2017示范性虚拟仿真教学项目.doc
虚拟仿真教学项目实践(3篇)
第1篇摘要：随着信息技术的飞速发展，虚拟仿真技术在教育领域的应用越来越广泛。
本文以某高校虚拟仿真教学项目为例，探讨虚拟仿真教学项目的实践过程，分析其优势与不足，并提出改进措施，以期为我国虚拟仿真教学的发展提供参考。
一、引言虚拟仿真教学作为一种新型的教学模式，通过计算机技术模拟真实场景，为学生提供一种身临其境的学习体验。
与传统教学模式相比，虚拟仿真教学具有诸多优势，如提高学生的学习兴趣、增强学生的实践能力、降低教学成本等。
本文以某高校虚拟仿真教学项目为例，分析其实践过程，探讨其应用效果。
二、虚拟仿真教学项目实践过程1. 项目背景某高校为提高学生的实践能力，引进了一套虚拟仿真教学系统。
该系统涵盖多个专业领域，包括机械、电子、建筑等。
通过虚拟仿真技术，学生可以在计算机上完成各种实验、设计和分析任务。
2. 项目实施（1）需求分析项目组对学校各专业的教学需求进行调研，了解教师在教学过程中遇到的难题和学生的实际需求。
根据调研结果，确定虚拟仿真教学系统的功能模块和关键技术。
（2）系统设计项目组根据需求分析，设计虚拟仿真教学系统的架构和功能模块。
系统主要包括以下模块：①实验仿真模块：模拟真实实验环境，实现实验数据的采集、处理和分析。
②设计仿真模块：提供各种设计工具，支持学生进行产品设计、分析和优化。
③分析仿真模块：通过模拟真实场景，分析各种参数对系统性能的影响。
（3）系统开发项目组采用C++、Java等编程语言，结合OpenGL、Unity3D等图形渲染技术，开发虚拟仿真教学系统。
同时，与相关企业合作，引入先进的仿真算法和模型。
（4）系统测试与优化项目组对虚拟仿真教学系统进行多次测试，确保系统稳定、可靠。
在测试过程中，根据教师和学生的反馈，对系统进行优化和改进。
3. 项目推广与应用（1）教师培训项目组对教师进行虚拟仿真教学培训，使其掌握系统操作方法和教学技巧。
（2）课程改革将虚拟仿真教学系统应用于相关课程的教学过程中，实现理论与实践相结合。
高等学校国家级试验教学示范中心联席会
高等学校国家级实验教学示范中心联席会关于召开2018年第一期高校实验教学示范中心可持续发展暨实验教学队伍能力提升研讨会的通知各有关单位：国家级实验教学示范中心是高等学校组织高水平实验教学、培养学生实践能力和创新精神的重要教学基地，是教育部依托相关高等学校建设的国家级实验教学示范平台。
推进示范中心的高水平可持续发展对推动高等学校强化实践育人、提升教学水平具有重要作用。
高水平实验教学示范中心建设离不开敬业专业的实验教学队伍。
为深入贯彻落实《国家级实验教学示范中心管理办法》和《教育部办公厅关于2017-2020年开展示范性虚拟仿真实验教学项目建设的通知》文件精神，探讨信息化时代高校实验教学示范中心发展要求、建设思路与途径，持续推进实验教学信息化建设和实验教学改革与发展，高等学校国家级实验教学示范中心联席会将召开2018年第一期高校实验教学示范中心可持续发展暨实验教学队伍能力提升研讨会。
现将有关事项通知如下：一、会议内容1．高校实验教学示范中心规范管理及内涵发展；2．实验教学与示范中心内涵建设与可持续发展的实践；3．示范性虚拟仿真实验教学项目评审情况介绍；4．示范性虚拟仿真实验教学项目建设与申报；5．生物类虚拟仿真资源的构建、应用与共享；6．工程认证对教学实验室环保健康安全（EHS）管理体系的启示；7．关于高等学校自制实验教学仪器设备工作的思考；8．新时代高校实验技术队伍的建设与发展；9．新形势下如何做好实验中心主任工作；10．高校实验技术队伍培训与考核工作方法；11．国家级实验教学示范中心、虚拟仿真实验教学中心建设发展经验交流。
二、拟邀专家（排名不分先后）张新祥北京大学化学与分子工程学院教授，高等学校国家级实验教学示范中心联席会工作委员会主任，教育部实验室建设指导委员会委员。
王宏宇高等教育出版社数字运营中心主任。
熊宏齐东南大学实验室与设备管理处处长，教育部高等学校实验教学指导委员会秘书长。
胡今鸿哈尔滨工程大学教授，中国高等教育学会实验室管理工作分会副理事长，曾任教育部实验室建设教指委秘书长，获国家级教学成果一等奖。
虚拟仿真实验方案
WORD文档虚拟仿真实验解决方案上海华一风景观艺术工程有限公司2017年8月目录第一章需求分析 (2)一、项目背景 (2)二、实验教学现状 (3)三、用户需求 (3)第二章建设原则 (5)一、建设目标 (5)二、建设原则 (6)第三章系统总体解决方案 (7)一、总体架构 (7)二、学科简介 (8)第四章产品优势 (14)第五章产品服务 (16)一、服务方式 (16)二、服务内容 (16)三、故障响应服务流程 (17)四、故障定义 (18)五、故障响应时间 (18)六、故障处理流程 (19)七、应急预案 (19)第一章需求分析一、项目背景《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010－2020 年）》明确指出：把教育信息化纳入国家信息化发展整体战略，超前部署教育信息网络。
到2020 年，基本建成覆盖城乡各级各类学校的教育信息化体系，促进教育内容、教学手段和方法现代化。
加强优质教育资源开发与应用，建立数字图书馆和虚拟实验室。
鼓励企业和社会机构根据教育教学改革方向和师生教学需求，开发一批专业化教学应用工具软件，并通过教育资源平台提供资源服务，推广普及应用。
在“十三五规划”方针政策指引下，各地陆续出台政策，强调数理化实验教学的重要性。
2016 年，北京公布了中高考的新方案，强调义务教育阶段所有科目都设为100 分，表示它们在义务教育与学生成长中同等重要，不再人为去区分主次，使学校、老师、家长、社会对每一门学科都很重重视，其中物生化实验部分占分比例为30%，高考不再文理分科。
继北京重磅发布此消息后，河南教育厅发布《关于2016 年普通高中招生工作的意见》，其中明确要求理化生实验操作考试满分为30 分；安徽省初中毕业升学理化实验操作考试分数为15 分，考试成绩计入考生中考录取总分；山西省理化实验操作10 分。
教育部发布了《教育部关于印发<义务教育小学科学课程标准> 的通知》要求，2017年秋季起，小学科学课程起始年级调整为一年级。
陕西省教育厅办公室关于开展2019年度陕西省虚拟仿真实验教学项目认定工作的通知
陕西省教育厅办公室关于开展2019年度陕西省虚拟仿真实验教学项目认定工作的通知文章属性•【制定机关】陕西省教育厅办公室•【公布日期】2019.07.26•【字号】•【施行日期】2019.07.26•【效力等级】地方规范性文件•【时效性】现行有效•【主题分类】教育正文陕西省教育厅办公室关于开展2019年度陕西省虚拟仿真实验教学项目认定工作的通知各普通本科高校：根据教育部办公厅《关于2017—2020年开展示范性虚拟仿真实验教学项目建设的通知》（教高厅〔2017〕4号）和《关于开展2019年度国家虚拟仿真实验教学项目认定工作的通知》（教高司函〔2019〕33号）精神，省教育厅决定开展2019年度陕西省虚拟仿真实验教学项目认定工作。
现将有关事项通知如下：一、认定范围和数量2019年度开展认定的学科专业范围为法学类、马克思主义理论类、教育学类、体育学类、文学类、历史学类、物理学类、化学类、电气类、土木类、矿业类、航空航天类、兵器类、农业工程类、林业工程类、建筑类、植物类、动物类、自然保护与环境生态类、基础医学类、公共卫生与预防医学类、中医类、法医学类、医学技术类、经济管理类、艺术学类26个类别，所涵盖专业详见《2019年度虚拟仿真实验教学项目对应专业表》（见附件1）。
二、认定要求（一）项目认定坚持“能实不虚”，支撑学生综合能力培养，至少满足2个课时的实验教学需求，学生实验操作步骤须不少于10步。
凡涉及国家保密要求的项目均不能申报。
（二）申报项目应为高校开展实验教学的基本单元，项目仿真度应着力于还原真实实验的教学要求、实验原理、操作环境及互动感受。
（三）申报项目的实验教学设计须具有原创性，应确保符合相关知识产权法律法规，可以完全对外公开服务。
（四）申报项目应提供有效链接网址并保持链接畅通。
参加国家认定的项目还需须按照《国家虚拟仿真实验教学项目技术接口规范（2018版）》要求，在申报期间与国家虚拟仿真实验教学项目共享平台—实验空间（）完成相关数据接口联通。
2017年度示范性虚拟仿真实验教学项目申报表
Material for Advanced Lithium-Ion Batteries 机械基础实验成绩评价体系的
探索与实践
排名/总人 数
基于学生社团的开放实 践教学模式研究
中国高教学会
省部级
2016.04-2017.1
实验室研究会
1/9
一般
2
教改
基于机械工程实践机构 库建设与实验教学改革
省部级
2015.09-2017.0
浙江省教育厅
1/6
一般
9
依托学生专业社团，探索
浙江省教育科
厅局级
2016.06-2017.0
1/6
学生创客教育模式的研
附件 2
2017 年度示范性虚拟仿真实验教学项目申报表
学校名称
浙江理工大学
实 验 教 学 项 目 名 称 加工中心机械装调虚拟仿真实验
所属课程名称
机械认知实习
所属专业代码
080203
实验教学项目负责人姓名
杨金林
实验教学项目负责人电话 （手机）13777566130
有效链接网址
/
1.实验教学项目教学服务团队情况
1-1 实验教学项目负责人情况
姓名
杨金林
性别
男
出生年月 1980.09
学历 专业技 术职务
院系
硕士
学位
行政
高级实验师
职务
机械与自动控制学院
硕士
电话
0571-86843362
国家级虚拟仿真实验教学项目建设经验及思考
国家级虚拟仿真实验教学项目建设经验及思考作者：吉东风李海燕成何珍吴震张炜来源：《教育教学论坛》2020年第42期[摘要] 总结了国家级虚拟仿真实验教学项目建设方面的经验及成果，并对今后虚拟仿真工作提出了一些建议和思考。
[关键词] 虚拟仿真实验教学项目;建设经验;思考[基金项目] 教育部高等教育教改研究立项课题“鸡胚孵化及蛋鸡饲养虚拟仿真实验教学项目”（2018-2-0212）[作者简介] 吉东风（1965—），男，江苏东海人，硕士，南京农业大学教务处实验室管理科科长，副研究员，研究方向为高等教育管理;李海燕（1976—），女，天津蓟县人，硕士，南京农业大学教务处实践教学科，助研（通信作者）。
[中图分类号] G642.0; ; [文献标识码] A; ; ;[文章编号] 1674-9324（2020）42-0390-03; ; [收稿日期] 2019-11-06引言虚拟仿真实验教学项目建设是推进现代信息技术融入实验教学、拓展实验教学内容广度和深度、延伸实验教学时间和空间、提升实验教学质量和水平的重要举措。
虚拟仿真实验教学是目前国家信息化教育战略的重要实践内容，而加速信息化教学建设是很多高校“十三五”规划的重要建设内容之一。
我校从2016年起，在原有基础上，投入专项经费在全校积极开展示范性虚拟仿真实验教学项目建设，四年来，共建设校级虚拟仿真实验教学项目47项，并积极推荐到教育厅及教育部，参加省级和国家虚拟仿真实验教学项目认定工作。
2016年有6个项目参加了“江苏省虚拟仿真实验教学共享平台及在线开放虚拟仿真实验教学项目”遴选，3个项目获省级立项。
2017年我校“不同生态区生物学野外实习”虚拟仿真实验教学项目，在学校和江苏省教育厅多次审核、评选、推荐的基础上，经教育部综合评议和公示，被教育部认定为首批国家虚拟仿真实验教学项目。
2018年我校“鸡胚孵化及蛋鸡饲养虚拟仿真实验教学项目”和“乳化肠规模化生产虚拟仿真实验”项目，被教育部认定为国家虚拟仿真实验教学项目。
虚拟仿真教案设计方案模板
一、教案名称：（在此处填写具体的教案名称，如“嵌入式系统虚拟仿真实验教程”）二、教学目标：1. 知识目标：- 学生能够理解虚拟仿真技术在嵌入式系统教学中的应用原理。
- 学生掌握使用虚拟仿真平台进行嵌入式系统设计和实验的方法。
2. 技能目标：- 学生能够熟练操作虚拟仿真软件，完成嵌入式系统的搭建、配置和调试。
- 学生能够通过虚拟实验，提高动手实践能力和问题解决能力。
3. 情感目标：- 激发学生对嵌入式系统的学习兴趣，培养学生的创新意识和团队协作精神。
- 增强学生面对复杂问题的信心，提高学生应对挑战的勇气。
三、教学内容：1. 引言：- 简要介绍虚拟仿真技术在嵌入式系统教学中的重要性。
- 阐述传统教学模式的局限性以及虚拟仿真教学的优越性。
2. 虚拟仿真平台介绍：- 介绍所使用的虚拟仿真平台及其功能和特点。
- 演示平台的基本操作和界面布局。
3. 嵌入式系统基本原理：- 讲解嵌入式系统的基本概念、组成和工作原理。
- 分析典型嵌入式系统的架构和设计。
4. 虚拟仿真实验项目：- 设计具体的虚拟仿真实验项目，如嵌入式系统硬件电路搭建、软件编程、系统调试等。
- 明确实验目的、实验步骤和预期结果。
5. 实验指导与案例分析：- 提供详细的实验指导，包括实验步骤、注意事项和常见问题解答。
- 通过案例分析，帮助学生理解理论知识与实际操作的联系。
四、教学过程：1. 理论讲解：- 结合幻灯片、视频等多媒体手段，讲解嵌入式系统的基础知识和虚拟仿真技术。
2. 实践操作：- 学生分组进行虚拟仿真实验，教师巡回指导。
- 鼓励学生相互讨论，共同解决问题。
3. 实验报告：- 学生完成实验后，撰写实验报告，总结实验过程和心得体会。
- 教师对实验报告进行批改和点评。
五、教学评价：1. 过程评价：- 观察学生在实验过程中的操作规范、团队协作和问题解决能力。
2. 结果评价：- 检查学生的实验报告，评估学生对嵌入式系统知识的掌握程度和实验技能。
2018年国家虚拟仿真实验教学项目
国家虚拟仿真实验教学项目是指利用虚拟仿真技术，通过实验室的虚拟仿真装置和软件系统，模拟真实实验环境，进行实验教学活动的一项重要国家级教学改革项目。
作为一种新型的实验教学模式，国家虚拟仿真实验教学项目已经在教育领域引起了广泛关注，并且在2018年取得了一系列进展和成就。
一、项目的背景和意义国家虚拟仿真实验教学项目的开展，是针对当前我国面临的实验设备不足、实验条件不完善、实验安全隐患较大等问题而制定的系统性改革计划。
通过引进先进的虚拟仿真技术，可以弥补实验条件不足的缺陷，提高实验教学的质量和效率，促进学生的创新能力和实践能力的培养，对于提高我国高等教育教学水平，增强国家综合实力具有重要意义。
二、实施进展与成就2018年，国家虚拟仿真实验教学项目在以下几个方面取得了重大的进展与成就：1. 系统建设方面：国家虚拟仿真实验教学项目在2018年对虚拟仿真实验室、教学管理系统、数据分析系统等方面进行了全面完善和更新，加强了对实验教学过程的监管和管理，提高了实验教学的数字化、信息化水平。
2. 虚拟实验资源建设：通过与国内外知名高校和企业的合作，国家虚拟仿真实验教学项目在2018年引进了大量优质的虚拟实验资源，丰富了实验教学内容和形式，提高了虚拟实验的真实感和有效性。
3. 师资队伍培训：为了更好地推进国家虚拟仿真实验教学项目，2018年，教育部联合各地教育行政部门开展了一系列的师资队伍培训活动，提高了教师对虚拟仿真实验教学的认识和应用能力。
4. 教学效果评估：在2018年，国家虚拟仿真实验教学项目组织了一系列的教学效果评估活动，对各高校开展的虚拟仿真实验教学进行了全面细致的评估分析，为项目的后续发展提供了可靠的数据支持。
三、存在的问题与挑战虽然国家虚拟仿真实验教学项目在2018年取得了一定的成绩，但是在实施过程中也面临着一些问题和挑战：1. 技术标准不一：目前国内外虚拟仿真技术的发展水平不一，国家虚拟仿真实验教学项目在引进虚拟实验资源时往往面临技术标准不一的问题。
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2017 年度示范性虚拟仿真实验教学项目
挖掘装载机 CAD整机虚拟装配实验
机械电子工程学院
2017年 10月 26日
【实验名称】
实验名称是挖掘装载机CAD 整机虚拟装配实验。
属于矿山机械现代设计课
程教学内容。
实验采用上机操作。
学生可以在仿真中心机房或校园网节点利用客
户端计算机连接服务器，按照指导手册逐步完成实验学习。
计划学时 3 学时。
【实验目的】
学生通过实验完成虚拟样机整机CAD 装配，可以了解挖掘装载机这一典型矿山机械装备的整体系统结构、部件组成和装配关系，进一步熟练掌握CAD 虚拟装配操作技巧，并为后续动力学仿真和结构强度分析打好基础。
【实验内容】
实验内容是在已经建好的挖掘装载机各组件模型基础上，按照整机结构逐一装配连接，最终构成产品整机。
实验过程中应注意随时保存模型文件，掌握并灵活使用鼠标按键实现图形动态操作。
【实验步骤】
具体实验步骤是：
（1）通过登录管理平台获取账号，启动VNC 软件登录服务器；
（2）启动 FreeCAD 软件并依次导入行走机构、驾驶室、动力系统总成、运
输机构总成和工作机构总成，同时使用装配约束关系依次完成各部件装配；
（3）检查装配体组件自由度和干涉情况，适当调整并避免零件结构干涉；
（4）保存整机装配即虚拟样机CAD 文件；
（5）断开服务器连接并关闭客户端，填写实验学习记录。
【项目特色】
本实验项目及课程是我校应用型专业教学改革试点课程。
教学团队根据专业教学发展需要，结合地方特色——矿山机械装备产业发展，紧抓特色方向，开发并建立了特色鲜明的矿山机械现代设计数字化教学资源库和虚拟仿真教学平台。
【技术特点】
该教学平台依托中心高性能服务器支撑，可以实现分布式远程学习和实践操作教学，特别是完全采用开源软件技术实施应用软件整合和配置，实现了支撑软件的完全共享和免费，支持灵活地订制开发。
【教学效果】
仿真实验教学平台有效促进了产学研教融合，取得显著成果。
特别是教学团队联合企业编修订矿山机械行业标准 5 项，获 2017 年矿山机械行业标准化工作先进集体称号。
学生创新实践能力显著提高，已申请专利十余项并多次获得全国大学生数字化设计大赛和先进成图竞赛等国家级竞赛奖。
【发展设想】
展望未来，随着智能制造特别是现代设计与信息技术发展，教学平台计划将
逐渐引入 AR/VR 和工业云技术。
现有的开源模式特别有利于实现并支撑后续工业
云协同设计与教育教学平台拓展。
【小结致谢】
本项目获得了江西省高等学校教学改革研究课题资助（ JXJG16-22-1、JXJG15-22-6）。
本项目所使用软件均采用 GPL 协议。
在此向 VNC 、FreeCAD 和Ubuntu 等开源软件及开源软件基金会致谢。