虚拟仿真实验技术设计方案

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

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（－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。

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。

教育部发布了《教育部关于印发< 义务教育小学科学课程标准> 的通知》要求，年秋季起，小学科学课程起始年级调整为一年级。要按照小学一、二年级每周不少于 1 课时安排课程，三至六年级的课时数保持不变。而如今有些地区小学科学课堂教学却不被人们所

重视, 且存在着科学仪器和设备欠缺以及实验课开设少甚至不开设的

现象, 而师资力量薄弱也是一大问题。

二、实验教学现状

学校经费紧张、实验设备陈旧或不足

课程学时短，讲授内容多，课堂效率低下

学生参与度不高，学习兴趣不够，缺乏主动性

没有理想实验环境，高危实验很难呈现和操作

师生不能随时携带实验设备，做实验只能去实验室

某些实验现象不易观察，实验周期过长

实验误差不好体现，满足不了实际实验讲解需要

非正规操作由于破坏性大，成本较高，很难展示实验中出现的

各种故障现象

流程化的实验操作模式，不利于培养学生的创新思维

小学科学师资力量薄弱，实验器材缺乏

三、用户需求

( 一) 解决学生随时多次的实验练习需求

实验是理化生和小学科学（简称小科）学科的重要组成部分，也

是课堂教学的重要环节，由于学生群体的数量庞大和教学实验设备建设的不足，学校的实验设备已经不能满足学生多次、随时的学习一门实验的要求。

( 二) 实验的安全性与便捷性

保证学生实验的安全性是校方考虑的第一要素，如何在有限的课时内让学生参与更多的实验操作，同时提高学习兴趣提高实验效率。

( 三) 实验校本资源的建设，如何服务于全校所有师生

实验课件资源匮乏，而且资源相对分散，学科教师需要花费大量的精力寻找合适的资源；资源的匹配性较差，尤其是希望动态展示的器材元器件，大多数是静态的图片形式或是只能按照固定步骤操作的flash 形式，很难满足常规的教学需求；能实现配合实际习题讲解的

实验资源几乎没有；有些需要理想实验环境才能完成的实验，很难展示或实际演示。

( 四) 需要长周期才能完成的实验，课堂效率和效果如何保障

实验课时较短，需要长周期才能完成的实验，课堂效果不理想，

所以，目前课堂的实际情况是，只能靠老师“说”实验，学生很难理解。

( 五) 实验教学模式固定，教学模式需要创新

固定的教学模式，缺乏自主创新。实验主要分为：讲实验、做实

验和画实验三大部分。其中，“讲实验”大多数是靠老师讲，学生听，