虚拟实验论文篇1
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
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。
虚拟实验论文篇2
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
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
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。
（2）场景重建。
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。
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。
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。
（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
虚拟实验论文篇3
【关键词】虚拟实验;教学环境;研究现状;研究趋势;论文
【中图分类号】G434【文献标识码】a【论文编号】1009―8097(2009)12―0115―04
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
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
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
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
(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
(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3dsmax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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(4)虚拟实验设计与开发应用的相关技术研究
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
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webService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。
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
[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.
[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.
[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.
[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.
[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.
[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.
[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.
虚拟实验论文篇4
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
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
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
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:
［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．
［5］werther，w．B．，Chandler，D．．(2005)，“Strategiccorpo-ratesocialresponsibilityasglobalbrandinsurance”［J］．Bus-inessHorizons，Vol．48no．1，pp．317－324．
［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．
［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．
［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．
［11］Bauer，R．，Kszegi，S．t．，wolkerstorfer，m．．(2003)，“measuringthedegreeofvirtualization－anempiricalanalysisintwoaustrianindustries”［C］//SystemSciences，2003．proceedingsofthe36thannualHawaiiinternationalConfer-enceon．ieee，pp．10．
［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．
［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．
［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．
［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．
虚拟实验论文篇5
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。
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
《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inventor2008，3dmax，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。
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。
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。
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：
虚拟实验论文篇6
关键词：虚拟机技术，网络实验平台
一、引言
无论在软件开发调试过程中，还是在网络教学科研环节里，都需要搭建专门的网络实验室。为了能在不同的网络环境下进行实验，网络实验室通常需要配备多种网络设备和辅助设施，不但增加了成本开销，同时资源也得不到合理有效的利用。利用Vmware虚拟机软件搭建虚拟的网络实验平台，能够方便快捷的配置和更改网络实验环境，同时也降低了网络实验成本和设备维护费用。
二、Vmware虚拟机软件
Vmware是一个虚拟机软件，可以在一台机器上同时运行多个操作系统和应用程序，利用虚拟基础构架在多台虚拟机之间共享单台物理机的资源，以提高资源的使用效率。同以往的“多启动”系统不同，Vmware真正实现了“同时”运行多个操作系统。每个虚拟的计算机模拟了一个相对独立的标准pC环境，包含自己的虚拟CpU、Ram硬盘和网络接口卡(niC)。此外，多个虚拟机之间还支持tCp/ip、novellnetware、microsoft网络虚拟网络以及Samba文件共享等多种功能。用户可以在主机（GuestoS）和客户机（HostoS）之间任意切换，并在不同的操作系统上开发测试软件或配置网络实验环境。论文格式。
1、配置需求
(1)硬件配置。
Vmware的硬件配置要求CpU主频不低于266mHZ、内存最小128mB、硬盘不小于6oomB的空闲空间。而实际上现在的主流pC的配置已远远满足需求，考虑到要组建包含多台虚拟机的网络实验环境，硬盘和内存的存储容量需要配置得大些，这样可以满足更多的虚拟机同时运行。
(2)软件配置。
除了主操作系统外，在计算机上还需安装Vmwareworkstation6．0虚拟机软件，并在计算机上存放windows2000／2003、windowsXp、Linux,Unix等操作系统镜像文件，和其他网络管理安全等实验的相关软件。
2、Vmware工作原理
Vmware可以使用8个虚拟局域网，提供了桥接(Bridged)联接、仅为主机(Host—only)联接、网络地址转换(nat)联接和不用网络联接四种主要的联网方式。系统通过虚拟的交换设备来实现虚拟机与主机之间或虚拟机之间的网络连接。论文格式。虚拟的交换设备分别是Vmnet0，Vmnetl，Vmnet2，??，Vmnet8，在默认情况下，Vmneto默认设置为桥接联网模式，Vmnetl默认设置为仅主机联网模式，而Vmnet8默认设置为nat联网模式，通常情况下，建立虚拟机时可以根据实际需求直接将虚拟计算机加入网络即可。
3、Vmware的网络模式
（1）桥接(Bridged)联接
桥接模式下，Vmware提供了虚拟网桥进行桥接，主机的物理网卡与虚拟机的虚拟网卡共同连接在Vmnet0交换机上，虚拟机与主机处于同一网段，网络中其它计算机中可以访问到这台虚拟机，这台虚拟机也可以使用虚拟网络提供的服务，并且还可以与其他的机器共享资源。
（2）仅为主机(Host—only)联接
主机模式提供隔离的虚拟机环境，虚拟机与主机建立虚拟私有网络，通过Vmnet1交换机动态分配虚拟网络的tCp／ip配置信息。外界无法直接访问虚拟网络中的成员，只有同为Host—only模式下虚拟机和主机可以互相访问。
（3）网络地址转换(nat)联接
nat模式中外网机器不能访问虚拟机，但虚拟机可以通过主机访问外网。Vmnet8虚拟出主机与虚拟机的内网，由主机作为nat设备提供网络地址转换功能，主机的物理网卡连接外网，而虚拟网卡则连接内网，通过mnet8虚拟网络的DHCp服务器提供虚拟系统的tCp／ip配置信息。
（4）不用网络联接
这种模式下，虚拟机不与任何计算机联网。这种方式主要用于不需要网络的工作环境，比如在不同操作系统下的测试软件，或者出于安全不需要联网等。
三、构建虚拟网络实验环境
如今Vpn技术得到了广泛的应用，虚拟专用网络Vpn（Virtualprivatenetwork）是在公共网络的基础上，通过特殊的加密的通讯协议，达到私有专用网的安全性能。虚拟专用网的任意两个节点之间，没有传统意义上的真实物理连线连接，而是通过对公共网络的资源进行动态组合形成。虚拟专用网可用于实现网站之间安全通信的虚拟专用线路，可以帮助远程用户建立可信的安全连接，并保证数据的安全传输。
利用Vmware虚拟机软件搭建虚拟的网络实验环境，配置Vpn服务的主要步骤如下:
1、网络环境配置
实验需要windowsSever2003操作系统主机一台，用做Vpn服务器；在主机上安装Vmware虚拟机软件，虚拟windowsXp操作系统客户机一台，用于Vpn客户端，并设置为nat网络连接模式。
2、Vpn服务器配置
首先在windowsSever2003主机的管理工具中打开“路由和远程访问”后，进入本地服务器的“配置并启用路由和远程访问”界面。在“路由和远程访问服务器安装向导”对话框中选择“自定义配置”，随后选择“Vpn”访问以开启Vpn服务。
Vpn服务开启后，需要设置ip地址池。在“路由和远程访问”的界面下面选择“属性”进行配置，在Vpn服务器的“属性”窗口中点击“ip”标签。如图1所示，在“ip地址指派”中选择“静态地址池”，并设置ip地址范围。这个ip地址范围就是Vpn局域网内部的虚拟ip地址范围，每个拨入到Vpn服务器的客户机都会分配到一个范围内的ip地址，在虚拟局域网中通过这个ip地址相互访问。
图1：设置静态地址池
3、创建Vpn用户
在windowsSever2003管理工具中选择“计算机管理”。根据实际需要添加用户，然后在用户属性界面里选择“拨入”标签栏，并设置“远程访问权限”为“允许访问”，这样该用户可以就通过Vpn拨入服务器了。如图2所示。
图2：用户属性界面
4、Vpn客户端配置
打开Vmwareworkstation6．0虚拟机软件，选择并运行虚拟的windowsXp操作系统客户机。客户机启动完成后，在“网络连接”窗口下，选择“创建一个新的连接”。在“新建连接向导”对话框里，选择连接类型为“连接到我的工作场所的网络”，并将工作点与网络连接方式设置为“虚拟专用网络连接”，接下来输入该Vpn连接的名称，然后在“公用网络“界面”里选择“不拨初始连接“单选按钮，在随后的“Vpn服务器选择”界面中，需要填写上Vpn服务器的ip地址，最后单击“完成”按钮以保存连接。
5、测试Vpn服务
运行虚拟的windowsXp操作系统，在“网络连接”窗口中打开已经建好的Vpn连接，输入在windowsSever2003的Vpn服务器中事先添加的“用户名”和“密码”，并进行连接。连接成功后，在虚拟的windowsXp客户机上运行ipconfig/all指令，这样就可以看到客户机从Vpn服务器获得的ip地址，如图3所示。论文格式。
图3：Vpn服务器分配的ip地址
四、后记
有效应用虚拟机技术，在保证实验设备的安全性的同时，还为计算机网络实验提供了新的平台。通过使用虚拟网络环境进行实验，不但提高了现有系统的利用率，还一定程度上解决了实验设备和场地不足的问题。当前虚拟机技术仍在不断的发展更新，今后的运用前景将会更为广阔。
参考文献
[1]王太成，利用虚拟机技术完成复杂网络实验[J]，计算机技术与发展，2009(4):246-249
[2]全金连覃毅．.Vmware在计算机网络实验中的应用[J]．现代计算机,2009(12):144-146
[3]刘真．虚拟机技术的复兴[J]．计算机工程与科学，2008，3o(0)：105-107
[4]王海军，张敏锐，李凌云，等．网络虚拟实验系统实现技术的比较与分析[J]．南京晓庄学院学报，2006(4)：1o1-102
虚拟实验论文篇7
【关键词】开放式；虚拟实验平台；高职教育
一、引言
现阶段高等职业教育的培养目标便是：培养一大批高素质，技能型的人才，强调知识的应用。实训是职业教育中重要的环节，对于高职教育来讲，实训教学质量的高低，很大程度上影响着学生的实践能力和职业能力。
但是，许多高职院校由于受场地、经费、器材等方面的限制，学生实训的效果大打折扣，因此，虚拟实验平台的创建，打破了传统教学中的时空限制，学生不再受时间及场地等多种因素的影响，可以自由、随时随地进入实训室，大大提高了实验教学的效果。
二、开放式虚拟实验平台的定义及理论基础
1.开放式虚拟实验平台的定义
虚拟实验室是一种基于web、3d技术、虚拟现实平台而构建的开放式网络化的虚拟实验教学系统，是现有各种教学实验室的数字化和虚拟化。
虚拟实验室由虚拟实验台、虚拟器材库和开放式实验室管理系统组成。虚拟实验室为开设各种虚拟实验课程提供了全新的教学环境。
2.相关的理论支撑
（1）建构主义学习理论建构主义学习理论认为，学习过程同时包含两方面的建构：一方面是对新信息的意义的建构，同时又包含对原有经验的改造和重组。建构主义者关注如何以原有的经验、心理结构和信念为基础来建构知识。
（2）自主学习与协作学习自主学习是以学生作为学习的主体，通过学生独立地分析、探索、实践、质疑、创造等方法来实现学习目标。自主学习就是学习主体自立、自为、自律的学习。
协作学习是指学生为了完成共同的任务，有明确的责任分工的互学习。合作学习的目标结构理论是从动机的角度出发，强调了合作目标对学生从事学业任务的诱因影响，而发展理论则从认知的角度出发，重视合作学习对完成任务效果的影响。
三、开放式虚拟实验平台在高职教育中的应用可行性
1.开放式虚拟实验平台的软硬件要求
开放式虚拟实验平台的配置要求：
（1）硬件部分能接入互联网的计算机服务器及终端设备，虚拟交互设备。
（2）软件部分虚拟实验平台开发阶段所需要的虚拟现实软件，多媒体制作工具等和必要的计算机系统软件。
2.信息时代高职学生的特点
现阶段，由于信息技术的迅猛发展，高职学生群体与原来的学生已经有了很大的不同。现在的学生基本都是90后甚至95后，他们从小接触电脑、手机、网络，对各种各样的新式技术毫不陌生；他们已经与网络世界连为一体，网络、电脑似乎已经成为了他们世界中不可或缺的一部分。
开放式虚拟实验平台所需的软硬件设备在当代高职教育经费中可以得到充分保障，而作为开放式虚拟实验平台的主要使用者的学生对于计算机及互联网的操作比较熟悉，也为他们在虚拟实验平台进行操作打好了基础。
四、开放式虚拟实验平台在高职教育中的应用实践案例
在本次实践活动中，笔者将计算机应用技术专业学生的学生分为两组，一组采用传统的实训模式，另一组在计算机应用实训平台上进行学习。本次活动历时2个月，在计算机应用实训平台上进行实训的学生，首先创建自己的用户，进入平台，成员采用自主学习和协作学习相结合的模式。包括初期共同开会讨论决定学习的主题；在学习期间，各成员分工合作，共同商定，自主完成资源收集、信息整合等工作；其二网络上的协作学习。学生利用论坛、文件的上传和下载等功能，与其它的学习者和教师在网上进行了学习交流和探讨。
整个学习过程，学生投入了极大的学习兴趣，学生不仅按照教师的要求完成指定专题的讨论与协作，而且各个学生还根据兴趣爱好和有共同理念的学习者进行感兴趣的专题探讨学习。
最终，两组进行对比，在虚拟实验平台上完成实训任务的学生明显比传统实训模式下的学生掌握效果好，而且，虚拟实验平台的学生学习兴趣也明显高于传统组，自主学习能力和协作学习能力也得到了显著提高。
五、开放式虚拟实验平台的特点
1.开放的时间和空间
只要具备电脑和网络，学生就可以在任何时间、任何地点进行学习，进行实验，还可以反复进行。
2.全新的交流平台
开放式虚拟实验平台为教师和学生提供了一个全新的交流，让教师和学生站在全新角度去审视双方关系，学生可以在该平台上与其他用户（学生或教师）进行及时交流，师生互相了解对方的意图，以期望达到师生同步。
3.学生自主学习能力的养成
在虚拟实验平台上，学生可以自主选择知识，扩展知识，选择适合自己的学习资源和学习进度，可以充分调动学生的学习积极性，较传统的模式相比，更有利于达到实验的目的。
六、结束语
开放式虚拟实验平台目前已被越来越多的院校所接受，弥补了传统实验受外界因素影响大的不足，但是，开放式虚拟实验平台在设计开发时还需注意加强其与学习者的交互性和趣味性，这样才能使学生保持高度的学习积极性，最大化发挥其优势。
【参考文献】
[1]滕厚雷，文芳.分布式虚拟现实技术及其教育应用研究[J].攀枝花学院学报.2012（08）
[2]于平太，王基生，孙苗苗，李莹.开放式虚拟实验平台的开发与应用[J].中国教育技术装备.2010（12）
虚拟实验论文篇8
【关键词】土地价格；房地产；经济虚拟性
中图分类号：F27文献标识码a文章编号1006-0278（2015）09-050-01
目前我国的理论学者还没有深入探讨房地产经济目前这种虚拟性模式的形成本质，因此本文从现代经济学的角度去分析土地经济给房地产的这种虚拟性经济形势带来的改善，进一步去分析形成房地产目前这种虚拟性经济的根本原因，再通过国外的数据统计去检验土地价格对于房地产虚拟性经济的作用。
一、房地产目前这种虚拟性经济和土地价格之间的联系
通常来讲，有两个因素决定了房地产的价格走势。一个是土地附带的建筑物所产生的价格。因为建筑物和商品一样，通过工人的劳动所创造的物品，它的价值包括建筑物材料的价值和工人劳动力的价值。由于材料价格和劳动力价格相对来说很稳定，不会有太大的变化，因此建筑物的价格相对稳定。另一个则是土地自身的价值。土地是自然存在的物质，没有经过劳动生产所创造出来的，本身是不存在价值的。但由于土地能够进行商业买卖，这就使得土地也拥有了价值，但本质上来讲这是地租价值的表现形式。
地租也会有相对的价值差异，这种差异并不是由于劳动力所决定的，而是由土地本身所处的自然位置所决定。地租价值不属于劳动力所付出的时间，事实上消费者付出的费用多于实际生产中劳动力付出时间的价值。地租的虚拟性使得在农业生产机构多于社会平均机构的情况下，地租价值不属于农业生产机构所实现的价值，而是属于产品自身的垄断出的价格，因此地租同样具备虚拟性。此外，垄断地租来源于劳动人员的薪水。
地租所具有的虚拟性就是影响土地最终价格虚拟性关键的变量因素，也就是让土地价格所具有的虚拟性转换成房地产目前这种虚拟性经济模式的根本原因。并且根据上面得出的理论能够发现我国房地产虚拟型经济发展的合适空间。
二、土地价格影响房地产价格内在联系的验证
通过对照国外房地产价格以及土地价格的统计数据来验证土地和房地产之间价格的内在联系，本次论文采用的是美国房地产以及土地的价格统计数据。
（一）居住商品房和土地之间的价格指数
本次论文采用的是美国纽约的数据，样本时间是从1984年到2009年的数据，本文数据采取美国官方房地产数据统计的网站。
（二）数据验证
第一，验证数据的稳定性。首先对数据的元序列的稳定性进行验证，原序列如果不是很稳定的，那么之前通过数据得出的任何结论都是没有意义的。因此我们应该对住房以及土地两者之间的价格通过数据验证，数据稳定性验证就是对单位根的存在进行检验，只要没有单位根，那么原序列就属于平稳的。
第二，协整验证。采用估计法对于数据的变量实行协整检验，有VaR开始确定正确的滞后期数，然后凭借约翰逊相似比统计数据用来验证协整向量的所有数目。以没有协整关系的零假设出发一步步进行检验，协整公式如下：
LHV=10.06049+0.160103LLV
1984到2009这25年之内，土地和住房之间的价格变化走势基本相同，土地和住房之间价格指数还有一定的关联，土地和住房之间的价格指数涨跌基本一致。
三、数据结果统计分析
第一，土地的价格波动确实能够导致房地产的价格也发生波动，所以土地价格的波动是造成房地产价格起伏的关键因素。
第二，土地价格具有的虚拟性确实能够给房地产目前这种虚拟性经济带来重要的作用，也是房地产目前这种虚拟性经济的本质原因。
第三，所有相关的因素影响着土地的价格，增强了土地价格具有的虚拟性，一旦使得房地产过于的虚拟化就很有可能造成金融危机。
四、探讨我国房地产目前经济的虚拟性带来的启示
房地产的这种虚拟性的经济模式有利也有弊，一定要在一个合理的空间运行，像美国次贷危机就属于房地产过度虚拟化所造成的。从我国目前来看，房地产过于虚拟化导致房价增高，房租也高于国际规定的标准。所以我国政府需要加大力度对房地产进行调控，但是还不能从根本上解决房地产目前过度虚拟化经济状况，应该针对土地价格的控制上进行调控。因此，我国政府需要重点控制土地价格，使得土地价格虚拟化程度降低，这是解决房地产目前虚拟化过度的根本思路。
五、结语
本次论文针对我国的房地产目前经济过于虚拟化这一现状进行了一番阐述，首先分析土地价格是否能够对房地产价格发挥重要的作用，通过对于土地和房地产之间内在联系的探讨发现，土地价格确实是影响房地产价格的重要原因。为了验证这一理论的准确性，我们采用国外的土地、住房数据，其中以美国纽约1984至之2009年间的数据报告为例，土地和住房价格之间走势基本一致，土地和住房之间价格指数趋势也基本相同，从中可以得出，土地的价格走势基本能够引导房地产的价格走势，土地的虚拟性也能引导房地产的虚拟性。通过这一结论，我们可以清楚的意识到控制土地价格的重要性。一旦土地价格虚拟化程度加深就会导致房地产虚拟化程度也加深，一旦房地产虚拟化程度超过一定的标准空间，就很可能造成金融危机的发生。因此，我国政府重点控制土地价格，使得我国土地价格虚拟化程度降低，这也是解决我国房地产目前虚拟化过度的根本思路。
参考文献：
[1]马艳，徐熙泽.房地产经济虚拟性的理论与实证研究[J].广义虚拟经济研究，2014（01）.
[2]余明.我国房地产虚拟化及其价格形成机制研究[D].广东商学院，2013（06）.
[3]李宁.北京房地产虚拟经济的运行机制和调控对策研究[D].重庆大学，2011（11）.
虚拟实验论文篇9
关键词：Xenserver；虚拟实验；创新；模拟电子技术
中图分类号：tp393文献标识码：a文章编号：1009-3044（2016）26-0023-03
模拟电子技术是电气，电子类专业基础课程，模拟电子技术实验则是以理论为导向，将课堂知识与实验相结合，真正使学生在实验中学有所用，学有所得。但模拟电子技术实验具有原理复杂、操作繁琐、要求较高、效果差的特点，而且单独的仿真软件又不具备在线交流，深入探究的功能，因此建设基于multisim的模拟电子技术虚拟网络实验平台可趋利避害。虚拟网络实验平台不仅弥补了实验器材缺乏、损耗，实验室空间不足等问题，而且可以很好地将学生融入其中，使其学有所乐，乐有所得。同时虚拟网络实验平台不仅包括模拟电子技术基础实验，而且对于综合型、设计型实验，学生也可在此基础上自行发挥与探究，与其他同学交流学习。因此建设虚拟网络实验平台对于培养出基础扎实、知识面广、实验能力强、创新意识高的人才具有较大的实践意义。
1虚拟网络实验平台发展必要性
1.1国内虚拟现实技术研究现状
虚拟现实技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统，同时虚拟实验是信息化、模拟化教学的一个重要组成部分。根据我国的科技发展国情，制定了开展虚拟现实技术的各项研究。名胜旅游、展出展馆、工业仿真以及国家自然科学基金委、国家高技术研究发展计划等都把虚拟现实技术列入研究项目。在紧跟虚拟技术发展的同时，国内一些高校，已积极投入到了这一领域的研究，比如北京师范大学基于虚拟空间的三维电子线路实验环境，上海交通大学的机器人远程控制系统，中国科学技术大学的物理实验虚拟仿真系统，浙江大学化学虚拟实验操作等都为虚拟实验发展开辟了道路。
本平台为石家庄铁道大学远程访问虚拟机仿真实验系统为高校实验平台建设提出新的理论与途径。紧跟虚拟技术发展的脚步，力求创新。
1.2现实实验面临的问题
1）电学实验等由于自身具有实验原理复杂，连线困难，操作不易等特点，学生总是望而生畏，实验课上畏手畏脚，实验课下敷衍了事。这给高校实验教学质量带来严重影响。
2）实验器材耗损问题，由于现实实验保护措施不足或者学生操作不当等原因造成的器材损坏以及时间，温度等原因造成的器材损耗给实验的准确性、真实性造成的影响。
3）电学实验的多样性，综合性。由于电学实验不拘泥于基本电路，因此现实实验的改装电路，组合电路往往造成连线复杂不清，容易造成短路，断路等问题。
4）实验教学出现僧多粥少的局面，学生做实验限定地点，限定时间，限定实验，对于学有余力的学生往往学不到更多的知识，学生实验也逐渐成为一种形式。
5）学生平时自己在操作实验箱时缺乏创造性，对于设计性实验，动手能力严重不足，没有实验的拓展延伸创新。
1.3虚拟网络实验平台发展价值
仿真软件multisim具有超强的仿真能力，它可以对模拟电子技术电路进行仿真，同时分析结果可以以数值或波形直观地显示出来，当仿真失败时，不仅不会损耗实际器材，而且还会显示出错信息，提示可能出错的原因，然而仅仅一个仿真软件并不具备交互，交流，探究，深入学习的功能，因此充分利用计算机网络与虚拟机技术，将信息技术与仿真技术相结合的方式就很有必要。这样的方案不仅能解决上述问题，而且具有真实性、交互性、简单和易实现等特点。虚拟网络实验平台建设可以说是在教育教学上一次重要的发展创新，也是互联网大潮来临之际一次重大革新。
2虚拟网络实验平台功能介绍
2.1设计目标
模拟电子技术虚拟网络实验平台的设计目标是，改变高校现有实验教学中普遍存在的各种问题和提高教学质量以及增强学生实验素质和创新能力，通过虚拟化的实验模拟，让学生切实体会理论的深刻内涵，帮助学生在现实实验中操作自如。利用multisim软件的仿真功能，joomla的网页构建功能，虚拟机的虚拟扩展功能和网络的交互交流功能，将模拟电子技术虚拟网络实验平台建设成一个探索性学习，创新性学习，自由式学习，协同性学习的教学工具。
2.2结构布局及其功能
虚拟网络实验平台分为登陆，基础实验仿真操作，创新性实验模拟，在线交流探讨，实验报告浏览与下载等功能。
首页上有以下模块：
1）实验报告电子版讲义功能模块
这是纸质版的实验报告在后台以发文章的形式呈现在网站上，其中包括基础实验仿真操作模块包括常用半导体器件的识别与简单测试、单管共射放大电路、负反馈交流放大电路、集成运放组成的基本运算电路、电压比较器的研究、RC正弦波振荡电路、非正弦波发生电路、otL/oCL互补功率放大器、集成功率放大器、有源滤波器、整流滤波与稳压电路等12个基础实验的实验报告（包括实验原理，实验器材，实验步骤，预备知识等），实验电路参考仿真图（在此模板基础上可以修改个别器件的参数，可观察修改后对整体电路或部分电路的影响）便于同学们在校园网免流的环境下可以随时随地查阅报告，在普遍使用智能手机的当下，通过这样的一种方式可以激发同学们的学习兴趣，从网上游习变为网上学习、网上实验。创新性实验模拟支持在原有的实验电路基础上修改创新也支持新建空白界面搭建电路，此模块主要方便深入探究学习模拟电子技术。对于一些包括反馈系统，多级放大系统等电路的研究更加清晰易懂。
2）仿真实验平台模块功能
这部分的功能是本系统的主要功能，即核心部分。通过进入仿真实验平台界面，有多个开启Xenserver环境里面搭建的虚拟机的按钮，学生可以通过分配的ip号与密码登录到实验仿真界面（如图1所示），从而进行远程访问云平台的虚拟机进行学生实验，这样免去了学生在本地安装仿真的繁琐过程，大大提高了学生的实验效率。学生在虚拟实验环境中按实验步骤完成整个虚拟实验，允许重做，直到驾轻就熟，不受时间、地点制约。而对于学生在原有电路的修改并不影响后续其他人的实验，任何修改在退出登陆后都将恢复如初。
3）交互留言模块功能
交互留言是此虚拟仿真系统的重要组成部分，起到反馈的作用。相当于Blog或技术交流论坛。在线交流探讨模块实现学习的交互功能，使用者可以对实验电路做出设想与建议，方便学生参与到教与学对于指导教师来说可以关注学生在实验过程中的投入程度和过程性评价。在此平台留言模块教师也可考虑学生对本课程或实验的建议与意见，使实验课程或理论到达更高水平的层次。同学们之间可以讨论模拟电子技术里面的技术问题，也可以是同学们向老师询问问题，老师专家们甚至可以互相切磋。
4）视频播放功能
此菜单栏模块是补充部分，起到辅助作用。是为教学提供便利和为学生在课余学习更多的技能服务。视频里面介绍了几种厂家的示波器的使用方法，如何操作示波器以及介绍各种电子元器件的型号，拓展同学们的知识面，以便更好地实践。
5）虚拟存储器nFS功能
nFS即网络文件系统，是FreeBSD支持的文件系统中的一种，它允许网络中的计算机之间通过tCp/ip网络共享资源。在nFS的应用中，本地nFS的客户端应用可以透明地读写位于远端nFS服务器上的文件，就像访问本地文件一样。通过平台内嵌的教学和实验反馈功能及时核查学生报告中的实验行为，监督和考评学生的实验能力，瞬间实现一对多模式，随时随地教学。这样就实现了学生和老师交互的途径。
3虚拟网络实验平台建设总体设计
本项目的整体构架（如图2所示），在Xen环境下虚拟，搭建网页服务器xampp，通过网页来获取远程实验机器和密码。“虚拟机里嵌套虚拟机”，这是本项目的核心创新之处，也是国内虚拟实验首次创新。Joomla服务网页通过后台python语言脚本来控制和检测虚拟机的开关。虚拟机在运行（或者说用户在使用时）可以将自己产生的数据通过nFS的形式进行保存，并且每一个虚拟机采用一种类似影子系统的软件进行数据还原，避免产生更多的用户垃圾。
图2项目的整体构架
3.1前台网站搭建
1）网站的搭建采用目前流行的joomla平台搭建，使用了webexperts作为网站的基本模板。
2）在主页上位了便于用户使用，本平台以multisim软件为对象，加入了仿真实验平台、在线帮助、实验指导书和在线留言四大模块链接。用户可以在主页上进入虚拟实验平台，了解本平台的使用介绍，提前学习实验指导流程和对实验问题的在线交流。
3）在网站主页上加入了在线QQ留言，便于用户在使用过程中遇到平台不能使用或其他较为紧急的情况可以通过本链接及时联系技术人员。另外就是加入账号机制，是用户可以拥有自己的账户而获得更多的是用权限。另外我们也将不断更新升级该网站以及主页新闻话题，
不断贴合用户的使用。
如图3为当前设计网站主页，如图4为实验指导书的下拉菜单，如图5为网站主页框架布局。
3.2虚拟机平台搭建
虚拟机上有虚拟机，通过远程来解决在本机上需要安装的麻烦，这也是服务教学和在教学事业上的创新。
以下分为四个部分：
1）在Xenserver的基础运行上有一个环境，具体下面对Xen进行介绍，Xen作为个软件开源的软件，学校在实验教学楼引进了华为的三台机器，作为后台的服务器0。
2）客户端的多个虚拟机，是学生在远程登陆界面，进行自己的仿真电路实验，这样就可以像在自己的电脑一般，免去在自己的电脑上再次安装冗余的安装包，使用简便。
3）在CentoS的系统下，这是属于Linux的操作系统范畴。在这里面嵌入网页的后台，相关搭建在后续。
3.3实验仿真软件嵌入
此虚拟网络实验平台安装的是multisim12.0版本，当所有任务完成后（包括网页构建完成，学生可通过互联网登录以及虚拟机的虚拟扩展实现等），将multisim镶嵌于实验平台，学生登入后可一目了然，简便操作，快速入门。
登入Vm宿主机软件为将multisim12.0版本与虚拟网络实验平成接口任务，如图6：
图6图7图8
宿主机地址为202.206.32.235，将主机地址输入登入方式如图7以及图8。
3.4学习资源共享（nFS）
在搭建虚拟网络实验平台大环境构架基础上，为使实验平台真正成为有内涵，有资源，有帮助的学习工具，在实验平台上添加学习资料便举足轻重。12个模拟电子技术基础实验从实验理论到实验仿真将为实验者一一呈现，使学生实验的同时，深入理解实验原理，全局透析电路连接。对于电压放大电路或功率放大电路都可以通过预加的万用表或者双踪示波器观察。对于基本电路研究，在一些仿真图旁增加了基本公式，便于学生对电路理解分析。对于一些仿真，软件都无法实现的如：万用表的二极管档位，这里就采用的是利用双踪示波器观察二极管、稳压管伏安特性曲线的方法。甚至于一些功率放大器不能获得的，这里也巧妙的使用了其替代品，其性能一致，结果大同。对于虚拟网络实验平台参考教材《模拟电子技术基础简明教程（第三版）》（清华大学出版社）上的仿真练习，我们也将以multisim12.0格式为其展现，该部分将作为附录写入其中。当然对于后续国家发展和学生建议，模拟电子技术虚拟网络实验平台也将紧跟时代，更新内容。
虚拟网络实验平台交流模块相信会成为学生们最为感兴趣的，尤其在这里不仅有文字的交流而且还有表情的传达，当然最为主要的是，这里相当于一个大的QQ群，学生可以提出问题也可以解决问题，可以交流心得也可以提出质疑。这里也方便询问错误仿真原因，同学之间可以在线修改，大大节省时间和精力，也大大方便实际实验操作。
4虚拟网络实验平台测试
我们对网站和虚拟平台在不断进行着测试。在前台网站我们的留言板采用easybook进行留言创建，通过设计和不断改善使之更便于留言，使之交流可以更加丰富多样。主页上的QQ留言是为访问者提供的一种与后台服务人员直接联系的方式，这便在平台使用中突发问题而导致访问者不能正常使用，这样就可以通过该QQ及时通知技术人员进行解决。仿真平台我们通过后台建立了几台虚拟机，用户通过前台链接进入，后台分配给用户一台虚拟机以及进入账号和密码，防止两人同时登陆上同一台虚拟机。
5总结
当今时代是信息和知识经济的时代，实验教育的目的是培养具有创新精神和实践能力的高素质人才。虚拟网络实验平台以其资源共享，教学融合，创新发展的属性扩展了实验教学的功能，为学生提供了一种崭新的实验形式。虚拟网络实验平台以先进的信息技术和仿真为基础，革新传统的教学实验模式，推动实验课程远程教育的发展。在学校局域网条件下，同学们对其使用效果普遍反映良好，方便实用，但是局部须有进一步提升。
虚拟网络实验平台是互联网+教育的又一次发展，虚拟网络实验平台跟上实验的时代性，先进性，创新性和丰富性，创造了有活力，有趣味，不受时间、空间制约的开放性实验环境。同时构建虚拟网络实验平台经济、高效且前景可观。其诱人的前景不仅在实验教学上获得的应用，而且在未来社会生产中也会有巨大的利用价值。如今创新创业呼声之高，未来信息网络与仿真技术的更多融合不可估量。
参考文献：
[1]李欣.现代教育技术虚拟实验室的设计与开发[J].现代教育技术，2008，18（2）：115-120.
[2]郑颖立.体验式虚拟实验研究[J].华东师范大学，2008.
[3]蒲永红，余粟，王维荣.multisim辅助电工电子实验教学的探讨[J].实验室研究与探索，2013，32（9）：174-177.
[4]李剑清.multisim在电路实验教学中的应用[J].浙江工业大学学报，2007，35（5）：543-546.
[5]白雁，张娟，潘瑾，等.“虚拟实验室”在高校仪器分析教学中的应用[J].实验技术与管理，2011，28（12）：169-171.
[6]于秀金，张皓斐.基于joomla系统开发网站的设计与实现[J].电脑开发与应用，2010，23（11）：50-52.
[7]陈玉.Joomla系统中模块运行原理研究[J].软件工程师，2014（12）：28-29.
虚拟实验论文篇10
【关键词】虚拟仿真实验系统管理系统多样性
近几年，教育部一直在提出并让高校贯彻执行教学资源的先进性和创新性理念，这是适应当前社会的高速发展对人才提出的综合要求。如今，高等院校在教育理念上一直在摸索和发展中前进，但光有深刻的理论基础尚且不够，创新性需要在实践中才能得到体现和应用。尤其工科是一门实践性非常强的专业，要求毕业生在工作岗位上有很强的动手实践能力。在以往的实践中，学生的实践大部分是局限于在实验室展开。这种传统的实践模式存在以下几个弊端，一是高校资金短缺，实验室无法满足日益扩招的学生数量，这样从教学资源配置上无法很好的满足学生的需求；二是对理论知识学习不深刻的同学直接进入实验室进行操作实验，很容易因为误操作而损坏仪器仪表，直接造成了资源的浪费；三是一些高危险和能源型的会造成污染的实验也无法在实际的实验室中操作完成。近年来，高等学校逐渐的大规模引入了虚拟仿真实验系统，并且也形成了学科体系。
1传统仿真软件的特点
在使用虚拟仿真实验系统之前，高校工科专业近些年也在一直使用一些仿真软件作为对课堂和实践教学的补充，以电子专业为例，常用到的一些电路软件有ewB、multisim，主要用于电子电路的功能仿真；还有由欧洲DesignSoftKft.公司研发的tinapro软件，主要用于模拟及数字电路的仿真分析；美国wakeForest大学基于SpiCe开发的Circuitmaker软件，主要用于电子电路仿真实验；英国Labcenterelectronics公司出版的proteus软件不仅具有其它eDa工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及器件。这些软件在很长一段时间里对教师和学生起到了很好的辅助作用，但在使用的过程中，也发现了一些弊端。一是这些国外的软件都是针对企业，工程使用开发，而不是针对学校的学生实验开发，很多软件的功能在基础学习中无法使用，没有针对性。二是国外的这些仿真软件更新换代太快，各门课程需不断的购买正版软件这对于学校和学生都不太现实，但是用下载的盗版软件又存在使用过程中有时软件不稳定的情况，对于一些电路的仿真和参数的分析会造成波动及误差。三是这些仿真软件的界面都是英文，对于英语基础较差或者是学生没有学习专业英语之前，是存在一定困难，从而造成了学生对软件的畏惧情绪。四是人机界面比较单一，没有配套的知识辅助资料和实验过程指导，教师要在很多学生中进行巡回指导，工作量大，效率低。
2虚拟仿真实验系统的应用
2.1虚拟仿真实验系统的特点
虚拟仿真实验系统是以计算机作为控制中心，采用多媒体技术手段在计算机上虚拟实验环境，软件构建逻辑结构模型，再和硬件相结合，构成虚拟系统。并利用互联网形成网络化虚拟系统在计算机人机界面上完成实验。该系统由课程实验仿真平台和实验管理系统构成，这也是和传统使用的仿真软件的最大区别之处。该系统引入了实验管理系统，也就是说，该系统搭建的平台可以针对学生，教师和实验管理员分别使用，每个学生，教师，实验管理员都有属于自己的管理账号。学生登录账号可以选课，可以提前预习实验要求，获取实验信息，并进行虚拟实验，最后提交实验报告和查询成绩接收实验结果反馈。而教师登录账号可以布置新实验，并提供一些实验案例和提出实验要求，还可以在线指导学生实验，对学生实验作出批改，实时与学生进行交流。实验管理人员登录账号可以添加和查看实验室，对学生和老师的考勤进行管理，对整个系统进行维护，做好后勤保障工作。这种基于网络的流程化管理完成了对实验过程的全面控制，大大的提高了效率。
2.2虚拟仿真实验系统的发展
虚拟仿真实验系统充分的降低了实验实践成本，搭建了一座从理论到实践的桥梁，使得实验过程安全可靠。通过网络化的实验管理系统，突破了空间和时间的限制，打造了生动直观的教学环境，提高了师生的互动性。虚拟仿真实验系统是在课堂，实验室，传统仿真软件，企业实践四种环节的基础上汲取经验弥补不足发展而来的。该系统连同以上四个学习环节可以优化组合，发挥最大优势。比如原理性概念性的理论知识可以结合课件或动画的形式在课堂完成，基本操作型的实验可以通过传统仿真软件验证后在实验室操作来锻炼学生的动手能力。创新性的，开发性的实验可通过虚拟仿真实验系统完成，学生可以反复设置参数，反复调试验证，反复的进行修正直到最后满意的结果，这个过程极大的减少了资源的消耗，降低了实验的成本。
3虚拟仿真实验系统在电子学科的应用
3.1虚拟仿真实验系统的建设
全国信息技术标准化技术委员会教育技术分技术委员会在虚拟仿真实验教学系统的开发方面制定了一系列的规范和标准草案，为各高校学科资源的共享应用奠定了基础。一个虚拟仿真实验系统的建设是集成了多门学科资源的，在这个方面，我们国家像北京邮电大学等高校潜心研究开发出了结合高校学科专业特点的虚拟仿真系统，建立了信息电子类课程的虚拟仿真实验平台。通过该平台提供的仪器设备可进行几百个电路、电子、信息的典型实验项目，充分的满足了高校学生的基础需求。另外，把一些前言的科研项目渗入到虚拟仿真实验范围，丰富了实验内容，开拓了学生视野，充分的满足了高校学生的深层次拓展要求，有利于培养创新性的人才。
3.2虚拟仿真实验系统在电路中的应用举例
以北京邮电大学开发的虚拟仿真实验系统为例分析，仿真平台模拟真实实验中用到的器材和设备，而且该仿真平台是中文界面，学生用起来直观方便。该实验平台提供了二十二种典型电路实验，在实际中，可以根据学科专业特点需要选取其中的典型性实验。下面以戴维南定理的验证与认识电路为例进行说明。该定理比较抽象，对其中的电路分析结果学生课堂难于掌握，通过虚拟仿真实验系统的流程化学习系统，学生可以轻松的对定理作出深刻理解。如图1所示，在界面的主器材库选取相应的器材设备，在右面的实验台搭建电路，完全模拟真实化的实验环境。如图2所示，是教师登录后的界面，教师可以在这个系统里对所有学生的实验进行批改，设置，操作。如图3所示，是学生登录后的界面，学生可以对老师提前选好的一些实验进行操作。
4小结
虚拟仿真实验系统为电子类专业的学生提供了多样的可选择实验项目，利用虚拟技术实现了理论与实践的密切结合，拓展了理论的深度和广度，在综合设计和创新方面，为学生提供了一个良好的平台。
参考文献
[1]孙燕莲，韩巍，文福安.构建仿真实验系统关键技术的研究[J].实验技术与管理，2005.
[2]路而红.虚拟电子实验室[m].北京：人民邮电出版社，2005.
[3]文琪琪，文福安.虚拟实验指导系统的交互式设计研究[J].软件，2013.