2019年3月23日至24日，高校虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心內(nèi)涵建設(shè)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革創(chuàng)新研討會(huì)和第五期高校 (經(jīng)管類)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目建設(shè)與申報(bào)專題研討會(huì)在杭州師范大學(xué)成功舉辦。來(lái)自全國(guó)各地的100余位高校代表參加了本次會(huì)議，中視典現(xiàn)場(chǎng)展示了我們?cè)诟咝Ｌ摂M仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)建設(shè)方面的經(jīng)驗(yàn)和成功案例，受到眾多關(guān)注！
會(huì)議現(xiàn)場(chǎng)，北京大學(xué)、杭州師范大學(xué)、杭州電子科技大學(xué)、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)等多位國(guó)內(nèi)一流高校專家分享了各專業(yè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目申報(bào)、建設(shè)經(jīng)驗(yàn)與成果。中視典作為本次會(huì)議的技術(shù)支持單位，現(xiàn)場(chǎng)布置了AR臺(tái)、全息臺(tái)等交互設(shè)備，模擬了一個(gè)微型的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室，向參會(huì)教師展示各專業(yè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)用實(shí)例，為高校虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)建設(shè)提供了極具參考意義的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)和解決方案。
中視典兩位專家分別向參會(huì)教師分享了我們?cè)谔摂M仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)和成功案例！
參會(huì)教師體驗(yàn)基于AR臺(tái)和全息臺(tái)的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)用實(shí)例
中視典虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目建設(shè)經(jīng)驗(yàn)與成功案例
1.基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)
基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)，旨在讓學(xué)生完成從感性認(rèn)識(shí)向理性認(rèn)識(shí)的跨越，學(xué)生需要觀察實(shí)驗(yàn)材料（如標(biāo)本），熟悉實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備的用法，并對(duì)觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、科學(xué)事實(shí)和測(cè)得的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和研究。在部分專業(yè)實(shí)驗(yàn)標(biāo)本材料數(shù)量有限、價(jià)格昂貴、易損壞、精密實(shí)驗(yàn)儀器教具數(shù)量少等情況下，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)用三維模型替代或補(bǔ)充傳統(tǒng)教具及標(biāo)本，“以虛補(bǔ)實(shí)”很好地解決了傳統(tǒng)教學(xué)的難題。
在對(duì)基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)進(jìn)行虛擬仿真化建設(shè)時(shí)，需要充分發(fā)揮虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可視化的優(yōu)勢(shì)，不僅讓知識(shí)點(diǎn)更形象，讓標(biāo)本和教具的獲取更方便，更是要展示出其內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作原理甚至分子層次的微觀信息等普通實(shí)驗(yàn)觀察不到的要點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步探究！
典型案例1
北京大學(xué)“晶體形態(tài)分析及礦物鑒定虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)”項(xiàng)目
該實(shí)驗(yàn)成功入選2018國(guó)家虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目。中視典在協(xié)助北大建設(shè)該項(xiàng)目時(shí)，不僅模擬了各種稀有礦物質(zhì)標(biāo)本供學(xué)生觀察學(xué)習(xí)、自主鑒定，還實(shí)現(xiàn)了晶體結(jié)構(gòu)拆分，晶體形態(tài)分析等微觀世界的操作，這種方式架起了地質(zhì)工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)微觀和宏觀的橋梁，有效解決了傳統(tǒng)教學(xué)的難題。
典型案例2
廈門理工大學(xué)電力教學(xué)系統(tǒng)
本系統(tǒng)真實(shí)模擬了變壓器、開(kāi)關(guān)電器、互感器等各種廈門理工大學(xué)電力專業(yè)學(xué)生實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)常用的電力設(shè)備。根據(jù)不同設(shè)備的特點(diǎn)，中視典采用動(dòng)畫、交互等多種方式表現(xiàn)設(shè)備外部結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和內(nèi)部詳細(xì)構(gòu)造，是一套知識(shí)點(diǎn)直觀、內(nèi)容全面的電力實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)，有效解決了學(xué)校電力設(shè)備認(rèn)知實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)設(shè)備不足的情況。
2.設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)
設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目標(biāo)是學(xué)生能針對(duì)所要解決的問(wèn)題設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，同時(shí)，能對(duì)不同實(shí)驗(yàn)方案的可行性進(jìn)行評(píng)價(jià)，以此來(lái)優(yōu)化自己的設(shè)計(jì)方案。與基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)相比，設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)操作更為復(fù)雜，涉及到提出方案、選定儀器設(shè)備、完成操作、記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果等多個(gè)環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)教學(xué)中設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)受限于場(chǎng)地和實(shí)驗(yàn)材料，很多實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證環(huán)節(jié)難以實(shí)施，實(shí)驗(yàn)教學(xué)目的難以達(dá)到。而采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能迅速將學(xué)生腦海中的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案可視化、具象化，并支持實(shí)時(shí)驗(yàn)證，有效解決問(wèn)題。
在建設(shè)該類型虛擬仿真實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要著重建設(shè)涵蓋各實(shí)驗(yàn)儀器、設(shè)備、材料、環(huán)境的數(shù)據(jù)庫(kù)，注重驗(yàn)證環(huán)節(jié)，并建議配備實(shí)時(shí)交互的顯示設(shè)備，便于學(xué)生調(diào)用數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和即時(shí)驗(yàn)證。
典型案例1
清華大學(xué)“虛擬包裝生產(chǎn)線模擬系統(tǒng)”實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
中視典為該系統(tǒng)打造了一個(gè)豐富的虛擬設(shè)備庫(kù)，學(xué)生通過(guò)虛擬設(shè)備庫(kù)可構(gòu)建出特定的塑料包裝生產(chǎn)線，并對(duì)不同設(shè)備進(jìn)行諸如開(kāi)關(guān)機(jī)、生產(chǎn)率等設(shè)置，從而模擬出不同塑料包裝設(shè)備和工藝流程的虛擬仿真操作并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析，讓學(xué)生在設(shè)計(jì)驗(yàn)證過(guò)程中發(fā)現(xiàn)瓶頸，修改流程策略和參數(shù)，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，達(dá)成最終實(shí)驗(yàn)教學(xué)目的。
典型案例2
武漢理工大學(xué)“顯示設(shè)備虛擬設(shè)計(jì)與驗(yàn)證系統(tǒng)”實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了顯控臺(tái)、艦長(zhǎng)桌兩個(gè)設(shè)備的虛擬設(shè)計(jì)與驗(yàn)證，學(xué)生基于此系統(tǒng)在三維環(huán)境中進(jìn)行虛擬設(shè)計(jì)與人機(jī)工程驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，不僅不斷優(yōu)化了設(shè)計(jì)方案，學(xué)習(xí)了結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析、人機(jī)工程評(píng)價(jià)、散熱性能分析等知識(shí)點(diǎn)，更大大減少了物理模型的制作，有效縮減了實(shí)驗(yàn)周期和實(shí)驗(yàn)成本！
3.綜合型實(shí)驗(yàn)
綜合型實(shí)驗(yàn)是指實(shí)驗(yàn)內(nèi)容涉及本課程的綜合知識(shí)或與本課程相關(guān)課程知識(shí)的實(shí)驗(yàn)。是學(xué)生在具有一定知識(shí)和技能的基礎(chǔ)上，運(yùn)用某一門課程或多門課程的知識(shí)、技能和方法進(jìn)行綜合訓(xùn)練的一種復(fù)合型實(shí)驗(yàn)。
綜合型實(shí)驗(yàn)涉及到的內(nèi)容更多，部分實(shí)驗(yàn)需要在戶外、廠區(qū)、礦區(qū)等復(fù)雜場(chǎng)景進(jìn)行，不僅實(shí)驗(yàn)成本高，有些還缺乏有效安全保障，具有一定危險(xiǎn)。
針對(duì)這種類型的實(shí)驗(yàn)，建設(shè)時(shí)需要采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)逼真模擬各種實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練環(huán)境、條件和流程，補(bǔ)充真實(shí)實(shí)驗(yàn)不具備或難以完成的實(shí)驗(yàn)條件，并綜合應(yīng)用CAVE、AR臺(tái)、全息臺(tái)、VR頭盔等具有較強(qiáng)沉浸感較強(qiáng)和人性化交互的硬件設(shè)備，使教師和學(xué)生能夠在虛擬實(shí)驗(yàn)中獲得和真實(shí)世界中一樣或者相近的實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練體驗(yàn)，從而達(dá)到替代或者部分替代真實(shí)實(shí)驗(yàn)的效果。
典型案例1
北京師范大學(xué)“鳥(niǎo)類環(huán)志虛擬仿真實(shí)驗(yàn)”項(xiàng)目
中視典為該項(xiàng)目構(gòu)建了24種鳥(niǎo)類3D高仿真模型和虛擬野外場(chǎng)景，嚴(yán)格按照實(shí)際工作時(shí)的規(guī)范操作設(shè)計(jì)制作了鳥(niǎo)類環(huán)志的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在熟悉環(huán)志知識(shí)背景和方法后，按照正確的方法選網(wǎng)址，解鳥(niǎo)、握鳥(niǎo)、選環(huán)、上環(huán)、體征測(cè)量、放飛等，是學(xué)生野外鳥(niǎo)類環(huán)志實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練不足的有效補(bǔ)充。該實(shí)驗(yàn)已經(jīng)入選2018年國(guó)家虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目。
典型案例2
西安科技大學(xué)礦山建設(shè)工程虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目
中視典協(xié)助西安科技大學(xué)礦山建設(shè)工程國(guó)家級(jí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心打造的這套礦山仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，主要應(yīng)用于礦山建設(shè)實(shí)訓(xùn)與教學(xué)環(huán)節(jié)。中視典應(yīng)用可變形CAVE系統(tǒng)，打造了一個(gè)可根據(jù)教學(xué)需要改變虛擬環(huán)境展現(xiàn)形式的仿真環(huán)境，配合定制開(kāi)發(fā)的仿真礦山場(chǎng)景，實(shí)現(xiàn)井下、井上環(huán)境的真實(shí)模擬和生產(chǎn)流程再現(xiàn)，達(dá)到與現(xiàn)場(chǎng)真實(shí)情況匹配一致的程度，有效提升了礦山建設(shè)教學(xué)的臨場(chǎng)感，師生實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐、研究不用再深入礦井內(nèi)部，大大減少了安全隱患。
高校建設(shè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目，是推進(jìn)現(xiàn)代信息技術(shù)融入實(shí)驗(yàn)教學(xué)、拓展實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容廣度和深度、延伸實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)間和空間、提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量和水平的重要舉措！中視典為高校虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目建設(shè)提供“平臺(tái)（VRPlatform、典云） 內(nèi)容（豐富素材資源庫(kù)） 終端（AR臺(tái)、全息臺(tái)、CAVE、頭盔等） 應(yīng)用（深入行業(yè)）”的完整生態(tài)系統(tǒng)！
