虛擬仿真實驗教學省公開課一等獎全國示范課微課金獎課件

1/33一二三虛擬仿真試驗概述虛擬仿真試驗教學虛擬仿真試驗中心建設2/33一二三虛擬仿真試驗概述虛擬仿真試驗教學虛擬仿真試驗中心建設3/33伴隨計算機、互聯(lián)網(wǎng)等先進技術(shù)快速發(fā)展和大面積普及推廣,虛擬仿真試驗應運而生。虛擬仿真試驗改變試驗系統(tǒng)構(gòu)建模式,突破試驗操作時空限制,提升試驗設備整體性能,是繼理論研究和試驗研究之后第三種科學研究方法。理論研究試驗研究虛擬試驗“三駕馬車”科學研究4/33試驗效果基本組成實現(xiàn)原理虛擬仿真試驗是指在計算機系統(tǒng)中，采取虛擬現(xiàn)實技術(shù)實現(xiàn)各種虛擬試驗環(huán)境，試驗者能夠像在真實環(huán)境中一樣，完成各種預定試驗項目，所取得學習或訓練效果等價于甚至優(yōu)于在真實環(huán)境中所取得效果。虛擬仿真試驗由試驗所依賴模擬程序、試驗單元、工具和參考資料組成一個創(chuàng)造和引導模擬試驗交互環(huán)境，用戶能夠經(jīng)過增加新物體、建立新試驗并把他們轉(zhuǎn)化成超文本文件來擴充試驗室。虛擬仿真試驗是以數(shù)學理論、相同原理、信息技術(shù)、系統(tǒng)技術(shù)及與其應用領(lǐng)域相關(guān)專業(yè)技術(shù)為基礎，以計算機和各種物理效應設備為工具，采取“面向?qū)ο蟆彼枷雱?chuàng)建能夠?qū)崟r操作、非實在試驗空間，在此環(huán)境中，試驗者能夠像在真實環(huán)境中一樣完成各種預定試驗項目。5/33虛擬仿真試驗是將計算機技術(shù)、軟件技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)和傳統(tǒng)試驗設備結(jié)合起來,采取軟硬件相結(jié)合方式，協(xié)調(diào)相關(guān)硬件和效應設備，形成虛擬試驗系統(tǒng)，并利用網(wǎng)絡技術(shù)，實現(xiàn)虛擬試驗系統(tǒng)網(wǎng)絡化，形成運行在個人計算機上、實現(xiàn)自行設計與開發(fā)，以及遠程控制與協(xié)作試驗方式?？刂浦行慕K端6/33模擬試驗仿真試驗虛擬試驗模擬試驗是在人為控制研究對象條件下進行觀察，模仿試驗一些條件進行試驗。是對事物內(nèi)部結(jié)構(gòu)，運動改變過程進行模擬過程。是科學試驗一個基本類型。仿真試驗沒有普通意義上試驗必備器材，是利用數(shù)學模型或數(shù)學—物理效應模型，并借助于教授經(jīng)驗知識、統(tǒng)計數(shù)據(jù)和信息資料對試驗結(jié)果進行分析研究試驗方法。虛擬試驗是指借助于多媒體、仿真和VR等技術(shù)在計算機上營造可輔助、部分替換甚至全部替換傳統(tǒng)試驗各操作步驟相關(guān)軟硬件操作環(huán)境，試驗者能夠像在真實環(huán)境中一樣完成各種試驗項目。并利用網(wǎng)絡技術(shù)實現(xiàn)網(wǎng)絡化虛擬系統(tǒng)原有系統(tǒng)模擬系統(tǒng)特征相同性模擬試驗系統(tǒng)仿真模型實體系統(tǒng)計算系統(tǒng)建模

仿真試驗系統(tǒng)編程虛擬系統(tǒng)網(wǎng)絡硬件網(wǎng)絡化虛擬系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)模型軟件虛擬試驗系統(tǒng)7/33資源開放形式開放對象開放系統(tǒng)軟件程序模塊試驗項目設計模板數(shù)據(jù)分析與處理工具包信息資料試驗資源項目開發(fā)對象不一樣試驗操作網(wǎng)絡化平臺化試驗內(nèi)容試驗時間試驗空間學生系統(tǒng)管理員試驗技術(shù)人員學習者興趣者參加者探索者8/33一二三虛擬仿真試驗概述虛擬仿真試驗教學虛擬仿真試驗中心建設9/33模擬儀器儀表使用10/33柴油機工作原理11/33危險化學品試驗爆炸性試驗高空作業(yè)試驗高壓電類試驗野外類試驗12/33故障再現(xiàn)13/33航海模擬器模擬各種港口環(huán)境和氣候條件船舶駕駛14/33動力設備拆裝15/33輪機模擬器16/33傳統(tǒng)教學中，理論教學與試驗教學是分開。理論課上沒有試驗，借助虛擬仿真試驗，就能夠?qū)⒃囼瀻нM理論課。17/33

虛擬仿真試驗室易于構(gòu)建、易于實現(xiàn)，便于異地在線檢測和遠程測控，能夠利用網(wǎng)絡技術(shù)及現(xiàn)有設備搭建功效強大試驗系統(tǒng)，從而節(jié)約大量購置設備費用，顯著降低試驗室建設和管理成本。虛擬仿真試驗能夠提供開放式試驗環(huán)境。學生能夠打破時間和地域限制完成相關(guān)教學試驗。教師服務器交換機學生學生18/33虛擬仿真試驗，使學生進入虛擬場景，依據(jù)試驗要求，自行設計并完成試驗。虛擬仿真試驗不但能鍛煉學生獨立構(gòu)思和設計能力，而且能激發(fā)學習興趣，這么更有利于培養(yǎng)出含有創(chuàng)新精神和實踐能力人才。同時，提升是試驗效果、效率、效益！19/333421降低學生對實物感性認識降低學生對元器件性能及參數(shù)了解降低學生實際動手操作能力降低學生對試驗誤差分析能力20/33一二三虛擬仿真試驗概述虛擬仿真試驗教學虛擬仿真試驗中心建設21/33在很多專業(yè)課程理論教學中，存在一些普遍性問題。其一其二其三一些理論知識高度概括抽象或者所包括領(lǐng)域?qū)儆诤暧^和微觀，現(xiàn)實世界難以找到詳細案例進行演示。部分專業(yè)課程試驗室教學資源有限，開放時間有限，不能滿足學生隨時進行自主學習和動手實踐要求。。部分理論教學要構(gòu)建物理演示系統(tǒng)成本高、操作困難，缺乏讓學生動手實踐條件。22/33為處理傳統(tǒng)理論教學與學生工程化培養(yǎng)之間矛盾，拓展試驗教學深度和廣度、提升試驗教學實效，實現(xiàn)理論與實踐教學親密結(jié)合，同時也盡可能降低試驗成本和潛在危害，在課堂基礎理論教學上，利用專業(yè)仿真軟件，采取多媒體技術(shù)以及網(wǎng)絡通訊平臺，構(gòu)建含有高度真實感、直觀性和準確性虛擬仿真試驗教學平臺,是專業(yè)試驗教學有益補充和創(chuàng)新。23/332、構(gòu)建多層次、模塊化、全方位試驗教學體系，突出工程人才培養(yǎng)特色，強化機電學科融合，打破時空限制，建立課內(nèi)課外一體化人才培養(yǎng)體系；1、以學生創(chuàng)新精神和實踐能力培養(yǎng)為引領(lǐng)，建設開放度高、共享性好優(yōu)質(zhì)網(wǎng)絡試驗教學資源；24/33教育技術(shù)專家教師行業(yè)教授沒有完美個人，只有完美團體！專業(yè)IT企業(yè)教育行政由學校統(tǒng)一規(guī)劃布署，建立長久開發(fā)組織路線。3.3.1整合（人+資源）25/33在優(yōu)化虛擬仿

真教學資源同時，重視

師資隊伍建設和管理體系建設。應建立由包含國家級教學名師、國家級教學團體引領(lǐng)專職教學團體，并引入企業(yè)教師隊伍，確保專業(yè)教學和試驗指導順利開展，校內(nèi)師資與企業(yè)人員相互配合，內(nèi)引外聯(lián)，專兼結(jié)合，重視將專業(yè)科研以及虛擬仿真技術(shù)結(jié)果應用于實踐教學。在管理運行方面，建立時

間、空間、內(nèi)容“三維”開放機

制，以滿足不一樣個性、不一樣水平、

不一樣專業(yè)學生需求。教師1教師編劇、導演26/33行業(yè)教授2行業(yè)教授最新行業(yè)動態(tài)，最權(quán)威實踐經(jīng)驗。監(jiān)制27/33教育技術(shù)教授3能夠在新技術(shù)教育領(lǐng)域從事教學資源、教學媒體和教學系統(tǒng)設計、開發(fā)、利用、管理和評價。教育技術(shù)專家監(jiān)制28/33專業(yè)IT企業(yè)4專業(yè)IT企業(yè)開發(fā)為專業(yè)課程服務多元化試驗教學資源。劇務、演員29/33教育行政5組織、領(lǐng)導和管理。教育行政制片人、出品人30/33整合現(xiàn)有學校資源，建設綜合虛擬仿真教學平臺3.3.212整合現(xiàn)有虛擬仿真試驗資源，依靠各個工程類專業(yè)基礎試驗室建設綜合虛擬仿真試驗教學平臺，給學生提供理論認知與動手實踐試驗環(huán)境。綜合虛擬仿真試驗平臺涵蓋我校工程類學科專業(yè)，整個試驗體系貫通基礎理論教學、專業(yè)技術(shù)仿真試驗教學以及綜合工程系統(tǒng)仿真等步驟。充分利用學校網(wǎng)絡化基礎，建設開放網(wǎng)絡資源共享平臺。虛擬仿真試驗中心為工程類專業(yè)學生提供了多樣試驗項目，資源共享，打破時間、空間以及專業(yè)試驗限制。課程設置要含有層次化、系列化、模塊化特點，試驗體系要連貫，目標在于擴展學生專業(yè)視野。3

緊密依靠科研基地，實現(xiàn)科研結(jié)果向教學內(nèi)容轉(zhuǎn)化。依靠我校一大批重點科研基地，主動將科研團體研究結(jié)果向教學內(nèi)容轉(zhuǎn)化。

建設大型虛擬仿真實習平臺（虛擬數(shù)字船、虛擬數(shù)字工廠）。31/33