隨著計算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)等先進(jìn)技術(shù)的快速發(fā)展和廣泛普及,虛擬仿真實驗應(yīng)運(yùn)而生。 虛擬仿真實驗改變了實驗系統(tǒng)的建立模式,突破了實驗操作的時間和空間限制物理仿真實驗系統(tǒng),提高了實驗設(shè)備的整體性能。 它是繼理論研究和實驗研究之后的第三種科學(xué)研究方法。
虛擬仿真實驗的意義
實驗療效:虛擬仿真實驗是指在計算機(jī)系統(tǒng)中利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)實現(xiàn)的各種虛擬實驗環(huán)境。 實驗者可以像在真實環(huán)境中一樣完成各種預(yù)定的實驗項目,所獲得的學(xué)習(xí)或訓(xùn)練療效等同于甚至優(yōu)于真實環(huán)境中所達(dá)到的療效。
基本組成:虛擬仿真實驗由實驗所依賴的仿真程序、實驗單元、工具和參考資料組成。 它是一個用于創(chuàng)建和指導(dǎo)模擬實驗的交互式環(huán)境。 用戶可以減少新對象、創(chuàng)建新實驗并將它們轉(zhuǎn)換為超文本文件以擴(kuò)展實驗室。
實驗原理:虛擬仿真實驗是以物理理論、相似原理、信息技術(shù)、系統(tǒng)技術(shù)及其應(yīng)用領(lǐng)域相關(guān)的專業(yè)技術(shù)為基礎(chǔ),以計算機(jī)和各種化學(xué)效應(yīng)設(shè)備為工具,采用“面向?qū)ο蟆钡乃季S造就人才實時操作,非真實的實驗空間,在這個環(huán)境中,實驗者可以像在真實環(huán)境中一樣完成各種預(yù)定的實驗項目。
虛擬仿真實驗是將計算機(jī)技術(shù)、軟件技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與傳統(tǒng)實驗設(shè)備相結(jié)合,采用軟硬件相結(jié)合的形式,協(xié)調(diào)相關(guān)硬件和效果設(shè)備,生成虛擬實驗系統(tǒng),借助虛擬實驗系統(tǒng)實現(xiàn)虛擬實驗系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化產(chǎn)生了在個人電腦上運(yùn)行的實驗方法,實現(xiàn)自主設(shè)計開發(fā),遠(yuǎn)程控制和協(xié)作。
虛擬仿真實驗開發(fā)模型
模擬實驗:模擬實驗是在人為控制研究對象,模擬實驗個體條件下進(jìn)行的實驗。 它是模擬事物內(nèi)部結(jié)構(gòu)和運(yùn)動過程的過程。 它是一種基本類型的科學(xué)實驗。
模擬實驗:模擬實驗不具備進(jìn)行一般意義上的實驗所必需的設(shè)備。 它是借助物理模型或物理-物理效應(yīng)模型,依靠專家經(jīng)驗知識、統(tǒng)計數(shù)據(jù)和信息資料,對實驗結(jié)果進(jìn)行分析和研究的一種實驗技術(shù)。
虛擬實驗:虛擬實驗是指利用多媒體、模擬和虛擬現(xiàn)實等技術(shù),在計算機(jī)上創(chuàng)建一個相關(guān)的軟硬件運(yùn)行環(huán)境,可以輔助、部分替代甚至完全替代傳統(tǒng)實驗的各個操作環(huán)節(jié)。 完成各類實驗項目。 并借助網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化的虛擬系統(tǒng)。
虛擬仿真實驗的特點
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虛擬仿真實驗教學(xué)在虛擬仿真實驗教學(xué)中的優(yōu)勢
優(yōu)勢一:經(jīng)濟(jì)環(huán)?!档蛯嶒瀸嵺`教學(xué)成本;
優(yōu)勢二:生動直觀——營造多元化的教學(xué)環(huán)境;
優(yōu)勢三:安全可靠——營造安全的實驗教學(xué)氛圍;
優(yōu)勢四:情況復(fù)現(xiàn)——解決小概率風(fēng)暴復(fù)現(xiàn)問題;
優(yōu)勢五:智能客觀——解決智能考評問題;
優(yōu)勢六:身臨其境、隨時隨地、高效互動、無處不在的學(xué)習(xí)等。
虛擬仿真實驗教學(xué)的作用
1、提供良好的實驗平臺,提高實驗教學(xué)水平。
在傳統(tǒng)教學(xué)中,理論教學(xué)和實驗教學(xué)是分開的。 理論課沒有實驗,可以通過虛擬仿真實驗將實驗帶入理論課。
2、整合實驗教學(xué)資源,實現(xiàn)實驗室真正的開放性。
虛擬仿真實驗室易于建立和實施,便于異地在線監(jiān)測和遠(yuǎn)程測控。 它可以利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和現(xiàn)有設(shè)備構(gòu)建功能強(qiáng)大的實驗系統(tǒng),從而節(jié)省大量設(shè)備采購成本,顯著降低實驗室建設(shè)和管理成本。 .
虛擬仿真實驗可以提供開放的實驗環(huán)境。 中學(xué)生可以突破時間和地域的限制物理仿真實驗系統(tǒng),完成相關(guān)的教學(xué)實驗。
3.轉(zhuǎn)變實驗教學(xué)模式,培養(yǎng)科技創(chuàng)新人才。
虛擬仿真實驗使中學(xué)生步入虛擬場景,根據(jù)實驗要求自行設(shè)計和完成實驗。 虛擬仿真實驗除了可以鍛煉中學(xué)生的獨(dú)立構(gòu)思和設(shè)計能力外,還可以激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,更有利于培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐能力的人才。 同時提高的是實驗效能、效率、效益!
虛擬仿真實驗教學(xué)的局限性
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虛擬仿真實驗中心建設(shè)為什么要建設(shè)虛擬仿真實驗中心?
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為解決中學(xué)生傳統(tǒng)理論教學(xué)與工程訓(xùn)練的矛盾,拓展實驗教學(xué)的深度和廣度,提高實驗教學(xué)的有效性,實現(xiàn)理論與實踐教學(xué)的緊密結(jié)合,同時減少盡可能減少實驗的成本和潛在的危害,在課堂基礎(chǔ)理論教學(xué)中,借助專業(yè)的仿真軟件、多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信平臺,打造一個具有高度真實感的虛擬仿真實驗教學(xué)平臺、直觀性和準(zhǔn)確性的建立,是對專業(yè)實驗教學(xué)的有益補(bǔ)充和創(chuàng)新。
虛擬仿真實驗中心的目標(biāo)是什么
1、以中學(xué)生創(chuàng)新精神和實踐能力培養(yǎng)為驅(qū)動,構(gòu)建開放性高、共享性好的優(yōu)質(zhì)網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)資源;
2.構(gòu)建多層次、模塊化、全方位的實驗教學(xué)體系,突出工程人才培養(yǎng)特色,加強(qiáng)機(jī)電學(xué)科融合,打破時空限制,構(gòu)建人才培養(yǎng)體系課堂內(nèi)外融為一體。
如何建設(shè)虛擬仿真實驗中心
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仿真教學(xué)平臺應(yīng)具備的功能
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