工程爆破虚拟仿真实验教学资源建设

高校开展工程爆破实验教学本身存在局限性,爆破危险品难以申购、实验环境安全标准严苛、实验操作危险性高且可重复性低等问题无法妥善解决。该文以中国矿业大学（北京）工程爆破实验课程为例,论述了建设虚拟仿真实验资源的必要性,介绍了工程爆破虚拟仿真实验教学平台以及实验资源建设的设计思路与过程。为最大程度还原真实场景,研发团队多次前往炸药工厂实地拍摄取材,结合理论课程内容,正确引导学生开展炸药爆速测试、猛度测试、起爆网络连接设计以及炮孔布设方案等实验内容,努力探索线上线下教学相结合的个性化、智能化实验教学新模式。     

无线通信信号衰减虚拟仿真实验平台

虚拟仿真实验主要应用虚拟现实、人机交互、数据库等技术,通过提供高仿真的教学实验平台,使学生在开放、共享和交互的虚拟仿真环境中进行实验,进而解决真实实验教学资源不足、内容单一、模式陈旧等问题。针对无线通信技术的信号衰减现象设计虚拟仿真教学平台,根据无线传输中相关参数与无线信号衰减程度的关系,并选取无线路径损耗预测公式作为此虚拟仿真教学实验平台开发的依据。此实验平台增强了虚拟仿真实践教学的互动性,提高了学生的创新和实践能力。     

基于虚拟仿真的混合式动物学实验教学模式

动物学实验教学和野外实习教学是培养学生实践创新能力的重要环节。传统实验教学存在实验材料难获得、技术操作难度高、动物福利不完善和教学形式单一等瓶颈问题,虚拟仿真实验为这些无法上或上不好的实验内容提供了突破口。但是,虚拟仿真实验教学项目只是实验课程的一个基本组成单元,为发挥虚拟仿真教学资源的最大优势,探索建立了“能实不虚”“虚实互补”“以虚促实”的混合式动物学实验教学体系,提升了专业人才培养目标支撑度。     

高射程喷雾机优化设计虚拟仿真实验平台开发

该文以2018年国家虚拟仿真实验教学项目"高射程喷雾机优化设计虚拟仿真实验"为对象,介绍了该虚拟仿真实验平台的开发思路与方法。首先,分析了高射程喷雾机优化设计虚拟仿真实验资源开发的难点,提出了开发思路;其次,从设计、优化、组装等角度阐述了虚拟仿真实验平台的开发方案,并介绍了开发工具;最后,分别给出了轴流风机风筒设计、风送系统结构优化、摆动机构设计、整机虚拟组装、考核与评价等模块的开发实例。该文可为机械设计类虚拟仿真实验资源的建设提供借鉴。     

虚拟环境中面向操作工艺规划的装配建模

交互虚拟装配技术已经广泛应用于产品设计和制造过程,然而由于虚拟装配操作和实际操作在时间和空间上不一致,目前的交互虚拟装配技术仍然难以直接支持装配工位上的操作工艺规划。为此提出了一种基于交互装配操作仿真的操作工艺规划方案,该方案建立包含全部装配要素的装配操作模型,基于该模型,通过交互装配操作仿真获取初始操作序列,再基于标准操作动作要素数据库将该操作序列变换成真实操作动作序列。重点研究支持操作动作序列获取的装配活动模型,以及操作仿真过程的模型求解问题。最后以一个发动机装配实例验证了上述方案和装配操作模型。     

基于线上平台的机能学实验混合式教学模式探讨

随着“互联网+”的迅速普及,机能学实验传统的教学模式已无法满足高职院校医学学生的发展需求,利用信息技术提升教学水平成为实验教学模式改革的新趋势。从机能学实验教学现状分析入手,探讨基于线上平台的混合式教学模式在机能学实验教学中的实施策略,将职教云、虚拟仿真实验教学平台与线下实践操作相结合,应用于课前导学、课堂教学、课后反馈及评价考核上,并明确了线上+线下混合式教学的应用需要进一步完善的工作,推进现代信息技术与实验教学的深度融合,为今后的医学实验类课程教学提供借鉴。     

基于BIM二氧化碳P-V-T关系测定实验教学的应用

开发测定二氧化碳P-V-T关系的虚拟仿真系统,可以在一定程度上代替真实实验系统,帮助学生对本实验过程中多工况现象以及操作过程进行全面了解。在本研究中以BIM中Revit软件为基础平台建立实验模型,结合Unity软件进行模拟仿真,实现了多工况下模拟CO2不同现象的效果,解决了真实操作中难以出现的临界和超临界压力变化现象问题,并避免了由于操作不当极易发生爆炸、设备损坏等问题,该虚拟实验代替真实实验,虚实结合,从而加深学生对实验的理解。此项研究成果还可应用于虚拟可视化教学实验及相关领域的科学研究,促进学校信息化、现代化、网络化等多方面建设。     

利用虚拟仿真技术提升实践教学的时效性

对实践教学的意义,真实实验与虚拟仿真实验的功能、作用等做了对比综述,分析了虚拟实验发展的现状以及存在的问题,提出利用虚拟实验技术提升实践教学有效性的途径,为开展虚拟实验教学项目提供参考.     

基于触觉反馈的沉浸式虚拟仿真实验设计

针对虚拟仿真实验交互性和场景真实感不足的缺陷,基于建构主义学习理论和情景认知理论,采用双目立体显示技术构建三维沉浸式场景,结合触控笔的交互特征,设计一种沉浸式虚拟仿真资源构建方案,并在生物学野外实践虚拟仿真实验教学项目中验证该方案。结果表明:该方案简单易用、表现力强、交互体验好,可提高学习效率,激发学生的学习兴趣,满足其作为学习主体的感受。     

基于Matlab和VR技术的移动机器人建模及仿真

利用Matlab建立移动机器人的动力学模型,在虚拟现实(VR)环境下,实时仿真移动机器人路径跟踪的运动特性,为基于Internet的机器人遥操作试验搭建了仿真平台.实验结果表明,虚拟模型准确地模拟了真实移动机器人的动力学特征;通过对模型的参数修改,为实现对真实机器人的最优控制和设计提供了可信的参考方案.     

虚拟环境下组建网络综合实验的探索与实践

由于受到实验教学条件和实验资源的限制,网络实验室无法满足日益增多地使用实验设备的发展需要,于是虚拟教学环境应运而生。介绍了两种常用的虚拟环境,根据拓扑结构,利用DynamipsGUI软件仿真网络硬件环境,给出综合实验的一个具体方案。实验结果表明网络虚拟教学环境下实现复杂实验是一个有益的探索。     

制药工程实验虚拟仿真与SPOC教改实践

传统的制药工程课程实验单纯在本科实验室完成,教学效果不太理想,与现时代的教育方法和目标严重脱节,改变这种模式势在必行。结合目前虚拟仿真等新媒体技术,利用学校云平台SPOC线上教学、虚拟仿真项目学习和实验室实验、药厂参观见习构建四位一体的教学过程。学生无论是制药工程理论的掌握,还是实际规范操作的实践,都有极大的提高。     

基于Unity 3D的沥青混合料车辙虚拟仿真系统

为解决沥青混合料车辙试验传统教学过程中学生实践操作不足的问题,基于Unity3D 虚拟现实平台,引入VＲ( Virtual Ｒeality) 虚拟现实技术,研发了一种沥青混合料车辙虚拟仿真系统。该系统按照真实的实验环境和实验流程进行虚拟仿真和交互设计,包括实验指导书、器材认知、虚拟仿真实验和实验报告4 个模块,含有自动演示和人机交互两种运行模式供学生自由选择。实验仿真结果表明,实现了沥青混合料车辙试验的3D 立体虚拟仿真体验学习,且运行效果良好。该系统在一定程度上解决了沥青混合料车辙实验中本科教学的难点,有助于提高实验教学的效率,对培养学生动手能力和操作能力具有重要意义。     

基于Matlab和VR技术的移动机器人建模及仿真

利用Matlab建立移动机器人的动力学模型，在虚拟现实(VR)环境下，实时仿真移动机器人路径跟踪的运动特性，为基于Internet的机器人遥操作试验搭建了仿真平台．实验结果表明，虚拟模型准确地模拟了真实移动机器人的动力学特征；通过对模型的参数修改，为实现对真实机器人的最优控制和设计提供了可信的参考方案．     

地方院校土木工程虚拟仿真中心建设实践

土木工程实践教学是对理论教学的一种补充和延续,仅靠传统的教学方法和实验设备无法达到预期的教学质量。该文从实验交互平台及教学与管理方面详细介绍了土木工程虚拟仿真实验教学体系的构建,形成了独自特色的实验教学体系、实验教学方法、实验室管理模式,提高了教学能力,拓宽了实践范围,并提出了相应的可持续发展方案。实践证明,虚拟仿真实验却能弥补传统实验教学所无法解决的如实验构件庞大,项目施工周期长,难重复之类的问题。     

虚拟仿真实验在材料力学课程教学改革中的应用研究

借助虚拟仿真实验探索材料力学教学改革的新路径,该文构建了材料力学虚拟仿真分层实验体系,重点介绍了3个典型虚拟仿真实验项目,并探索与虚拟仿真实验教学体系相适应的教学配套措施,从而能够借助虚拟仿真实验,促进材料力学教学信息化的发展以及实现线上线下融合式教学,为材料力学教学改革提供一条可能路径.     

虚实结合的PLC控制系统实验教学平台建设与教学实践

实验教学是机电控制类专业教学中的重要环节,虚实结合开展各类实验是实践教学改革中的一项重要任务。该文通过整合原有的实验教学资源,自主开发"PLC虚拟仿真实验平台",虚实结合开展实验。实践表明,虚拟实验与真实实验相结合的实验教学方式,有效解决了实验场所空间限制等问题,全方位提升学生的实践能力和专业技能,提高了教学质量和学习效果,丰富了实践教学资源,为实验教学改革提供了新思路。     

近代物理虚拟仿真实验系统的开发研究与实践

为将传统的实验教学模式向现代的教学模式转化,从而极大地提高实验教学的质量与效果,研究并实践了近代物理虚拟仿真实验系统的构建方法.虚拟仿真实验系统以计算机仿真技术为基础,具有逼真的可视化操作环境、注重模拟实验操作过程及可靠的实验结论、与真实实验结果相一致等特点.     

注塑成型虚拟仿真实验设计与实现

注塑成型虚拟仿真实验以提高学生工程实践能力为落脚点,基于塑料成型工艺及模具设计课程所授理论知识,结合生产实际,以典型制件为例,构建了真实实验基础上的虚拟实验。设计了学生自主分析设计环节,包括:塑件结构分析、工艺方案确定、塑件缺陷成因分析及改进等。旨在调动学生的学习兴趣和积极性,培养学生解决工程问题的能力,提升学生创新意识。     

地方高校机电类专业虚拟仿真实验教学中心建设与实践

针对地方高校机电类专业实验教学中存在教学条件相对薄弱、真实实验无法满足学生工程应用能力和创新精神的培养等问题,构建虚实结合,实为基础,虚为补充的多层次、多平台的实验教学体系,建设多学科交叉融合,受益面广、内容丰富的虚拟仿真教学资源,建立可持续发展的校企合作模式,实施高效稳定的管理体系和运行机制,建成网络化的综合性、共享性机电工程虚拟仿真实验教学中心,为高素质应用型人才培养提供了重要支撑。