前言：中文期刊網精心挑選了虛擬教育范文供你參考和學習，希望我們的參考范文能激發你的文章創作靈感，歡迎閱讀。
虛擬教育范文1
該地區負責技術集成的克里斯?勞埃德和蕾拉?里昂教師說，這種探險可以為班級正在學習的主題提供一個很好的補充，且相關技術的部署和使用也非常簡單?！爱斘覀兊谝淮卧谂嘤枙辖榻B這一概念時，教師們就非常興奮，”里昂說，“當我們開始實施時，每個教師都想參與進來?！?/p>
敲門者
虛擬現實設備早已出現，不過并未在公立學校普及?，F在更多消費級的虛擬現實產品開始銷售，如HTC Vive和Oculus Rift。然而，它們在教室中有一席之地嗎？
“早在上個世紀90年代就有廉價的虛擬現實設備，但其質量不盡如人意?！辈ㄊ款D非營利組織PublicVR的執行總監杰夫?雅各布森說，現在開發的虛擬現實設備包含了頭盔顯示器，其效果也令人驚嘆，但是其價格卻高達500～1000美元，“顯然這針對的是高端玩家。這樣的設備可能對少數學校有意義，但目標并非真正面向K12學校?！盤ublicVR長期從事教育虛擬現實技術相關研究和軟件開發。
雅各布森說：“現在谷歌紙板的價格已經是大多數K12學校負擔得起的，不過還需要一個高性能的智能手機?！?/p>
風險投資者和科技巨頭清楚地看到了虛擬現實的未來。2014年Facebook以20億美元收購了虛擬現實公司Oculus。2016年，總部在佛羅里達的一家名為Magic Leap的技術公司獲得了7.93億美元的C輪風險投資。該公司正研發某種類型的可穿戴設備，能使虛擬現實具有身臨其境的體驗。
虛擬現實要進入學?？赡苓€面臨著一些障礙，如未來這些高性能的虛擬現實產品會降低到學校可以接受的價格嗎？相關廠商會聚焦K12教育應用的開發嗎？最關鍵的問題是，對學校來說，虛擬現實是否還有更多教育價值可以挖掘，而不僅是用于虛擬實地考察。
在過去的幾年中，虛擬現實的應用范圍已經從軍事和航空領域進入到更多主流的專業領域，如經理人、教師、教練和治療師等行業培訓都受益于虛擬現實賦予的身臨其境的體驗。
雖然K12和大學使用虛擬現實技術的統計數據并未公布，但是致力于為學校課堂提供虛擬現實環境下的教學課程和內容、教師培訓和技術工具的公司數量的快速增加，反映出這個市場的價值潛力。同時，許多文章、研究和會議也展示了歐洲和美國的數百間教室中沉浸式虛擬現實技術給教學帶來的巨大進步。
早期使用虛擬現實的學習主要集中在硬科學課程――生物、解剖、地質和天文。在這些課程教學中，學生通過虛擬現實技術與三維物件、動物和環境交互使得學習變得豐富、有趣。捷克共和國的一所學校的生物課World of Comenius項目，就采用了三維體感控制器和定制的頭戴式虛擬現實設備Oculus Rift DK2。這個項目被譽為是科學學習創新的典范。
在其他學科領域，虛擬現實工具還用來協同構建建筑物模型，探索歷史遺跡和自然環境的空間效果。利用虛擬現實技術，有的教師還能提供身臨其境的歷史演變的時空場景，激發學生對文學、歷史和經濟等學科主題的學習。有些學生對事物內部有濃厚的興趣，虛擬現實技術能夠讓學習者看到原子、磁場甚至發動機內部的運作情況。
不可否認，即便谷歌紙板的相關應用還很簡單，但該公司在2015年9月啟動的探險先鋒計劃讓虛擬現實技術已經真正地敲開了K12學校的大門。一個20美元的紙盒子加上智能手機構成的虛擬現實設備，讓教師們不用駕車送學生們到實體地點，就能夠身臨其境地參觀世界各地的100多個神奇的地方。目前，全球數百萬名學生體驗到了虛擬現實的魅力，虛擬現實改變教育的第一步已經邁出。
嘗鮮者
雖然高端的虛擬現實系統還很昂貴，但一些學區已經迫不及待地開始采購和應用。在美國佐治亞州的海恩斯維爾市，有近一萬名學生的利伯蒂縣學區花費了50萬美元為六所學校建立了虛擬現實系統實驗室。
其技術允許學生與仿真虛擬環境中的對象展開交互。每個實驗室的典型配置包括：每兩個學生一個虛擬現實工作站，以及一個教師工作站，每人配備追蹤眼鏡和交互式電子筆。虛擬全息圖像可以從屏幕上升起，立體地展示，學生可用電子筆來對其進行操作。例如，學生操控虛擬心臟，可以看到它泵血的過程，并聽到和感覺到它的跳動。
“當我頭戴虛擬現實眼鏡時，我感到觸覺得到了延伸。我們認為這超越了學生們平常會接觸到的事物，極大地拓寬了他們的視野。”學區主管Valya Lee說，這套虛擬現實系統內置了很多課程計劃和學習支持，正好適合學區倡導的個性化學習。1998年的“虛擬現實技術在教育界的應用”的研究也為虛擬技術更適合學生的個性化學習提供了依據。該研究在多項試驗中讓來自不同背景、年齡的學生都通過虛擬現實獲得了更好的體驗。
除了新事物帶來的新鮮感增強了學生的參與度，Valya Lee還深信這套虛擬現實系統能促進學生學業表現的改善。她認為衡量單一變化帶來的影響不靠譜，必須要思考建立包含虛擬現實系統在內的一套全面的數字學習體驗框架。盡管價格聽起來很沉重，她補充道：“一旦推廣普及到更多的學校，隨著時間的推移，我們認為這將得到更為豐厚的回報?！?/p>
改良者
如果說高端的虛擬現實頭盔過于超前和昂貴，那么這里有另外一套方案供學校選擇。
亞當?紐曼是紐約地區的一位副校長，同時也是一家增強現實App公司Aug That的CEO。教師或學生在智能移動設備上通過增強現實App掃描一張圖片，即可觸發后續動作，讓圖片在屏幕上“活過來”。例如，掃描發動機的圖紙，屏幕呈現發動機3D模型；掃描課堂照片，屏幕出現課堂的360度虛擬環境；掃描雜志上的新聞人物照片，屏幕出現該人物的演講視頻?！拔仪宄摂M現實的魅力，但該技術還不完善，使用時間長了學生會感覺到眩暈和惡心。我覺得增強現實對學校更有成本效益，將會成為主流的教學技術?！庇辛藥啄甑脑鰪姮F實解決方案在商業領域的應用經驗，紐曼決定推出針對K12的增強現實App。
在紐曼看來，增強現實的易用性比虛擬現實更好。“作為一個教育工作者，我最關注的是教師對新技術的接受度。如果教師能在教室里自如地使用技術，那么就能增加學生的參與度?！奔~曼說，“如果它太復雜，教師則不會使用它?！?/p>
大多數教師面臨時間的約束，不會過多地花時間來利用這些新興技術；但如果容易上手，教師們就會推薦給學生。據紐曼介紹，增強現實受到了師生的歡迎，且還看到高中生們創建了可帶回家繼續探究的虛擬實驗室。
科林?布魯克斯是一位小學體育教師，他所在的學校每位學生都有一臺iPad。學生們正在利用Daqri公司提供的增強現實4D解剖學App學習人體結構。利用軟件公司提供的工作站，教師可以設計自己的課程。教師所要做的就是設計打印與課程內容匹配的目標圖片，然后讓學生通過特定的App來觀看。通過iPad上的增強現實App掃描教師打印的圖片，學生可以看到人體的4D模型和各種生理系統的視圖。
布魯克斯說他非常喜歡這套技術帶給學生如此豐富的學習體驗。在學習時，學生利用增強現實提供的極其強大的視覺來研究人體的不同器官和組件。學生只需按動模型中的開/關按鈕即可隔離出肌肉、骨骼、血液循環等各類系統，觀察每個細節以及了解其是如何協同運作的。“特別是動態的4D心臟，提供了很棒的視覺效果，激發了學生參與學習的積極性?！?/p>
創造者
毋庸置疑，不管是虛擬現實還是增強現實，其在學校中的教育價值正在逐漸地展現。不過相關技術的普及除了價格帶來的資金壓力，還有一個門檻就是對應課程內容的缺乏。美國圖片社區500px的CEO安迪?楊（Andy Yang）評論道：“虛擬現實當前面臨的主要挑戰在于，內容制作成本很高。因此，簡化內容制作技術，確保對用戶而言虛擬現實內容觸手可及，這是推廣虛擬現實技術的關鍵?！?/p>
目前，一些教育初創公司已經看到了這一需求前景，相關的內容創造工具正在被開發出來。例如，服務于虛擬現實的平臺Hashplay，面向所有人開放。作為一個虛擬現實內容的制作云平臺，它允許任何人創建基于位置的360度交互式體驗，并與他人分享。一家名為WakingAPP的以色列公司推出了一款名為ENTiTi Creator的工具軟件，讓那些毫無編程基礎的人也能創作出VR/AR內容。
非盈利組織虛擬現實探索者（Virtual Reality Education Pathfinders）是由曾經擔任過高中校長的雷克斯?科扎克創建的。這個組織目前與多個州近80所學校合作，幫助學區和教師們在課堂上實施虛擬現實和增強現實技術。該組織還激勵學生們利用開源的三維建模軟件Blender，研究和設計自己的虛擬項目，并創建2D和3D成像，然后轉換成立體顯示以創造身臨其境的虛擬環境。
虛擬教育范文2
關鍵詞：網絡虛擬技術；公共藝術教育；虛擬現實
中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1672-7800（2012）005-0112-02
0 引言
高校公共藝術教育是面對全體大學生的教育，不是對少數具有藝術天賦者的精英教育或專業技術教育，公共藝術教育應該是具有文化屬性的人文教育，是針對國民人文素質的提高而言的，是培養學生獲得感受美、創造美、鑒賞美的能力和健康的審美情趣的教育，使學生在提高藝術文化素質和藝術能力的同時在道德、情感、情操、意志、創新精神與創造能力、責任心、自尊心，以及促進不同專業發展等諸多方面發揮良好效用。高校公共藝術教育可以承擔更多為其它行業培養人才的任務，但是，必須突出其教育設置的公共性特點，強調公共性，不是降低教育標準，而是恰恰相反。時代在呼喚偉大的科學家、文學家、企業家和政治家，公共藝術教育的歷史使命是促使高校人才資源和諧持久發展為目的的，也就是說，在高校公共藝術教育中公共性和學術性是完全一致的。
1 高校公共藝術教育存在的問題
大部分高校開設了藝術教育課程，組建了大學生藝術團，成立了藝術教育組織，取得了可喜的成績，但與此同時，藝術教育在發展中顯露出一系列問題，比如，師資不足、課時被侵占、資金投入不足、學生不能均等、公平地接受相應的藝術教育等。
1.1 師資力量薄弱，難以進行普及性教育
由于高校近年來的擴大招生，師資力量明顯缺乏，對于一個上萬人的高校而言，所需公共藝術教育教師至少幾十人，很多高校根本無法滿足授課任務的需要。由于藝術教育是公共選修課程，學院沒有給予固定人數的編配，更沒有一支穩定的教師隊伍，每學期授課人員安排不同，時常變化，缺乏統一的教學體系、教材和衡量標準。
1.2 校內有限場地和硬件設施難以滿足公共普及教育
高校內的藝術教育固定教學場地主要針對專業課程的教學，普通教學場地難以滿足藝術教育的需求；藝術教育的教學場地中需要大量的、昂貴的固定教學設施。硬件設施是高校保障公共藝術教育的一個必要條件。
1.3 經費問題
走向21世紀的中國藝術教育,在獲得長足發展的同時,也日益面臨經費緊張的嚴重困擾,這種局面甚至越來越突出成為制約藝術教育發展的重要瓶頸因素。學校公共藝術教育必須要配備必要的公共藝術教育場地、器材，才能保證公共藝術教育的正常開展。這些教育場地和器材的購買、擴充、維護保養都需要大量的資金投入，對于高校的經濟現狀而言，很難滿足公共藝術教育的經費要求。
2 網絡虛擬技術
網絡虛擬技術是一種基于Web技術、虛擬仿真技術構建的開放式網絡化的虛擬教學系統，將公共藝術教育活動數字化和虛擬化。虛擬課堂為開設公共藝術教育提供了全新的教學環境，虛擬課堂與真實課堂類似，可供學生自己動手配色、繪圖、欣賞和虛擬使用儀器設備，在虛擬環境中，學生更易獲得相關的知識。科學的指導和敏捷的反饋，有利于培養學生的操作能力、分析診斷能力、設計能力和創新意識。將虛擬課堂掛接到校園網上，供學生在任何地點學習，不受時間、地點的限制?？梢栽趯嬍摇嶒炇?、圖書館等場地使用虛擬課堂，節約資源，不需專用的場地和硬件設備，使得教學資源的受益面更加廣泛。
為了更好地檢測學生學習情況，可設置虛擬在線考試系統，方便學生自我檢測，鞏固和消化所學知識，也方便教師及時了解教學效果。
根據網絡虛擬技術的內在含義和技術特征，公共藝術教育虛擬現實系統提供以下組成：
2.1 虛擬現實開發平臺
一個完整的虛擬現實系統都需要有一套功能完備的虛擬現實應用開發平臺，一般包括兩個部分，一是高性能圖像和音視頻生成及處理系統，通常為高性能的多媒體虛擬現實工作站；另一部分為面向應用對象的虛擬現實應用軟件開發平臺。開發平臺部分是整個虛擬現實系統的核心部分，負責整個VR場景的開發、運算、生成,是整個虛擬現實系統最基本的物理平臺，同時連接和協調整個系統各個子系統的工作與運轉，共同組成一個完整的虛擬現實系統。因此，虛擬現實系統開發平臺部分在任何一個虛擬現實系統中都不可缺少，而且至關重要。
2.2 高性能圖像生成及處理系統
該系統除了擁有專業繪圖操作功能，還可以實現編輯、交流等功能。使繪畫和圖像處理更加有效率，還可激發學生更多的創意。擁有模擬現實的各種繪畫工具，不僅可以創作出與常規畫法一樣的作品，還可以制作出常規情況下無法實現的作品，比如同時使用油畫和水彩畫的技巧，在油畫中實現透明技巧等。
2.3 具有沉浸感的虛擬三維顯示系統
虛擬三維投影顯示系統是目前國際上普遍采用的虛擬現實和視景仿真的實現手段和方式，也是一種最典型、最實用、最高級別的投入型虛擬現實顯示系統。這些三維顯示系統的高度臨場感和高度參與性最終使參與者真正實現與虛擬空間的信息交流。利用虛擬三維投影顯示系統，可以替代部分展覽、考察等藝術教育活動。
2.4 虛擬現實交互系統
多自由度實時交互是虛擬現實技術最本質的特征和要求之一，也是虛擬現實技術的精髓，離開實時交互，虛擬現實應用將失去其存在的價值和意義，這也是虛擬現實技術與三維動畫和多媒體應用的最根本的區別。它借助一些面向特定應用的特殊虛擬外設實現虛擬現實交互應用。
2.5 場景空間系統
綜合三維掃描儀、建筑建模、綠色建筑模擬分析以及地理信息系統等一系列最先進的技術，建設虛擬場景空間，根據場景的應用方向的不同，將整個場景空間系統分為兩大系統，可以根據每個系統的功能完成從設計方案的評審評估、立體虛擬環境的展示到虛擬教學、虛擬方案設計等一系列工作，高效快速地完成規劃設計等各方面任務。
3 結束語
網絡虛擬技術在共公藝術教育教學中，對于提高教學質量有很大的作用，但網絡虛擬技術的應用不能完全替代傳統的教學方式，兩者應該相互補充。網絡虛擬技術交互性強、觸發事件種類多、動態渲染及顯示質量高、可任意鏈接、適宜網上應用、數據文件共享性強以及開發效率高等技術特征，突破了師資、場地、硬件設備、資金等瓶頸，對公共藝術教育的進一步發展起到了積極的促進作用。
參考文獻：
\[1\] 張道森.論高校公共藝術教育［J］.美育學刊，2011（1）.
虛擬教育范文3
1虛擬實驗室概述
虛擬實驗室是虛擬現實技術在教學上的一項全新應用。虛擬現實技術是運用計算機對現實世界進行全面仿真的技術，它能夠創建與現實社會類似的環境，能夠解決學習媒體的情景化及自然交互性的要求。利用虛擬現實技術開發建設的虛擬實驗室允許人們訪問和使用自己沒有的設備資源，使處于不同地理位置的學習者可以同時對—個實驗項目進行實驗工作。
2遠程開放教育虛擬實驗室建設的必要性
遠程開放教育的實踐性教學是指學習者在遠程開放學習過程中，按照教學計劃的要求，確定學習目標，在教師的組織和指導下，完成的練習、實驗、實習等一系列學習實踐活動。其環節主要包括：課程的實踐性教學環節，如課程作業、實驗、實習(設計)等；集中實踐性教學環節，如社會調查、各類實習(見習)以及畢業沒計(論文)等。
實踐性教學在遠程開放教育中占據著特殊重要的位置，然而在具體的遠程教學過程中，實踐性教學活動卻是—個難點，有許多因素制約著實踐性教學活動的開展。例如，實驗的近距離和集中性要求與遠程教學的遠距離和分散性教學模式的矛盾，現在使用的在線教學平臺不能提供全面具體的實驗環境，在職學生不能很好的參加學校組織的相對集中的實驗教學等等。因此，怎樣解決這些問題、克服這些矛盾，以更好的推進實踐性教學活動的開展，自然就成為遠程開放教育工作者面臨的—個重要課蹶。
利用虛擬現實技術設計開發的虛擬實驗室在遠程開放教育的實踐性教學活動中可以解決以下幾方面的問題。
2.1學生可以不受空間和時間的限制來做課程實驗。
2.2虛擬實驗室可以避免真實實驗或操作所帶來的各種危險。
2.3虛擬實驗室可以節約教學成本，充分利用教學資源。
3遠程開放教育虛擬實驗室建設的可行性
3．1技術條件成熟，建設成本不高。在目前的技術條件下，遠程開放教育虛擬實驗室的系統多使用BSDA(BrowsenServeffDatabase&Applica—tion)，即客戶端有艮務器數據庫應用程序結構，這種系統組成的虛擬實驗室—般稱為網絡虛擬實驗室。網絡虛擬實驗室由客戶端、網頁服務器端、應用服務器端以及實驗儀器設備四部分組成。網頁服務器主要作用是提供web接人服務、用戶認證管理、開放式交互實驗環境以及動態網頁的生成；應用服務器主要作用是控制和管理實驗儀器、采集和處理實驗數據；數據庫的主要作用則是配合用戶帳戶的管理、動態網頁的生成以及實驗數據的存儲和管理。這樣的網絡虛擬實驗室的配套技術已經非常成熟，而且對系統的硬件要求不高，系統組成簡單，建設成本低。
3.2使用簡便，對學習者的計算機操作水平要求不高。網絡虛擬實驗室能夠向使用者提供—個在線參與、交互性的實驗環境。利用3D技術和VR技術可實現虛擬現實對于沉浸性、交互性的要求。在實驗內容上，考慮到設計成本與具體實驗內容的選取，最終設計為簡易型的虛擬現實技術，不需要特殊的頭盔、數據手套等傳感設備，用戶只需用鼠標操作，操作簡便。實驗室實驗的過程清晰明了，實驗結束后獲得相應的數據，能夠進行分析和比皎并填寫實驗報告，完全滿足不同層次學習者的實驗要求。
3.3實驗內容完備，對學習者的實驗環節進行有效管理。網絡虛擬包括了實驗預習、實驗要求、實驗步驟、實驗內容、實驗幫助、實驗測試等教學部分，按照模塊化設計的原則，網絡虛擬實驗室系統分為注冊與登錄漠塊、用戶管理模塊、成績管理模塊、測試模塊、公共信息模塊和進入實驗子模塊等，功能劃分清晰，但又互相聯系影響，保證學習者正確使用虛擬實驗室，完成課程實驗。
4遠程開放教育虛擬實驗室建設的一般方法
遠程開放教育虛擬實驗室是以網絡為載體的虛擬實驗室，網絡技術已相當成熟，所以遠程開放教育虛擬實驗室建設實際上就是虛擬實驗室的建設。虛擬實驗建設的關鍵是采用計算機仿真技術來構建實驗模型，設計出用于實驗的虛擬儀器設備、實驗流程、實驗元器件或構件庫、實驗效果仿真等。
41選擇合適的仿真開發工具。從對虛擬實驗的要求看，仿真工具必須具有與多媒體相結合的功能，也就是做實驗的人員，做實驗時是在多媒體下進行實驗操作，然后將操作所產生的信息輸給后臺的仿真系統進行實時仿真，然后再實時地將仿真的結果回放到前臺的多媒體，通過多媒體的形式輸出。目前的仿真軟f牛彳艮多，有EASY-T、VT-INK3．3、SPW、cadance、Mentor、Matrix、Matlab、prote199、labview、labwindows／CVI、OpenGL、MuhiGen等，建立虛擬實驗時，應根據具體需隸選用合適的仿真開發工具。比如，開發電子電路技術類虛擬實驗，可選用prote199、lab—view、labwindows／CVI等仿真軟件；開發自動控制原理類虛擬實驗，可選用Maflab等仿真軟件；開發電子系統和控制系統類虛擬實驗，可選用cadanee、Mentor、Matrix等仿真軟件開發含虛擬視境類虛擬實驗，可選用OpenGL、MultiGen等仿真建模軟件?？偲蛟谶x用仿真軟件時要把握好仿真軟件對虛擬實驗開發的針對性和適應性。
虛擬教育范文4
關鍵詞 醫學教育；虛擬實驗；虛擬現實
中圖分類號：G642.423 文獻標識碼：B 文章編號：1671-489X（2012）33-0134-02
1 引言
筆者以2010年和2011年公布的名單為準，對15個國家級醫學基礎實驗教學中心的網站進行調查和分析，發現80%的網站設有教學課件和教學視頻，3%設有虛擬實驗的演示。
世界醫學教育聯合會執行委員會于2001年6月通過并的《本科醫學教育全球標準》指出：“醫學畢業生的質量是衡量醫學院校教育質量的最終標準，本科臨床醫學專業教育的目標是不僅包括思想道德與職業素質目標、知識目標，還包括技能目標?！贬t學是一門實踐性很強的學科，實驗和實習貫穿整個教學過程，實驗教學環境的好壞對學好這門課程更是至關重要，因此，在醫學教育中加入虛擬實驗對學習者的學習有很大的幫助。虛擬現實技術作為一種新型的教學媒體，因其強大的沉浸性、交互性等，有益于鍛煉學生的實驗技能，將成為醫學教育必要的補充。
2 虛擬實驗概述
虛擬實驗是指借助于多媒體、虛擬現實等技術在計算機上營造可輔助傳統實驗各操作環節的相關軟硬件操作環境，實驗者可以像在真實的環境中一樣完成各種實驗項目，對實驗結果的性能和實驗過程中產生的現象進行預測和評價，從而縮短實驗操作時間和設計周期，降低實驗成本。
2.1 虛擬實驗類型
1）演示型。演示型虛擬實驗對學生交互性操作的要求不高，以線性的演示過程為主，使學生能夠清晰地感知實驗現象、實驗物體等。例如，在計算機上，利用3ds Max軟件來模擬真實的人體器官，利用Virtools三維交互軟件來展示人體新陳代謝的整個過程，較為真實地顯示出人體的正常生理狀態和出現的各種變化，將抽象的知識形象化，有利于學生理解和記憶。
2）虛擬操作型。該類型實驗可讓學生自己來設計實驗，有一定的交互性，但相對來講投入成本高一些。將真實的實驗環境仿真成三維模型，使學生沉浸在實驗環境中，進一步增強學生的感性認識。以“人體解剖實驗”為例，通過3ds Max建立的人體結構模型，可以使學生通過人機交互對人體模型進行瀏覽，在模型內部“漫游”，讓學生非常直觀輕松地學習人體解剖結構。
3）分布式。將網絡和虛擬現實技術結合起來，將不同地域的虛擬實驗環境互聯起來，支持各地學習者之間進行實時交互，共享相同的虛擬實驗環境。基于一種分布式的網絡環境，系統運行在多臺計算機上，學生之間可以進行實時交互，共享相同的虛擬實驗環境，適合于在線討論式學習，是未來發展的方向之一。
2.2 虛擬實驗的特點
虛擬實驗除了利用虛擬現實技術的沉浸性、交互性和多感知性以外，相比傳統實驗，還具有其他一些特點。
1）虛擬實驗的開發成本比較低。在實驗教學中，大部分實驗儀器價格昂貴，并具有一定的使用期限，然而虛擬實驗只需一定的硬件和軟件設備，就能模擬真實儀器的實驗效果，在一定程度上滿足教學的需要。
2）虛擬實驗可被大范圍使用。虛擬實驗對應用環境的要求不高，只需提供網絡和相應的計算機，每個學生都有實驗操作的機會，克服時間和空間的限制。學習者可在任何時間、任何地點進行實驗知識的學習，拓寬了學習的時間和空間。
3）避免真實實驗或操作所帶來的各種危險。在微生物這門課中，模擬有害生物對人體攻擊的全過程，有利于學生對此問題的理解與記憶，不必接觸危險性較強的病原體，也不存任何安全隱患。
2.3 目前網絡虛擬實驗所存在的問題
1）網絡虛擬實驗的設計與開發沒能和如何實施實驗教學過程相結合。已有網絡虛擬實驗的一般模式大致包括預習、操作、考核三個部分，如果按照它來設計與開發，顯然背離了實驗教學的本質意向。實驗教學的宗旨在于縮短理論與實踐的差距，應采取將實驗原理和實際應用結合的方式來講授實驗原理，再現知識賴以產生的客觀事實，引導并激發學習者的學習興趣和創新意識。
2）以“技術為中心”的構建方法所導致的問題。隨著虛擬現實技術在教育領域的推廣，軟件開發人員無意中應用“以技術為中心”的設計理念，以軟件功能為出發點，以技術功能與實驗現象為中心設計，側重從呈現方式、實現技術等角度進行設計開發，將教學內容羅列到虛擬實驗系統中，而較少綜合考慮學習者特征、教學內容等因素進行設計，無形中使“教育產品”變成“技術產品”。
通過對15個醫學基礎實驗教學中心網站的調查與分析，大部分網絡虛擬實驗提供“看”的經驗，致使學生根本沒有興趣繼續學習，它并不是真正意義上的遠程教育中的實驗教學，與真實教學中實驗活動的展開相差甚遠。因此，從教學設計的視角，參照真實教學活動，研究網絡環境下的虛擬實驗教學活動展開前的教學設計以及網絡虛擬實驗教學的一般過程顯得非常重要。
3 虛擬實驗的設計與實現過程
3.1 實驗分析
根據學科特點，細致剖析實驗的具體設計思路。了解實驗的本身目的、原理、過程及特點等，更重要的是分析實驗難點，要根據實驗目的，確定虛擬實驗中需要制作的模型及其精細程度、交互和反饋環節，從而確定進行問題情境設計所要解決的問題和切入點。
3.2 學習者分析
學習者分析是教學設計過程中的一個重要環節，教學目標能否實現體現在學習者的學習活動中。主要目的是為學習內容的組織、教學活動的設計等提供依據，從而使教學真正促進學習者智力的發展。
3.3 界面設計
大部分網絡虛擬實驗都以網頁的形式呈現。因此，根據實驗內容的主題來確定具體的功能，從而進行頁面布局的設定。當教學信息的呈現布局不夠明朗時，很容易使信息加工系統的認知負擔過重，學習者就勢必需要分散一部分精力用于思考這方面問題，從而加重認知負荷。一般情況下，目標用戶都是確定的，但因安裝不同的瀏覽器會造成顯示樣式不統一的情況，故要提前考慮相關CSS樣式的影響。
3.4 技術選擇與開發
遵循技術適當性原則，綜合考慮具體實驗內容及所需交互方式，來選擇最合適的技術來開發虛擬實驗。涉及多種技術，包括頁面控制技術、3D建模及交互控制、數據庫開發技術等?，F今主流的建模工具主要有3ds Max、Maya、AutoCAD、CATIA等；3D交互技術有VRML、Cult3D、Flash、Virtools等，要視個人的熟練程度與問題的復雜性而定。
3.5 測試與評價
開發出來的虛擬實驗產品，需要進行一定的性能測試。在一定程度上，評估該系統是否存在內存泄露及死鎖等情況，為系統性能優化提供依據。性能測試腳本是描述單個瀏覽器向Web服務器發送的HTTP請求序列，常用的工具有ApacheBench、Load Runner、TestDirector與Rational Robot等。
參考文獻
[1]鄭穎麗.體驗式虛擬實驗[D].上海：華東師范大學，2008（4）.
[2]歐陽玲莉，等.PBL與傳統醫學教育模式之比較[J].廣西醫科大學學報，2003（20）：28-29.
[3]王曉燕，宋效先.計算機虛擬仿真技術在醫學領域中的應用[J].張家口醫學院學報，2003，20（5）：82，F003.
[4]楊宏偉.虛擬仿真技術在物理實驗中的應用[J].實驗室研究與探索，2005，24（9）：38-39.
[5]馬蓓，夏金輝.計算機仿真與模擬技術在醫學教育中的應用[J].中國醫學高等教育，2008（1）：104-105.
虛擬教育范文5
課件首先展現的是實驗相關的背景知識，然后展開完整的實驗原理和方法的講解，課本上抽象的示意圖被裝置實物照片所代替，實驗有全程錄像。接下來，學生可以在由三維動畫所展現的虛擬實驗室中進行虛擬操作，獲得身臨其境的感受。圖1和圖2以“氨基甲酸銨分解平衡常數測定”實驗為例，［6，7］展示了虛擬實驗教學體系在預習中的作用。當然，也有那么一部分學生，他們不太愿意花費較多的時間與精力在實驗預習上，再好的虛擬實驗課件對于他們來說只是擺設，不去看也不去操作。為了保證這部分學生也必須掌握所要做實驗必備的基本知識，在所有學生正式進入實驗環境前，我們增加了一個過濾環節。教學體系中設定，學生必須在規定時間內先回答一些系統隨機提出的問題，達到一定的正確率后才可以進入實驗環境，否則必須再進行一段時間的預習，然后再回答問題，直到達到規定的正確率后方可繼續選課。
實驗中幫助環節
為了實現整個虛擬實驗操作的高度仿真，虛擬實驗操作的流程設計就必須是非線性的，也就是說不對學生的虛擬操作設定太多的條條框框，整個系統都是開放性的，學生的正確操作和錯誤操作都會產生不同的結果，因此教學體系中的仿真虛擬操作：1．以高仿真虛擬實驗操作為主，減少演示類動畫；2．充分考慮實驗的非線性，包容錯誤操作，學生出現誤操作，系統通過提示方式，指出實驗錯誤；3．實驗數據來源于學生實際虛擬操作，數據處理過程可在確認的數據基礎上由系統自動完成。在虛擬操作過程中，系統適當的提示是對學生實驗操作的有效幫助。以“可燃氣－氧氣－氮氣三元系爆炸極限測定”實驗為例，［8］整個虛擬操作流程如下（圖略）：1．學生進入系統時，系統在后臺自動生成可燃氣體的爆炸臨界值。在后續操作中系統以此值為基準，判斷學生操作所得混合氣體是否在爆炸區間內；2．使用不同顏色區分各種不同氣體，覆蓋在氣體可充滿區域（空氣－藍色，氧氣－紅色，氮氣－綠色，可燃氣體－紫色），混合氣體區域根據學生操作所得各組分的比例進行調色后顯示；3．假設真空泵開啟后，直到實驗結束才會關閉。如中途學生關閉，系統則會給出提示：“實驗中，真空泵應常開。確認關閉嗎？”如學生選擇關閉則實驗強制結束；4．學生完成每個操作后，系統對該操作可能帶來管路和各容器中氣體比例的變化進行評估，同時對氣體顯示顏色作出調整。對于關鍵處的操作，系統還會對學生的操作進行實時監控，如放入氣體的活塞打開時間的長短，根據時間長短需判斷氣體流量大小，進而計算該操作對混合氣體比例的影響；5．學生選擇點火試爆后，系統會根據當時爆炸室內混合氣體的比例判斷是否爆炸。如爆炸，當量是大還是小，系統會給出火焰、聲音、爆炸動作等程度不同的爆炸現象反饋，如不爆炸，則給出提示：“未爆炸”。無論爆炸與否，都會彈出對話框：“是否記錄下該組數據？”若學生選擇記錄，則該組數據將錄入在線實驗報告數據處理欄目中。
實驗后測試環節
虛擬教育范文6
關鍵詞：存儲 虛擬化 教育數據
中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1674-2117（2014）06-0006-03
1 教育行業數據中心存儲虛擬化方案設計
1.1 教育行業數據中心存儲虛擬化需求
眾所周知，存儲虛擬化技術能夠實現對不同結構的存儲設備進行集中化管理。用戶可以將存儲設備集中在一起形成一個存儲池，這樣一個存儲池中的所有存儲卷都擁有相同的屬性，同時也可以使一些重復性的工作實現自動化?；诓呗缘募写鎯芾?，簡化了存儲容量分配，提高了容量的有效利用，并且容量擴展非常容易。因此，存儲虛擬化技術可以減少存儲系統的管理開銷、實現存儲系統的數據共享、提供透明的高可靠性和可擴展性、優化使用存儲系統。
同時，存儲資源的自動化管理為用戶提供更高層次策略的選擇。在存儲池中可以定義多種存儲級別來代表不同業務領域或存儲用戶的不同服務等級。另外，還允許客戶以單元的方式管理每一存儲池內部的存儲資源，根據需要添加、刪除或改變，同時保持對應用服務器的透明性。基于策略的存儲虛擬化能夠管理整個存儲基礎單元，不論是SAS或者FC還是iSCSI設備，存儲虛擬化能夠保持合理分配存儲資源，高優先級的應用有更高的存儲優先級，使用性能最好的存儲，低優先級地使用便宜的存儲。
各種存儲設備只需配置好RAID，直接接入存儲虛擬化平臺中。由存儲管理引擎進行統一管理操作，建立存儲池，配置虛擬卷，再針對不同的應用需求設置存儲高可用對業務連續性的支撐，動態池對應用的支撐、自動分層對存儲介質的支撐、CDP對數據的實時保護，容量的劃分和應用功能的實現將非常靈活和高效。
所以，教育行業的數據中心虛擬化需要滿足的目標包括：降低運行成本、擴展性強并能保證新應用的快速部署、提供業務的連續性保障、提供對資源的安全可靠的訪問。希望通過存儲虛擬化，可以滿足： ①改變每種應用資源的孤島模式，建立虛擬資源池，按需邏輯的分配給應用。② 簡化管理，提供靈活性，優化資源利用率，降低維護成本。③支持部署統一的部署策略。
1.2 基于NSTOR DC的存儲虛擬化整體架構
根據目前區域教育部門數據中心的現狀與應用業務高可用的迫切需求，以甌海教育數據中心存儲氣虛擬化和應用高可用建設為例，利用NSTOR DC智能的存儲虛擬化解決方案，使存儲虛擬化與服務器虛擬化相結合，為教育應用提供高性能、高可用的業務保障。
甌海教育數據中心存儲虛擬化解決方案利用NSTOR DC存儲管理平臺，整合異構存儲環境，由統一界面進行集中存儲管理，使得存儲空間利用率最大化，同時整合應用服務器，跨越SAN的孤島聯接，或者進行數據遷移。同時，通過存儲虛擬化選項，將關聯的存儲設備整合起來，在此基礎上，還可以提供與之相關的存儲服務，如快照、鏡像、復制等，滿足用戶復雜的存儲服務需求。
在具體實施規劃中，原有存儲系統配置了12塊600GB SAS硬盤，24塊450GB SAS硬盤，共計15TB實際使用空間，新增了36塊600GB SAS硬盤的存儲設備作為其高可用節點空間。通過NSTOR DC管理平臺統一管理33TB的使用空間，按應用的安全級別不同定義每個鏡像卷及共享卷，如核心數據庫的2TB左右數據由于其高度的在線要求我們定義其為一級數據配以高可用功能，無論原有磁盤陣列或是新增磁盤陣列故障都可以做到在線切換保證前端業務不中斷。此類設定也可以同時用于虛擬機信息等其他關鍵應用。一般應用共享卷的設定也可以分為幾層，按照數據的熱度在不同存儲層間自由跳轉遷移。動態存儲池的介入可以使每個具體應用的理論使用容量大于其實際使用容量的數倍，避免了由于使用空間不足造成的再次分配過程中存在的數據丟失風險。利用NSTOR DC分級存儲的架構特性預留備份歸檔等存儲應用功能，在性能提高的同時大幅度的降低成本。
通過NSTOR DC存儲虛擬化管理引擎進行存儲資源整體規劃，優化存儲資源利用率并大幅提高性能，使整個存儲數據中心具有良好的性能效率和可維護性，最大程度減少用戶的管理難度和成本。
1.3 基于NSTOR DC的存儲虛擬化方案設計
具體而言，可以以刀片服務器虛擬化和存儲虛擬化技術作為數據中心的基礎，通過統一業務平臺實現生產中心的持續運行保障，通過NSTOR DC存儲虛擬化技術實現對現有存儲設備及新增存儲設備的統一管理，提高存儲資源的靈活調配和共享能力；通過NSTOR DC存儲高可用技術實現對核心業務數據的同步鏡像，配合主機多路徑軟件實現存儲服務的不間斷供給，消除存儲單點故障造成的業務運行中斷；通過NSTOR DC動態資源管理技術，消除應用對存儲的獨占性，充分提高存儲資源利用率，減低存儲設備能耗；通過VMware服務器虛擬化技術實現應用資源共享，提高服務器利用率，減低應用設備能耗；通過VMware HA集群技術實現虛擬主機切換，消除主機故障造成的運行中斷。
具體的機制描述如下：
（1）引入NSTOR DC存儲管理平臺及部分新增存儲空間，原有磁盤陣列及其所存數據經由光纖線直接接入存儲管理平臺，與新增存儲空間組建動態存儲池。
（2）按應用的不同部署高可用卷、共享卷及數據實時保護空間。
（3）采用存儲高可用分別管理兩組存儲設備，利用光纖直連方式，保證數據讀寫性能。
（4）NSTOR DC存儲管理引擎通過存儲虛擬化技術統一管理存儲資源，實現存儲資源共享。NSTOR DC存儲管理引擎通過動態資源配置功能，實現超物理資源容量分配，實現資源的虛擬化統一管理、配置，提高資源利用率。
（5）NSTOR DC存儲管理引擎通過存儲高可用技術實現數據的同步鏡像，確保兩臺存儲設備分別存儲一份數據。結合主機多路徑軟件，實現單點故障時，數據讀寫路徑的自動切換，消除存儲系統單點故障造成的業務中斷。
（6）應用服務器和存儲管理引擎之間通過FC SAN連接。應用服務器、存儲管理引擎進行全網冗余連接，消除設備單點故障，將業務系統和存儲設備融合在一起，實現存儲和數據的統一管理。
（7）應用服務器采用16臺高性能機架式刀片服務器，分別安裝VMware服務器虛擬化軟件，切分計算資源，實現多個業務系統運行在一臺物理主機上。
（8）NSTOR DC存儲管理引擎通過FC鏈路將虛擬存儲資源分配給前端應用服務器，應用服務器基于虛擬存儲資源構建虛擬主機。同時，虛擬主機的數據存儲資源也通過NSTOR DC存儲管理引擎提供。
（9）應用服務器配置VMware HA功能，實現虛擬主機在物理主機之間的切換。通過VMware HA可以實現故障狀態下虛擬主機的自動切換，保障業務運行的連續性。
（10）在NSTOR DC存儲控制器上配置持續數據保護功能，對集中復制的數據設置持續數據保護點，確保復制數據的可恢復性。
1.4 基于NSTOR DC存儲虛擬化方案的驗證
1.4.1 存儲整合及虛擬化功能測試
現有環境中存在已有使用的其他品牌的存儲設備，將已有存儲設備接入NSTOR DC存儲管理引擎后端，同時配置有新增的存儲設備也接入到NSTOR DC存儲管理引擎后端，NSTOR DC存儲管理引擎正確識別到接入的所有存儲設備。將所有物理存儲整合建立為虛擬的動態存儲池，運用存儲自動分級功能在同一個存儲池內為不同性能磁盤進行分層。通過Thin Provisioning技術創建可以超過存儲池實際容量的虛擬卷，映射到前端服務器。
1.4.2 存儲高可用功能測試
從前端服務器向存儲系統中建立的高可用鏡像卷，進行持續拷貝大文件或者循環播放視頻文件，然后模擬制造故障，比如將后端的存儲單元關閉其中一臺；或關閉一臺DC存儲管理引擎；或破壞一條存儲路徑，會發現服務器端的文件拷貝進度依然是活躍的，而視頻也是持續播放的，再將故障修復還原，存儲系統即刻會自動同步鏡像數據，保證了數據的高可用性和一致性。
通過高強度、多方法測試結，我們成功驗證了NSTOR DC存儲虛擬化系統與存儲之間的兼容性，并在此基礎上實現了NSTOR DC存儲虛擬化系統的虛擬化數據管理功能。主要結論如下：①NSTOR DC存儲虛擬化系統兼容多種不同類型和品牌的存儲。②NSTOR DC存儲虛擬化系統具有功能強大的卷快照、復制、CDP等功能，保證了在線操作下的數據一致性。③NSTOR DC存儲虛擬化系統具備存儲高可用冗余切換的能力。
存儲虛擬化與服務器虛擬化協同應用為我們帶來了更強大的能量，高效、優化的IT架構，在幫助降低成本的同時，也為我們帶來了更為強大的數據服務，如資源供給、保護、復制及數據恢復。經過簡化的IT架構在耗電、制冷、數據中心占地和持續運行方面都達到了綠色IT的要求。當所有這些結果都加在一起，我們的結論已經非常清晰：存儲虛擬化對于數據中心整合非常重要。
1.5 基于NSTOR DC的異地遠程災備系統的架構設計
除了常規的存儲部署和虛擬化設計外，數據中心還需要考慮搭建異地遠程災備系統。
在基礎教育數據中心建設中，很少見到有數據中心做異地災備，原因是多方面的，但數據的核心價值已形成共識，數據中心的異地災備建設越來越重要，越來越迫切?？梢岳肗STOR DC來搭建異地遠程災備中心，使用方便管理、節約建設成本的目的。通過NSTOR DC存儲管理引擎與本地數據中心組成災備系統，兩地之間配置成DR，通過利用兩節點間數據雙向復制（同步或異步）策略，實現對數據的全量或增量復制，以確保原數據發生錯誤時，實現數據的異地保存，有備份數據支撐業務運行。同時，配合數據復制卷的時間點快照技術（CDP），通過時間指針的方式，按增量快照的方式記錄下數據復制卷的變化，每一個快照對應一個時間點，記住了數據多個時刻的歷史變化過程，產生多個基于時間點數據影像（分鐘級，甚至秒級，可根據具體應用自由配置），這些數據影像不僅時間點細致精確，而且通過快照的回滾操作還可以直接使用，用戶經過簡單的設置就可以對快照數據進行操作，以此保證數據的可追溯性。
建立這樣的異地實時備份方案，即使遭遇極端的災難，如自然災害、火災、恐怖事件等，客戶的關鍵數據仍能保存完好，也能完整快速地重建本地數據中心系統。
當中間鏈路具有足夠大的帶寬時，可以自由定義本地兩臺存儲設備中的任意一臺與災備中心存儲設備再續建一組高可用系統，達到災難發生時可以自動啟用遠程存儲系統，不需要人工干預保證業務的實時和連續。
2 教育行業數據中心存儲虛擬化方案收益
存儲虛擬化能顯著降低數據中心的復雜性，也能減少SAN設備的數量，提供更多的存儲能力。存儲虛擬化能讓不同的存儲資源整合在一起。以前孤立分散未被充分利用的SAN和NAS設備在存儲虛擬化條件下可以得到有效整合并滿足日益增長的存儲需要。
存儲虛擬化也能極大減少部署新設備和執行數據保存的時間，而它對于數據恢復來說更具有現實意義——特別對于IT部分所倡導的綠色IT來說更具有說服力。通過對存儲虛擬化產品的投資來滿足存儲增長的需要和消除管理數據中心的復雜性。存儲虛擬化不僅能顯著減少對設備的依賴，也能簡化數據和設備的管理工作。
3 結語
虛擬化技術的出現，很大程度上增強了組織的IT能力，增高了資產利用率，并有效地管理各類應用運行環境，不同的虛擬化技術提供給用戶不同方面的支持。正如存儲虛擬化不同類別之間的界限日漸模糊，業內人士已經充分認識到通過交換機、磁盤陣列及應用設備實現虛擬化的爭辯是沒有意義的，未來的虛擬化應該是通過這幾種技術來實現，然后由某一種主要的虛擬層結合起來。同樣，存儲虛擬化和服務器虛擬化之間的界限也日益模糊，虛擬化軟件正變得日益有活力且更加趨于完整，它的發展方向更像是一個全面的操作系統，未來的虛擬化操作系統也應該是一個高度分布式的、企業級的操作系統。
