虚拟实验室是基于虚拟现实技术(VR)网页技术（Web）、建构的开放式的网络化虚拟实验教学系统，将现有的多种教学和实验设备以及实验室进行数字化和虚拟化。本文将对虚拟现实技术及国内外虚拟实验室的发展建设进行阐述和比较。

　　一、虚拟现实技术

　　虚拟现实技术将视觉反馈技术、计算机图形技术、力觉反馈技术以及广角立体显示等技术融合一起，对现实环境进行虚拟化和数字化处理，给人身临其境的感受。该技术可以将人在自然条件下的触觉、视觉、听觉感受近乎真实地体现出来，并做出相应的交互行为。虚拟现实技术有以下几个主要特征。

　　1.交互性。用户进入虚拟现实环境后，所有感受靠传感器传递给系统，系统又将检测到的信号反馈给用户，从而产生非常真实的体验。例如，用户挥动手臂用虚拟环境中的球拍击打网球，在击打的过程中，用户手臂不同的挥动速度和角度，可以产生不同的击球力量和感受。

　　2.浸入性。人在虚拟环境中的视觉和听觉感受将取代现实中的感觉，虚拟设备能检测到人的反应，从而产生一种新的完全真实的感受。

　　二、国内外虚拟实验室的比较

　　国外虚拟仿真实验教学应用较多的技术手段主要包括以下十种：人机交互技术、虚拟现实技术、仿真技术、多媒体技术、可视化技术、虚拟仿真技术、增强现实技术、虚拟世界、3D打印技术和遥现技术。

　　国外高校的虚拟实验教学主要以下表所示的形式进行开发设计。

　　美国耶鲁大学则注重发展虚拟实验室的可移动性和即时性。该校在分子生物学、发育生物学和细胞生物学等专业上利用PAD产品完成实验。教师和学生通过PAD上的移动应用程序对实验室的数字显微镜进行记录和分析，同时还可以将获得的图像和资料存档。

　　英国OpenUniversity的开放科学实验室可以开放所有在线实验室的实验功能，还可以通过遥控仪器实现远程实验。而且，该实验室还架设了一批集网络应用和虚拟现实为一体的实验室，可以实现虚拟仪器设备的在线共享等功能。例如，地球科学实验室的虚拟显微镜，可以提供现今世界各地博物馆和研究机构存放的地质标本，避免了购买昂贵显微镜的费用和切片标本制作费用，还可以实现设备的共享。

　　西班牙IE学院注重发展教育游戏类软件。该校研究教育游戏类软件，学生在该软件中可以担任英国各重要部门领导，甚至是英国首相，虚拟制定和国家经济、政治相关的重要议题，甚至可以组成“议会”讨论政策的制定。

　　随着互联网技术及虚拟仿真技术的飞速发展，虚拟仿真实训平台这一教育资源也逐渐受到了我国教育界人士的青睐。但是，目前国内投入运营的虚拟仿真实训平台屈指可数。

　　以西南交通大学龙绪明教授为例，其率领团队开发的SMT虚拟实践平台已于2015年初完成，目前被西南交通大学、北京理工学院等使用。

　　北京化工大学成立了化工安全与装备中心，中心主要为面向化工安全过程以及材料加工过程方向的虚拟仿真实验教学中心。中心在虚拟仿真实践平台上开设了超过一百个实践项目，惠及二十多个专业的学生。

　　杭州电子科技大学则成立了物联网虚拟实验平台。该平台从物联网行业人才需求着手，设计了无线通信系统仿真实验、无线串口点对点通信实验以及物联网智能家居实验。

　　结论

　　总之，不论是国外还是国内，以上这些虚拟教学手段的使用在教学中都改善了教学效果，但在具体的应用过程中也出现一些问题。具体问题如部分学校计算机设备老旧，网络资源匮乏，虚拟平台运行速度较慢；推广速度、覆盖院校范围不尽如人意；虚拟仿真实训平台使用频率较低，平台资源没有得到充分利用。虚拟仿真实训平台在实践教学中的应用还处在起步阶段，还需要继续探索一条充分发挥其作用的道路。

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