核心閱讀
與傳統(tǒng)教學相比，“元界課堂”在立體呈現(xiàn)、多人操作、互聯(lián)互通等方面展現(xiàn)出廣泛的潛在優(yōu)勢，打破了自然空間的限制，為教學方式的拓展提供了新途徑以及教學資源的共享。 解決方案。 未來，清華大學“元界課堂”將不斷拓展在教學領域的應用，進一步強化大學生的互動性、趣味性、開放性教學。
漂浮在浩瀚星際空間的宿舍里，托卡馬克裝置（用于實現(xiàn)受控核聚變的裝置）緩緩啟動。 面對這個“人造太陽”，同事們通過浮動控制臺親自調(diào)整了這個巨大裝置的主要參數(shù)，并觀察其內(nèi)部聚變反應的變化。 這是“元界課堂”核科學與技術(shù)系中學生的經(jīng)歷。
核科學與技術(shù)系副系主任楊陽團隊創(chuàng)新性地將“元宇宙課堂”引入到大學生的教學中，讓化學世界的核聚變和計算機領域的虛擬現(xiàn)實這兩個跨學科元素神奇的碰撞，建立了新的教學模式。 通過搭建虛擬仿真實驗室、編譯完整的核化學引擎、開發(fā)動作交互和UI適配、迭代跨終端網(wǎng)絡連接解決方??案，小伙伴們可以置身于“元宇宙”的比特空間中，在一個極具視覺沖擊力卻又還原現(xiàn)實世界數(shù)學規(guī)律的三維虛擬空間，可以進行互動探索、交流和討論物理虛擬實驗室網(wǎng)站，可以高自由度親自控制各種虛擬小型實驗裝置的操作，從而獲得直觀、震撼的課堂體驗。 該項目將代表清華大學申報2021年國家一流課程，今年秋季獲批公布。
團隊意識到，互聯(lián)的“阿凡達”式深度沉浸、可持續(xù)的在線虛擬空間、多人社區(qū)化的教學方式是未來的發(fā)展趨勢。 這些技術(shù)解決方案被稱為“”，是最大程度地利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)的唯一途徑。 沿著這個思路，經(jīng)過五年的發(fā)展，“元宇宙”形式的托卡馬克聚變實驗室即將啟動。 楊洋的第一次“元宇宙”講座就是在這個第三代虛擬實驗室里進行的。 ，我們能夠?qū)崿F(xiàn)這些在現(xiàn)實世界中很難實現(xiàn)的溝通模式、交互模式和感官體驗?！?span style="display:none">Ia0物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
“新奇”是當天聽課的同事郭廷軒對“元界課堂”的概括：“我好像玩過各種VR設備，上課用它還是第一次。上課前，我對小型裝置很感興趣，對核電站的理解還停留在課本和PPT的文字和圖片上，但當我親自點燃聚變裝置時，新的理解出現(xiàn)了?！?span style="display:none">Ia0物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
《元界課堂》的“新”體現(xiàn)在新視角、新形式、新道具上。 但“新奇”只是元宇宙課堂的吸引眼球的特點，要想運用到課堂教學中，“真實性”才是必不可少的。 為了復制現(xiàn)實中基礎化學和核化學的規(guī)律物理虛擬實驗室網(wǎng)站，最大程度地再現(xiàn)核實驗和核裝置的運行狀態(tài)，楊陽團隊為“元宇宙課堂”開發(fā)了核化學系統(tǒng)的底層算法邏輯。 ”。 這套自研的算法邏輯除了再現(xiàn)核化學的規(guī)律性和隨機性之外，還包含了熱、電磁、流體熱等大量數(shù)學定律，并且在計算能力有限的情況下，可以優(yōu)先考慮不同的風暴，借助不同的計算能力進行差分估計。
“元界課堂”可以展示豐富的化學定律和科學運算的不同狀態(tài)，也適合用于其他理工科專業(yè)的虛擬仿真教學。