虚拟现实(VR)无疑是一个热词。而虚拟仿真实验技术——在VR基础上添加仿真技术,并结合专业理论——则有了更进一步的实践领域。教育部有关文件表明,虚拟仿真实验教学依托虚拟现实、多媒体、人机交互、数据库和网络通讯等技术,构建高度仿真的虚拟实验环境和实验对象,能够实现真实实验不具备或难以完成的教学功能。学生在虚拟环境中开展实验,达到教学大纲所要求的教学目的。
在教育部高教司等教育主管部门的规划支持下,在高等学校实验教学示范中心联席会(简称联席会)的协调推进下,我国高等学校的虚拟仿真实验教学建设初有成效。三年来,全国高校已经建立了300个虚拟仿真实验中心,覆盖了27个省份,204所高校,涵盖40多个学科类别。 自主研发的医护虚拟仿真实验教学系统,能够让医护专业的学生由浅入深学习到临床护理实践操作的相关知识。静安区虚拟仿真专业
在2018年平昌冬奥会闭幕式上,“北京8分钟”用中国智慧惊艳了世界。轮滑表演、地面投影、动态视频、熊猫玩偶、隐形机器人……众多要素完美结合,共同展现了冰雪运动和中国文化的魅力,诠释了2022年北京冬奥会“人文奥运”和“科技奥运”的精神。这精彩的8分钟的呈现离不开幕后技术团队的强大支持,而北京理工大学也是其中之一。2017年6月,北京冬奥组委正式委托北理工软件学院丁刚毅团队组建虚拟仿真团队。他们利用高效的“黑科技”,为演出的前期创意设计和现场排练工作提供有力的技术保障,助力“北京8分钟”华丽登场。两套系统充当“眼睛”和“指挥棒”据北京理工大学软件学院院长、虚拟仿真团队负责人丁刚毅介绍,“北京8分钟”创意丰厚、炫酷精彩,但其效果的完美呈现面临众多技术上的难题。“要用线条的延伸体现中国元素,线条应该怎么描绘?演员移动能否跟得上线条?每个演员不同时刻要到哪个位置、又该怎么滑?整个演出要做到灯光、音响和演出内容的配合,机器人车台和运动员的配合,人物运动和虚拟图案的配合,需要十几个工种共同完成,如何进行准确对接?演出方案每天都在变,人工操作来不及又该怎么办?所有这些问题都需要解决。 崇明区虚拟仿真企业校领导考察虚拟仿真教学实验实训中心。
据介绍,生物学科必须的兔子解剖实验,实验材料需求大,扬州大学生物科学与技术学院每年用于实验教学的兔子有60只左右。而该系统可以实现360度模拟形态,使教学画面更加真实,学生能更好地掌握兔子的外部形态以及内部构造。采用该系统后,生物学院去年兔子消耗量不到10只,器材与试剂花费也减少了数千元。扬州大学生物科学与技术学院副院长黄金林介绍,未来该仿真实验系统还致力发展VR技术,今年将重点开发智能头盔和手套,让学生更好地体验实验操作。
虚拟仿真实验教学是在新时代高等教育内涵式发展背景下,实验教学主动适应新技术**性变化,提升新时代大学生的创新精神、实践能力和社会责任感,培养拔尖人才的重要举措,是中国高等教育人才培养推进“智能+教育”的积极探索,是推动人才培养质量提升的新的生产力,对高等教育发展具有重要的全局性意义。
为贯彻落实习关于强化实践育人工作的重要指示精神和全国高校思想工作会议精神,根据《教育信息化十年发展规划(2011-2020年)》和《2017年教育信息化工作要点》等相关要求,深入推进信息技术与高等教育实验教学的深度融合,不断加强高等教育实验教学资源建设与应用,着力提高高等教育实验教学质量和实践育人水平,经研究,决定在高校实验教学和实验教学项目信息化建设的基础上,于2017-2020年在普通本科高等学校开展国家虚拟仿真实验教学项目建设工作。根据本科学科门类中专业类的当前布局和发展情况,结合高校专业类实验室建设情况和专业类实验教学信息化发展需求等因素,统筹规划到2020年认定1000项左右国家虚拟仿真实验教学项目。 中智仿真虚拟仿真技术助力“安航”建设。
国内高校建设虚拟仿真实验室的专业很多,北航/科大等学校虚拟仿真实验室更是历史悠久,成果丰富。2018年教育部公布了首批国家虚拟仿真实验教学项目105个,而到2020年今年,教育部将推出1000个“示范性虚拟仿真实验教学项目“。这1000个虚拟仿真实验项目已经覆盖了法学类/建筑类/马克思主义理论学/体育学类/历史学类/物理学类/电气类/矿业类/兵器类/农业工程类/林业工程类/自然保护与环境生态类/公共卫生与预防医学类/法医学类/医学技术类/经济管理类/艺术学类/生物科学类/机械类/电子信息类/航空航天类/化工与制药类/交通运输类/核工程类/临床医学类/药学类/化学类/心理学类/能源动力类/土木类/测绘类/环境科学与工程类/食品科学与工程类/植物类/动物类/基础医学类/中医类/护理学类/教育学类/地质类/文学类/天文学类/地理科学类/大气科学类/海洋科学类/地球物理学类/地质学类/力学类/仪器类/材料类/自动化类/计算机类/水利类/纺织类/轻工类/海洋工程类/生物医学工程类/安全科学与工程类/生物工程类/公安技术类等很多学科。
在三维可互动的虚拟场景中,虚拟出的“嘉宾”们轮番上场做致辞和报告,观众则可进行沉浸式体验。浦东新区线上虚拟仿真
成渝地區雙城經濟圈馬克思主義學院發展聯盟論壇、大中學等場所展示、互動、推廣。静安区虚拟仿真专业
随着需求的提高,呈现方式要求特色化,多样化。将展示大屏更换为电子快门式的3D投影,在交互设备上操作,大屏展示三维的仿真内容,虽然投影的显示亮度较低,色彩上与原画面有偏差,但三维立体更生动的方式让学校接受了这种仿真的展示方式,开始投入大量的虚拟仿真实训室的建设;随着不断是建设使用,已投影为显示载体的3D技术出现很多体验上的问题:电子快门式的3D技术,经常出现闪烁的问题,部分体验着出现3D眩晕等症状使得很多实训课搁置了,电子眼镜成本和充电管理慢慢成了虚拟仿真实验室建设考虑的问题。
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