虛擬仿真課程資源建設(shè)精選(九篇)

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第1篇：虛擬仿真課程資源建設(shè)范文

關(guān)鍵詞：信息化資源；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；虛擬仿真；建設(shè)規(guī)劃；實(shí)踐探索

中圖分類號(hào)：G647 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2016）20-0265-02

隨著教育教學(xué)改革的不斷推進(jìn)，教育部及省教育廳對(duì)高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)信息化工作提出了更高的要求。鄂教高[2014]16號(hào)文件明確提出，要加強(qiáng)高等學(xué)校內(nèi)涵建設(shè)，加強(qiáng)信息化資源共享平臺(tái)建設(shè)，加強(qiáng)國(guó)家級(jí)和省級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心建設(shè)，推進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與創(chuàng)新，提高大學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。為了順應(yīng)高等教育的發(fā)展趨勢(shì)，深入貫徹落實(shí)《關(guān)于開展國(guó)家級(jí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心建設(shè)工作的通知》精神，2014年湖北警官學(xué)院充分利用和整合現(xiàn)有教學(xué)資源，構(gòu)建了虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，成立了法庭科學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心。這一新舉措對(duì)于節(jié)約高校辦學(xué)經(jīng)費(fèi)、促進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的全面開放、推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室體制改革都有重要的意義。

一、建設(shè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的必要性

1.有利于教學(xué)資源的優(yōu)化與整合，能有效解決實(shí)驗(yàn)設(shè)備經(jīng)費(fèi)不足。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心是實(shí)踐國(guó)家教育信息化戰(zhàn)略的重要平臺(tái)和基地，可方便地將各種教學(xué)資源在教育信息化建設(shè)要求下統(tǒng)一優(yōu)化與整合。在理論授課和實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)之間增加“虛擬仿真實(shí)驗(yàn)”教學(xué)，對(duì)于有些高投入、無法使用真實(shí)場(chǎng)景的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目開設(shè)典型虛擬實(shí)驗(yàn)，不僅完善了實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，而且還提高了學(xué)生的自主創(chuàng)新能力，提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與實(shí)踐能力。特別是對(duì)于公安院校來說，各類實(shí)驗(yàn)設(shè)備由于產(chǎn)品成本和用量問題，設(shè)備昂貴，比如一套DNA分析系統(tǒng)約需人民幣400萬元，一套血液中酒精含量檢測(cè)系統(tǒng)約需經(jīng)費(fèi)150萬元，還有環(huán)境掃描電鏡、有機(jī)物成分檢測(cè)儀等設(shè)備，而且每臺(tái)設(shè)備每次只能供2～3人進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，由于成本原因往往無法為學(xué)生提供直接實(shí)驗(yàn)，通過虛擬仿真方式將典型現(xiàn)場(chǎng)和大型設(shè)備進(jìn)行仿真，讓學(xué)生通過虛擬仿真實(shí)驗(yàn)掌握基本技能，增強(qiáng)實(shí)戰(zhàn)能力。

2.有利于完善共享機(jī)制，增加實(shí)驗(yàn)過程管理。高校傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中實(shí)驗(yàn)室建設(shè)費(fèi)用昂貴，開展過程受時(shí)間、空間、人力的限制，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)常常難以實(shí)現(xiàn)。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)為學(xué)生提供全方位的服務(wù)，學(xué)生可以自主選擇在線學(xué)習(xí)。教師可以利用系統(tǒng)安排理論基礎(chǔ)測(cè)試、虛擬實(shí)驗(yàn)，監(jiān)控和輔導(dǎo)學(xué)習(xí)過程，評(píng)價(jià)和管理實(shí)驗(yàn)成績(jī)。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)不受硬件環(huán)境的限制，各種教學(xué)資源更容易遠(yuǎn)程操作，使得教學(xué)資源真正共享、全面共享成為可能。共享機(jī)制有助于吸引各種社會(huì)資源，促進(jìn)教學(xué)資源的開放及推廣應(yīng)用，推動(dòng)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心可持續(xù)發(fā)展和良性循環(huán)。

3.有利于創(chuàng)新性人才培養(yǎng)，提升學(xué)生創(chuàng)新與設(shè)計(jì)能力。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育的薄弱環(huán)節(jié)。實(shí)驗(yàn)室除了滿足課堂教學(xué)展示和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)操作訓(xùn)練以外，利用科研項(xiàng)目及成果轉(zhuǎn)化的系統(tǒng)軟件和教學(xué)儀器設(shè)備開設(shè)有特色的自主實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在課余時(shí)間利用虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)提供的虛擬仿真平臺(tái)和教學(xué)儀器設(shè)備進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，滿足課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)中對(duì)設(shè)計(jì)對(duì)象的仿真實(shí)驗(yàn)要求，同時(shí)利用虛擬仿真設(shè)備，讓學(xué)生參與各類仿真設(shè)計(jì)和場(chǎng)景設(shè)計(jì)，顯著提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與設(shè)計(jì)能力。

二、虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的建設(shè)規(guī)劃與實(shí)踐探索

1.教學(xué)資源整合與建設(shè)。2014年，為了貫徹落實(shí)教育部和湖北省教育廳《關(guān)于開展國(guó)家級(jí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心建設(shè)工作的通知》精神，我院充分利用和整合現(xiàn)有資源，安排電子數(shù)據(jù)取證協(xié)同創(chuàng)新中心和部省高校對(duì)口支持項(xiàng)目資金共計(jì)270萬元，組建了法庭科學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，成立了法庭科學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心。實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心面向全院開設(shè)28門虛擬仿真實(shí)驗(yàn)課程，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目468項(xiàng)。法庭科學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心在現(xiàn)有的運(yùn)行管理模式下，立足“開放性、創(chuàng)新性、實(shí)效性、長(zhǎng)期性”的工作思路，從“平臺(tái)建設(shè)、資源建設(shè)、隊(duì)伍建設(shè)、制度建設(shè)”四個(gè)方面，堅(jiān)持規(guī)范管理，注重研發(fā)，能實(shí)不虛，高效利用，加強(qiáng)引導(dǎo)的建設(shè)理念。在建設(shè)好公安基礎(chǔ)技術(shù)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室的同時(shí)，努力突出公安特色，通過“雙網(wǎng)雙形”運(yùn)行模式（雙網(wǎng)：校園網(wǎng)和公安專網(wǎng)；雙形：虛擬仿真技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)），將公安基礎(chǔ)技術(shù)、電子數(shù)據(jù)取證技術(shù)和保密性允許的部分公安業(yè)務(wù)課程等虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目通過校園網(wǎng)進(jìn)行全面開放；將所有課程的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)在公安專網(wǎng)上向公安專業(yè)學(xué)生和公安實(shí)戰(zhàn)部門提供虛擬仿真實(shí)驗(yàn)。對(duì)于大型復(fù)雜案件現(xiàn)場(chǎng)處置、火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)處置、交通事故現(xiàn)場(chǎng)處置及群體性案件現(xiàn)場(chǎng)處置等類型的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)向?qū)W生提供可視化高、交互性強(qiáng)、場(chǎng)景真實(shí)的沉浸交互式虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)。

2.開拓最新實(shí)驗(yàn)技術(shù)，加強(qiáng)管理和共享平臺(tái)建設(shè)。法庭科學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心以全面提升學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力為目標(biāo)，按照“注重學(xué)科交叉、突出公安特色”的建設(shè)思路，構(gòu)建了法庭科學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。利用多媒體交互技術(shù)與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)相結(jié)合的技術(shù)手段，建設(shè)完成了具有開放性、兼容性及超強(qiáng)擴(kuò)展性的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理和共享平臺(tái)。將虛擬仿真實(shí)驗(yàn)管理系統(tǒng)與學(xué)院一卡通系統(tǒng)、教務(wù)管理系統(tǒng)和實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)深度集成，通過學(xué)生入校配發(fā)的唯一識(shí)別賬號(hào)通過一卡通管理界面、教務(wù)管理界面或?qū)嶒?yàn)室管理系統(tǒng)登錄，進(jìn)行授權(quán)的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，從而高效管理實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源，全面提供搜索導(dǎo)航服務(wù)，及時(shí)資源應(yīng)用信息，在公安網(wǎng)上通過鏈接湖北省公安廳民警訓(xùn)練系統(tǒng)，在校園網(wǎng)上通過各類教學(xué)網(wǎng)頁(yè)和校園APP實(shí)現(xiàn)開放共享，切實(shí)擴(kuò)大資源影響力度，實(shí)現(xiàn)校內(nèi)外及更大范圍內(nèi)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源共享。同時(shí)，不斷探索高等學(xué)校、科研院所、企業(yè)共建共管共享的新模式，構(gòu)建可持續(xù)發(fā)展的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)服務(wù)支撐體系。法庭科學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)用戶角色包括學(xué)生、教師、教務(wù)員、實(shí)驗(yàn)室管理員、系統(tǒng)管理員等。平臺(tái)主要包括實(shí)驗(yàn)課程的管理、實(shí)驗(yàn)教學(xué)安排、實(shí)驗(yàn)庫(kù)的維護(hù)、實(shí)驗(yàn)成績(jī)統(tǒng)計(jì)、查詢、門戶網(wǎng)站內(nèi)容維護(hù)等子系統(tǒng)。與學(xué)院現(xiàn)有的一卡通管理系統(tǒng)、教務(wù)管理系統(tǒng)和實(shí)驗(yàn)管理系統(tǒng)無縫集成，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)可通過法庭科學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心門戶網(wǎng)站、實(shí)驗(yàn)管理系統(tǒng)或者學(xué)院一卡通管理系統(tǒng)進(jìn)入網(wǎng)上虛擬實(shí)驗(yàn)專區(qū)，學(xué)院在學(xué)生進(jìn)校時(shí)統(tǒng)一配發(fā)唯一身份識(shí)別碼，通過后臺(tái)授權(quán)讓學(xué)生可以通過身份登錄進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)，或者可以通過實(shí)驗(yàn)預(yù)約管理系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)預(yù)約（按專業(yè)不對(duì)學(xué)生開放的實(shí)驗(yàn)）。

3.改變實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，提高實(shí)踐教學(xué)水平。通過軟件載體，實(shí)現(xiàn)理實(shí)一體化項(xiàng)目教學(xué)，完成理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)相互銜接。將“課程+實(shí)驗(yàn)”的理念引入到專業(yè)課教學(xué)中，創(chuàng)建“理論授課―虛擬實(shí)驗(yàn)―實(shí)驗(yàn)室教學(xué)”融合的高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式。在教學(xué)實(shí)驗(yàn)中針對(duì)不同專業(yè)不同的實(shí)驗(yàn)對(duì)象設(shè)計(jì)不同的教學(xué)模式。通過采用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的模式，開設(shè)獨(dú)立的虛擬實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)課程或虛擬實(shí)驗(yàn)操作環(huán)節(jié)，解決了現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育試點(diǎn)中始終困擾各高校的實(shí)驗(yàn)教學(xué)難題。虛擬實(shí)驗(yàn)使遠(yuǎn)程的學(xué)生不必集中到真實(shí)的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)物實(shí)驗(yàn)，充分利用學(xué)院已經(jīng)建成的“校園一卡通系統(tǒng)”和門戶網(wǎng)站、實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理系統(tǒng)等，讓學(xué)生使用授權(quán)賬號(hào)利用臺(tái)式電腦、手機(jī)、平板電腦等移動(dòng)終端，通過網(wǎng)絡(luò)在虛擬仿真平臺(tái)上就可以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作練習(xí)。虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式提升了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性，使遠(yuǎn)程教育尤其是工科教學(xué)真正擁有了實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，有力地提高了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力。

4.完善管理體系建設(shè)。法庭科學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心以虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源的充分使用和更大范圍開放共享為目標(biāo)，系統(tǒng)制定并有效實(shí)施保障虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教師工作績(jī)效考核體系，通過開課率、實(shí)驗(yàn)率、實(shí)驗(yàn)完成率、學(xué)生評(píng)價(jià)、教師評(píng)價(jià)、教學(xué)系部評(píng)價(jià)等多種方式對(duì)教師的教學(xué)情況進(jìn)行考核。在經(jīng)費(fèi)使用管理上，一方面將省部高校合作項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)的70%用于虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的開發(fā)，并將虛擬仿真實(shí)驗(yàn)中心建設(shè)經(jīng)費(fèi)納入?yún)f(xié)同創(chuàng)新中心經(jīng)費(fèi)體系，確保了虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的教學(xué)設(shè)備資源維護(hù)與可持續(xù)發(fā)展。為了保證虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，法庭科學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心制定了系統(tǒng)的考評(píng)和質(zhì)量保證辦法，對(duì)中心管理人員、中心實(shí)驗(yàn)教師以及學(xué)生分別制定了不同的管理辦法。對(duì)中心管理人員制定了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)人員工作守則，采取坐班制的考勤管理辦法；對(duì)中心實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師制定了詳細(xì)的評(píng)教體系，通過督導(dǎo)聽課、同行評(píng)議、學(xué)生評(píng)議等方式以及根據(jù)科研團(tuán)隊(duì)的教研科研成果、的級(jí)別及檢索等情況進(jìn)行評(píng)比競(jìng)賽來保障實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。對(duì)學(xué)生管理制定了學(xué)生實(shí)驗(yàn)守則，對(duì)其實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目制定了詳細(xì)的評(píng)審驗(yàn)收制度和標(biāo)準(zhǔn)。

5.虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心網(wǎng)站建設(shè)。為了更好地服務(wù)廣大學(xué)生，中心建立了信息內(nèi)容可動(dòng)態(tài)和管理的法庭科學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心網(wǎng)站，網(wǎng)址為“http：//”。訪客通過中心主頁(yè)、實(shí)驗(yàn)管理系統(tǒng)、一卡通系統(tǒng)、教務(wù)管理系統(tǒng)等方式，可直接進(jìn)入法庭科學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心，開展教學(xué)活動(dòng)，交流學(xué)習(xí)和進(jìn)行虛擬仿真實(shí)驗(yàn)。外部人員可通過臨時(shí)賬號(hào)登錄實(shí)驗(yàn)。

第2篇：虛擬仿真課程資源建設(shè)范文

關(guān)鍵詞：職業(yè)教育；虛擬仿真教學(xué)；虛擬仿真師資隊(duì)伍

現(xiàn)代信息技術(shù)的不斷發(fā)展為職業(yè)教育虛擬仿真教學(xué)的開展創(chuàng)造了前所未有的機(jī)遇。2012年，教育部頒布的《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃(2011—2020年)》中指出，職業(yè)教育信息化是“教育信息化需要著重加強(qiáng)的薄弱環(huán)節(jié)”，要“加快建設(shè)職業(yè)教育信息化發(fā)展環(huán)境”“有效有效提高職業(yè)教育實(shí)踐教學(xué)水平”，并針對(duì)教育系統(tǒng)的不同需求提出了開發(fā)“1500套虛擬仿真實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)”的發(fā)展目標(biāo)［1］?！督逃畔⒒?.0行動(dòng)計(jì)劃》指出，虛擬仿真實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)是教育信息化數(shù)字資源的重要組成部分，具有“突破時(shí)空限制”“快速?gòu)?fù)制傳播”“呈現(xiàn)手段豐富”的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，是提高教育質(zhì)量的重要手段［2］。虛擬仿真教學(xué)資源的有效應(yīng)用、虛擬仿真教學(xué)的大力開展，對(duì)于實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)與教育教學(xué)的深度融合，引領(lǐng)教育信息化從而引領(lǐng)教育現(xiàn)代化具有重要的意義。

一、虛擬仿真教學(xué)的內(nèi)涵、特征及開展原則

（一）虛擬仿真教學(xué)的內(nèi)涵虛擬仿真教學(xué)是以依托虛擬仿真教學(xué)資源的教學(xué)活動(dòng)。虛擬仿真教學(xué)資源是在仿真技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的基礎(chǔ)上共同開發(fā)的數(shù)字化資源，主要涉及基礎(chǔ)設(shè)施及設(shè)備、實(shí)驗(yàn)材料、實(shí)驗(yàn)軟件和實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)等，通常包括仿真硬件、仿真軟件、仿真數(shù)據(jù)及仿真平臺(tái)［3］。仿真技術(shù)在20世紀(jì)初就得到了廣泛的應(yīng)用，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)更加注重人機(jī)交互的體驗(yàn)和虛擬空間的感受［4］。虛擬仿真教學(xué)和傳統(tǒng)教學(xué)的最大區(qū)別在于教學(xué)中融合了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和仿真技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，提升了教學(xué)的信息化水平。

（二）虛擬仿真教學(xué)的特征虛擬仿真教學(xué)具有情境性、交互性、開放性和共享性的特征。情境性是指開展虛擬仿真教學(xué)的虛擬環(huán)境是實(shí)際工作環(huán)境或者工作案例的模擬，學(xué)員可以在虛擬環(huán)境中進(jìn)行技能的模擬訓(xùn)練和知識(shí)的鞏固學(xué)習(xí)，例如極地特種醫(yī)學(xué)的虛擬仿真教學(xué)，將極地極寒、極夜、極晝、強(qiáng)磁場(chǎng)的環(huán)境模擬出來，展現(xiàn)常規(guī)實(shí)驗(yàn)中無法實(shí)現(xiàn)的工作環(huán)境，為有效開展極地環(huán)境下的人體及動(dòng)物的醫(yī)學(xué)研究提供了重要的環(huán)境條件［5］。交互性是指利用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)具有人機(jī)交互功能，在教學(xué)中用戶可以獲得更好的學(xué)習(xí)效果。例如在煤礦虛擬仿真實(shí)習(xí)培訓(xùn)系統(tǒng)中，學(xué)員可以通過鍵盤的按鍵來控制井下人物的運(yùn)動(dòng)，達(dá)到安全實(shí)習(xí)培訓(xùn)效果，并能實(shí)現(xiàn)多人同時(shí)在線互動(dòng)，提高多人合作的能力［6］。開放性是指虛擬仿真教學(xué)為學(xué)生提供了一個(gè)開放的學(xué)習(xí)平臺(tái)。在液壓與氣動(dòng)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)中，通過發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)及虛擬仿真技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，開發(fā)相應(yīng)的虛擬仿真網(wǎng)絡(luò)課程，學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)中可以完成課程項(xiàng)目的學(xué)習(xí)和成績(jī)?cè)u(píng)定，也能在線與教師探討，且根據(jù)學(xué)生反饋和實(shí)際需要，虛擬實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的數(shù)量也可不斷增加，滿足不斷變化的教學(xué)需求［7］。共享是構(gòu)建一體化的“互聯(lián)網(wǎng)+教育”大平臺(tái)、發(fā)揮虛擬仿真數(shù)字教育資源優(yōu)勢(shì)的重要途徑。虛擬仿真教學(xué)的共享性特征表現(xiàn)在，通過資源共享不斷提高虛擬仿真教學(xué)資源的利用率，讓更多的學(xué)生享受到通過虛擬仿真教學(xué)帶來的知識(shí)、技能的提升，從而不斷提高職業(yè)教學(xué)的質(zhì)量和水平。

（三）虛擬仿真教學(xué)的開展原則開展虛擬仿真教學(xué)應(yīng)遵循“能實(shí)不虛、虛實(shí)互補(bǔ)、虛實(shí)互促”的原則。虛擬仿真教學(xué)為學(xué)生的個(gè)性化情境學(xué)習(xí)和交互操作提供了重要的虛擬化學(xué)習(xí)環(huán)境，開放、共享的學(xué)習(xí)平臺(tái)為多人交互、共同完成某項(xiàng)學(xué)習(xí)任務(wù)提供了可能，但學(xué)生利用真實(shí)的實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)設(shè)備、材料進(jìn)行技能訓(xùn)練和知識(shí)鞏固學(xué)習(xí)的作用是不可替代的，如果以虛代實(shí)過多，會(huì)造成學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)眼高手低、避實(shí)就虛，不利于學(xué)生的技能培養(yǎng)。虛擬仿真教學(xué)任務(wù)為真實(shí)設(shè)備上完成任務(wù)提供了重要的參考［8］。在教學(xué)中，可先利用虛擬環(huán)境具有強(qiáng)大的容錯(cuò)功能，使學(xué)生多次嘗試獲得一定的操作經(jīng)驗(yàn)，再轉(zhuǎn)向?qū)嵨锏牟僮?，從而在一定程度避免材料的浪費(fèi)以及對(duì)設(shè)備的損壞；對(duì)于教學(xué)場(chǎng)地不能提供的教學(xué)場(chǎng)景和操作任務(wù)，開發(fā)相應(yīng)的虛擬仿真教學(xué)資源，能夠豐富課堂教學(xué)，彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)條件的不足；要充分發(fā)揮虛擬仿真教學(xué)和實(shí)物教學(xué)的優(yōu)勢(shì)，使虛擬的環(huán)境更接近于真實(shí)的教學(xué)場(chǎng)景，真實(shí)的教學(xué)場(chǎng)景更貼近于實(shí)際的工作崗位，實(shí)際的工作崗位指導(dǎo)虛擬環(huán)境的構(gòu)建，通過“虛擬-真實(shí)-實(shí)際”的循環(huán)促進(jìn)，不斷提高學(xué)生的崗位技能。

二、開展虛擬仿真教學(xué)的重要意義

（一）打破教學(xué)時(shí)空的限制，提升學(xué)習(xí)效果職業(yè)教育主要是以提高學(xué)生技能為培養(yǎng)目標(biāo)，部分技能的訓(xùn)練對(duì)教學(xué)環(huán)境的要求比較高，比如極地環(huán)境下的醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)、煤礦專業(yè)的井下操作等，普通的教學(xué)場(chǎng)景不能達(dá)到技能訓(xùn)練的要求。利用虛擬仿真技術(shù)創(chuàng)設(shè)的虛擬環(huán)境，可以有效豐富教學(xué)環(huán)境，為學(xué)生的技能訓(xùn)練創(chuàng)設(shè)條件，為以后進(jìn)入真實(shí)的工作環(huán)境、走向現(xiàn)實(shí)的工作崗位奠定理論和實(shí)踐基礎(chǔ)［9］；虛擬仿真教學(xué)資源的共享為學(xué)生提供了課外學(xué)習(xí)平臺(tái)，學(xué)生可以利用共享的教學(xué)資源在課后加強(qiáng)訓(xùn)練，不斷提升自己，教師也可以在線上對(duì)學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)。教學(xué)環(huán)境的虛擬構(gòu)建、“線上+線下”的多元教學(xué)使得虛擬仿真教學(xué)打破了傳統(tǒng)教學(xué)時(shí)間和空間的限制，有效提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

（二）突破教學(xué)條件的約束，降低教學(xué)成本職業(yè)教育傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)教學(xué)的開展需要滿足相關(guān)教學(xué)條件才能開展，比如建立實(shí)訓(xùn)室、購(gòu)買實(shí)訓(xùn)設(shè)備等，某些技能的訓(xùn)練還需要大量的教學(xué)耗材提供給學(xué)生進(jìn)行練習(xí)。比如在實(shí)訓(xùn)室里進(jìn)行模擬電子線路的教學(xué)，學(xué)生操作的過程是利用各種電子元器件比如二極管、三極管、電容等在電路板上搭建相應(yīng)電路進(jìn)行安裝調(diào)試的過程，這些元器件在一次安裝完成后基本上不能再次使用，且電子元器件安裝的時(shí)候極易由于操作不當(dāng)損壞造成損失，當(dāng)電路安裝完成后需要多種儀器（儀表）比如萬用表、示波器進(jìn)行測(cè)量或者讀取實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)訓(xùn)室的建立、元器件的損耗、儀器（儀表）的購(gòu)買這些都需要大量的教學(xué)成本。采用電子電路虛擬仿真軟件可以有效降低教學(xué)成本，虛擬的元件庫(kù)和儀器（儀表）庫(kù)為電路的設(shè)計(jì)、搭建、調(diào)試和分析提供了便捷的途徑，實(shí)驗(yàn)中不需要消耗任何元器件，節(jié)能環(huán)保且安全可靠［10］。

（三）沖破能力培養(yǎng)限制，提高人才質(zhì)量傳統(tǒng)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)，內(nèi)容比較單一且固定，且絕大多數(shù)是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生只需按照操作步驟完成實(shí)驗(yàn)即可，不利于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。虛擬仿真教學(xué)突破了傳統(tǒng)教學(xué)的諸多限制，是專業(yè)教學(xué)和信息化技術(shù)深度融合的重要產(chǎn)物，是提高學(xué)生科學(xué)的思維能力、大膽的實(shí)踐精神和勇于創(chuàng)新的重要手段。學(xué)生可以在虛擬環(huán)境中進(jìn)行自我探索，思考并設(shè)計(jì)符合要求的實(shí)驗(yàn)方案，獲得不同形式的實(shí)驗(yàn)結(jié)果并進(jìn)行分析，有利于學(xué)生構(gòu)建屬于自己的知識(shí)體系，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激勵(lì)他們不斷創(chuàng)新［11］。

三、職業(yè)教育虛擬仿真教學(xué)問題分析

虛擬仿真教學(xué)對(duì)于提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效果、降低教學(xué)成本、提高人才培養(yǎng)質(zhì)量具有重要的意義，在職業(yè)教育的文化、旅游、醫(yī)學(xué)、工科及農(nóng)林檢測(cè)等課程中，虛擬仿真教學(xué)的開展也比較廣泛［12］，但在虛擬仿真教學(xué)實(shí)施的過程中也發(fā)現(xiàn)了一些問題。

（一）虛擬仿真教學(xué)的信息化程度不夠虛擬仿真教學(xué)的信息化主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面，一是虛擬仿真教學(xué)資源的共享，二是虛擬仿真教學(xué)有利于實(shí)現(xiàn)學(xué)生的遠(yuǎn)程自主學(xué)習(xí)。許多職業(yè)院校都開展了虛擬仿真資源的建設(shè)和教學(xué)工作，但如何建設(shè)、如何教學(xué)、如何共享及共享覆蓋面絕大多數(shù)是各院校的自主行為，沒有統(tǒng)一的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，缺少可遵守執(zhí)行的技術(shù)規(guī)范，缺乏溝通協(xié)調(diào)，造成了虛擬仿真資源的重復(fù)開發(fā)和零散建設(shè)，資源的質(zhì)量難以保證，并且因沒有統(tǒng)一的開發(fā)平臺(tái)和技術(shù)支持，虛擬仿真資源的共享性和可移植性差，造成教學(xué)資源的浪費(fèi)；學(xué)生能進(jìn)行遠(yuǎn)程自主學(xué)習(xí)是虛擬仿真教學(xué)的優(yōu)勢(shì)，但傳統(tǒng)的以教師為主的課堂教學(xué)，不利于學(xué)生培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，且大多數(shù)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)突出功能的實(shí)現(xiàn)，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)功能不夠完善，教師也不能很好地掌握學(xué)生學(xué)習(xí)的情況，這些不利于學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，降低了虛擬仿真教學(xué)的信息化程度。虛擬仿真教學(xué)資源的共享性差，學(xué)生遠(yuǎn)程自主學(xué)習(xí)困難，這嚴(yán)重阻礙了虛擬仿真教學(xué)的信息化進(jìn)程，不利于虛擬仿真教學(xué)的開展。

（二）虛擬仿真教學(xué)資源的構(gòu)建力度不夠虛擬仿真教學(xué)資源是實(shí)現(xiàn)虛擬仿真資源從功能實(shí)現(xiàn)到教學(xué)應(yīng)用的橋梁，是實(shí)現(xiàn)“虛實(shí)結(jié)合”教學(xué)的重要教學(xué)參考。目前虛擬仿真教學(xué)資源的構(gòu)建著重于虛擬仿真軟件、硬件、數(shù)據(jù)及平臺(tái)的建設(shè)，但對(duì)開展虛擬仿真教學(xué)所需教學(xué)資料的建設(shè)力度不夠。虛擬仿真教學(xué)資料所包含的內(nèi)容應(yīng)該是多方面的，除了包括教材、實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書、虛擬仿真系統(tǒng)等的使用說明、課程項(xiàng)目的實(shí)現(xiàn)過程外，還應(yīng)包括“虛實(shí)結(jié)合”教學(xué)銜接與實(shí)施的教學(xué)參考。虛擬仿真教學(xué)資料的缺失不利于虛擬仿真教學(xué)的開展，也就無法有效地指導(dǎo)教師的“教”和學(xué)生的“學(xué)”，尤其在學(xué)生課后自學(xué)的時(shí)候，沒有任何可參考的學(xué)習(xí)資料，學(xué)習(xí)效果不佳。

（三）虛擬仿真教學(xué)教師的參與程度不夠虛擬仿真教學(xué)是專業(yè)教學(xué)和信息技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，企業(yè)有技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，依靠校外企業(yè)開發(fā)或者校企合作是虛擬仿真資源開發(fā)的首選。但是完全依靠企業(yè)或者簡(jiǎn)單的校企合作，很難實(shí)現(xiàn)虛擬仿真教學(xué)的可持續(xù)發(fā)展。企業(yè)對(duì)教學(xué)的了解不多、學(xué)校教師的參與度不夠，開發(fā)的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)不一定能夠完全滿足教學(xué)的需求。要深入發(fā)揮虛擬仿真的信息化優(yōu)勢(shì)，離不開具有先進(jìn)技術(shù)及教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的教師參與。信息技術(shù)的不斷發(fā)展與更新，使得虛擬仿真資源的開發(fā)變成了一項(xiàng)長(zhǎng)期的、不斷革新的實(shí)踐性工作，因此需要有專門的教師從事此項(xiàng)工作。

四、虛擬仿真教學(xué)實(shí)施的策略

（一）加強(qiáng)虛擬仿真教學(xué)的信息化建設(shè)加強(qiáng)虛擬仿真教學(xué)的信息化建設(shè)，一方面要改革教學(xué)模式，在教學(xué)活動(dòng)中以學(xué)生為主，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考和解決問題的能力，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，同時(shí)需要完善虛擬仿真教學(xué)資源中的評(píng)價(jià)功能，為學(xué)生更好的完成虛擬仿真課程任務(wù),及時(shí)獲得學(xué)習(xí)反饋奠定基礎(chǔ)；另一方要加強(qiáng)虛擬仿真資源的共享和推廣，這是信息化資源建設(shè)任務(wù)的要求，也是實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)與職業(yè)教育深度融合的重要途徑，虛擬仿真資源的共享離不開院校間的交流與合作，要建立實(shí)時(shí)、開放、共享的信息數(shù)據(jù)庫(kù)，為更好地發(fā)揮虛擬仿真教學(xué)的優(yōu)勢(shì)創(chuàng)造條件。從培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)能力出發(fā)，到虛擬仿真資源功能的不斷完善，再到虛擬仿真資源的開放、共享，將不斷提升虛擬仿真教學(xué)的信息化水平。

（二）完善虛擬仿真教學(xué)資源構(gòu)建為了更好地發(fā)揮虛擬仿真教學(xué)的優(yōu)勢(shì)，要完善虛擬仿真教學(xué)資源的構(gòu)建，不斷加強(qiáng)虛擬仿真平臺(tái)、虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)等建設(shè)，豐富和強(qiáng)化虛擬仿真的教學(xué)功能和評(píng)價(jià)功能，及時(shí)有效地提供教學(xué)反饋；要開發(fā)和編寫滿足虛擬仿真教學(xué)、注重學(xué)生能力培養(yǎng)的教學(xué)資料和學(xué)習(xí)資料，為更好地開展虛擬仿真教學(xué)做準(zhǔn)備；要探索適合虛擬仿真教學(xué)以及虛實(shí)結(jié)合教學(xué)的方法，引導(dǎo)學(xué)生循序漸進(jìn)地學(xué)習(xí)，提升教學(xué)效果。

（三）重視虛擬仿真師資隊(duì)伍培養(yǎng)重視虛擬仿真師資隊(duì)伍的培養(yǎng)，必須提高教師的信息化水平，提升教師的專業(yè)實(shí)踐能力。虛擬仿真資源的開發(fā)周期較長(zhǎng)，離不開學(xué)校的政策支持和資金投入，學(xué)校應(yīng)在保障研發(fā)過程的順利進(jìn)行的前提下，通過激勵(lì)方式提高教師參與的積極性和熱情；必須要認(rèn)識(shí)到企業(yè)在信息化技術(shù)上的優(yōu)勢(shì)，教師要參與企業(yè)實(shí)踐，掌握先進(jìn)的技術(shù)，找到發(fā)揮企業(yè)技術(shù)優(yōu)勢(shì)和學(xué)校教學(xué)優(yōu)勢(shì)的契合點(diǎn)，開發(fā)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，編寫相關(guān)的教材，服務(wù)于教學(xué)；教師能力的可持續(xù)發(fā)展是實(shí)現(xiàn)虛擬仿真教學(xué)可持續(xù)發(fā)展的重要保障，只有更多優(yōu)秀的教師參與到虛擬仿真資源的建設(shè)中來，才能實(shí)現(xiàn)虛擬仿真教學(xué)的可持續(xù)發(fā)展。

第3篇：虛擬仿真課程資源建設(shè)范文

基于虛擬仿真技術(shù)和計(jì)算網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法已經(jīng)成為不可或缺的實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的構(gòu)建，將促進(jìn)教學(xué)資源的科學(xué)規(guī)劃和持續(xù)發(fā)展。以學(xué)科發(fā)展為依托、以培養(yǎng)具有綜合實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的人才為目標(biāo)，本著能實(shí)不虛、虛實(shí)結(jié)合的原則，在實(shí)體實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，打破原有實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)和專業(yè)內(nèi)容所固有的界限，探索構(gòu)建了三平臺(tái)、三層次、一體化的“三三一”虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。“三三一”體系的構(gòu)建既豐富了專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，又為學(xué)生在基于虛擬仿真技術(shù)的跨專業(yè)大型綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源中，提供更多的應(yīng)用技能、綜合能力和創(chuàng)新能力訓(xùn)練的機(jī)會(huì)。

關(guān)鍵詞:

電氣工程;自動(dòng)化;虛擬仿真

天津大學(xué)電氣與自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)中心承擔(dān)著面向全校10個(gè)專業(yè)、47門課程的本科生實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作，其中包括課程實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等多種教學(xué)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)。近年來，實(shí)驗(yàn)中心為了解決大型綜合實(shí)體實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目在建設(shè)、運(yùn)行、維護(hù)等工作中受場(chǎng)地或經(jīng)費(fèi)等條件限制、阻礙學(xué)科建設(shè)與發(fā)展的問題;為了滿足學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練的需要，積極促進(jìn)科研成果向教學(xué)資源的轉(zhuǎn)化，在實(shí)體實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境不斷完善、發(fā)展的同時(shí)，對(duì)部分專業(yè)課實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境及仿真系統(tǒng)的開發(fā)與建設(shè)。先后建設(shè)了“智能電網(wǎng)仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)”、“多相流虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)”、“高電壓虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)”、“機(jī)器人及自主系統(tǒng)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)”、“工業(yè)生產(chǎn)線虛擬環(huán)境”等一批虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源［1－2］，并全部應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)中。2012年9月為了更好地管理和優(yōu)化教學(xué)資源，學(xué)校成立了電氣工程與自動(dòng)化虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心。按照培養(yǎng)具有綜合能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的高素質(zhì)人才的需要，本著“相互補(bǔ)充、互融互通”的原則，構(gòu)建了“三平臺(tái)、三層次、一體化”的“三三一”虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。經(jīng)過5年的時(shí)間，依照“能實(shí)不虛、虛實(shí)結(jié)合”的原則，完成了15個(gè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目的建設(shè)工作。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系為實(shí)驗(yàn)資源開發(fā)提出了明確的目標(biāo)。

1虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)的特點(diǎn)

充分發(fā)揮虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，是構(gòu)建一套科學(xué)、高效、可持續(xù)發(fā)展的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的關(guān)鍵。其特點(diǎn)如下。

1．1豐富的教學(xué)內(nèi)容

基于互聯(lián)網(wǎng)的虛擬仿真技術(shù)為實(shí)驗(yàn)教學(xué)帶來了不受時(shí)間、空間限制的特點(diǎn)，它可以將學(xué)生帶入未知的科學(xué)世界。相比傳統(tǒng)實(shí)體實(shí)驗(yàn)課程的內(nèi)容，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目可以是千變?nèi)f化的［3］。學(xué)生不僅可以利用所學(xué)知識(shí)靈活地解決問題，還可以按照自己的興趣愛好設(shè)計(jì)問題，探索未知的世界。例如:傳統(tǒng)的電機(jī)學(xué)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生只能觀測(cè)電機(jī)外特性結(jié)果，無法從根本上理解電機(jī)的內(nèi)部磁場(chǎng)分布、不同運(yùn)行工況下的磁場(chǎng)變化。而虛擬仿真實(shí)驗(yàn)利用電機(jī)電磁場(chǎng)有限元分析軟件，使學(xué)生能通過虛擬仿真環(huán)境，了解電機(jī)內(nèi)部磁場(chǎng)分布及性能特性曲線。同時(shí)，虛擬仿真技術(shù)打破了不同專業(yè)實(shí)驗(yàn)室的隔墻，為跨學(xué)科的交叉應(yīng)用提供了廣闊的實(shí)踐天地。

1．2靈活的教學(xué)環(huán)節(jié)

為體現(xiàn)“以人為本”的教育、教學(xué)理念，適應(yīng)個(gè)性化學(xué)習(xí)需求，有利于創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系應(yīng)該包含多層次的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，學(xué)生可以選擇適合自己知識(shí)水平、興趣愛好的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。并且隨著學(xué)習(xí)進(jìn)度的變化，可以跨越教學(xué)層次提升(或回顧以往)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容［4］。這在實(shí)體實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)中是很難實(shí)現(xiàn)的。靈活的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)資源建立了不同教學(xué)環(huán)節(jié)之間的知識(shí)鏈接，使學(xué)生在夯實(shí)基礎(chǔ)知識(shí)的前提下，有更多接觸專業(yè)實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新實(shí)踐的機(jī)會(huì)。

1．3不可及和不可逆過程的實(shí)現(xiàn)

在涉及高?；驑O端環(huán)境，不可及或不可逆的操作，高成本、高消耗、大型或綜合訓(xùn)練等情況時(shí)［5］，虛擬仿真技術(shù)提供可靠、安全和經(jīng)濟(jì)的實(shí)驗(yàn)手段。例如:在“高電壓虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)”中學(xué)生可以隨時(shí)觀察高壓放電的模擬場(chǎng)景。

1．4無處不在的實(shí)驗(yàn)室

基于互聯(lián)網(wǎng)的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源不僅可以為學(xué)生在任何時(shí)間和地點(diǎn)開展實(shí)驗(yàn)提供條件［6］，同時(shí)也可以將優(yōu)秀的實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源開放，為兄弟院校、企業(yè)、社區(qū)提供教學(xué)服務(wù)。

2虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的構(gòu)建

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系在教學(xué)大系統(tǒng)中，與實(shí)體實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系相互補(bǔ)充，同樣需要遵循實(shí)驗(yàn)教學(xué)的客觀規(guī)律和基本準(zhǔn)則［7－8］。通過利用“互聯(lián)網(wǎng)思維”和“虛擬仿真技術(shù)”對(duì)現(xiàn)有實(shí)體實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)中的內(nèi)容和環(huán)節(jié)進(jìn)行了全面的、系統(tǒng)的再設(shè)計(jì)，形成了科學(xué)的和可持續(xù)發(fā)展的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)。首先將基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新與實(shí)踐訓(xùn)練的三個(gè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)按照理論應(yīng)用、綜合設(shè)計(jì)、系統(tǒng)構(gòu)建劃分三個(gè)教學(xué)層次;然后利用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，將不同平臺(tái)(教學(xué)層次)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行互聯(lián)互通、相互融合，形成了教學(xué)體系的一體化。

2．1以教學(xué)環(huán)節(jié)為導(dǎo)向的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)

以教學(xué)環(huán)節(jié)為導(dǎo)向的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)包括基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)、專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)以及創(chuàng)新與實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)，如圖1所示。

2．1．1基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)

該平臺(tái)側(cè)重基礎(chǔ)知識(shí)的教學(xué)工作。通過驗(yàn)證基礎(chǔ)科學(xué)和技術(shù)原理，使學(xué)生切身體驗(yàn)科學(xué)發(fā)現(xiàn)與工程技術(shù)的發(fā)展歷程，進(jìn)而內(nèi)化為其自身的工程意識(shí)與素養(yǎng)［9］。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以為學(xué)生提供不受限于時(shí)間、地點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，“無處不在的實(shí)驗(yàn)室”有助于提高學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的興趣、培養(yǎng)獨(dú)立思考問題和解決問題的能力。

2．1．2專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)

專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)主要包括課程設(shè)計(jì)、綜合實(shí)驗(yàn)、工程設(shè)計(jì)綜合訓(xùn)練等集中教學(xué)環(huán)節(jié)。由于部分綜合類實(shí)體實(shí)驗(yàn)受實(shí)驗(yàn)設(shè)備功能的限制，學(xué)生可以選擇的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容有限，尤其是一些大型、高風(fēng)險(xiǎn)、高能耗、高成本、不可及或不可逆的項(xiàng)目根本無法對(duì)本科生開放。構(gòu)建虛擬仿真專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，將不可能變成可能，不僅可以開設(shè)大型綜合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的仿真環(huán)境，還可以實(shí)現(xiàn)跨專業(yè)的綜合實(shí)踐訓(xùn)練。為學(xué)生提供貼近實(shí)際的工程應(yīng)用，對(duì)解決現(xiàn)實(shí)條件無法滿足專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)需求的矛盾有著不可替代的作用。實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)室與生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的“無縫對(duì)接”。

2．1．3創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)

科學(xué)的創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)方案需要良好的教學(xué)平臺(tái)支撐。利用虛擬仿真技術(shù)針對(duì)電氣工程及自動(dòng)化專業(yè)的學(xué)科特色，結(jié)合“智能電網(wǎng)”、“航空航天”、“機(jī)器人”、“工業(yè)自動(dòng)化”以及“新型傳感器”等專業(yè)領(lǐng)域前沿技術(shù)建立虛擬仿真系統(tǒng)，從實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)加強(qiáng)學(xué)生對(duì)相關(guān)學(xué)科前沿成果的深入理解。

2．2以教學(xué)目標(biāo)為導(dǎo)向的三層次

在三個(gè)教學(xué)平臺(tái)中學(xué)生可以循序漸進(jìn)的完成知識(shí)學(xué)習(xí)和技能訓(xùn)練。但是，由于學(xué)生在專業(yè)方向、學(xué)習(xí)進(jìn)度、興趣愛好等方面存在個(gè)性差異，所以在學(xué)習(xí)過程中就會(huì)需要在不同的教學(xué)平臺(tái)之間進(jìn)行廣泛的聯(lián)系，尤其是學(xué)科交叉的教學(xué)資源中，需要橫向的、跨平臺(tái)的知識(shí)融合。每個(gè)虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)分別按照理論應(yīng)用、綜合設(shè)計(jì)、系統(tǒng)構(gòu)建三個(gè)層次進(jìn)行劃分，充分發(fā)揮虛擬仿真技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，建立實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)之間相互補(bǔ)充、互融互通的橫向鏈接。如圖2所示。

2．2．1理論應(yīng)用層

理論應(yīng)用層重點(diǎn)突出的是圍繞基礎(chǔ)理論知識(shí)，利用虛擬仿真技術(shù)為學(xué)生提供豐富的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，包括一些看不見、摸不到的物理現(xiàn)象，基礎(chǔ)理論在實(shí)際工程應(yīng)用的案例等。更為重要的是，通過互聯(lián)網(wǎng)虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用，學(xué)生可在任何時(shí)間和地點(diǎn)直觀形象的完成本專業(yè)科學(xué)理論與科學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)，有助于學(xué)生夯實(shí)理論知識(shí)。

2．2．2綜合設(shè)計(jì)層

綜合設(shè)計(jì)層是將相關(guān)專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)交叉綜合應(yīng)用。著重培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)、實(shí)驗(yàn)技術(shù)和實(shí)驗(yàn)手段、分析問題、解決問題的能力，使學(xué)生不論在知識(shí)的積累上還是實(shí)驗(yàn)技能的提高上都有較大的飛躍。通過虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景可以更加貼近工程實(shí)際，有效解決以往受實(shí)驗(yàn)設(shè)備或場(chǎng)地限制［10］，用抽象的示意模型代替復(fù)雜受控對(duì)象的問題;在大幅度提高實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目豐富程度的同時(shí)，通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用也可以提高教學(xué)資源的共享率。

2．2．3系統(tǒng)構(gòu)建層

系統(tǒng)構(gòu)建層是讓學(xué)生在虛擬環(huán)境中將所學(xué)到的工程研究與創(chuàng)新方法得到應(yīng)用和訓(xùn)練。讓學(xué)生體會(huì)利用掌握的知識(shí)和技能在復(fù)雜工程實(shí)踐中解決問題的快樂，真正做到學(xué)以致用［11］。該類實(shí)驗(yàn)可培養(yǎng)學(xué)生從事科學(xué)研究和技術(shù)開發(fā)的綜合能力，為培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的高素質(zhì)專業(yè)人才提供訓(xùn)練條件。虛擬仿真教學(xué)體系中的系統(tǒng)構(gòu)建層實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源有效的解決了生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)與工程實(shí)際脫節(jié)的問題。

2．3互融互通、互為補(bǔ)充的一體化理念

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系如圖3所示，其中教學(xué)平臺(tái)的教學(xué)資源根據(jù)教學(xué)目的而設(shè)計(jì)，課程內(nèi)容貫穿資源;教學(xué)層次是以培養(yǎng)應(yīng)用能力為目標(biāo)，將不同平臺(tái)教學(xué)資源橫向連接。在注重專業(yè)培養(yǎng)、因材施教的同時(shí)，教學(xué)平臺(tái)之間互融互通，教學(xué)層次之間相互補(bǔ)充［12］，是虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心“一體化”建設(shè)核心。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系一體化建設(shè)打通了學(xué)科專業(yè)界限，是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的新機(jī)制。

3結(jié)語

第4篇：虛擬仿真課程資源建設(shè)范文

1虛擬實(shí)驗(yàn)室概述

虛擬實(shí)驗(yàn)室是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教學(xué)上的一項(xiàng)全新應(yīng)用。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是運(yùn)用計(jì)算機(jī)對(duì)現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)行全面仿真的技術(shù)，它能夠創(chuàng)建與現(xiàn)實(shí)社會(huì)類似的環(huán)境，能夠解決學(xué)習(xí)媒體的情景化及自然交互性的要求。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)開發(fā)建設(shè)的虛擬實(shí)驗(yàn)室允許人們?cè)L問和使用自己沒有的設(shè)備資源，使處于不同地理位置的學(xué)習(xí)者可以同時(shí)對(duì)—個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行實(shí)驗(yàn)工作。

2遠(yuǎn)程開放教育虛擬實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的必要性

遠(yuǎn)程開放教育的實(shí)踐性教學(xué)是指學(xué)習(xí)者在遠(yuǎn)程開放學(xué)習(xí)過程中，按照教學(xué)計(jì)劃的要求，確定學(xué)習(xí)目標(biāo)，在教師的組織和指導(dǎo)下，完成的練習(xí)、實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)等一系列學(xué)習(xí)實(shí)踐活動(dòng)。其環(huán)節(jié)主要包括：課程的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，如課程作業(yè)、實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)(設(shè)計(jì))等；集中實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，如社會(huì)調(diào)查、各類實(shí)習(xí)(見習(xí))以及畢業(yè)沒計(jì)(論文)等。

實(shí)踐性教學(xué)在遠(yuǎn)程開放教育中占據(jù)著特殊重要的位置，然而在具體的遠(yuǎn)程教學(xué)過程中，實(shí)踐性教學(xué)活動(dòng)卻是—個(gè)難點(diǎn)，有許多因素制約著實(shí)踐性教學(xué)活動(dòng)的開展。例如，實(shí)驗(yàn)的近距離和集中性要求與遠(yuǎn)程教學(xué)的遠(yuǎn)距離和分散性教學(xué)模式的矛盾，現(xiàn)在使用的在線教學(xué)平臺(tái)不能提供全面具體的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，在職學(xué)生不能很好的參加學(xué)校組織的相對(duì)集中的實(shí)驗(yàn)教學(xué)等等。因此，怎樣解決這些問題、克服這些矛盾，以更好的推進(jìn)實(shí)踐性教學(xué)活動(dòng)的開展，自然就成為遠(yuǎn)程開放教育工作者面臨的—個(gè)重要課蹶。

利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)設(shè)計(jì)開發(fā)的虛擬實(shí)驗(yàn)室在遠(yuǎn)程開放教育的實(shí)踐性教學(xué)活動(dòng)中可以解決以下幾方面的問題。

2.1學(xué)生可以不受空間和時(shí)間的限制來做課程實(shí)驗(yàn)。

2.2虛擬實(shí)驗(yàn)室可以避免真實(shí)實(shí)驗(yàn)或操作所帶來的各種危險(xiǎn)。

2.3虛擬實(shí)驗(yàn)室可以節(jié)約教學(xué)成本，充分利用教學(xué)資源。

3遠(yuǎn)程開放教育虛擬實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的可行性

3．1技術(shù)條件成熟，建設(shè)成本不高。在目前的技術(shù)條件下，遠(yuǎn)程開放教育虛擬實(shí)驗(yàn)室的系統(tǒng)多使用BSDA(BrowsenServeffDatabase&Applica—tion)，即客戶端有艮務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用程序結(jié)構(gòu)，這種系統(tǒng)組成的虛擬實(shí)驗(yàn)室—般稱為網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)室。網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)室由客戶端、網(wǎng)頁(yè)服務(wù)器端、應(yīng)用服務(wù)器端以及實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備四部分組成。網(wǎng)頁(yè)服務(wù)器主要作用是提供web接人服務(wù)、用戶認(rèn)證管理、開放式交互實(shí)驗(yàn)環(huán)境以及動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)的生成；應(yīng)用服務(wù)器主要作用是控制和管理實(shí)驗(yàn)儀器、采集和處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)庫(kù)的主要作用則是配合用戶帳戶的管理、動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)的生成以及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和管理。這樣的網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)室的配套技術(shù)已經(jīng)非常成熟，而且對(duì)系統(tǒng)的硬件要求不高，系統(tǒng)組成簡(jiǎn)單，建設(shè)成本低。

3.2使用簡(jiǎn)便，對(duì)學(xué)習(xí)者的計(jì)算機(jī)操作水平要求不高。網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)室能夠向使用者提供—個(gè)在線參與、交互性的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。利用3D技術(shù)和VR技術(shù)可實(shí)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)對(duì)于沉浸性、交互性的要求。在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容上，考慮到設(shè)計(jì)成本與具體實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的選取，最終設(shè)計(jì)為簡(jiǎn)易型的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，不需要特殊的頭盔、數(shù)據(jù)手套等傳感設(shè)備，用戶只需用鼠標(biāo)操作，操作簡(jiǎn)便。實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)的過程清晰明了，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后獲得相應(yīng)的數(shù)據(jù)，能夠進(jìn)行分析和比皎并填寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，完全滿足不同層次學(xué)習(xí)者的實(shí)驗(yàn)要求。

3.3實(shí)驗(yàn)內(nèi)容完備，對(duì)學(xué)習(xí)者的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)進(jìn)行有效管理。網(wǎng)絡(luò)虛擬包括了實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)要求、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)幫助、實(shí)驗(yàn)測(cè)試等教學(xué)部分，按照模塊化設(shè)計(jì)的原則，網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)分為注冊(cè)與登錄漠塊、用戶管理模塊、成績(jī)管理模塊、測(cè)試模塊、公共信息模塊和進(jìn)入實(shí)驗(yàn)子模塊等，功能劃分清晰，但又互相聯(lián)系影響，保證學(xué)習(xí)者正確使用虛擬實(shí)驗(yàn)室，完成課程實(shí)驗(yàn)。

4遠(yuǎn)程開放教育虛擬實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的一般方法

遠(yuǎn)程開放教育虛擬實(shí)驗(yàn)室是以網(wǎng)絡(luò)為載體的虛擬實(shí)驗(yàn)室，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已相當(dāng)成熟，所以遠(yuǎn)程開放教育虛擬實(shí)驗(yàn)室建設(shè)實(shí)際上就是虛擬實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)。虛擬實(shí)驗(yàn)建設(shè)的關(guān)鍵是采用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)來構(gòu)建實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，設(shè)計(jì)出用于實(shí)驗(yàn)的虛擬儀器設(shè)備、實(shí)驗(yàn)流程、實(shí)驗(yàn)元器件或構(gòu)件庫(kù)、實(shí)驗(yàn)效果仿真等。

41選擇合適的仿真開發(fā)工具。從對(duì)虛擬實(shí)驗(yàn)的要求看，仿真工具必須具有與多媒體相結(jié)合的功能，也就是做實(shí)驗(yàn)的人員，做實(shí)驗(yàn)時(shí)是在多媒體下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，然后將操作所產(chǎn)生的信息輸給后臺(tái)的仿真系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)仿真，然后再實(shí)時(shí)地將仿真的結(jié)果回放到前臺(tái)的多媒體，通過多媒體的形式輸出。目前的仿真軟f牛彳艮多，有EASY-T、VT-INK3．3、SPW、cadance、Mentor、Matrix、Matlab、prote199、labview、labwindows／CVI、OpenGL、MuhiGen等，建立虛擬實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)根據(jù)具體需隸選用合適的仿真開發(fā)工具。比如，開發(fā)電子電路技術(shù)類虛擬實(shí)驗(yàn)，可選用prote199、lab—view、labwindows／CVI等仿真軟件；開發(fā)自動(dòng)控制原理類虛擬實(shí)驗(yàn)，可選用Maflab等仿真軟件；開發(fā)電子系統(tǒng)和控制系統(tǒng)類虛擬實(shí)驗(yàn)，可選用cadanee、Mentor、Matrix等仿真軟件開發(fā)含虛擬視境類虛擬實(shí)驗(yàn)，可選用OpenGL、MultiGen等仿真建模軟件。總乞在選用仿真軟件時(shí)要把握好仿真軟件對(duì)虛擬實(shí)驗(yàn)開發(fā)的針對(duì)性和適應(yīng)性。

第5篇：虛擬仿真課程資源建設(shè)范文

【關(guān)鍵詞】EDA技術(shù)； Proteus仿真技術(shù)；虛擬實(shí)驗(yàn)室；建設(shè)方案

引言

EDA（Electronic Design Automation電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化）技術(shù)是指以計(jì)算機(jī)為工作平臺(tái)，融合了應(yīng)用電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息處理及智能化技術(shù)的最新成果，進(jìn)行電子產(chǎn)品的自動(dòng)設(shè)計(jì)。

Proteus是世界上著名的EDA工具（仿真軟件），從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機(jī)與電路協(xié)同仿真，一鍵切換到PCB設(shè)計(jì)，真正實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、PCB設(shè)計(jì)軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計(jì)平臺(tái)。

利用Proteus仿真技術(shù)，在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上，學(xué)習(xí)電路分析、模擬電路、數(shù)字電路、嵌入式系統(tǒng)（單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)、ARM 應(yīng)用系統(tǒng)）、微機(jī)原理與接口技術(shù)等課程，并進(jìn)行電路設(shè)計(jì)、仿真、調(diào)試等通常在相應(yīng)實(shí)驗(yàn)室完成的實(shí)驗(yàn)。一個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)硬件平臺(tái)（或一臺(tái)計(jì)算機(jī)）、一套電子仿真軟件，再加上一本虛擬實(shí)驗(yàn)教程，就可相當(dāng)于一個(gè)設(shè)備先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)室。以虛代實(shí)、以軟代硬，即為虛擬實(shí)驗(yàn)室的本質(zhì)。

一、建設(shè)Proteus虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室的優(yōu)勢(shì)

虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)由虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境、虛擬實(shí)驗(yàn)儀器、虛擬實(shí)驗(yàn)過程、虛擬實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理和虛擬實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)組成，通過Proteus虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)為各種虛擬實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)課程提供模擬實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)環(huán)境。

1.解決電子信息類專業(yè)課程入門難

Proteus仿真平臺(tái)是獨(dú)一無二的微處理器仿真平臺(tái)，仿真的特點(diǎn)之一是把復(fù)雜難懂的電子課程理論知識(shí)通過生動(dòng)形象的仿真動(dòng)畫展現(xiàn)給初入門的學(xué)生，從一開始抓住學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生從難以學(xué)習(xí)導(dǎo)致的不愛學(xué)習(xí)變?yōu)橄矚g學(xué)習(xí)到主導(dǎo)學(xué)習(xí)。

2.解決實(shí)驗(yàn)室資源老舊不足的缺點(diǎn)

Proteus仿真平臺(tái)資源豐富且時(shí)刻跟進(jìn)電子發(fā)展的最新腳步，給予學(xué)有余力的學(xué)生一個(gè)充分發(fā)揮自己想象的空間，極大的促進(jìn)和培養(yǎng)部分學(xué)生的綜合能力和創(chuàng)新思維能力。

3.解決傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)過程周期長(zhǎng)的缺點(diǎn)

實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)過程周期長(zhǎng)，實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)效率低，且不明確的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)數(shù)據(jù)結(jié)果無形中會(huì)熄滅學(xué)生的積極性的熱情。通過仿真手段完全實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的全過程，確定的結(jié)果也會(huì)極大的促進(jìn)學(xué)生的進(jìn)一步的動(dòng)手實(shí)現(xiàn)過程。

二、Proteus虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室建設(shè)目標(biāo)

1.實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)項(xiàng)目多樣性

其不僅可以仿真電路分析實(shí)驗(yàn)、模擬電子線路實(shí)驗(yàn)、數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)，而且可以仿真嵌入式系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)，其最大的特色在于可以提供嵌入式系統(tǒng)（單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)、ARM應(yīng)用系統(tǒng)）的仿真實(shí)驗(yàn)，因此，它完全可以稱之為一個(gè)多功能的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。

2.實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)場(chǎng)地開放性

由于其硬件是基于網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的，如一個(gè)單位內(nèi)的局域網(wǎng)、或企業(yè)網(wǎng)、或校園網(wǎng)（或單機(jī)板，基于一臺(tái)PC）或Internet用戶。因此其實(shí)驗(yàn)用戶可以不受傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室的時(shí)間、空間、及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的限制。用戶可以跨越時(shí)間、空間及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的約束，盡情釋放自己的實(shí)驗(yàn)興趣及創(chuàng)新思維；此外，這也使得設(shè)備的利用率得到最大的發(fā)揮。

3.維護(hù)管理方便性

由于其核心為Proteus仿真軟件，因此，其實(shí)驗(yàn)是無損耗的，其管理、維護(hù)也就是用戶帳戶的管理、軟件的安裝及更新而已。

三、Proteus虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室課程架構(gòu)

從概念到電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，從單一技能訓(xùn)練到電子產(chǎn)品整機(jī)開發(fā)設(shè)計(jì)綜合運(yùn)用，Proteus虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室主要涵蓋電路基礎(chǔ)、模擬電子線路、數(shù)字電子線路、信號(hào)與系統(tǒng)等10余門課程?；緷M足應(yīng)用電子技術(shù)、電子信息工程技術(shù)等專業(yè)課程教學(xué)需要。

按專業(yè)學(xué)科知識(shí)體系及學(xué)生學(xué)習(xí)過程Proteus實(shí)驗(yàn)室實(shí)踐教學(xué)層次可分為基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)層、綜合實(shí)驗(yàn)層、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)層三個(gè)層次?；A(chǔ)實(shí)驗(yàn)層的實(shí)驗(yàn)以培養(yǎng)學(xué)生操作能力為主；綜合實(shí)驗(yàn)層的實(shí)驗(yàn)以培養(yǎng)學(xué)生綜合性設(shè)計(jì)能力為主；創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)層的實(shí)驗(yàn)以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維設(shè)計(jì)能力為主。

在每一層次，均可以開展電路分析課程、模擬電子線路課程、數(shù)字電子課程、嵌入式系統(tǒng)課程及微機(jī)原理及接口技術(shù)課程的相應(yīng)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)。以嵌入式系統(tǒng)課程為例，在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)層，可以進(jìn)行嵌入式系統(tǒng)課程中規(guī)定的基本實(shí)驗(yàn)的仿真設(shè)計(jì)及設(shè)計(jì)驗(yàn)證；如仿真51系列、AVR、PIC、Motorola的68HC11系列等常用的MCU應(yīng)用系統(tǒng)的仿真設(shè)計(jì)及驗(yàn)證；在綜合實(shí)驗(yàn)層，教師可以針對(duì)某一類型的MCU，如51系列MCU，給定一個(gè)綜合實(shí)驗(yàn)（課程設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)）的題目，學(xué)生按照設(shè)定題目?jī)?nèi)容開展電路圖設(shè)計(jì)、代碼的編寫、仿真調(diào)試、PCB設(shè)計(jì)、制作PCB、驗(yàn)證PCB設(shè)計(jì)等過程進(jìn)行。在創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)或研究中，教師、學(xué)生可以按照自己的想法或興趣進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)或研究。

四、Proteus虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)架構(gòu)

圖1 Proteus實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)架構(gòu)

基于Proteus仿真軟件的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)架構(gòu)如圖1所示。圖中，Proteus實(shí)驗(yàn)室物理上位于其校園網(wǎng)內(nèi)部的某一個(gè)局域網(wǎng)上，該局域網(wǎng)上的服務(wù)器上安裝Proteus服務(wù)器端軟件，操作系統(tǒng)為Windows2000 server 或Windows2003 server，客戶端PC上安裝Proteus客戶端軟件，操作系統(tǒng)為Windows2000 professional或Windows2003 professional另外，需配置少量的設(shè)計(jì)驗(yàn)證系統(tǒng)硬件，以增加學(xué)生的感官認(rèn)知。

通過Proteus實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，借用Proteus仿真軟件系統(tǒng)與校園網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，發(fā)揮Proteus獨(dú)特的虛擬仿真技術(shù)優(yōu)勢(shì)，很好的解決了電路基礎(chǔ)、模擬電子線路、數(shù)字電子線路、信號(hào)與系統(tǒng)等課程的理論學(xué)習(xí)與專業(yè)技能訓(xùn)練，充分的調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性與主動(dòng)性，全面提升高職院校人才培養(yǎng)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1] 鄧澤民，韓國(guó)春.職業(yè)教育實(shí)訓(xùn)設(shè)計(jì) M.北京：中國(guó)鐵道出版社，2008.

第6篇：虛擬仿真課程資源建設(shè)范文

關(guān)鍵詞：虛擬仿真；實(shí)驗(yàn)室建設(shè)；采礦工程

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2016）10-0141-03

東北大學(xué)采礦工程專業(yè)，根據(jù)學(xué)科發(fā)展需要及培養(yǎng)卓越性人才的需求，適應(yīng)教育部開展國(guó)家級(jí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心建設(shè)要求，從2010年開始建設(shè)國(guó)家級(jí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心。

采礦工程專業(yè)的課程應(yīng)用實(shí)踐性強(qiáng)、緊密結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，教學(xué)大綱要求學(xué)生深刻理解采礦工藝、巖石力學(xué)等理論并能夠聯(lián)系實(shí)際解釋實(shí)際工程施工過程中的巖土體失穩(wěn)、破壞問題及其防護(hù)原理。野外考察和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)例無疑是彌補(bǔ)這一缺陷的重要內(nèi)容，但遺憾的是，由于受到現(xiàn)場(chǎng)條件、人力、物力和財(cái)力的限制，很難在教學(xué)中實(shí)際操作?，F(xiàn)場(chǎng)和物理試驗(yàn)雖直觀，但由于各學(xué)校實(shí)驗(yàn)室觀測(cè)手段、經(jīng)費(fèi)等條件的限制，傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容已經(jīng)不適應(yīng)新形勢(shì)對(duì)創(chuàng)新人才能力培養(yǎng)的要求，不能體現(xiàn)時(shí)代特色和新的教育觀念，缺乏理論聯(lián)系實(shí)際的有效方法。因此，需要對(duì)傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行改革，實(shí)現(xiàn)“教與學(xué)的互動(dòng)、理論與實(shí)踐的結(jié)合、能力與興趣的共增”這一教學(xué)目標(biāo)。

一、東北大學(xué)采礦工程國(guó)家級(jí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心建設(shè)

隨著數(shù)值計(jì)算方法、虛擬仿真技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，這些方法和技術(shù)為采礦、巖土及其巖石力學(xué)實(shí)驗(yàn)提供新的輔助教學(xué)手段。利用現(xiàn)代計(jì)算力學(xué)新理論、新方法和計(jì)算機(jī)可視化技術(shù)，對(duì)巖石的變形與破裂過程進(jìn)行數(shù)值仿真和試驗(yàn)，不僅可以達(dá)到采礦、巖土工程設(shè)計(jì)及巖石力學(xué)實(shí)驗(yàn)輔助教學(xué)的目的，而且可以突破傳統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)工程實(shí)踐周期長(zhǎng)、危險(xiǎn)性大以及巖石實(shí)驗(yàn)觀測(cè)難、分析難、重復(fù)難等多種弊端，是采礦、巖土工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的一條新路。

數(shù)值試驗(yàn)和虛擬仿真技術(shù)注重于對(duì)一些由于經(jīng)費(fèi)、時(shí)間、難度等因素的制約而難以在實(shí)驗(yàn)室再現(xiàn)的現(xiàn)象進(jìn)行虛擬顯現(xiàn)，更強(qiáng)調(diào)運(yùn)用數(shù)值實(shí)驗(yàn)的結(jié)果加深對(duì)未知現(xiàn)象的探索，具有通用性強(qiáng)、方便靈活、可重復(fù)性等特點(diǎn)。所以，針對(duì)采礦、巖土工程實(shí)踐周期長(zhǎng)、危險(xiǎn)性大以及巖石實(shí)驗(yàn)觀測(cè)難、分析難、重復(fù)難等多種弊端，通過建立虛擬仿真教學(xué)實(shí)驗(yàn)室開展實(shí)踐教學(xué)，幫助學(xué)生深刻理解工程設(shè)計(jì)原理，掌握理論知識(shí)，提高學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新能力，理論聯(lián)系實(shí)際，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，對(duì)于產(chǎn)學(xué)研有機(jī)結(jié)合具有重要意義。東北大學(xué)采礦工程專業(yè)為解決采礦工藝優(yōu)化設(shè)計(jì)、巖土力學(xué)實(shí)驗(yàn)、采礦圍巖巖體失穩(wěn)數(shù)值仿真模擬等大型復(fù)雜實(shí)驗(yàn)中物理實(shí)驗(yàn)設(shè)備昂貴、維護(hù)費(fèi)用高以及采礦現(xiàn)場(chǎng)安全性差等缺點(diǎn)成立綜合性虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心。

本虛擬仿真教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心在發(fā)展的過程中遵循“物理實(shí)驗(yàn)與虛擬實(shí)驗(yàn)并重”、“科學(xué)研究指導(dǎo)教學(xué)實(shí)踐”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念。中心的建設(shè)主要依托于國(guó)家采礦工程重點(diǎn)學(xué)科、教育部金屬礦山深部開采重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、遼寧省巖土力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心、東北大學(xué)―東北建筑設(shè)計(jì)院合辦的遼寧省巖土工程研究中心、長(zhǎng)江學(xué)者創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)、招金集團(tuán)東北大黃金學(xué)院。經(jīng)過快速發(fā)展的4年，中心至2013年已形成了系統(tǒng)性的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，虛擬仿真成為教學(xué)的重要內(nèi)容。2013年，建立東北大學(xué)-山東招金集團(tuán)有限公司國(guó)家級(jí)工程實(shí)踐教育中心。2014年，中心所授課程《采礦學(xué)》獲國(guó)家級(jí)教學(xué)成果獎(jiǎng)。2015年，東北大學(xué)采礦與巖土工程虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心獲批省級(jí)虛擬仿真教學(xué)中心，為中心今后的發(fā)展提供了更好的契機(jī)。

二、東北大學(xué)采礦工程國(guó)家級(jí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心實(shí)踐

東北大學(xué)虛擬仿真教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心主要承擔(dān)采礦工程、資源勘查工程、測(cè)繪工程、安全工程、工程力學(xué)5個(gè)本科專業(yè)及其他相關(guān)專業(yè)的虛擬優(yōu)化設(shè)計(jì)、數(shù)值仿真計(jì)算、數(shù)字礦山、地質(zhì)測(cè)量、虛擬安全工程訓(xùn)練等實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)課程。此外，還服務(wù)于全校本科生各類創(chuàng)新競(jìng)賽和研究生的課題研究。中心目前設(shè)有4個(gè)實(shí)驗(yàn)室：礦山測(cè)量與數(shù)字礦山虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室，采礦優(yōu)化設(shè)計(jì)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室，巖石破裂過程與大規(guī)模并行計(jì)算數(shù)值實(shí)驗(yàn)室，安全環(huán)境及裝備虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室。

以上4個(gè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室，開設(shè)各類虛擬仿真實(shí)驗(yàn)。中心面向全校相關(guān)專業(yè)承擔(dān)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)、設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)、工程訓(xùn)練實(shí)踐教學(xué)。根據(jù)不同專業(yè)的教學(xué)需要，在虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中實(shí)施了分類教學(xué)，對(duì)采礦、巖土、安全、資源勘查、測(cè)繪、力學(xué)專業(yè)學(xué)生開設(shè)基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)、綜合型實(shí)驗(yàn)，部分同學(xué)選作創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)。另外，中心作為大學(xué)生課外科技創(chuàng)新設(shè)計(jì)與制作的主要支撐單位，為其提供設(shè)備儀器、場(chǎng)所和指導(dǎo)。

以下以采礦優(yōu)化設(shè)計(jì)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室的露天礦境界與開采計(jì)劃優(yōu)化設(shè)計(jì)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，全面介紹本實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的教學(xué)實(shí)踐過程。

第7篇：虛擬仿真課程資源建設(shè)范文

關(guān)鍵詞:職業(yè)學(xué)校;資源建設(shè);優(yōu)質(zhì)數(shù)字化教育資源

引言

職業(yè)教育是“為職業(yè)做準(zhǔn)備”的教育類別，要為社會(huì)各行各業(yè)的多種崗位提供各類技能型人才。職業(yè)學(xué)校在數(shù)字化教育資源需求方面，具有較強(qiáng)的針對(duì)性、示范性及操作性，面向教師，構(gòu)建適合職業(yè)學(xué)校教學(xué)需求的數(shù)字化教育資源共享機(jī)制，是十分重要的難題。

1職業(yè)學(xué)校教師優(yōu)質(zhì)數(shù)字化教育資源訴求

職業(yè)教育信息化是我國(guó)教育信息化建設(shè)的重要組成部分。職業(yè)學(xué)校數(shù)字化資源建設(shè)是促進(jìn)職業(yè)教育信息化的重要途徑，能夠深化教育改革，提高職業(yè)教育教學(xué)質(zhì)量，從而培養(yǎng)出適合市場(chǎng)需求的職業(yè)技能型人才。

1．1職業(yè)學(xué)校數(shù)字化教育資源建設(shè)相對(duì)滯后

1．1．1資源建設(shè)理念應(yīng)用不足，亟需相關(guān)政策支持職業(yè)學(xué)校的數(shù)字化資源建設(shè)仍停留在教材的數(shù)字化、文本的電子化等簡(jiǎn)單的“書本搬家”，缺乏以學(xué)習(xí)者為主的學(xué)習(xí)理念的支持，忽視資源的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，忽視學(xué)習(xí)者的動(dòng)手實(shí)踐操作環(huán)節(jié)。而教育信息化管理層只重視數(shù)字化資源建設(shè)的數(shù)量，忽視建設(shè)的質(zhì)量，另外，在建設(shè)過程中“各自為政”，忽視與其他職業(yè)院校的合作，建設(shè)的資源具有共同性，導(dǎo)致重復(fù)建設(shè)。1．1．2缺乏需求分析環(huán)節(jié)職業(yè)學(xué)校生存的重要法則是能夠滿足市場(chǎng)人才需求，培養(yǎng)適合社會(huì)需求的職業(yè)技能型人才。職業(yè)院校數(shù)字資源是為師生提供教與學(xué)支撐，因此，在建設(shè)之前應(yīng)充分了解學(xué)習(xí)者的需要，以滿足使用者的需求，然而，在建設(shè)過程中恰恰忽略了這一環(huán)節(jié)，僅在響應(yīng)國(guó)家或地方政府的政策，缺乏對(duì)數(shù)字資源建設(shè)的系統(tǒng)科學(xué)規(guī)劃。1．1．3職業(yè)技能特色不足“職業(yè)教育的培養(yǎng)目標(biāo)是為社會(huì)培養(yǎng)生產(chǎn)、建設(shè)、服務(wù)、管理等第一線需要的高技能應(yīng)用型專門技術(shù)人才?！保?］因此，職業(yè)學(xué)校的數(shù)字資源建設(shè)應(yīng)符合這一目標(biāo)，依據(jù)不同的職業(yè)，系統(tǒng)性設(shè)計(jì)不同的資源，如傾向于操作類、虛擬仿真類資源、提高動(dòng)手實(shí)踐類資源，以支持師生的操作，提高示范－操作能力。而實(shí)際建設(shè)中的資源多以文本、圖形或多媒體課件為主，示范演示類資源相對(duì)較少。

1．2職業(yè)學(xué)校教師數(shù)字化教育資源應(yīng)用多集中于多媒體課件，應(yīng)用水平有待提高

在前期的研究過程中，通過對(duì)甘肅省職業(yè)院校教師的數(shù)字化教育硬件資源掌握情況及數(shù)字資源使用情況發(fā)放調(diào)查問卷，得出以下結(jié)論。1．2．1教師數(shù)字化教育硬件資源掌握情況數(shù)字化教育硬件資源，是教師使用數(shù)字化教育資源的基礎(chǔ)，包括文字處理軟件、圖像處理軟件、音視頻處理軟件、動(dòng)畫處理軟件及網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)等?；诮處煶Ｓ玫臄?shù)字化教育硬件資源掌握情況(如圖1)，發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)教師能夠較熟練的使用Word或WPS(文字處理軟件)，其次是多媒體教室設(shè)備和QQ、微信、BBS、博客;掌握程度最不理想的是動(dòng)畫制作軟件?？梢姡殬I(yè)學(xué)校教師具備一定的信息技術(shù)基礎(chǔ)，但水平有限。1．2．2教師數(shù)字化教學(xué)資源的使用情況職業(yè)學(xué)校數(shù)字化教學(xué)資源形式主要包括多媒體課件、網(wǎng)絡(luò)課程、數(shù)字圖書館、數(shù)字教材資源及微課等。職業(yè)學(xué)校教師數(shù)字化教學(xué)資源使用情況如圖2所示，58．76%的教師經(jīng)常使用多媒體課件，46．38%的教師有時(shí)使用試題庫(kù)，1/3左右的教師有時(shí)使用網(wǎng)絡(luò)課程、數(shù)字圖書館和數(shù)字教材。因此，職業(yè)學(xué)校教師較為熟悉多媒體課件，其它的數(shù)字化教學(xué)資源應(yīng)用尚且不熟練。

2適應(yīng)職業(yè)學(xué)校教師的數(shù)字化教育資源

數(shù)字化教育資源類型多種多樣，職業(yè)教育數(shù)字化教育資源類型包括數(shù)字化軟件教育資源(如精品課程、網(wǎng)絡(luò)課程、虛擬仿真模擬庫(kù)、資源庫(kù)、問答庫(kù)等)、數(shù)字化硬件教育資源(如教育平臺(tái)、教學(xué)工具或軟件等)，而面向職業(yè)學(xué)校教師的數(shù)字化教育資源應(yīng)具有教學(xué)性、具體性及示范性的特點(diǎn)。

2．1數(shù)字化軟件教育資源

2．1．1精品課程和網(wǎng)絡(luò)課程根據(jù)CELTS－31《教學(xué)資源建設(shè)技術(shù)規(guī)范》的定義描述，“網(wǎng)絡(luò)課程是通過網(wǎng)絡(luò)表現(xiàn)的某門學(xué)科的教學(xué)內(nèi)容及實(shí)施教學(xué)活動(dòng)的總和，它包括兩個(gè)組成部分:按一定的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)策略組織起來的教學(xué)內(nèi)容和網(wǎng)絡(luò)支撐環(huán)境”［2］，而精品課程資源則是網(wǎng)絡(luò)課程中的精品資源，是國(guó)家評(píng)估高等學(xué)校教學(xué)工作的重要舉措。面向職業(yè)學(xué)校教師的精品課程與網(wǎng)絡(luò)課程應(yīng)滿足教師發(fā)展需求，對(duì)教師的信息化教學(xué)能力進(jìn)行培養(yǎng)，為教師提供豐富多樣的資源形式，以便教師根據(jù)需求設(shè)計(jì)教學(xué);為教師提供其他教師的優(yōu)質(zhì)共享資源，如教學(xué)大綱、教學(xué)設(shè)計(jì)案例、練習(xí)題、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)和參考文獻(xiàn)等，促進(jìn)教師間的互動(dòng)學(xué)習(xí)。2．1．2虛擬仿真模擬庫(kù)“虛擬仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)是指通過虛擬仿真手段模擬各種職業(yè)教育實(shí)驗(yàn)和訓(xùn)練的工具軟件”［3］，虛擬仿真模擬庫(kù)是虛擬仿真工具軟件的集合，能夠?qū)⒔虒W(xué)實(shí)訓(xùn)大規(guī)模、無限制地供師生反復(fù)操作，驗(yàn)證原理性知識(shí)，有利于節(jié)約職業(yè)學(xué)校的教學(xué)成本，減少危險(xiǎn)程度高及復(fù)雜性操作，便于職業(yè)學(xué)校教師與學(xué)生實(shí)驗(yàn)和訓(xùn)練。面向教師的虛擬仿真模擬庫(kù)不僅要滿足基本虛擬仿真軟件的操作性，還應(yīng)具備讓教師直接添加步驟備注與開發(fā)的功能，使教師能夠驗(yàn)證知識(shí)，也可以通過自己的開發(fā)為學(xué)生提供關(guān)于具體課程的操作實(shí)踐。2．1．3資源庫(kù)職業(yè)教育中的資源庫(kù)包含課件、視頻庫(kù)、案例庫(kù)、文獻(xiàn)、素材庫(kù)、資源目錄索引等具體資源類型。一般情況下，將其分為三級(jí):專業(yè)級(jí)教學(xué)資源、課程級(jí)教學(xué)資源及素材級(jí)教學(xué)資源［4］。(1)專業(yè)級(jí)教學(xué)資源，為教師提供該專業(yè)先進(jìn)的建議，包括以下3個(gè)方面內(nèi)容:①為教師提供相關(guān)專業(yè)介紹，包括該專業(yè)的詳細(xì)信息;②為教師提供該行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，指導(dǎo)教師標(biāo)準(zhǔn)地運(yùn)用教學(xué)資源進(jìn)行教學(xué);③人才培養(yǎng)方案，在了解企業(yè)對(duì)人才需求的基礎(chǔ)上，結(jié)合本專業(yè)的專業(yè)優(yōu)勢(shì)，進(jìn)行課程設(shè)置，并提供相應(yīng)的職業(yè)技能訓(xùn)練，開發(fā)符合職業(yè)學(xué)校的人才培養(yǎng)方案。(2)課程級(jí)教學(xué)資源，為教師提供完整的課程資源案例，包括課程大綱、教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)課件、教學(xué)活動(dòng)、教學(xué)任務(wù)及教學(xué)評(píng)價(jià)等。①課程大綱，是教師課程設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)，保證教師在特定教學(xué)目標(biāo)下完成課程設(shè)計(jì);②教學(xué)設(shè)計(jì)，是教師實(shí)施課程的具體方案，指導(dǎo)教師按照具體設(shè)計(jì)實(shí)施教學(xué)過程;③教學(xué)活動(dòng)，是教師在教學(xué)過程中安排的具體活動(dòng)，是教師實(shí)施教學(xué)的最小單位;④教學(xué)評(píng)價(jià)，是教師完成教學(xué)活動(dòng)后對(duì)學(xué)生的測(cè)試，是教師判斷課程有效性的標(biāo)準(zhǔn)。(3)素材級(jí)教學(xué)資源，是教師開發(fā)課程的基礎(chǔ)，按照媒體形式可分為文本、圖形/圖像、音頻、視頻及動(dòng)畫等，在符合學(xué)習(xí)者特征的基礎(chǔ)上，需與課程內(nèi)容結(jié)合，優(yōu)化組合，以滿足教師日常教學(xué)。

2．2數(shù)字化硬件教育資源

2．2．1教育平臺(tái)教育平臺(tái)是職業(yè)學(xué)校師生在線學(xué)習(xí)獲取資源的支撐，同時(shí)也是數(shù)字化教育資源的依托。職業(yè)學(xué)校通常借助企業(yè)已開發(fā)的教育平臺(tái)支撐師生教與學(xué)，因此，在選擇教育平臺(tái)時(shí)應(yīng)考慮系統(tǒng)功能，可從交流參與、管理、課程傳遞及內(nèi)容開發(fā)四個(gè)維度進(jìn)行比較，每個(gè)維度具備的功能如表1所示。2．2．2教學(xué)工具或軟件教學(xué)工具或教學(xué)軟件，幫助教師根據(jù)課程大綱、學(xué)習(xí)者需求隨時(shí)調(diào)整課程資源，通常來說，職業(yè)學(xué)校教師應(yīng)掌握文字處理軟件、圖像處理軟件、音視頻處理軟件、動(dòng)畫處理軟件及網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)等，但在調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，教師僅對(duì)日常應(yīng)用類工具軟件如Word或WPS，多媒體教室設(shè)備和QQ、微信、BBS、博客等使用較為頻繁，其他工具軟件應(yīng)用有待加強(qiáng)。

3建設(shè)面向職業(yè)學(xué)校教師的優(yōu)質(zhì)數(shù)字化教育資源的策略

建設(shè)優(yōu)質(zhì)數(shù)字化教育資源是提高職業(yè)教育教學(xué)質(zhì)量的重要途徑，是實(shí)現(xiàn)職業(yè)教育信息化，培養(yǎng)職業(yè)技能型人才的基礎(chǔ)性環(huán)節(jié)。建設(shè)面向職業(yè)學(xué)校教師的優(yōu)質(zhì)數(shù)字化教育資源過程中，政府是推動(dòng)資源建設(shè)的關(guān)鍵力量，應(yīng)積極發(fā)揮其主導(dǎo)職能，為數(shù)字化資源建設(shè)與共享提供頂層保障。除此之外，應(yīng)從以下三個(gè)方面著手:(1)面向企業(yè)需求，建設(shè)對(duì)口資源。企業(yè)需求是職業(yè)教育發(fā)展的內(nèi)在動(dòng)力，為企業(yè)輸送人才是職業(yè)教育的根本目的。在數(shù)字化資源建設(shè)的過程中應(yīng)充分了解企業(yè)需求，建設(shè)對(duì)口資源。一是可以利用校企結(jié)合的方式，企業(yè)直接向職業(yè)學(xué)校提出人才培養(yǎng)需求，同時(shí)為數(shù)字資源建設(shè)提供實(shí)際的要求;二是可以利用市場(chǎng)調(diào)研，職業(yè)學(xué)校組織專業(yè)人員進(jìn)行數(shù)字化教育資源的需求分析，根據(jù)需求，有針對(duì)性地設(shè)計(jì)資源。(2)充分發(fā)揮教師作用，促進(jìn)區(qū)域間協(xié)同開發(fā)。教師作為本專業(yè)技術(shù)的掌握者、知識(shí)的傳授者，了解專業(yè)發(fā)展的前沿動(dòng)態(tài)，理解學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)特征與發(fā)展情況，是數(shù)字化教育資源建設(shè)的骨干力量。不同區(qū)域間的教師所掌握的行業(yè)信息與技能有所差異，教師協(xié)同開發(fā)，為數(shù)字化教育資源建設(shè)提供專業(yè)、系統(tǒng)的智力支持。在教師參與的過程中利用激勵(lì)機(jī)制和培訓(xùn)機(jī)制，消除教師顧慮，提高教師參與數(shù)字化資源建設(shè)的積極性與主動(dòng)性。在激勵(lì)機(jī)制方面，采用科研資助、職稱晉升機(jī)會(huì)、公開表彰與獎(jiǎng)勵(lì)等方式吸引教師參與;在培訓(xùn)機(jī)制方面，利用培訓(xùn)提高教師的資源建設(shè)與應(yīng)用水平，通過長(zhǎng)期教學(xué)實(shí)踐檢測(cè)資源，從而提高教師的教學(xué)水平。(3)建立職業(yè)學(xué)校數(shù)字化教育資源標(biāo)準(zhǔn)，科學(xué)建設(shè)。職業(yè)學(xué)校數(shù)字化教育資源建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)是數(shù)字化教育資源的必然要求，為數(shù)字化教育的資源開發(fā)、管理及應(yīng)用提供技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)支持，包括技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和資源標(biāo)準(zhǔn)。技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為各項(xiàng)技術(shù)提供統(tǒng)一的準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)，并保證各類平臺(tái)之間的互操作;資源標(biāo)準(zhǔn)提供了不同形式資源的元數(shù)據(jù)及其屬性、描述方式等。在職業(yè)學(xué)校數(shù)字化教育資源建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)下，科學(xué)建設(shè)資源，既保證職業(yè)學(xué)校的數(shù)字化教育資源滿足技術(shù)規(guī)范，又保證其針對(duì)不同專業(yè)需求和師生需求，具備個(gè)性化的特點(diǎn)，為不同的使用者提供區(qū)別的服務(wù)。

參考文獻(xiàn):

［1］程明霞．職業(yè)發(fā)展導(dǎo)向的高職數(shù)字化教學(xué)資源建設(shè)探索［J］．中國(guó)教育信息化高教職教，2013(23)．

［2］CELTS－31，教育資源建設(shè)技術(shù)規(guī)范［S］．

第8篇：虛擬仿真課程資源建設(shè)范文

關(guān)鍵詞：森林防火；虛擬仿真；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；林業(yè)；自主創(chuàng)新

中圖分類號(hào)：S762.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2017）07-1351-05

DOI：10.14088/ki.issn0439-8114.2017.07.039

Exploration and Practice of Virtual Simulation Experimental Teaching System Construction for Forest Fire Prevention

WANG Ying， YANG Zhi-gao， LIU Jiang-long， ZHANG Gui， CAO Xiao-yu

（School of Science，Central South University of Foresty and Technology， Changsha 410004，China）

Abstract： In recent years， virtual simulation experiment solves many problems that can not be solved by traditional experiment， and more and more attentions focus on it by educators. It becomes an important part of Experiment Teaching. The forestry characteristics are given full play in the Virtual Simulation Experiment Teaching Center of Forest Fire Prevention of CSUFT. A high qualified virtual simulation’s teaching team was built， and a large of virtual simulation experimental resources are reserved through independent innovation， sharing and openness. The fact indicates that virtual simulation experiment teaching， which develop students’ comprehensive abilities， brings a lot of convenience and benefits for students， including forestry major and information major in experiment class.

Key words： forest fire prevention；virtual simulation；experimental teaching；forestry；independent innovation

包括森林防火在鵲牧盅ёㄒ擔(dān)是一門實(shí)踐性非常強(qiáng)的學(xué)科。無論是森林培育，還是森林經(jīng)營(yíng)管理，其理論和方法都是千百年來勞動(dòng)人民和林學(xué)科研工作者從實(shí)踐中萃取的精華。

森林防火作為森林經(jīng)營(yíng)管理的一個(gè)重要部分，實(shí)踐對(duì)其具有重要作用。然而，?？粕⒈究粕址阑饘?shí)踐教學(xué)面臨許多現(xiàn)實(shí)困境。首先，林火發(fā)生具有偶然性，同時(shí)起火地點(diǎn)多位于偏僻的林區(qū)，不容易及時(shí)趕赴現(xiàn)場(chǎng)；其次，林火蔓延的面積廣、危險(xiǎn)系數(shù)高、專業(yè)性強(qiáng)、時(shí)間緊迫，近距離的觀摩指揮與撲救過程是不現(xiàn)實(shí)的；再次，學(xué)校缺乏消防演習(xí)場(chǎng)所和器材，如果從消防部門借用，龐大的開支無法負(fù)擔(dān)，因而操作實(shí)踐也無從談起。因此，林業(yè)院校的森林防火類教學(xué)往往停留在理論層面，觀看圖片和視頻成為主要的“實(shí)踐”方式[1-3]。

近年來，隨著虛擬仿真技術(shù)的興起與廣泛應(yīng)用，應(yīng)急類虛擬仿真教學(xué)與培訓(xùn)在多個(gè)行業(yè)得到應(yīng)用，如消防、電力、水利、石油等行業(yè)。這些成果為森林防火虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的開發(fā)和應(yīng)用提供了良好的基礎(chǔ)。

1 森林防火虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心建設(shè)歷程

中南林業(yè)科技大學(xué)是一所以林業(yè)為特色，多學(xué)科協(xié)調(diào)發(fā)展的綜合性大學(xué)。學(xué)校擁有1個(gè)國(guó)家重點(diǎn)野外科學(xué)觀測(cè)研究站，2個(gè)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室，3個(gè)國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心，一個(gè)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，1個(gè)國(guó)家林業(yè)局重點(diǎn)開放性實(shí)驗(yàn)室。

2004年學(xué)校對(duì)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行優(yōu)化整合，組建了森林植物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心，2007年被評(píng)為國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心。示范中心是中國(guó)南方最大的森林植物實(shí)驗(yàn)中心，依托中國(guó)亞熱帶豐富的森林植物資源和獨(dú)特區(qū)位優(yōu)勢(shì)，為培養(yǎng)高質(zhì)量、高素質(zhì)、具有創(chuàng)新能力的人才與建設(shè)支撐學(xué)科發(fā)揮了輻射與示范作用。

2011年學(xué)校以國(guó)家級(jí)森林植物實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心為依托，整合森林培育、動(dòng)植物標(biāo)本室、遙感中心、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、信息管理與信息系統(tǒng)、測(cè)量等實(shí)驗(yàn)室的相關(guān)資源組建了森林防火虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心。中心是目前國(guó)內(nèi)第一個(gè)森林防火虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心，通過對(duì)虛擬森林植物生長(zhǎng)過程、虛擬森林植物生長(zhǎng)與林火干擾與恢復(fù)過程、虛擬三維場(chǎng)景、林火蔓延模擬、火災(zāi)指揮撲救模擬等的研究及軟件和信息系統(tǒng)的開發(fā)，不但為本科教學(xué)提供了直觀、互動(dòng)性強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，也為中國(guó)林業(yè)部門人員的培訓(xùn)提供了豐富的教學(xué)資源，為林火的撲救教學(xué)提供了信息化手段。

2014年，中心憑借在森林防火領(lǐng)域長(zhǎng)期的實(shí)踐探索，以及在虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)領(lǐng)域獲得的成果，成為首批入選的國(guó)家級(jí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心。

2 森林防火虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系建設(shè)

中南林業(yè)科技大學(xué)在林學(xué)領(lǐng)域發(fā)展近60年，在林木育種、森林培育、森林保護(hù)、森林經(jīng)理、動(dòng)植物保護(hù)、水土保持和經(jīng)濟(jì)林等領(lǐng)域進(jìn)行了長(zhǎng)期的探索與科學(xué)研究，取得了豐碩的教學(xué)與科研成果。同時(shí)，學(xué)校在中國(guó)南方森林防火研究中占有很重要的地位。學(xué)校森林防火專家經(jīng)常受邀參與森林火災(zāi)的規(guī)劃設(shè)計(jì)與評(píng)審、火案?jìng)善?、損失評(píng)估與人員培訓(xùn)等工作。制作的林火模擬案例連續(xù)四年均入選國(guó)家森林防火指揮部森林防火案例教學(xué)庫(kù)，開發(fā)的軟件與信息系統(tǒng)在湖南、廣西、廣東、云南、大興安嶺等地進(jìn)行了推廣與應(yīng)用，效果良好。

2.1 構(gòu)建具有林業(yè)特色的虛擬仿真實(shí)踐教學(xué)模式

根據(jù)學(xué)校專業(yè)特色，中心著力打造具有林業(yè)特色的虛擬仿真實(shí)踐教學(xué)。中心堅(jiān)持以人才培養(yǎng)為目的，以虛擬仿真實(shí)驗(yàn)為手段，構(gòu)建了“層次多樣、內(nèi)容豐富、師生共建”的創(chuàng)新型虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，如圖1所示。即教學(xué)方式上由易到難逐步推進(jìn)；教學(xué)內(nèi)容以森林防火為主，輔以動(dòng)畫、三維建模等知識(shí)的教學(xué)；實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的建設(shè)立足自身，以本校師生作為實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的絕對(duì)主力[4]。

2.1.1 設(shè)計(jì)循序漸進(jìn)的教學(xué)方式 森林防火教學(xué)分為基礎(chǔ)理論教學(xué)、進(jìn)階實(shí)訓(xùn)教學(xué)和自主創(chuàng)新實(shí)踐三個(gè)層次。基礎(chǔ)理論教學(xué)階段的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，主要針對(duì)理論教學(xué)中的演示性內(nèi)容開展，確保學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容有個(gè)直觀了解；進(jìn)階實(shí)訓(xùn)教學(xué)主要滿足學(xué)生的上機(jī)實(shí)驗(yàn)，通過可交互的、動(dòng)態(tài)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，加深學(xué)生對(duì)課堂內(nèi)容的理解，強(qiáng)化學(xué)生實(shí)際動(dòng)手操作能力；自主創(chuàng)新實(shí)踐主要結(jié)合中心建設(shè)與學(xué)科建設(shè)項(xiàng)目，教師主導(dǎo)，學(xué)生作為主力軍，師生合力完成森林防火教學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與開發(fā)[5]。

因此，各個(gè)教學(xué)階段對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，并不是嚴(yán)格區(qū)分的，實(shí)際上，同一個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，可能是在第三階段由師生共同開發(fā)出來的，但在第一階段被用來做演示實(shí)驗(yàn)使用，在第二階段則成了實(shí)驗(yàn)中的操作對(duì)象。

2.1.2 提供豐富的能滿足各個(gè)專業(yè)需求的教學(xué)內(nèi)容 森林防火虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心為林學(xué)、風(fēng)景園林、地理信息、計(jì)算機(jī)等專業(yè)提供虛擬仿真教學(xué)。考慮到不同學(xué)生個(gè)體的愛好、專業(yè)、就業(yè)方向，中心在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目時(shí)，盡可能提供多種實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，以滿足不同專業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)。通過多年的探索，中心實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目日益豐富。主要包括：①三維模型制作教學(xué)，中心提供3Ds Max、Maya等3D建模軟件的培訓(xùn)學(xué)習(xí)，利用上述軟件，學(xué)生可以學(xué)習(xí)制作簡(jiǎn)單幾何模型、建筑家居模型、人物模型、地形模型、粒子系統(tǒng)（火焰煙霧水體）等；②三維動(dòng)畫制作教學(xué)，中心購(gòu)置了Unit 3D、VRP_Builder等國(guó)內(nèi)外優(yōu)秀的三維交互式動(dòng)畫軟件，并提供上述軟件的教學(xué)培訓(xùn)，如人物、動(dòng)物動(dòng)作仿真，消防器材使用仿真，場(chǎng)景漫游等等；③林學(xué)方面教學(xué)，因?yàn)橹饕婕吧峙嘤?、森林保護(hù)、森林經(jīng)理、動(dòng)植物保護(hù)、經(jīng)濟(jì)林等方向的教學(xué)，因此，中心著力打造了植物生長(zhǎng)仿真、森林資源仿真、森林公園場(chǎng)景仿真、植物三維建模、地形快速建模等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目；④森林防火方面教學(xué)是中心的建設(shè)重點(diǎn)，主要針對(duì)森林火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的仿真，借助高分辨率的大屏幕，使學(xué)生獲得沉浸式森林火災(zāi)實(shí)踐體驗(yàn)。同時(shí)，森林防火實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目主要結(jié)合科研項(xiàng)目與學(xué)科建設(shè)項(xiàng)目成果，因而綜合程度、仿真度都很高，如林火撲救指揮仿真、林火蔓延仿真、林火避險(xiǎn)仿真及森林火災(zāi)衛(wèi)星監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)仿真等綜合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

2.1.3 設(shè)計(jì)開發(fā)自主產(chǎn)權(quán)的虛擬仿真創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目 通常，虛擬仿真的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目大部分都是由專業(yè)公司使用專門軟件制作而成，在制作過程中，師生的參與程度低、制作費(fèi)用高；在教學(xué)過程中，維護(hù)困難，難以根據(jù)實(shí)際場(chǎng)景對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行修改?；谏鲜鰡栴}，森林防火虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心師生充分利用實(shí)驗(yàn)中心提供的軟硬件條件，選用業(yè)界常用的3D制作軟件，自主開發(fā)了多個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

師生自主開發(fā)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，有以下意義：①體現(xiàn)了教與學(xué)的“相長(zhǎng)”。以往的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，都是從教師教學(xué)的角度來進(jìn)行。學(xué)生的參與程度低，缺乏學(xué)生意愿的表達(dá)，而中心的實(shí)驗(yàn)從設(shè)計(jì)到制作均由師生共同完成，既兼顧教師對(duì)森林防火知識(shí)和3D建模知識(shí)的傳授，又更多的站在學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)的角度來考慮實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)制作。②體現(xiàn)了理論與實(shí)際的結(jié)合。每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目在開始制作之前，都會(huì)對(duì)相應(yīng)理論進(jìn)行認(rèn)真研究，對(duì)相關(guān)實(shí)體進(jìn)行親身體驗(yàn)。如林火撲救指揮仿真的開發(fā)，首先就對(duì)林火蔓延、林火撲救等理論進(jìn)行了深入研究，然后對(duì)森林植物與林火發(fā)生發(fā)展等實(shí)地進(jìn)行考查與驗(yàn)證。在此基礎(chǔ)上，制成森林火鈉司戎富尤維虛擬仿真系統(tǒng)，接著應(yīng)用到教學(xué)中，在這個(gè)過程中，師生會(huì)對(duì)系統(tǒng)提出改進(jìn)意見，根據(jù)這些意見，制作人員進(jìn)行反復(fù)修改，直至真正符合教學(xué)要求，于是在應(yīng)用、完善、再應(yīng)用過程中形成良性循環(huán)。③體現(xiàn)了科研與學(xué)科建設(shè)的相互促進(jìn)。絕大部分實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目在制作過程中，都充分借鑒和吸收了老師前期的科研成果。得益于中南林業(yè)科技大學(xué)在林業(yè)和森林防火方面的大量科研成果，幾乎所有實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的制作都能在前人的成果中找到理論源泉，甚至部分成果可以直接利用，如森林公園三維漫游等[6，7]。

2.2 建立健全開放的實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源共享長(zhǎng)效機(jī)制

在《關(guān)于開展國(guó)家級(jí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心建設(shè)工作的通知》中，教育部明確要求“優(yōu)質(zhì)實(shí)驗(yàn)資源共享”是虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心建設(shè)的核心工作之一。森林防火虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心自成立之初，就十分重視資源共享建設(shè)。

1）資源豐富、覆蓋面廣。中心為林業(yè)類、信息類（林學(xué)、森林保護(hù)、測(cè)繪工程、地理信息科學(xué)、土地資源管理、信息與計(jì)算科學(xué)、軟件工程、通信工程、電子科學(xué)與技術(shù)、電子信息工程、機(jī)械制造及自動(dòng)化、土木工程等）本科生、碩士生及博士生提供直觀互動(dòng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)。該中心所建平臺(tái)同時(shí)也可為我校所有理、工、農(nóng)、管等門類本科專業(yè)進(jìn)行虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)，覆蓋了全校6成以上的學(xué)生。另外，中心還對(duì)林業(yè)消防部門提供虛擬仿真消防培訓(xùn)，產(chǎn)生了較好的社會(huì)效益。

2）所有實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目均為自主研發(fā)，共享時(shí)無產(chǎn)權(quán)限制。中心除了硬件及通用基礎(chǔ)開發(fā)軟件外，所有實(shí)驗(yàn)資源（模型及實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目）均為自主研發(fā)，因此不同于商業(yè)軟件，存在知識(shí)產(chǎn)權(quán)限制而不能充分共享的問題。

3）建設(shè)了完善的共享平臺(tái)作為支撐。中心建立了WEB服務(wù)平臺(tái)，學(xué)校師生足不出戶，就可以通過服務(wù)平臺(tái)使用、、管理相應(yīng)實(shí)驗(yàn)資源。同時(shí)，服務(wù)平臺(tái)提供了完善的實(shí)驗(yàn)教學(xué)輔助功能，協(xié)助管理者與教師完成實(shí)驗(yàn)管理與教學(xué)工作。

4）建立了合理的激勵(lì)機(jī)制。中心建立了交換與補(bǔ)償機(jī)制，鼓勵(lì)師生對(duì)實(shí)驗(yàn)資源“多使用多貢獻(xiàn)”。如積分模式，用戶可以通過購(gòu)買或貢獻(xiàn)資源的方式獲得積分，然后用積分兌換實(shí)驗(yàn)資源。同時(shí)，對(duì)在實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與管理中做出重大貢獻(xiàn)的師生，中心在制度允許的范圍內(nèi)給予一定的物質(zhì)獎(jiǎng)勵(lì)。同時(shí)，中心制定了嚴(yán)格的考核制度，對(duì)出現(xiàn)的問題予以相應(yīng)處罰[8-10]。

2.3 打造高水平的、創(chuàng)新型的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)和管理團(tuán)隊(duì)

森林防火虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的建設(shè)，離不開一支優(yōu)秀的團(tuán)隊(duì)。建設(shè)團(tuán)隊(duì)包括實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員、專業(yè)教師、部分學(xué)生。實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員主要負(fù)責(zé)中心日常管理與實(shí)驗(yàn)教學(xué)，專業(yè)教師主要負(fù)責(zé)教學(xué)與實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目開發(fā)，學(xué)生主要是在教師的指導(dǎo)下開展實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目開發(fā)。

在組建團(tuán)隊(duì)時(shí)，中心以學(xué)科專業(yè)帶頭人牽頭組織本專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)小組。每個(gè)專業(yè)由專人設(shè)計(jì)編寫各自的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)課程、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)教材，然后由中心熟悉虛擬仿真軟件開發(fā)的師生進(jìn)行具體開發(fā)，最后將上述成果交由專業(yè)教師進(jìn)行教學(xué)。由此，中心形成了相對(duì)穩(wěn)定的實(shí)驗(yàn)教學(xué)隊(duì)伍。目前，中心擁有專職教師12人，兼職教師19人，所有教師均具有碩士以上學(xué)歷，博士占到80%。大膽啟用在校學(xué)生是中心一大特色。中心比較固定的學(xué)生團(tuán)隊(duì)16人，本科生、研究生各占一半。另外，中心還組織了虛擬仿真協(xié)會(huì)，協(xié)會(huì)擁有注冊(cè)會(huì)員120多人，固定成員與協(xié)會(huì)會(huì)員均采取老帶新的模式進(jìn)行培養(yǎng)。中心全部的三維模型及大部分實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目主要由學(xué)生在中心實(shí)驗(yàn)室完成，教師主要負(fù)責(zé)指導(dǎo)與技術(shù)難點(diǎn)攻關(guān)。這樣做的好處是增強(qiáng)了學(xué)生的就業(yè)技能，為教師節(jié)約了大量科研教學(xué)時(shí)間，提高了實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開發(fā)效率，且?guī)熒趨f(xié)助開發(fā)的過程中加深了相互了解，從而有助于提高教學(xué)質(zhì)量。從中心走出的學(xué)生，就業(yè)率達(dá)到100%，而且就業(yè)質(zhì)量遠(yuǎn)高于其同專業(yè)平均水平。

3 建設(shè)內(nèi)容與成果

經(jīng)過近5年的發(fā)展，尤其是入選教育部首批虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心以來，森林防火虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心在軟硬件建設(shè)上成績(jī)裴然，成果豐碩。中心擁有實(shí)驗(yàn)室5間，面積達(dá)360 m2，分別是2個(gè)實(shí)驗(yàn)機(jī)房、沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)室、工作人員辦公室以及實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目開發(fā)人員工作室。擁有高性能圖形工作站45臺(tái)，高性能服務(wù)器4臺(tái)，配備3D高清LED大屏的沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)1套，360度全景攝像機(jī)2臺(tái)，紅外熱像儀1臺(tái)。另外，中心還購(gòu)置了Unity 3D、3Ds MAX、Photshop、VRP_Builder、SkyLine等一批圖形開發(fā)軟件。

目前為止，中心最大的成果來自于自主研發(fā)的實(shí)驗(yàn)資源。中心師生已經(jīng)自主開發(fā)了8個(gè)完整的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，400多個(gè)三維模型，另外，尚有多個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目正在制作當(dāng)中。模型主要分為以下幾類（圖2）：

1）簡(jiǎn)單模型。主要是用來作為3D建模學(xué)習(xí)，包括建筑、家居、汽車等常見模型，共100多種。

2）植物模型。3D植物模型200多種，以樹木為主。

3）消防器材模型。3D消防器材模型30多種，包括風(fēng)力滅火機(jī)模型、消防車模型、飛機(jī)模型、遙感衛(wèi)星模型等。

4）人物模型。3D人物模型25種，涵蓋男女、老中青各種角色，同時(shí)包括跳、走、跑、臥、坐等通用動(dòng)作以及滅火、捂鼻、砍樹等專用動(dòng)作。

5）粒子模型。包括煙、霧、水、雪、火等各種用粒子模擬的模型共28種。

實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目主要包括（圖3）：

1）3D校園漫游。以中南林業(yè)科技大學(xué)校園為藍(lán)本，具有位置導(dǎo)航等交互功能的3D校園漫游導(dǎo)航系統(tǒng)。

2）森林公園仿真。模擬廣州市白云山森林公園，重要景點(diǎn)提供高清360°視頻或圖片，并具有一定的交互性。

3）林火蔓延仿真。模擬林火在不同地形（平地、山地、丘陵）、氣象（不同的風(fēng)速、風(fēng)向）、植被（草地、灌木、疏林地）條件下的蔓延火行為，包括火燒速度，火燒強(qiáng)度等，并具有一定的交互性。

4）林火緊急避險(xiǎn)仿真。模擬幾種主要危險(xiǎn)環(huán)境條件下的避險(xiǎn)逃生方法和過程，具有簡(jiǎn)單的交互功能。

5）林火撲救仿真。模擬幾種主要環(huán)境條件下間接撲救指揮過程和結(jié)果，具有簡(jiǎn)單的交互功能。

6）森林火災(zāi)衛(wèi)星監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)仿真。模擬遙感衛(wèi)星拍攝圖片，地面接收站接受圖片，解碼圖片，發(fā)現(xiàn)火點(diǎn)，發(fā)送火點(diǎn)警報(bào)整個(gè)流程，具有簡(jiǎn)單的交互功能。

4 結(jié)語

由于受實(shí)際情況限制，過往的森林防火教學(xué)通常停留在紙上談兵階段，極少涉及實(shí)踐。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的建立，為森林防火實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供了一個(gè)不可或缺的平臺(tái)。同時(shí)，它不僅僅是一個(gè)森林防火的教學(xué)平臺(tái)，還是一個(gè)虛擬仿真技術(shù)的培訓(xùn)平臺(tái)，不同專業(yè)的同學(xué)，在這里學(xué)到了各自想要的知識(shí)，開闊了視野，鍛煉了能力。事實(shí)表明，廣泛開展虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)是今后實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一個(gè)重要組成部分。

森林防火虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心將根據(jù)教育部“科學(xué)規(guī)范、共享資源、突出重點(diǎn)、提高效益、持續(xù)發(fā)展”的精神，加強(qiáng)校企合作，進(jìn)一步強(qiáng)化隊(duì)伍建設(shè)，持續(xù)提升自主創(chuàng)新能力。具體來講，完善以樹木為主的模型庫(kù)，增強(qiáng)模型的仿真度，改善實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的交互性與可操作性，開發(fā)更多的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目是今后中心工作的重點(diǎn)。

參考文I：

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第9篇：虛擬仿真課程資源建設(shè)范文

關(guān)鍵詞：虛擬演播室；課程云模式；網(wǎng)絡(luò)課程資源

中圖分類號(hào)：G250.73 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1673-8454(2012)01-0023-03

一、虛擬演播室系統(tǒng)

虛擬演播室的實(shí)質(zhì)是將計(jì)算機(jī)制作的虛擬二維或三維場(chǎng)景與攝像機(jī)現(xiàn)場(chǎng)拍攝的人物活動(dòng)圖像通過色鍵技術(shù)進(jìn)行數(shù)字化的實(shí)時(shí)合成，使人物與計(jì)算機(jī)生成的虛擬背景能夠融為一體，虛擬演播室可以把一些難以看見、摸不著、拍不到的景象形象地表現(xiàn)出來。例如，要表達(dá)某些天體運(yùn)行情況、史前生物的生活情況等。它還可以移動(dòng)場(chǎng)景，而移動(dòng)場(chǎng)景這一功能非常適合講授型教育節(jié)目的制作，它可以一改以往屏幕以教師頭像為主的畫面風(fēng)格，很方便地將教師講授的內(nèi)容同實(shí)例通過移動(dòng)場(chǎng)景在畫面上結(jié)合起來。

虛擬演播室可以實(shí)現(xiàn)虛擬人物表演的功能。計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展使得實(shí)時(shí)人物動(dòng)畫表演成為可能，如在真人身上各重要關(guān)節(jié)處加裝傳感器，傳感器的各組數(shù)據(jù)傳到服務(wù)器中用于控制已制成的虛擬動(dòng)畫人物的關(guān)節(jié)活動(dòng)，使它完全實(shí)時(shí)地模仿表演者的動(dòng)作，它會(huì)給節(jié)目帶來新奇感和神秘感，這在已往的傳統(tǒng)演播室制作過程中是無法想象的。

二、虛擬演播室系統(tǒng)在高校中的應(yīng)用

隨著計(jì)算機(jī)圖形處理技術(shù)、多媒體技術(shù)、視頻數(shù)字化的發(fā)展，不僅虛擬演播室技術(shù)日趨完善，已經(jīng)達(dá)到了實(shí)際應(yīng)用的程度，而且虛擬演播室系統(tǒng)的性價(jià)比得到大幅提升，加快了虛擬演播室在教育領(lǐng)域的應(yīng)用推廣。虛擬演播室在教育領(lǐng)域中的應(yīng)用，越來越引起全國(guó)各高校的重視。目前已有部分高校建設(shè)了虛擬演播室，并在教育電視節(jié)目制作、遠(yuǎn)程教育和新教學(xué)模式的探索等方面取得了一些可喜的成績(jī)。

1.虛擬演播室在高校電視節(jié)目中的應(yīng)用

虛擬演播室首先是被廣泛應(yīng)用于電視節(jié)目的制作，全國(guó)各地的傳媒大學(xué)或?qū)W院是較早將虛擬演播室用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的。這些大學(xué)一般都開設(shè)有文藝編導(dǎo)、影視節(jié)目制作、播音與主持等多個(gè)專業(yè)。他們?cè)趯?shí)踐中不斷通過對(duì)演播室系統(tǒng)的完善和改造來豐富實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，拓展教學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，摸索教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。因而，演播室就需要經(jīng)常更換實(shí)物場(chǎng)景或者把大演播室劃分為若干小區(qū)域，再在小區(qū)域進(jìn)行燈光布置以滿足學(xué)生上課的需要，但結(jié)果往往是眾口難調(diào)，管理和調(diào)試都很麻煩。現(xiàn)在使用虛擬演播室，學(xué)生可以根據(jù)自身?xiàng)l件和要求自主挑選背景，場(chǎng)景切換方便，不受真實(shí)條件的約束，這種教學(xué)實(shí)驗(yàn)方式很受師生歡迎，也有利于拓展學(xué)生的創(chuàng)造空間。虛擬演播室具有制作成本低、制作周期短、制作效率高、所用場(chǎng)地小和實(shí)驗(yàn)教學(xué)靈活等諸多優(yōu)勢(shì)，將會(huì)成為未來實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要途徑和方式 。

2.虛擬演播室在高校遠(yuǎn)程教育中的應(yīng)用

電視大學(xué)是主要開展遠(yuǎn)程開放教育的大學(xué)，經(jīng)過多年的發(fā)展建設(shè)，已經(jīng)形成了以中央電大、省電大為中心、地市級(jí)電大分校為主干的遠(yuǎn)程教育網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。廣西電大較早論證采用將虛擬演播室和雙向視頻會(huì)議系統(tǒng)應(yīng)用于遠(yuǎn)程教育中，目前已在積極建設(shè)中。而據(jù)報(bào)道，清華大學(xué)、第四軍醫(yī)大學(xué)、北京電大等高校已有將虛擬演播技術(shù)應(yīng)用于教學(xué)的案例。在遠(yuǎn)程教育課程的制作過程中，虛擬演播室表現(xiàn)出許多的優(yōu)勢(shì)：

（1）虛擬演播室具有虛擬列席功能?？蓪⑦h(yuǎn)地演播室中專家的實(shí)況視頻與本地演播室中教師的場(chǎng)景視頻實(shí)時(shí)結(jié)合在一個(gè)虛擬場(chǎng)景中，兩人可以在虛擬場(chǎng)景中面對(duì)面交談、演講，學(xué)生覺察不到他們是身處異地，可以大大增強(qiáng)教學(xué)的現(xiàn)場(chǎng)感和參與感。這可以充分挖掘各地區(qū)教育領(lǐng)域的人才資源，實(shí)現(xiàn)人才教育資源的共享，如邀請(qǐng)大學(xué)教授、專家學(xué)者共同參與對(duì)某一問題的討論，或者開展對(duì)某一節(jié)課的點(diǎn)評(píng)。

（2）提高教學(xué)的生動(dòng)性與效率。在虛擬演播室創(chuàng)設(shè)的教學(xué)環(huán)境下，那些以往不便于遠(yuǎn)程教學(xué)的動(dòng)作技能類教學(xué)內(nèi)容可以通過虛擬演播室的三維建模來實(shí)現(xiàn)，這大大豐富了遠(yuǎn)程教學(xué)內(nèi)容的呈現(xiàn)手段。同時(shí)，由于授課的教師身處虛擬的講臺(tái)上，通過后臺(tái)三維或兩維設(shè)計(jì)，其環(huán)境不僅可以是靜止的，也可以是活動(dòng)的，且可以結(jié)合課程內(nèi)容變換貼切場(chǎng)景，產(chǎn)生超現(xiàn)實(shí)的效果，解決了在普通演播室難以解決的許多問題。

（3）激發(fā)學(xué)生聽課興趣。虛擬演播室畫面變化多樣，教師的授課方式十分靈活，不僅可以激發(fā)學(xué)習(xí)者的興趣、提高學(xué)習(xí)的效率，還有助于提高遠(yuǎn)程教育課程的現(xiàn)場(chǎng)感和真實(shí)性,有效保持學(xué)習(xí)者的注意力，增強(qiáng)課程的傳播效果,也吸引了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

（4）可以實(shí)現(xiàn)虛擬演播室網(wǎng)絡(luò)化。虛擬演播室是與計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)壓縮、傳輸和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)緊密結(jié)合的。通過這種技術(shù)，可以將圖文信息、攝像機(jī)、話筒等前端信號(hào)直接轉(zhuǎn)為數(shù)字信號(hào)，并可按照一定格式進(jìn)行壓縮，然后通過視頻會(huì)議系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)傳輸給各地終端服務(wù)器設(shè)備。當(dāng)設(shè)備距離較近時(shí)，也可以選擇不壓縮而直接通過網(wǎng)絡(luò)傳輸，迅速傳遞講課內(nèi)容。

三、虛擬演播室與課程制作的系統(tǒng)架構(gòu)與關(guān)聯(lián)性

在虛擬演播室創(chuàng)建的教學(xué)環(huán)境中，教師端和學(xué)生端可以通過虛擬演播室的視頻進(jìn)行融合，可以實(shí)現(xiàn)虛擬的教師和學(xué)生同處一室的教學(xué)過程，教師可以直觀地呈現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容，學(xué)生會(huì)感到仿佛是在與教師面對(duì)面交流，可以獲得教師的當(dāng)面指導(dǎo)，教師也可以得到學(xué)生的反饋信息，根據(jù)學(xué)生的需求及時(shí)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和方式，使教學(xué)活動(dòng)達(dá)到最佳效果。

1.虛擬演播室的基本架構(gòu)

虛擬演播室一般由計(jì)算機(jī)3D和2D處理系統(tǒng)、現(xiàn)場(chǎng)攝像機(jī)、攝像機(jī)跟蹤器、圖形圖像發(fā)生器、色鍵控制器、視／音頻切換特技臺(tái)和調(diào)音臺(tái)構(gòu)成的節(jié)目制作系統(tǒng)組成。

系統(tǒng)的組成框圖如圖所示。攝像機(jī)拍攝的授課教師在帶識(shí)別標(biāo)志的藍(lán)屏前授課的視頻圖像信號(hào)一路送攝像機(jī)位置識(shí)別控制器，實(shí)時(shí)獲取運(yùn)動(dòng)攝像的內(nèi)外參數(shù)，另一路輸出送數(shù)字色鍵器，從帶識(shí)別標(biāo)志的教師圖像中去掉識(shí)別標(biāo)志和藍(lán)背景部分，再送視頻信號(hào)校正處理單元，以保證前景與虛擬背景在合成時(shí)嚴(yán)格同步；并給出描述前景與虛擬背景融合比例的鍵信號(hào)。三維虛擬場(chǎng)景制作既能根據(jù)節(jié)目需要制作虛擬場(chǎng)景，又能借助三維加速卡在攝像機(jī)運(yùn)動(dòng)參數(shù)控制下實(shí)現(xiàn)變換場(chǎng)景。

2.在虛擬演播室下的課程制作過程

在帶藍(lán)箱（或藍(lán)背景）的演播室里，教師或演員做著各種授課或表演，攝像機(jī)對(duì)其進(jìn)行拍攝，以藍(lán)色屏幕為背景拍攝的攝像機(jī)圖像，通過色鍵控制器去“背景”，經(jīng)延時(shí)后與選自計(jì)算機(jī)的虛擬背景以相同時(shí)碼進(jìn)行合成，實(shí)時(shí)產(chǎn)生一個(gè)組合的圖像。

（1）由于計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)的迅速發(fā)展，計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)繪制各種復(fù)雜仿真的三維場(chǎng)景越來越普遍，如用3DMAX、Softimage、Photoshop等三維或二維圖形圖像制作軟件來創(chuàng)建模型進(jìn)行仿真設(shè)計(jì)。這些場(chǎng)景可以與攝像機(jī)攝制的視頻信號(hào)完美地合成在一起，后臺(tái)控制人員只需把與授課內(nèi)容或表演內(nèi)容相關(guān)聯(lián)的仿真三維場(chǎng)景調(diào)到系統(tǒng)合成，這使授課的空間得到擴(kuò)展。

（2）在課程錄制中，現(xiàn)場(chǎng)的教師和學(xué)生可以在虛擬演播室中與三維背景呈現(xiàn)出真實(shí)的透視關(guān)系，同時(shí)允許插入視頻片斷。這些效果是在課程拍攝過程中根據(jù)課程內(nèi)容或遵照后臺(tái)編導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)決定來完成的，我們能感覺到，現(xiàn)場(chǎng)視頻信號(hào)及三維場(chǎng)景是由同一臺(tái)攝像機(jī)拍攝的，并且它們來自同一個(gè)源。把這些合成的課程視頻信號(hào)與三分頻錄播系統(tǒng)進(jìn)一步整合可以得到更完美的課程資源。

（3）虛擬演播室的實(shí)時(shí)反饋性。在節(jié)目制作中，教師的現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)作與計(jì)算機(jī)場(chǎng)景能實(shí)時(shí)地合成，合成后的場(chǎng)景能及時(shí)地反饋給攝影師和教師，以便幫助攝影師調(diào)整拍攝焦距和景別，幫助教師調(diào)整授課動(dòng)作。

四、虛擬演播室引入下網(wǎng)絡(luò)課程資源建設(shè)的發(fā)展趨勢(shì)

網(wǎng)絡(luò)課程是一種基于計(jì)算機(jī)多媒體信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的教學(xué)資源，對(duì)于國(guó)家積極推進(jìn)的信息化教育建設(shè)、優(yōu)質(zhì)資源建設(shè)共享和人才培養(yǎng)模式改革與創(chuàng)新，都有積極的推動(dòng)作用。

1.教師在實(shí)施網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)中教學(xué)手段的多樣性

虛擬演播室可以連接多種教學(xué)媒體和教學(xué)資源，在虛擬演播室創(chuàng)設(shè)的教學(xué)環(huán)境下，那些以往不便于遠(yuǎn)程教學(xué)的動(dòng)作技能類教學(xué)內(nèi)容可以通過虛擬演播室的三維建模來實(shí)現(xiàn)，這樣不僅大大豐富了課程教學(xué)內(nèi)容的呈現(xiàn)手段，還增加了教學(xué)過程本身的趣味性。在虛擬演播室的環(huán)境下，一些教學(xué)活動(dòng)的組織方式和呈現(xiàn)方式可以更加靈活，例如：在網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)中有好多工程師在以前做過的網(wǎng)絡(luò)路由配置實(shí)驗(yàn)，通過虛擬模擬處理，把不同的參數(shù)設(shè)置對(duì)應(yīng)不同的虛擬直觀輸出方式展現(xiàn)，教師在教學(xué)過程中可以作適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)，通過回放效果或者教師扮演的方法當(dāng)面呈現(xiàn)給學(xué)生，把教學(xué)課程中復(fù)雜的問題通過虛擬現(xiàn)實(shí)逐一分解，這激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維方法。

2.網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)中師生的共同參與

網(wǎng)絡(luò)課程要建成特色，應(yīng)該突破傳統(tǒng)單一的教師獨(dú)唱模式，從發(fā)展的趨勢(shì)看，將會(huì)轉(zhuǎn)換成教師、學(xué)生多人參與建設(shè)的課程云模式，所謂課程云模式就是在課程資源建設(shè)中，不論是本地的還是遠(yuǎn)程的教師和學(xué)生，通過互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)組成一個(gè)課程建設(shè)團(tuán)隊(duì)，教師和學(xué)生均可將教學(xué)成果、教學(xué)過程、教學(xué)創(chuàng)新亮點(diǎn)、學(xué)習(xí)技巧與體會(huì)以互動(dòng)的形式到課程資源庫(kù)，建構(gòu)課程知識(shí)體系的空間，逐步完成課程建設(shè)。

虛擬演播室能為教師和學(xué)生提供一個(gè)可以自己建構(gòu)知識(shí)體系的空間。在網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)中，一些傳統(tǒng)經(jīng)典的學(xué)習(xí)內(nèi)容可以從平面的文字形式轉(zhuǎn)化為空間的結(jié)構(gòu)形式，教師可以將一些抽象的理論、復(fù)雜或繁瑣公式的推導(dǎo)等用圖形顯示的方式和虛擬場(chǎng)景的方式展示在學(xué)生面前，并可進(jìn)行很好的虛擬互動(dòng)交流，幫助學(xué)生更好地理解和掌握教學(xué)內(nèi)容，起到事半功倍的教學(xué)效果。然而，虛擬演播室創(chuàng)設(shè)的空間結(jié)構(gòu)形式又不同于一般的多媒體形式，它是一個(gè)可以多人直接參與的立體空間。無論是教師的教學(xué)過程還是學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，無論人在本地還是在異地，都可以充分融入計(jì)算機(jī)創(chuàng)設(shè)的虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境之中。這也是課程云模式建設(shè)的具體要求。

五、小結(jié)

虛擬演播室技術(shù)已受到越來越多的網(wǎng)絡(luò)課程資源建設(shè)者的關(guān)注。它既可以仿真?zhèn)鹘y(tǒng)演播室，又可以超越傳統(tǒng)演播室，極大地豐富了網(wǎng)絡(luò)課程資源建設(shè)的手段。它既可以用于多媒體教室課堂教學(xué)，又可以用于網(wǎng)上講座的遠(yuǎn)程教學(xué)；既可實(shí)現(xiàn)實(shí)景教學(xué)與課堂教學(xué)相結(jié)合創(chuàng)建的情境教學(xué)，又可創(chuàng)設(shè)虛擬現(xiàn)實(shí)和超現(xiàn)實(shí)的課程云模式。它在教育領(lǐng)域的應(yīng)用也切實(shí)地解決了其他教學(xué)手段難以解決的參與性不強(qiáng)、不能及時(shí)交互、不利于教師潛移默化地進(jìn)行課程啟發(fā)教育等問題。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，虛擬演播室將會(huì)越來越多地參與教育教學(xué)和課程資源建設(shè)中，其制作的視頻與仿真效果更能真實(shí)和貼切地反映課程內(nèi)容。因此，如何更好地運(yùn)用這方面的新技術(shù)為教學(xué)和科研服務(wù)是值得我們研究的新課題。

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