病毒虛擬仿真實驗室建設(shè)與實踐

謝永

【摘? ?要】 高校實驗室的建設(shè)是關(guān)乎學(xué)校科技研發(fā)和創(chuàng)新力水平的重要工作，必須引起有關(guān)部門的重視，而在信息技術(shù)不斷發(fā)展的前提下，許多學(xué)校已經(jīng)借助有關(guān)技術(shù)完成了數(shù)字化校園的建設(shè)，在高校實驗室的管理方面，依托現(xiàn)代的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以有效提高實驗室的管理水平。在醫(yī)學(xué)的病毒學(xué)分支領(lǐng)域，仿真實驗一直是一項比較重要，也比較有難度的任務(wù)，會對高校的教學(xué)效果產(chǎn)生深刻意義，影響人才培養(yǎng)。本文將以病毒虛擬仿真實驗室為主要研究對象，探究其在高校實驗教學(xué)中的應(yīng)用前景。

【關(guān)鍵詞】 病毒虛擬仿真實驗室;數(shù)字化技術(shù);高校實驗教學(xué)

[Abstract]? The construction of university laboratories is an important task related to the level of science and technology research and development and innovation of schools. It must be paid attention to by relevant departments. Under the premise of continuous development of information technology， many schools have completed the digital campus with the help of relevant technologies. Construction， in the management of university laboratories， relying on modern Internet technology can effectively improve the management level of the laboratory. In the field of virology of medicine， simulation experiments have always been an important and difficult task， which will have profound implications for the teaching effect of colleges and universities， and affect the cultivation of talents. This paper will take the virus virtual simulation laboratory as the main research object， and explore its application prospects in college experimental teaching.

[Keywords]? virus virtual simulation laboratory; digital technology; college experimental teaching

1? 虛擬實驗室有關(guān)理論概述

虛擬仿真實驗室是虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用研究的重要載體。隨著虛擬實驗技術(shù)的成熟，人們開始認(rèn)識到虛擬仿真實驗室在教育領(lǐng)域的應(yīng)用價值，它除了可以輔助高校的科研工作，在實驗教學(xué)方面也具有如利用率高，易維護(hù)等諸多優(yōu)點(diǎn)。三維文件具有可視化好、形象直觀、設(shè)計效率高、以及能為企業(yè)數(shù)字化的各類應(yīng)用環(huán)節(jié)提供完整的設(shè)計、工藝、制造信息等優(yōu)勢，在高校的實驗教學(xué)中也有著廣闊的應(yīng)用前景。

2? 高校應(yīng)用病毒虛擬仿真實驗室管理系統(tǒng)的意義

在高校醫(yī)學(xué)教育改革不斷深入的背景下，傳統(tǒng)實驗室管理系統(tǒng)中存在的問題愈發(fā)明顯。在大量的人工操作流程下，實驗室的運(yùn)營成本和管理費(fèi)用都大大提高，此外，由于人力勞動并不像機(jī)器工作那么精準(zhǔn)嚴(yán)密，因而在管理中出現(xiàn)某些錯誤或疏漏也在情理之中。近年來， 非典型DoS一般會在移動網(wǎng)絡(luò)中發(fā)起攻擊， 使得TCP流量出現(xiàn)顯著的降低， 這種攻擊存在較強(qiáng)的隱蔽性， 很難對其進(jìn)行有效的防范[1]。

高校應(yīng)用病毒虛擬仿真實驗室管理系統(tǒng)建設(shè)集認(rèn)識、學(xué)習(xí)、練習(xí)與操作為一體的分子生物學(xué)虛擬實驗儀器設(shè)備的操作訓(xùn)練平臺，虛擬實驗室除了虛擬分子生物學(xué)實驗儀器設(shè)備的操作訓(xùn)練平臺和虛擬分子生物學(xué)實驗技能學(xué)習(xí)平臺的建設(shè)外，還增設(shè)與分子生物學(xué)相關(guān)的，分子生物學(xué)應(yīng)用技術(shù)方面的前沿研究內(nèi)容，但要開設(shè)常規(guī)實驗比較困難。

在數(shù)字化校園的背景下，先進(jìn)的設(shè)備、儀器能夠得以應(yīng)用，在實驗室的管理過程中也就能夠事半功倍。此外，由于虛擬實驗室技術(shù)的特性，它能夠?qū)Ω咝５膶嶒灲虒W(xué)內(nèi)容進(jìn)行完美的虛擬架構(gòu)。由于工科及其他實驗科學(xué)的抽象性與嚴(yán)謹(jǐn)性，虛擬仿真實驗室能夠為學(xué)生提供最接近現(xiàn)實情況的信息數(shù)據(jù)，從而為學(xué)生營造一個最逼真的實驗環(huán)境，將抽象的東西更加具體化，便于學(xué)生理解，提高實踐能力。

3? 病毒虛擬仿真實驗室建設(shè)與實踐的特點(diǎn)

首先，是交互性和自主性。虛擬實驗室技術(shù)與傳統(tǒng)的實驗室有一個最大的不同，那就是動態(tài)、不固定，因為這種特質(zhì)而使得虛擬實驗室具備了交互性和自主性。交互性實質(zhì)上就是互動性，病毒虛擬軟件結(jié)合了仿真、人工智能等先進(jìn)技術(shù)，能夠從聲、畫、情境等方面提供全方位的操作服務(wù)，因此能大大提高人機(jī)互動。

其次，虛擬實驗室還具有開放性特征。由于虛擬實驗室采用的是數(shù)字模擬的方式，因此不容易受時間、空間等條件的限制。虛擬實驗室中的虛擬設(shè)備、仿真安裝包等資源都可以被外界平等地使用，從這一角度來說，虛擬實驗室向外界的開放程度是較高的，實驗者也可以根據(jù)自己的需要在病毒虛擬實驗室中任意添加自己需要的“工具”，極大地方便了操作。

最后，是高效性與共享性。由于病毒虛擬仿真實驗室完全借助于先進(jìn)的數(shù)字科技，因而會賦予操作者一個更為廣闊的時空觀，更加不受客觀條件限制，提升了實驗的效率。此外，由于網(wǎng)絡(luò)平臺的共享性，各類實驗所需的資源都能在第一時間匯聚在一起，也在另一個角度加快了實驗的進(jìn)度。

4? 病毒虛擬仿真實驗室系統(tǒng)的建設(shè)與實踐

4.1? 開發(fā)相應(yīng)的應(yīng)用程序

隨著智能手機(jī)、平板電腦等現(xiàn)代化設(shè)備的普及，移動學(xué)習(xí)方式又成了新的熱門學(xué)習(xí)方式，對當(dāng)下乃至未來的教育行業(yè)都會產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。移動學(xué)習(xí)的方式，為學(xué)生提供了更豐富的學(xué)習(xí)資源，更廣闊的學(xué)習(xí)空間，以及更機(jī)動靈活的學(xué)習(xí)方式。因此，借助虛擬實驗室設(shè)計軟件而開發(fā)有關(guān)的實驗應(yīng)用程序，可以讓學(xué)生隨時隨地進(jìn)行有關(guān)實驗的學(xué)習(xí)、實時查看實驗進(jìn)度、隨機(jī)進(jìn)行模擬練習(xí)并在線上與同學(xué)展開交流與討論，不受場地、時間的限制，是教學(xué)方式的跨越式創(chuàng)新，更是教育的一大進(jìn)步。

4.2? 建立新型實驗場所

與高校傳統(tǒng)的實驗教學(xué)不同，病毒虛擬仿真實驗室能夠改善高校的實驗環(huán)境，運(yùn)用高新技術(shù)，能夠讓每位學(xué)生盡可能地接受到最先進(jìn)的技術(shù)，最時新的科學(xué)知識，從而營造一個良好的教學(xué)氛圍。此外，通過讓學(xué)生接觸關(guān)聯(lián)學(xué)科的知識，還能夠培養(yǎng)學(xué)生觸類旁通的發(fā)散性思維，開啟智力，開發(fā)潛能。與以往的實驗基地不同，病毒虛擬實驗室環(huán)境下的實驗場所可以是“有質(zhì)無形”的，也不必拘泥于現(xiàn)有的儀器設(shè)備，而是可以根據(jù)實驗的需要而自行“生成”有關(guān)的設(shè)備，使之與教學(xué)內(nèi)容相契合。還有一點(diǎn)，在這種新型實驗場所中，教學(xué)資源能夠得到最大程度的共享。

4.3? 徹底對傳統(tǒng)模式進(jìn)行革新

高校在構(gòu)建病毒虛擬仿真實驗室管理系統(tǒng)時還存在許多問題，需要有針對性地進(jìn)行解決。隨著移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，許多老套的、低效率的管理方法帶來的是人力物力資源的浪費(fèi)，應(yīng)該被及時淘汰。高校應(yīng)該加強(qiáng)對實驗室現(xiàn)代化管理系統(tǒng)建設(shè)的重視程度，加大資金的投入，加強(qiáng)宣傳，讓數(shù)字化校園的理念深入人心。具體來說，就是要積極尋求政府的支持，獲得設(shè)備采購資金，也可以借助校友的捐贈和社會機(jī)構(gòu)的力量。

4.4? 提高實驗室管理人員的能力水平

在構(gòu)建病毒虛擬實驗室系統(tǒng)時，需要借助大量的先進(jìn)儀器和設(shè)備，如果管理人員不具備相應(yīng)的操作能力，那么就會造成資源的浪費(fèi)和效率的低下。因此，在購進(jìn)設(shè)備之前，學(xué)校應(yīng)該對原有的管理人員進(jìn)行專業(yè)的技能培訓(xùn)，主要是讓他們了解設(shè)備的全部功能、操作手法以及日常保養(yǎng)措施，對簡單的維修知識也要進(jìn)行了解。除了崗前培訓(xùn)，高校還需要對這些工作人員定期開展繼續(xù)教育，讓他們不斷更新自己的知識，從而更好地建設(shè)現(xiàn)代化的實驗室管理系統(tǒng)。

5? 結(jié)語

在信息化時代，構(gòu)建數(shù)字化校園是大勢所趨。在高校病毒學(xué)虛擬仿真實驗室系統(tǒng)構(gòu)建的過程中，運(yùn)用數(shù)字化手段，可以有效提高工作效率和管理水平，為實驗室的發(fā)展提供更廣闊的空間，為祖國的科研建設(shè)保駕護(hù)航。雖然目前在實驗室現(xiàn)代化管理系統(tǒng)的建設(shè)過程中還存在許多問題，但總體來看，虛擬實驗室系統(tǒng)在高校病毒學(xué)實驗教學(xué)中的應(yīng)用前景依然是十分明朗的。

參考文獻(xiàn)：

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