一 虚拟仿真实验室是虚拟现实技术应用研究就的重要载体。

随着虚拟实验技术的成熟，人们开始认识到虚拟仿真实验室在教育领域的应用价值，它除了可以辅助中小学、高等院校的科研工作,在实验教学方面也具有如利用率高,易维护等诸多优点.近年来,国内的许多中小学、高等院校都根据自身科研和教学的需求建立了一些虚拟实验室。

对于国内教学型虚拟实验室的建设,有如下几点建议：

1、用“平民化”的技术实现教学型虚拟实验室的建设和应用

2、更新实验教学观念,重新认识虚拟实验室

3、切合实际，合理选择开发技术

建立一个完整的虚拟现实系统是成功进行虚拟现实应用的关键，而要建立一个完整的虚拟现实系统，首先要做的工作是选择切实可行的虚拟现实系统解决方案。

二 虚拟仿真实验室的组成部分

1、虚拟现实应用开发平台 -----包括软件平台和硬件平台

2、高性能图像生成及处理系统

3、立体式沉浸性的虚拟三维显示系统

4、度虚拟现实交互系统 -----虚拟现实数据手套 头盔等

5、集成应用控制系统

三 虚拟仿真实验室的主要类型

1. 桌面虚拟仿真实验室

2. 沉浸式虚拟仿真实验室

3. 分布式虚拟仿真实验室

4. 增强型虚拟仿真实验室

近几年来，高校扩招给实验教学带来了巨大的压力。传统的实验教学已经不能满足新形势下的教学要求，从而面临各种各样的问题。

1、 实验室建设费用高昂

传统的实验教学主要依赖费用高昂的实验设备，存在前期投入大、后期维护费用高，开展过程受时间、地点、人力、物力、财力等限制问题，致使实验教学无法有效开展，严重影响教学质量。

2、 教师指导难以到位

有限的教师很难在有限的时间内细致地指导大批的学生，教学目标难以达到。设计性和探究性试验更是难以开展。

3、 教学目标难以落实

培养动手能力、设计能力和创新能力是实验教学的重要目标。但是目前学生主要根据实验指导书进行验证性实验，有些实验操作训练不足，创新能力难以提升。

针对传统实验教学中存在的教学方法单一，知识学习和实验动手操作相互分离，学生缺乏学习主动性和创造性等问题，我们提出了开放式虚拟实验教学系统的解决方案。北京邮电大学等单位在国家十一五科技支撑计划项目的研究中提出了开放式网上虚拟实验室的解决方案。

开放式网上虚拟实验室是一种运用虚拟现实技术模拟真实实验的计算机教学软件。它采用多媒体技术在计算机上建立虚拟实验室环境，提供可操作的虚拟实验仪器，使学生在互联网上通过接近真实的人机交互界面完成实验，同时提供网络实验教学的一体化管理功能。开放式网上虚拟实验室又分为课程实验仿真系统和虚拟实验教学管理系统两个部分，在此基础上可建立虚拟实验室。

课程实验仿真系统

课程实验仿真系统与真实实验台类似。用来供学生自己动手配置、连接、调节．和使用实验仪器没备进行实验。实验仿真平台允许根据平台上提供的器材自由搭建任意合理的典型实验，或实验系统案例，这一点是实验仿真平台有别于一般实验教学课件的重要特征。典型实验通常是由精通相关课程的教师设计的。要求学生在此基础上进行实验．可满足教师对各层次实验教学的需求。实验仿真平台也为学生自由搭建实验模犁提供了可能。学生既可通过实验仿真平台动手操作。又可自主设计实验，有利于培养设计能力和创新意识。与器材库(或仪器、设备、材料库)类似，虚拟实验平台通常拥有一个器材栏。用于各类虚拟实验器材的管理。学生可以把器材从器材栏中移到实验台上．或者从实验台上把器材收回到器材栏。

虚拟实验教学管理系统

要开展虚拟实验教学．就需要通过虚拟实验教学管理系统向学生、教师、教务管理员和系统管理员提供实验教学管理功能。实验答疑与交流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发布，教师可将实验中的不足提出来，师生共同探讨。教师从中可以得到及时的实验教学反馈信息，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。

(1)学生：选课、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

(2) 教师：典型实验库维护、发布实验、安排实验、批改实验报告、自动批改、智能指导、统计并发布学生的实验成绩和批语。

(3) 教务管理员：课程计划、开课计划、选课日期设置、开课审核、开课查询。

(4)系统管理员：用户管理、分组管理、角色管理、权限管理、系统维护等。

通过虚拟实验教学管理系统，教师既可搭建典型实验或调取实验案例。方便地向学生布置实验任务，还可在实验结束后查看学生的实验结果。给出实验成绩和评价。虚拟实验管理足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。采用网络化的虚拟实验管理可以有效地提高虚拟实验技术在教学上的应用效果。

实验仿真系统模拟真实实验中所使用的实验器材和设备，提供与真实实验相似的实验环境并实现了网上开放式实验管理功能。用仿真软件组建的虚拟实验室，在实践教学中有益于拓宽实验渠道，有助于增加学生动手实践机会，是现有实验教学的有益补充。

开放式网上虚拟实验室系列产品可以促进学生学用结合，实验的安排更加灵活方便且不受时间空间限制。只要有网络的地方就可以动手做实验，实现真正意义上的开放实验室。虚拟实验可减少实验设备的维护强度，缓解当前实验设备不足，实现理论教学和实践教学的有机融合。通过建立虚拟实验室，可以解决计算机、电子、通信等学科中的实验教学问题，完善现有实验教学体系。

课程实验仿真实验室建设要求

课程实验仿真实验室及控制室设计

通常课程实验仿真实验室有控制室与之相连，控制室设计也应有良好的音质，以使工作人员做出正确的判断。课程实验仿真实验室的控制室的混响时间一般取0.3～ 0.4s，混响时间频率特性以平直为宜。由于立体声监听扬声器左右对称布置在老师的前方，因此控制室内的声学特性，应尽可能左右对称，即房间平面、体型以及声学装修左右对称。使录音师背后有一个均匀扩散的混响声场。

课程实验仿真实验室装修设计应进行专业的声学设计，如门窗等应达到国标规定的隔声量，混响时间T60、本底噪声NR、快速语言传递指数RASTI也有严格的要求，课程实验仿真实验室内设计应配置SJ电动卷幕机、SC隔声锁、SJ播音台、谈判桌、会议桌，应减少固定振动或固体传声对节目录制的影响。

设备的灵活性主要表现在前后期配置平衡等方面，配合品支持的最先进的数字视频技术，整个工作组可以流畅快速简便地将视频图象信息文件从一台机器传输到另一台机器，可以远距离传输，而无需图像质量的改变，以适应机构的变化。同时也可以通过网络的端口，以增加网络的性能。

课程实验仿真实验室噪声控制　　课程实验仿真实验室噪声控制不力，是中小型课程实验仿真实验室的一个主要问题。不少课程实验仿真实验室因噪声干扰音质极差，有的播放时有“翁翁”的本底噪声，汽车喇叭声和撞击声，有的甚至无法使用。噪声控制是课程实验仿真实验室声学设计的重要内容。噪声控制的方法与措施，要因地制宜由所处的噪声环境和控制标准所决定，没有统一的模式。

（一）噪声标准

从调查结果看，小型课程实验仿真实验室的允许噪声级不宜太低，太低实际上是不需要的。由于受工作条件和设备，器械等级限制，室内正常工作时，演员和工作人员走动将发出噪声, 灯光。摄象机也会有较高噪声，其综合值一般已在35～40dB(A)，因此小型课程实验仿真实验室的噪声以35～40dBA，范围为宜。若用噪声评价曲线NR表示，相当于取NR25～35曲线（视面积大小和节目性质而定）。

实践证明，对中小型课程实验仿真实验室有适量的背景噪声，只要是连续的。均匀的，并不带有能听懂的语言声和音乐声的信息，还将有助于掩蔽摄象机、空调系统发出的噪声干扰。

（二）空气噪声的控制控制空气噪声主要通过围护结构和隔声门窗来实现。

1. 围护结构

要根据户外环境噪声值来确定其围护结构。

课程实验仿真实验室由于进出人多，开闭要方便，噪声要低；并搬运布景，道具还需要较大的门，故不易搞好。考虑到施工精度的限制和专用五金另件的缺乏，隔声门的构造应尽量简单。许多繁杂的构造，如多层曲折铲口，重叠密封都是徒然增加制作麻烦，得不偿失。近年来国内主要采取如下措施，切实可行地解决了门的隔声问题。

(1)采用双层门和门斗复合隔声处理。门斗内强吸声，以形成“声闸”，有效地提高隔声能力。

(2) 门缝做成简单的斜口，两周边用工业毛毡包覆，关闭时即使有细缝，其本身也形成一个“消声管道”。为提高“消声”能力，门扇厚度应尽量增大，一般不少于7.5CM 。

为保证上述房间的背景噪声级，要求房间和楼板具有足够的隔声量。建议采用双层隔声墙、双层隔声门、声闸房中同样进行强吸声、观察窗采用双层或三层隔声窗。

课程实验仿真实验室声学设计指标的要求比较高，经验值或推荐设计值如下：

◇ 课程实验仿真实验室混响时间：中频混响时间控制在0.8秒左右，混响时间的频率特性接近平直。

◇ 课程实验仿真实验室声场均匀度：中频（500Hz～1000Hz）的声场不均匀度不大于±2.5dB。

◇ 课程实验仿真实验室背景噪声水平：厅内噪声级不大于30dBA。

◇ 课程实验仿真实验室没有音质缺陷。

由于的语言清晰度要求和扩声系统的采用，课程实验仿真实验室均采用短混响的声学设计策略，并同时注重声聚焦、回声、颤动回声等的控制和避免，以及声场均匀度的设计，因此课程实验仿真实验室设计时需要着重考虑以下声学设计内容：

⑴ 课程实验仿真实验室的两侧和顶部设计合适的声学材料和结构，防止传声器产生声反馈。

⑵ 课程实验仿真实验室厅内的扬声器系统尽可能采用集中和分散式相结合的系统。

⑶ 防止课程实验仿真实验室厅内出现回声和颤动回声、声聚焦现象 由于厅内混响时间很短，声源又分布在厅内的各个位置，因此，厅内的音质缺陷如回声、颤动回声、声聚焦最容易暴露。对此，应在分析体型（平、立面）的基础上根据容积和规模采取扩散、强吸声等措施。

⑷ 课程实验仿真实验室声控室应有直接开向厅内的窗，为监听和录音提供方便条件。

⑸ 课程实验仿真实验室厅内所用传声器都采用强指向特性的心形传声器，以防止来自侧向的声音而引起反馈。

⑹ 课程实验仿真实验室不应设置直接开向室外的窗，以确保厅内隔声和隔离要求。

⑺ 课程实验仿真实验室空调系统必须进行消声和隔振设计，采取相应措施。

实习实训和模拟仿真有何不同？

1)实习实训和模拟仿真有比较大的不同。就好象是电影中的故事与现实生活一样是有区别的。但两者之间各有利弊。实习是比较好的接触实际工作的途径和手段，但并不是所有学校都具有条件的（自身的、外部的），而模拟仿真不需要太多的条件便可以完成，这也正是目前大部分学校使用模拟仿真教学手段的原因吧。

(2)区别：实习是在企业实际动手操作，真正的接触企业或直接顶岗实习，而模拟仿真是根据实际过程设计的系统软件，让学生学习操作。

利弊：企业实习，可以更好的让学生接触企业的一切操作，增加他们的动手能力，毕业后直接工作，没有问题。而模拟系统软件可能和企业的实际有一些出入，但可以更系统的让学生掌握整个业务流程，而且能随时、随地的练习。

(3)实习实训和模拟仿真是实践教学中的两个重要的手段和方式。实习实训是最直接的实践，它能使你提前进入“实战”状态，有利于学生的理论与实际的结合，有利于提高学生的分析问题和解决问题的实际能力。但限于学校的资金及其他问题和外贸单位的实际，这种方式的实施将受到很大的限制。仿真在一定程度上可以替代实习实训，可以在实验室多次进行着没有失败之虑的尝试，但任何的实验室的模拟决不可能代替真正的实际操作。

(4)模拟仿真是模拟企业经营的真实环境，如经营决策仿真系统、国际贸易业务系统、股票证券交易模拟系统、电子商务系统、ERP系统等。这种形式的模拟环境为学生提供了如同亲临实战现场的平台，对能力和素质的培养是十分重要和必要的。

而实习实训是让学生亲自走到企业中去，实际中受各种因素的影响，学生刚开始很难深入的接触实际业务。

(5)实习的优点：有助于学生比较直观的感受进出口贸易的实际流程是如何操作的，缺点：因为不是本企业的员工可能接触不到实际核心的东西。

模拟仿真的优点在于学生可以比较全面地了解业务全过程，但和实际业务的发生状况可能会有很大的差异，趋向流程化。

(6)实习实训环境真实，为全真实战演练，如果有条件进行，当然是最好不过了。但受各方面限制，几乎不可能实现；模拟仿真实训便于学生集中练习和教师指导，非常适合高职学生预演训练。

校外实训难以解决实训基地、老师指导不到位；校内模拟实训受学校软硬件建设的限制。