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。虚拟仿真实验会成为未来教育的主要趋势。高校虚拟仿真应用
为克服在线教育和网络课程缺乏实验环节、学生实践能力偏 弱 的 不 足,美 国 斯 坦 福 大 学、麻 省 理 工 学院、哥伦比亚大学、佐治亚理工学院等**高校以及英国开放大学,相继在一些网络开放课程中增加了以虚拟实验室为依托的实践教学内容,并采用三种形式的实验手段,即:基于手持式设备(平板电脑、智能手机、可穿戴计算机)的移动式交互实验;基于虚拟世界、教育游戏软件的个性化自主实验;基于遥现技术的远程交互协同实验。目前,一些增添了实践教学环节的网络开放课程,已被纳入“慕课”(MOOCs)三大主流机构之一的Coursera在线学习平台。
四川教育虚拟仿真产品虚拟仿真软件正在日趋完善。
近年来的教育实践表明,采用面对面教学、在线学习和混合式学习模式能够有效克服传统教学难以为学生提供更多合作学习机会的不足,既有利于发挥学习者的信息技能,使学生充分交流各自对探究主题和实验项目的意见,也使教学内容更为丰富、生动、灵活且易于获取。为鼓励学生开展合作学习,提高解决实际问题的能力,目前国外许多高校正积极构建有利于同伴合作的在线学习环境、平台和工具。例如,美国印第安纳大学和普渡大学印第安纳波利斯联合分校的普通化学课、普渡大学和佛罗里达国际大学的生物学导论课都采取了同伴领导的团队学习模式和工作坊协作方式,并将电子教材、交互式多媒体课件、虚拟仿真软件、网络实验室以及视频资料等整合于在线学习环境之中。
教育部在《关于开展国家虚拟仿真实验教学中心建设工作的通知》中指出,虚拟仿真实验教学中心建设工作必须坚持“科学规划、共享资源、突出重点、提高效益、持续 发 展”,其中心工作就是共享质量实验教学资源,要求高校建立一种机制,在建成和拥有一批质量的实验教学资源后,引导大家选择使用,使用后支付相应的费用,补偿产品开发和服务支出外,产生合理的利润,形成良性循环,比较终产生良好的社会和经济效益,使资源共享可持续。同时鼓励校企合作,探索校企共建共管的新模式和新途径,以虚拟仿真实验教学资源的充分使用和更大范围开放共享为目标,建立可持续发展的虚拟仿真实验教学服务支撑体系。在国家虚拟仿真实验教学中心建设引导下,各地方如湖北、湖南、四川、黑龙江、云南等省份也开展了省级虚拟仿真实验教学中心建设,同样强调虚拟仿真实验教学资源的开放共享,重点构建区域开放共享机制和政策环境。如湖北省教育厅除按照国家虚拟仿真实验教学中心的建设任务、内容和 遴 选 要 求 进 行 评 审,还 着 重 强 调 了“共 享性”,要求虚拟仿真实验教学平台运行高效、学生受益面广、使用效益好,资源开放共享程度高。 虚拟仿真软件是互联网技术发展必然的结果。
高校作为虚拟仿真实验教学资源的建设主体和使用主体,以虚拟仿真实验教学中心建设为抓手,优势学科和教学科研成果为依托,以高水平企业的开发实力和支持服务能力为支撑,系统制定并有效实施虚拟仿真实验教学的教师工作绩效考核、教学效果评价与反馈、经费使用管理、实验教学中心维护与可持续发展等政策措施,不断建设开发高质量虚拟仿真实验教学资源。同时建立有利于开放共享的校级虚拟仿真实验教学资源管理平台,满足校内各院系建设、发布、管理、使用虚拟实验教学资源的需求,提供完善的虚拟实验教学辅助功能,完成实验预习与准备、开课管理、实验库维护、教学安排、实验过程智能监控和在线指导、结果评价、成绩统计查询、教学效果统计分析等实验教学全过程管理。此外,通过统一标准的接口开发,使校级平台与CERS顶层平台无缝对接,实现跨校、跨区域、跨学科的虚拟仿真实验教学资源开放共享。因为针对实验安全性差、难以实现、成本高昂、时空限制等方面原因不便开展的教学任务,国家都大力进行提倡。四川教育虚拟仿真产品
虚拟仿真软件中可以根据实际需要自行搭建场景。高校虚拟仿真应用
5G前景下云计算发展和应用突飞猛进,高带宽低延迟广链接的特点将促进云VR成为现实。现有高校建设的虚拟仿真实践教学平台因建设经费紧张、硬件条件不足、办学特色不突出、配套资源有限等各类原因无法充分发挥应有的作用。5G技术的应用,可以达成不同层次院校合作共建虚拟仿真合作共享。基于资源与服务相结合的原则,多个高校共同建设具有网络化、开放性、兼容性的虚拟仿真实践教学共享平台,展示不同院校的特色专业资源,避免重复建设,形成优势互补,优化资源合理配置,并促进中西部高校和地方院校人才培养质量提升。高校虚拟仿真应用
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