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虚拟化学论文(合集7篇)

时间:2022-02-24 10:50:01
虚拟化学论文

虚拟化学论文第1篇

(一)实验分析

高锰酸钾制取氧气是利用酒精灯、试管、铁架台、导管、集气瓶、水槽等仪器,通过加热高锰酸钾制取氧气,利用排水法来收集氧气。学生不仅要掌握实验原理、目的,实验仪器和药品的使用方法及注意事项,实验步骤、化学方程式的书写等内容,还要培养观察、分析能力和实践操作能力。

(二)《高锰酸钾制取氧气》的实验目的

(1)通过虚拟实验中的文本展示工具,使学习者了解实验目的、原理和方法。

(2)通过对虚拟实验的操作,掌握药品的选择以及仪器连接的先后顺序,能够动手制取氧气。

(3)通过对实验过程、现象的观察、分析实验反应机制,加深对实验的认知和理解。

(三)《高锰酸钾制取氧气》的虚拟实验活动设计

学生要完成虚拟实验首先需要安装Secondlife客户端,进入Secondlife虚拟环境,通过以下流程完成整个虚拟实验。

(1)准备阶段:学习者通过Secondlife提供的地图工具搜索到虚拟实验室地标并通过瞬间移动工具进入虚拟实验室。

(2)实验阶段:学习者通过人-机交互选择事先通过3D建模工具创建好的虚拟实验仪器、药品并通过资源工具查询相关仪器的使用方法及实验装置图,完成实验仪器的装置;点击各个实验仪器、添加药品来完成实验。

(3)评价反馈阶段:教师根据学生提交的实验报告和学习者的学习记录对学习者本次实验进行一个综合评价,并将评价结果通过评价反馈系统及时反馈给学习者。

二、《高锰酸钾制取氧气》的虚拟实验环境设计

本研究以《高锰酸钾制取氧气》为例设计的虚拟实验环境。以实验过程的设计为理论基础从场景及模型设计、交互设计、支持工具设计、特效设计、评价设计这几方面设计三维虚拟实验环境。

(一)实验环境的场景及模型主要虚拟教室、虚拟实验室和仪器设备组成

虚拟教室由讲台、桌椅、多媒体系统、音响设备、电子白板、书柜、书、电脑组成,供学习者实验后进行交流、报告、探究、形成实验结论。虚拟实验室主要由实验环境、实验操作台、水池、药品柜、灭火设备为为学习者完成实验并获取实验数据。仪器设备主要是酒精灯、试管、铁架台、导管、集气瓶、水槽、铁夹、烧杯。药品耗材主要是高锰酸钾等。

(二)交互系统设计

(1)人机交互设计:在实验中通过操作交互,学习者能够感受到实验设备的控制感和体验感。在Secondlife中,利用创建工具可以实现简单的“点击”“移动”“坐在上面”等操作,Secondlife提供的林登脚本语言可以设置改变物体的性质、运动方式、运动轨迹、对外力的反应等等,能够较好地支持学习者的操作交互。

(2)交流工具:学习者在实验过程中和老师、同伴交流的方式主要有在线的同步交流和异步交流。

(三)支持工具设计

实验支持工具是指支持学习者完成实验的所有工具,本研究的支持工具主要包括搜索工具、资源工具、实验认知工具、评价反馈工具等。搜索工具主要是地图工具和瞬间移动工具通过它们是搜索定位各种学习场所、用户,并瞬间移动到目的地。资源工具包含Secondlife内部资源和外部资源。内部资源主要是3D浏览器;外部资源包括各大搜索引擎。这些工具可以搜索Secondlife内部和外部各种信息资源实验认知工具主要包括3D建模工具、拍摄工具、记事本工具主要为为实验过程中学习者观察记录实验现象、采集数据提供支持。评价反馈工具主要包括问卷系统(choicer、Quizchair)、学习记录系统(Tracker)、Web-Intercom,为实验后学习者自评、反思以及教师评价反馈提供支持。

(四)特效设计

在Secondlife中,通过粒子系统结合林登脚本语言可以营造烟雾、火焰、气体、雪花等各种现象。在本实验中酒精灯加热的火焰、水槽里面的气泡、集气瓶中的氧气、反应过程中的烟雾、药品晶体的状态变化等效果都可以通过粒子系统来实现。

三、结论

虚拟化学论文第2篇

虚拟技术是使相关工作在计算机上实现或通过计算机模拟实现的技术[1],早在20世纪70年代便开始将其应用于宇航员培训。由于这是一种消耗低、安全有效的培训方法,现今已被推广到各行各业的培训中,并已在科研、教育、商业、医疗、生物制药、环境保护、农业生产、娱乐等多个领域得到广泛应用。在此,只简单介绍它们在教育、生物制药和医疗领域的应用状况。

1.1教育领域

随着虚拟技术的发展和教学要求的不断提高,虚拟技术已进入教育领域,并且已成为完成教育工作的一种有效方式。例如利用化学教育软件,展示化学实验的流程和结果。学生可以通过使用该软件,了解和掌握整个实验过程,然后再进行实践操作。这样,既可以减少实验的危险性,又可以提高学生的学习兴趣和效率,减少不必要的浪费。再如利用物理教学软件,开展“欧姆定律”的讲解,其效果生动,且学生便于理解。

1.2生物制药领域

虚拟技术在生物制药方面的应用主要是在药物的设计阶段:采用相关的分子设计软件,设计药物小分子,模拟小分子与受体的相互作用,预测小分子的生物活性、毒性、排泄、吸收、代谢途径、代谢物及其各类性质。目前,这种药物设计模式已被国际专业制药公司在研发新药时采用,并与实验相结合,以达到减少研发消耗,提高研发成功率的目标。1.3医疗领域虚拟技术在医疗领域的应用主要有:手术培训、手术模拟、医学影像检查和临床诊断。已经报道的“上海交通大学附属第九人民医院骨科专家成功完成真正意义上的3D打印骨盆重建手术”,是虚拟技术在医疗领域成功应用的又一案例。

2、化学信息学

化学信息学的研究领域并未经过刻意界定,很多化学家在各自不同的研究领域中力争发展和采用计算机的方法来处理大量涌现的化学信息,建立化合物的结构与性质的关系。在20世纪60年代,化学信息学的发展已初见端倪,到了70年代开始出现了飓风式的发展。因此,相关的化学信息学的定义有多种。

比较典型的有以下一些论述。

(1)采用分子模拟和数据分析技术与高分辨图形显示组合,得到了令人惊讶的结果。因此,化学信息学是通过应用信息技术帮助化学家研究新问题、组织并分析科学数据,以研发新化合物、新材料的过程。

(2)很多人认为化学信息学是化学信息的扩展,它涵盖了与化学结构、数据存储和计算方法相关的领域,如化合物登记系统、在线化学文献、结构-活性关系分析和分子性质计算[3]。化学信息学作为一个学科名称来说是很新的,但我们可以体会到,它存在于我们周围已经有了一段时间。不同的阶段常会给出不同的化学信息学的定义。

所以,在讨论这些不同观点的时候,我们认为“化学信息学是一门应用信息学方法和计算机技术来辅助解决化学问题的学科”[4]这个论述更具有普适性。

化学信息学方法主要有三种,即基于数据、基于逻辑和基于原理。

(1)基于数据的方法建立和利用多种化学数据库管理系统和化学数据库中的数据。该方法主要的作用是在数据库中获得已记录的相关信息。

(2)基于逻辑的方法利用已有的化学数据库中的数据,并在此基础上,利用归纳、推理和分类等方法将数据转化为知识,并对知识实施有效的管理,以便于知识得到广泛的应用。最终,能用于解决实际的化学问题。该方法适用于大量数据的处理,对象具有比较强的规律性。同时,它能解决数据库系统不能解决的问题。

(3)基于原理的方法利用已有的量子化学的理论,对化学对象作相关的量化计算,并根据计算结果,研究对应的化学问题。该方法能从原理上解释化学问题,但不适用于大批数据和大的体系的处理。在化学研究中,这三种方法相辅相成。对于不同的研究对象或不同的研究阶段,采用对应的方法组合。

3、化学研究

化学是研究物质的组成、结构、性质和变化规律的科学。有机化学是研究有机化合物的来源、制备、结构、性质、用途和有关理论的一门学科,由于有机化合物都含有碳,同时以碳、氢化合物为母体,因此这门学科又可称为“碳化合物的化学”或“碳氢化合物及其衍生物的化学”,随着这门学科的发展,诞生出了高分子化学、元素有机化学等新学科,为合成染料、橡胶、纤维、药物、塑料等有机化学工业建立了理论基础。化学的研究内容主要可归纳为三部分:分子设计、合成设计和结构确定。利用相关技术设计具有特定功能的化合物即为分子设计[5];利用相关技术设计特定化合物的合成路线即是合成设计;结构确定包括两部分:结构解析和谱图模拟。结构解析是根据已有的化学谱图,推测对应的化学结构。谱图模拟是基于化合物的化学结构,预测其化学谱图。化学是重要的基础科学之一,它也是一门建立在实验基础上的科学。在化学研究中实验和理论这两方面一直是相互依赖、彼此促进的。化学是一门古老而历史悠久的科学,它的研究模式为灵感、经验和实验(见图1)。长期实验数据的积累,为现在和今后的化学研究提供了宝贵的财富。截至2013年12月,已有记载的小分子化合物达7600多万个,化学反应约5580万个。要有效应用如此大量的研究和实验数据,只有采用信息技术才能实现。在此,我们提出了化学研究的现代模式,即在化学研究的传统模式中融入虚拟技术(见图2)。分子设计是化学研究的内容之一。传统模式的分子设计流程如图3所示,某种化合物的性质,通常是在得到化合物之后,经过实验测试才可获得对应的性质。现代模式的分子设计流程如图4所示,化合物的性质,可以用相关软件预测获得。根据获得的预测结果和经验,决定是否要合成该化合物。图3和图4中的分子设计流程显示,两者的差异主要在合成之前。传统模式在合成之前的分析工作仅以文献信息作为判断依据。而现代模式,既以文献信息作为判断依据,又以软件预测结果作为分析判断依据。从原理上讲,采用现代模式合成的化合物,其符合需求的成功率要高于传统模式,研究过程中产生污染的几率要比传统模式的低。

4、结论

虚拟化学论文第3篇

(一)实验分析

高锰酸钾制取氧气是利用酒精灯、试管、铁架台、导管、集气瓶、水槽等仪器,通过加热高锰酸钾制取氧气,利用排水法来收集氧气。学生不仅要掌握实验原理、目的,实验仪器和药品的使用方法及注意事项,实验步骤、化学方程式的书写等内容,还要培养观察、分析能力和实践操作能力。

(二)《高锰酸钾制取氧气》的实验目的

(1)通过虚拟实验中的文本展示工具,使学习者了解实验目的、原理和方法。

(2)通过对虚拟实验的操作,掌握药品的选择以及仪器连接的先后顺序,能够动手制取氧气。

(3)通过对实验过程、现象的观察、分析实验反应机制,加深对实验的认知和理解。

(三)《高锰酸钾制取氧气》的虚拟实验活动设计

学生要完成虚拟实验首先需要安装Secondlife客户端,进入Secondlife虚拟环境,通过以下流程完成整个虚拟实验。

(1)准备阶段:学习者通过Secondlife提供的地图工具搜索到虚拟实验室地标并通过瞬间移动工具进入虚拟实验室。

(2)实验阶段:学习者通过人-机交互选择事先通过3D建模工具创建好的虚拟实验仪器、药品并通过资源工具查询相关仪器的使用方法及实验装置图,完成实验仪器的装置;点击各个实验仪器、添加药品来完成实验。

(3)评价反馈阶段:教师根据学生提交的实验报告和学习者的学习记录对学习者本次实验进行一个综合评价,并将评价结果通过评价反馈系统及时反馈给学习者。

二、《高锰酸钾制取氧气》的虚拟实验环境设计

本研究以《高锰酸钾制取氧气》为例设计的虚拟实验环境。以实验过程的设计为理论基础从场景及模型设计、交互设计、支持工具设计、特效设计、评价设计这几方面设计三维虚拟实验环境。

(一)实验环境的场景及模型主要虚拟教室、虚拟实验室和仪器设备组成

虚拟教室由讲台、桌椅、多媒体系统、音响设备、电子白板、书柜、书、电脑组成,供学习者实验后进行交流、报告、探究、形成实验结论。虚拟实验室主要由实验环境、实验操作台、水池、药品柜、灭火设备为为学习者完成实验并获取实验数据。仪器设备主要是酒精灯、试管、铁架台、导管、集气瓶、水槽、铁夹、烧杯。药品耗材主要是高锰酸钾等。

(二)交互系统设计

(1)人机交互设计:在实验中通过操作交互,学习者能够感受到实验设备的控制感和体验感。在Secondlife中,利用创建工具可以实现简单的“点击”“移动”“坐在上面”等操作,Secondlife提供的林登脚本语言可以设置改变物体的性质、运动方式、运动轨迹、对外力的反应等等,能够较好地支持学习者的操作交互。

(2)交流工具:学习者在实验过程中和老师、同伴交流的方式主要有在线的同步交流和异步交流。

(三)支持工具设计

实验支持工具是指支持学习者完成实验的所有工具,本研究的支持工具主要包括搜索工具、资源工具、实验认知工具、评价反馈工具等。搜索工具主要是地图工具和瞬间移动工具通过它们是搜索定位各种学习场所、用户,并瞬间移动到目的地。资源工具包含Secondlife内部资源和外部资源。内部资源主要是3D浏览器;外部资源包括各大搜索引擎。这些工具可以搜索Secondlife内部和外部各种信息资源实验认知工具主要包括3D建模工具、拍摄工具、记事本工具主要为为实验过程中学习者观察记录实验现象、采集数据提供支持。评价反馈工具主要包括问卷系统(choicer、Quizchair)、学习记录系统(Tracker)、Web-Intercom,为实验后学习者自评、反思以及教师评价反馈提供支持。

(四)特效设计

在Secondlife中,通过粒子系统结合林登脚本语言可以营造烟雾、火焰、气体、雪花等各种现象。在本实验中酒精灯加热的火焰、水槽里面的气泡、集气瓶中的氧气、反应过程中的烟雾、药品晶体的状态变化等效果都可以通过粒子系统来实现。

三、结论

虚拟化学论文第4篇

关键词:政治经济学;广义虚拟经济学;意识形态;制文化权

中图分类号:F09 文献标识:A 文章编号:1674-9448 (2013) 04-0024-07

From Culture, Ideology to Culture-making Power: the Generalized Virtual Economy from a Political Economy Perspective(II)

GUAN Yong-qiang1 ZHANG Li2(1.Institute of Economics, Nankai University, Tianjin 300071, China; 2.School of Humanities and Social Sciences, Beihang University, Beijing 100191, China)

Abstract: The relation between culture and economy has been an important field of political economy, and the theory of ideology is also a vital part of the Marxist theoretical system. As the political economy of con-temporary China, generalized virtual economic theory presents a new interpretation of the above issues from the perspective of today’s world economy. This paper looks into the political economy attribute of generalized virtual economy within the context of past studies of political economy and related fields, and presents a discussion on culture-making power, a core concept proposed in generalized virtual economy. The paper emphasizes the role of culture-making power in state-building and national identity-building and also holds that the making of culture-making power relies on the consciousness and efforts of government. From this perspective, political economy itself is the making of the culture-making power.

Keywords: political economy, generalized virtual economy, ideology, culture-making power

在政治经济学的理论体系中,文化与经济的关系问题曾经占据着十分重要的地位。英国古典政治经济学和历史(制度)学派都对文化与经济发展的关系问题开展过大量的探讨;马克思主义政治经济学则更进一步发展了意识形态理论,就文化反映同时又反作用于经济基础的上层建筑属性进行了深入研究。

19世纪末20世纪初,新古典经济学取代政治经济学,采取了把经济孤立于社会文化等制度因素之外进行抽象研究的纯粹演绎方法。尤其是在经过20世纪中期的“形式主义革命”之后,研究形式的数学化而非思想内容成为了经济学追求的目标,而那些坚持把文化作为影响经济的重要因素的制度学派学者们则纷纷转入社会学领域,从而推动了经济社会学这一新研究领域的迅速发展。与此同时,葛兰西、阿尔都塞等马克思主义学者和新马克思主义的法兰克福学派等也发展了马克思的意识形态理论,提出了一系列富于启发性的思想观点。

作为新时期的政治经济学,广义虚拟经济理论从二元价值容介态的角度对文化问题进行了全新地阐释,指出现代经济是一种传统价值不断容纳信息介质后形成的具有更高价值的广义虚拟经济,文化信息所承载的虚拟价值已经取代实用价值成为了整个经济的主轴;因此,谁能够掌控制文化权,谁就能抢先制定广义虚拟经济时代的游戏规则,进而在国际竞争中拥有主动权和优势地位。

本文首先对以往政治经济学及相关学科就文化与经济关系和意识形态的主要思想作一个概要的回顾,在此基础上,从广虚理论对文化的系统性阐释、制文化权的物质依托以及其在政治经济学中的体现这三个角度,对广义虚拟经济理论的“制文化权”思想进行分析和探讨。

一、政治经济学关于文化与意识形态的主要思想观点

从古典政治经济学刚产生起,文化与经济的关系问题就已经被纳入它的研究范围;亚当・斯密、托克维尔和威廉・配第对此分别采取了三个不同的研究视角。

斯密的《道德情操论》把文化看作是影响个人行为的伦理道德和价值观,认为人既有利己的“自爱”,也有对他人的同情心,二者既矛盾又相互伴随,共同影响着人们的行为。因此,他希望当时刚刚诞生的资本主义社会能在以利己心推动经济发展的同时,用同情心控制情感和行为,建立一个有道德的理想社会。

在托克维尔的《论美国的民主》中,文化是一种社会风气。他认为美国相对欧洲更民主和平等的文化起到了比政治制度和地理因素更重要的作用,它使美国人更富于冒险精神、推崇诚实劳动和实用消费理念,因而造就了美国经济的繁荣;而与美国北方相比,他认为南方的蓄奴文化就是一种导致经济低效率的文化。

威廉・配第的《政治算术》则把文化看作是一种推动经济发展的政策手段。鉴于当时各国商业都由新教信徒所把持的状况,他建议英国政府应实行宽容的宗教政策,吸引在欧洲大陆受到打压的新教人士和他们的资本,以发展英国的工商和航运业,进而打败法国和荷兰这两个竞争对手。

在此之后,历史(制度)学派的学者如英国的莱斯利、坎宁安、阿什利和德国的施穆勒、桑巴特等,大都继承了斯密和托克维尔的视角,把文化作为影响个人行为和经济风气的制度因素进行探讨,其中最著名的是凡勃伦和马克斯・韦伯。

凡勃伦的《有闲阶级论》继承了斯密的传统,认为奢侈消费的经济行为根源于人们的竞争心理,即希望通过炫耀性消费来证明自己的能力,从而维护自己的尊严;而每个阶层对上一阶层消费方式的模仿则最终形成了全社会的消费文化。

韦伯的研究则合并了斯密和托克维尔的研究视角。他认为政治经济学所关注的效用问题取决于个人的价值观和伦理道德的判断,正是新教的伦理和价值观使人们把做好世俗职业看作自己已被上帝选定获救的确证,从而形成了勤勉工作和积累财富的资本主义精神(风气),进而推动了近代欧洲经济的发展①。

凡勃伦和韦伯的思想深刻影响了后来经济社会学的研究。布迪厄的名著《区隔:品味判断的社会批判》就发展了凡勃伦的理论,认为人们追求消费品味的目的在于构成一种阶层的指标,把自己与更低层的群体区隔开来,进而取得对社会的支配权;格尔茨的《小贩与王子》和李普塞特的《革命与反革命》、《大陆的分界》则继承了托克维尔和韦伯的思路;前者考察印尼不同文化形态下经济发展的路径差异及其与经典资本主义模式的不同,后者从文化和价值观的角度分析了美国、加拿大和拉丁美洲经济发展路径差异的原因。

与历史(制度)学派和经济社会学不同,马克思主义采取一种与威廉・配第更为接近但立场相反的研究路径,批判地探讨了文化作为政府政策的意识形态性②。在《德意志意识形态》中,马克思和恩格斯指出,作为上层建筑的意识形态,不像科学那样根源于现实的人和人的现实实践,而有着脱离现实和对现实扭曲和掩盖的一面;统治阶级或企图取替旧统治阶级地位的新阶级,总会把自己的文化和价值观描绘成唯一合理且具有普适性的思想,以欺骗和强迫大众接受。

此后,葛兰西和阿尔都塞进一步提出了“文化领导权”和“意识形态国家机器”理论,认为文化作为意识形态和军队、法庭等暴力机器一样,是统治者维护霸权的政策手段,其实质是通过教会、学校、媒体和出版、文体等机构,向人们不断灌输符合统治集团利益的文化和价值观,使之适应社会和服从国家的规范。

法兰克福学派的霍克海默、阿多诺、马尔库塞和哈贝马斯等也指出,现代社会的科学技术使人们失去了应有的批判意识而沉迷于技术理性,变成了“单向度的人”;大众文化也只是由“文化产业”(又译“文化工业”)为维护统治集团利益而批量生产出来的产品;作为意识形态的科学技术和大众文化实际都是在操纵和规范着人们的思想,以维护现存制度的安全。

另外,布迪厄的“文化再生产”理论也认为,现代学校教育所传递的文化内容和语言符号都倾向于支配阶层,它保证支配阶层的子女能处于优势地位,从而传递着社会的不平等。齐泽克则指出,社会上的每个个体一出生就被外界赋予了各种意识形态的期望,个体的成长过程就是被意识形态不断建构成为社会所期待的主体的过程,所以我们即使明知意识形态的欺骗性,也仍然无法与之断绝关系。

最后,新制度经济学派的诺斯也曾希望通过“意识形态”一词把文化问题重新纳入到主流新古典经济学的研究视野,但这里的意识形态并不具有批判意义或政策含义,而主要继承了斯密以来的道德和价值观内涵,意指人们因地域和职业等原因而获得的某种社会常识和日常行为习惯,在经济活动中可以起到节约交易费用、克服搭便车行为和促进社会合作的作用。

二、广义虚拟经济理论是对文化与意识形态问题的系统性阐释和升华

广义虚拟经济理论不仅继承了传统政治经济学对文化的关注,还从当今世界经济的现状出发,对文化问题进行了从微观到宏观的系统性阐释。

首先,广义虚拟经济理论采取了人本经济的基本研究范式,把价值观和文化问题放到了整个理论体系的基础和中心地位。广虚理论指出,随着当代经济的迅速发展和告别物资短缺时代,商品的价值正在日益远离劳动和生产过程,而与人们的生活娱乐消费有着越来越紧密的联系。因此,我们除了要以效用价值论替代劳动价值论以外,还要进一步改变对人类活动基本模式的理解,从劳动对象化提升到生活对象化,从物本经济转向人本经济的思维方式。于是,解读人的生活、满足人的需要成为了我们需要研究和解决的根本问题。而如前述斯密和韦伯等的研究所表明的,人们的消费和生活方式根源于心理因素,反映着一定的伦理和价值观念,效用程度的高低也依赖于价值观的主观判断。由此,作为价值观的文化问题也就在广义虚拟经济理论体系占据了中心的地位。

在此基础上,广虚理论提出“二元价值容介态”的概念,进一步对原本隐性的文化赋予了明确的价值。随着现代科学技术尤其是信息技术的发展,我们已经进入了广义虚拟经济时代,其特点就是承载着文化的信息被纳入传统的物质形态之中,并形成了超越实物价值的更高级的虚拟价值。正如凡勃伦和布迪厄所指出的,人们在购买奢侈品或者追求品味时,消费的对象并不是物品本身,而是消费者自己赋予物品的文化意义。只是,广虚理论在这里给出了更为一般性的解释,认为广义虚拟时代的所有商品都是“承载着价值、信念的文化产品”③,都具有着或多或少的文化虚拟价值。只是高档品牌在其发展历程中不断容纳有价值的信息,从而累积了更高的虚拟价值,而低档商品则只具有很低的虚拟价值,因而也主要用于满足人们在实物层面的需求。

在广义虚拟经济时代,作为文化的价值观体现在社会风气上,就是信心、人气和信用制度。随着虚拟价值在商品总价值中所占的比重越来越大,商品价格的波动也越来越取决于人们的价值观和心理因素。于是,信心和信任在广义虚拟经济时代就有了更加重要的意义。它不再只是斯密那里道德意义上的同情心,而是商品虚拟价值的支撑要素。或者可以说,信心本身就是价值的显现。在广义虚拟经济中,信心比黄金更重要。作为社会群体的信心的集合,就表现为人气,而人气的持续存在又有赖于现代社会的信用制度。在这里,对于作为社会风气的文化,广虚理论采取了比托克维尔和韦伯等学者更抽象的解释。它并不特指某一种价值观或宗教文化,而是更具有一般性的人气和现代信用制度。事实上,在人本范式下的广义虚拟经济中,没有人气就没有交易。人气已经成为了一项前所未有的重要资源和财富标志,也是驱动整个社会创新和发展的最活跃的文化动力。

最后,广虚理论在更高的层次提出了制文化权思想。在广义虚拟经济时代,作为虚拟价值的源泉,文化同时也构成了国家间综合国力竞争的重要因素。而一种被世界各国普遍认同的文化,也就拥有了全世界对它的信心和最广泛的人气。因此,拥有控制文化观念的形成权或称“制文化权”,就成为了广义虚拟经济时代获取财富和国际竞争优势的重要手段。在宏观层面,政府应抢先缔造和输出一套符合本民族、本国家利益的文化理念。作为一种国家意识形态,进而参与甚至主导国际游戏规则的制定。在微观层面,则主要是通过企业的生产和营销,将本民族的历史文化融入到产品的虚拟价值中,在创造以虚拟价值为主导的产品品牌的同时,弘扬本民族、本国家的历史、文化和价值观。

在这里,制文化权思想有着和马克思主义意识形态理论相类似的政策含义,意指潜移默化地把符合本国或本民族利益的文化理念渗透到其他国家或民族,进而使之为文化的控制者服务。不同的是,制文化权思想主要关注的不是统治集团对国家内部的霸权,也较少批判性的色彩,而更多是从世界格局出发,强调文化的输出和国际竞争性,依托于全民族共有的文化以及政府与企业在宏观和微观层面密切合作和一致对外的共同努力。

三、制文化权根本上依托于民族国家和政府的力量

马克斯・韦伯曾明确指出,政治经济学是一门以人为研究对象的科学,但这里的人绝不是抽象的个人或“经济人”,而是作为民族国家组成部分的人;所有的政治经济学都受限于民族国家,所有的经济政策也都服务于民族国家的利益④。从威廉・配第以来,政治经济学莫不如此,广虚理论的制文化权思想也是这样。它所关注的核心问题并不是世界文化的交流或者普世价值的提升,而是在广义虚拟经济时代,如何继承和传播中华民族的传统文化、提高中华文化的国际影响力。进而参与和主导世界市场游戏规则的制订,塑造出一种有利于中国利益的国际话语体系,使我们在今后的国际竞争中处于优势的地位。

文化是民族凝聚力的重要源泉,也具有着鲜明的民族个性和民族精神。掌握制文化权的目的就是要把这种具有民族性的文化推向世界,使之具有世界范围的感召力和影响力,进而在价值观和思想的层面同化竞争对手。广义虚拟经济学者曾指出,在我国的历史上,汉民族之所以能够在与兄弟民族长期的冲突和磨合中处于不败之地,进而融合形成今天的中华民族,其根本就在于对制文化权的运用⑤。而另一方面,近代以来我国在世界文化的竞争与交流中往往处于被动局面,也正缘于制文化权的太阿倒持。

近代以来所形成的国际话语体系,实际是西方国家在进行全球扩张、建立以西方为中心的世界经济体系的过程中,有意识构造起来的一套完全有利于他们的文化。在这一过程中,对世界文化发展的控制权与对世界经济发展的主导权相得宜彰,使西方得以在政治、军事、经济、和文化上全面统领世界。也正是西方国家在经济发展主导权和制文化权上取得的双重成功,以及他们竭力将二者紧密联系起来的努力,使得接受者们往往被其束缚而浑然不觉,甚至为之推波助澜。

例如,在现代的国际话语体系中,传统中国的贸易政策总是被解释为闭关自守、“把自己关在排外主义的高墙之内”,清政府和官员的形象也被描述为闭目塞听、盲目尊大。甚至著名历史学家蒋廷黻在其名著《中国近代史》中也未加思索的接受了这种话语体系,说“在鸦片战争以前,我们不肯给外国平等待遇。在以后,他们不肯给我们平等待遇”⑥。然而,事实上,在1793和1816年英国使团来华交涉通商事宜时,得到了清政府极其礼貌的接待和极其热情的款待;清代的贸易政策也绝不是闭关而只是限关贸易;谈判最终没能成功的原因是英国不愿意受限于清朝的朝贡贸易体系,而清朝则没有同意英国咄咄逼人的贸易要求⑦。

又如,在欧洲中心论的中西对比语境下,近代西欧崛起和中国落后的原因总是会被解释为欧洲源自古希腊的民主、科学、自由,而中国则专制、落后、缺乏私有产权保护等等,包括前述托克维尔对于美国文化和韦伯对新教重要性的推崇,本身就是制文化权的体现。然而翻开真实的历史,我们却会发现,在前近代的中国,人民享有比西欧更自由的环境、更发达的市场和甚至更仁慈的政府,而现代科学源自于伊斯兰文明的积累而非古希腊的孑遗。现代民主也是欧洲经济发展的结果而非原因,西欧的领先并不是因为中国出了问题,而是欧洲通过对美洲的殖民而获得了一笔巨大的海外横财,从而实现了工业资本主义的原始积累⑧。

如此种种,不一而足。如果不借助于制文化权思想为我们提供的这个透镜,解析出这种获得了普世文化地位的国际话语体系本质上的西方民族主义色彩,我们就无法破除思想上的迷雾,看清楚我们百年来所走过的中国道路;而如果我们不致力于推广和传播中华文化,建立有利于中华民族利益的文化和话语体系,就无法彻底地摆脱这种思想上的束缚和国际语境中的被动局面。而要做到的这一点,根本上还是要通过政府的力量来实现。

正如前述阿尔都塞的意识形态国家机器理论和法兰克福学派的文化产业理论所指出的,文化不仅仅是一种社会意识,还对应着相应的物质形态。在广义虚拟经济时代,文化本身就有着物质的含义,媒体、教会和文艺、体育等文化传播机构都构成了广虚时代新意义上的基础设施,要推动中华文化走向世界,就必须首先加强这些基础设施的建设,促进文化产业发展成为国民经济的支柱性产业,建设社会主义文化强国,这些都离不开政府的指导、支持和协调。与此同时,在制文化权的国际竞争中,总是合并着政治、经济乃至军事力量的交锋,是一场国家软、硬实力集于一体的较量,这就更需要政府提供的保障。因此,作为文化因素在政策层面的集中体现,制文化权虽然离不开企业在微观层面通过民族文化创造虚拟价值和塑造民族品牌,但归根到底依托的还是政府。

四、政治经济学本身就是制文化权的重要体现

如果我们从制文化权的视角出发,反观二百多年来的政治经济学(经济学),就会发现,在政治经济学的思想内容和研究方法上,无不体现着民族国家的利益和本民族文化的输出。

早在政治经济学形成之初,弗里德里希・李斯特就指出,英国古典经济学是服务于英国民族国家利益而又采取了普世性话语体系的学说。他发现,英国有一个古老的准则,那就是“一个国家只有在对外贸易中以制成品换取农产品与原材料,才能实现高度富强”,然而这一准则已经“成为了并且一直是英国的国家秘密”,在政治经济学中对此只字不提,而且还使用“世界主义的表述和论证”,巧妙地将其隐蔽起来,这就像“一个人到达强大顶峰的时候,他就一脚把用过的梯子踢开,以免他人借助同样的手段跟着他爬上来”。⑨

此后,爱尔兰的经济学家克利夫・莱斯利也指出,“政治经济学实际上并不是一个自然法则体系,或者某种具有普适性的永恒不变的真理,而是由一些在特定历史条件下产生的推理和学说所组成的,甚至会带有特定的历史和主要撰述者的色彩”⑩。和李斯特一样,他也发现,英格兰总是把政治经济学塑造成一套普世理论,声称“在英吉利海峡的这边和那边应当没有什么不同”,从而把在英格兰形成的法律和土地制度强加给制度背景和经济发展水平都完全不同的爱尔兰,实质上却是通过这种手段把爱尔兰变成了自己的殖民地 11 。

对此,马克斯・韦伯在后来将其概括为,“各民族之间的经济斗争从不停歇”,而“庸俗政治经济学就在于它以不断配置普遍幸福的菜谱为己任” 。12

到了新古典经济学时代,发达国家对于制文化权的掌控技巧也更趋成熟和隐蔽,它们总是把从本国或少数几个发达国家特定时期总结出来的经济理论和政策写进经济学教科书,通过数学化这种科学的表达形式,以普世理论的方式输出到历史背景和国情都完全与之不同的欠发达国家,并由此出发,对这些国家的各种传统制度包括文化进行攻击,表面上是以西方国家为模板引领他们实现经济和社会的发展,而实际上却是对这些欠发达国家进行着文化和经济的殖民。

对此,著名经济学家琼・罗宾逊曾批评新古典经济学“一只脚是未经检验的假说,另一只脚是无法检验的口号” 13,以科学的外衣,行意识形态之实。缪尔达尔在研究南亚国家贫困问题时也指出,“经济理论家比其他社会科学家更倾向于得出一般的命题,然后假定它们对任何时间、任何地方、任何文化都无往而不适……但是,当用于研究它并不合适的南亚不发达国家时,后果就严重了。”14

布迪厄对阿尔及利亚1960年暴乱的研究就指出,正是由于发达国家从外部把与其本国社会和文化并不适应的资本主义制度强加给阿尔及利亚,才导致了这些社会的剧烈动荡和人民的遭受痛苦。 15 雷迅马也发现,“现代化”本身就是一种发自于欧洲和美国利益的意识形态,它的目的并不是真的让欠发达国家实现现代化,而是要把它们改造成自己所需要的状态 16。

最后,仅仅指出政治经济学有着作为本国文化和话语体系输出的一面当然还不够,在下一步的研究中,我们将从发达国家的政府和基金会等机构和组织入手,考察制文化权在政治经济学中是如何运作的。

注释:

① 针对韦伯新教伦理与资本主义精神的研究,经济史学家R.H.托尼曾撰有《宗教与资本主义的兴起》一书,提出了不同

的观点。他认为是哥伦布发现新大陆大大改变了欧洲人的世界观,而由此带来的贵金属大量涌入和价格革命推动了资本主

义的发展,并导致原有社会各阶层的变化和一些地区经济实力的增强,进而削弱了教皇的影响和控制力,促进了新教的发展。② “意识形态”一词最早由法国学者德斯图・德・特拉西提出,但当时的目的是以感觉和经验为基础,建立一套与神学相抗衡的“观念学”知识体系,并最终因失去拿破仑的支持而遭遇了失败;我们今天所使用的批判意义上的意识形态概念是从马克思那里发展起来的。

③ 晓林、秀生.《看不见的心――广义虚拟经济时代的到来》第37页。④ 马克斯・韦伯. 《民族国家与经济政策》第91-92页。

⑤ 林左鸣.《广义虚拟经济――二元价值容介态的经济》第286页。

⑥ 蒋廷黻.《中国近代史》第4页. 上海:上海世纪出版集团、上海古籍出版社,2006。

⑦ 何伟亚.《怀柔远人:马嘎尔尼使华的中英礼仪冲突》第232、237页. 邓常春译. 北京:社会科学文献出版社,2002。

⑧ 关永强. 从欧洲中心史观看美国中国史研究的变迁.《史学理论研究》2009年第1期。

⑨ 弗里德里希・李斯特. 《政治经济学的国民体系》第269-270页。

⑩ Thomas Cliffe Leslie. The Political Economy of Adam Smith. Fortnightly Review, Nov.1, 1870.

11 Leslie, Land Systems and Industrial Economy of Ireland, England and Continental Countries, London: Longmans, Green & Co., 1870.

12 马克斯・韦伯.《民族国家与经济政策》第89页。

13 Joan Robinson. Economic Philosophy. p.25. Chicago: Aldine Pub. Co., 1962.

14 冈纳・缪尔达尔《. 亚洲的戏剧:对一些国家贫困问题的研究》第7-8页. 谭力文、张卫东译. 北京:北京经济学院出版社,1992。

15 Pierre Bourdieu. Algeria 1960: The disenchantment of the world, The sense of honour, The Kabyle house or the world reversed. Cambridge: Cambridge University Press, 1979.

16 雷迅马.《作为意识形态的现代化:社会科学与美国对第三世界政策》. 牛可译. 北京:中央编译出版社, 2003。

参考文献:

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[11] 赫伯特・马尔库塞. 单向度的人:发达工业社会意识形态研究[M]. 刘继译. 上海:上海译文出版社,2008.

[12] 尤尔根・哈贝马斯. 作为“意识形态”的技术与科学[C]. 李黎、郭官义译. 上海:学林出版社,1999.

[13] 齐泽克. 意识形态的崇高客体[M]. 季广茂译. 北京:中央编译出版社,2002.

虚拟化学论文第5篇

虚拟机可以通过软件来模拟完整的硬件系统,在一台物理计算机上可以利用虚拟机同时安装、运行多个虚拟的操作系统(以下简称GuestOS,即安装在虚拟机中的操作系统),如WinXP、Win7、WindowServer2008、Linux等,各系统间可以同时运行且互不干扰,也可以组建成一个网络,多系统间也可以进行灵活切换,从而在节约资源的情况下方便地完成各种测试与开发。目前在信息化教学中比较常用的虚拟机软件主要有VirtualPC、VMware。两种虚拟机均能支持Dos、Windows、Unix、Linux等GuestOS,安装GuestOS时均可采用物理光盘或使用ISO镜像文件,GuestOS均有bridged(桥接模式)、NAT(网络地址转换模式)和host-only(仅主机模式)三种网络工作模式,安装后的GuestOS和HostOS(即物理计算机上安装的操作系统)是相互隔离的,但鼠标指针均可以在二者之间随意移动、拖放文件,而且GuestOS均具有磁盘还原功能。VirtualPC是微软开发的虚拟机,对Windows操作系统具有较强的兼容性;最新版本VirtualPC2007汉化安装包仅27MB左右,安装快速,约90秒即可完成安装;GuestOS的硬盘和内存大小按实际使用动态增减,VirutalPC虚拟了一个通用的显卡:S3Trio32/64(4M),还虚拟了串口和并口。而VMwareWorkStaion6.0之后的各版本安装包均在400MB以上,安装时间较长、较繁;GuestOS的硬盘容量在设定后不可调整,但可增加硬盘数量;分配多少内存,即使不用,也占用着,不可被其他地方调用,因而基于VMware的GuestOS比较耗资源。但VMware更新最快,支持最新的各种操作系统,可以虚拟出除串口、并口外的USB、打印机等,而且VMwareWorkStation自9.0起具有更出色的3D图形技术。VMwareWorkstation具有更快的3D图形处理能力,支持在Windows和最新Linux虚拟机中使用DirectX9.0cShaderModel3和OpenGL2.13D图形技术,因此可以轻松地满足AutoCAD、Solidworks和许多最新游戏等3D应用的严苛要求[1]。对比VirtualPC和VMware,如果要安装Windows系统,且所要使用的软件对显存要求不高,对GuestOS的设置也比较简单,则建议使用轻巧型的VirutalPC;若是需要安装非Windows系统,或体验最新的各种操作系统,或软件对显存要求较高,或需要更多的硬件虚拟时,建议使用VMware。

2虚拟机在中职信息化教学中应用

2.1应用一:教学环境随身带

GuestOS在HostOS中只是一个虚拟硬盘文件,文件大小即GuestOS实际消耗的硬盘空间,如GuestOS为纯净的WindowsXP或WindowsServer2003,虚拟硬盘文件大小一般不超过2GB,便于存储在U盘或移动硬盘随身携带。由于VirtualPC和VMware都可以直接使用虚拟硬盘文件打开相应的GuestOS,所以对于一些特殊的教学环境,教师可以事先在GuestOS中配置好,或直接将实训室的实训环境通过镜像方式Ghost安装到GuestOS中,然后将虚拟硬盘文件存放在U盘或移动硬盘中,随身携带,这样只要所用计算机上安装了相应的虚拟机就可以把虚拟硬盘文件拷到计算机上使用,这样既方便了备课,又方便了上课。当然,经实践证明,如果是存放在USB3.0的U盘或移动硬盘上,则可在USB3.0的移动设备上直接运行GuestOS,这样省去了拷贝虚拟硬盘文件时间,大大提高使用效率和便灵活性。VirutalPC安装快速,操作简单,相对于VirutalPC,VMware的硬件虚拟更强大,磁盘使用效率更高,更突出优势,若某些软件在VirtualPC无法运行时,不妨使用VMware。但由于VMware安装较繁琐、耗时,若要使用VMware,则建议先在常用的多媒体教室或实训室安装好VMware,以免影响课堂进度。

2.2应用二:节省设备投入,提高实训教学效果

2.2.1方便教师搭建服务器,提高实训教学效果

在实训教学中,将用于考试或文件共享等专门用途的ServerOS安装在教师机的虚拟机上,则每间实训室可节省1台服务器计算机。在虚拟机上安装ServerOS后,教师可方便地实现在WindowServer2003的GuestOS中搭建各种服务器,如文件服务器。在建好文件服务器后,可以通过特定软件实现为每个学生机建立一块相互隔离的个人空间,这样既方便了学生提交作业,也方便每次课将上次未完成的作业对应地发送给学生。

2.2.2方便学生搭建实训平台,进行实训、测试,强化技能

(1)在计算机实训中,每个学生均可利用一台计算机同时操作多个GuestOS,进行完整的实训测试,不仅提高了实训设备的使用效率,还可以让每个学生系统、全面地掌握相关技能,而不局限于分工合作后的局部技能,如网站建设与测试、网络攻防测试等。(2)由于HostOS与GuestOS是隔离的,所以在GuestOS中不管是分区、中病毒、死机,还是安装各种软件,都不会影响HostOS。在HostOS中,GuestOS仅表现为一个或多个数据文件,所以诸如系统安装、磁盘操作、分区调整、数据删除与恢复测试、病毒防治、网络安全攻防测试之类会损坏HostOS的实训,就可以放心地让学生在GuestOS中进行反复实训,这样学生的专业技能也能得到更好的强化。

2.2.3方便准备不固定实训场所的实训环境

(1)对于临时调整实训室时,经常会遇到学生机缺少实训环境,教师可以利用如凌波多媒体网络教室软件、飞鸽传书等局域网文件传送软件,快速地将配置好实训环境的虚拟硬盘文件传送给学生,学生就能在虚拟机的实训环境中正常完成实训。(2)对于一些非正常教学的培训,学生机中缺少培训所需软件,或软件版本不同,则可将培训所要的软件安装到GuestOS中,传送到学生机上,从而减少了对所有学生机因不同需求反复安装的麻烦。

2.3应用三:录制实训教学视频

虚拟化学论文第6篇

关键词:虚拟实践 哲学 研究述评

中图分类号:B2 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2014)10(b)-0232-02

近年来虚拟实践由数字合成对象走出符号的思维空间成为真实的实践活动,极大的延伸了人类生存与发展的时空界域,并以空前的力度和全新的姿态开辟了人类前所未有的生存领域,并以空前的速度与规模改变着人类的实践生活的方方面面,这种正在迅猛发展并日臻完善的新式实践模式向传统现实实践提出了挑战。

马克思主义哲学作为时代精神的精华,虚拟实践作为跨时代的课题,对于深入理解马克思主义哲学的当代性、探索建构马克思主义哲学的新形态是具有十分重要的意义。近年来,学界关于这一课题进行了广泛而深刻的讨论与研究,该文就国内学界的一些主要观点进行梳理与评论,以期为当代虚拟哲学的进一步研究提供助益。

1 虚拟实践的界定

当前大部分虚拟实践的相关文章和著作都比较重视对于虚拟实践的阐释,但是对于虚拟实践的界定,学界存在一些争议。有学者认为虚拟实践并不是严格意义上的实践,真正意义上实践只能是物质生产实践,虚拟实践只是一种描述的过程,能证明或者能证伪一些命题,笔者认为这是对马克思主义实践观理解单一化、片面化、凝固化的表现;也有学者认为虚拟实践不仅具有实践的各种要素,其本质上也是一种双向对象化活动,我们应该将实践的思想与实践在新时期的发展结合,本着理论与实践结合的态度理解与认识虚拟实践。[1]大部分的学者还是倾向于支持将虚拟实践做为一种新的实践方式,从不同的角度对虚拟实践进行阐释和研究。曾国屏教授从实践活动的角度对虚拟实践进行了分析,他认为是将“可能性转换为现实性的创造性实践,是对现实的超越与扬弃”;[2]周甄武博士从虚拟实践与其它实践区别的角度,将虚拟实践界定为主体在虚拟空间使用数字化中介手段进行的实践;[3]天津社会科学院研究员李超元从虚拟实践的虚拟形态的角度主张将虚拟实践定义为“超越现实性的思维方式和实践方式”;在众多对虚拟实践的界定认可程度较高的是张明仓博士的著作《虚拟实践论》,他从实践主体―人的角度对虚拟实践进行了阐释,将虚拟实践被界定为:“人们在虚拟空间利用数字化中介手段进行的有目的、双向对象化的感性活动,所有的虚拟实践活动都人利用数字化中介手段对现实性的感性超越。”[4]

2 虚拟实践哲学观

作为虚拟哲学的一个重要分支,许多学者从哲学层面对虚拟实践上进行了更深层的研究,其中最具挑战性的问题主要较多集中在虚拟实践的本体论与实践观以及认识论三个方面。

2.1 虚拟实践的本体论研究

虚拟实践本体论旨在回答虚拟实践本身是一种什么性质的存在,并由此延伸出的关于虚拟本体论与现实本体论一系列问题,这是虚拟哲学最具争议性的研究。首先,相对于实在论,虚拟实在本身是一种什么样的存在,翟振明教授的《实在论的最后崩溃―― 从虚拟实在谈起》一文在学界引发了很大的争议,翟教授基于严密的逻辑分析与思想实验,他认为虚拟技术的高速发展使我们能够模拟出一个与日常经验一致的虚拟空间,离开实在世界的支撑,在虚拟实践的实现进程中依然实现了主体感觉,由此他得出虚拟实在与自然实在的本体论具有对等性的特点,并推论出实在本体论是形而上学并且不成立的。由于实在本论论是大多学者的观点与主张,此结论一出引发了虚拟实在哲学研究的热潮,并由此出现了相当数量的关于虚拟实在的论文,不少学者认为尽管虚拟技术创建的虚拟世界可以带来脱离物理世界所具有的感觉、经验等主体感受,但并不能说明虚拟实在本体与实在本体之间就具有等价性,并且虚拟世界中所有信息都来自于客观世界,虚拟实践的主客体与对象的客观性都是对实在本体论的有力证明,[5]也有学者认为翟教授并未能从真正意议上说明由于虚拟实在论与现实本体论的对等性导致了实在论的崩溃,其相当精辟的论证反而却有效的证明了因果实在论。[6]由于学界对于反形而上学、反传统的支持者越来越多,所以关于虚拟实在的争论一直在持续,这场争论从根本上推动了虚拟实在本体论的学术研究。

2.2 虚拟实践的实践观研究

就实践哲学研究而言,上世纪我国大量学者对“实践”的理论本质和地位问题进行了全方位思考,并获得了大量成果,然而“实践”一直是作为一个静态的抽象来研究。本世纪以来,虚拟实践作为国内哲学研究的热点,不少学者在虚拟实践的相关研究已取得不少的成果,大多的研究主要集中于虚拟实践与传统实践的关系,大多数的学者倾向于支持虚拟实践做为人的思维与实践活动的延伸表达,是一种新的实践模式,其中以张明仓博士的研究最为突出,他将虚拟实践做为人的感性超越性的活动,对虚拟实践的主体、客体、中介等进行深入的分析与论证,创造性的提出了虚拟实践主客体的“双向对象化”;[7]也有论者认为虚拟实践并不能完全准确的显示真实世界里的所有出现的一切情况,只能通过模拟真实世界的方式来帮助提高我们的认识水平,不能真实的改造我们的实践对象,因此,虚拟实践所提供的只是一种描述性的实践与描述性的空间,并不是真正意义上的实践[8];甚至还有学者认为虚拟实践是对传统现实实践方式的超越,应完全独立于现实实践。在大量的论述中,对于虚拟实践是否属于实践这一关键问题并没有达成一致,基于对于虚拟实践不同理解的基础上的讨论出现的分歧笔者认为在所难免了。

2.3 虚拟实践的认识论研究

在人类发展的历史上每一次科技革命的爆发,都会引发人类认识论的相应的变化,虚拟技术的产生对于人类传统认知范式都产生了前所未有的影响,在学界甚至造成了对于认知研究范式的变革性转向。

虚拟实践的产生打破了传统的“真”与“假”的界限,实现了“真”与“假”的辩证统一,从认识的角度来看,数字化的虚拟信息本身却具有现实的功能,虚实、真假界限的模糊是突破传统认识论实现人类认识方式的变革。国内最先着手虚拟技术认识论研究的学者是曾国屏教授,早在20世纪90年代他就主张虚拟实践过程是一种沉浸性的体验,虚拟技术使主客体之间的中介――数字信息的工具性和对象性的双重品质得到充分的发挥,能够最大程度上的降低人们在现实实践中出现的失误与偏差,虚拟实践所提供卓有成效认识工具极大的促进了科学技术的发展并将继续引发设计制造业的巨大变革。在此之后,张怡、邬、胡敏中、李永红、王天思、陈蔚等学者对于虚拟实践的认识论问题展开了深入的探索与研究,其中王天思教授和张怡教授对虚拟实践认识论的研究更加深入。王天思教授认为在如今的数字时代对客观规律的认识有两种,一种是对客观世界现存的规律认识,这是描述性的认识活动,还有一种是对人类通过程序创造设计自为世界――虚拟世界,对这种对创造设计新事物规律的认识是具有创构性质的,这就是新的创构认识活动,随着数字时代的不断发展,虚拟实践使得创构认识论变得越来越重要,甚至也使得传统描述性认识本身所具有的创构性质日趋明朗。[9]张怡教授提出由于虚拟空间超文本的出现,虚拟认识已经成为依赖于感知觉的循环反馈结构,他指出虚拟实践的认识过程通过界面和计算机与虚拟实在发生作用而实现,其主客体、实践对象都发生了重大变化,从而极大的延伸了人的实践活动,与利用物性的工具来强化现实实践相比,虚拟技术能过界面的方式更加强化了实践的虚拟性。[10]学界对于虚拟实践认识论的研究基本上都倾向于支持虚拟实践提升了人类的认知水平,对于虚拟实践的认知过程推动人类认知的深化与发展都进行了非常有启发意义的分析与论证。

3 虚拟实践观的研究趋势

近10多年来,学界在虚拟实践的相关学术研究已取得了相当多的阶段性成果,综观众多的学术成果,笔者发现早期关于虚拟实践的研究侧重于虚拟实践的定义、内涵、类型、实践观点的分析等方面的探析,旨在对这种新的实践方式带来的变革给予更多的哲学解释;近五年来虚拟实践的相关研究有了进一步的发展,研究热点也发生转向,更加集中于虚拟实践与主体的研究,这里包括虚拟实践的主体性境遇、在虚拟空间主体的生存论问题、价值观、虚拟实践与人的发展等各方面,可见学界在更高层次以及更大范围的基础上关注人类在数字时代的生存和发展状况,这不仅关系到人类的自我理解和自我超越,更加彰显出哲学在信息时代的功能。

然而反思当前虚拟实践的研究现状,当虚拟实践引发了众多学者的重视,并且正在成为经济学、社会学、军事学、心理学等多种学科的生长点和创新点,而虚拟实践哲学视域下基础性的研究至今却未能完善。虚拟实践的定义、实践性质的划分、本体论、认识论等基本哲学大量学者的看法莫忠一是,至今未能达成统一的认识。由于基本定义的不能明确加之大量泛化的研究导致了不少具有相当开创性意义的研究成果面临被消解的危机。当然在学界的学术争论应该允许其存在,但在信息化时代对于哲学的迫切呼唤下,“实践”这个作为马克思主义哲学核心范畴应该体现其时代特性,对于虚拟实践相关的一系列哲学基本范畴的理解也应达成统一的界定与认识,这是建构具有时代性、结构合理的马克思主义哲学研究体系,深入推进马克思主义哲学研究的必要前提。

参考文献

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虚拟化学论文第7篇

【关键词】虚拟实验;教学环境;研究现状;研究趋势;论文

【中图分类号】G434 【文献标识码】A【论文编号】1009―8097(2009)12―0115―04

随着计算机多媒体技术和网络通信技术的迅速发展,信息时代的学习、生活方式都发生了重大变革。作为培养和提高学生动手实践能力、观察能力、分析问题和解决问题能力等方面有着先天优势的实验教学是高校教育改革的关键问题之一。目前,我国传统实验教学环节不足、实验资源不均衡,学生创新能力不足,虚拟实验教学环境研究与建设有利于解决当前实验教学中存在的问题。

为了从整体上把握虚拟实验教学环境发展脉络,拟重点从研究内容入手,探悉虚拟实验教学环境研究现状及发展趋势。虚拟实验教学环境是指开展虚拟实验教学所需要的环境,包括硬件和软件环境两部分。硬件环境包括计算机终端、计算机网络、服务器等,软件环境包括基础软件、虚拟实验教学系统软件、实验教学资源及理论指导等。本文所研究的虚拟实验教学环境是指为开展虚拟实验所搭建的教与学环境,主要指软件方面的环境建设及其应用研究。

一 研究设计与思路

1 研究资料

研究材料来源于“中国知识资源总库”,以“虚拟实验”为关键字进行检索,时间从2005年至2009年1月公开发表的主题中含有“虚拟实验”的期刊论文、会议论文以及学位论文,共437篇,以下从发表时间、研究内容两个维度分别进行统计分析。

2 研究方法与工具

研究材料采用内容分析方法进行研究。内容分析法是对明显的传播内容作客观而又系统的量化,并对量化结果加以描述的一种研究方法。[1]它是教育技术学研究方法的一种,通常是先抽取有代表性的资料样本,然后将资料内容分解为一系列的分析单元,并按预先制定好的分析类别和纬度系统进行评判记录,最终对结果进行统计分析。内容分析法实施步骤包括提出研究问题或假设、抽取样本、选择分析单位、建立分析类目、进行评判记录、定量处理与计算以及解释与检验等几部分。本研究资料采用数据统计工具进行数据管理、统计分析、统计绘图和统计报表。

二 研究结果(即研究现状)分析

1 从时间上看虚拟实验教学环境研究受到的关注程度及其原因

以“虚拟实验”为关键词,时间段分别从1979年到1999年、2000年到2004年、2005年到2009年1月进行检索,题名中包含“虚拟实验”的期刊论文和硕、博学位论文数量如表1所示。从三个时间段检索的论文数量来看,近几年虚拟实验教学环境的研究已经得到了众多学者的广泛关注。可见,对于虚拟实验教学环境的研究已经成为当前教育研究一个新热点,分析其原因是主要信息技术的蓬勃发展已经使部分虚拟实验环境的设计与开发成为现实,并在一定的理论指导下应用于实践,使各类虚拟实验室建设成为可能。而且,虚拟实验环境的研究与实现极大地降低了实验室建设成本,缓解了由于财政压力给实验实训教学环节带来的不利影响,有利于学生实践操作能力的培养,因此,虚拟实验教学环境的研究也就具有了极大的经济效益和社会效益,从而引起了更多学者、专家的关注。

表1 三个时间段检索的论文数量

2 从内容上看虚拟实验教学环境研究的现状及其分析

通过对2005年以来检索的437篇期刊论文、会议论文以及学位论文进行研究内容分析可以发现,虚拟实验教学环境的研究主要集中在以下几个方面:虚拟实验平台与系统的设计与开发、虚拟实验的设计、虚拟实验的教学研究及虚拟实验相关开发技术研究等,在检索的论文中各个方面的研究内容所占比例情况如图1所示。

(1)虚拟实验平台与系统的研究

从图1可以看出,虚拟实验平台与系统设计与开发的研究论文较多,其数量达175篇。可见,计算机技术与网络技术的发展为实验平台和系统的搭建提供了技术支持,虚拟实验的实践研究首先引起了广泛关注。这方面的论文主要是探讨某门课程的虚拟实验平台、系统设计或开发过程,如顾九春等[2]在论文中论述了基于matlab提供的函数和控制系统分析工具箱开发了自动控制原理课程的虚拟实验平台系统,对课程控制系统的设计与开发比较简单,论文中没有进行应用效果的分析。关于虚拟实验平台设计或设计与开发方面的研究论文有66篇。周冬婉[3]在论文中论述了实验系统平台的设计,并实现了简单开发,论文中无应用方面的论述。关于虚拟实验系统的研究论文有109篇。虚拟实验平台、系统研究的论文中进行设计并实现的比较多,在实验中应用的不多,对应用效果分析的就更少了。设计与开发具有开放性、自主性、协作性、交互性以及可扩展性的虚拟实验平台和系统有利于虚拟实验的开展和实施,有利于虚拟实验的共建共享。通过分析以上175篇关于虚拟实验平台和系统研究论文发现,目前虚拟实验平台和系统的开发各自为政,没有统一的规范和标准,很难实现平台和资源的共享。虚拟实验平台和系统的设计与开发研究大都是基于某一门课程实现,开发的技术种类繁多。

图1 虚拟实验研究内容情况

(2)虚拟实验教学研究

虚拟实验教学方面的研究有利于指导虚拟实验教学实践,这方面的研究论文有93篇。教学研究方面的研究内容情况如图2所示,主要包括以下几个方面:虚拟实验理论层次的应用研究,如黄凯旋[4]论述了如何更好地发展实验教学,提出了建立开放式实验与虚拟实验结合的完全开放式实验室,田静[5]在论文中浅谈了虚拟实验在理科实验教学中的应用等;教学模式与方法研究,如朱乾[6]通过“大学物理”虚拟实验系统在实验教学中的应用,对利用虚拟实验教学的教学模式进行了初步的探究,吴伟雄[7]探讨了在电工学教学中采用虚拟实验手段的意义和课堂教学方法等;教学效果分析,如于洪涛等[8]探讨了桌面虚拟实验对言语信息、智慧技能、动作技能学习的作用,最后通过调查问卷法和实验法来验证桌面虚拟实验对言语信息和智慧技能学习的作用,陈柳君[9]探讨了虚拟实验的理论意义,没有具体讨论虚拟实验的应用效果等;其他方面的研究包括虚拟实验的作用、虚实结合的理论探讨与教学改革研究等。关于虚拟实验教学方面的研究,从理论层面探讨的较多,对实际应用效果的研究比较少,这对虚拟实验教学实践而言显然是不够的。

图2 虚拟实验教学研究情况

(3)虚拟实验设计与开发研究

虚拟实验设计的开发是虚拟实验教学开展和实施的前提,这方面的研究论文有74篇。虚拟实验指所有实验过程均在虚拟环境中以虚拟的形式完成,不涉及真实的实验仪器设备的实验,目前虚拟实验的主要形式有实验演示、仿真实验、虚拟仪器三种。[10]其中实验演示主要演示实验的详细操作步骤和实验结果,供学生用于观察实验的实际执行过程,主要是基于某一种或几种技术或工具开发某一门课程或课程一部分虚拟实验,如刘英杰等[11]基于3ds Max和Virtools技术对大学物理实验功能进行了简易设计并对开发流程进行了阐述。仿真实验是利用计算机软件仿真实验环境。学生可以按实验要求组装实验系统,通过改变实验模型的参数进行各种模拟实验,观察其实验显示结果,孙俊峰等[12]在论文中以心理学实验为例,提出了虚拟实验展开的方式,将虚拟实验分为实验准备、交互实验和结果反馈三个阶段。虚拟仪器是在计算机上配置高性能的模块化硬件,结合高效灵活的软件来完成各种测试、测量和自动化的应用,如张子刚[13]的硕士论文《基于LabVIEW的虚拟实验仪器设计研究》,该论文以PC-DAQ/PCI插卡式结构的硬件平台,采用数据采集板,实现AD7202在Labview中的数据采集。论文重点讲述了虚拟数字存储示波器各个功能模块的软件设计。在虚拟实验设计与实现方面的研究中,虚拟实验被教师上课演示的多,被学生实际操作的少;虚拟实验中验证性实验多,设计性和创新性实验少;虚拟实验以作业方式应用的多,单独开设实验课程的很少。[14]

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(4)虚拟实验设计与开发应用的相关技术研究

计算机技术以及计算机软件技术的发展为虚拟实验研究提供了技术支持和工具,各种技术的发展也促进了虚拟实验的开发。关于虚拟实验设计与开发应用的相关技术研究,主要是把互联网技术、动画技术以及虚拟现实等相关技术(如Java、VRML、Flash、3D等)引入到虚拟实验设计中,从技术的角度深入探讨虚拟实验建设的可行性,主要集中在3D、VRML、Flash等技术在虚拟实验系统构建中的应用,或者此技术在某个实验环节中的应用,或者侧重于网络虚拟实验系统的教学支持系统的设计开发,论文数量有38篇,各种技术使用与研究情况如图3所示。

图3 开发技术研究情况

(5)虚拟实验环境相关标准、规范、管理与评价方面的研究

虚拟实验环境相关标准、规范、管理与评价的研究可以为建立统一的虚拟实验教学环境提供依据和保障。然而,在检索的论文中只有2篇论文对标准化问题进行了简单的阐述。范新伟等[15]的《虚拟实验标准化的研究和解决方案》,在论文中提出了一个虚拟实验标准化信息模型,并提出了信息模型的xml绑定和用Web Service实现的解决方案,作者对虚拟实验的标准化提出了一些见解,并对实践结果进行了初步的阐述,进一步的工作还有待于大量的实践来进行验证和不断的修改完善。李小燕[16]的《虚拟实验中仪器通信的标准化研究》,该论文针对虚拟实验重复开发,复用性差以及互操作困难等问题,提出了一个虚拟仪器间通信的标准化解决方案,建立了仪器间通信的信息模型。在当前的研究中只有2篇此方面的相关论文对虚拟实验的研究是不够的,而且虚拟实验环境的评价和虚拟实验管理方面的研究也是空白。

随着虚拟实验教学研究的发展,各种技术被引入进来,这些技术、协议或标准之间的兼容性,以及虚拟教学平台、系统和已有平台、系统的互操作都需要深入研究。此外,虚拟实验平台和系统的开发也需要一个规范,因此对虚拟实验环境相关标准与管理的研究极为迫切。

3 其他需要阐明的现象

随着多媒体、网络技术的迅速发展,虚拟实验研究得到了众多学者的极大关注,逐渐成为计算机领域与教育技术界研究的方向与热点,特别是虚拟实验教学环境的建构及应用更应引起教育技术领域的关注。但是,就国内目前的研究来看,教育技术领域还没有给予较多的关注,从2005年以来的研究论文结果看,在虚拟实验方面的研究《中国电化教育》有3篇文章、《电化教育研究》上有2篇文章、《现代教育技术》有8篇文章、《中国远程教育》有3篇文章,这对于教育技术的研究方向和热点而言是不够的。再者,虚拟实验教学环境的研究主要集中在计算机领域的杂志或学位论文中,其的期刊方面,一般期刊的论文较多,核心期刊论文不多,在学位论文中硕士论文较多,博士论文不多,这说明对虚拟实验教学环境的研究还不够深入。

三 研究趋势分析

虚拟实验教学环境的研究时间很短,研究中还存在很多不足,但是虚拟实验作为当前教育领域中的重要组成部分,在解决我国教育面临的规模与质量之间的矛盾,克服实验资源不均衡、创新能力不足等问题,有着广阔的发展前景。通过以上分析,虚拟实验教学环境的研究应注重以下几个方面:

1 开展评价、测试、管理等标准和规范的研究

制定虚拟实验平台和系统的评价、测试、管理等标准和规范,为建立统一的虚拟实验教学环境提供依据和保障。针对我国虚拟实验教学的发展现状,研究制定基于统一支撑平台的虚拟实验开发标准,制定虚拟实验的评价、指导、管理和基础软件跨平台规范,实现平台和资源的高度共享,通过多种标准与规范的有机结合,解决分布式的实验教学与现有的教学系统协同工作的问题,从而实现协同工作,提高其共享性和复用性。

2 虚拟实验平台的统一开发

按照统一的标准和规范,开发集实物演示、实物仿真、创新设计、智能指导和管理于一体,具有良好交互性和可扩展性的虚拟实验教学平台是当前和未来虚拟实验教学环境研究的重要内容之一,从而突破目前的各自为政、没有统一标准、没有协同性平台开发的局面。

3 虚拟实验的多方面设计与开发

在统一标准与规范的指导下的适合教学需要的更多的虚拟实验设计与开发是当前虚拟实验教学研究的内容之一,这有利于为教育提供丰富的虚拟实验资源,从而为广大学习者提供优质的虚拟实验服务,也能够产生很好的经济和社会效益。

4 加强虚拟实验的指导与管理研究

虚拟实验缺乏有效的教学管理、过程指导和效果评价,导致虚拟实验的优越性在实践教学中难以发挥。因此,应开展虚拟实验过程的智能指导和实验结果自动批改技术等方面的研究;开发虚拟实验指导与管理系统,包括实验知识辅助学习、实验智能指导、实验结果自动批改、实验答疑、实验教学效果评估等功能;开发跨平台的虚拟实验管理系统,为虚拟实验教学环境提供服务并开展应用,并展开视角对使用虚拟实验进行实验学习进行评价的研究。

5 开展虚拟实验应用研究

虚拟实验只有在不断的完善、经过实践检验后,能够取得良好效果才能应用于实验教学和推广,因此,虚拟实验的应用研究对此研究课题具有重要价值。然而,目前虚拟实验教学环境的研究内容主要集中在理论探讨、系统设计与开发、虚拟实验教学平台的开发,未来应加大虚拟实验系统应用于教学的模式与效果分析、虚拟实验系统开发评价等方面的研究,尤其从学生视角对使用虚拟实验平台和系统进行实验学习的评价研究需加强。

四 结语

虚拟实验是信息时代的产物,它在教育、科研等方面有着广阔的发展前景,是当前教育的重要组成部分,是教育教学的重要资源。在构建现代教育创新体系、培养创新型人才的大教育背景下,融合现代教育理念的虚拟实验教学环境的研究必将促进教育教学的蓬勃发展。

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参考文献

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