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1虛擬實驗的定義

虛擬實驗室是借助于多媒體、仿真和虛擬現實等技術在計算機上營造可輔助、部分替代甚至全部替代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,所取得的實驗效果等價于甚至優于在真實環境中所取得的效果,虛擬實驗注重的是實驗操作的交互性和實驗結果的仿真性,網上虛擬實驗室的開發與應用將會對實驗教學改革產生變革性的影響。在國外和國內的一些重點院校,虛擬實驗室已十分普及。對國內的一般院校而言,虛擬實驗室的開發還處于初級階段．相關技術并不十分成熟,虛擬實驗教學還有許多教育、教學、技術上的問題亟待深入研究和解決。

2虛擬實驗的實現技術

目前實現虛擬實驗技術有很多,各有特點,要根據不同的實驗類型及要求,采用不同的相關技術。

2.1VRMLVRML是一種虛擬現實建模語言,用來進行三維場景的描述性語言,是在Internet網上實現全新的虛擬世界空間的關鍵性技術,具有分布式、交互式、平臺無關、三維、多媒體集成等特性,被稱為“第二代WEB”。其基本目標是建立Intemet上的交互式三維多媒體,將VRML融合到虛擬實驗室中,可以大大增強虛擬實驗室的表現力。

2.2JAVAJava是一種廣泛使用的網絡編程語言,它具有面向對象、分布式、安全跨平臺及可移植等特性,并且最大限度地利用了網絡,用Java語言開發的軟件可以具有可視化、可聽化、可操作化的特點。另外,Java還提供了豐富的類庫,使程序設計者可以很方便地建立自己的系統。本文前面所提到的國內外的虛擬實驗室,大多數都采用了Java語言編程實現。

2.3FlashFlash作為一種矢量多媒體技術,可以用于網絡交互動畫,它可以開發出具有很強功能交互式網絡動畫。Flash動畫支持物體拖動操作,可用于虛擬實驗室中物體的移動,用Flash制作的虛擬實驗交互性非常強。

2.4LabVIEWLabVIEW是美國國家儀器公司(NI公司)推出的功能十分強大的虛擬儀器圖形化編程平臺,采用圖形化編程語言一一G語言,具有面板控件,有數據采集、分析、顯示的功能,因而容易實現虛擬儀器的軟件功能,還可以實現虛擬儀器的,通過Web瀏覽器中可以打開和運行虛擬儀器,直接控制服務器端程序的運行,獲得實驗運行結果。

3虛擬實驗在儀器分析教學中的應用

虛擬實驗在很大程度上緩解了由于實驗條件不足和儀器設備缺乏產生的限制,學生可以利用計算機反復操作儀器,不用擔心實驗設備的損耗,學校也不必擔心設備超負荷運轉導致資源浪費。虛擬技術可以將音樂、聲效、動畫界融合為一體,實現了每個儀器分析實驗操作的仿真性和實踐性,每一步的操作流程都具有形象直觀的特點,充分發揮了相較于傳統實驗教學方法的優勢,使學生能夠充分理解和掌握實驗操作。

虛擬實驗還能夠更好地為其他專業服務,集共享性和開放性于一體,各個院系之間都可以進行資源共享與開放,也方便學生利用課余時間開展開放性試驗、創新性試驗等項目總之“虛擬實驗室”在分析儀器,尤其是大型儀器設備中的模擬功能是其他技術所無法比擬和替代的,因此,它對各類院校實驗課程,尤其是儀器分析的教學,具有顯著、有效的補充和促進作用。

4結語

儀器分析是一門試驗性很強的課程,對于食品安全與質量的檢驗來講也具有重要的意義。儀器教學是試驗教學的重要內容。由于儀器分析的特殊性,導致試驗教學對整體教學水平有著舉足輕重的作用與效果,試驗教學能夠對理論性知識的理解起到鞏固與正確運用的效果。當前,食品安全與檢驗的進行專業課程教學時對試驗性與綜合性的教學模式還是有一定的弊端,學生往往還是按照老師的試驗步驟進行,對試驗的原理沒有進行進一步的理解與體會,這樣就造成了一種對設計的試驗方案沒有深入理解、草草了事的局面。造成在做畢業論文和畢業走上工作崗位后都不會自己獨立的操作儀器,所以要強調以掌握儀器分析方法原理基礎上的技術應用為主,因此,對實驗教學進行改革勢在必行。

作者：于潤眾張麗媛阮長青唐彥君單位：大慶職業學院計算機應用工程系黑龍江八一農墾大學食品學院