虚拟实验教学的探索与实践

随着信息技术的发展,作为传统实验教学的一种有效的补充,虚拟实验教学已经成为加强实践教学、提高教学质量的重要手段。根据我校实验教学改革的实际经验,介绍了自主设计开发的计算机网络虚拟实验系统,探讨了网络教育中虚拟实验教学模式的分层次教学实施方案,并对虚拟实验的教学实践进行了总结和分析。     

两级式中学物理虚拟实验模式的探索与实践

传统的中学物理实验教学模式存在多种不足,不利于学生能力素质的培养。为改进传统中学物理实验教学模式,从信息技术与教育结合入手,以设计和开发真三维的物理虚拟实验为解决途径。在综合分析了中学物理实验教学目标及其与虚拟技术的结合核心后,首先提出了针对中学物理虚拟实验的分类方法,并在此方法的基础上结合加涅的"学习条件理论"提出了"两级式中学物理虚拟实验模式(TPVM)"并对此模式进行了理论探讨和技术实践。     

基于虚拟仿真实验及测评的混合式教学实践--以“中学生物实验教学研究”为例

实验教学能力是师范生专业素养的重要组成部分。在后疫情时代,如何更好地提升高校实验课的教学质量,培养师范生的实验教学能力已经成为当下教育关注的重点。通过师范生教师教育类“中学生物实验教学研究”课程的教学改革,借助虚拟仿真实验平台和网络课程平台,将真实实验与虚拟仿真实验相结合,制定了虚拟仿真实验线上新型混合式教学实践方案,并构建了虚实结合的课前、课中和课后三阶段混合式教学实践过程,同时使用虚拟仿真测评系统进行了线上线下、定性定量的实验教学评价的改革。     

数字化虚拟仿真实验系统的开发设计与应用研究

实践实验教学的主体是学生,高校最大限度地突破单一验证、简单综合的传统实验教学模式的局限,充分利用现代模拟技术和网络技术,构建数字化虚拟现实技术实验教学模式,已经成为培养学生能力的有效手段。通过建立虚拟仿真实训实战教学平台、开发虚拟仿真实训实战教学资源、开展虚拟仿真实训实战教学、强化师资队伍及教学团队建设、构建虚拟仿真实践实训校局合作新模式等多种手段,将有助于实现数字化虚拟仿真实验系统的开发设计及其在实践实验教学中的深度应用。数字化虚拟仿真实验系统在实践实验教学中的应用,将有助于学生根据自身需求进行学习、有助于拓展实验教学内容、有助于改进现有教学模式、有助于实验室实行开放式教学、有助于解决当前实训实战教学中的难题,同时,也将为当前的实践实验教学技术手段的创新和改革带来新的思路。     

动荷载虚拟实验教学平台的开发与实践

本文系统总结了东南大学工程力学动荷载教学过程中由于课时和实验条件不足存在的问题,讨论了国家目前对虚拟仿真实验教学的重视,分析了动荷载虚拟实验教学平台建设的目的和意义。从虚拟仿真实验教学平台载体选择、虚拟仿真实验项目的选择、虚拟仿真实验项目的模块设计及具体的模块实现技术四个方面开发了动荷载虚拟实验教学平台。教学实践结果表明,动荷载虚拟实验教学平台作用明显。     

地理环境虚拟实验系统

通过对地理学科实验教学现状的分析引出要研究的问题,从构建虚拟地理环境实验系统的思路入手,分析探讨虚拟地理环境实验系统在解决教育规模与质量之间的矛盾、克服实验资源不均衡和提高学生创新能力等方面的问题,并初步讨论构建虚拟地理环境实验系统的方法和示范应用案例。从实验教学的角度,虚拟地理环境实验系统以培养学生动手能力、实践能力和创新能力为目的,凝练实验教学资源,拓展实验教学手段,使地理学专业的学生在实验操作能力、野外调查能力、综合分析与应用能力等方面综合发展,培养富有开拓精神、创新能力和国际竞争力的高素质人才,不断地使地理实验教学改革与社会需求相适应。     

云桌面下嵌入式技术课程实验环境建设与教学模式探索

为提高嵌入式技术实验教学效果,基于桌面云构建了嵌入式技术创新实践硬件实验平台,开发了虚拟实验系统,研究了桌面云下虚实结合的实验教学模式,探索了基于桌面云的开放共享的互联网+实验教学模式,以及理论、实验和网络教学交叉融合的教学架构。研究成果可用于嵌入式技术课程教学,提高学生嵌入式应用系统设计、工程实践和科技创新能力,并可为互联网+教育背景下实验教学提供参考。     

融合机器视觉的工业机器人虚拟平台构建

为满足电气信息类专业学生工业机器人、自动控制、机器视觉等先进技术的实践教学需求,提高工科大学生自主创新、创业及实践能力,设计开发了机器人实验系统。利用虚拟仿真技术、互联网技术与学科专业深层融合,设计了虚拟实验对象,扩充了实验内容。为了便于虚拟教学资源的有效管理,依据学科特色与虚拟实验教学的特点,构建了统一的实验教学网络管理平台,扩大了共享范围。探索了三核心、三层次、一体化的"三三一"虚拟仿真实验教学管理体系,促进了虚拟教学资源的开发与建设,推进了高等学校实验教学的信息化建设,为实验教学改革创新开辟新的道路。     

应用型地方高校土木工程虚拟仿真实验教学中心建设探索

虚拟仿真实验技术应用于土木工程教学领域,可以解决传统土木工程实践教学与现代应用型人才培养之间的一些突出矛盾。结合地方高校对接产业发展和行业需求、面向工程实践培养应用型人才的现实需要,论述了应用型地方高校土木工程虚拟仿真实验教学中心的建设理念和土木工程虚拟仿真实验教学体系的构建思路,分析了土木工程虚拟仿真实验教学资源平台的功能和组构模式。实践表明,为提升学生的创新意识、工程实践能力、信息化应用能力、综合素质和自主实验的学习兴趣,提高土木工程应用型人才培养成效,地方高校应校企合作开发"层次化、模块化、体系化"的土木工程虚拟仿真实验教学资源,建立"高度仿真、虚实结合、开放共享"的应用型虚拟仿真实验系统,积极开展土木工程虚拟仿真实验教学。     

高压电气设备三维虚拟实验场景的建模与优化

结合开发实践,阐述高压电气设备三维虚拟实验系统中虚拟场景的建模与优化,实现将虚拟实验与传统实验相结合,有效提高实验教学的质量。     

基于VB的减速器拆装虚拟实验系统的开发

运用SolidWorks软件建立了减速器常用零部件的三维实体模型,并对减速器进行了虚拟拆装过程的动画制作及运动仿真。利用VB软件设计开发了减速器拆装虚拟实验系统。以常用的两级圆柱齿轮减速器虚拟拆装实验为例,介绍了虚拟实验系统在实验教学中的应用。实践结果表明,通过该虚拟实验系统并结合减速器实物拆装进行实验教学,弥补了传统的实验教学的不足,提高了实验教学效率和质量。该虚拟实验系统还可用在"机械设计"及其课程设计的理论课教学中。     

教育技术专业交互式虚拟实验系统的研发

根据教育技术实验教学现状及现有虚拟实验系统存在的问题,引出开发教育技术虚拟实验系统的必要性。以实现"强交互性"与"高仿真度"为重点目标,以典型虚拟硬件案例"多媒体教室操作平台"及"数码相机"虚拟实验、"windows系统重装"虚拟软件系统为例,探讨了教育技术虚拟实验系统的功能与实现的关键技术,并通过实验教学实践总结其效果与意义。     

基于声卡的虚拟仪器在通信专业教学中的应用

为了将虚拟仪器技术应用于实践教学中,基于虚拟仪器开发平台Labwind ows/CVI设计了一个通信虚拟实验系统,并应用于通信专业的实验教学中.该系统是一个功能较完善的虚拟实验系统,有效地提高了通信实验教学的质量与水平.     

开放式虚拟实验平台的开发与应用

通过开放式虚拟实验平台和传统实验教学的对比分析,总结出其应用优势,进而给出平台开发的技术路线和实践方案,并在此基础上设计了基于开放式虚拟实验平台教学的一般模式,为理论运用于实践提供了一条切实可行的途径。     

基于虚拟仪器的“自动控制原理”实验教学改革探索

根据“自动控制原理”课程实验教学在高校中遇到的困难和实验教学改革的需要,结合学院实际情况,提出基于虚拟仪器的自动控制原理实验系统。分析了基于MATLAB的虚拟实验平台和基于LabVIEW的虚拟实验平台的优缺点,采用LabVIEW与MATLAB相结合的方法来开发虚拟实验系统。结果表明,采用虚拟实验系统既可以节约成本,改善现有的实验条件,又可以提高自动控制原理实验教学效果,推动实验教学改革的发展。     

心理学公共课虚拟仿真实验教学系统的构建与应用

针对心理学公共必修课一校多区、一课多校、一课多专业、一课多开设形式等复杂的授课环境,以及实验场地、设备数量和实验时间的限制导致心理学公共课实验教学难于开展的问题,构建了心理学公共课虚拟仿真实验教学系统。该系统依照心理学公共课所使用教材体系建设,利用Flash等信息化技术解决了远程反应时(RT)收集等关键技术难题,开发了30余个虚拟仿真实验项目,以远程互动的方式,在心理学公共课教学中成功开展实验教学,创新了公共课心理学的教学模式,提升了心理学公共课的教学效果。     

虚拟仿真实验在初中化学实验教学中的探索与实践

化学是一门以实验为基础的学科,但是实际教学中存在一些问题,会严重影响实验教学的效果。开发并利用虚拟实验来完成初中化学实验教学是一种较成功的改进实验教学效果的尝试,也是对实验操作很好的补充。系统介绍了虚拟仿真实验的优势,并通过课例《金属资源的利用和保护》对如何在初中课堂利用虚拟仿真技术进行了简单的介绍,最后指出了虚拟仿真实验的发展方向和问题。     

大气污染控制工程信息化实验教学模式的构建

针对在大气污染控制工程专业实验教学中课前预习不足、实验条件难于控制、课后开放程度不够等问题,采用计算机、多媒体、网络通信等技术构建以课前在校园网上预习3D虚拟仿真实验,课上数字化监控实验过程和课后网上在线实验的开放为核心的三位一体的大气污染控制工程信息化实验教学模式。实现了课前沉浸式预习、课上精确监控、课后远程开放,充分共享实验教学资源,提高了学生的学习积极性,培养了学生的实践能力和创新能力。     

基于Matlab的网络虚拟实验系统设计

针对自动控制原理课程特点和目前实验教学中存在的弊端,提出利用Matlab强大的数值分析及图形处理功能与Web服务器相结合,设计开发了基于Matlab的"自动控制原理"远程网络虚拟实验系统.该虚拟实验系统以Web页面为载体,具有用户远程在线访问功能,实现了"把实验带回宿舍"、"把课程带回家"的远程教学模式,具有良好的实验教学功能.     

煤矿安全开采虚拟仿真实验教学中心建设与实践

在煤矿安全开采领域,面临着实验教学手段缺乏创新、优质教学与实验资源匮乏等问题。为了解决传统煤矿开采实践教学与人才培养之间的一些突出矛盾,利用虚拟仿真实验技术,结合面向工程实践培养应用型人才的现实需要,论述煤矿安全开采虚拟仿真实验教学中心建设理念,构建煤矿安全开采“阶段化、层次化、模块化”的实践教学体系,开发“高度仿真、虚实结合、开放共享”的虚拟仿真实验系统与虚拟仿真实验教学资源,以改善煤矿安全开采实验教学环境,提升学生创新意识、实践能力与自主学习兴趣。