谷冰

摘? ?要：計算機虛擬仿真技術(shù)在很多領(lǐng)域有應(yīng)用，文章對其實用性進行分析，同時對計算機虛擬仿真實驗技術(shù)應(yīng)用和實驗平臺構(gòu)建問題進行探究。在計算機虛擬仿真實驗平臺設(shè)計目標的指導下，對計算機虛擬仿真實驗平臺的體系架構(gòu)、功能模塊、軟硬件設(shè)施等進行分析，并針對在實際應(yīng)用中計算機虛擬仿真實驗平臺的功能進行剖析。

關(guān)鍵詞：計算機;虛擬仿真;實驗平臺

社會在發(fā)展，計算機虛擬技術(shù)也隨之產(chǎn)生，計算機的各項功能也被很多領(lǐng)域重新要求，處理信息的時效性更被關(guān)注。為了滿足人們對各種信息的需求，在現(xiàn)實世界基礎(chǔ)上研發(fā)了計算機虛擬仿真技術(shù)，將這種技術(shù)應(yīng)用到高等教育中能夠促進高等院校實驗教學的深入發(fā)展，在打破原有實驗教學局限性的基礎(chǔ)上培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際的能力。本研究闡述了計算機虛擬化和虛擬仿真平臺的構(gòu)建，并通過計算機虛擬仿真實驗平臺鍛煉學生動手操作能力。

1? ? 計算機虛擬技術(shù)和計算機虛擬仿真平臺

1.1? 計算機虛擬化技術(shù)

計算機虛擬化技術(shù)是指計算機并非在真實的情況下運行，而是通過虛擬技術(shù)來完成工作。生活中需要的各種信息可以通過計算機虛擬技術(shù)來完成整合和收集。計算機虛擬技術(shù)可以在同一個平臺同時運行多個操作系統(tǒng)，這些應(yīng)用程序可以在虛擬化技術(shù)下獨立完成操作，而且互相之間不會受到任何影響，這可以顯著提高計算機的工作效率。在實際生產(chǎn)工作中，虛擬技術(shù)可以解決新舊硬件設(shè)施的交替問題，根據(jù)用戶的使用需要，借助虛擬化技術(shù)將其進行重新整合。計算機虛擬技術(shù)有很多優(yōu)點，同時也存在一定的缺點，所以，在使用計算機虛擬技術(shù)的時候也要對這項技術(shù)進行充分的研究和分析。

1.2? 計算機虛擬仿真實驗平臺

計算機虛擬仿真實驗平臺是在Web技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)的基礎(chǔ)上建設(shè)的，它的實驗系統(tǒng)相對具有網(wǎng)絡(luò)化特點。教學實驗室在虛擬實驗系統(tǒng)的作用下完成了數(shù)字化和虛擬化操作。很多學校已經(jīng)開始對計算機虛擬仿真實驗平臺進行更深入的研究了，隨著新型課程改革方案的落實，高校對計算機虛擬實驗教學更加重視，研發(fā)力度加強，各種計算機虛擬仿真實驗平臺也相繼被構(gòu)建出來。

2? ? 計算機虛擬仿真實驗平臺的設(shè)計目標和設(shè)計特點

2.1? 設(shè)計目標

對真實實驗環(huán)境進行模擬。計算機虛擬仿真實驗平臺的構(gòu)建需要完善的設(shè)備設(shè)施，這樣的實驗操作可以讓學生對學習更感興趣，也能讓學生有身臨其境的感覺。對實驗的整個過程也要全部跟蹤記錄。計算機虛擬仿真實驗平臺能夠提升學生實驗的準確度，學生可以通過平臺完整地掌握自己每個實驗的細節(jié)和步驟，保證數(shù)據(jù)準確。最后可以讓教師自主提出實驗要求。教師的授課需求可以利用計算機虛擬仿真實驗平臺的設(shè)立來充分實現(xiàn)。

2.2? 設(shè)計特點

計算機虛擬仿真技術(shù)將擺脫時間和空間的限制，使實驗教學更開放，更輕松，這種教學方式可以擴展到所有網(wǎng)絡(luò)教學的模式中。真正實現(xiàn)了計算機虛擬仿真實驗平臺跨網(wǎng)訪問操作的資源開放，計算機資源共享可以使學生提高學習效率。學生在實驗過程中遇到的問題能夠通過這種虛擬的簡單實驗操作來解決，同時對學生也能給出正確的指導。

3? ? 計算機虛擬實驗仿真平臺設(shè)計構(gòu)想

虛擬實驗平臺的建設(shè)應(yīng)遵循創(chuàng)新和發(fā)展的理念以及為教學服務(wù)的原則，其本質(zhì)特性仍基于實驗教學平臺。在具體實施環(huán)節(jié)中，有效地將校園網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、傳統(tǒng)儀器設(shè)備等現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施在虛擬實驗資源獨特優(yōu)勢的體現(xiàn)情況下通過網(wǎng)絡(luò)得以互聯(lián)。下面作出具體分析。

3.1? 虛擬實驗環(huán)境應(yīng)具有互通性

計算機虛擬實驗環(huán)境是在真實環(huán)境基礎(chǔ)上通過計算機合成的，學生在這種實驗平臺上進行的各種實驗科目都可以不受時間和地點的束縛，自由操作，充分實現(xiàn)身臨其境的真實體驗感。

3.2? 基于實驗教學的前提

之所以建設(shè)虛擬實驗平臺，是為了讓學生在進行虛擬實驗的過程中掌握實驗原理、學習試驗方法，提高實驗技能，不是為了虛擬而虛擬。

3.3? 虛擬實驗資源整合和共享

虛擬實驗平臺借助網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和設(shè)備，實現(xiàn)資源的發(fā)布、傳播和共享，通過多種技術(shù)、多個平臺的操作實現(xiàn)對全校范圍開放。計算機基礎(chǔ)課應(yīng)該與專業(yè)需求貼近，培養(yǎng)應(yīng)用型人才，借助云計算平臺，建立基礎(chǔ)型、硬件型、軟件型等分層分類的建設(shè)體系。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在計算機虛擬實驗平臺的基礎(chǔ)上得以實現(xiàn)。高校計算機虛擬仿真實驗平臺如圖1所示。

圖1? 大學計算機虛擬仿真實驗教學中心

4? ? 計算機虛擬仿真實驗系統(tǒng)實現(xiàn)

4.1? 實驗系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

實驗系統(tǒng)結(jié)合得良好與否直接關(guān)系到實驗系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。實驗室網(wǎng)絡(luò)包括安全驗證服務(wù)器、遠程實驗服務(wù)器、遠程實驗服務(wù)區(qū)、學生實驗區(qū)等服務(wù)器。學生實驗區(qū)的主要構(gòu)成部分是借助儀器設(shè)備與本地虛擬仿真實驗。實驗系統(tǒng)可以借助Web服務(wù)器直接進行訪問。通過虛擬專用網(wǎng)絡(luò)（Virtual Private Network，VPN）接入局域網(wǎng)的優(yōu)勢，可以實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)與實驗室服務(wù)器互聯(lián)，并且突破訪問資源的限制。如果想開展虛擬仿真實驗，則可以借助遠程桌面。

4.2? 實驗系統(tǒng)功能

實驗系統(tǒng)功能應(yīng)涵蓋實驗教學與教學管理。

資源配備：應(yīng)用軟件和系統(tǒng)管理等項目應(yīng)得到保障。

管理方面：學術(shù)、教師、信息、資源等這些都納入管理的層面，另外教師可以通過虛擬平臺對學生的成績及課業(yè)計劃進行安排。

4.3? 遠程分享方式

計算機虛擬仿真實驗平臺發(fā)出的指令需要通過物理設(shè)備分析后才能發(fā)出，對于實際的需求，計算機虛擬仿真實驗平臺要實現(xiàn)遠程控制和計劃預約功能，只有滿足這些條件，計算機虛擬實驗仿真平臺才能夠完成指定任務(wù)和功能[1]。

5? ? 計算機虛擬仿真實驗平臺的實際應(yīng)用

計算機虛擬仿真實驗平臺能夠運用虛擬軟件為學生提供實驗環(huán)境，在這種條件下實現(xiàn)虛實結(jié)合的實驗模式。

5.1? 改善傳統(tǒng)教學方法

在計算機虛擬仿真實驗平臺上能夠?qū)鹘y(tǒng)實驗題目轉(zhuǎn)變?yōu)樽灾餍蛯嶒烆}目，教師也可以自主設(shè)置實驗項目，并將傳統(tǒng)實驗項目根據(jù)實驗內(nèi)容、要求以及環(huán)境等客觀情況更改為主觀型題目，這樣也培養(yǎng)了學生的自主思維，同時能夠增強學生的實際操作和分析能力，學生們可以結(jié)合自己的知識掌握情況來完成實驗項目[2]。

5.2? 增強學生合作交流意識

學生們可以結(jié)合自己的專業(yè)技能通過計算機虛擬仿真實驗平臺的應(yīng)用進行自愿分組并制定階梯式任務(wù)，為學生的實驗操作營造了良好的氛圍。教師也可以在計算機虛擬仿真實驗平臺上對學生的操作進行規(guī)范和指導，通過這種方式達成教學成效。計算機虛擬仿真實驗平臺能夠更好地組織專項實驗訓練，通過引入網(wǎng)絡(luò)管理員考試和網(wǎng)絡(luò)培訓內(nèi)容來革新實踐課程考核。在實驗考核中提升了學生在規(guī)定時間內(nèi)解決實際問題的能力。

5.3? 操作自由，不受限制

計算機虛擬仿真實驗平臺的建設(shè)拓展虛擬實驗空間和時間，能夠為學生的實驗操作創(chuàng)造時間和空間上的有利環(huán)境，學生的實踐能力也在這種環(huán)境下得到大幅度提升。計算機虛擬仿真實驗平臺打破了時間、空間對學生實驗操作的限制，虛實結(jié)合，計算機的虛擬設(shè)計和數(shù)據(jù)執(zhí)行功能也得到了充分體現(xiàn)。

6? ? 結(jié)語

綜上所述，虛擬仿真技術(shù)可以輔助傳統(tǒng)實驗教學，在資源信息共享的基礎(chǔ)上提高了實驗教學效果，促進了虛擬仿真實驗教學的改革發(fā)展。高校實驗教學利用計算機虛擬仿真實驗平臺，豐富了高校的數(shù)據(jù)資源，實現(xiàn)了軟件資源共享、硬件完善、遠程操作三者相結(jié)合，對培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力起到了很大的作用。所以，計算機虛擬仿真平臺的研究和應(yīng)用對現(xiàn)在的教育環(huán)境影響重大。

[參考文獻]

[1]王瑩.計算機虛擬仿真實驗平臺的設(shè)計及實現(xiàn)[J].北京印刷學院學報，2017（7）：147-149.

[2]梁琨，談姝辰，金海燕，等.計算機虛擬仿真實驗教學中心建設(shè)與實踐[J].教育教學論壇，2017（3）：267-268.