。[14]

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夜上海论坛 (4)虚拟实验设计与开发应用的相关技术研究

夜上海论坛 计算机技术以及计算机软件技术的发展为虚拟实验研究提供了技术支持和工具,各种技术的发展也促进了虚拟实验的开发。关于虚拟实验设计与开发应用的相关技术研究,主要是把互联网技术、动画技术以及虚拟现实等相关技术(如Java、VRML、Flash、3D等)引入到虚拟实验设计中,从技术的角度深入探讨虚拟实验建设的可行性,主要集中在3D、VRML、Flash等技术在虚拟实验系统构建中的应用,或者此技术在某个实验环节中的应用,或者侧重于网络虚拟实验系统的教学支持系统的设计开发,论文数量有38篇,各种技术使用与研究情况如图3所示。

图3 开发技术研究情况

(5)虚拟实验环境相关标准、规范、管理与评价方面的研究

夜上海论坛 虚拟实验环境相关标准、规范、管理与评价的研究可以为建立统一的虚拟实验教学环境提供依据和保障。然而,在检索的论文中只有2篇论文对标准化问题进行了简单的阐述。范新伟等[15]的《虚拟实验标准化的研究和解决方案》,在论文中提出了一个虚拟实验标准化信息模型,并提出了信息模型的xml绑定和用Web Service实现的解决方案,作者对虚拟实验的标准化提出了一些见解,并对实践结果进行了初步的阐述,进一步的工作还有待于大量的实践来进行验证和不断的修改完善。李小燕[16]的《虚拟实验中仪器通信的标准化研究》,该论文针对虚拟实验重复开发,复用性差以及互操作困难等问题,提出了一个虚拟仪器间通信的标准化解决方案,建立了仪器间通信的信息模型。在当前的研究中只有2篇此方面的相关论文对虚拟实验的研究是不够的,而且虚拟实验环境的评价和虚拟实验管理方面的研究也是空白。

随着虚拟实验教学研究的发展,各种技术被引入进来,这些技术、协议或标准之间的兼容性,以及虚拟教学平台、系统和已有平台、系统的互操作都需要深入研究。此外,虚拟实验平台和系统的开发也需要一个规范,因此对虚拟实验环境相关标准与管理的研究极为迫切。

3 其他需要阐明的现象

随着多媒体、网络技术的迅速发展,虚拟实验研究得到了众多学者的极大关注,逐渐成为计算机领域与教育技术界研究的方向与热点,特别是虚拟实验教学环境的建构及应用更应引起教育技术领域的关注。但是,就国内目前的研究来看,教育技术领域还没有给予较多的关注,从2005年以来的研究论文结果看,在虚拟实验方面的研究《中国电化教育》有3篇文章、《电化教育研究》上有2篇文章、《现代教育技术》有8篇文章、《中国远程教育》有3篇文章,这对于教育技术的研究方向和热点而言是不够的。再者,虚拟实验教学环境的研究主要集中在计算机领域的杂志或学位论文中,其的期刊方面,一般期刊的论文较多,核心期刊论文不多,在学位论文中硕士论文较多,博士论文不多,这说明对虚拟实验教学环境的研究还不够深入。

三 研究趋势分析

虚拟实验教学环境的研究时间很短,研究中还存在很多不足,但是虚拟实验作为当前教育领域中的重要组成部分,在解决我国教育面临的规模与质量之间的矛盾,克服实验资源不均衡、创新能力不足等问题,有着广阔的发展前景。通过以上分析,虚拟实验教学环境的研究应注重以下几个方面:

1 开展评价、测试、管理等标准和规范的研究

制定虚拟实验平台和系统的评价、测试、管理等标准和规范,为建立统一的虚拟实验教学环境提供依据和保障。针对我国虚拟实验教学的发展现状,研究制定基于统一支撑平台的虚拟实验开发标准,制定虚拟实验的评价、指导、管理和基础软件跨平台规范,实现平台和资源的高度共享,通过多种标准与规范的有机结合,解决分布式的实验教学与现有的教学系统协同工作的问题,从而实现协同工作,提高其共享性和复用性。

2 虚拟实验平台的统一开发

按照统一的标准和规范,开发集实物演示、实物仿真、创新设计、智能指导和管理于一体,具有良好交互性和可扩展性的虚拟实验教学平台是当前和未来虚拟实验教学环境研究的重要内容之一,从而突破目前的各自为政、没有统一标准、没有协同性平台开发的局面。

3 虚拟实验的多方面设计与开发

在统一标准与规范的指导下的适合教学需要的更多的虚拟实验设计与开发是当前虚拟实验教学研究的内容之一,这有利于为教育提供丰富的虚拟实验资源,从而为广大学习者提供优质的虚拟实验服务,也能够产生很好的经济和社会效益。

4 加强虚拟实验的指导与管理研究

虚拟实验缺乏有效的教学管理、过程指导和效果评价,导致虚拟实验的优越性在实践教学中难以发挥。因此,应开展虚拟实验过程的智能指导和实验结果自动批改技术等方面的研究;开发虚拟实验指导与管理系统,包括实验知识辅助学习、实验智能指导、实验结果自动批改、实验答疑、实验教学效果评估等功能;开发跨平台的虚拟实验管理系统,为虚拟实验教学环境提供服务并开展应用,并展开视角对使用虚拟实验进行实验学习进行评价的研究。

夜上海论坛 5 开展虚拟实验应用研究

虚拟实验只有在不断的完善、经过实践检验后,能够取得良好效果才能应用于实验教学和推广,因此,虚拟实验的应用研究对此研究课题具有重要价值。然而,目前虚拟实验教学环境的研究内容主要集中在理论探讨、系统设计与开发、虚拟实验教学平台的开发,未来应加大虚拟实验系统应用于教学的模式与效果分析、虚拟实验系统开发评价等方面的研究,尤其从学生视角对使用虚拟实验平台和系统进行实验学习的评价研究需加强。

四 结语

虚拟实验是信息时代的产物,它在教育、科研等方面有着广阔的发展前景,是当前教育的重要组成部分,是教育教学的重要资源。在构建现代教育创新体系、培养创新型人才的大教育背景下,融合现代教育理念的虚拟实验教学环境的研究必将促进教育教学的蓬勃发展。

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参考文献

夜上海论坛 [1] 李克东.教育技术学研究方法[M].北京:北京师范大学出版社,2003:228.

夜上海论坛 [2] 顾九春,王品,宋进桂 等.《自动控制原理》课程虚拟实验平台的设计[J].高校实验室工作研究,2008,(3):50-53.

夜上海论坛 [3] 周冬婉.电路理论虚拟实验系统的设计与实现[J].中国集体经济,2008,(1):160-161.

[4] 黄凯旋.开放与虚拟的实验教学改革探讨[J].实验室研究与探索,2006,(9):1119-1121.

[5] 田静.浅谈虚拟实验在理科实验教学中的应用[J].教学仪器与实验,2006,(9):11.

[6] 朱乾.基于虚拟实验系统的教学模式[J].实验室研究与探索,2008,(6):84-86.

[7] 吴伟雄,褚莲娣.基于虚拟实验的教学方法研究[J].嘉兴学院学报,2005,(6):105-107.

[8] 于洪涛,杨雪,孙艳丽.桌面虚拟实验的教学效应研究[J].现代教育技术,2008,(1):115-118.

夜上海论坛 [9][10]陈柳君.实验教学中虚拟实验的有效性探究[J].中国科技信息,2007,(12):203-205.

夜上海论坛 [11] 刘英杰,杨雪,阚宝朋.基于3dsMax和Virtools的大学物理虚拟实验的设计与开发[J].现代教育技术,2008,(6):88-92.

夜上海论坛 [12] 孙俊峰,游运华,卢洁 等.基于VRML的心理学虚拟实验设计与实现[J].计算机仿真,2006,(4):283-286.

[13] 张子刚.基于LabVIEW的虚拟实验仪器设计研究[D].长春:长春理工大学,2007.

[14] 李凌云,王海军.网络虚拟实验系统研究现状与发展趋势[J].现代教育技术,2008,(4):111-114.

[15] 范新伟,申瑞民,申丽萍.虚拟实验标准化的研究和解决方案[J].计算机仿真,2005,(1):175-179.

夜上海论坛 [16] 李小燕.虚拟实验中仪器通信的标准化研究[J].计算机仿真,2006,(6):205-208.

[17] 李凌云,王海军.网络虚拟实验系统构建方式的比较研究[J].中国电化教育,2008,(1):102-105.

第8篇

一、网络虚拟实验室的建立

1.虚拟现实技术

虚拟现实VR( Virtual Reality) 是近几年来信息技术迅速发展的产物， 毕业论文是一门在计算机图形学、计算机仿真技术、人机接口技术、多媒体技术和传感技术的基础上发展起来的交叉学科。其基本方法和目标是集成并利用高性能的计算机软硬件及各类传感器创建一个使参与者处于身临其境的、具有完善的交互能力、能帮助和启发构思的信息环境， 即让用户在人工合成的环境里获得角色的体验。

夜上海论坛 虚拟现实具有三个基本特征。沉浸性， 是指观察者对虚拟世界的情感反映， 这种感觉能使用户全方位地投入这个虚拟世界， 这是虚拟现实的首要特征。交互性， 是指虚拟现实是一个开放的环境， 能对用户的输入作出响应， 并能通过监控装置来影响用户和被用户影响。想象性， 是指虚拟现实不仅是一个媒体、一个高级用户界面， 还是一个应用系统， 它以生动形象的形式反映设计者的思想。虚拟现实的三个基本特征强调了人在这个系统中的主导作用。虚拟现实系统按其功能不同， 可以分为三种类型: 沉浸式虚拟现实系统、桌面式虚拟现实系统和分布式虚拟现实系统。其中，桌面式虚拟现实系统是运用软件编程方法在显示器上显示三维场景， 用户通过键盘、鼠标等设备与虚拟场景交互， 它的特点是结构简单、成本较低， 易于推广。

2.网络虚拟实验室

夜上海论坛 所谓网络虚拟实验室， 是指利用区域网或互联网， 由虚拟现实技术生成的一类适于进行虚拟实验的实验系统， 包括相应的实验室环境、有关的实验仪器设备、实验对象及实验信息资源等。虚拟实验室可以是某一现实实验室的真实实现， 也可以是虚拟构想的实验室， 虚拟实验通过虚拟实验室进行。在虚拟实验中， 实验者有逼真的感觉， 有身临其境的感受， 好像是真正在现实实验室里近距离进行现场操作。在虚拟实验中， 没有一个有形的实验室， 也没有以实物形态存在的实验工具与实验对象， 实验过程主要是对虚拟物的操作。

夜上海论坛 3.计算机专业虚拟实验室的创建

构建专业虚拟实验室， 其实就是搭建一个网络平台系统， 包括硬件、软件及管理三个方面。在硬件上，

目前各校都建立了校园网络并接入了互联网， 这些基础设施基本可以满足需求， 不需要太多的投入。在软件方面， 一个是实验室平台软件系统的开发， 它与网站建设相联系; 另一个是网站的内容( 实验内容) 建设， 这是实验室建设的关键。虚拟实验室应有可以做的实验来支撑， 不然软件平台就是一个空架子， 形同虚设。同时， 该平台上还应有实验管理的支持， 对实验仪器、实验报告、实验指导、实验成绩及网上答疑等进行有效管理， 并对虚拟实验室进行监控， 计算机网络虚拟实验室系统各模块的主要功能如下。

夜上海论坛 ( 1) 实验管理模块， 由学生管理、教师管理、仪器管理和学生成绩管理等组成。硕士论文在学生管理方面， 学生通过浏览器进行注册登录， 登陆成功后可浏览实验项目， 查看实验的详细资料， 预约实验项目及做实验的时间， 在线发送和接受消息， 进行问题讨论， 进行实验登记， 实验完成后可通过网络写实验报告并提交报告。教师管理方面， 可对实验内容添加、修改、整理、删除， 对学生提交的实验报告列表， 批改实验报告， 填写评语和成绩， 提交批改结果， 与学生进行讨论。仪器管理方面， 对新设计开发的虚拟仪器上传并进行分类整理， 以便实验使用。成绩管理方面对学生的实验情况( 实验次数、实验报告及完成情况) 给出成绩， 并进行统计分析及提供查询等。

( 2) 仪器展示模块， 对虚拟实验室可用虚拟元器件、虚拟仪器设备分门别类地进行管理， 以图形的方式直观呈现出来， 供学生在实验时进行选择。

( 3) 实验指导模块， 包括实验介绍、实验方法、实验项目的重点及难点、实验目的、实验原理、实验准备、实验任务、实验过程、实验报告的要求及实验应注意的事项等。

( 4) 实验报告模块， 主要对学生完成实验后， 提供相关的实验报告模板， 供学生下载， 由学生填写相关内容以及实验的结果， 完成后上传电子版实验报告， 由教师进行批阅， 并进行记载。

夜上海论坛 ( 5) 实验答疑模块， 由专业教师对学生实验中出现的疑难问题进行及时解答， 帮助学生顺利通过实验。同时了解学生对实验的掌握程度， 并及时反馈、调整教学。

( 6) 论坛交流模块， 教师和学生可以通过论坛进行充分的交流， 学生可以将实验中的收获、经验和体会及问题发布到论坛上， 教师可以将一些典型的问题提出来， 供大家探讨。学生在这样宽松的环境下发表自己的见解， 教师从中可以得到及时的实验教学反馈信息， 以便整改。

( 7) 虚拟实验模块， 是虚拟实验室建设的重要部分。学生通过该模块进行虚拟实验， 医学论文以达到巩固强化知识的目的。该模块内容根据专业学习的具体情况及实验建设条件， 可不断增加。计算机专业网络虚拟实验室系统的建设， 可以引入其他学校的虚拟实验室中。这种方式比较简单， 容易实现， 见效较快。但需要投入较多的软件购置费用，同时也需要结合本校的实际情况进行一些调整， 有一个磨合期。另一种是因地制宜， 自主开发。根据本校的实际教学和实验情况， 结合学生的实际水平， 由任课教师或聘请部分专家组成开发小组， 进行一系列的虚拟实验项目的开发研究， 并将研究的成果连接到虚拟实验室中， 逐渐扩充直至完善。这种方式比较灵活， 能充分发挥教师的积极性， 能有针对性地进行设计开发， 适合学生的实际情况， 学生容易接受， 并且经费投入较少。缺点是开发周期较长， 系统性不够， 水平有限。也可以将上述两种方式结合起来， 一是引入、购置部分自己不宜开发的实验项目， 二是结合自身的优势和长处开发一些实验项目， 如非交互性的、演示性的虚拟实验项目等。

二、加强网络虚拟实验室的管理

夜上海论坛 1.加强用户管理， 为每个学生分配账号。对学生进入虚拟实验室， 使用实验室做虚拟实验等进行登记保存。鼓励学生经常访问虚拟实验室， 在上面提出问题、发表见解， 做好实验， 努力提高虚拟实验室的人气。

2.全天候开放虚拟实验室。学生可以随时进入虚拟实验实自己动手组织实验， 自己设计实验方案， 动手完成实验， 整理和总结实验数据， 职称论文提交实验报告， 培养学生的分析能力和创新能力， 逐步向以“学生为中心”的自主个性发展模式转变。

3.组织专业教师网上指导与答疑， 参与论坛讨论交流， 及时批改实验报告， 为学生顺利完成实验提供服务。在虚拟实验室中， 教师应对学生提出的疑问尽快给出帮助和解答， 并进行必要的指导。在实验室论坛上发表观点， 提出问题让学生思考， 使师生在虚拟实验室中有较强的互动性， 教师应充当好学生实验的合作者和知识的建构者的角色。

4. 对学生在虚拟实验室的表现及实验效果进行

评价。针对学生每一门课程的虚拟实验完成情况、实验报告、网上提问、论坛发帖的情况， 给学生一个成绩和评价， 反馈给学生， 英语论文并与该课程的正常实物实验一起记入实验总分。教师也要在对学生评价的同时， 征求学生对虚拟实验室的意见， 对学生反馈的信息进行整改。

夜上海论坛 计算机网络虚拟实验室的建立， 可以很好地解决目前硬件设备跟不上实验的要求、学生实验时间不够用等问题， 对于提高学生的动手能力、分析问题和解决实际问题的能力具有非常重要的意义。但在具体应用中还要注意处理好“虚拟实验”和“实物实验”的关系， 不能一味地强调虚拟实验， 要“虚实”结合， 既相互补充， 又各有侧重， 这样才能取得很好的实验教学效果。同时， 在虚拟实验中要注意培养学生严谨的、一丝不苟的科学实验作风。 参考文献

夜上海论坛 [ 1] 王嗣源.虚拟实验室建设的初步探讨.西安邮电学院学报， 2005( 4) .

[ 2] 蒋光明.基于互联网的开放式虚拟实验模型研究.西南师范大学学报( 自然科学版) ， 2002( 3) .

[ 3] 易小琳， 王鑫等.网上计算机系统虚拟实验室的研究.计算机工程， 2002( 1) .

第9篇

    一、网络虚拟实验室的建立

夜上海论坛     1.虚拟现实技术

夜上海论坛     虚拟现实VR( Virtual Reality) 是近几年来信息技术迅速发展的产物, 毕业论文是一门在计算机图形学、计算机仿真技术、人机接口技术、多媒体技术和传感技术的基础上发展起来的交叉学科。其基本方法和目标是集成并利用高性能的计算机软硬件及各类传感器创建一个使参与者处于身临其境的、具有完善的交互能力、能帮助和启发构思的信息环境, 即让用户在人工合成的环境里获得角色的体验。

夜上海论坛     虚拟现实具有三个基本特征。沉浸性, 是指观察者对虚拟世界的情感反映, 这种感觉能使用户全方位地投入这个虚拟世界, 这是虚拟现实的首要特征。交互性, 是指虚拟现实是一个开放的环境, 能对用户的输入作出响应, 并能通过监控装置来影响用户和被用户影响。想象性, 是指虚拟现实不仅是一个媒体、一个高级用户界面, 还是一个应用系统, 它以生动形象的形式反映设计者的思想。虚拟现实的三个基本特征强调了人在这个系统中的主导作用。虚拟现实系统按其功能不同, 可以分为三种类型: 沉浸式虚拟现实系统、桌面式虚拟现实系统和分布式虚拟现实系统。其中,桌面式虚拟现实系统是运用软件编程方法在显示器上显示三维场景, 用户通过键盘、鼠标等设备与虚拟场景交互, 它的特点是结构简单、成本较低, 易于推广。

夜上海论坛     2.网络虚拟实验室

    所谓网络虚拟实验室, 是指利用区域网或互联网, 由虚拟现实技术生成的一类适于进行虚拟实验的实验系统, 包括相应的实验室环境、有关的实验仪器设备、实验对象及实验信息资源等。虚拟实验室可以是某一现实实验室的真实实现, 也可以是虚拟构想的实验室, 虚拟实验通过虚拟实验室进行。在虚拟实验中, 实验者有逼真的感觉, 有身临其境的感受, 好像是真正在现实实验室里近距离进行现场操作。在虚拟实验中, 没有一个有形的实验室, 也没有以实物形态存在的实验工具与实验对象, 实验过程主要是对虚拟物的操作。

夜上海论坛     3.计算机专业虚拟实验室的创建

夜上海论坛     构建专业虚拟实验室, 其实就是搭建一个网络平台系统, 包括硬件、软件及管理三个方面。在硬件上,

    目前各校都建立了校园网络并接入了互联网, 这些基础设施基本可以满足需求, 不需要太多的投入。在软件方面, 一个是实验室平台软件系统的开发, 它与网站建设相联系; 另一个是网站的内容( 实验内容) 建设, 这是实验室建设的关键。虚拟实验室应有可以做的实验来支撑, 不然软件平台就是一个空架子, 形同虚设。同时, 该平台上还应有实验管理的支持, 对实验仪器、实验报告、实验指导、实验成绩及网上答疑等进行有效管理, 并对虚拟实验室进行监控, 计算机网络虚拟实验室系统各模块的主要功能如下。

    ( 1) 实验管理模块, 由学生管理、教师管理、仪器管理和学生成绩管理等组成。硕士论文在学生管理方面, 学生通过浏览器进行注册登录, 登陆成功后可浏览实验项目, 查看实验的详细资料, 预约实验项目及做实验的时间, 在线发送和接受消息, 进行问题讨论, 进行实验登记, 实验完成后可通过网络写实验报告并提交报告。教师管理方面, 可对实验内容添加、修改、整理、删除, 对学生提交的实验报告列表, 批改实验报告, 填写评语和成绩, 提交批改结果, 与学生进行讨论。仪器管理方面, 对新设计开发的虚拟仪器上传并进行分类整理, 以便实验使用。成绩管理方面对学生的实验情况( 实验次数、实验报告及完成情况) 给出成绩, 并进行统计分析及提供查询等。

    ( 2) 仪器展示模块, 对虚拟实验室可用虚拟元器件、虚拟仪器设备分门别类地进行管理, 以图形的方式直观呈现出来, 供学生在实验时进行选择。

夜上海论坛     ( 3) 实验指导模块, 包括实验介绍、实验方法、实验项目的重点及难点、实验目的、实验原理、实验准备、实验任务、实验过程、实验报告的要求及实验应注意的事项等。

夜上海论坛     ( 4) 实验报告模块, 主要对学生完成实验后, 提供相关的实验报告模板, 供学生下载, 由学生填写相关内容以及实验的结果, 完成后上传电子版实验报告, 由教师进行批阅, 并进行记载。

    ( 5) 实验答疑模块, 由专业教师对学生实验中出现的疑难问题进行及时解答, 帮助学生顺利通过实验。同时了解学生对实验的掌握程度, 并及时反馈、调整教学。

夜上海论坛     ( 6) 论坛交流模块, 教师和学生可以通过论坛进行充分的交流, 学生可以将实验中的收获、经验和体会及问题发布到论坛上, 教师可以将一些典型的问题提出来, 供大家探讨。学生在这样宽松的环境下发表自己的见解, 教师从中可以得到及时的实验教学反馈信息, 以便整改。

夜上海论坛     ( 7) 虚拟实验模块, 是虚拟实验室建设的重要部分。学生通过该模块进行虚拟实验, 医学论文以达到巩固强化知识的目的。该模块内容根据专业学习的具体情况及实验建设条件, 可不断增加。计算机专业网络虚拟实验室系统的建设, 可以引入其他学校的虚拟实验室中。这种方式比较简单, 容易实现, 见效较快。但需要投入较多的软件购置费用,同时也需要结合本校的实际情况进行一些调整, 有一个磨合期。另一种是因地制宜, 自主开发。根据本校的实际教学和实验情况, 结合学生的实际水平, 由任课教师或聘请部分专家组成开发小组, 进行一系列的虚拟实验项目的开发研究, 并将研究的成果连接到虚拟实验室中, 逐渐扩充直至完善。这种方式比较灵活, 能充分发挥教师的积极性, 能有针对性地进行设计开发, 适合学生的实际情况, 学生容易接受, 并且经费投入较少。缺点是开发周期较长, 系统性不够, 水平有限。也可以将上述两种方式结合起来, 一是引入、购置部分自己不宜开发的实验项目, 二是结合自身的优势和长处开发一些实验项目, 如非交互性的、演示性的虚拟实验项目等。

    二、加强网络虚拟实验室的管理

    1.加强用户管理, 为每个学生分配账号。对学生进入虚拟实验室, 使用实验室做虚拟实验等进行登记保存。鼓励学生经常访问虚拟实验室, 在上面提出问题、发表见解, 做好实验, 努力提高虚拟实验室的人气。

    2.全天候开放虚拟实验室。学生可以随时进入虚拟实验实自己动手组织实验, 自己设计实验方案, 动手完成实验, 整理和总结实验数据, 职称论文提交实验报告, 培养学生的分析能力和创新能力, 逐步向以“学生为中心”的自主个性发展模式转变。

夜上海论坛     3.组织专业教师网上指导与答疑, 参与论坛讨论交流, 及时批改实验报告, 为学生顺利完成实验提供服务。在虚拟实验室中, 教师应对学生提出的疑问尽快给出帮助和解答, 并进行必要的指导。在实验室论坛上发表观点, 提出问题让学生思考, 使师生在虚拟实验室中有较强的互动性, 教师应充当好学生实验的合作者和知识的建构者的角色。

    4. 对学生在虚拟实验室的表现及实验效果进行

夜上海论坛     评价。针对学生每一门课程的虚拟实验完成情况、实验报告、网上提问、论坛发帖的情况, 给学生一个成绩和评价, 反馈给学生, 英语论文并与该课程的正常实物实验一起记入实验总分。教师也要在对学生评价的同时, 征求学生对虚拟实验室的意见, 对学生反馈的信息进行整改。

    计算机网络虚拟实验室的建立, 可以很好地解决目前硬件设备跟不上实验的要求、学生实验时间不够用等问题, 对于提高学生的动手能力、分析问题和解决实际问题的能力具有非常重要的意义。但在具体应用中还要注意处理好“虚拟实验”和“实物实验”的关系, 不能一味地强调虚拟实验, 要“虚实”结合, 既相互补充, 又各有侧重, 这样才能取得很好的实验教学效果。同时, 在虚拟实验中要注意培养学生严谨的、一丝不苟的科学实验作风。

    参考文献

夜上海论坛     [ 1] 王嗣源.虚拟实验室建设的初步探讨.西安邮电学院学报, 2005( 4) .

夜上海论坛     [ 2] 蒋光明.基于互联网的开放式虚拟实验模型研究.西南师范大学学报( 自然科学版) , 2002( 3) .

第10篇

关键词:经典扎根理论;虚拟企业;虚拟度;虚拟度测评

1引言

进入21世纪后，虚拟企业被称为最具竞争力的企业运营模式，从诞生之日起便展现出强大的生命力［1］，也有越来越多的中国企业采用虚拟企业模式以适应知识化、全球化、信息化的市场环境。既有文献中对虚拟企业的理解基于以下三个维度:第一，职能维度。虚拟企业是核心企业执行关键职能的体现［2，3］，虚拟企业仍然具备生产、研发、营销、财务等实体企业的完整职能［4］。主体企业应该保留关键职能将其余职能虚拟经营［5］。上述文献均将虚拟企业的职能分为核心职能和非核心职能。第二，产品维度。虚拟企业围绕产品或服务展开［6］，其优势通过建立产品标准来体现，以技术革新推动虚拟企业的发展，会向更高的层次演进。第三，网络维度。Handy［7］强调IT对虚拟企业的决定作用，将虚拟企业的概念与以In-ternet为基础的商业模式相联系起来。或认为虚拟企业是向着满足电子商务需要的组织方式演进［8］。在这类文献中体现了:信息技术对虚拟企业已经产生巨大影响甚至达到可以同等替代的地步［9］。虚拟企业是一种核心能力实体化和非核心环节虚拟化的组织形式［10］，如何有效评测企业虚拟化水平是深入解释和认识该新型组织模式的关键理论问题，否则我们将无法回答“怎样准确界定虚拟企业与实体企业?企业虚拟化到怎样的程度才能被称为虚拟企业?”这样的基础性理论问题。虚拟度(degreeofvirtualization，DV)是定量评测企业虚拟化程度的重要概念，也可用来表征虚拟企业的演化进程［11］。有学者将其作为衡量虚拟企业的关键指标［12］，或将其定义为外包的产品和服务占有的比例以及盟主盟员间合作的程度［12］。已有学者运用模糊数学法进行虚拟度评测［13］，或通过企业核心能力、生产柔性、虚拟环境优度、企业间信任关系等4个指标来进行测评［14］。但总体而言，学界对虚拟度测评问题的研究仍较为匮乏［15］，对虚拟度的构成及测评方法缺乏系统探索，尤其缺乏采用规范的研究方法、深入企业实践的质性研究。因此，本文采用被认为是社会科学领域最科学、也最适于进行理论建构的方法———扎根理论［16］，以典型企业的实地访谈记录为一手数据，以国内外知名企业的二手数据为补充，基于对20家企业虚拟经营实践的全面研究，构建虚拟度评测模型并借助计量经济学回归技术进行检验，为系统地解释和理解虚拟企业提供了基础性方法和理论支持。

2研究设计

夜上海论坛 经典扎根理论被认为是扎根理论三大学派中最具代表性和科学性的方法［17］，因而本文首先遵循经典扎根理论研究程序得出企业虚拟度的评测指标与方法体系，继而对此体系进行检验。2．1研究过程本文研究分为理论性抽样、数据收集、数据处理、理论构建和理论检验五个步骤［18］。(1)理论性抽样。通过理论性抽样，我们选择具有行业代表性的美特斯?邦威、小猪班纳、杉杉集团等3家企业为主要样本，先科、万泽丰两家企业为辅助样本，将恒源祥、背背佳、东软、红桃K、七匹狼、意丹奴、风神汽车、圣象地板、珠海天年、云南白药、王老吉、沃尔玛、宝洁、森马服饰、耐克等15家企业作为比较案例，以保证理论构建的可重复性、拓展性和饱和性。(2)数据收集。我们对美特斯?邦威、小猪班纳、先科、万泽丰四家企业进行了深入的调研和访谈，经受访者同意，以录音和速记方式记录访谈内容，形成11.2万字的录音整理资料;每天访谈结束都撰写备忘录，总计1万余字;通过购买书籍、浏览公司网站、网上搜索企业与企业家音视频及相关资料和信息，及时收集补充相关案例数据，强化三角检验。(3)数据处理。本文依据资料特点，选择逐词、逐句、逐行甚至逐段的编码方式，结合MindjetMindmanager软件使核心概念的形成过程形象化［19］。共计获得开放性编码430个，包含10个与本文问题相关的核心范畴，并得到353个选择性编码支持而饱和。(4)理论构建。在理论性编码阶段，归纳“企业虚拟度的关键影响因素”、“研发虚拟度”、“供应虚拟度”、“生产虚拟度”、“销售虚拟度”、“物流虚拟度”、“服务虚拟度”、“管理虚拟度”、“产品虚拟度”、“信息化水平”等核心范畴，得到核心概念“企业虚拟度测评指标体系”，由4层22个理论性编码支持，对比既有理论结合文本向量空间模型权重公式，构建出企业虚拟度测评模型。(5)理论检验。设计“企业虚拟经营调查问卷”，对位于长三角和珠三角的146家企业进行调查，对上述理论模型进行初步的数据检验。2．2辅助研究方法文档以向量形式定义到实数域中，可提高自然语言文档的计算性和操作性［20－22］。文本向量空间模型包括文本概念构成形式和文本词素权重计算，为研究本文的权重问题提供了参考和借鉴。如图1所示。图1中，C1、C2、C3、C4是底层语素，源于原始数据，其出现的次数即权重分别为Wc1、Wc2、Wc3、Wc4;B1是C1、C2构成的中间层概念，B2是C3、C4组成的中间层概念，A是B1、B2抽象得到的核心概念，中间层是联结上下层概念的关键阶段。B1的权重为Wb1，B2的权重为Wb2，则B1、B2的权重计算公式为:Wb1=Wc1+Wc2;Wb2=Wc3+Wc4;Wb1+Wb2=1(1)在文档检索过程中，tfci(termfrequency)表示底层词素C在文档中出现的频率，N为文档总数目，nc表示出现过该词素的文档数目，则词素权重的计算公式为［20］:Wci=tfcilog(N/nc+0．01)∑［tfcilog(N/nc+0．01)］2(2)

3实证分析

夜上海论坛 3．1企业虚拟度的关键影响因素本文研究发现，企业虚拟度的关键影响因素来自盟主企业对供应链的控制力。包括:质量控制力、技术控制力、信息控制力、成本控制力、时间控制力和渠道控制力，这6个要素共同决定了供应链控制力的大小。限于篇幅，只列举具有代表性的一手数据和编码图，如表1、2所示:核心范畴“企业虚拟度的关键影响因素”已经涌现，得到7层70个选择性编码支持而饱和。如图2所示(因幅面有限，仅展示其中部分编码):

3．2企业虚拟度测评的三个维度在总结上述关键影响因素的基础上结合现有文献，我们发现评价企业虚拟度应该从三个维度展开:职能维度、产品维度和信息化水平维度。分述如下:第一，职能维度。企业职能的虚拟化是通过生产经营中不同职能的分别虚拟化而实现的，因而企业中的不同职能环节可能具有不同的虚拟程度，我们将销售环节的虚拟程度定义为销售虚拟度，生产环节的虚拟程度定义为生产虚拟度，类似的定义有:研发虚拟度、供应虚拟度、物流虚拟度、服务虚拟度和管理虚拟度，因而职能虚拟度由以上子指标构成。同时，已有研究表明，企业职能外包部分占职能工作总量的比例可用于评测不同环节的虚拟度，该评测方法在20个案例中均分别得到映证和支持。综合以上，我们得出以下指标计算方法:研发虚拟度等于企业外包研发的产品、服务或技术数量(YFV)占企业产品、服务或技术研发总量(YF)的比重，即研发虚拟度=YFV/YF;供应虚拟度等于企业外包采购的物品(包括原材料、物料及其他用品)数量(GYV)占物品总采购量(GY)的比重，即供应虚拟度=GYV/GY;生产虚拟度等于企业外包产品产量(SCV)占总产量(SC)的比重，即生产虚拟度=SCV/SC;销售虚拟度等于企业加盟店数量(XSV)占全部销售终端数量(XS)的比重，即销售虚拟度=XSV/XS;物流虚拟度等于企业外包物流合同金额(WLV)占企业物流业务总金额(WL)的比重，即物流虚拟度=WLV/WL;服务虚拟度等于企业外包服务业务所需人员数量(FWV)占企业总体所需服务人员数量(FW)的比重，即服务虚拟度=FWV/FW;管理虚拟度等于企业外包管理职能所需人员数量(GLV)占企业所需管理人员总量(GL)的比重，即管理虚拟度=GLV/GL。第二，产品维度。企业产品虚拟度等于产品部件外购数量(CPV)占产品部件总数(CP)的比重，即产品虚拟度=CPV/CP。在20个案例企业中，职能虚拟与产品虚拟分布如表3所示。第三，信息化维度。企业虚拟经营到一定程度时，会采用信息网络平台来提高企业的运营效率和盟主的供应链控制力，信息化水平是企业虚拟经营水平高低的重要衡量标准。本文采用两个指标来进行企业信息化水平的评测。一方面，判断企业是否具备了连接盟主与盟员的信息网络平台，若有则赋值为1，若无则赋值为0，该特性满足狄利克雷函数要求，我们将其简记为D。另一方面，盟主的管理人员及工作人员与盟员相应部门人员通过信息网络平台进行沟通的时间(GTV)占双方沟通总时间(GT)的比例。信息化水平=D*GTV/GT。结合职能维度、产品维度和信息化水平三个测评维度及其权重，归纳出“企业虚拟度评价指标”，该指标得到4层22个理论型编码的支持而饱和，如图3所示。

3．3企业虚拟度测评模型构建结合图3，我们按照概念的层次划分，将处于主导地位、起决定性作用的概念定义为主层概念;将起到辅助作用的概念定义为辅助概念。主层概念中，企业职能虚拟度、产品虚拟度和信息化水平三个维度分别乘以不同的权重来衡量企业的虚拟度。企业虚拟度取值范围设定在0到1之间，虚拟度为0表示企业是完全的实体企业，虚拟度为1表示企业是完全理想的虚拟企业。这样，得到了主层概念理论模型:企业虚拟度=企业职能虚拟度*权重+企业产品虚拟度*权重+企业信息化水平*权重(3)细分主层指标，得到研发虚拟度、供应虚拟度、生产虚拟度、销售虚拟度、物流虚拟度、服务虚拟度、管理虚拟度等7个辅层指标，构成的辅层概念理论模型:企业职能虚拟度=研发虚拟度*权重+供应虚拟度*权重+生产虚拟度*权重+销售虚拟度*权重+物流虚拟度*权重+服务虚拟度*权重+管理虚拟度*权重(4)按照图1形式，对虚拟度概念进行归类:“企业虚拟度”是顶层核心概念，“企业职能虚拟度”、“企业产品虚拟度”、“企业信息化水平”是中间层概念，“研发虚拟度”、“供应虚拟度”、“物流虚拟度”、“生产虚拟度”、“销售虚拟度”、“服务虚拟度”、“管理虚拟度”是底层概念。因此，“企业虚拟度”的组成模型如图4所示。本文引入文本向量空间模型中的词素权重计算公式。公式(2)中，N值与nc值需要上千份数据支持。但在定性研究中，每个案例资料的收集和整理都需投入大量的时间和精力，因而该部分要进行修正。另外，N/nc变化不明显时，可以按常数处理，其数学意义被tfci继承。在多个案例集合中，如果某概念在某案例中出现至少1次，则按1处理，没有出现就按0处理。按照上述思路，∑k表示总案例中所有概念出现的次数总和，tfck表示在总案例中提出c概念的次数，Wck表示概念c在案例集合中的概念权重，得到其公式:Wck=tfck/∑K(5)为便于定量表述，需将主层、辅层理论模型中的定性概念转换成测评指标，每个指标用字母替代，如表4所示。通过上述替代，主层理论模型可转换为主层计算公式(6)，辅层理论模型可转换为辅层计算公式(7):V=VF*Wvf+VP*Wvp+VI*Wvi(6)VF=vyf*wvyf+vgy*wvgy+vwl*wvwl+vsc*wvsc+vxs*wvxs+vfw*wvfw+vgl*wvgl(7)在公式(6)中，企业职能虚拟度和企业产品虚拟度能够表征企业在现实空间中的虚拟水平，而信息化水平则表征了企业在网络空间的虚拟程度，综合两个空间的权重分布情况以完整描述虚拟度。将两类权重进行无差异化处理，即现实空间中“职能虚拟度”和“产品虚拟度”两个概念的权重合计0.5;网络空间中“信息化水平”的权重0.5，简记为:wvf+wvp+wvi=1;wvf+wvp=0.5;wvi=0.5。根据数据，结合概念权重公式(5)及上述权重分配细则，可以计算wvyf、wvgy、wvwl、wvsc、wvxs、wvfw、wvgl、wvf、wvp的值，计算过程如表5所示:将表中数据带入公式(6)和公式(7)得到相应的具体表达公式:V=VF*0.4667+VP*0.0333+VI*0.5000(8)VF=vyf*0.0893+vgy*0.0357+vwl*0.0714+vsc*0.3036+vxs*0.2679+vfw*0.1071+vgl*0.1250(9)

4模型检验

我们对分布在长三角和珠三角地区的服装、医疗、快消、日化、汽车、轻工、家电等行业中具有虚拟经营特征的企业进行了问卷调查，由了解企业情况的管理者填写完成，共计发放146份问卷，有效问卷144份。利用定性响应回归模型及EVIEWS软件来分析数据，拟合自变量和因变量的函数构成关系，达到检验理论的目的。V=VF*C(9)+VP*C(10)+VI*C(11)(10)结合表4、公式(6)、公式(7)中，字母替代方式及主层、辅层计算公式的形式，构造出主层回归函数和辅层回归函数:VF=vyf*C(2)+vgy*C(3)+vwl*C(4)+vsc*C(5)+vxs*C(6)+vfw*C(7)+vgl*C(8)(11)C(2)、C(3)、C(4)、C(5)、C(6)、C(7)、C(8)、C(9)、C(10)、C(11)表示自变量与因变量在回归拟合过程中的相关系数，C(1)作为常数，不影响因变量和自变量间的逻辑关系，在此忽略。如果主层回归函数中的相关系数为正值且逻辑关系与主层概念模型中权重的逻辑关系一致，说明理论测评模型有效，反之则失效。在公式(6)和(7)中，企业职能虚拟度是中间层概念，中间层概念的作用是将底层词素抽象后传递给核心概念;在回归函数(10)和(11)中，企业职能虚拟度是控制变量，控制变量的作用是调节底层自变量的平稳性，将杂乱无序的底层自变量数据，回归有序化后通过辅层函数传递给顶层因变量，最终确保主层回归结果更趋向其内在规律。对自变量和因变量数据进行自相关性分析，得到因变量与各个自变量的整体相关性结果，如图5所示:从图5中可以看出，与vgl相关的系数多处呈现负值，说明问卷调查得到的关于自变量的数据不理想，检验理论的能力减弱。在面对上述问题时，可以发挥VF控制变量的作用。借助控制变量降低原始数值的波动性，用Eviews软件将辅层各自变量原始数据进行回归，得到辅层回归函数表达形式，回归结果如图6所示。结合图6可以得到具体的辅层回归函数:Y=0.5*vyf+0.103*vgy+0.753*vwl+0.569*vsc+0.363*vxs+0.263*vfw+1.231*vgl(12)对比公式(9)和函数(12)，回归函数中相关系数C(2)、C(3)、C(4)、C(5)、C(6)、C(7)、C(8)都为正值，验证了自变量能够解释因变量且底层词素组成中间层概念的逻辑关系。但是，由于底层数据的不平稳性，导致函数(12)中相关系数间的逻辑关系:vgl＞vwl＞vsc＞vyf＞vxs＞vfw＞vgy，与公式(9)中权重值之间的逻辑关系:vsc＞vxs＞vgl＞vfw＞vyf＞vwl＞vgy，不完全一致，因此，我们需要单独回归出职能虚拟度的数值，以缓解底层数据对顶层因变量的冲击。结合规律化处理的VF的具体数据和VP、VI的问卷数据，再次进行回归分析。其中，VF中部分溢出数据未进行归1化处理，以解决田野数据存在较大偏差的问题。回归结果如图7所示。结合图7结果，可以得到主层回归函数:V=0.573*VF+0.348*VP+0.993*VI(13)比较公式(8)和函数(13)可以发现，VI相关性系数大于VF相关性系数大于VP相关性系数;VI权重大于VF权重大于VP权重，两者的逻辑顺序完全一致，因此，回归函数不但验证了顶层概念由中间层概念组成的逻辑关系，而且检验了各中间层概念之间的权重顺序。在研究过程中，原始数据的不稳定性对辅层回归函数产生了冲击，导致该层回归函数失控，因此，无法有效检验辅层理论模型，但主层理论模型的决定性作用和主导地位，保证了虚拟度评测模型的有效性。

5主要研究结论及启示

夜上海论坛 5．1研究结论与意义建构了企业虚拟度测评模型，我们就可以对企业组织的虚拟度进行量化测评和比较，从而有效解决“虚拟经营到怎样程度的企业才能算作虚拟企业”这样的理论问题。当虚拟度为0.5时，企业处于实体企业与虚拟企业的临界状态，我们将虚拟度超过0.5的企业称为虚拟企业;而虚拟度低于0.5的企业，我们称其为虚拟经营企业。为具体化这一理论界定，我们运用虚拟度测评模型，结合美特斯?邦威公司的数据进行验证。在创业阶段，美特斯?邦威将生产、销售完全外包，没有信息化平台，此时的虚拟度为:V=0.5715*0.4667=0.2667，只能称为虚拟经营企业;发展阶段，美特斯?邦威建设了信息化平台，同时销售虚拟度降到了0.5，此时的虚拟度V=0.4376*0.4667+1*0.5000=0.7042，显然，它已成为一家真正的虚拟企业。综上，本文通过对3家典型企业的深入研究，结合17家企业作为辅助案例，以经典扎根理论为基本方法论框架，融合计算机领域的文本研究方法、计量经济学领域的模型检验方法，发现了企业虚拟度的主要影响因素，提出了企业虚拟度测评模型并对其进行了检验，实现了对企业虚拟度的量化测评，准确界定了虚拟经营企业和虚拟企业，解决了虚拟企业研究的基础性问题。5．2研究局限与不足鉴于数据来源的有限性，本文只验证了处于主导地位的主层概念理论模型，虽然不影响理论模型的整体有效性，但仍有待大样本数据的进一步补充、检验和修正。尽管如此，本文提出的虚拟度测量方法仍为进行更加深入的虚拟企业研究打下了坚实的理论基础。

参考文献:

夜上海论坛 ［1］Goldman，S．L．，Nagel，R．N．，Preiss，K．．(1994)，“Agilecompetitorsandvirtualorganizations:Strategiesforenrichingthecustomer”，atP220［J］．VanNostrandReinhold，1:995．

［2］Hodge，B．J．，Anthony，W．P．，Gales，L．．(1996)，Organiza-tiontheory:Astrategicapproach［M］．UpperSaddleRiver，NJ:Prentice－Hall．

［3］夏维力，黄准．虚拟企业中的模块化结构探讨［J］．科研管理，2004，25(5):76－80．XiaWeili，HuangZhun．Discussiononmodularizedstructureofvirtualenterprise［J］．ScienceResearchManagement，2004，25(5):76－80．

［4］包国宪，贾旭东．虚拟企业研究基础———实践背景与概念辨析［J］．兰州大学学报(社科版)，2004(6):82－87．BaoGuoxian，JiaXudong．Basicforstudyofvirtualenterpri-ses—Backgroundforpracticeanddifferentiationofconcepts［J］．JournalofLanzhouUniversitySocialSciences，2004(6):82－87．

夜上海论坛 ［5］Werther，W．B．，Chandler，D．．(2005)，“Strategiccorpo-ratesocialresponsibilityasglobalbrandinsurance”［J］．Bus-inessHorizons，Vol．48No．1，pp．317－324．

夜上海论坛 ［6］Davidow，W．H．，Malone，M．S．．(1992)，Thevirtualcorpo-ration:Structuringandrevitalisingthecorporationforthe21stcentury［M］．Harperbusiness，NewYork．

［7］CharlesHandy．(1995)，“Trustandthevirtualorganization”［J］．HarvardBusinessReview，Vol．73No．3，pp．40－51．

［8］OmarKhalil，ShouhongWang．(2002)，“Informationtechnol-ogyenabledmeta－managementforvirtualorganizations”［J］．InternationalJournalofProductionEconomics，Amster-dam，Vol．75No．(1－2)，pp．127－134．

夜上海论坛 ［9］叶永玲，王雷．虚拟经营的实践动因和理论依据［J］．科技与管理，2003，5(5):76－78．YeYongling，WangLei．Thepracticereasonandtheorybasisofvirtualoperation［J］．Sci－TechnologyandManagement，2003，5(5):76－78．

夜上海论坛 ［10］贾旭东．虚拟企业组织运行的基础环境与模式研究［J］．兰州大学学报:社会科学版，2005，33(2):72－77．JiaXudong．Astudyoftheinfra－structualenvironmentandmodelofvirtualenterpriseoperation［J］．JournalofLanzhouUniversity(SocialSciences)，2005，33(2):72－77．

夜上海论坛 ［11］Bauer，R．，Kszegi，S．T．，Wolkerstorfer，M．．(2003)，“Measuringthedegreeofvirtualization－anempiricalanalysisintwoAustrianindustries”［C］//SystemSciences，2003．Proceedingsofthe36thAnnualHawaiiInternationalConfer-enceon．IEEE，pp．10．

夜上海论坛 ［12］韩智勇，高玲玲．基于交易费用理论的虚拟企业动力机制及效率边界分析［J］．科研管理，2004，25(1):102－108．HanZhiyong，GaoLingling．Transactioncosteconomicsbasedanalysisforthedynamicmechanismandefficiencyboundaryofvirtualcorporation［J］．ScienceResearchManagement，2004，25(1):102－108．

［13］周勇，郑丕谔．基于平衡记分卡的动态联盟绩效评价［J］．工业工程，2005，8(5):70－75．ZhouYong，ZhengPi’e．PerformancemeasurementofdynamicalliancesbasedonbalancedScorecards．IndustrialEngineeringJournal，2005，8(5):70－75．

夜上海论坛 ［14］廖成林，唐逸飞．虚拟企业的虚拟度评价指标体系研究［J］．科技进步与对策，2008，25(3):139－141．LiaoChenglin，TangYifei．Studyonvirtual－degreemeasure-menttargetsystems［J］．Science＆TechnologyProgressandPolicy，2008，25(3):139－141．

［15］宝贡敏，刘枭．感知组织支持的多维度构思模型研究［J］．科研管理，2011，32(2):160－168．BaoGongmin，LiuXiao．AmultidimensionalconceptmodelontheperceivedorganizationalsupportforChineseemployee［J］．ScienceResearchManagement，2011．32(2):160－168．

［16］Denzin，N．K．，Lincoln，Y．S．．(1994)，Handbookofqualita-tiveresearch［M］．SagePublications，Inc．

［17］贾旭东，谭新辉．经典扎根理论及其精神对中国管理研究的现实价值［J］．管理学报，2010(5):656－665．JiaXudong，TanXinhui．TheactualvalueoftheclassicaIgroundedtheoryanditsspirittoChinamanagementresearch［J］．ChineseJournalofManagement，2010，7(5):656－666．

［18］Glaser，B．．(1978)，Theoreticalsensitivity［M］．MillValleySociologyPress．

夜上海论坛 ［19］贾旭东，郝刚．基于经典扎根理论的虚拟政府概念界定及组织模型构建［J］．中国工业经济，2013(8):31－43．JiaXudong，HaoGang．Thedefinitionofvirtualgovernmentanditsorganizationmodelconstructingbasedonclassicalgroundedtheory［J］．ChinaIndustrialEconomy，2013(8):31－43．

［20］鲁松，李晓黎，白硕，王实．文档中词语权重计算方法的改进［J］．中文信息学报，2000，14(6):8－13．LuSong，LiXiaoli，BaiShuo，WangShi．Animprovedap-proachtoweightingtermsintext［J］．JournalofChineseIn-formationProcessing，2000，14(6):8－13．

夜上海论坛 ［21］叶作亮，高千惠，陈国海．专利的相关性检索与集成应用研究［J］．科研管理，2009，30(5):40－46．YeZuoliang，GaoQianhui，ChenGuohai．Researchonthecorrelativesearchofpatentanditsintegrativeapplications［J］．ScienceResearchManagement，2009，30(5):40－46．

第11篇

关键词：虚拟实验 教学应用 创新能力

中图分类号：G4 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2012）12（b）-0-01

该文围绕虚拟实验系统以及其教学应用问题展开分析，主要内容分为以下几个部分。

1 虚拟实验原理

1.1 含义和特征

夜上海论坛 虚拟实验系统是以数学理论、相似原理、信息技术、系统技术以其应用领域有关的专业技术为基础，以计算机和各种物理效应设备为工具，采用“面向对象”思想创建的，能够实时操作的、非实在的实验空间，在此环境中，实验者可以像在真实的环境中一样完成各种预定的实验项目。

它可以打破时间、空间的限制，拓展我们实验的空间，可以虚拟生命起源、地球的形成之类的实验，可以虚拟地壳之内、太空之外的实验，甚至可以虚拟人类心理活动的实验，向我们展示我们从未感受过的时空景象。由于虚拟实验具有上述优势，人们很快发现它不仅可以应用于科学研究和科学实验，也可以将它引入教育教学活动。

1.2 虚拟与真实连结的纽带

众所周知，现实世界与虚拟世界是整体的客观实在世界的两个相互补充的方面，一方面人们不能没有对自然界的深刻体验，同样另一方面也离不开对生活空间的想象。那么在虚拟实验环境中究竟要怎样学习？怎样与实践活动相联系？怎样分析虚拟世界与真实世界之间的关联，并从经验和人的感知觉等角度探讨虚拟实验与真实世界的联系，以便学生较好地掌握虚拟实验中的相关因素，进行真正意义上的自主学习，从而获得自身能动性的最佳延伸。

教育教学改革的不断深化对实验教学在培养学生的科学研究能力和综合素质等方面提出了更高的要求。相对于理论教学，传统的实验教学的教学内容、模式和方法亟待革新与完善。依据人们的认识规律和教学规律，借助于计算机等技术，有机地将教学内容、虚拟实验设备和学生操作紧密结合起来，更具有直观性、实践性、综合性和创新性等特点。随着虚拟实验越来越广泛地被各种教学活动所采用，这类实践活动越来越迫切地需要理论的指导；而随着实践经验积累得越来越多，也为系统地开展关于虚拟实验及其教学应用问题提供了可以依赖的基础。

2 虚拟实验系统的具体应用

2.1 概念与技能掌握

在概念学习中，奥苏贝尔认为概念的获取主要有两种方式，一是概念形成，二是概念同化。事实上，学生掌握的许多科学概念都是从日常概念中发展而来的。实验教学中概念掌握，应该从感知具体的物质和现象开始，从已有的知识出发，通过实验或推理，由表及里、由浅入深，有层次地由感性认识上升到理性认识。

而实验教学过程中的技能训练是使学生把已获得的知识运用于实践在实践活动中指导学生动手操作，把知识转化为能力，从而获得应用知识的本领。

夜上海论坛 2.2 探索与合作学习

实验活动强调探索与合作，是创造性的活动，不仅能引导和培养学生勤于思考、善于发现和提出问题，而且能培养学生观察、分析和解决问题的能力。特别是，在虚拟实验环境中学生之间的探索与合作学习，有助于培养学生认真负责的精神和合作的意识，不同的智慧水平、知识结构、思维方式的学习者之间可以互补，是一种有效传授知识技能的方式。协作式虚拟实验系统已经成功地应用于宇航员训练中。

总之，虚拟实验所提供的任务整合了多重的内容和技能，学生可以尝试着从接近日常的角度来观察世界，突出其中的特定规律，有助于学生意识到他们所学知识的相关性和意义性。因而在虚拟实验环境中，可以帮助学生从简化的世界中获得关于真实世界里的各种现象和科学知识。值得一提的是，虚拟训练系统不可能与真实训练环境完全一样，所以要重视培养学生掌握解决问题的模式和策略，启发学生把虚拟训练中学到的知识和技能运用于实践。

夜上海论坛 3 虚拟实验系统结构

3.1 系统设计

夜上海论坛 电脑游戏之所以能吸引参与者，在于它能及时提供反馈，参与者并不因达不到目标而失掉兴趣，相反更具有挑战性。如果虚拟实验系统具有游戏的性质，则实验环境更能丰富学生的经验，引导学生探索，尝试新的解决方法。因此，虚拟实验内容与组织的设计首先应该考虑的是如何激发学生的兴趣，以达到实验目的。虚拟实验系统设计和开发的相关原则如下：一致性原则、开放性原则、交互性原则、冗余原则和合用准则。

3.2 环境架构

构建虚拟试验系统的方法有很多，但基本思想应该是一致的，即用软件方法来模拟硬件设备的功能。虚拟实验系统一般由用户界面、实验处理系统、控制管理系统和系统中的其他库（如数据库、案例库、规则库、知识库、模型库部分）等共同构成。

虚拟实验的教学过程是建立在一般实验教学活动过程、学生的认知过程和实践活动以及教学的基本规律的基础之上的。虚拟实验系统的过程模型有4个，分别是①用户界面②情境设置③过程模拟④总结评价。这四个方面构成了一个较完整的体系，系统根据实验者所示定的参数，将实验过程中发生的变化和实验结果直观地呈现出来，以便实验者对自己的操作有一个整体的把握。在实验教学的实际应用中，根据学生的特点和实验需要出发，有针对性地运用虚拟实验系统，更好地体现“学生为主体”这一教学思想，培养学生的科学素养和创新

能力。

在虚拟环境中，实验的成功与否，当然与学生的认知活动密切相关，同时也离不开虚拟实验系统所提供的实验环境。了解虚拟实验系统的实际及常用的开发工具，可以根据实际的实验需要，开发新的虚拟实验系统，或者改进已有的虚拟实验系统，用来提高学生的实验兴趣，从而提高实验教学的针对性和实

夜上海论坛 效性。

随着相关技术和学习理论的发展，虚拟实验系统将更为完善和人性化，更加适应实验教学发展的需要。使用虚拟实验系统辅助实验教学在某种程度上改善实验教学条件，但是也有可能限制学生能动性的发挥。教师要发挥重要作用，不仅要提高学生对虚拟实验的概念、原则和技术的认识，又要结合实际情况考虑虚拟实验的组织与实施以及存在的问题。总之，要因地制宜，既要考虑学习目标、实验内容，也要考虑学生特点、教师态度、实验环境等因素，都是为了更好地采用合理的实验教学组织形式，满足不同学生的不同学习要求，从而实现实验教学的个性化。

参考文献

夜上海论坛 [1] 皮连生.智育心理学[M].北京：人民教育出版社，1996：151-152.

第12篇

夜上海论坛 关键词：计算机仿真；虚拟样机；试验；基于仿真的采办；装备采办

引言

夜上海论坛 从20世纪90年代开始，美国国防部为了更好、更快、更省地采购和部署满足21世纪军事需求的武器系统，进行了一系列卓有成效的防务采办改革，提出了基于仿真的采办（Simulation Based Acquisition，SBA）的概念。基于仿真的采办的核心思想是通过采用建模与仿真技术，以并行、迭代、柔性的思想指导武器系统的开发与采办，实现武器系统全生命周期各阶段的协同工作，是对传统采办在过程、支持环境和采办文化上的变革与创新。经过多年的实践与发展，基于仿真的采办得到美国军方和工业界的充分肯定，他们认为，基于仿真的采办可为切实缩短武器装备的研制周期、减少资源消耗、降低采办风险、提高装备质量。

虚拟样机（Virtual Prototype，VP）是基于仿真的采办中的一个重要概念，是建模与仿真技术在其中的一个最重要的应用形式。它利用虚拟样机代替物理样机对产品进行创新设计、测试、评估和人员训练，成为缩短产品开发周期，降低成本，改进产品设计质量，提高面向客户与市场需求能力的重要手段。

夜上海论坛 随着高新技术成果大量地应用于武器装备，武器装备变得越来越复杂。传统的串行采办过程，论证方、用户方、研制方和评估方分离的采办制度将很难适应未来武器装备的发展需求。因此，可以借鉴美军基于仿真的采办的成功经验，以并行、迭代、柔性的思想指导武器装备的开发与采办，用虚拟样机代替物理样机参与武器装备的预研、方案论证、工程研制、定型试验等过程阶段的试验与评估，并将试验与评估的结果直接反馈于武器装备的设计与研制，通过并行、迭代、柔性的方式不断地改进和完善武器装备的设计，更好地适应与满足未来不断变化的军事作战需求，降低武器装备的开发风险和开发成本，缩短研制周期，提高产品质量。

1虚拟样机技术

夜上海论坛 根据美国国防部建模与仿真办公室（DefenseModeling and Simulation office，DMSO）的定义，武器装备的虚拟样机是指在需求分析、方案论证、系统设计、演示验证等阶段使用的、代替武器装备实物样机的数字模拟产品。虚拟样机将建模与仿真技术扩展到新产品研制开发的全过程。它以计算机支持的协同工作为技术基础，通过支持协同工作、CAD、CAM、建模与仿真、产品分析、计算可视化、虚拟现实的计算机工具，将各个集成化产品小组（IntegratedProduct Team，IPT）的设计与分析人员联系在一起，共同完成新产品的概念探讨、运作分析、初步设计、详细设计、可制造性分析、性能评估、生产计划和生产管理等工作。

利用虚拟样机代替物理样机，可缩短开发周期，降低开发和测试成本，改进设计质量。利用虚拟样机，可使产品的设计者、使用者和评估者在产品研制的早期，在虚拟环境中，直观形象地对虚拟样机进行优化设计、性能测试、制造和使用仿真，对启迪设计创新、减少设计错误有着重要意义。

夜上海论坛 1.1虚拟样机技术的特点

1.1.1虚拟样机在产品的全生命周期中是不断进化的

李伯虎院士等学者认为，利用虚拟样机技术开发虚拟样机的过程，实质上是一种产品全生命周期基于模型的不断提炼与完善的过程。不仅如此，作者还认为，在产品的全生命周期内，随着论证方、研制方、使用方和评估方对产品认识的不断加深，虚拟样机的开发是一个不断进化、不断完善的过程。虚拟样机经过不断地迭代，逐步完善，逐渐逼近最终的实际物理样机，最后研制方根据最终的虚拟样机生产制造出满足设计目标的物理样机。

在进行系统论证时，由于对产品的认识还不深入，论证方仅仅能够勾勒出产品的大概轮廓，提出产品的主要战技指标要求，对于虚拟样机的许多细节，暂时还无法进行确定。当进行系统设计时，随着对产品设计的全面展开，虚拟样机的细节逐步丰满，产品的组成、工作流程、内外部接口等内容不断丰富，虚拟样机得到了初步地进化与完善。在后续的虚拟制造、虚拟试验、虚拟使用等环节，制造方、试验方和使用方会发现产品在论证与设计中的许多问题与缺陷，不断地提出产品的改进意见。这些都反馈到产品的论证方与设计方，对虚拟样机的设计进行修改完善，实现虚拟样机的不断进化，最后形成最终的虚拟样机产品，如图1所示。

1.1.2虚拟样机成为论证方、用户方、研制方和评估方之间直观的交流语言

夜上海论坛 以往，产品的论证方、用户方、研制方和评估方之间的交流主要通过各种文书实现，包括研制任务书、设计方案、设计图样、试验报告和使用说明书等文件。一方面，这些文件数量庞大，读完并理解需要耗费较长时间；另一方面，这些文书不直观，各方对文书的理解存在偏差，很难使各方对产品形成统一完整的认识。这些不利于各方之间的交流沟通，也直接影响到武器装备的作战使用。

利用虚拟样机，就很容易使各方对产品的认识具体化，形象化。论证方向研制方说明研制目标和要求时，可以将其论证的虚拟样机运行于仿真作战环境中，直观形象地展现武器装备的作战环境、作战目标、作战过程、使用要求、战技指标等，使双方沟通更通畅，更容易达到一致的认识；当用户培训操作手时，就可以直接利用虚拟样机，这样不仅能够比较容易地发现武器装备的设计问题和缺陷，而且武器装备的技术特点、使用特点也会直观立现，也使得部队能够在战时更好地运用武器装备，使用武器装备。

夜上海论坛 1.1.3虚拟样机利于增量式开发的实现

增量式开发是指，已经识别了武器装备的预期能力，对于其终能力的需求是明确的。最终能力需求是可以通过多次增量开发得到满足，但武器装备的每次增量开发取决于当前的技术成熟度。这是为了平衡技术成熟度和研发风险、费用以及用户能力需求紧迫性之间的关系。这样就允许核心作战能力可以快速投入战场来满足作战需求。这种策略可以随着技术的逐步成熟，将作战能力以连续增量的方式投入战场。增量式开发可以加快技术进步到战斗生成之间的转化，缩短武器装备的采办周期，形成“研制一批、生成一批、装备一批”的武器装备持续发展局面，使得关键技术进步可以快速形成战斗力。

夜上海论坛 虚拟样机的并行、迭代、柔性的开发过程与增量式的开发过程非常吻合，使增量式开发的过程较容易实现。另一方面，虚拟样机的模型复用技术也可以与增量式开发相结合，在增量式的开发过程中大量地使用模型复用技术，进一步加快开发过程，缩短开发周期，快速技术进步向战斗力的转换。

1.2虚拟样机技术的应用

夜上海论坛 目前虚拟样机技术已经显示出其强大的生命力，广泛的应用于航空、航天、车辆、机械等领域。波音777就是一个采用虚拟样机技术的典范，它首次采用虚拟样机技术实现了包含300万个零件的波音777飞机全过程无图纸设计。在11个月的时间里，设计小组利用虚拟样机完成了751个飞行小时的机翼测试，730个地面小时的飞行性能测试，1088个飞行小时的推进器性能测试，770个飞行小时的飞行稳定性测试，830个地面小时的飞行开发，1280个飞行小时用于ETOP，913个地面小时用于系统验证，共8384个测试小时，他们耗费了最短的时间进行了历史上最长时间的测试，减少了94%的费用和93%的设计更改。

夜上海论坛 随着仿真技术的发展，虚拟样机技术与武器系统的结合也越来越紧密。例如美国麦道公司采用虚拟样机技术研究F/A-18战斗机的发动机装配问题，可以在30分钟内确定发动机是否能够完全适应飞机及维修设备的需要；美国研制第4代战斗机F22的过程中，虚拟样机试验与评估以及风洞试验的经费比是6：4；美国“响尾蛇”空空导弹的三个型号，由于采用了虚拟样机技术，靶试的实弹数由129发减少到35发；在“爱国者”、“罗兰特”和“尾刺”地空导弹的研制过程中，节省研制经费10%～40%，缩短研制周期30%～40%，这三个地空导弹的靶试情况如表1所示。

李伯虎院士等人是在国内较早开展虚拟样机研究的技术团队之一。他们基于国家863/CIMS航天并行工程项目，开展了复杂系统的虚拟样机技术研究、应用与初步实践，并开发了具有自主知识产权的虚拟样机支撑平台，并将虚拟样机技术成功地应用于航天飞行器的设计与制造。

另外，虚拟样机技术在国内已成功地应用于导弹、火炮、轻武器等武器系统的设计与制造领域，也成功应用于机器人、数控机床、拖拉机等装备的设计与制造领域，甚至也应用于过山车和乒乓球发球机等娱乐设备的设计与制造领域。

2虚拟样机试验

夜上海论坛 2.1虚拟样机试验可以使传统的串行采办过程并行化

夜上海论坛 由图2可知，传统的采办过程是一种串行的采办过程，装备试验与评价活动并未贯穿装备的整个采办寿命周期，主要处于工程研制阶段之后，生产部署之前。传统的装备试验与评价活动基本上是以单件装备型号产品为试验对象，试验目的基本上是为了检验装备型号产品的各个单项性能指标是否达到了初始设计要求。利用虚拟样机试验就可以将传统的串行采办过程转变为如图3所示的并行的采办过程。

2.2虚拟样机可以弥补试验时物理样机数量上的不足

夜上海论坛 一般来说，装备在进行定型试验之前，生产的数量都极少，不能满足今后体系效能试验的数量要求。由于经费、生产能力等方面的原因，研制方又不可能生产出符合体系效能试验数量要求的装备。因此，在体系效能试验之前，对虚拟样机进行验模与评估，确保虚拟样机能够代替物理样机参加试验；试验时，利用虚拟样机代替部分物理样机，构建体系效能试验环境，驱动试验运行；试验后，对虚拟样机和物理样机的表现进行综合分析，评估装备的体系对抗效能。

2.3可以将LVC仿真资源进行综合集成构建逼真的虚拟样机试验环境

夜上海论坛 仿真资源通常可分为真实（Live）、虚拟（Virtual）和构造（Constructive）3种。真实仿真资源是指在部分虚拟的环境中由真实的人操作真实的装备；虚拟仿真资源是指在虚拟环境中由真实的人操作虚拟的装备；构造仿真资源是指在虚拟环境中由虚拟的人操作虚拟的装备。在装备的论证、研制、试验和使用过程中，产生了大量的IVC仿真资源，这些资源面向不同的仿真应用，满足了不同的仿真需求。在进行虚拟样机试验时应很好地继承LVC仿真资源，面向实战，进行综合集成，构建逼真的虚拟样机仿真试验环境。

第13篇

论文摘要：工程图学课程是理论性和实践性都较强的课程，在理论教学中由于缺乏真实感受，学生听课时常会感到枯燥乏味、内容很难理解，因此，在教学中进行虚拟仿真实验教学，不但在一定程度上可以弥补实验资源的匮乏，而且可以提高学生观察问题、分析问题和解决问题 的能力。因此，在《工程图学》教学中应用“虚拟仿真实验教学”进行教学改革的探索。

0 引言

工程图学课程教学理论与实践相结合是非常重要的特别是学生的动手及创新能力的培养，是理论性和实践性都较强的课程，因此实验教学环节对学好这门课程至关重要。通过加强实践教学环节，才能使学生真正理解和掌握该学科的理论知识。

工程图学课程的教学是很具体形象的，它注重机构的运动及动作 ，在理论教学中由于缺乏真实感受，学生听课时常会感到枯燥乏味、内容很难理解；机械类课程 中的实验设备大多很昂贵，有些情况下，不能完全满足相应的实验要求，尤其是对每个学生而言，学生实验通常是分组 ，对有些实验，实验设备很少时，分组的人数会很多，这样学生在做实验时会没有很多机会熟练掌握 ；因此，如果能在教学中进行虚拟仿真实验教学，不但在一定程度上可以弥补实验资源的匮乏 ，而且可以提高学生观察问题、分析问题和解决问题的能力，以求达到掌握一门专业技术技能。

夜上海论坛 1 虚拟仿真实验应用于教学中的现实意义

目前国内大多数高校的实验还是采用传统方式，即老师讲解、演示，再由学生自己动手。而国外已经从传统实验转为实物实验与虚拟实验相结合，充分利用先进的 计算 机设备进行虚拟仿真实验教学，取得了较好的效果。

传统的教学模式以教师为中心，知识的传递主要靠教师对学生的灌输，作为认知主体的学生在教学过程中自始至终处于被动状态，其主动性和积极性难以发挥，不利于培养学生的发散性思维、批判性思维和创造性思维，也不利于创造性人才的培养。虚拟仿真实验突破了传统教学手段上的局限。学生自己动手操作，亲身参与整个实验过程的操作，通过将实际生产的工艺过程以影像、动画等生动的形式表示，从而增强学生的感性认识和学习兴趣，提高教学效果，使其实践能力、观察能力及归纳能力等都得到很好的锻炼。虚拟实验技术创设了一个人性化的学习环境 ，使学生能够在 自然 、互动的气氛中进行学习。基于以上思考 ，尝试在《工程图学》教学中应用“虚拟仿真实验教学”进行教学改革的探索。

2 虚拟仿真实验设计目标

虚拟实验的开发工具主要是 网络 虚拟现实建模语言(vrml)和三维建模软件。vrml是一种用于建立真实世界的场景模型或人们虚构三维世界的场景建模语言。vrml的基本目标是建立因特网上的交互式虚拟对象、场景、三维模型，基本特征包括分布式、三维、交互性 、多媒体集成、境界逼真性等，是 目前 intenet上基于“/xinlixue/" target="_blank" title="">心理经验不一致 ，就谈不上以自然技能的交互，也很难获得沉浸感。

3 零、部件测绘实践虚拟辅助教学

夜上海论坛 《工程图学》课程为机械类专业一门主要技术基础课，是一门理论性和实践性都较强的课程，因此实验教学环节对学好这门课程至关重要。通过加强实践教学环节，才能使学生真正理解和掌握该学科的理论知识。本项目的实施内容主要是采用 inventor 2008，3d max，autocad及 vrml软件系统设计虚拟实验系统，使之能够对齿轮油泵(图1)、减速器(图2)、虎钳 (图 3)的装配进行动态模拟 ，通过影像、动画等生动的形式对装配过程进行动态模拟 ，可以充分发挥学生的主观能动性，有利于学生获得丰富的感性认识，激发学生进一步提出问题与寻求解决问题的兴趣 ，有助于拓宽学生的知识面，有效地支持理论学习。

夜上海论坛 零部件测绘实践虚拟辅助教学技术的做法是，以实物模型为基本要素、以实物模型测绘为主线，用 计算 机虚拟现实的方法，制作图画和动画形式为主的直观形象，去解析零部件的形状结构和测绘过程。

夜上海论坛 将虚拟辅助教学融于测绘实践教学的过程是：布置测绘任务；观测分析实物模型；教师依据实物模型通过虚拟辅助教学课件集中指导；学生依据实物模型，参照虚拟辅助教学课件自主测绘；教师集中讲评。

夜上海论坛 虚拟辅助教学主要构件是以虚拟图象为主，配有少量文字说明的 电子 文档。分别是：以动画为主去表达零部件形状结构的图画集，以对零部件形状结构分析和视图分析为主的图画集，以对零部件测绘方法和过程指导为主的图画集，以对尺寸、技术要求、图样、作业要求指导为主的图画集。

4 零、部件测绘实践虚拟辅助教学技术的特点

a)基于实体的虚拟。计算机虚拟现实、虚拟三维图与构形思维和视觉及视觉心理密切相关。实践表明：没有实体模型做基准没有构形思维和视觉及视觉心理的支持，计算机虚拟现实、虚拟三维图就会成为没有意义的作品；另一方面，没有构形思维和视觉及视觉心理知识去指导计算机虚拟现实、虚拟三维图的创作，也不能获得效果良好的作品。

夜上海论坛 b)基于图学素质对测绘对象 (零、部件)的选择。选择好测绘对象是保障零、部件测绘实践教学效果的首要条件。简单化和过度复杂化都不可取，都可能给大学总体教学带来损害。选择测绘对象 (零、部件)的第一因素是考虑对学生图学素质培养的要求，其次是考虑后续课的需求。阀类、泵类、夹具类(虎钳)、减速器类是常选测绘对象，其主要原因是便于教学。按图学素质培养的要求考虑，所选零、部件的测绘内容应当尽量多的涵盖图学主要的核心内容。例如，表达方法典型、全面，结构具有代表性。按后续课的需求考虑，所选零、部件的测绘内容要含有后续课的主要要素。

5 结语

开发零、部件虚拟测绘装配实验是为了拓宽实验教学平台，改进测绘方法，提高测绘效率和品质，减轻教学负担。这一教学技术的核心涉及到传统测绘的方方面面，也涉及到 现代 教育 技术的深层理论和技术问题。当然虚拟仿真实验不能完全替代实物实验，但可以探索将其作为实物实验及课堂理论教学的补充。

参考 文献 ：

第14篇

[关键词]虚拟旅游；研究核心；研究范畴；镜像体验；理想型法

夜上海论坛 [中图分类号]F59

[文献标识码]A

[文章编号]1002－5006(2010)02－0013－06

1　引言

夜上海论坛 20世纪80年代初，美国VPL Research公司创始人杰龙・拉尼尔(Jaron Lanier)提出了“VirtualReality”(虚拟现实，VR)的概念。奥库斯坦奈斯、布拉特纳(Aukstakalnis，Blatner)对虚拟现实作了如下定义：虚拟现实是人们对计算机及其复杂的数据进行可视化及交互操作的一种方法。虚拟现实技术最初主要应用行模拟训练、娱乐、数据和模型可视化、虚拟战场环境仿真等领域，现在VR技术的应用已经扩展到人们生产生活中的许多方面。而虚拟旅游就是虚拟现实技术在旅游领域的应用。它是以虚拟现实为主的多种技术在旅游业中的应用，将现实中或不存在的旅游场景通过互联网或其他载体构筑成虚拟旅游环境，并呈现在人们面前，使得旅游爱好者根据自己的意愿，来选择游览路线、速度及视点，足不出户就可以遍览遥在万里之外的风光美景，获得身临其境般的体验。

在虚拟旅游刚刚出现的时候，马歇尔(Marshall)坦言：“虚拟世界是一全新的艺术形式，并且还没有人真正地理解它”。的确，无论在技术层面还是思想层面，虚拟旅游都存在着一些不足之处。但在经历了十几年发展后的今天，我们不能因此而一概否定它能够成为一个热点而存在的意义和价值，所以虚拟旅游值得并且要求我们付出努力去研究。尽管学术界目前不能完全对虚拟旅游实践作出指导，但已经在虚拟旅游研究中达成了一定的共识：(1)我们不能无限扩大虚拟旅游的定义和功能。虚拟旅游不是旅游，也永远不可能取代真实旅游。旅游的定义是个人前往异地以寻求愉悦为主要目的而度过的一种具有社会、休闲和消费属性的短暂经历，而虚拟旅游并没有离开常住地，而是将“旅游景点搬回家”；旅游是一种社会化的活动，虚拟旅游并不能完全代替旅游活动中的人际交往、社会环境等要素。(2)虚拟旅游是旅游与计算机技术的结合，是隶属于旅游学的一个研究领域。它在近期或相当一段时期内不会同旅游学一样成为一门学科。然而，我们也不能小觑了它的发展空间。计算机信息技术与旅游业都曾被美国未来学家奈斯比特(Naisbitt)预言为21世纪服务行业中经济发展的原动力。而计算机信息技术与旅游业的天然结合将产生更大的驱动力，它不仅会给信息技术提供更广阔的舞台，同时也更赋予旅游业发展以无限的生机和活力。

2　研究现状及问题的提出

夜上海论坛 虚拟旅游是一个比较新的课题，国内学者多从虚拟旅游自身的特征出发探讨其应用与实现问题，虽然做出了有益的探索，但还处于研究的早期阶段。

国外学者对虚拟旅游的研究开始于上世纪90年代，并对其赋予了较为广泛的关注。对它们进行梳理后，发现主要在以下几个方面：(1)虚拟旅游与真实旅游的替代关系。张罗杰(Cheong)认为虚拟旅游对现实旅游有着巨大的威胁，并可能替代现实旅游和旅游产品。但穆齐尔、普格尔(Musil，Pugel)却认为虚拟旅游永远不能成为现实旅游的替代品，因为它不能替代真实环境中的所看、所听、所感，以及不能提供现实旅游中的各种社会文化关系。苏斯曼、温哈根(Sussmann，Vanhegan)以假设检验的方法对旅游开发者和旅游者进行了检验，研究表明虚拟旅游尽管不能替代现实旅游，但却具有弥补现实旅游缺陷的潜力。(2)虚拟旅游的体验性。布克(Book)认为虚拟旅游不能替代真实的旅游，但是虚拟旅游为人们提供了在真实旅游中不能获得的体验。斯丹木布里斯、斯堪尼斯(Stam，boulis，Skayannis)研究了虚拟旅游后的体验重现问题。(3)虚拟旅游的网络营销及对旅游决策的影响。邱文彬、万金生、李信义(Chiou，Wan，Lee)在对旅游指南小册子和虚拟旅游进行比较后，建议在旅游营销中采用以虚拟旅游为主的联合促销形式。莱斯顿(Leston)认为虚拟旅游能帮助顾客在出游前更好地了解旅游地以做出见多识广的实地旅游决策和合理的旅行前安排。鲍尔、杰克布森(Bauer，Jacobson)认为旅游市场营销相对不足的发展中国家和东欧国家将从虚拟旅游发展中即刻受益。(4)虚拟旅游与旅游资源的关系。达文波特(Dav―enport)对虚拟旅游在敏感地区环境保护中的作用作了详细的阐述。

夜上海论坛 由目前的研究现状可以看出，虽然已经取得了一定的成果，但在研究对象、研究范畴等问题尚未形成共识，特别是虚拟旅游虽然在实践中已经日趋成熟，并有广阔的市场开发前景，但在旅游学科的研究之中却并未成为一个热点，仍然停留在东敲西打的探索阶段。这更反映出虚拟旅游研究的不成熟和不规范。面对虚拟旅游实践的蓬勃发展，研究其理论内核，使其科学化，就显得尤为必要。本文试图通过建立虚拟旅游研究内核，进而对虚拟旅游研究范畴进行探讨，以期激起研究此问题的一波涟漪。

套用阿拉姆贝瑞(Aramberri)和谢彦君的话：虚拟旅游发展还处于少年期，这意味着生理上的迅速发育(虚拟旅游实践应用蓬勃发展)和心理上的严重不成熟(虚拟旅游思想道路筚路蓝缕)，少年期恰是这二者的矛盾结合体。在这种情况下，如果引导失当，虚拟旅游可能会误入歧途；如果加以正确的指引，虚拟旅游会对整个旅游学的发展起到锦上添花的作用。

夜上海论坛 3　虚拟旅游研究的内核

3.1　内核的提出

夜上海论坛 关于旅游学科体系的核心，目前占主导地位的有两种认识。第一是传统的旅游经济说，这种带有明显功利色彩的观点，在目前追求经济、社会、环境效益和谐发展的大背景下越来越显得苍白无力。另一种是旅游体验说。虽然它得到了多数学者的认可，但仍存在一些值得商榷之处。我们在此不讨论它是否可以作为旅游学科体系的核心，毕竟真实世界同虚拟世界是两个不同的世界。但在虚拟旅游世界中，即在以虚拟旅游者为主体的操作系统中，虚拟旅游者所获得的体验是其开展其他一切活动以及影响虚拟旅游服务者行为的基础和源泉。因此。对虚拟旅游者的体验研究，可以作为切入点。

夜上海论坛 笔者应用诺伊曼(Neuman)在定性数据分析时首先使用的理想型法进行研究。理想型法是社会关系或发展过程的模型或心理抽象。理想型是进行比 较的工具，它可以用于突出案例间的区别或强调案例间的相同之处。当突出区别时，特别是在确定对照背景时，理想型被当作参照物来说明在所研究的环境或现象中的不同寻常的背景对比。当使用理想型强调相同之处时，也就是组织相关定性数据通过类比说明相似之处，理想型有助于以自身为基础从概念或语义上组织数据。应用此方法，笔者提出与旅游体验相似的一个概念――镜像体验。它是指虚拟旅游者在沉浸于虚拟旅游过程时，所得到的一种感官体验，是对旅游体验的模拟。这里引用了一个比喻，就是把旅游世界同网络虚拟世界的关系比作实物与镜中像的关系，但两者的关系不是平面镜所映射出的一一对应关系，而是呈现出镜中像对实物的模拟关系。在虚拟旅游中人们尽管不能真实地触摸到景点，不能同景区的居民游客真实地交流，但虚拟旅游者会身临其境般漫游于一个逼真的虚拟环境中，能够同网络上的导游或其他游客进行言语互动。在这里，虚拟旅游者所获得的感官体验是对真实旅游体验的极端模拟，它就像一面魔镜，让网络游客能够感受到未来实地旅游的情景，达到镜像体验。

夜上海论坛 3.2　镜像体验与旅游体验的对比性讨论

夜上海论坛 对镜像体验的研究不得不先从旅游体验谈起。瑞恩(Rayan)在综合了前人研究的基础上，认为旅游体验是一种多功能的休闲活动，包括了娱乐成分或者学习成分，或两者兼而有之。而旅游体验的获得是旅游者通过一定的方式来实现的。谢彦君认为旅游体验的实现路径是旅游观赏、旅游交往、旅游模仿和旅游中的游戏。

旅游体验是在旅游世界中完成的，镜像体验是在虚拟现实中进行的。图1能够清楚地表明旅游体验与镜像体验的对应关系。图中间的虚线像一面魔镜将旅游世界与虚拟世界分开，同时也将它们之中的体验方式、实现路径一一对应联系起来。旅游世界与虚拟现实有着视听感官上的相似性，旅游者所感受的旅游氛围情境在表现形式上是相同的。不论真实的旅游世界还是虚拟的旅游景点都能对行为者产生弥漫性渗透的心理影响，像是空气里的味道、海水里的盐分一样，包裹着行为者的外部心理感知世界。旅游体验发生在旅游世界中，或者说，发生在一个拥有独特意义的具体时空框架当中。在这个世界中，美丽的景色常常使游客流连忘返，它是多数旅游者在旅游中所获得高峰体验的来源，是其做出旅行决策的主要原因。旅游者主要通过视听感官尽情地感受自然的鬼斧神工，感受人类的智慧伟绩。虚拟旅游也是存在于一个具体时空框架之中。在虚拟现实世界里，自在之物与艺术作品历历在目，虚拟旅游者通过视听观赏能够极大地获得与真实旅游相似的效果。然而对景点的观赏不仅仅是旅游者的唯一目的，加之人的社会性本质共同决定了与当地居民和游客以及管理人员交往的不可避免性。在旅游交往期间，所有旅游者都脱离了原有的社会阶层约束，成为平等交流、沟通的主体。与旅游世界相对应的网络世界是虚拟性的(如身份的隐匿性、空间的虚拟化)，这也取消了社会角色的界限。虚拟旅游者与其他在线网友开展的交流沟通与实地旅游交往同样是平行的。模仿在旅游过程中的意义也不能低估，旅游者可以借助模仿或追求模仿实现对旅游愉悦的体验。在旅游目的地，外国游客穿戴龙袍的喜悦甚至能够感染许多中国人。虚拟世界中的旅游者又何尝不是一个模仿者呢?无疑，他是在模仿真实的旅游者，以此来获得愉悦。这有点类似网络游戏中的角色扮演，网民可以选择不同的角色到不同的目的地“旅游”。例如：以克林顿的身份，游览他在1998年访华时去过的西安一北京一上海一桂林一香港线路，并用文字介绍克林顿此次访华的历史情境和重大意义。虚拟旅游者在欣赏景色的同时，可以享受国家元首般的“礼遇”。游戏是一种以娱怀取乐、消闲遣兴为主要目的而又有一定规则的活动。旅游过程中的游戏设计，连同其他旅游体验方式一样，是提高旅游者参与程度和体验质量的重要手段。虚拟旅游是随着信息技术的变革而产生的一种新生事物。它同《古墓丽影》、《反恐精英》等电脑游戏一样，都是基于虚拟现实技术的。虚拟现实技术的交互性特点要求虚拟旅游者必须经过对电脑的操作，通过完成前进、后退、环视等动作来实现虚拟旅游。从这一意义来说，《古墓丽影》是对劳拉寻宝的模仿，《反恐精英》是对反恐现场的模拟；而虚拟旅游是对真实旅游的模仿，所以它本身也是一种游戏。

夜上海论坛 旅游体验与镜像体验在实现路径与感知效果上有着惊人的相似性。在现代条件下，消费者对虚拟旅游的体验似乎是满意的，并且在模拟环境中旅游已经是社会事实。斯丹木布里斯、斯堪尼斯在研究了基于体验的旅游创新战略与技术问题后，指出体验的再现和模拟有助于延伸目的地与旅游者之间的交互关系，而这种交互关系的延伸又将有助于体验的重现。借由包括虚拟旅游在内的信息与通讯技术而展开的活动能够延续目的地与旅游者之间的交互关系，进而增加体验的重现。

夜上海论坛 4　对虚拟旅游研究范畴的思考

有些学者认为，虚拟旅游无非就是网络营销的一种形式，这是它唯一的研究内容。不可否认，网络营销是虚拟旅游研究中非常重要的一个部分，但如果用发展的眼光看问题，我们就不能用网络营销涵盖虚拟旅游的全部。思想理论之所以可以指导实践发展，是因为它来源于实践同时又高于实践，因此，二者也必然存在着一定的差异，这一差异主要表现在思想理论带有指导性和前瞻性。如果仅仅对虚拟旅游现象进行描述而不是对其进行抽象和展望，必然会被现象的复杂性和多样性所迷惑，从而难以完成从感性认识到理性思考的升华，难以从中提炼出虚拟旅游研究内在的逻辑性，进而步入思想理论永远落后于实践发展的怪圈。

夜上海论坛 从现象学角度来审视，虚拟旅游的实质过程就是“足不出户，遍游美景”，而这一过程的内涵就是“身临其境获得体验”――镜像体验。它体现了虚拟旅游的本质属性，揭示了虚拟旅游研究范畴的核心所在。其他与此相关的虚拟旅游研究都是在此基础上的外延扩展。图2为虚拟旅游研究范畴车轮图，它形象地表现了以镜像体验为中心的虚拟旅游领域的研究内容及相互关系。车轮中央是虚拟旅游镜像体验的研究，它是虚拟旅游不断发展前进的中轴驱力。车轮的外部是虚拟旅游的外延研究内容，它们增大和加快了虚拟旅游发展的范围和速度。由于各研究内容之间存在着交叉与重叠，所以用虚线分隔。图中右下侧留出一个空白辐条，这是因为随着技术的更新、思想的进步，虚拟旅游的研究范畴会不断发展变化。根据研究者的目的不同，对同一现象的研究，定性研究与定量研究方法都有其各自的优势。车轮图中部靠近车轴的辐条部分，可以称为定性研究部分，因为虚拟旅游早期的研究多从文字出发，与整体归纳范式相关。车轮最外部的车胎称为定量研究部分，它和实证主义或假设演绎范式相关。

虚拟旅游与旅游资源：旅游资源是发展旅游业的基础，是旅游者前往旅游目的地的核心吸引力。然而当一度被誉为“无烟工业”的旅游业开始“冒烟”，环境恶化、破坏性开发以及文化异化等现象日 益严重，我们需要重新审视关于旅游资源的问题。虚拟旅游为协调旅游资源保护与开发的关系提供了一个全新的方式。

夜上海论坛 虚拟旅游的美学鉴赏：我国美学大师叶朗认为，旅游本身就是一种审美活动，它涉及审美的各个领域(自然美、社会美、艺术美)，又涉及审美的各种形态(壮美与优美、绮丽与疏野、沉郁与飘逸、繁缛与明快等等)。任何事物都不排斥功能性与美学性的共存。虚拟旅游不是枯燥乏味坐于电脑旁的机械鼠标操作，它也有各种审美活动蕴含其中。

虚拟旅游与旅游环境：旅游环境是旅游活动得以存在和进行的一切外部条件的总和，它包括自然生态环境，同时还包括人文社会经济环境。良好的环境能为旅游活动的开展提供优美舒适方便的各种条件。然而，旅游环境对于旅游活动的质量或数量的容量是有一定限度的，超过旅游环境容量，将会导致旅游环境质量的下降和破坏，降低旅游活动的质量。虚拟旅游所提供的环境能否降低真实旅游环境的破坏，起到保护与建设的作用，还需要进一步的探讨与研究。

虚拟旅游与社会伦理学：社会学本身是一个很庞大的系统，它是研究社会机构和社会关系的科学。虚拟旅游作为一种新兴事物，对旅游活动、社会关系都会产生意想不到的影响。旅游本身就是人权的一个组成部分，虚拟旅游可以发扬社会的和谐性和公平性原则，为残障人士、不易出家门的老年人士提供服务。

夜上海论坛 虚拟旅游与旅游决策：环境心理学指出，消费者利用感官对有形物的感知及由此获得的印象，直接影响到消费者对服务或感受型产品质量及企业形象的认识和评价。然而，旅游产品的无形性与不可移动性与旅游者事前决策性之间的矛盾，致使旅游者不能提前试用旅游产品，两者之间存在高度信息不对称。这一矛盾只有通过高效的信息传递才能够解决。这种信息不能仅是简单的文字信息或图片信息，它必须是沉浸性、构想性、交互性的，即真实旅游的“再现”――虚拟旅游。潜在旅游者在虚拟旅游网站进行虚拟旅游，获得镜像体验，实现对旅游产品的“试用”，从而为其旅游决策提供了参考。这为解决旅游产品“客货不可见面”的弊端寻求了思路。

虚拟旅游与旅游市场预测：李君轶对Web旅游数据和实地调研旅游数据的相关性进行研究，得出实地调研数据(实际需求)和Web数据之间具有很强的关联性，不论是客源市场的空间结构或时间分布，两者均具有高度的一致性。虚拟旅游比其他网络信息具有更强的感染力，所以对虚拟旅游与市场虚拟之间关系的研究会给旅游相关部门提供更准确的预测信息。

夜上海论坛 虚拟旅游与网络经济：网络经济是指建立在计算机网络基础上的生产、分配、交换和消费的经济关系，它是知识经济的一种具体形态，这种新的经济形态正以极快的速度影响着社会经济与人们的生活。虚拟旅游应该像网络游戏、网络支付、网络社区等网络经济一样，拥有自己独特的经营模式，虚拟旅游如何在群雄并起、逐鹿中原的网络经济时代掌控自己的领域，拓宽旅游经济的发展空间，亦是需要进一步探讨的课题。

夜上海论坛 虚拟旅游与网络营销：网络营销是以国际互联网络为基础，利用数字化的信息和网络媒体的交互性来辅助营销目标实现的一种市场营销方式，包括搜索引擎营销、E-mail营销、博客营销、论坛营销等多种形式。虚拟旅游作为网络平台上一种高速、有趣的信息传播手段，其在网络营销中必将会有不俗的表现。但随着信息化的发展和旅游者自身的成熟，多种营销方式的联合也将成为虚拟旅游研究内容之一。

夜上海论坛 虚拟旅游虽然是旅游学科中的子领域，但虚拟旅游不可避免地涵盖了旅游研究的众多内容。这也更进一步说明虚拟旅游的综合性和复杂性，以及对虚拟旅游研究范畴思考的重要性与紧迫性。然而，虚拟旅游研究也并非是一个内容繁杂且空泛的范畴。从系统论与矛盾论的角度出发，虚拟旅游的研究体系应该是由若干要素相互联系、相互制约组成的集合系统。笔者在探讨虚拟旅游研究范畴时，将旅游活动中的旅游者和旅游接待地这一矛盾体，即用对立统一的思维方式构建其研究体系，期望确立全面、协调、可持续的演进范式，体现社会、环境、经济和谐发展的思想，避免陷入不同利益群体的功利性认识。其表现形式为网络营销与旅游决策、虚拟经济与美学鉴赏、旅游资源与旅游环境、市场预测与社会伦理等矛盾面的对立统一。而对立统一是唯物辩证法的核心，是事物发展的动力和源泉。随着虚拟现实技术的发展，虚拟旅游的研究范畴和研究重点也会是一个不断变化的动态体系。

5　结论

对虚拟旅游研究内核的讨论，首先为解决旅游产品的客货不可见之弊端提供了解决思路。镜像体验是对旅游体验的高度模拟，它们之间在获取路径和感知效果上存在着强烈的耦合关系。这种相似性是其成为虚拟旅游研究内核的主要原因。其次，虚拟旅游研究内核的确定有助于探讨整个研究范畴的框架。虽然，对于一个分散的、跨学科的领域要有一个统一的研究范围和研究方法几乎是不可能的。但是，具有多种学科背景的旅游研究者目前仍采取游击战式的研究方式，他们多从固有的视角看待虚拟旅游，这或许会忽视虚拟旅游研究的实质。内核的探讨也是试图摆脱此处研究的不成熟性。

第15篇

[关键词] 实践教学 虚拟仿真实验 机械制图

夜上海论坛 一、引言

夜上海论坛 机械制图课程教学理论与实践相结合是非常重要的，特别是学生的动手及创新能力的培养，是理论性和实践性都较强的课程，因此实验教学环节对学好这门课程至关重要。通过加强实践教学环节，才能使学生真正理解和掌握该学科的理论知识。

夜上海论坛 机械制图课程的教学不是抽象的，是很具体形象的，它注重机构的运动及动作，在理论教学中由于缺乏真实感受，学生听课时常会感到枯燥乏味、内容很难理解；机械类课程中的实验设备大多很昂贵，有些情况下,不能完全满足相应的实验要求，尤其是对每个学生而言，学生实验通常是分组，对有些实验，实验设备很少时，分组的人数会很多，这样学生在做实验时会没有很多机会熟练掌握；因此，如果能在教学中进行虚拟仿真实验教学，不但在一定程度上可以弥补实验资源的匮乏，而且可以提高学生观察问题、分析问题和解决问题的能力，以求达到掌握一门专业技术技能。

二、虚拟仿真实验应用于教学中的现实意义

目前国内绝大多数学校的制图教学还是采用传统方式，即老师讲解、演示，再由学生自己动手。而国外的一些高校已经从传统实验转为实物实验与虚拟实验相结合，充分利用先进的计算机设备进行虚拟仿真实验教学，取得了较好的效果。

夜上海论坛 传统的教学模式以教师为中心，知识的传递主要靠教师对学生的灌输，作为认知主体的学生在教学过程中自始至终处于被动状态，其主动性和积极性难以发挥，不利于培养学生的发散性思维、批判性思维和创造性思维，也不利于创造性人才的培养。虚拟仿真实验突破了传统教学手段上的局限。学生自己动手操作，亲身参与整个实验过程的操作，通过将实际生产的工艺过程以影像、动画等生动的形式表示，从而增强学生的感性认识和学习兴趣，提高教学效果，使其实践能力、观察能力及归纳能力等都得到很好的锻炼。虚拟实验技术创设了一个人性化的学习环境，使学生能够在自然、互动的气氛中进行学习。基于以上思考，我们尝试在《机械制图》教学中应用“虚拟仿真实验教学”进行教学改革的探索。

夜上海论坛 三、虚拟仿真实验设计目标

虚拟实验的开发工具主要是网络虚拟现实建模语言（VRML）和三维建模软件。VRML是一种用于建立真实世界的场景模型或人们虚构三维世界的场景建模语言。VRML的基本目标是建立因特网上的交互式虚拟对象、场景、三维模型，基本特征包括分布式、三维、交互性、多媒体集成、境界逼真性等，是目前Intenet上基于“WWW”的三维互动网站制作的主流语言。

虚拟现实系统的设计要达到以下目标：

第一、要使参与者有“真实”的体验。这种体验就是“沉浸”或“投入”，即全心地进入，简单地说就是产生在虚拟世界中的幻觉。理想的虚拟环境应达到用户难以分辩真假的程度，甚至比真的还“真”。这种沉浸感的意义在于可以使用户集中注意力。为了达到这个目标，就必须具有多感知的能力，理想的虚拟现实系统应具备人类所具有的一切感知能力，包括视觉、听觉、触觉，甚至味觉和嗅觉。

第二、系统要能提供方便的、丰富的、主要是基于自然技能的人机交互手段。这些手段使得参与者能够对虚拟环境进行实时的操纵，能从虚拟环境中得到反馈信息，也能便系统了解参与者的关键部位的位置、状态、变形等各种系统需要知道的数据。实时性是非常重要的，如果在交互时存在较大的延迟，与人的心理经验不一致，就谈不上以自然技能的交互，也很难获得沉浸感。

四、零、部件测绘实践虚拟辅助教学

《机械制图》课程为机械类专业一门主要技术基础课，是一门理论性和实践性都较强的课程，因此实验教学环节对学好这门课程至关重要。通过加强实践教学环节，才能使学生真正理解和掌握该学科的理论知识。本项目的实施内容主要是采用inventor 2008、3D max 、AutoCAD及vrml软件系统设计虚拟实验系统，使之能够对齿轮油泵、减速器、虎钳的装配进行动态模拟，通过影像、动画等生动的形式对装配过程进行动态模拟，可以充分发挥学生的主观能动性，有利于学生获得丰富的感性认识，激发学生进一步提出问题与寻求解决问题的兴趣，有助于拓宽学生的知识面，有效地支持理论学习。

夜上海论坛 零、部件测绘实践虚拟辅助教学技术的做法是，以实物模型为基本要素、以实物模型测绘为主线，用计算机虚拟现实的方法，制作图画和动画形式为主的直观形象，去解析零、部件的形状结构和测绘过程。

将虚拟辅助教学融于测绘实践教学的过程是：布置测绘任务；观测分析实物模型；教师依据实物模型通过虚拟辅助教学课件集中指导；学生依据实物模型，参照虚拟辅助教学课件自主测绘；教师集中讲评。

夜上海论坛 虚拟辅助教学主要构件是以虚拟图象为主，配有少量文字说明的电子文档。分别是：以动画为主去表达零、部件形状结构的图画集，以对零、部件形状结构分析和视图分析为主的图画集，以对零、部件测绘方法和过程指导为主的图画集，以对尺寸、技术要求、图样、作业要求指导为主的图画集。

五、零、部件测绘实践虚拟辅助教学技术的特点

1.基于实体的虚拟。计算机虚拟现实、虚拟三维图与构形思维和视觉及视觉心理密切相关。实践表明：没有实体模型做基准，没有构形思维和视觉及视觉心理的支持，计算机虚拟现实、虚拟三维图就会成为没有意义的作品；另一方面，没有构形思维和视觉及视觉心理知识去指导计算机虚拟现实、虚拟三维图的创作，也不能获得效果良好的作品。

夜上海论坛 2.基于教学要求对测绘对象（零、部件）的选择。选择好测绘对象是保障零、部件测绘实践教学效果的首要条件。简单化和过度复杂化都不可取，都可能给技师学院的总体教学效果带来损害。选择测绘对象（零、部件）的第一因素是考虑对学生图学素质培养的要求，其次是考虑后续课的需求。阀类、泵类、夹具类（虎钳）、减速器类是常选测绘对象，其主要原因是便于教学。按图学素质培养的要求考虑，所选零、部件的测绘内容应当尽量多的涵盖图学主要的核心内容。例如，表达方法典型、全面，结构具有代表性。按后续课的需求考虑，所选零、部件的测绘内容要含有后续课的主要要素。

夜上海论坛 六、结束语

开发零、部件虚拟测绘装配实验是为了拓宽实验教学平台，改进测绘方法，提高测绘效率和质量，减轻教学负担。这一教学技术的核心涉及到传统测绘的方方面面，也涉及到现代教育技术的深层理论和技术问题。当然虚拟仿真实验不能完全替代实物实验，但可以探索将其作为实物实验及课堂理论教学的补充。

参 考 文 献