第一篇：虛擬仿真課程設(shè)計(jì)探討論文

摘要：本文分析了基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)目前面臨的困難和問題，闡述了在中醫(yī)藥院校開設(shè)綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的虛擬仿真課程的意義和任務(wù)，提出了綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的虛擬仿真課程開設(shè)的目標(biāo)和模式，使基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)擁有新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)補(bǔ)充模式，可有效地推動實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革和實(shí)驗(yàn)教學(xué)信息化建設(shè)，從而有效提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)；綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)；虛擬仿真課程；設(shè)計(jì)

基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是我校在國家政策號召下開設(shè)的一門用于培養(yǎng)創(chuàng)新型大學(xué)生的教學(xué)改革課程。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)可以將虛擬與現(xiàn)實(shí)相結(jié)合，為實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供新的方法。開設(shè)綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的虛擬仿真課程可在一定程度上解決實(shí)驗(yàn)流程復(fù)雜學(xué)生不容易入手、實(shí)驗(yàn)課程開設(shè)專業(yè)的限制的問題，同時提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，并側(cè)重在綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力方面的培養(yǎng)。綜合設(shè)計(jì)性試驗(yàn)虛擬仿真課程是創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式的一種，創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式是提高中醫(yī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵，是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的發(fā)展趨勢[1-2]。

一基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)存在的問題

綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)具有時間長、費(fèi)用高、實(shí)驗(yàn)不確定因素多等特點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)流程繁瑣，從實(shí)驗(yàn)宣講、課題設(shè)計(jì)、耗材申報、確定實(shí)驗(yàn)方案、預(yù)實(shí)驗(yàn)、正式實(shí)驗(yàn)、結(jié)項(xiàng)答辯每個環(huán)節(jié)都需要學(xué)生與帶教老師及實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備老師的配合才能完成。繁瑣的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，導(dǎo)致學(xué)生和老師之間的溝通出現(xiàn)問題，影響實(shí)驗(yàn)的正常進(jìn)行。此外，由于專業(yè)開設(shè)的限制，部分專業(yè)學(xué)生不能得到相關(guān)的培養(yǎng)。有些學(xué)生設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)，由于試劑或耗材的不安全性而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)不能開設(shè)，需要重新更改實(shí)驗(yàn)方案。實(shí)驗(yàn)方案難易參差不齊，較難觀察的實(shí)驗(yàn)結(jié)果打擊學(xué)生的積極性，同時也增加了帶教老師的指導(dǎo)難度[3]。

二開設(shè)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)虛擬仿真

課程的意義綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)旨在提高學(xué)生的綜合能力，使學(xué)生熟悉科研課題的開題、實(shí)驗(yàn)研究、結(jié)項(xiàng)等過程，為以后的科研實(shí)驗(yàn)奠定基礎(chǔ)。設(shè)置綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)虛擬仿真課程具有非常重要的意義，將實(shí)驗(yàn)的過程設(shè)計(jì)成虛擬仿真的模塊，學(xué)生通過操作模塊可以在短期內(nèi)熟悉實(shí)驗(yàn)各個環(huán)節(jié)，及其在每個環(huán)節(jié)中需要完成的任務(wù)、每個環(huán)節(jié)的溝通流程，極大的解決學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中不知該做什么、不知哪些能做的問題，并在一定程度上提高了效率。虛擬仿真課程開設(shè)后，學(xué)生將不受專業(yè)限制選擇該課程，進(jìn)行虛擬綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，并在相關(guān)評分體系及糾錯體系模塊中對實(shí)驗(yàn)課程的完成進(jìn)行評價和指導(dǎo)。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)應(yīng)遵循“虛實(shí)結(jié)合、能實(shí)不虛”的原則，在實(shí)驗(yàn)開設(shè)過程中，將一些有毒有害環(huán)節(jié)設(shè)置成虛擬模式，讓學(xué)生在掌握知識的同時又免受毒害，減輕對環(huán)境的污染。

三設(shè)計(jì)模塊及流程

綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)虛擬仿真課程的設(shè)計(jì)應(yīng)按照實(shí)驗(yàn)流程的各個環(huán)節(jié)進(jìn)行設(shè)計(jì)，共包括：范例參考、模擬實(shí)驗(yàn)、考核三個部分。范例參考是將往屆經(jīng)典案例按照模擬實(shí)驗(yàn)的流程完整列出，供學(xué)生進(jìn)行參考。其中模擬實(shí)驗(yàn)包括：實(shí)驗(yàn)宣講、課題設(shè)計(jì)、耗材申報、確定實(shí)驗(yàn)方案、預(yù)實(shí)驗(yàn)、正式實(shí)驗(yàn)、結(jié)項(xiàng)答辯七個模塊。實(shí)驗(yàn)宣講模塊中將學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程中的注意事項(xiàng)，實(shí)驗(yàn)課題的研究方向等詳細(xì)列出，在本模塊結(jié)束時對學(xué)生進(jìn)行考核，加強(qiáng)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)的理解和重視程度。課題設(shè)計(jì)模塊中主要指導(dǎo)學(xué)生如何查找資料、如何填寫立項(xiàng)依據(jù)、如何辨別課題的創(chuàng)新性和新穎性，如何將所有的課題思路設(shè)計(jì)成一個完整規(guī)范的實(shí)驗(yàn)方案。在本模塊結(jié)束時對學(xué)生進(jìn)行考核，考核的內(nèi)容是在查找資料、立項(xiàng)依據(jù)、課題的創(chuàng)新性和新穎性方面出題，讓學(xué)生用模塊中指導(dǎo)的方法進(jìn)行判斷，以提高學(xué)生的動手動腦能力，學(xué)以致用。耗材申報方面對申報的每一種耗材，在備注欄里列出詳細(xì)需要的用量及依據(jù)、參考書、參考文獻(xiàn)等，做到盡可能的節(jié)儉，同樣在模塊結(jié)束時對學(xué)生進(jìn)行考核，列出一些實(shí)驗(yàn)的耗材、試劑和藥物的用量，讓學(xué)生進(jìn)行計(jì)算和判斷。確定實(shí)驗(yàn)方案模塊是有帶教老師對實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行審核提出修改意見，由學(xué)生進(jìn)行修改經(jīng)帶教老師審核結(jié)束后方可進(jìn)入下一步實(shí)驗(yàn)。預(yù)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)主要是讓學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)操作，如煎藥時應(yīng)先浸泡多長時間、煎煮火候、藥物濃縮等，以及給藥劑量的計(jì)算，實(shí)驗(yàn)觀察指標(biāo)的觀察方法、試劑盒的使用方法、各種儀器的操作方法等，讓學(xué)生熟悉并掌握；并在本模塊結(jié)束時就給藥劑量計(jì)算、試劑盒的使用方法、各種儀器的操作方法進(jìn)行考核。正式實(shí)驗(yàn)中嚴(yán)格按照實(shí)驗(yàn)方案的流程進(jìn)行試驗(yàn)，并在此項(xiàng)中增加對團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識的考核，對可同時開展的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行分工合作，考核學(xué)生是否能在規(guī)定的時間內(nèi)同時完成多個實(shí)驗(yàn)內(nèi)容；并在本模塊結(jié)束時就團(tuán)隊(duì)協(xié)作效率，給藥劑量計(jì)算、試劑盒的使用方法、各種儀器的操作方法的熟練程度進(jìn)行考核。結(jié)項(xiàng)答辯環(huán)節(jié)中是考核學(xué)生在完成實(shí)驗(yàn)后對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的處理、實(shí)驗(yàn)報告的撰寫、答辯PPT的制作等能力。同時在每個模塊結(jié)束時，由帶教老師進(jìn)行審核、提出修改意見并進(jìn)行指導(dǎo)。

四設(shè)計(jì)過程中存在的主要問題

綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)虛擬課程學(xué)生不能在短時間內(nèi)完成，要讓學(xué)生能堅(jiān)持完成這個實(shí)驗(yàn)還缺乏一個有效的監(jiān)督體系和獎勵機(jī)制。綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)復(fù)雜，設(shè)計(jì)模塊較多，項(xiàng)目復(fù)雜，學(xué)生設(shè)計(jì)思路較廣，如何能夠使軟件正常運(yùn)行是一個較難解決的技術(shù)問題。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)原則是“虛實(shí)結(jié)合、能實(shí)不虛”，如何將虛擬課程與傳統(tǒng)課程有機(jī)結(jié)合是需要重點(diǎn)研究的問題，對虛實(shí)及虛實(shí)結(jié)合的環(huán)節(jié)的判斷，是亟待解決的問題。作為一個非必修課程，我們還應(yīng)在如何調(diào)動學(xué)生參與的積極性方面進(jìn)行努力。

五展望

虛擬仿真教學(xué)是互聯(lián)網(wǎng)時代的特定產(chǎn)物，它不能取代傳統(tǒng)教學(xué)，同時虛擬仿真綜合設(shè)計(jì)性試驗(yàn)課程也不能取代傳統(tǒng)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)課程，而是將其融入到傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中與其結(jié)合，實(shí)現(xiàn)提高學(xué)生綜合素質(zhì)的目標(biāo)。綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)虛擬課程目前處于設(shè)計(jì)階段，還存在很多未發(fā)現(xiàn)的問題，任何的改革都不會輕易成功，需要許多人的付出和堅(jiān)持不懈，在實(shí)踐中進(jìn)一步探索和完善，以推動和促進(jìn)我校教學(xué)質(zhì)量的提升。

參考文獻(xiàn)

[1]賈永森,田福玲,齊峰,吳范武,馬會霞,高秀娟.中醫(yī)理論實(shí)驗(yàn)課優(yōu)化與整合初探[J].中醫(yī)學(xué)報,2011,09:1054-1055.[2]張紫娟,閆秀娟,杜彩霞.開設(shè)“基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)”全面提升學(xué)生能力[J].中醫(yī)藥管理雜志,2015,10:37-38.[3]張君勝,解慧梅,楊曉志等.高職動物微生物綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式實(shí)施與思考[J].畜牧獸醫(yī)雜志,2012,31(2):72-74.

第二篇：石油工程虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐論文

摘要：針對石油工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)面臨的實(shí)驗(yàn)對象不可視、危險大、設(shè)備成本高、實(shí)驗(yàn)效果差等問題，構(gòu)建了“四結(jié)合、四模塊、三層次”的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，豐富了石油工程專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。通過虛擬仿真實(shí)驗(yàn)與實(shí)際操作實(shí)驗(yàn)的虛實(shí)結(jié)合、相互補(bǔ)充，促進(jìn)學(xué)生與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的交互性和參與性，全面提升學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力，達(dá)到高層次人才培養(yǎng)的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：虛擬仿真；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；教學(xué)改革

一石油工程虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)必要性

石油工程技術(shù)是解決如何將地下幾百至近萬米深的地層中的油氣通過井筒開采到地面，經(jīng)過地面管道和集輸站分配及處理的相關(guān)技術(shù)。工程作業(yè)的地面、氣候環(huán)境惡劣，地下流體處于不可視、不可及的高溫、高壓環(huán)境下，采用常規(guī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在以下問題：1.油氣開發(fā)投資大、風(fēng)險高、知識和技術(shù)密集。油氣開采過程中涉及鉆、完井工程，地層改造工程，油氣集輸工程，油氣易燃、易爆、高毒性等，大部分實(shí)驗(yàn)和工程實(shí)踐因規(guī)模大、設(shè)備密集、危險性高等特點(diǎn)，常規(guī)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備難以完成。2.實(shí)驗(yàn)設(shè)備價格昂貴，實(shí)驗(yàn)儀器精密易損壞，維護(hù)成本高。受資金和場地的限制，實(shí)驗(yàn)裝置數(shù)量有限，學(xué)生參與度低，缺乏深入的學(xué)習(xí)和實(shí)踐操作，不利于發(fā)揮學(xué)生的主動性、積極性和創(chuàng)造性，無法提高學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力。3.實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)多，體現(xiàn)現(xiàn)代化技術(shù)的實(shí)驗(yàn)少；驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)多，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力、設(shè)計(jì)性能力、應(yīng)用性能力創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)少。4.受企業(yè)生產(chǎn)制度和安全方面的限制，學(xué)生在企業(yè)現(xiàn)場實(shí)習(xí)的時間和空間越來越小，難以達(dá)到預(yù)期效果。5.傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)無法實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)實(shí)驗(yàn)資源開放共享[2]。基于以上原因，針對實(shí)踐教學(xué)存在的不足，長江大學(xué)石油工程學(xué)院利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、仿真技術(shù)、多媒體技術(shù)、人機(jī)交互技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等與石油工程實(shí)際相結(jié)合，建立了面向自主學(xué)習(xí)的開放、互動式虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺，實(shí)現(xiàn)真實(shí)實(shí)驗(yàn)不具備或難以完成的教學(xué)功能，具有完全、成本低、易于更新的優(yōu)點(diǎn)。通過虛擬仿真實(shí)驗(yàn)與實(shí)際操作實(shí)驗(yàn)的虛實(shí)結(jié)合、相互補(bǔ)充，促進(jìn)學(xué)生與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的交互性和參與性，全面提升學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力，達(dá)到高層次人才培養(yǎng)的目標(biāo)。

二石油工程虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺

（一）教學(xué)體系

長江大學(xué)以全面提高高校學(xué)生自主創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力為宗旨，以共享優(yōu)質(zhì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源為核心，通過與優(yōu)勢學(xué)科、特色專業(yè)相結(jié)合，以現(xiàn)代油氣開采過程為主線，通過四結(jié)合（理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合、基本訓(xùn)練與能力培養(yǎng)相結(jié)合、校內(nèi)實(shí)驗(yàn)與企業(yè)實(shí)踐相結(jié)合、科研成果與教學(xué)實(shí)踐相結(jié)合），著力構(gòu)建滿足三個教學(xué)層次（基礎(chǔ)訓(xùn)練、綜合設(shè)計(jì)和研究創(chuàng)新）要求的包含四大模塊（鉆井工程、采油工程、油藏工程和油氣儲運(yùn)虛擬仿真模塊）的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。

（二）模塊構(gòu)成1.認(rèn)識實(shí)踐及基礎(chǔ)訓(xùn)練。專業(yè)課程的理論知識系統(tǒng)性不強(qiáng)，知識點(diǎn)多且零散，研究對象及涉及原理抽象難以直觀展示，學(xué)生缺乏理論知識整體構(gòu)建能力。為解決這個問題，將理論教學(xué)中的重、難點(diǎn)知識，常用的鉆井、采油、集輸設(shè)備和工具，施工過程和工藝等，制作成多媒體、視頻和仿真動畫，輔以習(xí)題庫和實(shí)驗(yàn)前小測試。共研發(fā)了118種典型的井下作業(yè)工具、油氣集輸設(shè)備及運(yùn)行機(jī)理、油氣滲流原理和實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備的結(jié)構(gòu)等演示型虛擬仿真動畫，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的直觀性、形象性，激發(fā)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)課的興趣，加深對專業(yè)基礎(chǔ)知識的理解，提高學(xué)習(xí)效率，讓學(xué)生有更多時間參與實(shí)踐創(chuàng)新。2.虛擬仿真操作。四大虛擬仿真模塊共研發(fā)了16個綜合設(shè)計(jì)和科研創(chuàng)新訓(xùn)練類虛擬仿真實(shí)驗(yàn)。井下作業(yè)模擬培訓(xùn)系統(tǒng)、長輸管道虛擬仿真培訓(xùn)系統(tǒng)、裂縫導(dǎo)流能力虛擬仿真、抽油機(jī)原理和泵效測定等虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，通過虛實(shí)結(jié)合，可產(chǎn)生與現(xiàn)場情況相似的視覺效果，配以逼真的現(xiàn)場聲音，給人身臨其境的感覺。通過自行設(shè)計(jì)作業(yè)參數(shù)，反復(fù)操作實(shí)物，觀察仿真儀表參數(shù)變化，掌握作業(yè)系統(tǒng)的運(yùn)行、控制技能，作業(yè)流程各環(huán)節(jié)的操作及常見事故判斷與處理的知識與技能，彌補(bǔ)生產(chǎn)實(shí)習(xí)中“只能有限制的看，絕對不能摸”的不足，提高學(xué)生的動手能力。基于虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺，學(xué)生能深入油藏內(nèi)部，觀察儲層參數(shù)、流體參數(shù)實(shí)時動態(tài)變化，進(jìn)行油田開發(fā)動態(tài)分析、開發(fā)方案設(shè)計(jì)、鉆井工程設(shè)計(jì)、井身結(jié)構(gòu)虛擬設(shè)計(jì)等綜合實(shí)踐，滿足學(xué)科競賽、創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新大賽等的需要，激發(fā)學(xué)生的科研興趣、啟發(fā)學(xué)生的科研思維，培養(yǎng)學(xué)生的科研創(chuàng)新能力。石油工程課程設(shè)計(jì)系統(tǒng)、石油工程畢業(yè)設(shè)計(jì)與生產(chǎn)現(xiàn)場實(shí)訓(xùn)相結(jié)合，提高學(xué)生的操作能力和實(shí)踐能力。虛擬仿真操作教學(xué)環(huán)節(jié)系統(tǒng)、全面的虛擬仿真實(shí)踐訓(xùn)練可大大提高學(xué)生的動手能力和工程實(shí)踐技能，成為企業(yè)歡迎的人才。3.實(shí)踐技能考核。石油工程虛擬仿真教學(xué)平臺的考核體系包括實(shí)驗(yàn)前、實(shí)驗(yàn)中和實(shí)驗(yàn)后三大板塊。實(shí)驗(yàn)前在功能上提供知識輔助學(xué)習(xí)、課前預(yù)測等。平臺提供交互式練習(xí)、答疑、模擬測試、課件點(diǎn)播等功能，便于學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目涉及的知識點(diǎn)、實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)流程及實(shí)驗(yàn)操作等，檢查學(xué)生理論知識和應(yīng)知應(yīng)會的掌握情況，提高實(shí)驗(yàn)效率。實(shí)驗(yàn)中在功能上提供智能指導(dǎo)、過程監(jiān)控等。平臺可監(jiān)控學(xué)生的實(shí)驗(yàn)過程，對學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中的不當(dāng)操作進(jìn)行智能化和人性化的指導(dǎo)。實(shí)驗(yàn)后在功能上提供自動批改、成績分析和評價等。平臺記錄學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報告、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和結(jié)果，通過數(shù)據(jù)處理，利用教師預(yù)先錄入的批改規(guī)則進(jìn)行分析，給出評價結(jié)果。石油工程虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心有滿足課堂教學(xué)展示和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)操作訓(xùn)練，也有利用科研項(xiàng)目及成果轉(zhuǎn)化的系統(tǒng)軟件和儀器設(shè)備，開拓學(xué)生視野、提升知識結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)學(xué)生綜合設(shè)計(jì)和創(chuàng)新能力。

三虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)成效

（一）豐富實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源

通過發(fā)揮學(xué)校學(xué)科專業(yè)優(yōu)勢，利用企業(yè)開發(fā)實(shí)力和支持服務(wù)能力，充分整合學(xué)院信息化實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源，不斷轉(zhuǎn)化科研成果為虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，拓寬實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的深度和廣度，石油工程虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心共構(gòu)建了10門實(shí)驗(yàn)課程，65個實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，面向全校6個專業(yè)并對全校其他專業(yè)開放，年平均實(shí)驗(yàn)學(xué)生人數(shù)近1500人，年實(shí)驗(yàn)人時數(shù)近30000（人時）。實(shí)驗(yàn)開出率達(dá)100%，綜合性、設(shè)計(jì)性和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)比例達(dá)到86.2%，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、研究探索和設(shè)計(jì)創(chuàng)新。

（二）整合和共享優(yōu)質(zhì)資源

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心本著“產(chǎn)、學(xué)、研”合作辦學(xué)理念，與多個油田企業(yè)建立校企聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室、實(shí)習(xí)基地，開展虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開發(fā)與應(yīng)用。為相關(guān)石油企業(yè)的職工技能培訓(xùn)及應(yīng)急處理實(shí)訓(xùn)提供服務(wù)，承擔(dān)周邊兄弟院校實(shí)驗(yàn)任務(wù)，作為社會公共教育共享資源，普及油氣鉆、采、輸?shù)娘L(fēng)險及應(yīng)急防范和逃生知識，起到了良好的示范和輻射作用。

（三）提升專業(yè)建設(shè)水平

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心依托石油工程專業(yè)國家級特色專業(yè)建設(shè)點(diǎn)、石油工程專業(yè)省級品牌專業(yè)建設(shè)、省級重點(diǎn)學(xué)科、省級油氣勘探教學(xué)示范中心、省部級重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等，通過虛實(shí)結(jié)合的實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源，支撐了三門省級精品課程，三門校級精品課程。

（四）增強(qiáng)創(chuàng)新實(shí)踐能力

石油工程虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心重視培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力，已成為學(xué)生進(jìn)行科學(xué)研究和實(shí)踐創(chuàng)新的基地。近三年來中心指導(dǎo)學(xué)生參加省級、國家級比賽獲獎80多項(xiàng)，獲批省校級、級、國家級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目30多項(xiàng)，獲得專利10多項(xiàng)，在國內(nèi)外學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表論文130多篇。學(xué)生的工程綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力得到提高。畢業(yè)生得到用人單位“綜合素質(zhì)好、基礎(chǔ)扎實(shí)、動手能力強(qiáng)，具有很強(qiáng)的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力”的好評，相關(guān)專業(yè)大學(xué)生就業(yè)率一直保持在96%以上。

四結(jié)語

石油工程虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心以培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力為核心，構(gòu)建了高度仿真的虛擬實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，建立了“四結(jié)合、四模塊、三層次”的教學(xué)體系。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)通過優(yōu)化整合實(shí)驗(yàn)資源，工程實(shí)踐結(jié)合、科研成果轉(zhuǎn)化、學(xué)科前沿引入，拓展了實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的深度和廣度，推動了實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與創(chuàng)新，培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力，提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1]徐劍坤,習(xí)丹陽,馬文頂,等.采礦工程專業(yè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源庫建設(shè)[J].教育現(xiàn)代化，2017(13):67-68.[2]史壽樂.虛擬現(xiàn)實(shí)在教育中的應(yīng)用[J].教育現(xiàn)代化，2017(32):205-206.

第三篇：焊接虛擬仿真培訓(xùn)系統(tǒng)

1、焊接培訓(xùn)行業(yè)狀況

焊接是一項(xiàng)對過程要求很高的工作，在現(xiàn)有的手工焊接生產(chǎn)中，采用MAG/MIG焊接的約占50%，TIG焊接約占30%，MMA焊接約占20%；如：在造船行業(yè)中，MAG約占70%，MMA約占30%；那么，這就需要焊工要有扎實(shí)的操作手法、規(guī)范的動作。而在焊接培訓(xùn)過程中傳統(tǒng)方式存在以下多種問題：（1）消耗大量的焊條(絲)、焊件和保護(hù)氣體等材料；（2）對學(xué)員的培訓(xùn)過程難以準(zhǔn)確掌握；（3）對學(xué)員的焊接水平難以評價；（4）培訓(xùn)效果不盡理想；

（5）培訓(xùn)過程環(huán)境污染嚴(yán)重，有害健康；（6）培訓(xùn)過程安全性差。

2、項(xiàng)目實(shí)施目的

1）減少甚至避免焊接練習(xí)過程中強(qiáng)光、高溫、明火及煙塵以及有毒氣體的產(chǎn)生，全面保護(hù)教師和學(xué)員的身體健康；

2）減少或者避免焊接實(shí)訓(xùn)過程中對空氣污染的有害氣體的排放，防止對環(huán)境造成污染；

3）能夠讓無工作經(jīng)驗(yàn)的學(xué)員快速、真實(shí)的投入到焊接實(shí)訓(xùn)中，提高培訓(xùn)效率，避免由于無經(jīng)驗(yàn)操作產(chǎn)生的事故。同時能夠讓有經(jīng)驗(yàn)的訓(xùn)練者有更高的訓(xùn)練平臺，提高焊接技術(shù)；

4）節(jié)省真實(shí)焊材、工件等焊接材料以及工業(yè)用電，降低培訓(xùn)成本； 方便教學(xué)。

3、焊接仿真模擬器概述

電焊操作訓(xùn)練模擬器系統(tǒng)是由武漢科碼軟件有限公司獨(dú)立自主研發(fā)的焊接虛擬仿真培訓(xùn)系統(tǒng)。該系統(tǒng)是基于虛擬計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，是以中高度仿真的教學(xué)培訓(xùn)系統(tǒng)，能讓學(xué)員在接近真實(shí)的模擬環(huán)境下進(jìn)行焊接技術(shù)的訓(xùn)練。該系統(tǒng)能促進(jìn)焊接技能向?qū)嶋H工況焊接的有效轉(zhuǎn)換。與傳統(tǒng)的焊接培訓(xùn)相比減少了焊材的浪費(fèi)。

該設(shè)備結(jié)合了：焊工的動作、仿真焊接焙池、焊接聲音及焊接手感，使用該系統(tǒng)的受訓(xùn)者能夠感受到幾乎真實(shí)的焊接過程。

電焊模擬實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)是新一代環(huán)保、節(jié)能、通用型操作技能實(shí)訓(xùn)與評價平臺。該系統(tǒng)采用分布式仿真實(shí)訓(xùn)技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、微機(jī)測控技術(shù)、聲音仿真技術(shù)及計(jì)算機(jī)圖像實(shí)時生成技術(shù)。在不需要真實(shí)焊機(jī)的情況下，通過仿真主控系統(tǒng)、位置追蹤系統(tǒng)，將焊接演練過程中焊槍的位置、速度和角度等進(jìn)行采集處理，并實(shí)時生成虛擬焊縫。

該系統(tǒng)將仿真操作設(shè)備、實(shí)時3D技術(shù)及渲染引擎相結(jié)合，演練過程真實(shí)，視覺效果、操作手感與真實(shí)一致。在焊接演練的過程中，學(xué)員能夠看到焊接電弧以及焊液從生成、流動到冷卻的過程，同時聽到相應(yīng)的焊接音效。

該系統(tǒng)與傳統(tǒng)的焊接技藝教學(xué)能有機(jī)的融合在一起，是實(shí)現(xiàn)靈活、高效、安全、節(jié)約、綠色無污染的焊接模擬培訓(xùn)教學(xué)與考核的最佳教學(xué)方法。

通過電焊模擬實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，學(xué)員不僅僅可以獲得與傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)相同的操作經(jīng)驗(yàn)，同時通過系統(tǒng)內(nèi)置的數(shù)據(jù)采集、智能專家輔助模塊和量化考核評價系統(tǒng)等一系列先進(jìn)獨(dú)特的教學(xué)功能，配合合理明晰的焊接知識穿插講解，使學(xué)員可以獲得在傳統(tǒng)教學(xué)實(shí)踐過程中難以量化的精確焊接培訓(xùn)指導(dǎo)，大幅度提升學(xué)員在培訓(xùn)過程中的方向性和目的性，有效縮短學(xué)員的培訓(xùn)周期，降低教師的教學(xué)負(fù)擔(dān)，達(dá)到以低成本、低投入實(shí)現(xiàn)“精教、精學(xué)、精煉”的焊接培訓(xùn)機(jī)制。

電焊模擬器主機(jī)效果圖

電焊模擬器設(shè)備圖片

4、技術(shù)基礎(chǔ)

當(dāng)操作者進(jìn)行訓(xùn)練時，系統(tǒng)中的多個傳感器將獲得的多個焊槍實(shí)時參數(shù)反饋給計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，并在顯示裝置和音響上顯示相應(yīng)的焊接畫面和焊接聲音。焊接實(shí)訓(xùn)設(shè)備應(yīng)具有以下技術(shù)：

1、數(shù)字圖像處理、信息技術(shù)。

2、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、傳感與控制技術(shù)。

3、多種焊接操作技術(shù)、安全操作規(guī)范。

4、融多項(xiàng)高新技術(shù)于一體，呈現(xiàn)代職業(yè)教育之先進(jìn)手段。

5、新型的焊接訓(xùn)練實(shí)訓(xùn)設(shè)備是一種低成本、高效率、現(xiàn)代化的焊接訓(xùn)練解決方案。

焊接模擬器技術(shù)原理圖

5、視景仿真系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

焊接模擬器視景仿真系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

各個模塊應(yīng)具有的功能如下：

1、數(shù)據(jù)輸入模塊主要負(fù)責(zé)將焊接工藝參數(shù)和焊槍運(yùn)動參數(shù)狀態(tài)信息傳遞給焊接仿真模型模塊和仿真引擎模塊。

2、仿真模型模塊主要負(fù)責(zé)對工件、焊槍等焊接仿真環(huán)境進(jìn)行靜態(tài)幾何建模, 完成焊縫模擬、煙、光照、火光、陰影、光照等特效3D圖形渲染。

3、焊接仿真引擎是系統(tǒng)的核心，它主要探尋焊接工藝、焊槍運(yùn)動狀態(tài)參數(shù)和焊縫橫截面幾何參數(shù)之間的關(guān)系。

4、仿真結(jié)果輸出模塊包括評價系統(tǒng)模塊和其它功能子模塊。主要負(fù)責(zé)實(shí)時監(jiān)測仿真狀態(tài), 輸出動態(tài)仿真結(jié)果，分析、評價仿真過程數(shù)據(jù)。

5、具備培訓(xùn)效果可評估功能：具有實(shí)時可視的操控信息反饋、虛擬焊縫的實(shí)時檢測指導(dǎo)、訓(xùn)練者操作技能的實(shí)時評估功能。

6、學(xué)員端系統(tǒng)功能與特點(diǎn)

1、性能與優(yōu)勢： 1）、多種焊接工藝。

本套實(shí)訓(xùn)設(shè)備可以模擬訓(xùn)練多種焊接工藝，焊條焊、氣體保護(hù)焊、氬弧焊、，還可擴(kuò)展直流焊、鋁焊、氣焊，并包含焊接共享資源庫。

（1）焊條電弧焊模擬訓(xùn)練系統(tǒng)

焊條電弧焊模擬訓(xùn)練系統(tǒng)可模擬焊條與工件互相熔化并在冷凝后形成焊縫，從而獲得牢固接頭的焊接過程的模擬系統(tǒng)。本系統(tǒng)可進(jìn)行酸性焊條J422（Φ2.5、Φ3.2、Φ4.0）、堿性焊條J507（Φ2.5、Φ3.2、Φ4.0）的多種訓(xùn)練，并可對焊件進(jìn)行平焊、立焊、橫焊和仰焊等多種不同位置的焊接訓(xùn)練。訓(xùn)練者在手工焊接操作時可看到焊縫熔池實(shí)時生成，訓(xùn)練者的手工操作直接影響到了熔池成形的結(jié)果，并由系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時的專家評定焊接缺陷，以便訓(xùn)練者了改進(jìn)焊接手法，以達(dá)到焊條電弧焊訓(xùn)練效果。

（2）CO2氣體保護(hù)焊模擬訓(xùn)練系統(tǒng)

CO2氣體保護(hù)焊模擬訓(xùn)練系統(tǒng)可模擬以二氧化碳?xì)怏w作為電弧介質(zhì)，保護(hù)金屬熔滴、焊接熔池和焊接區(qū)高溫金屬的一種熔焊模擬系統(tǒng)。本系統(tǒng)可選用藥芯焊絲YJ502、YJ507、YJ507CuCr、YJ607、YJ707； 自保護(hù)焊絲：直徑Φ1.0、Φ1.2、Φ1.6。并可對焊件進(jìn)行平焊、立焊、橫焊和仰焊等多種不同位置的焊接訓(xùn)。訓(xùn)練者在手工焊接操作時可看到焊縫熔池實(shí)時生成，訓(xùn)練者的手工操作直接影響到了熔池成形的結(jié)果，并由系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時的專家評定焊接缺陷，以便訓(xùn)練者了改進(jìn)焊接手法，以達(dá)到CO2氣體保護(hù)焊訓(xùn)練效果。

（3）氬弧焊模擬訓(xùn)練系統(tǒng)

氬氣體保護(hù)焊可模擬200A/mm2左右的高強(qiáng)度電流密度效果，焊接過程中系統(tǒng)可體現(xiàn)氬弧焊燃燒穩(wěn)定、熱量集中、熔滴細(xì)小、飛濺少的使用特點(diǎn)。并可對焊件進(jìn)行多種不同位置的焊接訓(xùn)。訓(xùn)練者在手工焊接操作時可看到焊縫熔池實(shí)時生成，訓(xùn)練者的手工操作直接影響到了熔池成形的結(jié)果，并由系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時的專家評定焊接缺陷，以便訓(xùn)練者了改進(jìn)焊接手法，以達(dá)到氬弧焊訓(xùn)練效果。

2)、三種焊槍

本套實(shí)訓(xùn)設(shè)備包含以下三種焊槍，與真實(shí)焊槍比例一致：焊條電弧焊槍、CO2氣體保護(hù)焊槍及氬弧焊槍，操作過程中有焊條融化的縮短真實(shí)體驗(yàn)和焊條

自動更換功能，并能體驗(yàn)到操作手感。見下圖：

3）多種接頭（焊件）形式

本實(shí)訓(xùn)設(shè)備可以模擬多種焊接接頭形式，對接、角接、T接接頭形式以及I形、V形（單面焊雙面成形）、Y形坡口類型。

系統(tǒng)還可模擬管對板，管對管接頭的形式。還可擴(kuò)展多種焊接形式。

4）、多種焊接位置

本實(shí)訓(xùn)設(shè)備有獨(dú)立的操作臺，可以在虛擬場景中靈活地調(diào)節(jié)多種焊接位置，讓訓(xùn)練者無障礙進(jìn)行平焊、立焊、橫焊、仰焊等多角度焊接位置訓(xùn)練。示意圖如下：

5）、能夠真實(shí)的模擬焊接過程中的各種條件設(shè)置，引弧、焊接、收弧中的

各種手法，在焊接過程中具有自動換條功能，并能體驗(yàn)操作中的力量反饋感，電弧、明暗場、飛濺、焊縫、聲效表現(xiàn)逼真。

6）、系統(tǒng)設(shè)置簡單，虛實(shí)結(jié)合，通過真實(shí)的焊板、焊槍、示教器進(jìn)行焊接訓(xùn)練；系統(tǒng)可提供完善的語音提示，焊接過程中可以通過圖形及語音提示幫助學(xué)員校正操作姿勢，輔助指導(dǎo)學(xué)員的培訓(xùn)過程與應(yīng)用。

（1）該系統(tǒng)具有仿真示范教學(xué)功能，示范最佳的焊槍姿態(tài)（包括焊接速度、焊槍角度、焊槍與工件的距離和位置等）。

（2）系統(tǒng)可體驗(yàn)焊接過程中的的使用感覺，包括焊條的更換等。

（3）系統(tǒng)具有可觀察高仿真熔池反應(yīng)的模擬界面，焊接完成后可看到高仿真的焊縫成形現(xiàn)象。

第四篇：生物學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心

華中農(nóng)業(yè)大學(xué)是教育部直屬、國家“211工程”建設(shè)的全國重點(diǎn)大學(xué)，在近120年的辦學(xué)歷史中，積淀了“勤讀力耕、立己達(dá)人”的辦學(xué)傳統(tǒng)；形成了以農(nóng)科為優(yōu)勢，以生命科學(xué)為特色，多學(xué)科協(xié)調(diào)發(fā)展的學(xué)科體系和用現(xiàn)代生物技術(shù)提升傳統(tǒng)農(nóng)科、培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新人才的辦學(xué)特色。

華中農(nóng)業(yè)大學(xué)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心成立于2001年，2005年獲批為湖北省高校首批實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心，2007年獲批為國家級示范中心。中心總面積4500平方米，設(shè)有植物學(xué)、微生物學(xué)、細(xì)胞與遺傳學(xué)、生化與分子生物學(xué)、生物信息學(xué)、學(xué)生創(chuàng)新等8個功能分室；儀器設(shè)備臺件數(shù)1929臺，總價值達(dá)1530萬元。每年承擔(dān)全校15個生物類專業(yè)的相關(guān)實(shí)驗(yàn)，完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)30萬人學(xué)時。中心有教師96人，包括國家名師、長江學(xué)者、國家杰青等一批高層次人才，為開展高質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供了堅(jiān)實(shí)的保障。

中心堅(jiān)持“理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)并重、實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練和科學(xué)思維訓(xùn)練并舉”，根據(jù)生物學(xué)學(xué)科特點(diǎn)，由淺入深，構(gòu)建了從群體到分子水平的“3+3+1”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。2009年以來，中心教師先后主持省級教改項(xiàng)目9項(xiàng)，建成國家精品及視頻公開課7門，發(fā)表教改論文10余篇，獲省級以上教學(xué)成果獎6項(xiàng)。

隨著實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的不斷深入，教學(xué)資源分散，綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)周期長、成本高，高精尖設(shè)備本科生無緣接觸等實(shí)體實(shí)驗(yàn)教學(xué)的局限性日益凸顯。如何應(yīng)用信息技術(shù)集成優(yōu)勢、破解發(fā)展瓶頸，成為中心思考和實(shí)踐的重要課題。

2014年，在教育部虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心建設(shè)思想的指導(dǎo)下，學(xué)校按照 “統(tǒng)一規(guī)劃、分期實(shí)施；集成優(yōu)勢，共享資源”的建設(shè)思路，依托作物遺傳改良國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、農(nóng)業(yè)微生物學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、微生物農(nóng)藥國家工程研究中心等國家和省部級研發(fā)平臺，以生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心為主干，集中作物學(xué)、水產(chǎn)養(yǎng)殖、動物醫(yī)學(xué)等3個國家級和6個省級實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的力量，建成校內(nèi)8個與生命科學(xué)相關(guān)學(xué)院共享的生物學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心。

虛擬仿真中心以“學(xué)科特色、產(chǎn)業(yè)實(shí)踐、技術(shù)前沿、創(chuàng)新能力”為導(dǎo)向，建立了包含四大模塊的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)資源：

I 綜合設(shè)計(jì)性虛擬實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目模塊

本模塊以生物學(xué)所屬12個二級學(xué)科為邊界，針對生命科學(xué)技術(shù)呈現(xiàn)向多學(xué)科、多領(lǐng)域綜合發(fā)展的特點(diǎn)，充分挖掘本校特色學(xué)科資源開發(fā)綜合設(shè)計(jì)性虛擬項(xiàng)目，培養(yǎng)學(xué)生綜合創(chuàng)新能力。目前已開發(fā)了果蠅綜合實(shí)驗(yàn)、水稻遺傳轉(zhuǎn)化等經(jīng)典或前沿綜合設(shè)計(jì)性虛擬實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。其中，水稻遺傳轉(zhuǎn)化虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目依托“國家轉(zhuǎn)基因重大專項(xiàng)”和我校全球領(lǐng)先的轉(zhuǎn)基因水稻研發(fā)技術(shù)成果，讓學(xué)生全面理解和掌握愈傷組織的誘導(dǎo)及繼代、農(nóng)桿菌侵染、共培養(yǎng)、抗性愈傷組織篩選、外源基因轉(zhuǎn)化瞬時表達(dá)檢測、轉(zhuǎn)基因植株的分化及移栽、外源基因穩(wěn)定表達(dá)檢測等水稻遺傳轉(zhuǎn)化的全程技術(shù)，使學(xué)生盡早接觸學(xué)科前沿。

II校內(nèi)外實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)虛擬仿真模塊

本模塊立足于為學(xué)生創(chuàng)造一個開展宏觀生物學(xué)學(xué)習(xí)、實(shí)踐和了解、掌握生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的環(huán)境。校園及神農(nóng)架國家生物學(xué)野外實(shí)習(xí)基地?cái)?shù)字植物地圖仿真項(xiàng)目，目前已涵蓋校園內(nèi)200余種植物的形態(tài)特性、生物學(xué)特性及分布地點(diǎn)。學(xué)生可通過植物在校園或?qū)嵙?xí)點(diǎn)的位置查詢掌握植物的分類及生物學(xué)特性。

藻類是目前生物工程中進(jìn)行規(guī)模化培養(yǎng)以獲得特定產(chǎn)物的一個典型代表類群，經(jīng)濟(jì)價值前景廣闊。藻類規(guī)模化培養(yǎng)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，可讓學(xué)生了解從藻類細(xì)胞制種、擴(kuò)大培養(yǎng)、規(guī)模化培養(yǎng)、誘導(dǎo)、收獲和提取加工等整個藻類細(xì)胞培養(yǎng)和利用的流程，使學(xué)生從宏觀上了解生物技術(shù)從理論走向?qū)嵺`的全過程。

III 尖端儀器設(shè)備虛擬仿真模塊

隨著生命科學(xué)研究的不斷深入，生物學(xué)研究手段也不斷更新。本模塊圍繞本校用于生物學(xué)研究的尖端儀器設(shè)備，開發(fā)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，讓學(xué)生掌握操作原理，熟練操作過程，接觸前沿實(shí)驗(yàn)技術(shù)，為進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室預(yù)約使用設(shè)備、開展科研訓(xùn)練和后續(xù)深造打下基礎(chǔ)。目前該模塊已將學(xué)校蛋白質(zhì)平臺的流式細(xì)胞分選儀、分析超速離心機(jī)、蛋白質(zhì)純化儀開發(fā)成虛擬仿真項(xiàng)目，很好的滿足了本科生對這類尖端設(shè)備的使用需求。

IV 生物學(xué)資源拓展模塊

本模塊主要是整合全校相關(guān)的生物學(xué)資源，為師生搭建共享學(xué)習(xí)的平臺。動植物數(shù)字切片平臺，提供了動物、植物、微生物等形態(tài)切片300余份，可滿足各專業(yè)學(xué)生對其形態(tài)、功能的學(xué)習(xí)需求。建設(shè)中的校園數(shù)字博物館平臺，將提供數(shù)萬份珍貴動物、植物、土壤與地質(zhì)礦藏?cái)?shù)字標(biāo)本資源。

虛擬仿真中心已建立了功能齊全的綜合管理平臺，不僅可以對實(shí)體實(shí)驗(yàn)中心資源進(jìn)行系統(tǒng)管理，還可以對學(xué)生參與虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行測試考核，在線管理師生互動交流，從而建立起“虛-實(shí)-虛”有機(jī)結(jié)合的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系和考核體系。

中心的建設(shè)與改革為學(xué)校培養(yǎng)生物學(xué)創(chuàng)新人才提供了有力支撐，發(fā)揮了重要示范輻射作用。國家生物學(xué)理科基地曾兩次被評為全國優(yōu)秀，100余所高校來校交流。2009年以來，“三生”專業(yè)本科生在《核酸研究》等國際雜志發(fā)表論文50余篇，先后摘取IGEM、美國數(shù)學(xué)建模等多項(xiàng)賽事桂冠，每年出國和深造率超60%。

虛擬仿真中心將秉承我校生命科學(xué)的優(yōu)勢和特色，瞄準(zhǔn)學(xué)科和產(chǎn)業(yè)發(fā)展前沿，不斷推進(jìn)資源整合、校企聯(lián)合、開放融合，構(gòu)建“經(jīng)典與現(xiàn)代、虛擬與現(xiàn)實(shí)”相融通的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，打造教研產(chǎn)協(xié)同的創(chuàng)新人才培養(yǎng)環(huán)境，努力實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)的現(xiàn)代化與國際化。

第五篇：虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心遍地開花

近期，教育部批準(zhǔn)100個實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心為國家級虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心、批準(zhǔn)100個實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心為國家級實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心。陜西省12所高校8個實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心獲批國家級實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心、9個實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心獲批國家級虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心。

陜西批準(zhǔn)為國家級實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心的有：西北大學(xué)電子信息技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心、西安交通大學(xué)機(jī)械工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心、西安電子科技大學(xué)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與信息安全實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心、西安工業(yè)大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心、西安建筑科技大學(xué)冶金技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心、陜西師范大學(xué)地理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心、第四軍醫(yī)大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心、空軍工程大學(xué)通信工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心。

陜西批準(zhǔn)為國家級虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的有：西安交通大學(xué)應(yīng)急管理決策虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心、西安電子科技大學(xué)集成電路設(shè)計(jì)與制造虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心、西安建筑科技大學(xué)土木工程虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心、西安科技大學(xué)礦山建設(shè)工程虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心、長安大學(xué)工程機(jī)械虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心、西北農(nóng)林科技大學(xué)森林生物學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心、陜西師范大學(xué)心理學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心、第四軍醫(yī)大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心、第二炮兵工程大學(xué)導(dǎo)彈測試與控制虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心。

【西安交通大學(xué)】機(jī)械工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心、應(yīng)急管理決策虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心獲批。機(jī)械工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心面向“中國制造2025”戰(zhàn)略，依托該校機(jī)械工程一級學(xué)科，通過統(tǒng)籌校內(nèi)高端制造裝備、三維(3D)打印、制造系統(tǒng)等高水平科研基地和校外國家級工程實(shí)踐教育中心等優(yōu)質(zhì)資源而建設(shè)。中心堅(jiān)持“專業(yè)與素質(zhì)并重、實(shí)踐與實(shí)戰(zhàn)創(chuàng)新”的理念，以構(gòu)建“硬件設(shè)施一流、資源融合充分、結(jié)構(gòu)體系完整、學(xué)科特色鮮明”的機(jī)械工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)平臺為核心，積極推進(jìn)實(shí)踐教學(xué)模式改革，形成了專業(yè)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α⒐こ虒?shí)踐能力、創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)三位一體的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，探索得到了一系列行之有效的實(shí)踐教學(xué)新方法，建立了相應(yīng)的以工程教育認(rèn)證為導(dǎo)向的實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，為培養(yǎng)引領(lǐng)未來的機(jī)械工程專業(yè)拔尖創(chuàng)新人才提供有力支撐。應(yīng)急管理決策虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心總占地面積約3500平方米，擁有實(shí)驗(yàn)室24間，設(shè)備固定資產(chǎn)總值1600余萬元。面向管理科學(xué)與工程類、工商管理等2大類7個專業(yè)開展虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)，已建設(shè)30個真實(shí)實(shí)驗(yàn)無法展開的虛擬仿真綜合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，如“突發(fā)事件預(yù)測預(yù)警實(shí)驗(yàn)”“應(yīng)急聯(lián)動多部門協(xié)作實(shí)驗(yàn)”“應(yīng)急物流運(yùn)力交易實(shí)驗(yàn)”“應(yīng)急決策仿真實(shí)驗(yàn)”等，其中50%以上實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為自主研發(fā)。通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)，縮短了理論學(xué)習(xí)和現(xiàn)實(shí)應(yīng)用之間的距離，可以幫助學(xué)生更加深入的理解課本知識，同時培養(yǎng)學(xué)生的動手能力。突發(fā)事件的頻發(fā)要求管理類學(xué)生需要掌握和具備處理突發(fā)事件的能力。針對我國社會發(fā)展與應(yīng)急管理的重大現(xiàn)實(shí)需求，管理學(xué)院成立了學(xué)科交叉的科研與教學(xué)協(xié)同的應(yīng)急管理決策虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心。該中心的建設(shè)核心目標(biāo)是提高管理類學(xué)生應(yīng)對突發(fā)事件、實(shí)時綜合管理決策的能力，培養(yǎng)具有國際化視野及社會責(zé)任感的創(chuàng)新型管理人才。

【陜西師范大學(xué)】心理學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心、地理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心獲批。心理學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心按照“以實(shí)為本，以虛為媒，虛中求實(shí)”的建設(shè)原則，遵循“內(nèi)隱加工形象化，發(fā)展進(jìn)程短時化，特殊案例再現(xiàn)化，風(fēng)險情境安全化，技能訓(xùn)練系統(tǒng)化”的建設(shè)理念，形成了“認(rèn)知與行為基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ε囵B(yǎng)平臺”“現(xiàn)代認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)創(chuàng)新能力培養(yǎng)平臺”“航空航天心理學(xué)及人因工程仿真實(shí)驗(yàn)平臺”和“病理心理虛擬實(shí)驗(yàn)平臺”四個虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)仿真平臺，實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與現(xiàn)代教學(xué)手段的有機(jī)融合，豐富了心理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，提高了教育教學(xué)水平，發(fā)揮了輻射示范帶動作用。地理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心依托該校地理學(xué)一級學(xué)科、歷史地理學(xué)國家重點(diǎn)學(xué)科、地理科學(xué)國家級特色專業(yè)，按照“室內(nèi)實(shí)驗(yàn)與野外實(shí)踐一體化”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念，立足黃土高原和秦巴山地，抓住西部資源環(huán)境與經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展熱點(diǎn)，創(chuàng)新了自然地理學(xué)、人文地理學(xué)、遙感與地理信息系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容與方法，成為我國西部地區(qū)創(chuàng)新型地理學(xué)人才培養(yǎng)的核心基地。中心形成了立足地理科學(xué)，實(shí)現(xiàn)多學(xué)科實(shí)驗(yàn)教學(xué)融合;立足校內(nèi)平臺，實(shí)現(xiàn)多元化實(shí)驗(yàn)教學(xué)拓展;立足黃土高原，多渠道服務(wù)西部發(fā)展;立足學(xué)生發(fā)展，多層次創(chuàng)新人才培養(yǎng)的特色。

該校相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，此次兩個國家級實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心的獲批，是陜西師大多年來一貫重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作結(jié)出的碩果，是相關(guān)學(xué)科集體智慧的結(jié)晶。截至目前，陜西師大建成了4個國家級實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心(化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心、數(shù)字傳媒技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心、跨學(xué)科X-物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心、地理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心)，3個國家級虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心(化學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心、生物學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心、心理學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心)。國家級實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的建設(shè)，推動了學(xué)校實(shí)驗(yàn)教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，促進(jìn)了學(xué)校人才培養(yǎng)水平的不斷提升，標(biāo)志著該校實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平邁上了一個新的臺階。

【長安大學(xué)】工程機(jī)械虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心獲批。工程機(jī)械虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心是長安大學(xué)“211工程”及“985優(yōu)勢學(xué)科平臺”重點(diǎn)建設(shè)實(shí)驗(yàn)室之一，成立于2012年6月，2016年1月成為國家級虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心。目前有實(shí)驗(yàn)教學(xué)人員55人，其中教授12人，副高職29人，中級職稱及其他14人，獲得博士學(xué)位的47人，碩士學(xué)位及其他7人，平均年齡43歲。中心用房面積近1200m2，儀器設(shè)備1432臺，價值1800余萬元。近期獲得省級教學(xué)成果獎6項(xiàng)，省級教改項(xiàng)目5項(xiàng)。獲得省級及以上科學(xué)技術(shù)獎5項(xiàng)，編寫教材17部，發(fā)明專利46項(xiàng)，現(xiàn)擁有工程機(jī)械關(guān)鍵零部件現(xiàn)代虛擬制造平臺、工程機(jī)械原理展示、工程機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其分析計(jì)算、工程機(jī)械電液控制系統(tǒng)、工程機(jī)械拆裝與駕駛、工程機(jī)械施工控制等共6個虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺、開設(shè)近百項(xiàng)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

【西北大學(xué)】電子信息技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心獲批。至此，該校國家級實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心數(shù)量達(dá)到7個，在全國高校中并列第六，在全國地方高校排名第一。電子信息技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心成立以來不斷加強(qiáng)內(nèi)涵建設(shè)和改革創(chuàng)新，按照《高等學(xué)校基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》要求進(jìn)行了資源整合，形成了以“加強(qiáng)基礎(chǔ)，強(qiáng)化應(yīng)用，提高素質(zhì)，注重創(chuàng)新，激勵個性，體現(xiàn)特色”的人才培養(yǎng)思路，構(gòu)建了分模塊、分層次、分階段的“立體化”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，培養(yǎng)了一大批信息學(xué)科高素質(zhì)創(chuàng)新型人才。該校相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，此次獲批為國家級實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心，將進(jìn)一步推動該校本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。學(xué)校也將一如既往高度重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心建設(shè)，在“十三五”期間，依托“教學(xué)實(shí)驗(yàn)室提升計(jì)劃”，全面改善教學(xué)實(shí)驗(yàn)室基本條件，推進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)整體改革，進(jìn)一步提高學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。

【西安科技大學(xué)】礦山建設(shè)工程虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心獲批。西安科技大學(xué)礦山建設(shè)工程虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心是依托該校國家級采礦工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心、國家煤炭工業(yè)采礦工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、教育部西部礦井開采及災(zāi)害防治重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、陜西省巖層控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和陜西省巖土工程教學(xué)示范中心建設(shè)完成的。該中心面向礦山建設(shè)、土木工程、采礦、安全、地質(zhì)、測繪等專業(yè)開設(shè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程，為學(xué)生開設(shè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目46個，其中科研轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目18個。針對本科教學(xué)實(shí)驗(yàn)高難度、高危險、高成本的特點(diǎn)，按照“虛實(shí)結(jié)合、相互補(bǔ)充、能實(shí)不虛、以虛擴(kuò)實(shí)”的建設(shè)原則，創(chuàng)新性的構(gòu)建了“三層次，四類型、四結(jié)合”一體化的虛擬仿真試驗(yàn)教學(xué)體系，強(qiáng)化礦山建設(shè)工程特色，建立了現(xiàn)代化礦山工程虛擬仿真、礦山建設(shè)工程施工工藝與檢測技術(shù)虛擬仿真、礦山建設(shè)工程優(yōu)化設(shè)計(jì)虛擬仿真及礦山建設(shè)工程數(shù)值模擬等四個各具特色、相互補(bǔ)充的礦山建設(shè)工程虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺。近年來，實(shí)驗(yàn)中心承擔(dān)國家級、省級、校級大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)課題1000余項(xiàng)，獲得科技作品競賽國家級、省級獎350余項(xiàng)，承擔(dān)國家級項(xiàng)目100余項(xiàng)，獲省級以上獎項(xiàng)34項(xiàng)，出版學(xué)術(shù)專著10部，獲國家發(fā)明專利17項(xiàng)，實(shí)用新型專利、軟件著作權(quán)等50余項(xiàng)。作為陜西地區(qū)首批省屬高校及西北地區(qū)唯一一家礦山建設(shè)專業(yè)的國家級虛擬仿真中心，其具有受眾面廣、輻射面寬、綜合效益高等特點(diǎn)，對促進(jìn)學(xué)校及陜西省信息技術(shù)與優(yōu)質(zhì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源深度融合，改革試驗(yàn)教學(xué)方法和教學(xué)手段，創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，提高創(chuàng)新性人才培養(yǎng)質(zhì)量方面發(fā)揮積極作用。