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虚拟仿真实验教学中心建设与实践

虚拟仿真实验教学中心建设与实践
虚拟仿真实验教学中心建设与实践

虚拟仿真实验教学中心建设与实践

摘要:利用虚拟实验室开展实验教学能有效降低实验成本、扩大受益面、解决优质实验资源共享等问题。文章从分析建设虚拟仿真实验教学中心的背景和意义入手,阐释建设虚拟仿真实验教学中心的目标、平台、内容等;结合电子科技大学信息与网络安全虚拟仿真实验教学中心的建设经验,对目前虚拟仿真实验教学中心网络架构、系统功能、建设中存在的相关问题进行探讨。

关键词:虚拟仿真;实践教学;虚拟仿真实验教学中心;信息与网络安全

0 引言

实验教学一直是高校本科人才培养工作中不可或缺的重要组成部分,关系着培养人才的工程实践能力和工程创新能力。在传统的实验教学模式下,受限于各种条件的约束,学生只能在限定的时间和地点,利用限定的实验设备,完成特定的实验内容。因此,传统实验是完成具有“代表性”和“普适性”的“规定动作”,极大地制约了对学生动手能力及工程创新能力的培养。此外,传统实验室的建设经费投入不可小觑,不论是实验仪器设备的购置与维护,还是实验场地的建设与管理,都需要花费大量的人力、物力和财力。因此,在传统实验教学模式下,“投入产出比”往往受到质疑。为此,改革传统实践教学模式,探索适应新时代发展的实践教学新模式,是摆在高校实验教学改革面前的重要课题。

自1989年虚拟仿真实验的概念被首次提出以后,国内外若干高校都陆续开始建设虚拟环境下的实验平台。究其本质而言,虚拟仿真实验是借助于计算机、通信、多媒体、虚拟现实等现代技术于段,实现对传统实验资源的远程访问和高效共享。随着教育技术的进步,尤其是近年来大规模开放在线课程(MOOC)的出现,远程开放式虚拟仿真实践教学模式越来越得到关注和重视,而建设虚拟仿真实验教学中心为解决上述若干问题提供了统一的平台和方法,为实践教学改革提供了新思路。

1 虚拟仿真实验教学中心产生的背景

1.1 如何满足新型教育手段对实验教学的要求?

首先,从现代教育的发展趋势来看,新型的实践教学手段应该能引导学生自主学习。学生可以根据个人的学习情况和学习习惯自丰选择实践项目内容及其难度。通过学生自主实验,在教师的辅导下做到理论与实践相结合,从而在实验教学领域达到因材施教的教学目的。

其次,新型实践教学手段应该支持将专业培养计划里的理论课程和实验课程面向不同专业背景的学生开放。通过实验开放,学生可以跨学科、跨专业自由选择感兴趣的课程及其棚心的实践项目,进行工程实践实训,从而有利于促进学生知识面的拓展和知识应用能力的提高。

建筑工程学院虚拟仿真实验室建设方案要求

建筑工程学院虚拟仿真实验室建设方案要求 一、硬件设备及功能要求 在针对BIM设计/办公场景评估并实现能够替代PC电脑/工作站方案,降低学校设备运维成本,优化使用体验,提升设计/教学效率和效果。结合目前学校现状、需求及挑战,建设一个完善的软件定义的BIM云平台,最终将达到以下目标: 1、统一的BIM云平台 根据BIM业务需要建设统一的基础设施云平台(IaaS),整合计算、存储、GPU和网络资源,将业务应用整合,云化部署迁移到数据中心的云计算平台,在实现数据统一的基础上通过统一的云平台管理界面进行资源的调度和管理。通过集中管理的桌面云提供随时随地的桌面访问、灵活的教育教学和统一的后端运维管理,同时实现更高的安全性、控制能力并节省IT运维费用。 2、资源全面池化 将计算、存储、GPU、网络资源整合成为可以统一管理、弹性调度、灵活分配的资源池,每个应用系统不再占用独立的物理服务器、存储和网络资源,而是与其他应用系统一起,共享基础平台的资源,以虚拟机的形式独占其中部分逻辑资源。 3、提供标准化的资源服务 合理划分计算存储网络等资源,针对各类业务需求提供标准化且可按需调整的支撑资源配置,进行自动化部署和维护,快速提供标准、安全和稳定的资源服务。统一管理各种资源,并根据业务系统对计算能力、存储I/O、网络带宽等需求,提供不同级别的资源服务。 4、随需分配和回收资源 未来新建应用系统或扩容、迁移应用系统,只需根据需求从资源池中直接获取资源即可快速完成,而不必额外申请购买硬件设备。在业务系统生命周期完结后,也可释放资源回到资源池。这样既提升了业务部署效率,又提升了资源利用率,降低了运维复杂度,从而降低了总体拥有成本。

远程虚拟仿真实验室教学系统

电力电子虚拟仿真教学实验平台 实验室建设背景 目前的高等教育中,越来越强调对学生实践能力的培养,实验教育成为理工科教育的一个至关重要的环节。然而,随着各学科实验项目和学生人数的增多,传统的电气实验室和实验仪器数量很难满足学生的需求,在教学和学生使用上的不便之处也慢慢凸现出来。如何解决传统实验教学资源分配不足、实验方式过于刻板、实验器材维护费时费力、实验内容固定难以拓展等问题,是目前新工科建设、课程改革内容中一个讨论的热点。 在对创新型实验建设的需求日益明确之际,仿真实验教学的概念开始成为学校关注的重点。仿真教学实验是一种基于软件技术构建的虚拟实验教学系统,是现有各种教学实验室的数字化和虚拟化,为开设各种专业实验课程提供了全新的教学与科研环境。因此建设仿真实验室可以与实物实验室互补,它除了可以辅助高校的科研工作,在实验教学方面也具有如利用率高,易维护等诸多优点。近年来,国内的许多高校都根据自身科研和教学的需求建立了一些高科技的仿真实验室。 远宽解决方案 远宽能源除了将仿真技术应用于科研与工业测试,也率先将该技术引入到了教学实验室建设中。对于不同的实验内容与实验类型,远宽能源提出了如下的仿真实验建设的解决方案:实时仿真实验和远程虚拟仿真实验。

1. 实时仿真实验 远宽能源将先进的FPGA小步长实时仿真技术应用到教学实验室建设中,小步长实时仿真技术使它能够覆盖电力电子、电机驱动、新能源等多个电力电子相关应用的创新教学实验以及研究的需求。基于图形化系统建模,模型一键下载,无需FPGA编程编译,大大增强了产品的易用性;同时实验平台还配置了硬件控制器(TI的DSP或者NI的GPIC),和仿真器构成完整的闭环系统。实时仿真实验系统如下图所示:

虚拟仿真(虚拟现实)实验室解决方案设计

数虎图像提供虚拟仿真实验室硬件设备搭建和内容制作整体解决 方案 虚拟现实实验室是虚拟现实技术应用研究就的重要载体。 随着虚拟实验技术的成熟,人们开始认识到虚拟实验室在教育领域的应用价值,它除了可以辅助高校的科研工作,在实验教学方面也具有如利用率高,易维护等诸多优点.近年来,国内的许多高校都根据自身科研和教学的需求建立了一些虚拟实验室。数虎图像拥有多名虚拟现实软硬件工程师,在虚拟现实实验室建设方面有着无与伦比的优越性! 下面请跟随数虎图像一起,让我们从头开始认识虚拟现实实验室。【虚拟现实实验室系统组成】: 建立一个完整的虚拟现实系统是成功进行虚拟现实应用的关键,而要建立一个完整的虚拟现实系统,首先要做的工作是选择确实可行的虚拟现实系统解决方案。 数虎图像根据虚拟现实技术的内在含义和技术特征,并结合多年的虚拟现实实验室建设经验,最新推出的虚拟现实实验室系统提供以下组成:

虚拟现实开发平台: 一个完整的虚拟现实系统都需要有一套功能完备的虚拟现实应用开发平台,一般包括两个部分,一是硬件开发平台,即高性能图像生成及处理系统,通常为高性能的图形计算机或虚拟现实工作站;另一部分为软件开发平台,即面向应用对象的虚拟现实应用软件开发平台。开发平台部分是整个虚拟现实系统的核心部分,负责整个VR场景的开发、运算、生成,是整个虚拟现实系统最基本的物理平台,同时连接和协调整个系统的其它各个子系统的工作和运转,与他们共同组成一个完整的虚拟现实系统。因此,虚拟现实系统开发平台部分在任何一个虚拟现实系统中都不可缺少,而且至关重要。 虚拟现实显示系统: ·高性能图像生成及处理系统 ·具有沉浸感的虚拟三维显示系统 在虚拟现实应用系统中,通常有多种显示系统或设备,比如:大屏幕监视器、头盔显示器、立体显示器和虚拟三维投影显示系统,

虚拟仿真实验室(系统)建设项目

虚拟仿真实验室(系统)建设项目 ---模拟数字混合智慧实验平台采购论证报告 项目执行单位:防灾仪器系 项目负责人:洪利 项目执行人:姜运芳 申请执行时间:2018年6月26日

目录 1.1项目实施必要性分析 (3) 1.2项目实施可行性分析 (4) 1.3项目实施支撑保障条件 (4) 3.2项目风险与不确定性分析.................... 错误!未定义书签。 3.3预期经济社会效益.......................... 错误!未定义书签。

1 项目建设背景及情况分析 近年来,我院防灾仪器系不断探索“新工科”人才培养模式,建立健全“双创协同”育人体制机制,创新教学模式和管理模式,搭建了“创新创业协同培养平台”。实践教 学作为我院教学过程的重要环节,对于深化学生对所学知识的理解和掌握、培养学生分 析问题和解决问题的能力至关重要。 电子技术实践教学所涉及的都是既重理论更重实践的课程,是帮助学生理解理论、 加深认识而达到学以致用的必要环节。形成具有自身特色的创新性虚拟实验教学模式, 满足规模化教育环境下培养具有创新精神和实践能力的高素质人才的要求,推动和影响 基础实验教学模式的改革与创新是非常有必要的。 模拟数字混合智慧实验平台建设项目于2018年3月获批资金36.9万元。拟以“新工科”人才培养“智慧教学”为导向,并以此项目建设为契机,后期与教育部在线教育研究中 心智慧教学平台“雨课堂”以及“雨课堂”全球首家软件云战略合作伙伴“北京时代行 云科技”有限公司共建的产学合作智慧教学示范基地。将“新工科”的“互联网+智慧教学”先进教学理念注入学生的实践学习环节,充分地借助“教育部在线教育研究中心智 慧教学平台”将“理论课程智慧课堂教学”即雨课堂以及仿真与真实动手智慧实验即雷 实验无缝通过微信衔接,具有便携式,模块化,数模混合,全可编程,产学合作可定制、可二次开发、可扩展等独特优势,为电类专业奠定坚实基础,孵化基础电类创新想法, 培养学生创业素质的“以学生为中心”基础电类实践基地。 1.1项目实施必要性分析 随着“互联网”时代的到来,结合丰富网络资源的“线上”+ “线下” O2O学习模 式成为高效学习的方法和趋势。然而即使是最优秀的大规模在线开放课程(MOOC),其“线下”配套动手实验环境的搭建始终影响到工程实践类专业的人才培养质量。为营造 与互联网时代相匹配的“无处不在的大实验室”环境,达成实验室内与实验室外相衔接,课内与课外相融合,理论与实践环节不隔离,后续课程与基础课程相贯穿、企业讲师与 学校教授相互动、基于项目的学习与基础学习统一平台化。建设一个方便学生带入和带 出实验室的电路课程配套“书包实验室”将使教师教授与学生学习的场景和内容更加丰 富化,高效化,多元化,生活化。具有十分的必要性。在学生随时随地可以获取知识的互联网时代,配套建设综合的“书包实验室”电路实验平台,具有如下优势:(1)智慧教学实验平台包括电路实验便携式智慧仪器仪表硬件(内置示波器、信号源、电源、电压表、逻辑分析仪、波特图仪等十合一硬件仪器)以及配套电路面包板等 实验对象。设备使用率高,且每年/每学期可以复用。

同步虚拟仿真实验室简介

同步虚拟仿真实验室简介 ●同步实验室是广州市同实网络科技有限公司精心打造的,与初高中化学、物理、生物教材相对应的虚拟仿真实验平台。它把计算机应用技术和交互动画Flash技术应用到中学化学、物理、生物实验课程中,以高度仿真技术提供与实际实验操作一模一样的模拟实验,实现完全动手仿真。实验模式分为《化学实验室》、《物理实验室》、《生物实验室》三个部分。 ●同步实验系统是与新课改大纲和教材完全相对应的虚拟仿真实验,由近百位国内知名理化特级教师,耗时近3年时间,精心设计校准实验内容,制作成100%真实模拟实验室环境和各实验器材的效果。老师和学生只需要动动电脑鼠标,就可以完成化学、物理、生物课本上所有的实验,而且对实验的规范操作进行严格要求,即方便让学生掌握知识,又培养学生规范操作实验的技能。让老师在实验课教学中、学生在实验课学习中再也不用受场地、实验器材和时间上的限制,在课堂上就可以和同学一起互动进行实验操作。实验平台的实验内容是根据新课程标准(实验)要求,配合教科书的内容制作而成的通用实验平台。是老师教学的必备工具,是学生理化课学习的必备利器。 ●化学仿真实验

●物理仿真实验

●生物仿真实验

功能及优势 ●高度仿真 改变传统仿真实验用鼠标操作的不真实感,全过程用手操作,仿佛学生老师在用自己的双手在做实验一样逼真 ●寓教于乐 动漫的表现形式,配合各种特效声效,寓教于乐,极大的提高了学生兴趣 ●对应新课程标准 内容涵盖新课改后教材及大纲要求的全部实验。必修选修一网打尽 ●数字化优势 使一些难开展的实验、耗时长的时间、反应不明显的实验得到呈现。并且可以突破时间及空间的束缚,灵活地放大或缩小场景,对实验进行细微的观察 ●重点突出 根据大纲要求,再精选出重点实验。有限节约学生时间 ●实验测评 完成实验操作后有专门针对章节的理论测评,有效考察章节掌握情况 ●重复性强 根据预习、学习、复习的不同需要,可有目的针对性学习和操作而不需消耗耗材使用示范 ●使用示范1

会计创新创业虚拟仿真实训平台实验室建设方案

会计创新创业虚拟仿真实训平台实验室 建设方案

《国务院办公厅关于深化高等学校创新创业教育改革的实施意见》中指出,深化高等学校创新创业教育改革,是国家实施创新驱动发展战略、促进经济提质增效升级的迫切需要,是推进高等教育综合改革、促进高校毕业生更高质量创业就业的重要举措。高校要打通一级学科或专业类下相近学科专业的基础课程,开设跨学科专业的交叉课程,探索建立跨院系、跨学科、跨专业交叉培养创新创业人才的新机制,促进人才培养由学科专业单一型向多学科融合型转变。 会计创新创业虚拟仿真实训平台实验室包括企业财税协同作业实训和创业仿真模拟实训两个部分,企业财税协同作业实训是通过对真实商业社会环境中典型单位、部门与岗位的系统模拟,让学生体验身临其境的岗前实训,认知并熟悉现代商业社会内部不同组织、不同职业岗位的工作内容和特性,培养学生从事经营管理所需的综合执行能力、综合决策能力和创新创业能力,使其具备全局意识和综合职业素养;而创业仿真模拟实训是通过学生模拟从企业建立到企业经营的全过程,即从开办公司的前期准备工作(如名称预先核准),到公司进入经营轨道后的各项经营决策的整个过程,全方位培养学生的实践能力。 下面对企业财税协同作业实训和创业仿真模拟实训分别进行介绍。 企业财税协同作业实训 建设背景 随着中国经济的不断发展,企业对财务管理信息化的要求也在不断提高。在中国一直有着财税不分家之说,据专家预测,财税结合将是未来的财务管理软件的发展方向。会计创新创业虚拟仿真实训平台实验室的设立响应了国家“十二五教育规划”中关于“鼓励校企合作办学及着重加强在校生实际业务操作能力培养”的号召,同时改变了财、税、计算机等教学领域相互分离与割裂的现状,提高了学生适应社会的专业能力,形成了财税人员综合素质培养的新平台。 系统完整的实训基地

虚拟仿真实验教学中心平台建设方案

湖北警官学院虚拟仿真实验教学建设方案 一、方案背景 虚拟仿真实验教学是高等教育信息化建设和实验教学示范中心建设的重要内容,是学科专业与信息技术深度融合的产物。为贯彻落实《教育部关于全面提高高等教育质量的若干意见》(教高〔2012〕4号)精神,根据《教育信息化十年发展规划(2011-2020年)》,教育部决定于2013年启动开展国家级虚拟仿真实验教学中心建设工作。其中虚拟仿真实验教学的管理和共享平台是中心建设的重要内容之一。 目前,大多数高校都有针对课程使用实验教学软件,但由于每个专业或课程的情况不同,购买的软件所采用的工作环境、体系结构、编程语言、开发方法等也各不相同。由于学校管理工作的复杂性,各校乃至校内各专业的实验教学建设大都自成体系,各自为政,形成了“信息孤岛”。主要面临如下问题:? 管理混乱,各种实验教学软件缺乏统一的集中管理。 ? 使用不规范,缺乏统一的操作模式和管理方式; ? 可扩展性差,无法支持课程和相应实验的扩展; ? 各系统的数据无法共享,容易形成“信息孤岛”; ? 缺乏足够的开放性; ? 软件部署复杂,不同的软件不能运行在同一台服务器上; 二、方案目标 该方案的目标就是高效管理实验教学资源,实现校内外、本地区及更广范围内的实验教学资源共享,满足多地区、多学校和多学科专业的虚拟仿真实验教学的需求。平台要实现学校购置的所有实验软件统一接入和学生在平台下进行统一实验的目的,通过系统间的无缝连接,使之达到一个整体的实验效果,学校通过该平台的部署,不仅可以促进系统的耦合度,解决信息孤岛的问题,还可以使学校能够迅速实施第三方的实验教学软件。 平台提供了全方位的虚拟实验教学辅助功能,包括:门户网站、实验前的理论学习、实验的开课管理、典型实验库的维护、实验教学安排、实验过程的智能指导、实验结果的自动批改、实验成绩统计查询、在线答疑、实验教学效

医学虚拟仿真实验具体内容介绍

虚拟实验具体内容介绍 (1)机能学基础性虚拟实验教学软件包含四个相对独立的操作实验:家兔的基本实验虚拟操作、蟾蜍的基本实验虚拟操作、大鼠的基本实验虚拟操作、小鼠的基本实验虚拟操作。所有内容全部采用人机互动的虚拟仿真操作来完成,同时配合动画演示,相关仪器设备的使用和操作知识。 我们以大小鼠和蟾蜍的基本实验虚拟操作举例说明: 《大、小鼠基本操作综合实验》介绍了大、小鼠在实验中经常用到的几种基本操作,通过虚拟操作的演示和互动,把实验中的重点、难点表示出来,使学生通过该虚拟实验,熟悉大小鼠实验的各项基本操作,掌握实验的重点。 虚拟实验操作流程及技术点描述: 大小鼠的捉持主要采用动画演示的形式,生动体现了捉持的要点。 大小鼠的固定,又分为徒手固定,固定板固定,头部固定以及固定器固定。学生可以自行选择固定方式,对大小鼠进行固定。 大小鼠的分组与编号;分组演示了如何使用Excel软件取得随机数字后分组。编号着重介绍了背毛单色标记法。 常用给药方法的虚拟操作:灌胃法,皮下注射法,皮内注射法,肌肉注射法,腹腔注射法,静脉注射法.部分采用透视或同步放大局部让学生更直观更系统的学习以上的给药方式及注意事项。 常用麻醉方法的虚拟操作:通过虚拟实验——吸入麻醉和腹腔注射麻醉,让学生熟悉并掌握常用麻药的使用及配制方法。 大小鼠取血的虚拟操作:分为摘眼球取血法,眼眶后静脉丛穿刺取血法,心脏取血,腹主动脉采血法。 大鼠处死方法的演示,脊椎脱臼法,急性失血法,麻醉致死法,气体窒息致死法,击打法。 大鼠主要脏器摘取:学生可动手摘取虚拟大鼠的主要脏器,可掌握各主要脏器的位置和摘取后的性状。 家兔的基本实验虚拟操作内容包括: 家兔麻醉方法,颈部手术包含颈部皮肤切开、分离皮下筋膜、气管插管、颈动脉插管、颈外静脉插管、颈部迷走神经、交感神经、降压神经分离等内容,家

虚拟仿真实验方案

虚拟仿真实验解决方案 上海华一风景观艺术工程有限公司 2017年8月

目录 第一章需求分析 (2) 一、项目背景 (2) 二、实验教学现状 (3) 三、用户需求 (3) 第二章建设原则 (5) 一、建设目标 (5) 二、建设原则 (6) 第三章系统总体解决方案 (7) 一、总体架构 (7) 二、学科简介 (8) 第四章产品优势 (14) 第五章产品服务 (16) 一、服务方式 (16) 二、服务内容 (16) 三、故障响应服务流程 (17) 四、故障定义 (18) 五、故障响应时间 (18) 六、故障处理流程 (19) 七、应急预案 (19)

第一章需求分析 一、项目背景 《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》明确指出:把教育信息化纳入国家信息化发展整体战略,超前部署教育信息网络。到2020年,基本建成覆盖城乡各级各类学校的教育信息化体系,促进教育内容、教学手段和方法现代化。加强优质教育资源开发与应用,建立数字图书馆和虚拟实验室。鼓励企业和社会机构根据教育教学改革方向和师生教学需求,开发一批专业化教学应用工具软件,并通过教育资源平台提供资源服务,推广普及应用。 在“十三五规划”方针政策指引下,各地陆续出台政策,强调数理化实验教学的重要性。 2016年,北京公布了中高考的新方案,强调义务教育阶段所有科目都设为100分,表示它们在义务教育与学生成长中同等重要,不再人为去区分主次,使学校、老师、家长、社会对每一门学科都很重重视,其中物生化实验部分占分比例为30%,高考不再文理分科。 继北京重磅发布此消息后,河南教育厅发布《关于2016年普通高中招生工作的意见》,其中明确要求理化生实验操作考试满分为30分;安徽省初中毕业升学理化实验操作考试分数为15分,考试成绩计入考生中考录取总分;山西省理化实验操作10分。

虚拟实验室建设方案

电子信息技术虚拟实验室建设实施方案 虚拟实验室是一种基于Web技术、VR虚拟现实技术构建的开放式网络化的虚拟实验教学系统,是现有各种教学实验室的数字化和虚拟化。虚拟实验室由虚拟仿真平台、虚拟实验平台、虚拟仪器和开放式实验室管理系统组成。虚拟仿真平台可提供学生进行实验电路的虚拟仿真,实验原理预习;虚拟实验平台和虚拟仪器与真实实验设备类似,自己动手配置、连接、调节和使用实验仪器设备;开放式实验管理系统提供教师编辑、设计实验任务和内容、设置学生各种权限、解答学生提问、提交实验报告。 虚拟实验室为开设各种电子信息实验课程提供了全新的教学环境,使教师上课的更生动、实验设备利用率更高、学生自主实验的内容和时间更灵活。 一、系统总体框架 网络服务器 客户端实验箱 网络 如上图,整个系统主要有客户端、服务器和实验平台构成。 客户端主要有两类:管理员(教师)终端和学生终端,管理员能设置实验室开放时间、实验内容设定、学生访问权限,上传实验课件,布置实验任务等。学生端通过浏览器登陆虚拟实验室平台,自主选择实验项目,进行课前预习、实验操作、仪表选择、仿真数据测量、实验报告提交等工作,也可进行机位预定、虚拟仪表预定、实体数据的采集和测量等工作。 服务器提供整套基于B/S架构的实验室管理软件和虚拟远程实验操作平台软件;虚拟实验形式包括纯虚拟的仿真实验、虚拟实体操作实验、远程控制的实体操作实验。使用者既可以通过网络登录服务器完成纯虚拟的仿真实验,也可以通过网络远程控制基础实验箱的实验电路,改变电路器件参数,采集实际的测试数据,进行远程测试和数据分析。也可通过网络远程动态加载开发例程,完成设计性开发性实验。具体功能如下: 1、在线学习功能:可通过登陆虚拟实验平台进行在线课前预习、原理学习等工作; 2、虚拟仿真功能:基于浏览器和Multisim与Labview软件,搭建真实的实验电路进行仿真。无源器 件电阻、电感、电容能实时调节,电路响应可通过虚拟示波器和虚拟频谱仪示波。 3、虚拟实体仿真:学生能在PC机上操作虚拟实体实验平台和Tektronix TDS2024四通道虚拟示波器, 完成信号种类设置、信号频率设置、信号幅度设置、实验电路搭试、波形测试等实验过程,多通道示波器能同时显示4个测试点波形,使实验过程的展示更形象生动。

虚拟仿真虚拟现实实验室解决方案

虚拟仿真虚拟现实实验室解决方案

数虎图像提供虚拟仿真实验室硬件设备搭建和内容制作整体解 决方案 虚拟现实实验室是虚拟现实技术应用研究就的重要载体。 随着虚拟实验技术的成熟,人们开始认识到虚拟实验室在教育领域的应用价值,它除了能够辅助高校的科研工作,在实验教学方面也具有如利用率高,易维护等诸多优点.近年来,国内的许多高校都根据自身科研和教学的需求建立了一些虚拟实验室。数虎图像拥有多名虚拟现实软硬件工程师,在虚拟现实实验室建设方面有着无与伦比的优越性! 下面请跟随数虎图像一起,让我们从头开始认识虚拟现实实验室。 【虚拟现实实验室系统组成】: 建立一个完整的虚拟现实系统是成功进行虚拟现实应用的关键,而要建立一个完整的虚拟现实系统,首先要做的工作是选择确实可行的虚拟现实系统解决方案。 数虎图像根据虚拟现实技术的内在含义和技术特征,并结合多年的虚拟现实实验室建设经验,最新推出的虚拟现实实验室系统提供以下组成:

虚拟现实开发平台: 一个完整的虚拟现实系统都需要有一套功能完备的虚拟现实应用开发平台,一般包括两个部分,一是硬件开发平台,即高性能图像生成及处理系统,一般为高性能的图形计算机或虚拟现实工作站;另一部分为软件开发平台,即面向应用对象的虚拟现实应用软件开发平台。开发平台部分是整个虚拟现实系统的核心部分,负责整个VR场景的开发、运算、生成,是整个虚拟现实系统最基本的物理平台,同时连接和协调整个系统的其它各个子系统的工作和运转,与她们共同组成一个完整的虚拟现实系统。因此,虚拟现实系统开发平台部分在任何一个虚拟现实系统中都不可缺少,而且至关重要。 虚拟现实显示系统: ·高性能图像生成及处理系统 ·具有沉浸感的虚拟三维显示系统 在虚拟现实应用系统中,一般有多种显示系统或设备,比如:大屏幕监视器、头盔显示器、立体显示器和虚拟三维投影显示

虚拟仿真实验室硬件设备搭建和内容制作整体解决方案

图像提供虚拟仿真教学硬件设备搭建和内容制作整体解决方案 【虚拟现实教学系统组成】: 建立一个完整的虚拟现实系统是成功进行虚拟现实应用的关键,而要建立一个完整的虚拟现实系统,首先要做的工作是选择确实可行的虚拟现实系统解决方案。 图像根据虚拟现实技术的内在含义和技术特征,并结合多年的虚拟现实教学建设经验,最新推出的虚拟现实教学系统提供以下组成: 虚拟现实开发平台: 一个完整的虚拟现实系统都需要有一套功能完备的虚拟现实应用开发平台,一般包括两个部分,一是硬件开发平台,即高性能图像生成及处理系统,通常为高性能的图形计算机或虚拟现实工作站;另一部分为软件开发平台,即面向应用对象的虚拟现实应用软件开发平台。开发平台部分是整个虚拟现实系统的核心部分,负责整个VR场景的开发、运算、生成,是整个虚拟现实系统最基本的物理平台,同时连接和协调整个系统的其它各个子系统的工作和运转,与他们共同组成一个完整的虚拟现实系统。因此,虚拟现实系统开发平台部分在任何一个虚拟现实系统中都不可缺少,而且至关重要。 虚拟现实显示系统: ·高性能图像生成及处理系统 ·具有沉浸感的虚拟三维显示系统 在虚拟现实应用系统中,通常有多种显示系统或设备,比如:大屏幕监视器、头盔显示器、立体显示器和虚拟三维投影显示系统,而虚拟三维投影显示系统则是目前应用最为广泛的系统,因为虚拟现实技术要求应用系统具备沉浸性,而在这些所有的显示系统或设备中,虚拟三维投影显示系统是最能满足这项功能要求的系统,因此,该种系统也最受广大专业仿真用户的欢迎。虚拟三维投影显示系统是目前国际上普遍采用的虚拟现实和视景仿真实现手段和方式,也是一种最典型、最实用、最高级别的投入型虚拟现实显示系统。这些高度逼真三维显示系统的高度临场感和高度参与性最终使参与者真正实现与虚拟空间的信息交流与现实构想。

虚拟仿真实验教学项目建设及与江苏省虚拟仿真实验教学共享平台对接要求

虚拟仿真实验教学项目建设及与 江苏省虚拟仿真实验教学共享平台对接要求 一、虚拟仿真实验教学项目建设要求 虚拟仿真实验教学项目指充分体现学科专业优势,依托虚拟现实、多媒体、人机交互、数据库和网络通讯等技术,建设的可用于信息化条件下自主学习、探究学习、协作学习的实验教学项目,其根本目的在于构建高度仿真的虚拟实验环境和实验对象,学生在虚拟环境中开展实验,达到教学大纲所要求的教学目的。虚拟仿真实验教学项目要求最终生成可在互联网上直接运行的格式,客户端使用时无须下载或安装任何程序、插件即可直接运行使用。虚拟仿真实验教学项目需要包含的基本信息与数据规范如下:

二、与省共享平台对接要求 虚拟仿真实验教学项目要求能够直接接入江苏省虚拟仿真实验教学共享平台,本着分布建设、集中共享、统一服务的原则,通过共享平台满足多学校、多地区共同开展虚拟仿真实验教学的需要。虚拟仿真实验教学项目与省共享平台对接接口所含数据标准与规范如下: 1.项目基本信息。包含虚拟仿真项目名称、所属学校名称、所属学校代码、所属中心名称、项目负责人、资源分类、建立年份、是否计费、计费标准、计费支付方式、项目简介、面向专业等信息。 2.项目预习信息。包含虚拟仿真项目名称、所属学校名称、操作用户账号、预习文件名称、文件类型、文件访问地址。其中文件类型支持文本(doc,pdf)、图片(bmp,jpg)、动画(flv)、视频(avi)等多种类型和格式。 3.项目自测信息。包含虚拟仿真项目名称、所属学校名称、操作用户账号、自测成绩、自测时间、自测内容访问地址。 4.项目实验操作。包含虚拟仿真项目名称、所属学校名称、操作用户账号、实验操作地址路径。 5.项目资源计费。包含虚拟仿真项目名称、所属学校名称、计费类型、计费系数。 6.项目实验记录。包含虚拟仿真项目名称、所属学校名称、操作用户账号、实验记录内容、记录添加时间。 7.项目实验报告。包含虚拟仿真项目名称、所属学校名称、操作用户账号、报告名称、报告内容、报告添加时间、报告审核

2013年国家级虚拟仿真实验教学中心

国家级虚拟仿真实验教学中心入选名单 申报学校中心名称学校所属北京大学地球科学虚拟仿真实验教学中心教育部中国人民大学基于大数据文科综合训练虚拟仿真实验教学中心教育部清华大学材料科学与工程虚拟仿真实验教学中心教育部北京交通大学交通运输国家级虚拟仿真实验教学中心教育部北京化工大学化工过程虚拟仿真实验教学中心教育部北京邮电大学电子信息虚拟仿真实验教学中心教育部中国农业大学机械与农业工程虚拟仿真实验教学中心教育部中央美术学院艺术、设计与建筑虚拟仿真实验教学中心教育部华北电力大学电力工业全过程仿真实验教学中心教育部南开大学经济虚拟仿真实验教学中心教育部天津大学化学化工虚拟仿真实验教学中心教育部大连理工大学化学虚拟仿真实验教学中心教育部东北大学机械装备虚拟仿真实验教学中心教育部吉林大学地质资源立体探测虚拟仿真实验教学中心教育部东北师范大学生物学虚拟仿真实验教学中心教育部东北林业大学森林工程虚拟仿真实验教学中心教育部同济大学力学虚拟仿真实验教学中心教育部上海交通大学机电学科虚拟仿真实验教学中心教育部华东理工大学石油和化工过程控制工程虚拟仿真实验教学中心教育部东华大学管理决策虚拟仿真实验教学中心教育部南京大学社会经济环境系统虚拟仿真实验教学中心教育部东南大学机电综合虚拟仿真实验教学中心教育部河海大学力学与水工程虚拟仿真实验教学中心教育部南京农业大学农业生物学虚拟仿真实验教学中心教育部中国药科大学药学虚拟仿真实验教学中心教育部浙江大学化工类虚拟仿真实验中心教育部厦门大学机电类虚拟仿真实验教学中心教育部山东大学医学虚拟仿真实验教学中心教育部武汉大学电力生产过程虚拟仿真实验教学中心教育部武汉理工大学水路交通虚拟仿真实验教学中心教育部华中师范大学心理与行为虚拟实验教学中心教育部

虚拟仿真实验教学系统通用模型研究

一ISSN1672-4305CN12-1352/N实一一验一一室一一科一一学LABORATORY一SCIENCE第20卷一第1期一2017年2月Vol 20一No 1一Feb 2017 虚拟仿真实验教学系统通用模型研究 王一艳1,刘一昕1,丁雪梅2,曹一晨3 (吉林大学一1.药学院;2.动物学院;3.计算机科学与技术学院,吉林长春130012) 摘一要:为解决虚拟仿真实验教学系统重复设计和资源利用率低的问题,提出了一种基于统一平台与插件技术相结合的系统通用模型设计方法三首先,采用统一建模语言对系统通用性功能需求进行了分析与描述三然后,构建了基于云存储的系统统一平台框架结构三最后,给出了基于 模型-视图-控制器 设计模式的实验插件技术开发方案三该方法可以有效地提升系统的可扩展性与可维护性,对实验教学资源的开放共享与用户间的协同创新也能够起到一定的推动作用三 关键词:虚拟仿真;实验教学;通用模型 中图分类号:TP391一一文献标识码:A一一doi:10.3969/j.issn.1672-4305.2017.01.019Researchonthegeneralmodeloftheexperimentteachingsystembasedvirtualsimulation WANGYan1,LIUXin1,DINGXue-mei2,CAOChen3(1.CollegeofPharmacy;2.CollegeofAnimalScience;3.CollegeofComputerScienceandTechnol?ogy,JilinUniversity,Changchun130012,China) Abstract:Inordertosolvetheexistingproblemsoftheexperimentteachingsystembasedvirtualsim?ulation,whichincludingrepetitivedesignandalowresourcesutilizationratio,adesignmethodofsys?temgeneralmodelbasedonthecombinationofunifiedplatformandplug-inwasimproved.First,thegeneralfunctionalrequirementofthesystemwasanalyzedanddescribedbasedunifiedmodelinglan?guage.Then,theunifiedplatformframeworkarchitectureofsystemwasbuildbasedcloudstorage.Fi?nally,thetechnologydevelopmentprogramoftheexperimentalplug-inwaspresentedbasedmodel-view-controller.Thismethodcanimprovetheexpansibilityandmaintenanceofsystemeffectively,pro?motingtheopensharingofteachingresourceandcollaborativeinnovationofthedifferentuser.Keywords:virtualsimulation;experimentteaching;generalmodel 一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一 一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一 一一一基金项目:吉林省科技发展计划资助项目(项目编号:20150309002GX)三一一虚拟仿真实验教学依托虚拟现实二多媒体二人机交互二数据库和网络通讯等技术,构建高度仿真的虚 拟实验教学环境,参与者可以在虚拟环境中开展相 关实验活动[1-2]三目前大多虚拟仿真实验教学系统都是基于某一门课程或者某一个实验室的设计与实 现,系统开发技术种类繁多且趋于成熟[3-5]三如何设计针对某一学科专业的通用虚拟仿真实验教学系 统模型,实现基于此模型的二次开发与资源共享二避 免重复性劳动并提高工作效率,对于现阶段虚拟仿 真实验教学的建设与发展显得尤为重要[6-7]三本文通过对虚拟仿真实验教学系统业务需求的分析,提出了一种基于统一平台与插件技术相结合的系统通用模型设计方法,构建了基于 模型-视图-控制器(ModelViewController,MVC) 设计模式的虚拟仿真实验建模云平台,给出了基于该平台的Flex插件技术开发实现方案,为用户提供了一个资源开放共享二协作创新研究的实验环境三1一系统功能需求分析为了满足虚拟仿真实验教学系统业务需求,同时保证系统资源信息可维护性及系统功能的可扩展性,将系统用户角色划分为教师二学生二系统管理员 和插件管理员四类参与者三不同的角色有不同的操

虚拟仿真实验室硬件设备搭建整体解决方案

虚拟仿真实验室硬件设备搭建整体 解决方案

虚拟现实实验室是虚拟现实技术应用研究就的重要载体。 随着虚拟实验技术的成熟,人们开始认识到虚拟实验室在教育领域的应用价值,它除了可以辅助高校的科研工作,在实验教学方面也具有如利用率高,易维护等诸多优点.近年来,国内的许多高校都根据自身科研和教学的需求建立了一些虚拟实验室。**图像拥有多名虚拟现实软硬件工程师,在虚拟现实实验室建设方面有着无与伦比的优越性! 下面请跟随**图像一起,让我们从头开始认识虚拟现实实验室。【虚拟现实实验室系统组成】: 建立一个完整的虚拟现实系统是成功进行虚拟现实应用的关键,而要建立一个完整的虚拟现实系统,首先要做的工作是选择确实可行的虚拟现实系统解决方案。 **图像根据虚拟现实技术的内在含义和技术特征,并结合多年的虚拟现实实验室建设经验,最新推出的虚拟现实实验室系统提供以下组成:

虚拟现实开发平台: 一个完整的虚拟现实系统都需要有一套功能完备的虚拟现实应用开发平台,一般包括两个部分,一是硬件开发平台,即高性能图像生成及处理系统,通常为高性能的图形计算机或虚拟现实工作站;另一部分为软件开发平台,即面向应用对象的虚拟现实应用软件开发平台。开发平台部分是整个虚拟现实系统的核心部分,负责整个VR场景的开发、运算、生成,是整个虚拟现实系统最基本的物理平台,同时连接和协调整个系统的其它各个子系统的工作和运转,与他们共同组成一个完整的虚拟现实系统。因此,虚拟现实系统开发平台部分在任何一个虚拟现实系统中都不可缺少,而且至关重要。 虚拟现实显示系统:

·高性能图像生成及处理系统 ·具有沉浸感的虚拟三维显示系统 在虚拟现实应用系统中,通常有多种显示系统或设备,比如:大屏幕监视器、头盔显示器、立体显示器和虚拟三维投影显示系统,而虚拟三维投影显示系统则是目前应用最为广泛的系统,因为虚拟现实技术要求应用系统具备沉浸性,而在这些所有的显示系统或设备中,虚拟三维投影显示系统是最能满足这项功能要求的系统,因此,该种系统也最受广大专业仿真用户的欢迎。虚拟三维投影显示系统是目前国际上普遍采用的虚拟现实和视景仿真实现手段和方式,也是一种最典型、最实用、最高级别的投入型虚拟现实显示系统。这些高度逼真三维显示系统的高度临场感和高度参与性最终使参与者真正实现与虚拟空间的信息交流与现实构想。

采矿工程虚拟仿真实验教学体系建设与实践

采矿工程虚拟仿真实验教学体系建设与实践 摘要:随着我国教育改革不断深化,我国关于采矿工程的教育紧跟改革的脚步,在虚拟仿真实验教学这一方面不断进取,取得了有目共睹的成绩。他们不断优化 升级自身资源的,建立了一支教学理念先进、科研水平一流、教学能力强大的高 质量、高素养的教学团队。同时,他们也推动着采矿工程虚拟仿真教学体系向模 块化、层次化、多元化发展。以往,学生的实验时间及教学内容都是由学校统一 安排,制定详细的计划,学生和老师按计划进行教学环节,实验仪器也是由实验 老师在实验课上统一发放,这样做给采矿工程的教学带来极大的限制,而采矿工 程虚拟仿真实验教学体系的建设,优化了教学资源的共享,使学生能够灵活选择 相关的教学实验活动,教学和实验不在局限于课堂,提高资源的利用率,同时也 提高了教学的针对性,从而加强锻炼学生的实践能力,培养学生的创新能力。 关键词:采矿工程;教学体系;虚拟仿真实验教学 随着社会的发展,我们对能源的需求越来越大,而煤矿行业在其中占了很大 一部分比重,随着许多问题的暴露,现在的煤矿行业在注重效益的同时,坚持科 学发展观,使得煤矿行业得以长期平稳的发展,而这一成果离不开大量的从事采 矿行业的优秀人才,为了保持采矿行业的活力,对于相关专业的大学生的培养尤 为重要。 一、简述采矿工程虚拟仿真实验教学体系建设的必要性 目前,我国高校对采矿相关专业的教学环节与实践环节严重脱离,造成这现 象的主要原因有以下三点,第一,煤矿企业生产任务重,生产风险大,无暇与学 校合作;第二,对于学校来说,煤矿行业中进行生产的设备过于昂贵,教学成本 太高,学校无力承担;第三,煤矿行业的生产风险大,容易出现安全事故,在矿 地进行实验时,学生的人身安全无法得到有效保证。以上的种种原因使得采矿工 程专业的传统实验方式受到极大的限制,在这种情况下,采矿工程虚拟仿真实验 教学体系的建设可以解决高额的实验成本、危险的实验环境等问题,能有效促进 采矿相关专业的教学。 二、虚拟仿真实验教学平台的具体建设 采矿工程虚拟仿真教学实验平台由实验教学资源开放平台,数值模拟与仿真 实验平台和工程实训与安全培训平台构成,这种合理的模块化设置对推动整个平 台的综合效果具有重大意义。 2.1简述采矿工程实验教学资源开放平台 在采矿工程实验教学资源开发平台中,学生们可以在线观看“采矿概论”、“矿 山岩石力学”等专业相关的教学录像和其他教学资源,以多媒体的方式,便于学生学习。同时,该平台模拟仿真了矿井生产系统及装备、矿井开采方法及工艺、设 备工作原理及使用过程,灾害演变过程、矿压观测原理与测试技术。平台上丰富 的教学资源面向全体师生,可供同学们自由学习。在学生学习的同时,他们可以 手动配置、连接、调节和使用这些虚拟仿真设备,模拟真实的采矿环境,将知识 与实践相结合。该平台在校园网面向所有用户开放,学生可以自由灵活的利用平 台上丰富的资源自行开展相关学习及实验。除此之外,此虚拟仿真平台还具有相 关专业信息发布、实验数据收集整合、学生成果展示交流、成绩评定等功能。该 平台设有专人进行日常的管理及维护,确保该平台正常运行。 2.2采矿工程数值模拟与仿真实验平台 数据能向我们反映所需要信息,对于采矿工程专业,数值模拟与仿真是重要

通信原理(虚拟仿真实验)

实验五双极性不归零码 一、实验目的 1.掌握双极性不归零码的基本特征 2.掌握双极性不归零码的波形及功率谱的测量方法 3.学会用示波器和功率谱分析仪对信号进行分析 二、实验仪器 1.序列码产生器 2.单极性不归零码编码器 3.双极性不归零码编码器 4.示波器 5.功率谱分析仪 三、实验原理 双极性不归零码是用正电平和负电平分别表示二进制码1和0的码型,它与双极性归零码类似,但双极性非归零码的波形在整个码元持续期间电平保持不变.双极性非归零码的特点是:从统计平均来看,该码型信号在1和0的数目各占一半时无直流分量,并且接收时判决电平为0,容易设置并且稳定,因此抗干扰能力强.此外,可以在电缆等无接地的传输线上传输,因此双极性非归零码应用极广.双极性非归零码常用于低速数字通信.双极性码的主要缺点是:与单极性非归零码一样,不能直接从双极性非归零码中提取同步信号,并且1码和0码不等概时,仍有直流成分。 四、实验步骤

1.按照图3.5-1 所示实验框图搭建实验环境。 2.设置参数:设置序列码产生器序列数N=128;观察其波形及功率谱。 3.调节序列数N 分别等于6 4.256,重复步骤2. 图3.5-1 双极性不归零码实验框图 实验五步骤2图 N=128

实验五步骤3图N=64 N=256

六、实验报告 (1)分析双极性不归零码波形及功率谱。 (2)总结双极性不归零码的波形及功率谱的测量方法。 实验六 一、实验目的 1.掌握双极性归零码的基本特征 2.掌握双极性归零码的波形及功率谱的测量方法 3.学会用示波器和功率谱分析仪对信号进行分析 二、实验仪器 1.序列码产生器 2.单极性不归零码编码器 3.双极性归零码编码器

虚拟仿真实训室建设方案详细

一、概述 (一)建设意义 1、现有实训条件分析 机电技术应用专业现有基础实验室、专业实训室共计9个,可开设《维修电工》、《电工电子技术与技能》、《电气及PLC控制技术》、《车工工艺》等课程的相关实训项目。为满足机电专业人才培养目标和社会培训的需要,需进一步加强专业建设,拓展专业领域,增加实训开出项目,提升实习实训教学环境条件。 2、必要性和可行性 (1)必要性 通过对多家电气自动化企业及IT企业进行了职业群与岗位群调研,确定其培养目标:从事机电一体化产品及自动生产系统的设计制造与开发,从事处理重要数据、熟练应用各种专业设计软件。并根据对机电技术专业岗位群的职业能力和知识技能要求的分析,构建了“阶梯递进式工学交替”的人才培养模式,搭建了基于工作过程导向的“模块化”专业课程体系,增加《虚拟仿真》课程。这就需要新建虚拟仿真实训室,使其具备在虚拟终端对自动化设备及生产线调试与维护、维修电工等虚拟实训项目的条件,所以需采购虚拟化服务器1台,虚拟化桌面终端48台,虚拟化软件Citrix48套,满足一个班的实训需求。 (2)可行性 天津市基础能力建设校实训基地投资中的部分资金将用于虚拟仿真实训室的建设,建设后的实训室集教、学、做为一体,新增虚拟

仿真终端实训设备,可以满足56人的《虚拟仿真》课程的实训教学的需求。实现了学生专业基本能力、专业核心能力和职业行为能力的提升。 3、建设依据 依据确定的“阶梯递进式工学交替”的人才培养模式,校实训应贴近企业的实际生产,有助于提升学生的专业基本能力、专业核心能力和职业行为能力,便于学生在校学习与企业岗位实践能够顺利衔接。 (二)建设思路和建设目标 1、建设思路 虚拟仿真实训室的建设本着建成集“教、学、做”为一体的教学环境和专业综合性实训基地的理念,从演示实践教学、基本技能实训教学和项目综合实训教学三个层面,为《虚拟仿真》课程的实践教学提供保障。 虚拟仿真实训室需要符合以下要求: (1)满足于综合性实践教学的要求 建成后的实训室可以实现四种形式的教学与培训方式,极大丰 富了教学容和教法。“实物模拟仿真设备培训方式”,“实物虚拟操 作培训方式”,“软件及仿真软件培训方法”和“新产品新技术展示 与介绍的培训方式”,这四种培训方式的综合应用,为社会培养高 素质的技术人才奠定了基础。 本实训室采用模拟仿真的实训手段,实现由单一基础技术的虚 拟仿真实训训练到各种技术综合应用的虚拟仿真实训训练。力求体 现虚拟化、仿真化、机电一体化方面的技术特色和行业应用及发展 的趋势,力求体现先进性、前瞻性、实用性、可操作性及示性。切

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