虚拟实验论文范文第1篇
关键词：虚拟仿真实验;高中化学;实验教学;应用策略
DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2022.09.087
伴随着信息技术的发展，互联网已经逐渐渗透到课堂教学中，并彰显出显著的应用价值。在这一背景下，结合信息技术积极开展虚拟仿真实验教学，优化实验教学模式，已经成为研究和关注的重点。随着实验教学重要性的不断凸顯，广大教育者相继提高了对高中化学实验教学的重视程度。虚拟仿真实验能够给学生带来真实体验，调动视觉、听觉、触觉等多种感官，营造一个生动逼真的实验环境，从而在虚拟的实验中达到既定的教学目标。虚拟仿真实验对实验教学内容进行了丰富和拓展，促使高中化学实验学习的广度和深度得到相应的延伸[1]。
一、高中化学课堂中虚拟仿真实验教学现状分析
(一)“内容”和“骨架”分离
将高中化学教学与虚拟仿真实验相结合，若想取得理想教育成效，还需要有专业素养的教师作为支撑，现阶段，有很多公司都能提供虚拟仿真技术，而进行虚拟仿真实验教学的实施者，只有具备极强专业素养的教师才行。面对这一要求，高中化学教师要提升自身的教学能力、专业素养，设计目的明确、简单易懂、知识点丰富的虚拟仿真实验内容，之后将其专门交给软件公司来开发，进而保障虚拟仿真实验的顺利开展。然而，受资金欠缺等因素所影响，一些公司缺少相应的技术支持，难以实现“内容”所需的虚拟体系[2]。虽然专业软件公司有技术优势，但缺少对学科知识的了解，导致开发过程中存在诸多问题，这与现行的化学实验教学大纲存在显著的差异，致使化学实验教学效果大打折扣。
(二)学校方面
将高中化学教学与虚拟仿真实验相结合的关键，是教师来引导学生对实验原理与结论进行深入研究，进一步发展学生个性，引导其进行实验创新，并在开展虚拟仿真实验的过程中，验证结果是否匹配设想。要想实现这一目标，学校和教师就要加大投入力度，积极开展实验探究课，对软件做好安装与检查工作。然而现实中，学校只能提供有限的仪器，很难给全体学生都提供创新的机会，这种情况不利于在高中化学教学中实现对虚拟仿真实验教学的推广与应用。
(三)学生方面
以往的高中化学实验教学更加侧重依赖教师的演示实验，讲授相关实验原理，这种教学模式下，学生难以形成良好的学习体验，普遍认为教学内容是枯燥乏味的，缺少实际操作的机会，更遑论大胆猜想与验证。虽然虚拟仿真实验教学模式的应用，能够在各环节给学生提供更多体验、参与的机会，但是由于诸多因素的影响，如教师自身的课程设计能力，学生借助仿真实验进行猜想验证的体验与参与机会并不多。
(四)开放共享不足
调查发现，在借助虚拟仿真实验开展化学实验教学时，必须要具备健全的教学平台共享机制、管理制度等作为外部保障。但是虚拟仿真实验在开展过程中依然存在共享机制不够健全、平台管理制度不够完善、知识产权归属不够明晰等现象。在这种情况下，高中化学实验教学中的一些虚拟仿真实验只能在校内共享，难以在较大范围内实现共享。这主要是因为虚拟仿真实验在开展的时候，必须依托网络的公共教学平台，对优质实验资源进行共享、利用，并建立与其相关的机制。但目前尚未做到这一点。
二、虚拟仿真实验在高中化学课堂教学中的具体应用
(一)化学实验的分类与整合
化学实验的种类不一，想要提高虚拟仿真实验的应用效果，使其更具针对性，教师就要注重展开合理的分类、整合，让各类化学实验都能与虚拟仿真实验建立联系，从而提高其应用效率。就高中阶段的化学学习而言，根据不同的实验主题，可以划分成由教师进行演示的实验和由学生进行演示的实验;而结合化学实验结果予以定性，则可划分成化学定性实验、化学定量实验等。因此，想要更好地将虚拟仿真实验应用于高中化学教学中，教师还要联系眼下化学教学领域中使用广泛的实验资源、化学教材、信息技术、学生认知水平等，对高中化学实验进行以下类型的划分：(1)基础类实验，包括基础的实验操作、化学药品、安全措施等;(2)表征类实验，包括结构表征、性质实验、制备实验以及数据处理;(3)创新类实验，包括自制教具、探究实验等;(4)综合类实验，包括科技实验、生活实验、工艺实验。这种分类方法，既可以做到重复使用，还可以避免资源的浪费，从而促进化学教学效率的提升。
(二)智能化操作
实现教育手段现代化，并对其进行推广和创新，是开展虚拟仿真实验的硬件基础，也是提升学生课堂参与程度的关键。因此，高中化学教师应依据学生的参与程度，对智能化的操作方式进行划分。
1.虚拟仿真实验室智能操作。主要是指在特定的实验室内，依据现代信息技术作为工具和手段，将其置于特定的化学实验中开展仿真实验。化学试剂、反应、结果都可以借助特定的虚拟软件，“真实”地呈现出来，使学生在生动形象的化学实验场景中，深刻理解实验过程中的相关知识，如量变知识、质变知识。另外，在具体的实验教学中，教师还应紧紧围绕学生的实际情况，结合实验自动生成化学方程式，并在其中将化学实验过程中所需要的药品的性质、特点等全面地展示出来。
2.在“真实”情境中，指导学生亲自参与虚拟仿真实验。教师要指导学生在真实的情境中，遵循科学的实验流程，借助虚拟场景中的药品、仪器等开展虚拟实验，在保证安全的前提下参与实验实践。这种模式可以使学生在虚拟的情境中，借助虚拟的实验器材展开各种化学实验活动。
现如今，很多发达地区内的学校，都已将“DIS数字化实验系统”、虚拟仿真实验室等与化学实验教学之间进行了深入融合。相关的科研单位应加大研发工作，大力发展虚拟“实验室”，使学生在虚拟的实验情境中，高效完成化学实验。同时，虚拟的实验教学情境，也能更加智能、便捷、可重复。
(三)实验视频仿真操作
将虚擬仿真实验教学与高中化学教学相结合，教师还可以在备课阶段将虚拟实验教学的视频录制下来，然后将其上传到班级教学平台上，包括班级微信群、QQ等，指导学生在课下自行选择时间进行在线学习。首先，在课堂上给学生播放实验视频。教师在开展虚拟实验教学时，可灵活借助多媒体的方式，给学生播放相关的教学视频。这种教学视频可以是教师自身录制的实验视频，也可以是从资源库中下载的优质实验视频资源，通过多种网络平台的应用，对虚拟的化学实验视频进行直播、重复点播。视频直播可指导学生进行课前预习，重复点播则可指导学生进行自主学习。其次，高中化学教师还可以制作3D或5D虚拟实验视频，并将其播放出来，不断增强和强化学生的实验体验感，使学生在观看过程中得到犹如自己实际操作的真实感。在此过程中，学生通过“真实”的感官体验，能够促进实践意识的提升。学生在视频观看过程中，要积极展开“操作”，可以是对于实验流程的模拟演练，也可以是实验药品的勾兑。
(四)注重教师素质的提高
虽然将高中化学教学与虚拟仿真实验相结合，有利于保障实验的安全性，节约实验器材消耗，提高实验学习效率，但是依然不能忽视教师在实践教学中的重要地位。教师的教学水平直接影响最终的教学效果，学生在了解并接触虚拟仿真实验时，离不开教师的逐步引导与讲授。由此可见，虚拟仿真实验能否在高中化学教学中得到有效应用，最关键的一点就是教师是否具备相应的素质。首先，学校要重视加强信息技术教师和化学教师间的联系，给化学教师创造更多开展虚拟仿真实验教学的机会，不断加教师资质培训，促进其专业素质的提升。其次，高中化学教师应有意识地整合网络资源，促进自身专业素质的提高，以便更好地开展对虚拟仿真实验教学的创新及其特色模式的构建，并在此基础上充分发挥虚拟仿真实验教学的积极作用，实现高中化学教学水平的进一步提升。
综上所述，对于高中化学教学而言，虚拟仿真实验教学模式的应用具有重要意义，对达成高中化学实验的程序化教学有着积极影响，同时虚拟仿真实验教学能够避免出现其他意外结果。基于此，广大教师应提高对高中化学实验教学的重视程度，通过虚拟仿真实验教学模式的有效应用，来促进高中化学课程质量的提升，给学生提供更多实践机会，使其得到良好的学习体验，从而更加喜爱高中化学这门课程，以此促进学习质量与效率的不断提升。
参考文献：
[1] 叶兴琳，崔桃，喻国贞，等.基于线上线下和虚拟仿真实验技术的有机化学实验教学改革[J].广东化工，2021(2)：174.
[2] 谭惠灵，郭庆，韩景倜.虚拟仿真实验教学建设的认识论思考[J].中国多媒体与网络教学学报(上旬刊)，2020(12)：17.
虚拟实验论文范文第2篇
摘要：介绍了虚拟实验室的建设策略与关键技术，包括虚拟实验室的系统平台结构、组成部分设计和开发方式等，提出了虚拟实验室元器件库的建模方法、网络化平台方案、Web技术的运用方法和虚拟实验室管理平台设计方式，为开发工科类课程虚拟实验室提供了技术支持和理论基础。
关键词：虚拟实验室；建设策略；虚拟元器件库；实验教学
作者简介：王健（1976-），男，辽宁旅顺人，沈阳工程学院信息工程系，副教授；王庆利（1960-），男，辽宁沈阳人，沈阳工程学院信息工程系主任，教授。（辽宁?沈阳?110136）
一、虚拟实验室研究的意义与建设策略
虚拟实验方式能够综合利用计算机技术和虚拟现实技术，辅助实验教学或完成在传统教学中无法实现的实验条件和实验内容，提高实验教学质量。虚拟实验室结合Internet网络技术，突破传统实验室对“时间、空间”的限制，缓解高校实验经费、实验教学资源不足的现状。使用者可以通过虚拟实验系统完成实验内容的学习和操作实践，多层次、多角度地对实验设计和结果进行分析，然后再回到真实的实验室进行实践检验。这样既节省了实验时间，又提高了实验效率，促进了创造性思维的发展。网上虚拟实验室的开发与应用将会对实验教学改革产生变革性的影响。
1.虚拟实验室研究的意义
虚拟实验室的特点主要包括以下几方面：
（1）提高学生学习效果。学生可以在正式实验前，在虚拟实验室对实验原理、实验流程、实验数据分析方法进行预习，还可以在实验后，进入虚拟实验室复习实验，通过重复实验现象，增强对实验原理的理解。
（2）保护仪器设备。在虚拟实验室中，对虚拟设备设置了过限保护，如最大电压、最大电流等，即便学生误操作，只会“损坏”虚拟设备，同时给学生发出警告，这样保护了实际的仪器设备资源。
（3）提高設备资源的利用率和共享性。虚拟实验采用基于Web的网络技术，虚拟实验装置将提供24小时的全天候在线服务，从而提高设备的利用率。不仅可以为本校学生提供教学服务，同时也可以为不具备实验教学硬件资源的院校和企业提供远程教学环境，形成资源广泛共享。[1]
2.虚拟实验室的建设策略
虚拟实验室的建设策略包括教学模式和学生交互式学习模式的设计、虚拟实验室的系统总体结构和各组成部分的设计。在设计过程中重点研究将Web网络编程技术、多媒体技术和虚拟技术相结合，构建虚拟实验室网络平台系统。系统主要包括硬件、软件及管理三个方面。
（1）硬件方面，目前多数院校已经建立了覆盖教室和学生寝室的校园网络并接入了互联网，校园网络中心也能够提供运行虚拟实验室网络平台的服务器，这些基础设施基本可以满足需求，不需要太多的投入。
（2）软件方面，包括虚拟实验室网络平台软件系统的开发和实验内容建设两部分。实验内容建设是虚拟实验室建设的关键。在实验内容建设方面针对不同的实验项目可采用动画、视频、图片、文字、声音等几种媒体表现形式有机地结合，设计出生动活泼的实验教学界面。还可以制作出一些交互式、具有沉浸感的内容，让学生从各个角度观察和学习计算机硬件组装与维护方法，仿佛身临其境，以便更好地理解学习内容。
（3）管理方面，在虚拟实验室网络平台上还应对虚拟实验设备、实验项目、实验报告、测验题目、实验成绩、实验指导等进行有效管理，并对学生在虚拟实验室的学习情况进行统计。
二、虚拟元器件库设计
以计算机组装与维护虚拟实验室为例，虚拟元器件库中的各个元器件主要为计算机的各个部件，每个部件具有多种型号，例如名称、品牌、容量、接口类型、外形等。将各个元器件分别定义为实体C1，C2，……，Cn，再将每种实体所包含的不同型号元器件及其各种属性定义为二维关系，形成如下的虚拟元件库存储模式。
R1（a11，a12，a13，……a1n）
R2（a21，a22，a23，……a2n）
……
Rn（an1，an2，an3，……ann）
在虚拟实验室中进行计算机组装实验时，元器件的装配关系阐述了各个元器件之间是以怎样的相对位置关系组装起来的，它表现了各个元器件的接口类型、自由度及相互约束关系。
在计算机组装虚拟实验中，元器件的装配关系可抽象为：在前面的存储模式中寻找一条路径，保证相互连接的元器件具有相兼容的属性。在元器件库中同一种元器件有多种不同型号和属性，若能够生产一个满足条件为Ci.Rx.axn=Cj.Ry.ayn=Ck.Rz.azn的集合，就意味着集合中的元器件Rx，Ry，Rz可以正确的组装在一起，不断在集合中添加符合条件的元器件，直至集合中的元器件能够包含一台计算机的全部硬件为止。
三、虚拟实验数据结构的设计
在虚拟元器件库设计的基础上，对虚拟实验所需的各种设备和器材进行数据结构设计，明确各设备和器材的组合关系以及连接属性。例如：存储器类（Memory）中可包括存储器容量、接口类型、读写速率、外观、尺寸、位宽等属性。设计类的目的主要是用于封装虚拟器件，以提供标准的仪器仪表的功能，为每种常用的设备或器材定义相应的实例。另外通过类中的方法可以实现对类中属性的安全操作，并为器件与实验系统的通讯提供统一接口，具体器件功能由所封装的虚拟器件实现。通过对整个虚拟实验系统的分析，设计了以下几种基类：
1.虚拟元器件类
用于模拟基本电路板的结构和操作事件。
2.通用器件类
用于封装虚拟元器件类，以提供标准的器件接口，实现器件的信号和引脚定义及其他可连线的方法。
3.虚拟操作类
用于定义虚拟实验中的各种操作，统一虚拟器件间的相互作用，设置多种操作路径和顺序。
4.虚拟界面类
用于封装各种器件的外观和多媒体信息。
5.虚拟实验类
用于对各个虚拟实验项目、所使用的虚拟元器件、操作方法、界面风格等进行设置和管理。部分实现代码如下：
public class majorinfo
{
private int id； //定义各种属性
private String name；
private String type；
private String intro；
……
public void setid（int newId） //定义有关方法
{ this.id = newId；
}
public majorinfo getmajorinfo（int id）throws Exception
{majorinfo major=new majorinfo（）； //定义虚拟操作等
while（major.next（））
……
}
四、Web技术的运用
1.虚拟实验室的网络平台
虚拟实验室网络平台系统的开发，主要采用基于MVC架构的JSP技术，具体可采用Struts框架或其他框架，开发工具选择对JSP支持较好的Eclipse。[2]Web服务器软件采用稳定性和经济型比较好的Tomcat，数据库服务器可采用免费且功能全面的MySQL。
2.虚拟实验室的实验内容
虚拟实验室应有具体的实验来支撑，否则网络平台就是一个空架子，形同虚设。在设计实验内容时充分利用3DMAX、Flash、流媒体、Virtools、虚拟现实、动态交互式网页等技术。例如在实验演示部分采用3DMAX或Flash制作各个实验的操作演示视频，在学生亲自操作时采用具有交互功能的Flash、动态交互式网页以及Virtools制作的仿真操作环境。[3]
以虚拟计算机组装实验为例，为使学生更好的观察和了解计算机主要部件的连接方式，可采用3DMAX设计出计算机各部件的三维模型，通过动画演示方式将分散的各个部件按计算机组装的正确顺序连接装配成一台完整的计算机。动画中通过旋转视图使学生可以从不同的角度观察组装过程及效果。三维动画效果截图如图1所示。
在软件实验中可采用VMware或Microsoft Virtual PC等虚拟机软件，在其中可以完成硬盤分区及格式化、安装操作系统、克隆软件的使用等一些对计算机具有一定破坏性或危险性的实验。在虚拟机软件中完成上述实验与在真实计算机中几乎完全相同，而且不会对真实计算机造成任何不良影响，可明显提高实验效率和教学效果。
五、虚拟实验室管理平台设计
虚拟实验的管理平台应包括对实验者、教师、实验项目、实验内容、虚拟元器件库的管理，以及对实验情况的统计。
学生可以凭用户名和密码登录虚拟实验室网进行虚拟实验操作，完成实验报告并提交到虚拟实验室中，最后完成在线测验题目。
教师可在线批阅学生提交的实验报告，统计学生在线测验的成绩。另外通过对每个学生登录后系统自动创建的Session对象记载学生在虚拟实验室学习的情况（如登录次数、累计登录时长、虚拟实验操作次数等），供教师查看和统计分析，教师可综合以上信息给出学生的实验成绩。
管理者可以添加或修改实验内容，在虚拟元器件库中添加新型号的元器件，可将元器件的技术参数、图片、视频资料等更新到虚拟实验室网络平台系统中，这样不必购买新元器件就可以让学生在虚拟实验中体验到新元器件的特点和操作方法。
在虚拟实验室中还可以设置实验答疑模块和学习论坛模块。由教师对学生实验中出现的疑难问题进行及时解答，帮助学生顺利完成实验。同时了解学生对实验的掌握程度，并及时反馈、调整教学。学生可以将实验中的收获、经验、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。
六、结论
通过虚拟实验室进行实验，既可以缩短实验的时间，又可以获得直观、真实的效果，还能对那些不可见的结构原理和不可重组的精密设备进行仿真实训，避免真实实验操作带来的各种危险。虚拟实验室具有先进性和共享性，实验教学项目和虚拟实验元器件易于修改和扩充，减少了设备投入经费，使教学内容在虚拟的环境中不断更新，及时跟上技术的发展。
参考文献：
[1]肖随贵,曾惠芳.浅论计算机虚拟实验室的建设[J].教学与管理,2006,(10):143-144.
[2]刘浩.电力电子学网络虚拟实验室的设计与实现[J].实验技术与管理,2012,(4):92-94.
[3]刘丹,杨尚真.基于VRML的网络交互式虚拟实验室的开发[J].中国教育信息化,2008,(5):32-33.
（责任编辑：孙晴）
虚拟实验论文范文第3篇
摘 要：文章介绍了《计算物理基础》课程进行混合模式和全网络模式的教学实践情况。混合模式教学与传统模式教学相比，学生课堂投入度更高，网络教学平台的统计功能允许更高效地进行学习督导。与混合模式教学相比，由于课堂氛围不足，全网络模式教学的教学效果下降了，文章提出了相应的对策，同时全网络模式教学也呈现了一些独特的优势。在总结两种教学模式的基础上，为了应对突发事件对教学秩序的冲击，文章探索了一种并行双模式教学，教学活动可以在混合模式教学和全网络模式教学之间进行平顺切换，甚至可以两种教学模式同时开展。
关键词：混合模式教学;全网络模式教学;并行双模式教学;计算物理基础
计算物理可以消除实际物理问题没有解析解的障碍，随着计算机计算能力的不断提高，全国各类高校的物理学本科专业普遍开设了计算物理学基础课程。随着网络技术和网络教学平台的快速发展，许多高校已经把推动混合式教学作为教学改革的重要方向。根据《计算物理基础》课程的基本特点，我校建设了线上线下相融合的混合式课程，教学效果得到了显著提升。2020年上半年的新冠疫情导致学生不能返校，我们被迫把《计算物理基础》课程的混合式教学模式改成全网络教学模式。由于课堂氛围的不足，全网络课程的教学效果有所下降，经过认真分析，我们提出的对策是：针对自律性差的学生，营造课堂氛围和加强学习督导。在总结两种教学模式的基础上，我们探索了一种基于混合模式和全网络模式的并行双模式教学，以期应对未来突发状况对教学秩序的冲击。
一、计算物理课程教学实践简介
随着计算机的飞速发展，数值计算成为物理学研究中必不可少的重要手段，计算物理、实验物理和理论物理成为物理学发展的三大支柱。[1]计算物理可以消除实际物理问题没有解析解的障碍，也可以模拟现有技术手段难以实施的物理实验。2010年教育部正式将《计算物理基础》课程列为物理学专业本科必修课。[2]《计算物理基础》课程讲授的数值计算方法包括数值微积分、解代数方程、曲线拟合和解微分方程等，处理的物理问题涉及力学、电磁学、光学、电动力学和量子力学等大学物理课程。作为本科生综合应用的专业课，讲授的数值算法尽量做到理论推导简单，需要解决的物理问题尽量采用简化的物理模型，教学目标为：让学生体验用数值计算的手段解决实际物理问题的一般步骤。
《计算物理基础》课程融合了物理专业知识和计算机编程技术，其特点是内容综合性强、知识专业性强和对操作细节要求严格。开设课程的头几年，我们采用了传统的教学模式，即学生课前预习、教师课堂讲授和课后学生完成作业。尽管传统的教学模式基本能完成教学目标，但是这种教学模式不太符合前面提到的课程特点。课前预习中学生会遇到一些有关程序操作细节的问题，增加了学生预习的难度;课堂讲授阶段，尽管我们选择了尽量简单的物理问题，但是内容依然综合性强、细节信息量大，即使知识点不难，学生也需要放慢节奏慢慢消化，往往存在跟不上讲课进程的情况，课堂授课信息量大，导致师生少有互动，因而课堂教学效果欠佳，同时，教师每年在课堂上重复讲授基础知识，严重浪费了宝贵的课堂时间，对学生关注的重点难点却来不及讲解;课后作业更是操作性强，学生需要传授编程经验，教师最好能够从旁边点拨，否则学生会事倍功半。
近几年，借助于网络技术的快速发展和网络教学平台的功能升级，我们吸取了翻转课堂的教学理念，基于超星学习通平台，建立了线上线下相融合的混合式课程。[3]在混合式课程的教学中，教师将传统的授课内容录制成教学视频，学生课前通过收看视频自主学习基本知识点，在此基础上，教师充分利用课堂时间通过问题探究的方式引导学生进行更深入的思考和练習。通过混合模式的教学实践，教学效果得到了显著提升。
二、基于超星学习通的混合模式教学
1.教学资源库的开发与课前在线自主学习
学生课前通过收看视频自主学习基本知识点，代替传统课堂的功能，有两个好处：一是学生可以根据自己的理解状况自主控制学习进度，遇到不懂的地方还可以反复收看和思考;二是允许充分利用课堂的宝贵时间进行更多的师生互动。课前自主学习虽然是在课外进行，却是本课程的基础部分。没有课前自主学习的基础，课堂时间对疑难问题的解析和对教学内容更深入的讨论就无从谈起。
教师通过超星学习通平台准备的课前学习资源库包括电子版教材、授课ppt课件、授课视频、例题编程演示视频。授课视频是学习资源库的核心内容，录制视频需要教师进行多年积累，是进行混合模式教学的重要基础。作为实际操作性很强的课程，授课内容涉及许多技术细节，授课视频可以讲得详细一些，这样可能会增加学生收看视频的时间，尽管如此，学生花在琢磨技术细节上的时间少了，学生的整体学习效率还是会提高。建议授课视频做成短视频，每个授课视频尽量控制在15分钟以内，这样做的目的是：课外学习时学生保持注意力集中的难度会增加，观看短视频更容易让人获得成就感。另外，从教师的角度讲，把长视频分解成短视频，当发现纰漏时，更便于订正。相关例题的程序演示视频，可以展示编程的实际过程，因其实用性强，颇受学生欢迎。为视频添加字幕、标注知识点，可以增加视频的可观看性。教学资源的开发，不能期望一劳永逸，需要经常维护更新，每学期都要检查、纠错和更新迭代。优质的教学资源库，配合合理的督导学习机制，会大大改善学生自主学习的效果。
在课前自主学习阶段，教师在超星学习通平台发布相关章节的教学资源，学生通过收看视频、阅读教材和复习授课ppt课件等方式进行学习。超星学习通平台允许教师为教学资源设置任务点，实时统计学生的学习进度并计算学生的自学成绩;自学成绩被设置成期末总成绩的组成部分，可以提高学生课前自主学习的积极性。为了应对少数学生的拖延心理，建议教师为授课视频设置收看截止时间;对于未按时完成课前自学的学生，教师可以进行单独提醒或课程群内公开提醒。教学实践表明，经过督导，视频收看率几乎达到百分之百。超星学习通平台还具有统计视频收看反刍率的功能，这个数据可以反映视频的难易程度，供教师更新视频时参考。学生对视频中基本知识点的消化程度，只能通过课堂问题讨论和课后作业质量来反映。另外，教师也要注意：布置课程进度，要坚持宁少勿多的原则，否则学生会感觉任务难以完成而产生挫败感。
虽然我们力求教学资源库尽量详细，学生在课前自学中也必然会产生疑问。我们尝试在课堂讨论之前以多种形式收集学生的疑问，比如在超星学习通讨论区留言、将疑问发到课程群、将疑问记录到小纸条拍照后直接发给教师等，以便教师进行更有针对性的备课。然而，清晰地书面呈现疑问需要较高的总结问题和表达问题的能力，因此，课前收集疑问的尝试并不理想。
2.课堂讨论的三个环节
通过课前自学阶段对基本知识点进行了初步消化后，在课堂讨论阶段教师就有充裕的时间引导学生进行更深入的思考和练习了，课堂讨论阶段可分为教师答疑、问题讨论和当堂测验三个环节。
第一个环节：教师答疑。学生提出问题以后，先尝试让其他同学发表看法，然后教师解答或总结，这个环节的教学目的是解答学生课前自主学习的疑问，然而我们的教学实践中，学生提问并不积极。通过和学生交流，发现提问不积极的原因大体分两种情况：一是课前自学后，学生表面的疑问基本解决了，但还没有深入思考，反映了学生发现问题的能力不强;二是学生即使发现了问题，由于“怕丢面子”的心理因素，往往习惯私下请教，而不是在课堂上公开主动发问。
第二个环节：问题讨论。教师以问题为导向引导学生进行深入思考，这个环节有两个教学目的：一是检查学生对基本知识点的掌握情况;二是教师把重点和难点以问题的形式提出来，学生对重点和难点进行重新思考，教师针对学生的回答進行点评分析，从而达到消化重点和难点的目的。建议教师提出问题以后，给全体学生适当的时间进行思考，然后再进行点名提问，防止未被提问的学生懈怠。对于难度较大的题目，可以考虑点名回答和鼓励学生自愿回答两种方式相结合。从教学实践来看，尽管学生不习惯主动公开提问，但是回答问题却相当踊跃，反映了青年学生“争强好胜”的积极心态。
第三个环节：当堂测验。教师提供若干练习题，这些练习题需要学生运用刚刚学习的知识点解决一些简单的实际问题;被点名学生需要在限定时间内“爬黑板”给出答案，这个环节的教学目的是锻炼和检查学生运用所学知识处理简单实际问题的能力，“爬黑板”其实是小测验，教师给出某个具体题目后，可以让全体学生先准备几分钟，随机指定3～5名学生到黑板上解题，答题过程中允许查书、请教同学或者在个人电脑上实际运行程序。然后教师对各个答案进行点评、错误分析和评分。对于较难的题目，鼓励学生自愿“爬黑板”而不是点名。教师在这个环节记录成绩作为平时过程分数的一部分，除了可以提高学生解决实际问题的积极性，还可以督促学生在课前自主学习阶段和课堂讨论环节更加认真地学习。实际教学过程中，学生对于“爬黑板”做题很积极，感觉收获较多，加上成绩激励，学习氛围和学习效果非常好。
随着移动互联网的发展，学生“上课玩手机”现象是一个令人头疼的问题。[4]我们的混合式课程教学实践中，教师采用点名提问和点名“爬黑板”做题的互动方式，学生全程高度参与课堂讨论，加上过程分形式的成绩考核激励，学生注意力高度集中，“上课玩手机”现象从根本上得到了解决。不仅如此，我们还鼓励学生在手机或平板电脑上安装计算机高级语言（如Matlab移动版），允许学生在课堂上对相关程序代码进行验证，把理论知识和实际运用结合起来达到“学以致用”的效果。
3.完成作业和上机练习
教师布置适当数量的课后作业习题，目的是锻炼学生用数值计算的方法处理实际物理问题的能力。教师将作业发布在超星学习通平台上，同时设定作业提交期限，防止学生拖延。教师布置作业不一定与学习进度同步，可以提前发布，甚至可以提前很长时间发布，允许学有余力的学生提前尝试解答。学生可以在自己的电脑上完成作业，也可以在上机课中到机房教室完成作业。学生提交作业后，教师在超星学习通推送详细的作业讲解视频及编程演示视频，供学生参考;对于作业视频没有解决的问题，留到上机课或课堂讨论中继续处理。教师可以随时在线批阅作业，对于错误较多的作业，教师可以利用超星学习通平台的“退回”功能要求学生修改或重做;教师对每次作业打分，平台系统自动统计作业分数，作为过程考核分的一部分。教学实践表明，得益于超星学习通平台的强大功能，完成作业环节进行得非常顺利。
本课程具有操作性强的特点，保证上机练习的时间非常重要。针对普通知识点和例题，鼓励学生课下在自己的电脑上进行自主练习;到机房教室进行上机课的时候，学生的主要任务是，对疑难知识点进行练习和完成作业。无论自主上机练习，还是机房教室上机课练习，学生非都常喜欢同学间的经验交流，这种交流对学习有很大的促进作用。教师在上机课中的任务是：对疑难知识点和作业完成过程中遇到的障碍进行单独辅导，单独找作业问题较大的学生进行指正，以及对普遍存在的问题统一讲解。
4.成绩评价
该课程本质上是方法的学习，具有操作性强和细节性强的特点，不宜采用期末书面考试的方式进行考核，建议采用过程性评价和终结性评价相结合的方式进行学业成绩评价。过程性评价既可以督促平时学习，又可以避免学业成绩受考试偶然因素（如试题因素、发挥因素和突发状况）的影响。过程性评价的弊端是操作烦琐、工作量大，好在超星学习通平台可以自动统计视频收看分数和作业分数，大大减少了教师的工作量。教学实践也表明，虽然过程性评价记录的是平时的成绩，却能比考试更真实地反映学生的学习成果。
本课程成绩评价的分数统计涉及4个教学模块：①课前自学，就是统计视频收看的分数，学生只要按时完成收看就可以得分，得分相对容易。②课堂测验（爬黑板），需要学生在认真完成视频学习的基础上，保持比较好的课堂专注度，在规定的时间内完成答题，得分有一定难度。③完成作业，需要在掌握知识点的基础上，具有解决实际问题的能力，但是完成作业既有充足的时间，又可以求助教师或同学，只要下工夫就能得分。④课程论文，是在学期末自拟题目或根据教师给出的题目，解决一个复杂度较高的实际问题，并通过论文的形式把题目的来龙去脉论述清楚，是对物理理论、数学建模、编程调试、写作表达等能力的综合运用。[5]具体成绩评价的计分方式和权重如表1所示。
5.教学效果
与传统模式教学相比，混合模式教学充分发挥了网络教学平台的视频播放功能和统计分析功能，教学效果有了较大的改进，主要体现在三个方面：①没有互动的基本讲课内容以视频的形式发布在网络教学平台上，学生根据理解状况自主控制进度;②课堂教学以讨论的形式对重要知识点进行剖析，教学内容更深入，学生课堂参与度更高;③网络教学平台的统计功能先进，允许教师更高效地进行学情分析和学习督导。
三、全网络教学模式
1.具体实践
尽管混合式教学模式比较符合《计算物理基础》课程的教学特点，但是2020年上半年突如其来的新冠疫情打破了正常的教学秩序，本课程被迫从混合模式教学改成全网络模式教学。对比混合模式教学，全网络模式教学中有些环节保持不变，有些环节发生改变，具体情况如表2所示。
全网络模式教学中，课堂讨论需要网络直播，对网络直播平台流畅度的要求非常高，对网络直播平台功能的要求相对简单，只要具备语音通话、视频通话和屏幕共享几个简单功能即可。经过比较，我们采用腾讯会议进行网络直播。网络直播中的课堂讨论依次分为教师答疑、问题讨论和当堂测验三个环节。在教师答疑环节中，学生通过语音通话和屏幕共享方式提出疑问，也可以在聊天室输入文字表达疑问。在问题讨论环节中，被点名的学生通过语音通话功能进行回答，也允许学生在聊天室通过文字输入方式自愿回答，这样可以提高回答问题的效率，教师对答案进行点评分析;对于较难的问题，鼓励学生自愿语音回答。在当堂测验环节中，教师给出题目后，可以让全体学生先進行思考，然后指定3～5名学生拍照上传答案，教师对各个答案进行点评和错误分析讲解，并在花名册记录分数。全网络模式教学中，教师无法面对面指导上机练习，教学形式调整为：学生共享屏幕提出疑问，教师实时语音指导，教师还可以共享屏幕展示程序操作细节。
2.遇到的困难和得到的启发
已经建成的混合式课程教学资源库为全网络模式教学提供了强有力的支持，尽管如此，全网络模式教学仍然遇到了一些困难。一是课堂讨论阶段学习氛围不足。积极的课堂学习氛围，使师生双方精神焕发、思维活跃，激发师生潜能的充分发挥，从而能够较好地完成教学任务。全网络模式教学中，师生无法面对面交流，导致课堂学习氛围不足，部分学生在课堂讨论阶段心不在焉、反应迟钝、很少主动发言，造成教学效果不理想。二是课前阶段和课后阶段的学习效果也出现了下降。比较全网络教学模式和混合教学模式，课前自学的环节完全一致，尽管如此，由于缺少了师生面对面的课堂情感交流，师生之间的陌生感增加，因此居家全网络模式教学的课前视频收看率明显不如在校混合模式教学的课前视频收看率;由于同样的原因，学生未能按时交作业的比例也提高了。尽管整体的教学效果下降了，我们也注意到一个事实：从混合教学模式切换成全网络教学模式，自律性差的学生受到的影响很大，甚至是毁灭性的，形成鲜明对比的是，自律性强的学生受到的影响较小，甚至可以忽略。上述事实表明，进行全网络模式教学，改进教学效果的措施应该聚焦于：针对自律性差的学生，营造课堂氛围和加强学习督导。
除了遇到的困难，网络课堂也展现了一些现实课堂不具备的优势：①学生提问比在真实课堂中更加活跃，尤其是在允许聊天室匿名提问的情况下。经过和其他课程教师交流，普遍认为性格内向的学生更喜欢匿名提问，类似于网络上的“键盘侠”现象，也许这是网络时代一个值得利用的学生心理。②直播视频可以保存，供缺课的学生或想复习的学生使用，也可以供教师进行总结时参考。鉴于本课程的特点，教学视频注重展示屏幕内容细节，可以方便地将课堂直播视频录屏保存。③共享屏幕的功能非常适合上机练习环节。网络教学前，我们预计上机课无法当面指导，教学效果会打折扣，然而，腾讯会议等软件的共享屏幕功能，再配合语音通话功能，教学效果比机房当面指导毫不逊色。④网络教学直播平台可以统计学生的发言活跃度，允许教师更有针对性地进行督导。⑤所有学生都能看得更清楚听得更清楚，而不受真实课堂中座位位置和教室音响效果的影响。诸如此类的网络教学优势预示：随着网络信息技术的发展，网络模拟真实课堂的能力越来越强，网络教学平台也将提供更便捷的学情数据统计分析和人工智能技术，因此，尽管现在网络教学还有诸多不足，但是网络教学必将成为未来教学改革的重要方向。
四、并行双模式教学的探索
如上所述，我们已经在《计算物理基础》课程中分别进行了混合式课程和全网络课程的教学实践。在总结分析这些教学实践经验的基础上，为了应对未来可能出现的疫情（或类似的突发状况），我们试图实现这样一种创新性的教学方式：无论是平常时期、疫情时期、从平常时期进入疫情时期，还是从疫情时期恢复到平常时期，混合式教学模式和全网络教学模式都能够平顺地切换，力求将仓促的教学模式切换带来的负面影响降至最低。也就是说，混合教学模式和全网络教学模式类似两条并行的铁轨在兼容状态下同时运转，教学活动可以根据社会状况的变化在两者之间进行任意选择，或者可以两种教学模式同时开展，从而实现一种基于混合模式和全网络模式的并行双模式教学。
得益于混合式课程中教学资源库的建设和当前网络信息技术的飞速发展，我们所采用的混合教学模式和全网络教学模式基本上可以做到平顺切换，比如两种教学模式的课前自主学习阶段、作业环节、成绩评价、学情观测和督导方式等几个教学环节完全一致。同时，经过对前期教学实践具体情况的分析，我们也认识到，全网络模式教学中课堂氛围的不足是影响两种教学模式切换的主要限制因素，因此我们也提出了缓解限制的两个应对措施：一是在全网络模式教学中积极营造课堂阶段的学习氛围;二是根据网络教学平台的学情数据加强对学生的心理关怀和学习督导。
1.营造全网络模式教学中课堂阶段的学习氛围
全网络模式教学中课堂氛围的不足，对自律性不强的学生会产生严重影响。为了减少这种影响，建议在网络直播教学中采取以下几个措施：①要求教师和所有学生开摄像头。开摄像头会产生身处公共场合的感觉，不易开小差，自然会将注意力集中于讲课内容。②鼓励学生参与讨论。允许和鼓励学生使用语音通话或聊天室文字输入进行提问和回答，也允许匿名发言，都可以增加学生参与讨论的积极性。③控制上课人数。如果上课人数过多，学生在课堂上与教师、同学进行互动的平均机会就会减少，课堂参与度的下降会导致学生的注意力不集中，建议上课人数不要超过45人。④除了鼓励学生自愿参与讨论，教师还要增加点名的次数，督促潜水的学生参加互动。总之，上述措施都是为了克服课堂氛围不足的负面影响。尽管采取了上述措施，网络虚拟课堂与真实课堂在营造学习氛围方面还是存在差距的，另外，对于个别学生来说，上网设备落后、网络状况不佳和居家环境不舒适等客观因素，更让营造课堂气氛很难实现，也是必须接受的客观现实。
2.加强心理关怀和学习督导
全网络模式教学期间，教师可以通过主动关怀学生拉近师生心理距离，从而潜移默化地促进学生学习。利用社交软件的语音通话或视频通话功能，教师可以方便地与学生进行交流，通过询问、鼓励、引导和关怀等方式增进师生情感。教师也可以通过加强网络督导来提高学生的学习积极性。通过超星学习通等网络教学平台的数据统计和分析功能，教师可以获得班级整体和具体学生的详细学情，从而能够在分析学情的基础上进行精准督导。实施网络督导也很方便，教师可以在课程群发布整体学情，让学生清楚自己的学习状况在班级整体中的位置，教师也可以通过腾讯QQ对某个学生进行相应的提醒，在有必要的情况下可以直接通过语音通话或视频通话进行交流。相比课堂督导，这种网络督导更有针对性，也更加明确具体。同时，加强对学生的心理关怀和进行网络督导也要把握松紧适度的原则，避免过多干涉学生的自主空间。
五、结语
本文介绍了《计算物理基础》课程进行混合模式教学和全网络模式教学的实践情况。与传统模式教学相比，混合模式的教学效果有了较大的改進。与混合模式教学相比，由于课堂氛围不足，全网络模式的教学效果下降了，改进措施是：针对自律性差的学生，营造课堂氛围和加强学习督导。同时，全网络模式教学也呈现了一些现实课堂不具备的优势，预示了未来的教学改革方向。在总结两种教学模式的基础上，为了应对突发性事件对教学秩序的冲击，我们探索了一种基于混合模式和全网络模式的并行双模式教学，教学活动可以在混合模式和全网络模式之间进行平顺切换，甚至可以两种教学模式同时开展。鉴于《计算物理基础》课程是一门与编程操作密切相关的专业课，期望本文的探索为类似课程的教学研究提供一个示例。
参考文献：
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[3]M.J.Lage，G.Platt.The Internet and the Inverted Classroom[J].The Journal of Economic Education，2000，31（1）：11.
[4]吕水平.基于“超星网络平台和学习通”的课程建设探究[J].教育现代化，2019，6（97）：117-118，125.
[5]彭芳麟，梁颖，刘振兴.在计算物理基础课中用MATLAB培养学生的编程能力[J].大学物理，2013，32（9）：9-14，17.
（编辑：王天鹏）
虚拟实验论文范文第4篇
摘 要：计算机信息技术不断渗入教学课堂中，为现代高中物理实验教学奠定了良好的技术基础。通过计算机信息技术的运用，有效地将虚拟实验室带到高中物理教学课堂上，显著提高了现代高中物理实验教学的质量。根据高中物理实验室的教学目标，针对实验室的特点、物理实验室的相关实际操作和应用以及高中物理实验室的教学质量等所存在的教学问题进行研究。虚拟实验主要是通过计算机信息技术的支持，利用信息科技构建虚拟的仿真实验室，并结合Flash课件，以实现网络信息化的虚拟实验，能显著提升学生的物理知识实践能力，提升学生的自主学习能力，同时还能更大程度地发挥学生的创造力。
关键词：虚拟实验；高中物理；效率
随着计算机信息技术不断渗入教学课堂中，这为实现高中物理实验操作带来相当大的积极影响作用。同时运用计算机信息技术，将虚拟实验室引进课堂，直观地将物理知识通过虚拟实验展现在学生面前，显著将实验教学的课堂效益提升。虚拟实验主要是通过计算机信息技术的支持，利用信息科技构架虚拟的仿真实验室，并结合Flash课件，以实现网络信息化的虚拟实验。在高中物理课堂的教学中灵活将信息技术化的虚拟实验渗透进物理理论教学中，对深化物理教学改革至关重要，同时能有效激发学生的学科积极性以及学习兴趣，进而有效提高实验教学效率。
一、物理教学中运用虚拟实验的好处
1.有效减少物理课堂实验的成本
在以往的传统高中物理教学过程中，进行实验操作的时候均是要借助相关的实验器材才能完成。然而用于物理实验操作的相关专业器材费用相对比较高，且相对比较容易损坏，因此整个物理实验进行下来，耗费教学经费相当大，但是利用虛拟实验室，能在很大程度上将传统实验室的成本降低，通过实验器材的信息科技数字化，运用虚拟仿真实验系统的教学模式，不仅能降低成本，同时还能全面实现高中物理课堂上的实验教学。
2.化解时空限制的教学局限性
在以往旧式的器材实验室教学中，经常会受到时间以及实验空间的限制，出现这种现象主要是因为实验室相关器材相对短缺，且空间有限，不能同时一次性让学生进行相关物理学科课程的操作学习。然而通过虚拟实验室的运用，促使高中物理实验实现数字化传播，并且在时间和空间上不受到任何限制，只要课程设计中需要，师生便能随时通过信息化虚拟实验室进行相关课程的实验操作。
3.有效把控实验过程中的节奏
在传统式的相关物理器材实验室教学过程中，对于部分瞬间即逝的物理实验现象相对比较难观察到，而通过进行虚拟数字化实验操作，我们可以通过信息科技技术将实验现象进行缓慢播放，以把控实验的节奏，有效观察实验现象，更好地帮助学生对课程实验进行相关笔记记录，以帮助学生更全面地进行实验操作与学科思考。
4.有效保证实验过程中的人身安全性
高中物理学科理论知识相对比较难，且相关的物理实验的难度系数以及危险性系数相对比较高，一旦实验操作失当，有可能引发某些危害，以影响操作者的生命安全。但是通过使用虚拟实验室进行实验操作，那么就能排除掉实验里存在的一系列安全隐患，这样进行物理课堂实验更加安全。
二、虚拟实验的作用
1.提高学生学习积极性以及学科兴趣
在教学过程中，有效地将学生引导到学科理论知识的海洋里让其自主进行学习，依靠的不是强制性管制，而是学生发挥自身能动性主动地学习，并对所学习的学科怀揣着兴趣、热情以及学习信心。在以往的教学过程中，教师的教学方式相对比较单一、枯燥，物理学科的知识传授更是由教师使用粉笔在课堂上进行书写绘画，因而大部分学生并不能很好地参与到教学活动中。长期如此，学生在课堂上逐渐变得烦躁、思维不活跃，导致整个高中物理实验的课堂教学质量下降，即使是教师使用简单实验操作也不能有效地帮助学生提升学习兴趣。通过使用虚拟实验网络系统，将实验教学附上浓郁的现代技术色彩，以给学生带来科技现代化的视觉冲击，更加有效地帮助学生集中注意力，提高学生的学习热情和参与实验学习的积极性。
2.虚拟效仿实验现象，指导学生自主研究探讨
实验是教师引导学生自主进行研究探讨的一种科学的教学手段，通过使用虚拟实验教学方式，将抽象的高中物理理论知识融入实践性实验中，以深化学生的学习思维逻辑性，通过虚拟实验的运用，将抽象化转变成形象化，将实验静态转变为实验动态，将实验微观性转变为实验宏观性。比如，在教学马德堡半球的物理实验的过程中，教师可以用实验中对两个马德堡半球进行真空处理，将空气抽取出来后两个半球无法拉开的现象，向学生展现大气压强，但是大气压强到底有多大，运用传统的实验方式几乎是不可能让学生感受到的。但是通过使用虚拟实验验证马德堡半球实验，将实验中的两边马匹逐渐以两倍进行增加，直至成功将半球有效分开，能真切地让学生感受大气压强的大小。
3.扩展了学生的操作空间，挖掘学生的创新力
在传统的实验室操作中，学生初始接触物理实验，由于心里对实验操作以及相关的实验过程、设备等可能发生不安全事故的担心，导致学生在实践过程中过多顾虑，致使实验课堂的效率下降。通过虚拟实验课堂，为学生提供了全新的安全性实验实践渠道，学生可以放心地按照自己创新能力以及想象能力开展实验操作，进而有效激发了学生的学习积极性与主动性，扩展了学生操作空间，挖掘了学生的创新力。
参考文献：
[1]邓小静.基于虚拟仪器的高中物理实验教学设计的初探[D].华中师范大学，2012.
[2]张俊年.运用虚拟实验，提高初中物理实验教学效率[J]. 学周刊，2016，1（3）：125.
[3]孟艳朋.虚拟实验对高中物理实验教学的辅助作用初探[D].云南师范大学，2007.
[4]佘春华.基于认知灵活性理论的高中物理虚拟实验教学平台的设计与开发[D].广西师范学院，2011.
编辑 李博宁
虚拟实验论文范文第5篇
【摘 要】近年来，随着我国科学技术的不断发展，虚拟技术得到技术上的突破，在很多行业中都得到了广泛的应用。同时伴随着教育教育教学改革的不断进行，计算机教学时改革中的重点部分，在计算机教学中，实验教学是重要的组成部分，但是受到传统因素的影响，在计算机实验教学中存在了一定的问题，影响了计算机实验教学成效的提高。而虚拟技术在计算机实验课上的应用能够很好的解决传统教学中存在的不足。本文首先介绍了虚拟技术的基本概念，然后对虚拟技术在计算机实验教学中的应用展开了详细的探究分析，这对提高计算机实验教学的质量具有积极的作用。
【关键词】虚拟化技术；计算机实验教学；应用
随着信息社会进程的不断推进，对大学生计算机的使用实践能力有了更高的要求，但是目前很多高校学生对计算机实践技能的掌握能力不能满足现代社会发展的需求。当前计算机实验教学方面面临的主要矛盾是实验教学的计算机设备的数量和学生数量之间的矛盾，计算机资金投入较少设备更新换代不及时同当前大学生计算机实验课必须开展之间的矛盾。虚拟技术的出现很好的解决了上面的两种矛盾，虚拟化技术的成功应用创造性的打破了原来计算机结构的限制，一台计算机通过模拟产生多台虚拟机，这样利用软件抽象层的作用，成功的完成了计算机硬件的模拟，不但不需要在计算机配置上投入过多的资金，解决了资金的问题，还学生提供了全面的计算机实验教学的条件。
一、虚拟化技术的相关阐述
1.虚拟化技术的基本概念
虚拟化技术不但能够增加硬件的容量，还能降低配置软件的操作步骤，虚拟化技术和多任务和超线程技术存在较大的区别，虚拟化技术是应用的前提是计算机在虚拟的基础上。在CPU虚拟化技术方面，在同一平台之下，系统能够允许多台机器同时进行工作，并且各个电脑之间没有影响。简言之，虚拟化技术是一项系统性的方案，具有较高的系统完整性，所以方案的开展需要多种元器件的参与，主要应用的元器件有CPU，主板芯片和BIOS等。
2.虚拟化技术的优越性
虚拟化技术在计算机实验教学中的应用很好的解决了传统教学中存在的不足，具有传统教学方式所没有的很多优点，主要的表现在如下的几个方面：一方面，虚拟化技术的在计算机实验教学中的应用，有效的减少了学校对计算机实验教学基础设备的资金投入，因为一台设备通过模拟能够在完成很多的实验内容，同时传统的实验教学场地面积较大，实验课基础信息的获得不能实现自动化，而虚拟化技术就和好的弥补了这方面的不足，有效的解决了当前实验教学的计算机设备的数量和学生数量之间的矛盾，计算机资金投入较少设备更新换代不及时同当前大学生计算机实验课必须开展之间的矛盾；一方面，虚拟化技术具有较高的灵活性和安全性，主要表现在保存实验数据上，如果系统出现了问题，记录的实验数据不受影响。
二、虚拟化技术在计算机实验教学中的具体应用分析
1.软件虚拟化技术的应用分析
今年来，教育教学改革进程的不断推进，对计算机实验教学提出了较高的要求，为了响应计算机实验教学的新要求，计算机老师应该加大对计算机软件环境的部署和更新力度，优化和提高计算机软件的使用环境。目前很多高校的计算机实验教学中已经应用了软件虚拟化技术，在计算机软件实验教学的过程中，通过将安装的绿色版本同VMwaerThinAPP进行比较，选用了后者进行了基本程序的安装。通过安装该软件程序，实现了同一操作平台上能够进行多种版本的虚拟程序的运行，并且各个版本的程序在运行期间并不互相影响，从而提高了计算机整体的使用效率，改善了计算机实验教学中软件的部署。要知道，传统的计算机软件实验课教学过程中操作系统经常出现运行困难的问题，这样在一定程度上影响了计算机软件实验课程的正常进程，但是软件虚拟技术的应用能够很好的解决上述的问题。
在进行计算机软件虚拟实验教学过程中，首先要做的工作就是做好基础工作，搞好计算机实验教学的环境，将计算机实验教学过程中需要用到的软件进行分类整理。应用了软件虚拟化技术减少了安装程序的复杂性，在安装软件之间，要对教师教学过程中用到的软件进行统计，并且要根据课程表合理的安排安装时间等繁琐的程序已经不复存在，使用了软件虚拟化技术减缓了一系列的程序，在上课之前将需要用到的软件存放在具有还原功能的电脑硬件区域上，然后使用完毕后能够通过系统的还原，将使用的软件删除，这样能够实现软件和系统的有效的分离，在一定程度上节省了计算机运行的资源消耗。
2.虚拟机在计算机实验教学过程中的应用分析
在支持多操作系统同时运行的配置中，虚拟机占有了重要的地位，虚拟机的在计算机实验教学中的应用，在很大程度上提高了应用硬件的有效性。虚拟机的应用主要有两种形式，一种是单一映射的虚拟机，主要代表是IBM；一种是非单一映射的虚拟机，主要代表有JAVA。虚拟机在计算机实验教学中的应用特点主要表现为如下的几个方面：
一方面，计算机的维护是一项十分复杂的工作，在没有应用虚拟机之前，很多实验都是不能完成的，如安装操作系统的建立，磁盘的分区等实验。但是使用了虚拟机技术就能够提高实验的全面性，通过具体的实验操作，提高了学生实践应用计算机的能力，在同一台计算机上能够实现多种操作系统的运行，从而能够实现传统教学所不能完成的实验。
一方面，在进行操作系统实验时，学生因为对知识理解不到位，在操作的过程中难免会出现问题，虚拟机的使用能够对实验过程中出现的问题彻底的删除，该系统能够继续正常的运行，同时不会对其他系统的运行造成影响。
一方面，在网络实验上，一般情况下，进行网络实验之前需要做好充分的基础工作，传统的实验过程需要使用较多的实验设备，应用了虚拟机不但能够较少设备的需求量，还能减少设备的占地面积。网络实验过程较为复杂，虚拟机通过保障每一个学生独立管理自己的实验数据，保障实验能够顺利的进行，保障实验数据的获得和保存。
3.服务器虚拟化实验技术的应用研究分析
服务器虚拟化技术又被叫做资源虚拟化技术，目前主要存在两种表现形式，一种是实现物理服务器向逻辑服务器的转变，同时实现一台对应多台的转变；一种是将网络中出现的物理服务器转化为逻辑服务器，同时实现多台对应一台的转变；服务器虚拟化技术在计算机实验教学中实现了在单机上同时完成多个操作系统的运行，该过程的实现依赖服务器硬件设备和应用系统的分离。通过这样的方式将网络上的资源进行集中，实现服务器资源的优化配置。
服务器虚拟化技术在计算机实验教学中的应用最大的优势就是提高了服务器的利用率，对实验教学过程需要部署的服务量进行科学的集中，在减少资金投入的同时，有效的改善了计算机实验教学过程中的资金浪费；一方面服务器虚拟化技术的使用减少了教师在软件部署上的使用的时间，同时服务器便于维护和省级，为学生能够顺利的进行计算机实验提供了保障。
三、结语
虚拟化技术在计算机实验教学中的应用，能够有效的改善传统计算机实验教学中存在的问题和矛盾，有效的提高了学生对计算机的实践应用能力，从整体上提高了计算机实验教学的质量和水平。
参考文献：
[1]任荣仙.虚拟技术对人的发展空间的“拓展”与“限制”[J].洛阳师范学院学报.2007（03）
[2]丁毅.借助社会资源让学生了解虚拟技术[J].中小学电教（下）.2011（06）
[3]杜宇.会展艺术设计中虚拟技术的应用[J].成功（教育）.2011（16）
[4]张国友，王国明.浅谈虚拟技术在技能培训中的应用[J].学周刊.2012（04）