仿真实验在教学中的功能与作用VIP专享VIP免费

仿真实验在教学中的功能与应用仿真实验（虚拟实验）指的是利用计算机来模拟（仿真)实验的环境及过程，让教师或学生通过计算机操作来“做”某一实验，从中学习和掌握应从实验中获得的知识及训练效果，以代替或加强传统开设的真实实验。仿真实验一、仿真实验室研究现状仿真实验室概念的提出至今仅为10余年的时间，但因其诱人的应用前景，各国均在大力开发，已经取得了很大的进展。1、美国虚拟实验技术的发展（1）麻省理工学院的WebLab远程实验室于1998年开发并投入使用。全世界的学生通过因特网就可以访问和使用MIT的WEBLAB。“通过因特网，我们竟然能获得来自MIT实验室的实验数据，非常有趣。在信息传递过程中技术优势十分强大”、“这种训练真的很好，我们可以把真实的数据与模拟的数据相比较”。（2）ScienceSpace（科学空间），是在美国国家科学基金会支持下，由GeorgeMason大学和VETL（VirtualEnvironmentTechnologyLaboratory）合作开发的目的是为了验证学生通过直接交互式的体验，能否更好地理解科学概念。主要提供三种虚拟情境：在牛顿世界中学生可以体验牛顿三大定律；在麦克斯韦世界中，通过检测电磁场的自然属性来验证高斯定律；在Pauling世界中集中研究分子。1、美国虚拟实验技术的发展（3）VSL(VisualSystemsLaboratory一虚拟系统实验室，由GentralFlorida大学教育训练研究院在1989年建立)，旨在提高计算机图形的艺术表现力以及改进仿真过程中的人机接口设计。目前，该实验室正在开展多项与虚拟实验相关的支撑技术研究，如虚拟实验环境中的网络及并行计算技术、低价图形仿真技术等，已取得了大量的研究成果。1、美国虚拟实验技术的发展（4）Futurelab虚拟实验室是美国SimulationPlus公司在国家科学基金(NationalScienceFoundation)的资助下于1998年推出的。产品功能面向中学教育，包括物理、地理、自然、化学、生物等虚拟实验室，涵盖范围从初中到高中各个年级。产品开发者特别强调其突出特点——学生可以在虚拟实验室尽情发挥自己的想象力，按自己的意愿去设计实验，既可验证，又可创新。1、美国虚拟实验技术的发展（5）虚拟青蛙解剖实验室。1994年,维吉尼亚州大学教育技术系副教授MABLEKINZIE建立了一个网上的(http://teach.virginia.edu/go/frog)。在这个名为“网络青蛙”的虚拟解剖实验室中,提供的仿真解剖技术。例如在切口时如何用镊子夹住皮肤,肺是如何膨胀的;学生可以做非常逼真的青蛙解剖实验。1、美国虚拟实验技术的发展2008年6月，美国西弗吉尼亚州动物权益保护者向俄亥俄县威灵帕克高级中学捐赠“数字青蛙”软件，用于生物课的青蛙解剖虚拟实验。来解决生物解剖课上，不少人或是厌恶福尔马林的气味，或是对解剖小动物于心不忍。为学校节约经费的同时，还可以更好的保护小动物，此举也得到许多动物保护主义者的拥护。在美国，虚拟解剖逐渐走入中学课堂，并受到越来越多学生的青睐。1、美国虚拟实验技术的发展（6）VLAB是美国俄勒冈大学物理系主办的物理实验网站。该网站包含了天体物理、能量与环境、力学、热学等方面的几十种虚拟实验。（7）美国Michigan大学化学工程系创建的VRCEL实验室，主要用来探索和开发虚拟现实技术在化学工程领域的应用。（8）美国霍华德•休斯医学研究会（HHMI）建立的虚拟实验室是完全交互式的生物医学的实验室模拟。1、美国虚拟实验技术的发展（1）德国Ruhr大学网络虚拟实验室是一个有关控制工程的学习系统,它通过直观的三维实验场景视觉效果,依赖各虚拟实验设备的仿真特性,实现对虚拟实验的交互式操作。（2）西班牙大学电子系开发了电子仪器虚拟工作平台。意大利帕瓦多大学建立了远程虚拟教育实验室。新加坡国立大学开发了远程示波器实验和压力容器实验，在远程控制实验方面取得很大的成果。2.欧洲虚拟实验技术的发展（3）意大利Udine大学为儿童在网上学习开发的交互式虚拟环境“CVE－VMapplication”，模拟了在虚拟环境中失重、摩擦力为零、真空等条件。（4）荷兰特温特大学建立了一个虚拟图书馆系统，教师和学生使用该系统尤如置身于真实的图书馆，可以快速方便地查阅各种资料和书籍。（5）法国的虚拟实验技术处于欧洲乃至全世...