虚拟仿真实验概念和相关关键问题专业知识讲座
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– 随着教学进程的不断深入，学生主动实验的意 识逐步增强，自主实验的要求不断提高，实验 教学活动逐渐转变到学生自己设计实验方案， 自己控制实验过程，自主分析实验结果和系统 撰写实验报告。
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实验教学与虚拟仿真实验教学
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虚拟仿当之真处，请实联系验本人项或网目站删除的。 来源
• 虚拟仿真实验教学重要性回头看
– 高校实验教学内容与技术更新的着力点，使学生接触 前沿内容与先进技术成为现实。
– 高校实验教学与学生重大工程实践无缝对接的切入点 ，拉近了实验教学与工程实践的距离。
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• 项目建设切入点之二：前沿性的工程项目转化。
– 重大前沿工程的亲历实践一般不具备可操作性，但仿真实验可以 实现多次重复亲历实践训练。
– 东南大学土木虚拟仿真中心中大工程项目转化案例
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• 项目建设切入点之三：学生的创新设计与制作。
– 创新实践训练、学科竞赛、课程设计中的创新训练项目，高度切合工程
教育的CDIO模式：构思（C）-设计（D）-实施（I）-运作（O）。 – 东南大学土木、建筑虚拟仿真中心学生创新设计中的虚拟仿真。
虚拟仿真实验项目的来源
• 真实实验难以完成的教学功能
– 涉及高危或极端的环境、不可及或不可逆的操 作、高成本、高消耗、大型或综合训练等。
• 建筑、机械、能源动力、武器、航空、航海、土木 交通、大型仪器与装置、化工工程、医学、高温高 压以及其他一些实验实践项目。
– 特别鼓励：自主创新和拥有自有知识产权的资 源。
– 仪器设备、控制条件、实验对象（变化）、教 学活动。
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实验教学与虚拟仿真实验教学
• 实验教学启始阶段
– 学生在教师指导下，通过基本操作训练，掌握 基本知识、基本方法和基本技能。
• 实验教学高级阶段
1. 实验教学与虚拟仿真实验教学 2. 虚拟仿真实验项目的来源 3. 虚实结合、相互补充、能实不虚 4. 虚拟仿真实验项目的类型 5. 虚拟仿真实验教学体系 6. 虚拟仿真实验教学团队 7. 虚拟仿真实验教学共享体系 8. 互联网+与虚拟仿真实验
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1. 实验教学与虚拟仿真实验教学 2. 虚拟仿真实验项目的来源 3. 虚实结合、相互补充、能实不虚 4. 虚拟仿真实验项目的类型 5. 虚拟仿真实验教学体系 6. 虚拟仿真实验教学团队 7. 虚拟仿真实验教学共享体系 8. 互联网+与虚拟仿真实验
– 节约了实验教学成本，使重复实验、随时实验、随地 实验成为现实。
– 高校教学模式与教学方法改革的突破口，促进学生自 主学习、研究性学习、无纸化学习。
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1. 实验教学与虚拟仿真实验教学 2. 虚拟仿真实验项目的来源 3. 虚实结合、相互补充、能实不虚 4. 虚拟仿真实验项目的类型 5. 虚拟仿真实验教学体系 6. 虚拟仿真实验教学团队 7. 虚拟仿真实验教学共享体系 8. 互联网+与虚拟仿真实验
• 虚拟仿真实验教学
– 依托虚拟现实、多媒体、人机交互、数据库和 网络通讯等技术，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，达到教学大纲要 求的教学目的的教学活动。
•关 键 词
– 虚拟实验环境、实验对象、教学大纲要求、教 学活动。
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实验教学与虚拟仿真实验教学
• 虚拟仿真实验的内涵
– 虚拟实验环境、控制条件、实验对象或现象变 化。
– 满足教学大纲要求。
– 满足学生自己设计实验方案，自己控制实验过 程，自主分析实验结果和系统撰写实验报告的 要求。
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虚实结合、相互补充、能实不虚
• 虚实结合
– 实验资源的虚实结合。
• 满足教学大纲要求
– 完备实验项目整体=实体项目+虚拟仿真项目，缺一不可。
– 实验运行的虚实结合。
• 满足教学大纲要求
– 完备实验教学运转=实体实验轮转+虚拟仿真实验轮转，缺 一不可。
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实验教学与虚拟仿真实验教学
• 实验教学
– 学生利用仪器设备，在人为控制条件下，引起 实验对象或现象的变化，通过观察、测定、分 析、综合、设计等让学生自主获得知识、发展 能力、养成素质的教学活动。
•关 键 词
• 虚拟仿真实验轮转运行要“实！”：有场地、有终 端条件、有轮转表（或开放使用，有记录）。
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虚实结合、相互补充、能实不虚
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• 项目建设切入点之一：高水平的科研成果转化。
– 科研成果成转化常规实验（内容和仪器）需要漫长的过程，虚拟 仿真实验可以让先进的技术和内容尽快投入教学。
– 东南大学土木虚拟仿真中心科研项目转化案例
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• 虚拟仿真实验教学重要性回头看
– 高校实验教学内容与技术更新的着力点，使学生接触 前沿内容与先进技术成为现实。
– 高校实验教学与学生重大工程实践无缝对接的切入点 ，拉近了实验教学与工程实践的距离。
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• 项目建设切入点之二：前沿性的工程项目转化。
– 重大前沿工程的亲历实践一般不具备可操作性，但仿真实验可以 实现多次重复亲历实践训练。
– 东南大学土木虚拟仿真中心中大工程项目转化案例
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• 项目建设切入点之三：学生的创新设计与制作。
– 创新实践训练、学科竞赛、课程设计中的创新训练项目，高度切合工程
教育的CDIO模式：构思（C）-设计（D）-实施（I）-运作（O）。 – 东南大学土木、建筑虚拟仿真中心学生创新设计中的虚拟仿真。
虚拟仿真实验项目的来源
• 真实实验难以完成的教学功能
– 涉及高危或极端的环境、不可及或不可逆的操 作、高成本、高消耗、大型或综合训练等。
• 建筑、机械、能源动力、武器、航空、航海、土木 交通、大型仪器与装置、化工工程、医学、高温高 压以及其他一些实验实践项目。
– 特别鼓励：自主创新和拥有自有知识产权的资 源。
– 仪器设备、控制条件、实验对象（变化）、教 学活动。
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实验教学与虚拟仿真实验教学
• 实验教学启始阶段
– 学生在教师指导下，通过基本操作训练，掌握 基本知识、基本方法和基本技能。
• 实验教学高级阶段
1. 实验教学与虚拟仿真实验教学 2. 虚拟仿真实验项目的来源 3. 虚实结合、相互补充、能实不虚 4. 虚拟仿真实验项目的类型 5. 虚拟仿真实验教学体系 6. 虚拟仿真实验教学团队 7. 虚拟仿真实验教学共享体系 8. 互联网+与虚拟仿真实验
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1. 实验教学与虚拟仿真实验教学 2. 虚拟仿真实验项目的来源 3. 虚实结合、相互补充、能实不虚 4. 虚拟仿真实验项目的类型 5. 虚拟仿真实验教学体系 6. 虚拟仿真实验教学团队 7. 虚拟仿真实验教学共享体系 8. 互联网+与虚拟仿真实验
– 节约了实验教学成本，使重复实验、随时实验、随地 实验成为现实。
– 高校教学模式与教学方法改革的突破口，促进学生自 主学习、研究性学习、无纸化学习。
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1. 实验教学与虚拟仿真实验教学 2. 虚拟仿真实验项目的来源 3. 虚实结合、相互补充、能实不虚 4. 虚拟仿真实验项目的类型 5. 虚拟仿真实验教学体系 6. 虚拟仿真实验教学团队 7. 虚拟仿真实验教学共享体系 8. 互联网+与虚拟仿真实验
• 虚拟仿真实验教学
– 依托虚拟现实、多媒体、人机交互、数据库和 网络通讯等技术，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，达到教学大纲要 求的教学目的的教学活动。
•关 键 词
– 虚拟实验环境、实验对象、教学大纲要求、教 学活动。
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实验教学与虚拟仿真实验教学
• 虚拟仿真实验的内涵
– 虚拟实验环境、控制条件、实验对象或现象变 化。
– 满足教学大纲要求。
– 满足学生自己设计实验方案，自己控制实验过 程，自主分析实验结果和系统撰写实验报告的 要求。
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虚实结合、相互补充、能实不虚
• 虚实结合
– 实验资源的虚实结合。
• 满足教学大纲要求
– 完备实验项目整体=实体项目+虚拟仿真项目，缺一不可。
– 实验运行的虚实结合。
• 满足教学大纲要求
– 完备实验教学运转=实体实验轮转+虚拟仿真实验轮转，缺 一不可。
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实验教学与虚拟仿真实验教学
• 实验教学
– 学生利用仪器设备，在人为控制条件下，引起 实验对象或现象的变化，通过观察、测定、分 析、综合、设计等让学生自主获得知识、发展 能力、养成素质的教学活动。
•关 键 词
• 虚拟仿真实验轮转运行要“实！”：有场地、有终 端条件、有轮转表（或开放使用，有记录）。
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– 科研成果成转化常规实验（内容和仪器）需要漫长的过程，虚拟 仿真实验可以让先进的技术和内容尽快投入教学。
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