科技商報記者 張蓋倫
這是一個神奇的平臺。 在這里，您可以步入“超潔凈室”，進行超冷原子振蕩和躍遷實驗； 可以去“火星”了解火星星面探測系統的控制技術； “養豬場”，尋找合適的飼養戶，挑選豬肉，直到小雞孵化……這是“實驗空間”國家級虛擬仿真實驗教學課程共享平臺，包含3000多門實驗課程，包括農業工程、物理、61個專業電氣等類別。
在不久前舉行的國務院聯防聯控機制新聞發布會上，教育部高等教育司一級巡視員宋毅表示，國家高等教育智慧教育平臺計劃6月新增虛擬仿真實驗藍籌股。 用好虛擬仿真實驗課程資源，滿足在線教學實驗和實踐的需要。
虛擬仿真實驗是高等教育信息化的重要內容，是實驗教學的重要組成部分。 經過多年建設，正在解決高校實踐教學痛點。
拓展實驗教學的廣度和深度
宋毅介紹，教育部自2013年起加快全省高校虛擬仿真實驗教學資源建設； 2018年，“實驗空間”虛擬仿真實驗教學平臺上線，為全省高校虛擬仿真課程提供開放共享服務； 2020年，教育部確定首批國家一流大學精品課程5118門，其中虛擬仿真實驗教學一流課程728門。
上海交通大學研究生院副教授景云告訴科技商報記者，虛擬仿真實驗解決了“做不到”、“不敢做”、“難做”的問題。做”的實驗教學項目。
有些實驗對象過于宏觀或微觀，中學生難以理解，實驗室無法提供合適的實驗條件； 有些實驗過程太危險，中學生不宜進行此類實驗； 有些實驗儀器和材料價格昂貴，實驗室無法搭建這樣的實驗場景。 虛擬仿真實驗可以擺脫數學現實的限制，拓展實驗教學的廣度和深度。
景云表示，虛擬仿真實驗根據項目難度可以分為三個層次：一是驗證性實驗，即純粹在老師課堂上驗證上述理論知識；二是驗證性實驗。 二是綜合實驗的設計，即設計幾個實驗步驟，實驗者手動進行操作，得到不同的實驗結果，從而了解每個步驟在整個實驗中的意義； 第三層是創新實驗。 設計者提供了幾個實驗模塊，由中學生自由組合并在實驗中獲得。 新發現。 “對于實驗設計者來說，既要把科研成果轉化應用到實驗教學中，設計綜合性、創新性的實驗課程，滿足中學生科技創新實驗的需求；又要與小型生產企業緊密合作。獲取生產現場信息，真實數據和材料與工程實踐緊密結合，解決中學生無法在校實習的問題。 景云說道。
例如物理虛擬實驗室是學科教學軟件嗎，上海交通大學交通專業的中學生有一門課程叫《鐵路行車組織》。 在中學設??計的高鐵高鐵網中，對高鐵網管控一體化全過程虛擬仿真實驗，建立了“6條線路、5條線路”的半實物沙盤。滬寧杭鐵路網的“車站和11個車站”。 實驗系統通過平臺的虛擬仿真和物理仿真，可驗證運輸方案、動車組運行方案等多因素理論模型和算法研究推論，還可承擔多層次的高鐵專業應用實驗內容。 “在虛擬仿真實驗中，中學生可以更直觀地看到調度工作的結果物理虛擬實驗室是學科教學軟件嗎，體驗到各類工作的協調性，有利于培養他們的整體思維。” 景云介紹道。
“虛實結合”服務于教學
教育部教育兵器研發中心的張敏、劉俊波曾撰文強調，虛擬仿真實驗教學項目建設模式主要有三種：中學班主任自主設計開發； 中學班主任提出建設要求，編寫實驗內容腳本，企業提供技術支持； 中學直接訂購企業開發的虛擬仿真實驗產品。
例如，慧科集團已與多所高校合作開發虛擬仿真實驗項目。 慧科數字內容事業部首席總監張麗麗告訴記者，企業的作用是幫助班主任梳理思路、實現劇本、開發劇本，并跟蹤老師和學生使用后的反饋。
“一個好的虛擬仿真實驗教學項目絕對不是看起來有多酷，而是要達到班主任的教學目標。” 張麗麗指出，一切技術都只是手段，最終目的是提高教學效果。
景云認為，一個好的虛擬仿真實驗項目應該具備四大特點：一是具有網絡化的特點。 在虛擬現實技術的支持下，虛擬實驗室中的虛擬實驗設備與實際設備儀器的功能和操作方法大致相同，用戶可以通過互聯網進行實驗，不受時間和空間的限制； 其次，還應具有規模化的特點，受眾越廣、通用性越強，虛擬仿真實驗就越容易發揮優勢。 解決主干課程的主要實驗問題； 第三，還應具有互動功能，以便中學生獲得更好的實驗體驗并進行自學； 最后，應具有易用性的特點，中學生可以根據提示順利完成實驗。
“值得注意的是，我們并不是為了虛擬模擬而進行虛擬模擬。” 景云說道。
教育部文件中有明確規定，虛擬仿真實驗重點解決真實實驗項目不具備條件或難以操作、涉及高風險或極端環境、高成本、高消耗的困難，以及不可逆操作。 “要‘忠實于現實’和‘虛擬現實相結合’。虛擬仿真實驗開發技術的選擇應本著為中學生教學和培養服務的基本原則。不要用虛擬仿真技術來包裝實驗。可以離線舉行。'。” 景云說道。