虛擬現(xiàn)實實驗實訓教學內(nèi)容篇-深圳班-上午-文福安

7月31日研修班授課內(nèi)容上午8:30~9:20虛擬現(xiàn)實與虛擬實驗實訓教學內(nèi)容9:30~10:20虛擬現(xiàn)實設(shè)備選型與應用10:30~11:30虛擬現(xiàn)實教學案例演示與體驗下午13:30~14:20虛擬現(xiàn)實實驗實訓教學管理14:30~15:20虛擬現(xiàn)實軟件開發(fā)15:30~16:30提問與交流第一頁，共54頁。虛擬現(xiàn)實與虛擬實驗實訓教學3虛擬現(xiàn)實與教育教學深度融合虛擬現(xiàn)實實驗實訓

2虛擬現(xiàn)實應用普及化浪潮來臨

4基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的實驗實訓5虛擬現(xiàn)實實驗實訓系統(tǒng)的內(nèi)容

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第二頁，共54頁。報告人文福安簡介1997年，開始互聯(lián)網(wǎng)教學應用的研究與開發(fā)2002年，擔任北京郵電大學網(wǎng)絡教育技術(shù)研究所常務副所長2003年，擔任國家科技部863計劃重大專項網(wǎng)絡教育責任專家2008年，國家級（網(wǎng)絡）精品課程《計算機通信網(wǎng)》負責人多次承擔國家科技攻關(guān)、863、支撐計劃重大項目研究領(lǐng)域為：虛擬仿真實驗教學系統(tǒng)及教育信息化北京郵電大學網(wǎng)絡教育學院教授計算機應用技術(shù)學科帶頭人網(wǎng)絡教學系統(tǒng)研究中心主任國家級電子信息虛擬仿真實驗教學中心副主任高教學會實驗室管理工作分會高職高專工作委員會委員3/84

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第三頁，共54頁。44北郵2006年虛擬實驗的第一次教學應用Linux的網(wǎng)卡配置實驗FTP服務器配置實驗DNS服務與配置實驗HTTP服務與配置實驗時間人員人數(shù)實驗內(nèi)容北郵網(wǎng)院河南工程碩士班86名學生2006年11月—12月第四頁，共54頁。2009年承擔國家科技支撐計劃項目國家十一五科技支撐計劃項目“虛擬實驗教學環(huán)境關(guān)鍵技術(shù)研究與應用示范”

2012年8月22日在北京通過科技部和教育部組織的驗收5/84

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第五頁，共54頁。2012高校實驗教學模式創(chuàng)新獲北京市教學成果獎建立了“理論授課-虛擬實驗-實驗室教學”融合的實驗教學體系6/84

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第六頁，共54頁。2013年成為首批國家級虛擬仿真實驗教學中心7/84

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第七頁，共54頁。2014年第二批國家級虛擬仿真實驗教學中心8/84

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第八頁，共54頁。貴州省企業(yè)網(wǎng)搭建與應用比賽*第九頁，共54頁。虛擬現(xiàn)實與虛擬實驗實訓教學3虛擬現(xiàn)實與教育教學深度融合虛擬現(xiàn)實實驗實訓

2虛擬現(xiàn)實應用普及化浪潮來臨

4基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的實驗實訓5虛擬現(xiàn)實實驗實訓系統(tǒng)的內(nèi)容

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第十頁，共54頁。虛擬現(xiàn)實撲面而來2016年是虛擬現(xiàn)實元年但虛擬現(xiàn)實并不是一個新概念第十一頁，共54頁。什么是虛擬現(xiàn)實？虛擬現(xiàn)實（VR）技術(shù)是一種可以創(chuàng)建和體驗虛擬世界的計算機仿真系統(tǒng)。它利用計算機生成一種模擬環(huán)境，是一種多源信息融合的交互式的三維動態(tài)視景和實體互動的系統(tǒng)仿真，可使用戶沉浸到該環(huán)境中。百度百科第十二頁，共54頁。沉浸感Immersionmersion虛擬現(xiàn)實的特點第十三頁，共54頁。交互性InteractionInteraction虛擬現(xiàn)實的特點第十四頁，共54頁。構(gòu)想性Imaginationon虛擬現(xiàn)實的特點第十五頁，共54頁。虛擬現(xiàn)實與虛擬仿真虛擬仿真是虛擬現(xiàn)實的核心技術(shù)虛擬現(xiàn)實是將虛擬仿真技術(shù)與具有沉浸感的自然交互外設(shè)結(jié)合的產(chǎn)物虛擬仿真與普通電腦的結(jié)合提供了一種廉價的交互性和構(gòu)想性第十六頁，共54頁。虛擬現(xiàn)實給教育教學帶來的沖擊虛擬現(xiàn)實徹底改變了我們一直以來對未知世界的表達方式，從而使得實驗實訓教學的示教、訓練和考核方式更為科學、有趣和簡便易行。在本報告中，虛擬現(xiàn)實、虛擬仿真、虛擬實驗室大多數(shù)情況下具有相近的意義。盡管這三個概念有細微的差別。第十七頁，共54頁。虛擬現(xiàn)實與虛擬實驗實訓教學3虛擬現(xiàn)實與教育教學深度融合虛擬現(xiàn)實實驗實訓

2虛擬現(xiàn)實應用普及化浪潮來臨

4基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的實驗實訓5虛擬現(xiàn)實實驗實訓系統(tǒng)的內(nèi)容

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第十八頁，共54頁。國家教育部虛擬仿真實驗教學推進政策《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011-2020年）》提出建立虛擬實驗室構(gòu)想虛擬實驗室是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)、混合現(xiàn)實技術(shù)、教育技術(shù)在實驗教學領(lǐng)域的重要應用以虛擬仿真為核心的信息技術(shù)將引發(fā)教學手段的重大的、前所未有的變革。19/84

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第十九頁，共54頁。虛擬實驗室將成為重要的教學環(huán)境第二十頁，共54頁。虛擬現(xiàn)實的教學意義虛擬仿真技術(shù)是推動教育創(chuàng)新的發(fā)動機。以虛擬仿真為核心的互聯(lián)網(wǎng)+虛擬現(xiàn)實將引發(fā)教學手段的重大的、前所未有的變革。

第二十一頁，共54頁。虛擬現(xiàn)實應用于教學任重而道遠目前虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應用尚處于探索階段。虛擬現(xiàn)實應用于實驗實訓教學任重而道遠：1)虛擬現(xiàn)實技術(shù)是非常復雜的2)教學對虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的要求是非常高的3)虛擬現(xiàn)實仿真涉及到的專業(yè)領(lǐng)域是非常寬的4)學校開展虛擬現(xiàn)實實訓教學的政策尚未落實5)亟待加強對虛擬現(xiàn)實建設(shè)和應用人員的培訓第二十二頁，共54頁。國家教育部虛擬仿真實驗教學推進政策《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011-2020年）》提出建立虛擬實驗室的構(gòu)想?！督逃筷P(guān)于全面提高高等教學質(zhì)量的若干意見》（教高〔2012〕4號）文件提出開發(fā)虛擬工廠、虛擬車間、虛擬工藝、虛擬實驗的要求。2013年教育部關(guān)于開展國家級虛擬仿真實驗教學中心建設(shè)工作的通知（教高司函〔2013〕94號）決定開展國家級虛擬仿真實驗教學中心建設(shè)工作。到2015年全國已經(jīng)遴選了300個示范中心中國高教學會實驗室管理工作分會成立了高職高專工作委員會，加強信息技術(shù)與職業(yè)院校教育教學的深度融合。23/84

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第二十三頁，共54頁。教育部虛擬仿真實驗教學文件

工作指導思想：虛擬仿真實驗教學是高等教育信息化建設(shè)和實驗教學示范中心建設(shè)的重要內(nèi)容，是學科專業(yè)與信息技術(shù)深度融合的產(chǎn)物。

20字指導思想：科學規(guī)劃、共享資源、突出重點、提高效益、持續(xù)發(fā)展怎樣在職業(yè)院校開展實驗實訓教學？

第二十四頁，共54頁。虛擬仿真實驗中心建設(shè)的要點虛擬現(xiàn)實實驗實訓教學系統(tǒng)建設(shè)要點：1)采用虛擬現(xiàn)實技術(shù)加強習崗實訓2)采用增強現(xiàn)實技術(shù)加強頂崗實習3)采用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)加強識崗教育4)優(yōu)先解決實驗實訓教學中的瓶頸5)做好實驗實訓教學頂層設(shè)計6)建設(shè)的關(guān)鍵是應用

第二十五頁，共54頁。虛擬現(xiàn)實與虛擬實驗實訓教學3虛擬現(xiàn)實與教育教學深度融合虛擬現(xiàn)實實驗實訓

2虛擬現(xiàn)實應用普及化浪潮來臨

4基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的實驗實訓5虛擬現(xiàn)實實驗實訓系統(tǒng)的內(nèi)容

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第二十六頁，共54頁。從理論學習到實驗實訓之間的跨越對學生來講有一定難度虛擬仿真實驗在教學中的地位【網(wǎng)絡】虛擬現(xiàn)實仿真教學【實訓室】實驗實訓【企業(yè)】實習【教室】課堂教學知識獲取虛擬現(xiàn)實仿真有利于學生實現(xiàn)從知識學習到實驗實訓的跨越27/84

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第二十七頁，共54頁。虛擬仿真技術(shù)在實驗實訓各環(huán)節(jié)都能發(fā)揮作用實驗中實驗報告實驗評價實驗評估實驗前實驗教學仿真預習28/84

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知識訓練與測評開放預約教學門戶與公告第二十八頁，共54頁。虛擬仿真技術(shù)在實驗實訓各環(huán)節(jié)都能發(fā)揮作用實驗中實驗報告實驗評價實驗評估實驗前實驗教學監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集指導、答疑與交流仿真預習29/84

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知識訓練與測評開放預約仿真實驗實驗門戶與公告第二十九頁，共54頁。實驗門戶與公告實訓報告管理虛擬仿真技術(shù)在實驗實訓各環(huán)節(jié)都能發(fā)揮作用實驗中實驗報告實驗評價實驗評估實驗前實驗教學教學評估自動批改監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集指導、答疑與交流仿真預習30/84

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知識訓練與測評開放預約仿真實驗成果展示與交流第三十頁，共54頁。因地制宜開展虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)建設(shè)工作各個職業(yè)院校的差異性巨大1)專業(yè)不同2)學生的層次不同3)現(xiàn)有的優(yōu)勢資源不同4)學校的投入不同職業(yè)院校虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的建設(shè)要因地制宜。第三十一頁，共54頁。虛擬現(xiàn)實與虛擬實驗實訓教學3虛擬現(xiàn)實與教育教學深度融合虛擬現(xiàn)實實驗實訓

2虛擬現(xiàn)實應用普及化浪潮來臨

4基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的實驗實訓5虛擬現(xiàn)實實驗實訓系統(tǒng)的內(nèi)容

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第三十二頁，共54頁。學校常見的實驗實訓教學系統(tǒng)硬件系統(tǒng)遠程系統(tǒng)智能儀器系統(tǒng)虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)仿真系統(tǒng)展覽展示系統(tǒng)33/84

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第三十三頁，共54頁。虛擬現(xiàn)實仿真教學資源建設(shè)原則遵循“虛實結(jié)合、相互補充、能實不虛”原則在實驗實訓教學設(shè)計中積極探索各種類型系統(tǒng)的優(yōu)勢互補，將各種類型的系統(tǒng)優(yōu)化組合。原理抽象概念通過動畫模擬展示即可滿足識崗要求；智能儀器及設(shè)備操作通過遠程系統(tǒng)向?qū)W生開放；基本型和綜合型的實驗實訓通過實物現(xiàn)場實驗實訓提高學生動手實踐能力；設(shè)計型、不易實施的實驗實訓通過虛擬現(xiàn)實仿真系統(tǒng)完成檢驗標準：學校用最低的成本達到預期的教學目標。第三十四頁，共54頁。虛擬仿真實驗教學資源建設(shè)原則

構(gòu)建高度仿真的虛擬現(xiàn)實實驗實訓環(huán)境對實驗實訓系統(tǒng)進行對象建模，一方面追求虛擬現(xiàn)實實驗實訓環(huán)境的沉浸感，另一方面也要有靈活的交互性。把實驗實訓所需的虛擬設(shè)備、元件通過虛擬現(xiàn)實環(huán)境提供給學生和教師，允許自由搭建和設(shè)計；學生可以在實驗實訓平臺上開展設(shè)計型、創(chuàng)新型實踐；教師可以根據(jù)本校學生的實際水平和教學目標在虛擬現(xiàn)實平臺上定制實驗，發(fā)揮教師的教學經(jīng)驗。檢驗標準：學生的分析和設(shè)計能力有效提升。第三十五頁，共54頁。自主構(gòu)建系統(tǒng)可自主選擇實驗器材自由構(gòu)建實驗系統(tǒng)。系統(tǒng)是固定的固定實驗系統(tǒng)不能靈活地連接配置系統(tǒng)；仿真層次越高，支撐的實驗越靈活什么樣的實驗才是高度仿真？輸入是固定的演示類(Flash/課件)輸入?yún)?shù)不能調(diào)整；36/84

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第三十六頁，共54頁。模擬電路虛擬實驗仿真系統(tǒng)

器材欄實驗區(qū)37/84

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第三十七頁，共54頁。各種常用的電工電子虛擬儀器和元件38/84

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第三十八頁，共54頁。39計算機網(wǎng)絡安全虛擬平臺*第三十九頁，共54頁。40Linux計算機虛擬操作界面*第四十頁，共54頁。虛擬現(xiàn)實仿真教學資源建設(shè)原則

采用可共享的虛擬現(xiàn)實仿真教學資源

實驗實訓系統(tǒng)應便于在網(wǎng)絡上運行；虛擬現(xiàn)實仿真資源支持各種常見的虛擬現(xiàn)實外設(shè)；購買軟件的應用許可不應限制用戶數(shù)檢驗標準：虛擬現(xiàn)實仿真資源未來可向其他學校共享。第四十一頁，共54頁。醫(yī)學學科OSCE客觀結(jié)構(gòu)化臨床考試、滴定藥物TMP含量虛擬仿真實驗

第四十二頁，共54頁。心理學科虛擬宇宙探索生命、宇航體驗、大腦迷宮虛擬仿真實驗

第四十三頁，共54頁。農(nóng)林學科設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)實驗

第四十四頁，共54頁。建筑學科古建筑結(jié)構(gòu)識別虛擬仿真實驗

第四十五頁，共54頁。電氣學科10KV開關(guān)柜的局部放電測量、電力系統(tǒng)故障特征分析

第四十六頁，共54頁。法學學科典型案件現(xiàn)場勘驗與記錄

第四十七頁，共54頁。機械學科金屬材料