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摘要：在远程教育中，许多学科的课程特别是理工科课程，为了培养学生的实际动手能力和观察能力，往往需要学生进行大量的实验。因此，如何在网络上创建虚拟实验室，使接受远程教育的学生在网上操作实验，成为一个重要的研究课题。基于此，本文对于基于万维网虚拟实验室模型、虚拟实验室的功能以及实现技术等进行了分析。
关键词：远程教育；网络教学；虚拟实验室
现代远程教育的教学主要是培养学生的实践能力、素质与创造性，使学生能够利用Internet主动查询自己感兴趣的知识，教师也可以利用发送电子邮件、在线答疑等方式解答学生提出的问题。但在实际的教学中，理工科各专业的许多科目都是以实验课程为基础的，由于资金的相对紧缺使得开展远程教育的院校的实验室很难购买多套先进但却昂贵的仪器设备。虚拟实验室正是在这样的需求下发展起来的，它借助于现代化信息技术，通过网络技术为广大用户提供先进的虚拟实验平台，使得用户接触到以前根本不可能接触到的仪器设备，更方便、更直接地接受先进的实验教学，进行个性化的选择学习。
虚拟实验室模型
在远程教育的教学模式中，主要以学生为主体，要在互联网上创办实验教学基地。因此虚拟实验室系统模型中应该包括：计算机网络部分、浏览器，服务器、虚拟实验室三大部分。(见图1)
1.计算机网络
虚拟实验室技术主要是基于计算机网络技术和各种控制技术，所以一定要选择好计算机网络，可以利用国内已建成的教育科研网、邮电网和金桥网等公共计算机网络作为信息交换渠道。但是此类网络速度一般比较低，建议采用学校内部的网络进行以加快仿真实验的速度。
2.浏览器/服务器
通过Web服务器，用户可以访问Web站点，控制虚拟仪器，并且获得实验结果。公共网关接口(CGI)和传输控制协议(TCP)是客户端与Web服务器以及Web服务器与虚拟实验室之间的主要通讯方法。通过Web浏览器，实验者可实时浏览实验现象，进行实验操作。
3.虚拟实验室
虚拟实验室指的是为远程教育服务的虚拟实验系统，是有效管理整个实验的一个教学平台，总体构成应该包括3个基础模块，学生模块：主要实现三大功能：虚拟实验、实验报告的处理以及在网上论坛中提问。学生可以在虚拟实验室里进行实验的全部操作，提交实验报告。教师模块：需要实现三大功能：实验的发布、实验报告的处理以及答复网上论坛中学生的提问。网络实验管理：包含用户管理、实验管理及资源和数据的管理。
虚拟实验室的主要功能
1.管理虚拟仪器和实验的功能：远程教育中的虚拟实验室应能添加、修改和删除虚拟仪器和虚拟实验，以使虚拟实验系统适应实验教学的要求。
2.实验功能：这是虚拟实验室的核心功能。每一个典型实验在结构上又包括：实验仪器设备、实验内容步骤、实验目的原理和实验报告几部分。
3.保存功能；保存功能是指用户在实验结束后，可以将实验的结果保存下来。或用户开始实验后临时有事离开，而实验尚未结束，可将当前的实验状态保存下来。下次做实验时，接着进行而无需从头操作。
4.成绩管理功能：在远程教育中，学生做完实验后，能够将实验报告提交给教师。教师对学生完成实验的情况进行记载，并给出相应的反馈意见。
构建虚拟实验室的技术基础
1.虚拟仪器技术
虚拟仪器是传统仪器功能与外形的模块化和软件化。虚拟仪器通常由计算机、仪器模块和软件三部分组成。任何一个使用者都可以通过修改软件的方法，很方便地改变、增减仪器系统的功能与规模。
2.网络技术
虚拟实验室的研究内容应包括实验者身份的确定、网络流量的控制、客/服端的协作通信等。要实现网络通信常要用到TCP/IP协议和HTTP协议等相关技术。
3.多媒体技术
多媒体技术的应用主要包括多媒体制作、编辑和压缩三个方面。在开发设计中可使用包括文本、图形、图像、动画、视频、音频等多种多媒体数据制作技术，运用photoshop等制作工具。
4.ASP技术
ASP的程序编制比HTML更方便且更有灵活性。它在Web服务器端运行，运行后再将结果以HTML格式传送至客户端的浏览器。
5.数据库技术
数据库技术是虚拟实验室设计中一个重要的技术基础，用户的信息、实验的信息、成绩信息等都需要保存到数据库中。
结束语
虚拟实验室系统是—个非常复杂且庞大的系统，不仅要对虚拟仪器的编制进行合理规划以实现网络化，还需对实验室的各项管理功能进行完善，包括了客户端和服务器端的设计。另外对实验信息、用户信息和实验数据等的存储管理也是实验室的主要组成部分，虚拟实验室的建立，将大大推进信息化教育的发展。也将促进教学内容和教学方法的改革，虚拟实验室应用前景广阔。因此虚拟实验室的推广和应用必然会带来良好的教学效果。
参考文献：
[1]王群燕，商建东，胡东方，基于虚拟仪器的网络虚拟实验室的研究，矿山机械2009，9
[2]刘彦保计算机网络课程改革探讨，高等理科教育，2008，3
关键词：远程教育；网络教学；虚拟实验室
现代远程教育的教学主要是培养学生的实践能力、素质与创造性，使学生能够利用Internet主动查询自己感兴趣的知识，教师也可以利用发送电子邮件、在线答疑等方式解答学生提出的问题。但在实际的教学中，理工科各专业的许多科目都是以实验课程为基础的，由于资金的相对紧缺使得开展远程教育的院校的实验室很难购买多套先进但却昂贵的仪器设备。虚拟实验室正是在这样的需求下发展起来的，它借助于现代化信息技术，通过网络技术为广大用户提供先进的虚拟实验平台，使得用户接触到以前根本不可能接触到的仪器设备，更方便、更直接地接受先进的实验教学，进行个性化的选择学习。
虚拟实验室模型
在远程教育的教学模式中，主要以学生为主体，要在互联网上创办实验教学基地。因此虚拟实验室系统模型中应该包括：计算机网络部分、浏览器，服务器、虚拟实验室三大部分。(见图1)
1.计算机网络
虚拟实验室技术主要是基于计算机网络技术和各种控制技术，所以一定要选择好计算机网络，可以利用国内已建成的教育科研网、邮电网和金桥网等公共计算机网络作为信息交换渠道。但是此类网络速度一般比较低，建议采用学校内部的网络进行以加快仿真实验的速度。
2.浏览器/服务器
通过Web服务器，用户可以访问Web站点，控制虚拟仪器，并且获得实验结果。公共网关接口(CGI)和传输控制协议(TCP)是客户端与Web服务器以及Web服务器与虚拟实验室之间的主要通讯方法。通过Web浏览器，实验者可实时浏览实验现象，进行实验操作。
3.虚拟实验室
虚拟实验室指的是为远程教育服务的虚拟实验系统，是有效管理整个实验的一个教学平台，总体构成应该包括3个基础模块，学生模块：主要实现三大功能：虚拟实验、实验报告的处理以及在网上论坛中提问。学生可以在虚拟实验室里进行实验的全部操作，提交实验报告。教师模块：需要实现三大功能：实验的发布、实验报告的处理以及答复网上论坛中学生的提问。网络实验管理：包含用户管理、实验管理及资源和数据的管理。
虚拟实验室的主要功能
1.管理虚拟仪器和实验的功能：远程教育中的虚拟实验室应能添加、修改和删除虚拟仪器和虚拟实验，以使虚拟实验系统适应实验教学的要求。
2.实验功能：这是虚拟实验室的核心功能。每一个典型实验在结构上又包括：实验仪器设备、实验内容步骤、实验目的原理和实验报告几部分。
3.保存功能；保存功能是指用户在实验结束后，可以将实验的结果保存下来。或用户开始实验后临时有事离开，而实验尚未结束，可将当前的实验状态保存下来。下次做实验时，接着进行而无需从头操作。
4.成绩管理功能：在远程教育中，学生做完实验后，能够将实验报告提交给教师。教师对学生完成实验的情况进行记载，并给出相应的反馈意见。
构建虚拟实验室的技术基础
1.虚拟仪器技术
虚拟仪器是传统仪器功能与外形的模块化和软件化。虚拟仪器通常由计算机、仪器模块和软件三部分组成。任何一个使用者都可以通过修改软件的方法，很方便地改变、增减仪器系统的功能与规模。
2.网络技术
虚拟实验室的研究内容应包括实验者身份的确定、网络流量的控制、客/服端的协作通信等。要实现网络通信常要用到TCP/IP协议和HTTP协议等相关技术。
3.多媒体技术
多媒体技术的应用主要包括多媒体制作、编辑和压缩三个方面。在开发设计中可使用包括文本、图形、图像、动画、视频、音频等多种多媒体数据制作技术，运用photoshop等制作工具。
4.ASP技术
ASP的程序编制比HTML更方便且更有灵活性。它在Web服务器端运行，运行后再将结果以HTML格式传送至客户端的浏览器。
5.数据库技术
数据库技术是虚拟实验室设计中一个重要的技术基础，用户的信息、实验的信息、成绩信息等都需要保存到数据库中。
结束语
虚拟实验室系统是—个非常复杂且庞大的系统，不仅要对虚拟仪器的编制进行合理规划以实现网络化，还需对实验室的各项管理功能进行完善，包括了客户端和服务器端的设计。另外对实验信息、用户信息和实验数据等的存储管理也是实验室的主要组成部分，虚拟实验室的建立，将大大推进信息化教育的发展。也将促进教学内容和教学方法的改革，虚拟实验室应用前景广阔。因此虚拟实验室的推广和应用必然会带来良好的教学效果。
参考文献：
[1]王群燕，商建东，胡东方，基于虚拟仪器的网络虚拟实验室的研究，矿山机械2009，9
[2]刘彦保计算机网络课程改革探讨，高等理科教育，2008，3