刘世伟 田世鹏 甘涛 蒋婷 杨明翰

摘 要：文中介绍了虚拟实验室在教育领域和工业领域的现实意义及国内外比较有代表性的虚拟实验室研究成果、前沿科技和发展趋势。简要介绍了应用云计算和虚拟现实技术的虚拟实验室和多人协作虚拟实验室。

关键词：虚拟实验室；现实意义；研究现状；发展趋势

中图分类号：TP391.9 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2016）09-0082-02

0 引 言

近几十年来，科学技术呈现爆炸式发展，改变了很多领域的工作方式，以往人们只能在实验室做实验，但是自1989年美国教授提出虚拟实验室的概念至今，虚拟实验室得到了极大的重视，也有了很大发展，很多传统实验室的工作内容也逐渐转移到虚拟实验室中。所谓虚拟实验室，即利用现有的数学建模技术、计算机仿真技术、多媒体技术、虚拟现实技术等构建一个用软件来模拟硬件设备进行实验的运行在计算机上的实验室。

1 虚拟实验室的现实意义

1.1 教育领域

学校里的很多课程都需要通过实验来辅助教学，尤其是理工科，但由于很多实验器材极其昂贵，并非每个学校都能负担，因此选用虚拟实验室来替代昂贵的实验仪器。

学校使用的实体实验器材会随着时间及使用次数的增加而慢慢老化、损坏，这就为学校增添了许多财务开支，而虚拟实验室却不存在这个问题，不仅可以减轻学校负担，还可以对落后地区的教育起到重要支撑作用。

在传统的教学方式中，学校可以通过让学生在实验室做实验的方式来使学生更好地理解课程内容，而远程教育则很难做到这一点。……