前一部分实验结果是后一部分的实验材料，虚实资源对接实现‘一对一’操作，突破教学时间和空间限制，可以反复操作，提高学生实验技能和巩固相关知识。”该校生物学虚拟仿真实验教学中心主任李兵说。虚拟仿真实验激发学习兴趣除了《分子生物学实验》课程，该校生科院本学期共开设了39个生物学实验课堂，两万余人次参加了实验操作与学习。虚拟仿真实验的“嵌入”让不少同学对网课有了期待。将投入虚拟仿真实验教学中的野外昆虫素材，采集自云南迪庆，图片来源：实验员周权“模拟昆虫访花的互动过程是非常有趣的游戏体验，就像置身云南兰花生境中，我们化身为传粉昆虫，随机选择不同路径进行传粉。在模拟路径操作中也发现了实现正常传粉的难度，好像看到了兰科濒危的一个原因，也更懂得要保护大自然。”该校生命科学学院生态学2018级研究生徐琪利用电脑鼠标和键盘控制方向，就能居家体验《兰科植物传粉与保护虚拟仿真实验项目》。“虚拟仿真实验给了我们试错的机会，增强了事故防范和处理技能，可以直观地在虚拟仿真中展现危险，强化实验安全教育。”该校2018级本科生都雪晴说，现在也不用担心辐射的安全问题了，在电脑前就能“自己动手”做完整实验，体现了绿色实验的理念。医护虚拟仿真解决方案虚拟现实技术构建虚拟解剖实验室、病房、手术室、护士站等多个仿真场景，可快速切换。上海AR实验虚拟仿真APP开发
在教育信息化和教育智能化的浪潮下，沉浸式教学模式开始崭露头角，逐渐受到教育界的关注。谈到沉浸式教学，不得不说IBM研究院和伦斯勒理工学院联合开发的“认知沉浸室”。它能让学生置身于中国的餐馆、商场、园林等虚拟场景，与AI机器人练习汉语对话，提升了学生的学习兴趣和专注力，学习效果事半功倍。01什么是沉浸式教室什么是沉浸式教室？百度上关于沉浸式教室的介绍挺多的，但是很多都是着重于互动技术，智能硬件和投影系统的介绍。综合我个人的知识和实践经验，我认为“沉浸式教室”不是简单的技术和智能硬件的堆砌，它应该是由多个子系统有机组合的沉浸式学习环境，主要系统包括：一套智能技术支持的计算机系统；一套多通道投影融合技术支持的显示系统；一套由语音识别、人脸识别、动作识别等多种传感设备组成的感知系统；重要的是要有一套探究式的教学系统。为什么说教学系统重要呢？接下来我会做详细说明。02沉浸式教室的“形与神”虽然，沉浸式教室是以高新技术和智能硬件为基础，但它不是。举个例子：假设你进入一个技术很，硬件很先进，视觉很震撼的沉浸式教室，可能你会一瞬间被吸引住。但如果沉浸式课室里面没有“以学习者为中心”的探究式课程。VR教学虚拟仿真服务汽车模拟驾驶器采用虚拟仿真技术通过视觉、听觉、营造真实的驾驶环境,为驾驶员提供虚拟的驾驶训练环境。
随着大规模开放网络课程(MOOC)在全球兴起，以兴趣为导向、充满个性化自主特色、基于互联网且具有交互功能的开放式在线学习，颠覆性地变革了以往的“教”与“学”方式，使全球各地不同人群能够共享质量教育资源，终身学习成为可能。同时，促使高等教育的功能从“人才培养者”向“人才设计者”转变，高等学校发展也将面临严峻的挑战。就此而言，如何构建面向自主学习的开放、互动教学支撑平台，建立支撑自主实验的虚拟和远程实验环境，使学习者能够便捷、灵活地获取质量教学资源，通过学习过程中的交流、互动、协作与评价，完成高效、低耗、多样的实验，这既关乎到教育信息化的深化应用，也关乎到虚拟仿真实验教学中心建设的可持续发展，还有很长的路要走。
它使用技术将物理世界与虚拟世界融合在一起，以创造一种从字面上看是不真实的体验。从XR和VR、AR、MR的关系我们可以看出XR是厉害的，XR的真实感是VR、AR的，更能集中学生的注意力，更能激发学生的创新精神和探索精神。图源：网络“XR是一种用于主动和体验式学习的有效技术，使用户能够获得原本无法获得的具体经验。通过提供“实践”经验，XR有助于促进学生对学习材料的参与，并加深学生与复杂问题的互动。”——Pomerantz和Rode（2020）帮助学生集中注意力疾病控制和预防中心（CenterforDiseaseControlandPrevention）报告称，即使在年纪还很小的时候，学生仍然难以集中注意力，疾病报告和预防中心（KCD）报告称，K-12年级学生中ADHD的诊断率仍在上升，目前有570万儿童被诊断出该病。XR技术与VR、AR不同的是VR、AR即使也有身临其境的效果，但却给学生一种被动学习感，而XR让学生主动沉浸在XR的景象中，增强学生的代入感、真实感。图源：网络激发孩子们的创新精神和探索精神兴趣是学生学习的动力，创造的源泉。激发学生兴趣是培养学生想象力和创造力的前提。AR教学系统与普通课程更能吸引学生注意力，让学习沉浸在学习的乐趣中。“双建设”｜虚拟仿真实验教学课程《多种环境下混凝土材料性能虚拟仿真实验》。
仿真的发展可以追溯到二十世纪二十年代，那个年代，虚拟仿真技术是实物仿真和物理效应仿真方法，如1930年左右，美国陆、海军航空队采用了林克仪表飞行模拟训练器。据说当时其经济效益相当于每年节约1.3亿美元而且少**了524名飞行员。以后，固定基座及三自由度飞行模拟座舱陆续投入使用。直到八十年代以前虚拟仿真的概念都是较为模糊的，由于数字化计算机技术的迅速发展以及人机交互、传感技术、三维屏显、人工智能等技术的兴起使得虚拟技术不断革新发展。二十一世纪，由于传统教学存在的局限性、严重滞后的实验室建设规模以及迅速增大的学生队伍等原因，国内外教学市场开始引入虚拟仿真技术，推动教学的**创新。
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虚拟现实是一门涉及众多学科的新实用技术,它集先进的计算机技术、传感与测量技术、仿真技术、微电子技术于一体。其应用领域十分广阔,主要应用在教育、娱乐、工程设计、计算机辅助设计(cA D)、数据可视化、飞行模拟、远程医疗、艺术创作、游戏等方面,其中在教育、娱乐艺术领域占有较大比重。利用交互的虚拟仿真性,学生自由地在“虚拟的真实空间”中遨游,自由地在广阔的知识海洋中吸取知识。虚拟现实使学习的封闭性、局限性被打破,给学生的 自主学 习创造了无限的空间,提供了便利的条件,是未来教学活动的主要发展方向。
在较高级的交互模式中,虚拟现实技术在学生的自主学习中发挥了马大的作用。虚拟现实是一种具有沉浸感、临场感和多维感的高级人机界面,学生能够通过多种感官渠道与它进行实时交互,这些渠道包括视觉、听觉、触觉、嗅觉和味觉等。学生通过感官、语言、手势甚至表情等比较“自然”的方式与计算机进行交互,完全置身于一个“超越现实、身临其境”的综合学习环境中。学生在这个全新的环境中,自主学习的空间更加广阔,创造性的思维更加活跃,学习效果获得了空前的提局。 上海AR实验虚拟仿真APP开发
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