互联网高速发展所带来的教育信息化,极大地影响着高校的教育教学和实验活动。在幕课等网络课堂对传统理论课堂教学的影响日益增大情况下,实践教学环节显得越来越重要,它在提高学生实践创新能力方面具有不可替代性。当然,实验教学也存在如何适应网络化发展和学生学习方式的变化、更好地提高学生的实践效果和创新能力的问题。虚拟仿真实验教学正是网络化技术催生、发展起来的一种全新的实验教学模式,对实体实验具有很好的补充作用。虚拟仿真有了真正的三维的概念,很大的刺激了学生的实训兴趣。济南医疗虚拟仿真平台
近年来高等教育领域的一个新动向,就是创作、创新和创造逐渐成为主动学习、实践教学的代名词。就此而言,国外高校进行了一些值得关注的教育变革:一是以往没有实验室或缺乏实践教学环节的大学院系,已将实践教学作为课程和学位计划的一个有机组成部分,并制定政策、完善条件以吸引更多的学生结合教学内容进行创新、创造和设计;二是积极构建有利于学生合作学习、自主实验、协同探究的创新环境和物理空间,跨学科的创客空间(创客实验室)和配备有传统的手工制作工具、先进的数字化设备(如激光切割机、微控制器、3D打印机等)的开放实验室数量迅速增加。英国普利茅斯艺术学院与欧洲一些主要的微观装配实验室合作,开展以工作坊和实习形式的专业实验教学,学生可使用这些实验室内的3D打印机和扫描仪、数控铣床和机床、激光切割机等设备自由实验并实现创意;三是将创客空间整合到实验教学过程,并对本地创客开放教育资源。苏州本科虚拟仿真技术虚拟仿真实验使能够应用于教学的科技不断进步的产物。
资源类型。虚拟仿真实验建立的关键是采用虚拟现实、多媒体、人机交互、数据库和网络通讯等技术,根据实验教学需求设计出用于实验的虚拟实验场景、虚拟环境、虚拟仪器设备、实验线路或回路、实验元器件或构件库、判别实验效果的判别标准等。按照不同的应用技术、依托平台、使用方式以及学科属性等,虚拟仿真实验教学资源可分为不同类型。如 按应用技术可以分为基于多媒体计算机的虚拟实验、基于网络的分布式协同实验、基于虚拟现实技术的沉浸式实验、基于教育游戏软件的个性化自主实验、基于遥控技术的远程交互实验等;按平台特征可以分为移动实验室(M-Lab)、网络实验室(W-Lab)、虚拟仿真实验室(V-Lab)、虚拟仿真实验环境(VEE)等;按使用方式可分为基于软件共享的虚拟仿真实验教学资源、基于仪器共享的虚拟仿真实验教学资源和基于远程控制的虚拟仿真实验教学资源。
虚拟现实技术在沉浸性、交互性、构想性等方面具有明显优势,使得众多高科技公司如Facebook、苹果、谷歌、三星等加大在该领域的布局与投入。可以预见,实时三维计算机图形、广角立体显示、立体声、用户追随、触觉与力觉反馈、追随头部运动头套、人工智能等新技术将在实验教学及技能培训方面发挥更大的作用;虚拟仿真实验教学将成为教学发展的重要发展方向,得到更广阔的应用;虚拟仿真实验教学中心建设将成为国家教育信息化建设的重要基地。虚拟仿真正在快速发展。
教育部于2013年启动了国家虚拟仿真实验教学中心的审批建设工作。虚拟仿真实验受硬件条件影响小,更易实现各类教学资源的优化与共享,使教学资源跨区域服务多个专业、多个学校成为可能。但从目前高校开展虚拟仿真实验教学中心的建设及应用情况来看,受单位学科发展、专业方向、建设目标、知识产权、开发技术、开发成本等因素限制,存在虚拟仿真实验教学资源重复建设、建设简单化和无序化、没有充分开放共享等问题,偏离了国家提出的建设目标,亟待在制度层面、技术层面建立有利于资源开放共享的技术规范或协议,以及相应的管理体制和运行机制。仿真系统不是简单的场景漫游,是真正意义上用于指导操作流程的仿真系统。广州医疗虚拟仿真开发
虚拟仿真具有沉浸性,使人们沉浸其中。济南医疗虚拟仿真平台
传统实践教学体系中的实验室和实训基地会随着工程技术和工艺的革新面临落伍甚至淘汰,难以改造或者重复利用。实践教学的教材更新周期性明显,内容相对滞后于现行规范和实务。受资金、政策等因素所限,一些新工艺新技术新材料在欠发达地区推广应用往往明显滞后。从教学效果出发要求实践教学中的软件和硬件不断更新,应**或跟随现实应用的先进水平,虚拟仿真系统具有易扩充和易改进的优势,以软件升级更新,提升实训项目技术水平,充实实训内容,便于实践教学体系的及时更新升级,有力地保障了实践教学效果。济南医疗虚拟仿真平台
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