虚拟实验论文精选(九篇)

第1篇：虚拟实验论文范文

虚拟技术主要是以虚拟机为主，来达到实验目的的技术手段。虚拟机的创建，是通过虚拟层技术从而实现软、硬件模拟，生成虚拟计算机。虚拟机对于计算机实验教学来说具有重要意义，它拥有计算机的全部功能，可以真实地进行计算机实验教学。虚拟机在进行计算机实验教学过程中，具有极大的仿真性，而且想要识别虚拟机与物理计算机之间的差别极为困难。就目前虚拟机发展来看，操作系统以及相关应用软件是无法识别物理计算机和虚拟机之间差别的，就使用者来说，虚拟机就是一台真正的计算机。虚拟机在计算机实验教学中应用，可以更好地培养大学生的计算机实践技能操作水平，对计算机的装机、系统维护、网络配置以及管理等简单的计算机操作水平掌握来说，具有重要意义。

二、虚拟技术的优势

虚拟技术是当下计算机实验教学应用的主要教学技术手段，在计算机实验教学发展过程中，具有重要推动作用[1]。虚拟技术在计算机实验教学中应用，其优势主要有以下几个方面：2.1降低资源投入成本虚拟技术不需要太大的场地就可以进行计算机实验教学，这与传统的计算机实验教学来说，有着很大的差别。传统计算机实验教学需要建立教学实验室，并且购置很多计算机实验设备。虚拟技术则不需要这一点，极大地降低了资源试论虚拟技术在计算机实验教学中的应用陈军山东医学高等专科学校【摘要】计算机技术在当下社会经济发展以及人们日常生活中所占的地位越来越重要，计算机实验教学对于计算机技术的应用与发展来说，意义重大。但就目前计算机技术发展来看，可供研究和使用的计算机实验资源缺乏，这对于掌握和发展计算机技术来说，十分不利。为此，旨在促进计算机实验教学发展的虚拟技术在计算机实验教学中得到了广泛的应用。这种虚拟技术主要是以软件创建虚拟机，并且在虚拟机情况下进行计算机实验教学。经过大量实践，虚拟技术在计算机实验教学中具有重要作用。本文以虚拟技术在计算机实验教学中的应用为研究对象，主要探讨了基于VMwareWorkstation软件创建的虚拟机在计算机实验教学中的具体应用。【关键词】虚拟技术计算机实验教学应用投入成本，但其所起到的实验教学作用，与真正计算机实验教学并无差别。2.2灵活性较强虚拟机在设计和使用上，只需要通过对硬件和软件进行系统化更新，就可以让虚拟机与当前计算机技术保持一致性，具有很大灵活性。这种对软、硬件的更新，可以不需要进行实体机配置的兑换，就可以实现更新目的。2.3安全性较高虚拟机当中，具有单独的数据存储设备，可以对实验数据、实验资源、实验资料等信息进行保存，避免数据丢失为用户造成不便。而且，虚拟机在进行计算机教学实验过程中，即使其他系统出现故障，也不会对数据存储设备产生影响，避免数据丢失，具有很高的安全性。

三、虚拟技术在计算机实验教学中的应用研究

虚拟技术在计算机实验教学中的应用，首先要创建虚拟机，这是虚拟技术进行应用的前提。针对于虚拟机的创建，需要在物理计算机操作平台上安装虚拟机操控软件，就目前虚拟机技术应用来看，主要以‘VMwareworkstation’软件为主。其次，对虚拟机进行优化与维护，使其更好服务于计算机实验教学。最后，则是将优化好的虚拟机投入到计算机实验教学当中。3.1虚拟机创建研究虚拟机创建以VMwareworkstation软件为主，在VMware窗口中，进行虚拟机创建，其具体步骤如下：（1）启动VMwareworkstation后，需要在打开的窗口中选择创建类型，进行程序安装工作。一般来说，创建虚拟机主要采用Typical默认方法，VMware会根据物理计算机的实际配置，进行虚拟机硬件配置创建工作。而虚拟机创建过程中，又会根据用户需求不同，通过对虚拟磁盘以及适配器进行重新定义，从而实现虚拟机新功能。根据用户自身需求对VMware创立完成后，接下来就需要对虚拟机的操作系统进行设置；（2）进行操作系统设置时，页面会弹出“客户机操作系统安装”窗口，这个窗口中一共有三个选项，虚拟机创建时需要选择“稍后安装”选项。之所以选择这个选项，是因为可以在很大程度上避免客户机系统的不完整性，有利于虚拟机使用；（3）客户机的默认配置，需要在“客户操作系统安装”的窗口中进行选择，就虚拟机的操作系统类型来看，可用于选择的操作系统主要有“Windows”、“VMware”、“Linux”等，就操作系统选择来看，需要根据实际情况进行分析，选择的系统要符合当前使用虚拟机的版本；（4）默认配置以及操作系统选择完毕后，下一步需要对创建的虚拟机进行命名，这种虚拟机命名主要是为了日后操作时更加有利于识别；（5）虚拟机命名之后，则需要生成虚拟机配置的保存路径，用硬盘进行相关配置保存，为之后虚拟机的使用提供方便。虚拟机的创建，为计算机实验教学创造了方便，新虚拟机生成之后，需要对其进行优化，之后投入到计算机实验教学之中。3.2虚拟机的优化及维护研究虚拟机的建立，主要是以‘VMwareworkstation’软件为主，虚拟机的硬件设备，则是由VMware自动生成[2]。虚拟机应用于计算机实验教学中，需要对相关配置进行优化，使之符合计算机实验教学的要求。在进行虚拟机优化及维护过程中，要遵循以下优化及维护的方法：（1）内存：虚拟机的内存与物理计算机内存有着密切联系，一般来说，虚拟机的内存主要是根据物理计算机内存大小进行测算的。例如物理计算机的内存值若是1024MB，那么虚拟机的推荐内存则为512MB。在虚拟机内存优化时，其内存设置在512MB左右浮动，最大值不能超过1024MB，最小值不能低于128MB，其内存设置应该为32MB的倍数；（2）处理器：在进行处理器优化时，虚拟机处理器的个数要与物理计算机进行比较，保证处理器个数少于物理计算机处理器个数；（3）硬盘：硬盘大小对于虚拟机进行计算机实验教学来说，具有重要影响。硬盘容量决定了对数据的存储容量，在虚拟机优化过程中，要根据实际情况，对有用信息进行保留，对无用信息进行清除。这就需要在硬盘设计过程中，对硬盘内容进行相关设置。关于硬盘功能设置，主要通过‘Expand’的功能，可以根据硬盘工作状态，进行‘持久模式’和‘非持久模式’选择，其主要是针对硬盘数据问题进行的一种优化；（4）网络适配器：网络适配器是虚拟机进行网络连接的关键，它决定了虚拟机以何种方式实现上网。一般来说，虚拟机进行上网，大都是通过网桥连接模式，利用网卡实现上网。这种上网形势下，虚拟机需要有着自己单独的IP地址。除此之外，虚拟机还可以实现‘NAT’上网模式，但这种上网模式下，就需要对主机IP以及虚拟机IP进行重新设置，虚拟机的单独IP地址将会被取消。网络适配器在虚拟机中的应用，决定了虚拟机的上网方式，并且根据实际情况，可以实现虚拟机与物理计算机单独上网，这对于虚拟机进行教学实验来说具有重要意义。以单独上网的方式进行攻击性网络教学实验，除了可以达到实验目的之外，还可以避免对物理计算机造成损坏。3.3虚拟技术在计算机实验教学中的应用分析本文研究的虚拟技术在计算机实验教学中的应用，主要从多操作系统安装实验以及分级网络实验两个方面进行分析，关于这两种实验教学的应用，如下所示：（1）多操作系统安装实验：多操作系统安装实验是计算机实验教学的基础，其主要包括计算机硬盘分区、操作系统安装等教学内容，该教学实验受到的限制条件较多，若是以物理计算机进行教学实验，会造成极大的资源浪费，并且对物理计算机软硬件的损坏较大，因此，针对于这一教学实验，最为有效的办法则是采用虚拟机进行实验教学[3]。虚拟机与物理计算机的特性一致，以虚拟机进行计算机多操作系统安装实验，可以让学生进行实践操作。关于虚拟机的多操作系统安装实验，可以以任意一台物理计算机为主，安装‘VMwareworkstation’软件，进行虚拟机构建，之后进行虚拟机优化，使之符合计算机实验教学要求。在虚拟机构建完成之后，学生可以根据计算机实验教学目标，在虚拟机进行实践操作，就多操作系统安装实验的要求，按步骤进行实际操作；（2）分级网络实验：分级网络实验是利用虚拟机与物理计算机的联合，构建对等网络，从而实现实验局域网的构建。分级网络的构建，在很大程度上提升了学生们学习计算机技术的信心，并且增强了学生的实际动手操作能力。分级网络的构建，主要是基于虚拟机和物理计算机的对等网络构建基础上实现的。而分级网络的实践操作，进一步增强了计算机实验的难度，可以考验学生对计算机实际操作能力的掌握。在进行分级网络实践操作时，学生们的操作主要在虚拟机上进行操作，避免了对物理计算机软、硬件的损坏。利用虚拟机进行分级网络实验，为学生提升计算机实验能力打下了坚实基础，对学生日后使用计算机技术方面，具有重要意义。

四、结束语

第2篇：虚拟实验论文范文

1虚拟仪器的构成

虚拟仪器是一种由硬件和软件构成而且还具有图形显示界面的先进仪器。在测试数据的功能上，虚拟仪器主要依靠其内部的高性能硬件，并在此基础上运用灵活的软件。虚拟技术实际上就是将硬件和软件充分结合到一起的平台，在扩展和集成领域都有很好的发展和应用的前景。通过对虚拟仪器的研究得知，其主要由以下三部分构成：

(1)灵活、高效的软件在虚拟仪器中起到关键的作用。根据实验的不同要求选取恰当的软件并充分结合该软件配套的函数库，以此就可以轻松地建设一个个性化十足的试验平台。

(2)模块形式的I/O接口是虚拟仪器的重要硬件。在信息化时代高速发展的影响下，实验数据的测量范围越发广泛，不同类型的数据总线在运行时都需要对应的模块形式的I/O接口的支持。这对虚拟技术的科研人员无疑是一种新的挑战。

(3)如今比较常见的集成平台是PXI。PXI主要用于工业数据的获取以及各种测试，是一种较为先进的模块化集成平台。用户可以根据自身的要求，创建不同的方案，用于数据测量，此平台不仅可以完成较为简单的数据获取，还可以实现难度较高的混合信号同步采集，在虚拟仪器领域中得到了广泛的应用。

2虚拟仪器的特点

(1)创建虚拟仪器所需的费用较少，而且非常灵活多变，只需要输入相应的软件就可以完成修改和调控，与常规的仪器相比，虚拟仪器具有更高水平的智能性和数据处理效率。为不同用户提供更为高端的技术支持。

(2)虚拟仪器内部的硬件组合方式灵活多变，为多样化的测试和实验提供各种功能的平台，比如，在设计和研制逻辑分析仪时，可运用速度较快的数字采样器。根据不同的组合方式构成的虚拟仪器在实验中可以完成更为专业、精准的测量。另外，还可以运用网络共享技术，实现实验资源的共享，从而提高了资源的利用率，从根本上减小实验所需的成本。

(3)虚拟仪器具有较强的操作性，而且在实际使用过程中不会受到过多的干扰。根据用户的需求，虚拟仪器可以设计出种类繁多而且个性化极强的显示界面。在多媒体应用技术日趋成熟的今天，用户可以轻松操作虚拟仪器，在测量完成以后，还可以为结果的传输提供多种渠道，比如存入数据库或者是在网络上传播。在网络技术大跨步发展的今天，虚拟技术带动了虚拟仪器的完善，而虚拟仪器在实践中还会在更多的领域发挥出理想的效果，还可在网络共享技术的支持下，逐步完成实验资源的高度共享。

二、虚拟技术的网络共享实验平台的建设

1体系和结构

基于虚拟技术的网络共享实验平台的建设，需要立足于用户的不同需求。对网络共享实验的研究可得知，其内容涉及的方面非常广泛，主要包括建立局域网、平台操作程序的安装与调控、用户服务器的选型以及安全防护等内容，根据不同阶段的要求可制定综合性的实验项目（系统监管、工程设计、安全措施等）。通常情况下，该试验所选用的软件有VMware（在国际中享有较高的声誉，也是数据信息虚拟化处理软件的领导品牌。）和PacketTracer。

2建设流程

通过不断的完善，基于虚拟技术的网络共享实验平台的建设已经有了较为严谨的步骤。可分为五个过程。第一，常规的准备工作。此过程的主要内容包括虚拟技术相关软件以及操作平台的安装和调控，以及设置互联网的操作系统（IOS）。第二，配置虚拟技术软件的实验参数。在对虚拟主机进行配置之前，通常要根据需求设置其内部的硬件组成（内存、硬盘以及中央处理器等）。第三，设计实验的拓扑网络。在虚拟技术的试验平台运行之前，需要设计实验的拓扑网络，一般情况下，绝大多数虚拟软件创建试验拓扑网络的方法十分简单，只需要拖动鼠标即可完成。第四，基于虚拟技术的网络共享实验设备的调配以及运行。对实验设备进行针对性的调配是该试验的关键环节，这是对实验环境进行模拟的重要前提。最后，对实验测量的结果进行验证。在实验平台建设完成以后，运用指定的验证方式，判定实验数据的准轻型，从而验证该实验平台的可行性。

三、总结

第3篇：虚拟实验论文范文

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,写作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

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。

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。

(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。写作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。

(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,写作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,写作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,写作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).

[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：虚拟实验论文范文

论文摘要：虚拟实验的出现引起了实验领域的一场新的革命．本文借助于虚拟现实技术。分析虚拟实验室的实现模式及体系结构，并根据虚拟实验过程研究了主要功能的实现．本文为虚拟实验方面的研究提供 了一定的 参考 借鉴．

虚拟实验技术是基于一定技术进行的实验，是信息时代 发展 的产物，是人类的实验技术和研究能力进入一个新发展阶段的标志．学生通过虚拟实验 ，可以对实验的思想和方法、仪器的结构及原理的理解取得较好的效果，达到培养能力、学习技能、深化知识的目的．

1 虚拟实验的设计

1．1 虚拟实验室的实现模式

虚拟实验室的建立，使得处于不同位置的学习者可以同时对一个实验项 目进行实验工作．web为虚拟实验室的实现提供了一种基础平台，基于 web的 b／s构建模式是实现虚拟实验室的一种基本模式．

完善的虚拟实验室包含下面几个重要的组成部分 ：第一，能处理大量模拟操作数据的服务器(女口超级 计算 机中心高性能的计算机系统)；第二，用于存储模拟数据初始条件和边界条件以及实验结果数据的数据库系统；第三，连接于 网络 的 科学 实验仪器及合作工具等；第四，实验处理软件 ，每一个虚拟实验系统都是基于专业的仿真软件系统的，它们用于数据处理、分析 、存储并使这几个过程可视化．这几个部分的紧密结合就组成了一个虚拟实验室．

1．2 虚拟实验的体系结构

虚拟实验根据参与感知交互方式的不同，主要分为三类：桌面虚拟现实系统、座舱式虚拟现实系统、沉浸式虚拟现实系统后 两类虚拟实验系统需要昂贵的设备 ，创建一个虚拟现实系统的花费是相当巨大的，无论是从软件还是从硬件 ，普通的用户都无法承担．因此在 目前阶段还不可能大规模应用，其仅仅运用在军事和航空航天等方面囝i本文研究的虚拟实验系统属于第一类，即桌面虚拟现实系统．和用软件编程方法在输出设备(如显示器)上输出逼真的具有虚拟现实系统特征的三维场景．网络虚拟实验平 台采用的是vrml-java同步协调技术．总体的设计思想如下：

(1)系统结构为 3层 b／s结构，由客户端、网络服务器和数据库服务器组成．b／s结构简化了客户端软件，只须安装web 浏览器作为客户端的运行平台，采用该结构实现的共享虚拟环境比较稳定和健壮 ，可扩展性较好．系统版本的升级及维护均在web服务器端进行的，用户需要访问时才动态下载，这就保证了用户每次使用的都是最新版本．

(2)客户端与服务器端的通信采用基于tcp//p 协议的．1ava socket通信技术 ，java对网络通信提供了强有力的支待，其中 java．net包中的 inetaddress 、url、socket 等类对tcp／ip 协议提供了良好的支持．

独立运行的服务器应用程序主线程负责监听客户端的连接请求 ，连接上后生成另外一个线程与客户端通过‘iep／ip进行通信．在服务器上建立一个共享对象的数据库上面有所有变动对象的当前信息．当一个新用户连接进来的时候，他的信息将写入该共享对象数据库中，同时通过该数据库读取共享对象的信息，并将这些信息在本地机器上的vrml世界中表现出来．

(3)服务器与数据库的通信技术是基于jdbc．

(4)vrml与java间的通信是基于 sai．

综上所述，系统采用 web、vrml、sai、java、jdbc、sql等主要开发技术．虚拟单元作为实验的主体，提供不同的设定参数，以java applet形式运行 ，并通过 vrml脚本编程接口sai与 java进行通信翻．

1．3 虚拟实验的功能层次结构

虚拟实验系统遵循模块化设计的原则，采取类 iso协议的分层技术，无论是什么课程的虚拟实验系统，最终的程序遵循以下的层次结构：上层是实验接 口层；中间是 web服务接口、仿真服务接 口以及中间件等．下层是后台服务程序．

(1)用户实验接口的主要功能：作为虚拟实验室客户端模块的一部分，主要完成“所见即所得”功能，给用户提供一个良好的界面(实验环境)．同时引导用户 了解 、熟悉、掌握虚拟实验软件的基本使用方法；收集用户设置的实验参数和数据；检查用户的实验环境是否配置正确．提供与web服务接 口的相关函数．另外 ，还要完成实验结果的采集、处理、优化和显示 ，可以包括各种数据的图形化、图表、动画显示及打印输出．具备简单的智能分析功能，给用户提供方便的处理接口．

(2)web服务接口的主要功能：负责管理虚拟实验系统的一般 web服务请求，负责接受虚拟实验原始数据 ，向客户端发送虚拟实验结果．负责通知消息的 ，统计 网络 状态信息，调整用户权限等．

(3)服务接 口的主要功能：负责调度后台虚拟服务程序，接收上层接口传递的实验数据 ，记录用户的实验过程．

(4)a0间件模块的主要功能：为仿真后台程序和仿真服务接口模块提供通用的接口，向下负责发送调度指令和接收结果，向上负责接收调度指令和发送结果．

(5)服务程序的主要功能：第三方服务程序，提供相应的服务． [

2 虚拟实验的实现

第5篇：虚拟实验论文范文

【关键词】远程 虚拟实验实训 教学

【作者简介】高建党 1960-07-01，男，研究生，副教授，云南开放大学机电工程学院副院长，仪器仪表工程专业，云南省昆明市 650500

一、引言

《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》确定要“办好开放大学”。根据国家教育体制改革领导小组和教育部的部署开展了建设开放大学的试点工作，经教育部研究批准部分省市在广播电视大学基础上建立开放大学，目前已挂牌国家开放大学，北京开放大学、上海开放大学、云南开放大学四所，我国开始迈上探索建设中国特色开放大学新征程。开放大学承载继续教育、终身教育功能的综合性开放教育平台，它是以现代信息技术为支撑开展教学活动的新型教育形式，主要面向成人开展远程开放教育的新型高等学校。

开放大学具有教学资源开放性、学生与学校地理位置远程性和分散性，实验实训成为开放大学远程教育的桎梏，2011年在北京召开的“中国职业教育虚拟实验实训资源建设与应用高峰论坛” 提出：“引入普适性教学虚拟产品，充分发挥虚拟实验实训在职业教育和远程教育中的实践作用”，因此，虚拟实验实训无疑是开放大学远程实验教学方法上的首选。

二、远程虚拟实验实训

实验实训是高等职业教育教学活动中最重要的教学环节，学生只有通过足够的实验实训，才能具备理解和掌握所学专业的理论知识，才能获得实践技能和提高动手能力。由于开放大学的办学特点，采用传统的实验实训教学方法面临各种各样的问题：学生主要通过网络自主学习获得知识和技能，学习时间不统一，学习地域分散，网络虚拟实验实训是一种全新的实验实训方式，下面就云南开放大学部分课程远程虚拟实验实训教学实践从四个方面进行探究。

（一）虚拟实验实训仿真平台

虚拟实验实训仿真平台采用多媒体技术和仿真技术软件在计算机上建立实验实训平台，虚拟实验实训平台提供可操作的虚拟实验器材，学生在计算机上自己动手配置、连接、调节和使用虚拟仪器、设备、器件，通过接近真实的人机交互界面完成实验。

虚拟实验实训仿真平台软件可以外购，也可以学校自已开发，外购虚拟实验实训仿真软件大都基于特定行业或专业环境，由专门的研发公司设计开发，研发成本高以至于外购价格较高，并限制装机台数，有的虚拟仿真软件对硬件环境要求高。学校自已开发虚拟实验实训仿真软件更能接近教学要求和学生实际，可与所选教材的教学内容相吻合，但开发虚拟实验实训仿真教学软件对开发者的要求较高，应具备以下能力：

1.具有丰富的教学经验，体验过多种教学方法。

2.具有丰富的实践经验，熟知职业岗位对实践能力的需求。

3.能够熟练地掌握多媒体软件制做技术或本专业领域仿真软件应用。

不论采用外购或自已开发虚拟实验实训平台，教师都必须将虚拟实验实训内容融入的教学内容中。对于典型实验通常是由精通相关专业的教师设计开发，要求学生在此基础上进行实验。

（二）远程虚拟实验实训的实施

远程虚拟实验实训主要有两种方式：“虚拟实验实训实际操作” 和“虚拟实验实训演示”。

“虚拟实验实训实际操作”方式允许学生根据虚拟实验实训平台上提供的器材自由搭建实验，学生既可以改变实验形式和实验参数，又可自主设计实验，有利于培养学生的设计能力和创新意识。虚拟实验平台通常拥有一个可供调用的实验器材栏，学生可以调用所需器材到实验台上，按实验步骤和要求完成实验。但是采用“虚拟实验实训实际操作”方式，学生使用的计算机必须安装网络版虚拟实验仿真平台或仿真软件。软件开发商对虚拟实验仿真软件的装机台数有所限制，仿真软件也有版权问题，这种实验实训方式需要足够的资金支持。

“虚拟实验实训演示”方式并不是真正意义上的虚拟实验实训，而是一个虚拟实验实训教学版，教师将虚拟实验实训全过程通过视频截图软件制作成视频文件，实验操作过程配以画外音讲解，将实验实训视频文件传于网上，学生时时、处处都可以自主学习，尽管“虚拟实验实训演示” 方式不是真正意义的虚拟实验实训，但却是最容易实现，成本最低的远程实验实训教学方法。

（三） 虚拟实验教学管理系统

网络化的虚拟实验管理是虚拟实验教学系统的重要特征，是虚拟实验教学系统与一般仿真系统的主要区别。开展远程虚拟实验实训教学需要通过虚拟实验教学管理系统向学生、教师、教务管理员提供实验教学管理功能。对学生而言，可选择实验、开展实验、接受实验指导、在线提交实验报告、保存和提交实验结果、查询实验成绩和批语；对教师而言，可实验、安排实验、批改实验报告、统计并学生的实验成绩和批语；对教务管理员而言，可实验实训计划、选课日期设置、开课审核、开课查询等。教师和学生通过教学论坛进行互动交流，学生可将实验中的经验、教训、收获和问题在论坛上，教师可将实验中的不足提出来，师生共同探讨。教师从中可以及时地得到实验教学反馈信息，以便调整实验教学的进度和深度。学生也可从中吸收别人的经验，快速提高自己的能力。

（四） 虚拟实验实训与实体实验相结合

开放大学的远程实验实训包括实体实验实训与虚拟实验实训，远程实体实训必须依托于开放大学院本部、地方二级学院、学习中心、地方和企业支持联盟的实验实训硬件条件。虚拟实验实训不能代替实体实验实训，但虚拟实验实训可以指导实体实验实训，虚拟实验是手段，提高学生的实践能力是目的。

三、结论

虚拟实验实训效率高、可远程、安全，甚至一些较复杂，实体实验不便做的实验虚拟实验都能够实现，另外，针对开放大学的开放性、远程性、分散性的教学特点，还可以建立网上虚拟实验室，实验安排方便灵活且不受时间地域的限制，只要有网络的地方就可以开展实验，实现真正意义上的开放实验室。当然，任何形式的虚拟实验是不能代替实体实验，但虚拟实验可以指导实体实验，虚拟实验是手段，提高学生的实践能力是目的，网络虚拟实验与实体实验有机结合、相辅相承、互为补充，可以更好地为开放大学各类学生提供良好的实验实训支持服务。

参考文献

[1] 教育部. 国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）[N].北京：中国教育报，2010.7

[2] 郝克明. 跨进学习型社会[M]. 北京：高等教育出版社，2008

[3] 吴兆方. 陈光曙.高等职业教育“两高一新”人才培养模式的研究[M].北京：高等教育出版社，2009

[4] 徐彬. 开放大学 服务终身[M].昆明：云南大学出版社，2012

第6篇：虚拟实验论文范文

论文摘　要　本文介绍了科研型研究生的医学实验教育存在的各种客观问题，并通过调查了解我校科研型研究生对医学实验教学方式改革的真实需求，进一步阐明虚拟实验室教学的重要性及在医学高等院校建立虚拟实验室的必要性。

1 医学实验教育的现状

（1）课时减少、教学质量难以保证：随着课改的进行，提倡减少上课时间以学生能动性学习为主，各门课的课时数都在减少，然而，在减少理论课课时的同时实验课的课时同样相应的减少，那么就面临着这样的问题：减少的实验课的内容得不到学习，或者内容不减但匆匆了事学得不精。

（2）医学实验涉及的内容大都难于理解，比较抽象，例如elisa、pcr等现代医学常用技术，学生都是从微观水平理解其原理以进行分析，而学生在实验课中操作及观察结果则是宏观水平，即使得到实验结果，却不能深刻体会其反应原理，对于实验意义、适用范围的理解更是不充分。

（3）现有的教学模式：现有的教学模式都是老师用有限的课时匆匆讲完所学的很多内容，上实验课时也是老师先讲解实验步骤，自己再一步一步做，与其说自己做实验不如说体会实验过程，学生在其中很少能够得到思考，只是机械地完成课程任务，这样的教学模式无法培养学生学习的主观能动性与创造性，更不会深刻理解教学内容从而学以致用。

（4）课堂实验开展的仅仅只是一部分有代表性、易操作、经济、常用的简单实验，对于那些需要昂贵仪器、比较耗时的实验大多并不开展。尤其是有些实验可能学生本身会很有兴趣，希望亲自感受而学校却并未开展的，这无疑对于学生的积极性会起到消极作用。

（5）实验课的资源紧张：无论在哪门实验课中同学们经常会被要求分组，从而多人共做一次实验，而开展的实验大都较为简单可以自己独立完成，而且有时好不容易可以共同做一次复杂实验，还因为资源紧张而被要求做教学实验，没有锻炼机会，这些都不利于学生动手能力的提高、对实验的理解。

（6）医学相关技术的发展与开展技术实验的落后：理论课上学生经常会了解一些先进的实验技术，充分学习常用的实验技术，可是在实验中我们往往面对的是过时淘汰的机器，甚至有的机器自己并没有上手调试的机会而仅仅是看，这样就会更加打消学生的积极性，久而久之也会使学生自身产生懒惰、依赖心理。

2 科研型研究生的需求

经过调查发现我校科研型研究生对医学实验教学方式改革的需求主要有下列几方面：（1）通过理论课可以让学生初步理解实验原理，了解其应用范围，然后通过实践中遇到的问题进行思考，确定自己解决相应问题的方法。（2）学生应该有独立动手的机会，可以体验实验中所要面临的各种问题，积累经验，即使出错也会找到原因进行纠正，这样才会不断的强化、深刻理解、从而可以应用自如。（3）无论是常规还是较先进的技术都可以得到锻炼，并且对于一些耗时较长、不需要观察过程的实验可以忽略其过程而较快的观察结果，省时省力。

3 虚拟实验室教学的重要性

3.1 虚拟实验室（virtual laboratory）的定义

虚拟实验室是由计算机生成的一种可以创建和体验虚拟世界的计算机系统。是由以计算机仿真技术为核心的虚拟实验和用于运行虚拟实验的网络结构等构成的实验室。其核心虚拟实验是指按照实验教学的基本要求，在计算机系统中采用虚拟现实技术实现的各种虚拟实验环境，以虚拟现实技术为基础，实验者可以像在真实的环境中一样运用各种虚拟实验器械和设备，对建立起来的实验模型进行实时仿真操作，完成各种预定的实验项目，所取得的学习或训练效果等值于甚至优于在真实环境中所取得的效果。虚拟实验的开展符合教学现代化的要求，有利于学生素质的提高。

3.2 虚拟实验室的优点

（1）多感知性：虚拟实验室运用虚拟现实技术，除了一般计算机技术所具有的视觉感知之外，还有听觉感知、力觉感知、触觉感知、运动感知，甚至包括味觉感知、嗅觉感知等。理想的虚拟现实技术应该具有人所具有的一切感知功能。由于相关技术，特别是传感技术的限制，目前虚拟现实技术所具有的感知功能仅限于视觉、听觉、力觉、触觉、运动等几种。

（2）交互性：是指学生在虚拟实验室中用人类的自然技能实现对虚拟环境的操作。通过身体运动等自然技能，实现对环境中对象的操作；运用虚拟模拟技术计算机则根据学习者的身体运动等，来实时调整环境中相关对象的状态。这种交互性可以使医学院校在保证办学质量的前提下，大大降低办学成本。

（3）现实性：虚拟实验室通过虚拟现实技术可以最大限度地模拟实验，尽量创造其真实性，可以充分估计到学生操作过程中遇到的各种实际问题，例如，学生在操作过程中将试管放入离心机中，若未按要求放置，其可模拟出试管破坏，试剂损失的情景以提醒学生操作中应注意的相关基本问题。

（4）开放性：实验者可以自由地进入或退出虚拟实验室，具有良好的开放性。学生随时可以进行模拟实验，这成为他们预习与复习实验的好帮手。增加了学生的实验有效时数，提高了实验效率，对实现实验内容的远程教育起到了很大的推动作用。

虽然，虚拟实验室在各个方面都显现出优越性，但其也有自身的弊端。例如长期处于虚拟环境中难免会对现实生活中的实验缺乏实物感，不能预期突发状况；长期处于理想环境中对于提高学生的心理素质、积累经验同样产生影响；对于那些需要观察实验过程的实验也不能很好地体会。尽管如此，这些不足还是可以通过经常进入真正的实验室，切身感受实验过程而弥补。

4 结束语

实验是科学研究最重要的手段之一，科学的发展主要依赖实验的发展，虚拟实验室是一项非常好的教学方法，它是与许多相关学科领域交叉、集成的产物。虚拟实验快速、方便、简洁，比较真实地模拟了整个实验的过程, 学生不受时间和空间限制随时可以操作实验，为科研型研究生提供了生动、逼真的实验学习环境，学生能够成为虚拟环境的一名参与者，可以极大地调动学生的学习积极性，突破实验教学的重点、难点，在培养科研型研究生的实际操作技能方面起到积极的作用并且可以接触现有条件不能开展的实验，将理论与实践很好地结合起来学习。建设医学虚拟实验室符合当前高校的发展方向，将为实验教学开辟新天地，应该被各高校广泛应用，以提高高校学生的素质。这个领域的应用潜力是巨大的，应用前景也是很广阔的。

参考文献

[1]　王志荣,黄一虹.诊断学虚拟实验室的创意与建立.中国高等医学教育,2007.

[2]　陈源红,唐华英等.谈谈建设医学免疫学虚拟实验室的必要性.右江民族医学院学报,2011.

[3]　聂滨,曾照芳等.基于虚拟现实技术的医学实验室的构建研究.西北医学教育,2006.

第7篇：虚拟实验论文范文

论文摘 要：随着时代的进步和信息化时代的到来，我国的网络虚拟技术得到了跨越式的发展。传统的教学实验室已不能满足当代教育发展的需要，被虚拟实验室所替代已逐步成为发展潮流。本文通过对电工电子虚拟实验室的概述和思考，分析电工电子虚拟实验室的重要功能，旨在与同行交流，以适应新时代下的教学实验需求。

我国中职学校在电工电子教学过程中，不仅应注重中职学生基本知识、基本技能和基本方法的培训，也注重中职学生自主实验的要求。这就要求必须配备相应的实验室，因为它是用于培养中职学生的创新能力和发展复合型人才的基本教学和科研场所。而传统的电工电子实验的投资相对较大、硬件设施依赖性强、运行与维护成本过高且效率不高，又由于受到实验课数、实验室的开放和环境等因素的影响，导致我国中职学校的电工电子教学效果不理想。因此，加强对电工电子虚拟实验室的功能探究，对虚拟实验室建设的认识具有十分重要的意义。

一、概述

随着计算机网络的普及与虚拟现实技术的不断完善，我国中职学校在虚拟实验室的建设方面得到了一定的普及。虚拟实验室的本质意义就是泛指计算机系统中，集虚拟现实、数据库、虚拟仪器、计算机网络与计算机实时监控等技术为一体的虚拟实验环境，用户通过一些渠道把控制信号和参数指令发送至仿真对象或物理设备，然后把实验结果通过文档、图片、视频和动画等形式发给用户，满足用户通过远程服务进行实验。虚拟实验室是集Internet网络技术、仪器控制技术和通信技术于一体的虚拟实验教学系统，用户只需拥有一台电脑，通过因特网就能访问这一虚拟实验教学系统，在Web页面上挑选有关实验实现远程操纵实验所需的仪器设备，并进行实验操作，另外用户还可以直接从网上获取实验数据，动态监控实验结果。目前很多中职学校的虚拟实验室的构造都是客户端在web的基础之上，运行在浏览器之中，由Web服务器自动下载用户系统所需的客户端程序；随后客户端程序与现实意义的服务器端的应用程序建立一个即时通信平台并进行实验。这个虚拟实验教学系统是由实验设备、客户端和服务器端组合而成。

二、关于电工电子虚拟实验室的思考

随着教学体制的改革，实践环节成为中职学生深刻理解理论知识的一个重要环节，实验成为教学环节中不可缺少的重要组成部分。许多中职学校的实验室存在教学设备陈旧、教育资金不足，难以满足日益增长中职学生的需求和跟上技术日新月异发展的步伐。并且有些实验危险性大，在实验室难以开展，使中职学生难以亲眼观察实验现象及结果。随着计算机的性价比和易用性的提高，使得虚拟实验室在教学、科普教育和技术研究领域应用将越来越广泛。在虚拟实验室中，实验者有逼真的感觉，他似乎是在真正的现实实验室里近距离进行现场操作。多媒体计算机技术与仪器技术的结合构成了虚拟实验室实现的基础，中职学生可以在计算机屏幕上通过场景式图形界面拥有自己的实验室。虚拟仪器技术与认知模拟方法的结合也赋予虚拟实验室智能化特征，通过网络中职学生可以身临其境地观察实验现象，并可以观察各实验仪器的详尽情况，不受时间和空间的限制。

近年来，随着电工电子虚拟实验室的不断发展。虚拟实验室表现在人们可以自主地、灵活地模拟操作各种实验仪器，完成各种分析测试任务，评价实验者的操作水平与实际能力。但是现在很多中职学校的电工电子虚拟实验室的实现和播放课件方式相似，中职学生只能通过虚拟实验室进行简单的浏览及实验结果曲线的动画显示。中职学生没有身临其境的感觉，没有真正动手通过实验仪器的操作而显示实验结果，而只是简单对实验数据的输入产生实验结果。

三、电工电子虚拟实验室的重要功能

我国中职学校的传统电工电子实验室一般有电工电子技术实验室、电路实验室和高频电路实验室等实验室。它们的主要功能是用于开设基础训练课目，培养中职学生了解和使用常用实验仪器设备的使用方法和技术，使中职学生具备最基本的实验能力，加以巩固理论课中的所学的电路工作原理，进一步证明理论的准确性。中职学校可以利用多媒体软件、电路仿真软件和虚拟仪器软件组建电工电子虚拟实验室，不仅可以解除实验教学的空间限制，还能使实验教学的实际内容和形式变得丰富多彩，从而提高实验教学的效果、培养中职学生的学习兴趣，使他们学会利用计算机网络技术进行自主学习，通过不断实践和学习，逐步摆脱传统实验室带来的时间、地点、设备和内容等方面的束缚。所以，中职学校应注意电工电子虚拟实验室在基础性实验、综合型设计实验和演示型实验教学中的重要作用。

（一）基础性实验

基础性实验的重要意义就在于能够培养中职学生了解和使用常规的仪器设备，并对理论课中的所学的电路工作原理进一步验证和巩固。借助电工电子虚拟实验室，中职学生通过一台计算机就可以熟悉常用仪器设备的性能及使用注意事项，分析电路的性质，从而提高中职学生的自学能力，减轻教师的教学负担，考验中职学生独立思考能力、分析问题能力和解决问题的能力。

（二）综合型设计实验

借助电工电子虚拟实验室进行课程设计。例如，在设计电路时，可以让中职学生先检验自己设计的电路能否符合仿真检验电路的性能要求，只有符合仿真检验电路的性能要求，才能输到protel进行电路板绘制工作，完成电路板制作、焊接与测试。从而大大节省设计时间、节约设计成本。

（三）演示性实验

对于一些开设成本高、仪器设备复杂的教学实验只能进行演示性实验。比如调频、调幅收发机的实验就十分复杂，不仅有高频电路，也有低频电路；不仅有时域分析，也有频域分析，在传统的实验室内是难以完成综合性强的实验。因此，只有借助于电工电子虚拟实验室进行实验演示，才能使中职学生掌握综合性复杂实验，逐步意识到虚拟实验室的重要作用。

总之，在中职学校的教学实践工作中，所构建的电工电子虚拟实验室应具备为实验教学提供重要的技术支持和服务，从而推动实验教改，替代传统的教学实验仪器设备，降低办学成本，助推学校健康和谐的飞速发展。

参考文献

[1]陈烨，袁小平.电工类专业中职学生创新能力培养的研究与实践[J].电气电子教学学报，2010，(S2) .

第8篇：虚拟实验论文范文

【关键词】 虚拟实验；真实实验；网络基础及应用

【中图分类号】 G40-034 【文献标识码】 A 【文章编号】 1009—458x（2013）09—0078—05

“网络基础及应用”是一门既注重理论更注重实践的课程，实验教学是帮助学生理解原理、加深认识以达到学以致用的必要环节。然而由于网络设备、服务器一般比较昂贵，且更新较快，因此建立完备的计算机网络实验环境是比较困难的[1]。为解决以上现状，可将网络模拟器 Packet Tracer 引入“网络基础及应用”实验教学，不仅可以减少实验投资成本，培养学生的动手能力和创造能力，还可以提高教师教学和教研的能力，具有重大的理论和实际意义[2]。然而，如何更好地使用虚拟实验与真实实验进行教学，首先要了解虚拟实验与真实实验分别有哪些优势与不足。

笔者通过查阅文献，发现关于虚拟实验与真实实验比较的研究很多，如“论桌面虚拟实验对迁移学生实验技能的作用”[3]、“基于虚拟实验与真实实验整合的计算机网络实验教学改革”[4] 、“虚拟实验与真实实验在机能学实验中之比较”[5]、“虚拟实验和真实实验的耦合教学模式研究”[6]等文献。但这些文章大多是以理论阐述、逻辑推理为主，论述了虚拟实验与真实实验的优缺点，而实证研究的文献资料却较少。本文重点从“网络基础及应用”实验教学的实验项目设计、实验测试及问卷调查三方面进行详细的实证研究。

一、基于实验项目设计比较

“网络基础及应用”实验是为了培养学生对交换机路由器等网络设备的基本配置和综合应用能力。本实验课程安排了八项实验，具体实验项目及教学要求如表1所示。

表1 实验项目及教学要求

通过“网络基础及应用”实验课程的教学，本文主要从实验环境、资源、情感与交流、学习方式、对学生动手操作能力的培养、安全性、效率及误差等方面对虚拟实验与真实实验进行比较（如表2所示）。

从表2可以看出虚拟实验与真实实验各有优势，如真实实验中学生在真实地接触仪器的情况下，可以直接面对问题，有利于训练学生解决实际问题的能力，真实实验对学生的动手操作能力的培养具有不可替代的作用，而在虚拟实验中会有“不踏实”的感觉；虚拟实验是在一台电脑上打开虚拟软件中的多个设备进行实验并完成，而真实实验则需要通过多台电脑和真实的网络环境来实现；虚拟实验课前预习、课后复习较为方便，提前预习实验可减少在真实实验中的失误；虚拟实验不能体现真实实验中的各种各样的误差，而真实实验会出现实验误差或设备故障，促使学生进一步探索。网络访问安全性方面，虚拟实验没有真实实验精细，真实实验中可以控制具体的时间段内相应用户能访问某些网络，而虚拟实验不能控制用户访问的具体时间段；虚拟实验所进行的操作是通过程序预先设定好的步骤和预期结果来实现的，学生不会因为误操作而造成人员或设备的损坏，虽然在虚拟机上进行某些操作时，可能也会造成系统崩溃等，但是破坏的只是虚拟机中的操作系统，而不是真实物理机中的操作系统，因此学生可以在不对物理主机造成损坏的情况下进行各种网络实验。在教学方法采用上，虚拟实验采取灵活的教学方法，实行开放式、个性化教学，学生能灵活地运用自己的实验时间，不受传统真实实验室关闭和开放时间的限制，重点攻克自己的难点，而且也不必受实验课程和指导书的限制，学生能按照自己的进度、自主地选择自己所需要的实验内容[7]。在信息传递时，虚拟实验以逼真的动画展示数据传输的过程（如图1所示），而真实实验中只能经测试得出网络配置是否有效，但看不到数据传输过程。

虚拟实验与真实实验也有很多相同点，如实验1和实验2中大多数命令语句都相同，具体为：

给交换机设置IP地址即管理IP：ip address 192.168.1.100 255.255.255.0

为交换机设置授权访问用户：username test password 7 123456

Telnet登录：telnet 192.168.1.100

Ping语句：Ping 192.168.1.100

再如实验6、实验7中虚拟实验和真实实验的命令语句基本相同，例：

配置静态路由的核心命令：

ip route192.168.2.0 255.255.255.0 192.168.1.2（配置192.168.2.0 的路由）

路由器的OSPF配置核心命令：

router ospf 2

network 10.10.10.0 255.255.255.0 area 0

network 192.168.1.0 255.255.255.0 area 0

“网络基础及应用”实验课中虚拟实验与真实实验还有如下区别：

实验3真实实验中交换机端口与MAC绑定有静态、动态两种方式，且动态绑定不用记MAC地址，省掉很多麻烦。而虚拟实验中只能静态绑定。命令语句也有差别，如单个MAC绑定时，语句“switchport mode access”在虚拟实验中必须有，而真实实验中则不需要。

实验4虚拟实验在一台电脑上打开虚拟软件中的多个设备上进行实验并完成，而真实实验需要相关实验设备（如图2所示），且受时间和空间的约束，必须在指定的实验室中进行。

图2 实验4实验图

实验5虚拟实验中没有3a认证，而真实实验中有3a认证，核心命令如下：

aaa authentication enable default enable

aaa authentication login mytelnet local

login authentication mytelnet

实验8相对而言比较复杂，使用虚拟实验能节省大量时间，实验设计、操作等较容易。而真实实验中的环境、设备配置、连线等操作较为复杂，需花费大量的时间。

二、基于实验测试比较

在完成本课程实验教学的基本要求之后，为了进一步提高学生的动手操作能力和实验设计能力，以及测试使用虚拟实验与真实实验的方式进行教学的效果，又进行了实验拓展及综合测试。

1. 交换机路由器的简单应用实验测试

首先是实验拓展训练，时间为两周，在此期间学院网络实验室开放。将全班36名学生随机分为三组，每组12名学生。每组都布置相同的实验任务，具体实验拓展项目及测试要求如表3所示。

表3 “网络基础及应用”实验拓展项目及测试要求

多层交换机静态路由实验；

标准访问控制列表的配置；

通过观察测试过程并分析测试结果可以看出： ① 在真实实验中完成难度相同的任务中，第一组和第二组学生所用时间大致相同，第一组学生在设计实验时比第二组学生用时少，但是第二组学生在进行设备配置、连线等操作时明显比第一组学生用时少；② 第三组学生在实验设计效率和操作熟练程度上都远远高于第一和第二组学生，因此整体用时少。说明虚拟实验能更好地培养学生的实验设计能力，真实实验能更好地培养学生的动手操作能力，虚拟实验与真实实验相结合则能全面培养学生的实验设计能力和动手操作能力。

2. 交换机路由器的综合应用设计实验测试

在学期末进行了“网络基础及应用”实验测试，试题内容及具体要求如下：① 可自由选择真实实验或虚拟实验方式；② 每两人一组，每组必须要有交换机和路由器等设备；③ 每组需设计出自己实验方案的拓扑图，设计并写出实验方案的详细步骤以及实验方案的验证环节；④ 每组需要提交一份实验方案的详细报告。评分要点：① 拓扑图的设计是否合理细致及复杂性；② 实验步骤的详细程度及正确性；③ 实验方案的验证环节的合理程度；④ 实验方案的详细报告的撰写水平。

本次实验测试共36名学生参加，随机分为18个小组。测试完成后学生上交实验报告，参考统一的评分标准打分，最后统计出考试成绩如表4所示：

表4 综合应用设计实验测试成绩统计表

通过表4可以看出：选择虚拟实验与选择真实实验的学生人数基本相同，平均成绩也没有太大的差别。但是，从实验报告中实验拓扑图设计的复杂性来看，使用虚拟实验的设计远远大于真实实验的设计，典型图例如图3、图4所示。

通过实验测试说明了虚拟实验相对于真实实验更容易做出较复杂的实验设计，而真实实验能更好地培养学生的全面动手操作能力，因此在实验教学的过程中应使用虚拟实验与真实实验相结合的方式，充分发挥各自的优势，以更好地提高学生的综合实验能力。

三、基于调查问卷比较

1. 问卷设计

采用自编问卷的形式进行调查，调查的问题主要包括学生对虚拟实验的认可程度，学生认为使用虚拟实验与真实实验相结合的方式进行教学的效果如何以及学生在预习、上课、复习实验时分别会使用哪种实验方式等方面。问题类型有三种：封闭式单选题、半封闭式多选题、开放式问答题。

2. 结果分析

对使用虚拟实验与真实实验相结合的方式进行教学的效果做了调查，调查对象为本校三个年级的105名学生。共发放105份问卷，回收98份，无效问卷4份。具体的回收率、有效率情况如表5所示。

表5 调查问卷的发放及回收情况

（1）学生对虚拟实验的认可程度

关于学生对虚拟实验的认可程度共设置了四道题，主要调查学生是否喜欢虚拟实验、认为虚拟实验能否调动自己学习的积极性、能否提高教学效果、能否拓宽实验的知识面等方面的问题。将这部分问题制定成里克特量表，采用五点量表来评定学生对虚拟实验的认可程度，即5—1分别为完全同意、较同意、一般、较不同意、完全不同意五个等级。其数据统计结果如表6所示。

表6 学生对虚拟实验的认可程度统计结果

由表6可以看出，四个问题的均值都大于3，说明大部分学生都喜欢使用虚拟实验软件、认为虚拟实验能提高教学效果、调动自己的学习积极性并有助于拓宽实验知识面，同时也说明了学生对虚拟实验的认可程度较高。

（2）教学效果

对虚拟实验与真实实验相结合的方式的教学效果设计了三个问题，分别是“虚拟实验能否完全替代真实实验”、“做综合性实验时真实实验能否达到本课程的实验要求”、“虚拟实验与真实实验相结合的实验方式是否合理”。通过数据分析可知，80%以上的学生认为虚拟实验不能完全替代真实实验，做综合性实验时真实实验不能达到本课程的实验要求。对于“虚拟实验与真实实验相结合的实验方式很合理”这个观点的调查统计结果如表7所示。5—1分别为完全同意、较同意、一般、较不同意、完全不同意五个等级。

表7 虚实结合的教学效果统计表

由表7可以看出，71.3%的学生比较赞同虚拟实验与真实实验相结合的实验方式，认为能很好地提高教学效果，92.6%的学生赞同虚拟实验与真实实验相结合的实验方式，认为能在一定程度上提高教学效果。因此，在实验教学中，应使用二者相结合的方式，使二者优势互补，更好地提高教学效果。

（3）在各学习阶段分别使用哪种实验方式

分别调查预习、上课、复习三个阶段学生使用两种实验方式的情况。首先对在预习和复习时经常使用哪种实验方式做了调查，1—4分别代表真实实验、真实实验与虚拟实验、虚拟实验、不确定，具体统计结果如表8、表9所示。

由表8、表9可以看出，预习和复习实验时，使用虚拟实验的人数分别为84.0%和81.9%，而使用真实实验的人数却只有4.3%和12.8 %。真实实验由于时间、地点、设备等条件的限制，使实验预习很难进行，但学生完全可以使用虚拟实验进行实验预习，对实验的原理、及操作过程有一些基本的了解，有助于真实实验的进行以及学生对实验内容的理解。而在复习的过程中，学生还会遇到很多关系到实验的问题，这时候再去实验室重复真实实验的过程是很难的。因此，虚拟实验便于学生随时随地的自主学习和复习。

调查学生在上课期间针对不同类型的实验也会使用不同的实验方式，分别选取基础性实验、设计性实验及综合性实验三类中的一个典型实验（实验1、实验4及实验8）进行调查，具体结果如表10—12所示。1—4分别代表真实实验、真实实验与虚拟实验、虚拟实验、不确定。

由表10—12可以看出，基础性实验中86.2%的学生选择真实实验，设计性实验中80.9%的学生选择真实实验与虚拟实验相结合的方式，综合性实验中84.0%的学生选择虚拟实验。

综上所述，在实验教学的过程中要针对实验项目的复杂程度及各方面的条件限制，选择最佳的实验方式。对于简单的基础性实验要以真实实验方式为主来提高学生动手操作的熟练程度；对于设计性实验可以采用虚拟实验与真实实验相结合的方式，既能培养学生的实验设计能力又能提高学生的动手操作能力；而对于比较复杂的综合性实验，由于需要大量的实验设备且时间有限，可以通过虚拟实验辅助真实实验的实施以及教学的进行，学生先进行虚拟实验，对实验的理论原理和操作技术有了一定的经验后，在各方面条件都允许的情况下再进行真实实验，这样不仅能更好地培养学生的实验设计能力并且可以最大程度的提高学生的动手操作能力。

总之，虚拟实验与真实实验在配置命令、实验原理等方面有相同之处，但二者在实验环境、实验设备、安全性及效率等方面又有差异，虚拟实验的优势可以弥补真实实验的不足，而虚拟实验的局限性又正是真实实验的优势。虚拟实验模拟功能有限，而真实实验又不能完全满足实验要求。因此，二者需要相辅相成，优势互补。在实验教学的过程中如何针对不同的实验项目，通过虚拟实验与真实实验优势互补来提高教学效果，需要长期的实践与探索。只有虚拟实验与真实实验达到最优的整合，才能更好地提高实验教学的效果以及学生的综合实验能力。

[参考文献]

[1] 何秀全，韩耀军. 整合资源构建“虚实结合”的计算机网络课程实验室[J]. 现代教育技术，2010，20（9）：143-145.

[2] 李萍. Packet Tracer在计算机网络实验教学中的应用[J]. 现代电子技术，2012，（11）：177-179.

[3] 杨雪，于洪涛，王荣芝. 论桌面虚拟实验对迁移学生实验技能的作用[J]. 高等理科教育，2007，（4）：111.

[4] 丁美荣. 虚拟实验与真实实验整合的计算机网络研究性实验教学探究[J]. 实验技术与管理，2011，（5）：163-166.

[5] 徐静，孙艺平，王冬梅. 虚拟实验与真实实验在机能学实验中之比较[J]. 医学与哲学（人文社会医学版），2009，（6）：75-76.

[6] 李宇佳，杨雪，黄海林. 虚拟实验和真实实验的耦合教学模式研究[Z]. 石家庄学院学报，2012，（6）：116-121.

[7] 瞿曌，邓居祁，殷科生. 虚拟实验的特点与实现[J]. 现代远距离教育，2007，（4）：62-63.

第9篇：虚拟实验论文范文

论文摘要:当前很多院校都开设了有关网络信息安全的课程，然而由于部分院校还没有来得及建立相关的专业实验室，而正常的教学工作用机又不允许安装实验演示需要的环境和软件，只能进行单纯的理论教学，因此很难激发学生的学习兴趣，学习效果也达不到预期目标。笔者经过一段时间的摸索，通过采用虚拟机技术，在一台实体的计算机上，安装任意台的虚拟机，模拟真实网络服务环境，解决了网络信息安全教学备课、教学演示中对于特殊网络环境的要求问题。

1虚拟机技术的简介

所谓虚拟机，顾名思义就是虚拟出来的计算机。虚拟机技术也就是利用虚拟机软件可以在一台实体计算机上虚拟出来若干台计算机一种技术。这些虚拟出来的计算机和真实的实体计算机几乎完全一样，每台虚拟机可以运行单独的操作系统而互不干扰，而且可以随意修改虚拟机的系统设置，而不用担心对实体计算机造成损失。

采用虚拟机技术一方面可以解决一般院校课堂教学没有网络环境的问题，另一方面也可以解决一些带有破坏性的实验演示所需要的特殊环境要求的问题。

2利用虚拟机技术构建实验演示环境

在木马的功能与危害实验、网络攻击典型手段等演示中需要在一台实体机(为了方便备课和教学可以采用笔记本电脑)上同时启动多台虚拟机，对实体机的系统资源占用量大，在操作中也经常需要重新启动虚拟机，考虑到virtualpc在资源占用和简单易用上的优势，所以，在本课程的实验演示中虚拟机软件选用了virtualpc。wWW.133229.COm

virtualpc虚拟机软件的安装和设置不是很复杂，但是在构建具体的实验演示环境时还要注意以下几点事项。

1)虚拟机数量的选择问题。为了节约资源，提高系统运行速度，一般建立2个虚拟机就能满足实验演示的需要了。

2)旎拟机操作系统安装的问题。如果建立了2个虚拟机，一般一个安装windows2000server操作系统，另一个安装windowsxp操作系统，安装过程和操作与实体机上的操作一致。在安装操作系统时要注意版本的选择，因为我们的目的是要演示木马的功能和危害还有网络攻击手段，因此虚拟机的操作系统还不能全部打上补丁和安装杀病毒软件。

3)实体机的网络配置问题。virtualpc是通过在现有网卡上绑定virtualpcemulatedswitch服务实现网络共享的。对于win-dows2000或windowsxp等操作系统，如果实体机在课堂教学时网线没插或没有网卡的时候，要安装microsoft的loopback软网卡，才能实现网络共享。在virtualpc的globalsetting里，当有网卡并插好网线的时候，将virtualswitch设成现实的网卡;当没有网卡或网线没插的时候，将virtualswitch设成msloopback软网卡，即可实现网络共享。

4)实体机的硬盘空间问题。在一个硬盘分区中，为每台虚拟机的映像文件预留足够的硬盘空间。windows2000server的虚拟机映像文件约占2.4gb,windowsxp的虚拟机映像文件约占1.sgb。如果启用硬盘undo功能，所需硬盘空间还要增加一倍。

5)实体机的内存大小的问题。由于在实验演示时要同时启动2个以上的虚拟机的数量，所以，要尽量扩大实体机内存的大小。建议实体机系统的内存最少也要达到igo。