基于数据挖掘的虚拟仿真实验教学量化分析

作为实际实验教学的重要补充,基于互联网平台的虚拟仿真实验教学实践过程中生成了大量的学生学习行为数据。为了研究虚拟仿真实验教学与实际实验教学成绩的关系,识别虚拟仿真实验教学中的新行为模式,利用数据挖掘技术对化学化工虚拟仿真实验教学过程数据进行了分析。通过研究虚拟-现实实验成绩之间的相关性、因果性以及学习时间对成绩的影响,发现理论学习、实际操作成绩与偏重于流程训练的简单虚拟仿真实验项目的相关性较小,与机理型复杂虚拟仿真实验项目相关性较大;虚拟仿真实验的开展对实际实验均有不同程度的促进作用。     

铁矿石还原性能研究虚拟仿真实验教学项目建设实践

虚拟仿真实验教学是现代信息技术与高校实验教学改革相结合的产物,能够有效解决实体实验做不了、做不好的问题,是对实体实验的拓展、延伸和补充。冶金工程实验具有高危险、高污染、高成本等特点,适合建设虚拟仿真实验教学项目。结合学科优势特色,开发设计铁矿石还原性能研究虚拟仿真实验教学项目,该项目由安全教育、实验认知与训练、标准操作、创新拓展、考核与评价五个模块组成。该项目用于本科实验教学及研究生科研活动,取得了较好的建设成效,有助于培养学生的科研能力、工程实践能力和创新能力。     

材料成型及控制工程专业虚拟仿真实验室的建设与实践

针对材料成型及控制工程专业实验教学中的共性问题,山东大学材料成型及控制工程专业建立了模具虚拟装配和模具虚拟制造两个虚拟仿真实验教学系统。学生能够在虚拟实验环境中完成实验预习、实验学习、实验练习、实验考核、实验报告等教学内容,教师能够进行实验教务管理。采用虚拟仿真实验室能够突破时间和空间限制,让学生有更多有效时间参与实验过程。实行"虚拟仿真实验+真实实验"相结合的实验教学模式,能够有效克服真实实验教学中的诸多局限,激发学生自主学习的积极性,教学效果明显。     

浅析国家级虚拟仿真实验教学平台建设——以东南大学为例

虚拟仿真实验作为继理论研究和实验研究之后的第三种学习研究方法,对产、学、研起到了极为重要的作用。国家级虚拟仿真实验教学平台是实验教学示范中心的重要组成部分,也是实验教学示范中心建设的延伸,故教育部启动了国家级虚拟仿真实验教学平台的建设工作。东南大学根据自身的学科特点、专业布局的发展状况,依托国家级实验教学示范中心,建成了机电综合国家级虚拟仿真实验教学平台及土木工程国家级虚拟仿真实验教学平台,为学生营造优质的理论认知与动手实践的实验环境,全面提高实验效果,开阔学生的思维视野,培养实验实践创新能力。     

新形势下油气储运工程专业虚拟仿真实验教学的实践与改革

虚拟仿真实验教学在培养学生解决复杂工程问题方面有极大的优势。文章根据虚拟仿真实验教学平台的特点,结合真实实验平台,设置不同层次的实验项目,采用学生自主学习、启发式和讨论式、目标驱动等教学等方法,培养了学生的工程意识,有效地提高了学生解决复杂工程问题的能力。但在实践过程中还存在一些问题,需要从师资队伍、资源共享和运行管理等方面加强建设,以进一步完善实验教学内容和方法,切实提高虚拟仿真实验教学在人才培养中的作用。     

高超声速风洞虚拟仿真实验教学项目设计与实现

采用项目法开展虚拟仿真实验教学是推进现代信息技术融入实验教学、拓展实验教学内容广度和深度、延伸实验教学时间和空间、提升实验教学质量和水平的重要举措。为此,设计了高超声速风洞虚拟仿真实验教学项目,开发了高超声速风洞原理及结构设计、高超声速风洞操作流程以及高超声速风洞气动及流场环境虚拟仿真实验3个模块内容,让学生充分掌握高超声速空气动力学基本知识及原理,认识高超声速空气动力学常用的风洞实验设备工作原理及设计流程,了解高超声速典型气动外形气动力及流场随飞行高度、马赫数、模型姿态角的演化特性,探索建设实验空气动力学教学基础实验平台新途径。该项目以解决实际问题为导向,结合课堂讲授理论知识,在虚拟环境条件下开展高超声速气动及流场测量实验,推进现代信息技术融入高超声速实验教学。     

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。     

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。     

面向协同决策能力培养的轨道交通虚拟仿真实验教学改革

从国家战略、行业发展、持续提升轨道交通类专业人才培养质量需求及传统人才培养方式中的不足等维度,分析新时期强化交通运输专业学生协同决策能力培养的重要性。基于轨道交通运输组织的特点及发展趋势,剖析轨道交通运输组织协同决策能力的内涵及需求。面向培养需求,构建“五层次、全环节、多系统、一平台”的交通运输专业虚拟仿真实验教学体系及“五层次”能力贯通式递进培养实验教学模式。以西南交通大学交通运输国家级实验教学示范中心在虚拟仿真实验教学资源建设与实验教学的实践探索为例,阐述面向协同决策能力培养的虚拟仿真实验教学资源建设思路、实验教学环境构建、实验项目设计、实验教学组织实施等,实践表明,依托优质虚拟仿真实验教学资源群,以多层次的完整闭环的实验项目群为载体,能有效培养学生的协同决策和实践创新能力。     

暴雨致涝及洪水风险分析虚拟仿真实验的设计与实现

在土木工程学院进行虚拟实验教学中心建设过程中,运用水动力模型、ArcGIS技术、计算机技术设计完成了暴雨致涝及洪水风险分析虚拟仿真实验。从构建高仿真实验环境、提升专业实践教学效果入手,让学生在虚拟实验中加深对专业知识的学习和理解,实现了复杂问题可视化及不可及实验性项目可操作化,激发了学生的学习兴趣,提升了学生的工程实践能力和创新能力。     

巷道掘进爆破安全虚拟仿真实验教学平台构建

针对"爆破安全"课程室内真实实验及现场实验教学难以开展的问题,借助虚拟仿真、多媒体、人机交互、数据库和网络通信等技术,开展了巷道掘进爆破安全虚拟仿真实验教学平台构建研究。该平台成功搭建了高度仿真的虚拟实验环境,让学生能够在虚拟环境中开展爆破实验,模拟真实实验过程,实现了巷道掘进爆破方案设计、爆破施工、爆破危害监测与分析3个方面的实验教学内容。教学实践表明:开放式、引导式、探究式的教学方式,不仅使实验内容的深度与广度得以延伸,同时大大激发了学生的学习兴趣,丰富了学生的学习模式,提高了学生自主学习、团队协作、工程实践及实验创新等方面的能力,教学效果显著,达到了课程实验教学的目的。     

电子技术在线虚拟仿真实验项目

正杭州电子科技大学依托电工电子国家实验教学示范中心、电子信息技术国家虚拟仿真实验教学中心和电工电子国家教学团队,结合学科前沿和工程应用,开发了软件共享、仪器共享和远程控制三大类并且涵盖基础性、设计性和综合性三个层次的23个虚拟仿真实验项目。虚拟仿真实验项目采用高端工程仿真软件进行复杂电子系统设计,解决实验教学中高成本和不可及实验的难题。通过电路仿真设计、实体实验调试和产学研项目开发等逐级深入的实践培养环节,与行业工程应用无缝对接,培养学生的实践和创新能力,满足电子技术人才培养需要。     

多维度融合的电子电路学实验教学改革探索

针对部分实验安全性不强、高消耗、高成本、时间空间受限等缺点,文章作者结合电子电路学实验课程及学生特点,调整教学计划,改革实验教学的形式和方法,设计开发了若干电子电路学虚拟仿真实验教学项目,将虚拟仿真项目与线下实验有机结合,并完善相关课程资源,提出了一套虚拟仿真与实物操作结合、线上与线下结合、课上与课下结合的多维度融合的电子电路学实验教学改革方案,并列出了统计数据以论证教学改革效果。     

基于Unity3D的综采工艺虚拟仿真实验教学探索

为强化学生在综采工艺实验中的实操学习,基于Unity3D虚拟仿真平台,结合3DMAX三维动画技术,从系统设计方案和关键技术角度,论述了综采工艺虚拟仿真实验系统设计、实操强化、实验考核的方法;选取实验组和对照组学生,对虚拟仿真实验教学过程和实验教学效果开展跟进研究,并与传统实验教学方法比较,进行教学效果评价。结果表明:综采工艺虚拟仿真实验系统在场景展示、原理、综采工艺实操和实验考核方面有很大优势,调动了学生参与实验的积极性和主动性,有利于培养学生创新能力。     

虚拟仿真实验教学项目建设与应用研究

教育部对虚拟仿真实验教学项目建设与应用提出了全面要求。该文以教育部相关文件要求为基础,从实验教学的作用出发,讨论了对以核心要素仿真度为主要内容的虚拟仿真实验教学项目要求的内涵,并从虚拟仿真实验与实体实验、虚拟仿真实验教学体系与实验教学整体体系、教学内容与教学形式、线上资源和线下资源、虚拟仿真实验教学与人才培养等方面,探讨了虚拟仿真实验教学项目建设与应用中的几个重要关系。     

采矿工程虚拟仿真实验教学体系建设与实践

采矿工程虚拟实验教学中心构建的"模块化、层次化、多元化"的虚拟仿真实验教学体系,在整合和完善虚拟仿真实验教学资源的同时,建成了一支教学理念先进、学术水平高、教学科研能力强的高素质实验教学队伍;建设了虚拟仿真实验网络信息平台,实现了虚拟仿真实验教学资源的智能化和网络化管理,使学生可自由选择实验时间和实验内容、自主配置虚拟实验仪器设备、自由搭建实验器材开展实验活动;虚拟仿真实验教学平台及实验项目基本实现了行业高校共享。采矿工程虚拟实验教学中心的建设为矿业类大学生实践和创新能力的培养创出了一条新路。     

“机械故障诊断基础”虚拟仿真实验项目开发实践与思考

基于“机械故障诊断基础”课程实验特点,针对虚拟仿真实验项目开发,在实验项目选题、实验项目开发、实验教学组织与评价等方面进行了总结。开发了基于AMESim与LabVIEW的液压系统状态监测虚拟仿真实验、基于MATLAB的机械性能预测仿真实验、大型机械装备故障诊断专家系统等虚拟仿真实验项目。虚拟实验项目实施表明,学生能够更专注于对课程核心知识点的认识和实践,取得了良好的建设效果。     

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。     

省级在线开放虚拟仿真实验教学项目建设探讨

在线开放虚拟仿真实验教学项目是深化实验教学供给侧结构性改革的成果,也是信息技术与实验教学深度融合的必然产物。江苏省于2016年率先在全国开展了省级在线开放虚拟仿真实验教学项目的遴选建设工作。该文从省级在线开放虚拟仿真实验教学项目建设现状、建设路径及建设展望3个维度出发,对虚拟仿真实验教学项目的内涵、外延及可持续发展进行有益探讨。     

经管类国家级虚拟仿真实验教学中心建设与实践

用地方经济、行业发展和大众创业的真实数据案例重构虚拟仿真实验内涵,构建"知识共享云→开放项目资源库→O2O实验课程群",创新经济管理虚拟仿真实验教学资源。用互联网+云计算+大数据搭建了具有"O2O协同+流程仿真"特色的实验→实训→实战→研究一体化教学平台,拓展经济管理虚拟仿真实验教学空间。遵循信息化时代学生知识学习和能力养成规律,构建"核心能力导向+专业群引领创业链仿真"实验教学体系,扩张"经济管理虚拟仿真实验"的边界,丰富经济管理虚拟仿真实验教学体系。