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虚拟仿真技术在教育教学中的应用

2020/12/7 10:56:38      点击:

随着技术的日臻成熟,在教育行政部门的积极引导和推动下,虚拟仿真实验呈现蓬勃发展态势。在新时代背景下虚拟仿真实验教学发挥重要的作用。

传统课堂方式重视理论讲授,实践操作没有提升到相应高度,也会导致进度不一致、天气、危险因素、实训成本过高等问题。通过虚拟仿真系统,学生可以在跟岗、顶岗之前进行反复的模拟,帮助学生对学过的知识点进行巩固,为岗前的工作做好准备。

什么是虚拟仿真?

虚拟仿真就是用一个系统模仿另一个真实系统的技术。虚拟仿真实际上是一种可创建和体验虚拟世界的计算机系统。以仿真的方式给用户创造一个实时反映实体对象变化与相互作用的三维虚拟世界,并通过头盔显示器、数据手套等辅助传感设备,提供用户一个观测与该虚拟世界交互的三维界面,使用户可直接参与并探索仿真对象在所处环境中的作用与变化,产生沉浸感。

虚拟仿真技术应用案例

1、 农田灌溉虚拟仿真

农田水利工程虚拟仿真技术在实践教学中的应用紧密结合农田水利类专业实践性强的特点,将农田水利工程虚拟仿真技术应用到实践教学中。本着建成集“教、学、做”为一体的教学环境和专业综合性实训基地的理念,从演示实践教学、基本技能实训教学和项目综合实训教学三个层面,为课程的实践教学提供保障。

2、水利工程虚拟仿真

由于水利工程规模庞大、建筑物形式多样、机电及金属设备种类繁多,无法将实际工作方法操作搬入课堂训练。在现今的水利水电建筑工程专业中,虚拟现实(VR)得到广泛的应用,使用增强现实技术不仅可解决场地面积有限、讲解繁琐、人力成本大、物流成本大、吸引力不足、人流量不大的痛点,并能提高学生的学习热情,形象生动理解水利基础知识。

3、医学影像虚拟仿真

医学影像虚拟仿真实训室整体建设主要以产学研结合理念为核心,融合开放式管理平台、VR资源、VR快速开发平台、硬件环境,打造教学体验、实训为一体的现代化、信息化的体验场所。

医学影像中心VR系统根据三甲医院,三维重建医学影像中心虚拟场景以及MRI、DR、CT设备结构与性能检测虚拟仿真实验,构建完整的医学影像专业虚拟仿真实验教学体系,使学生得到标准、规范、自主的实践技能训练,提高人才培养质量,助力精准医疗。

虚拟仿真实验教学意义

增强趣味性:针对传统教学中存在的枯燥、死板的教学模式以及各种危险实验对学生产生的抵触学习的情绪,虚拟仿真教学使学习者体验置身其中的感觉,能够实现互动实验教学,能最大限度地激发学生的自主实验兴趣。

安全直观性:辅助教师进行课堂实验演示:如复杂实验、危险性实验、极端破坏性实验、反应周期过长实验、无法控制反应过程以及在传统实验室无法完成的实验等,可以安全、直观的展示出来。

共享性原则:建设具有扩展性、兼容性、前瞻性的管理和共享平台,高效管理实验教学资源,实现校内外、本地区及更广范围内的实验教学资源共享,满足多地区、多学校和多学科专业的虚拟仿真实验教学的需求,避免资源重复与浪费。

多终端登录:虚拟仿真教学中心能在电脑、pad、手机等多媒体设备上运行,从而使学生随时随地都可以查看,同时老师能随时随地上传或修改虚拟仿真教学中的内容。

虚拟仿真实验教学项目,是推进现代信息技术融入实验教学项目、拓展实验教学内容广度和深度、延伸实验教学时间和空间、提升实验教学质量和水平的重要举措。