中国现代教育装备
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 实验室建设  
面向新工科的跨专业建设工程教育虚拟仿真实验教学中心
来源:《中国现代教育装备》杂志 时间:2019-3-25 9:53:50
  [导读]虚拟仿真实验教学一直是高校本科人才培养工作中不可或缺的重要组成部分,关系着所培养人才的工程实践能力和工程创新能力。安阳师范学院虚拟仿真实验教学中心面向工程类本科专业实践教学,强调跨专业融合,以技术引领、资源共享、应用驱动、创新提高为宗旨,积极构建软件工程、资源环境工程、电子信息工程、土木工程4个核心专业集群的虚拟仿真实验教学体系,业已形成以专业拓展为目标,以虚拟技术为依托,以院院合作、校企合作为两翼的良好发展态势。

  1 虚拟仿真实验教学中心建设的必要性

  虚拟仿真综合集成了多媒体、电子、网络、人机交互、人工智能等诸多高新技术,可对各类复杂、不可及或不可逆的现实工程项目进行抽象和简化,进而形成系统模型;再通过软件设计建立仿真模型,从而实现数值仿真、可视化仿真或增强现实仿真,支持真实感场景动态模拟和沉浸。通过人机交互,还可实现虚拟场景的远程控制,甚至自动创建和实现系统决策。目前国内外已有许多成熟的虚拟仿真系统开发平台,如VegaPrime,OpenGL,Revit等系统[1]。

  虚拟仿真实验教学一直是高校本科人才培养工作中不可或缺的重要组成,关系着所培养人才的工程实践能力和工程创新能力。自1989年虚拟仿真实验概念首次提出,国内外许多高校都陆续开始建设虚拟环境下的仿真实验平台。

  传统实验教学模式下,受限于各种条件,学生只能在限定的时间和地点利用限定的实验设备完成特定的实验操作。因此,传统实验只能完成具有“代表性”和“普适性”的“规定动作”,会极大制约学生工程实践能力及工程创新能力的培养。此外,传统实验室的建设投入不可小觑,不论是实验仪器设备的购置与维护,还是实验场地的建设与管理,都需要花费大量的人力、物力和财力。传统实验教学模式下,“投入产出比”往往受到质疑。为此改革传统实验教学模式、探索适应新时期发展的实验教学新模式是摆在高校实验教学改革面前的重要课题,虚拟实验教学正是破解此难题的一条重要途径[2,3]。

  2 建设跨专业的虚拟仿真实验教学中心

  3 虚拟仿真实验教学中心特色与创新

  4 虚拟仿真实验教学中心建设成效

  5 结语

  虚拟仿真教学可以有效促进学生亲身体验各专业中高、危、难工程的全过程建设管理及技术工艺,实现工程类专业人才培养与行业企业需求的“零距离”对接,提高人才培养的社会适应性。与此同时,通过全过程的综合仿真训练,加强不同专业、各年级学生间的专业思维、实践交流与合作意识,达到锻炼学生实践能力、自学能力、研究能力、创造能力、表达能力与组织管理能力的目的。中心正以此次申报建设为契机,着力挖掘技术潜能,大力培养人才队伍,合力凝聚学科优势,统筹规划、建设一批特色鲜明的虚拟仿真实验项目。

  参考文献

  [1] 张茂军,虚拟现实系统[M].北京:科学出版社,2001.

  [2] 陈守满,姜建国.虚拟现实技术在教学中的应用[J].计算机应用,2002,22(4):111-112.

  [3] R. S. Kalawsky, "Exploiting Virtual Reality Techniques in Education and Training: Technological Issues"[R].AGOCG.

  [4] 石教英,虚拟现实基础及实用算法[M].北京:科学出版社,2002.

  [5] 李振波,孟祥旭,向辉.复杂虚拟场景构造及交互漫游实现研究[J].系统仿真学报,2002,14(9):1183-1187.

  [6] 朱杰杰,胡维华,潘志庚.虚拟多媒体教室(VMCS)设计和实现[J].计算机辅助设计与图形学学报,2004(1):73-78.

段新昱 陈卫军 姜品 杨坤 安阳师范学院软件学院


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