虚拟实验技术在生理学实验教学中的应用与思考

随着医学类院校办学规模的扩大和医学教育体制的改革,传统实验已无法满足生理学实验的学习需求。计算机技术在实验教学中逐渐普及,虚拟实验技术也逐渐发展成熟起来,并开始应用于生理学实验教学。虚拟实验作为一种新型的实验教学手段,能帮助学生掌握生理学基础知识以及实验操作要点,得到了广大师生的广泛认可。本文以苏州大学为例,主要探讨传统实验与虚拟实验各自的优劣,以及如何将两者在实验教学中结合,提高生理学实验的教学效果。     

消失模铸造虚拟仿真实验系统的实现与应用

为满足消失模铸造实验教学的需求,基于Unity3D引擎开发了一套消失模铸造虚拟仿真实验系统。该系统包括演示、认知、操作、考核等4个模块,完整再现了消失模铸造的工艺流程,引入了虚拟实验的交互操作,提供了实验考核模块,解决了传统消失模铸造实验教学的难点。该虚拟仿真实验系统能够很好地辅助教学,提高学生的学习兴趣,培养学生的自主学习能力,可在高校实验教学中推广应用。     

基于三学期教学改革的多模式虚拟仿真实验平台的构建

三学期的教学改革锻炼提升了学生的自学能力和学习效率,实验教学在改革中得到重视,在教学中加大了实验课时。虚拟仿真实验教学平台的构建,作为传统模式实验教学的补充,辅助实现了学生课外的直观形象的预习、操作,节省了课时内的操作时间,有效地提高了教学质量和仪器的使用效率。虚拟仿真平台和“雨课堂”的结合,跟实际操作实验教学相辅相成,丰富了教学内容,满足了创新型人才的培养需求。     

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。     

《工业废气净化技术与设备》虚拟仿真实验教学

文章分析了《工业废气净化技术与设备》课程传统实验教学的不足,运用虚拟仿真技术构建逼真的脱硝、静电除尘、脱硫实验操作环境和实验对象。根据课程内容和特点设置实验项目,以虚拟仿真技术为核心,把工艺、装备和多相流融合为一体,制作教学案例,满足课程教学目标,并制定完善的评价体系和标准,提高评价的公正和公平性,从而达到真实实验难以实现的教学效果。     

基于多虚拟平台的计算机网络综合实验教学系统设计

实验教学是计算机网络相关课程教学的重要组成部分。然而,当前的实验教学系统由于实验方案规划不够完善及实验教学平台的局限性等原因,存在系统化不足、学习层次不够分明、重工程轻研究、重应用轻理论等问题。因此,文章以理论课程为基础、实验教学方案为主体、实验平台为载体,从实验专题、实验类型和实验层次三个方面统筹规划,利用虚拟实验平台的泛在性和代价低等优势,选择和扩展多种虚拟实验平台,构建整体的、系统的、有层次的、与理论教学内容紧密相关的、基于多虚拟平台的计算机网络综合实验教学系统,以满足计算机网络相关课程的教学需求。     

虚拟仿真辅助教学模式应用于医药专业技能型人才培养中的实证研究——以生物化学实验教学为例

为了进一步提升医药类技能型人才培养质量,文章以生物化学实验教学为例,探讨了基于虚拟仿真技术的开放实验室辅助实验教学对学生实验操作及动手能力的影响。将2021级药学专业83名本科生分为虚拟仿真实验教学组与常规实验教学组,并通过问卷调研、实验报告、实验理论测试与操作评估等方法,分析虚拟仿真教学对实验教学效果与学生自主学习能力的影响。结果显示,虚拟仿真实验教学组的实验成绩显著高于常规实验教学组（p<0.05）;同时虚拟仿真实验教学组中超过97.56%的学生对“虚拟+现实”混合教学模式满意,其中超过60%的学生再次上线进行虚拟实验操作。虚拟仿真辅助教学模式在生物化学实验课程中的教学效果显著优于常规实验教学模式。     

基于AFM的物质表面结构及性质表征虚拟实验平台

建设虚拟实验能推动精密、昂贵且操作复杂的实验在基础物理实验教学中开展,满足学生多元化的学习需求,实现新冠疫情下实验课程"停课不停学"。该文介绍了一种原子力显微镜虚拟实验平台。该平台基于PID控制、悬臂运动、探针-样品相互作用力等多种模型对原子力显微镜整个操作流程进行建模,采用Unity3D技术将原子力显微镜仪器虚拟化。结合实际操作和实验课程需求进行实验内容设计,并通过人机交互式操作实现对学生的教学与考核。     

虚拟仿真实验教学中心实验教学体系建设

虚拟仿真实验教学可以实现矿冶工程化学类专业真实实验不具备和难以完成的教学功能。矿冶工程化学国家级虚拟仿真实验教学中心将虚拟仿真实验教学内容纳入工科化学化工基础课程和矿业化学专业课程,分工科基础化学仿真实验、矿物分离与湿法冶金虚拟仿真实验和高温冶金与节能虚拟仿真实验三个平台设计和建设了虚拟仿真实验教学内容。虚拟仿真实验教学包括分子层次微观过程的模拟,大型仪器实验结构和虚拟操作模拟,矿冶工程化学的复杂溶液体系和高温体系等高成本、高污染过程的模拟等实验教学项目。虚拟仿真实验教学以人才培养为核心,与真实实验相结合共同构筑了完整的本科人才培养实验课程体系。     

测控一体化实验教学与科技创新平台研究

为整合实验室资源,优化实验课程体系,建立满足"测试技术实验"与"自动控制原理实验"教学需要和大学生科技创新需求的测控一体化实验教学平台。从教学体系、教学方法2个方面对上述2门课程实验教学进行改革,建立测试与控制实验项目统分结合、实验教学与科技创新紧密结合的教学体系,提出虚拟实验与实际操作相结合、必修实验与开放实验相结合的教学方法。该实验教学平台突出"实验资源优化整合,教学科创紧密结合"特色,促进学科知识交叉融合,推动科教结合和创新教育发展,进一步提高实验教学质量。