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大連虛擬仿真實驗開發|大連虛擬仿真實驗室建設|大連虛擬仿真實驗應用開發|虛擬仿真實驗應用制作

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  在日常生產中,諸如建筑工地鋼筋滑落、森林火災、化工廠爆炸等事故和危險并不罕見。但長期以來,相關專業學生對這些事故和危險的認知,大多停留在書本上和前輩的描述中。雖然在專業學習時,學生們已經了解甚至熟習了事故的處理流程,但由于缺乏實際經驗,能否做到臨危不懼,仍是一個極大的考驗。

  現在,高校可以把這些危險和事故“搬進”實驗室了——通過虛擬仿真實驗技術,構建起極具現實感的虛擬場景,使學生能夠在安全狀況下了解危險,體驗危險,處理危險。

讓學生安全地體驗危險

  虛擬仿真實驗技術——在VR基礎上添加仿真技術,并結合專業理論——則有了更進一步的實踐領域。教育部有關文件表明,虛擬仿真實驗教學依托虛擬現實、多媒體、人機交互、數據庫和網絡通訊等技術,構建高度仿真的虛擬實驗環境和實驗對象,能夠實現真實實驗不具備或難以完成的教學功能。學生在虛擬環境中開展實驗,達到教學大綱所要求的教學目的。

  在教育部高教司等教育主管部門的規劃支持下,在高等學校國家級實驗教學示范中心聯席會(簡稱聯席會)的協調推進下,我國高等學校的虛擬仿真實驗教學建設初有成效。三年來,全國高校已經建立了300個國家級虛擬仿真實驗中心,覆蓋了27個省份,204所高校,涵蓋40多個學科類別。

  避免危險,或者安全地做現實中很危險的實驗,是虛擬仿真實驗技術在實驗教學中最直接的價值體現。

  除了安全事故外,有一些實驗本身就具有較強的危險性。聯席會秘書長、北京大學生命科學學院教授許崇任向記者介紹說:在生物學研究領域,經常需要在生物體內對某些物質進行同位素標記,以研究這些物質在代謝過程中的途徑和運動規律。但是,同位素是有危害的,對環境是有污染的,因此過去很多學校都避免同位素的實驗。而虛擬仿真實驗技術可以規避這種危險。

  放棄具有一定危險性和破壞性的實驗項目,不僅影響學生學習和吸收理論知識,也嚴重影響對其專業實踐能力和實用技能的培養。所以利用虛擬仿真技術,讓學生安全地做曾經很危險的實驗,對高校實驗實踐教學的價值不言而喻。

把工廠、醫院和企業“搬到”課堂

  節省實驗成本、提高培養效率、增加學生實操經驗,也是虛擬仿真實驗的優勢之一。

  “食品工程專業的學生需要到企業進行實習,然而在現實中,由于食品生產線制造、保養和維護成本十分昂貴,企業一般不會讓實習學生在生產線上直接操作。”樊友峰說,“三維工廠虛擬仿真則為高校提供了一條新思路。比如,奶粉生產虛擬仿真實驗室可以逼真地模擬奶粉加工生產工藝的開車、停車、正常運行和各種事故狀態。這種現代化的虛擬仿真培訓,無需投料,沒有危險性,節省了大量費用,也提高了培訓效率。真正做到了把‘工廠’搬到學校,實現了教學與就業的零距離。其價值,遠遠超出學生到工廠觀摩。”

  在臨床實習過程中,“準醫生”們很難掌握足夠多的病例和經驗。如果在實驗教學階段就引入相關的虛擬仿真系統,分類別地讓學生進行實驗,反復模擬,對學生醫療經驗的初期儲備和增長大有益處。


  作為“互聯網+”時代的一項風靡的技術,虛擬仿真實驗,對于年輕學生是有天然吸引力的。“現在的學生很適應互聯網的東西,把實驗教學基礎的內容通過‘互聯網化’的方式讓學生學習,能夠保持學生對專業學習的持久興趣。
 
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