虚拟仿真教学系统(详)
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。
法学虚拟仿真教学软件(系统)推荐
法学虚拟仿真教学软件（系统）推荐虚拟仿真实验教学是指依托虚拟现实、多媒体、人机交互、数据库和网络通讯等信息技术，构建高度仿真的虚拟实验环境和实验对象，让学生在虚拟环境中开展实验，达到教学大纲所要求的教学效果的一种实验教学模式。
对于传统的文科性法学专业而言，技术信息的快速发展也带来了一定的发展机遇和挑战。
如何通过更为丰富的手段强化法学专业学生的实战能力，提高实务经验是摆在每个法学专业院校面前的十分严峻的任务。
通过虚拟仿真技术手段，不仅可以有效改变传统教学所带来的机械、抽象和程式化的教学效果，同时借助于软件技术手段形成的具有自主知识产权的虚拟实验项目，将为本院校的综合教学和科研实力带来更高的发展平台。
教育部要求各高校应将建设和使用虚拟仿真实验教学项目作为推进完善现有实践教学体系、提高实验教学质量的重要举措。
加大对实验教学队伍的培养培训，着力提升信息技术与实验教学深度融合的意识、使用信息技术改造传统实验教学项目的能力和水平。
根据实验教学计划和实际情况，在坚持“能实不虚”的基础上加大虚拟仿真实验教学项目建设力度，探索线上线下教学相结合的新型实验教学模式。
加强对虚拟仿真实验教学项目应用管理，建立健全适应网络化学习的实验教学成绩考核评价指标体系，促进实验教学质量稳步提高。
教育部的总体规划，引导了法学专业虚拟仿真实验项目建设的方向，也为各高校开展法学虚拟仿真实验项目建设带来了发展契机。
但是毋庸置疑，如何建设适合本学校本专业特色的虚拟仿真实验项目，教育部并没有提供可行的蓝本和具体路径。
例如选择什么形式的虚拟仿真实验项目课题？如何吸收和发挥本校的专业优势和特色？选择哪一个切入点进行虚拟仿真实验项目设计？相关的硬件需要哪些指标性要求？如何选择适用配套的软件？如何将动画或3D技术嵌入到具体的虚拟仿真实验项目？为了实现本公司面向各大高校提供法学专业教学服务的宗旨，本公司结合多年来与各大高校的合作经验，认真研究了法学专业建设虚拟仿真实验项目的可行性模式以及相关的硬件和软件建设方法，为本公司服务用户提供具有一定参考意义的法学虚拟仿真实验项目设计方案。
教学设备及虚拟仿真平台
Vive、Holomax等虚拟现实设备
★软件产品具有自主知识产权
★支持Autodesk 3dmax, Maya Revit支持sketchup等主流设计软件文件格式直接载 入，方便对接传统文件。
★一键支持主流虚拟现实头盔Oculus，可以
直接发布到硬件系统。
★3、打通主流软件接口，支持主流格式内 容及相关应用发布。支持的软件包括：Unity、
Ventuz、RayVR UE4等。
同时提供SDK方便用户进行二次开发。
内置电脑配置：
CPU In tel i5;
显卡：NVDIA GeForce GTX1060
内存：16G;
硬盘：固态128G;集成网卡；WIFI，无线
有画面显示质量等级选项可供调节，以适应
不同配置的硬件环境；
支持相机特效调节，有多项图像效果参数可 供调节，使画面效果符合用户的审美习惯；
支持导出效果图（分辨率最咼可达到4K）;
支持导出720。全景图（分辨率最高可达到
4K,并且为网络格式），可发送到移动端设 备进行浏览，并支持双眼模式，可配合VR眼 镜等设备使用；
★1、交互终端采用超多维指令输入设备， 用户使用一个Token（令牌）在屏幕上操作， 即可实现场景切换、空间漫游、物体拖拽等 功能，无需键鼠学习的经验
★2、三维场景与二维界面打通，二维视图 易于操作，三维视图鲜活呈现，适用于大屏、 多屏环境下的信息可视化。屏幕分辨率为4K,触摸屏响应时间少于10毫秒，可支持12个不同的Token
显卡：显存容量4GB
1套
6
系统集成及
配件
定制
合计
信号传输范围广，能够稳定接收30米以内
虚拟现实与系统仿真概述(PPT 44页)
虚拟现实（LNTU) 第一章 虚拟现实与系统仿真概述
19
虚拟现实分类
按照系统功能和实现方式的不同，可以分为三种类型：
（1）沉浸型虚拟现实系统（“可穿戴的”VR系统）
沉浸型虚拟现实系统提供完全沉浸的体验。 它利用头盔式显示器或其它设备，把参与者的 视觉、听觉和其它感觉封闭起来，并提供一个 新的、虚拟的感觉空间，并利用位置跟踪器、 数据手套、其它手控输入设备、声音等使得参 与者产生一种身临其境、全心投入和沉浸其中 的感觉。例如，在消防仿真演习系统中，消防 员会沉浸于极度真实的火灾场景并做出不同反 应。这种系统的优点是用户可完全沉浸到虚拟 世界中去，缺点是系统设备尤其是硬件价格相 对较高，难以大规则普及推广。
② 模型论：以各应用领域内的科学理论为基础，建立符合仿真 应用要求、通用的、各领域专用的各种模型的理论和方法 （模型的体系结构、建模的工具环境等）；
③ 仿真系统理论：研究和论述构建符合应用需求的仿真系统理 论和要求（仿真系统的体系和构成、设计及其公共关键技术、 研制和运用、规范和标准等）；
④ 仿真方法论：结合各应用领域的不同需求，研究仿真基本思 想和方法（定量仿真、定性仿真、集中式仿真、分布交互式 仿真、面向对象仿真、智能仿真等）；
实系统中，多个用户可通过网络对同一虚拟
设计
世界进行观察和操作，以达到协同工作的目
的。例如，异地的医科学生，可以通过网络，
对虚拟手术室中的病人进行外科手术。又如
风靡因特网的网络游戏，其实就是共享型虚
拟现实系统的有力表现。众多玩家可以在同
一个虚拟环境中交互式的进行交流、打斗、
组织甚至生存，让虚拟的情节持续发展。
虚拟现实
电信学院 刘文进
1
授课计划
虚拟仿真实验教学中心信息化平台及资源建设方案
虚拟仿真实验课程资源应用案例
本科高校
北京邮电大学、北京邮电大学世纪学院、华 北电力大学、江西理工大学、解放军理工大 学、山东科技大学、北京联合大学应用文理 学院、重庆理工大学、天津财经大学、湖南 理工学院、广东工业大学华立学院、重庆师 范大学、泸州医学院、重庆教育学院、东莞 理工学院、湘南学院、北方民族大学、太原 师范学院、荆楚理工学院、东北农业大学成 栋学院、盐城工学院、北京工业大学、阜阳 师范学院、中国人民公安大学、川北医学院 、重庆三峡学院、潍坊学院、天津财经大学 珠江学院、浙江工商大学、山西农业大学信 息学院、西南大学、汕头大学、中国海洋大 学、仰恩大学、怀化学院、重庆大学、山东 理工大学、西北政法大学、北方工业大学、 天津大学、华南农业大学、广东第二师范学 院、蒲田学院、河北师范大学、河南大学、 天津科技大学、广西大学、南开大学、中国 矿业大学、安徽大学……
实验教学效果评估
自动收集实验前理论知识学习、实验过程指导、答疑、实验成绩的相关数据；通过调查问卷 收集学生对实验系统、实验设计、学习效果等方面的评价与反馈信息，进行统计与分析，用图表 直观展示分析结果。
实验教学效果评估
标准化的实验教学流程
系统管理员
教务人员
学生
教师
电子信息类虚拟仿真实验教学资源
内容提钢
1 方案背景 2 平台功能及资源介绍 3 方案特点 4 应用案例 5 方案实施
虚拟仿真实验教学中心建设案例(32所)
√ 北京邮电大学电子信息20虚13年拟仿真实验教学中心(国家级) √ 南京信息工程大学大气科学与气象信息虚拟仿真实验教学中心(国 √ 东北师范大学生物虚拟仿真实验教学中心(国家级) √ 吉林大学地质资源立体探测虚拟仿真实验教学中心(国家级) √ 河北农业大学计算机虚拟仿真实验教学中心(省级) √ 云南大学化学化工虚拟仿真实验实验教学中心(省级) √ 广州大学电工电子虚拟仿真实验教学中心（省级） √ 肇庆学院计算机虚拟仿真实验教学中心 √ 河北农业大学食品与生物工程虚拟仿真实验教学中心
RNS仿真教学软件(又称TD-SCDMA
附件：TD-SCDMA RNS仿真教学软件(又称TD-SCDMA Vbox 仿真管理软件)的具体性能指标与要求一、具体实验开设要求TD-SCDMA RNS仿真教学实验系统满足以下实验：1．观察实验虚拟机房观察实验硬件观察实验连线观察实验单板、指示灯观察实验2．RNC配置管理实验公共资源配置实验RNC物理设备配置实验ATM通信端口配置实验局向配置实验安全管理实验3．NodeB配置管理实验NodeB物理设备配置实验NodeB传输模块配置实验NodeB无线模块配置实验4．网管工具使用实验动态数据分析实验信令跟踪分析实验告警观察分析实验5．业务实现实验移动电话模拟实验二、性能要求1.TD-SCDMA RNS仿真教学软件包括“虚拟机房”和“虚拟后台”两个模块。
虚拟机房：能够真实再现TD-SCDMA RNS的硬件结构，模拟再现TD-SCDMA RNS硬件结构和工程现场无线操作维护中心。
在搭建的“虚拟机房”中看到真实环境结构，观察机房环境。
机房环境包括3G机房布局，机房中机柜、机框、功能模块及单板的配置，RNC和NODEB硬件结构，室外RRU硬件结构，天馈线的主要结构，RNC和NODEB的主要连线，RRU和BBU连线、RRU与天线连线，指示灯的不同状态和状态说明等。
虚拟后台：包括网管数据配置，告警、信令等。
●数据配置—模拟再现TD-SCDMA RNS OMM网管的界面，在TD-SCDMA RNS OMM网管界面模块中完成对RNC和NODEB数据的配置，并通过“动态数据跟踪”功能查看对配置数据的跟踪显示。
●虚拟电话—通过仿真系统的‘系统配置及告警局使用’和‘用户配置及操作’实验子模块的操作，实现用户话音和短信之间的互通。
●信令跟踪—通过虚拟信令跟踪工具，实现信令跟踪。
同时，通过对正常位置更新信令、RRC连接建立失败、RAB建立失败、正常CS域呼叫流程等完成信令消息的查看。
2.该软件能够设置硬件和软件故障，显示各种故障现象，排除故障。
虚拟仿真实训系统解决实施方案
大娱号虚拟仿真实训系统解决方案 VSTATION HD（V1.0）前言近年来,由于信息技术的快速发展与国家教育部门的大力提倡,虚拟仿真实训在高职教育中开始得到广泛的应用,成为实训教学重要的组成部分和提高教学质量的重要手段。
虚拟仿真技术是将多媒体技术、虚拟现实技术与网络通信技术等信息技术进行集成,构建一个与现实世界的物体和环境相同或相似的虚拟教学环境,并通过虚拟环境集成与控制为数众多的实体,构成一个虚拟仿真教学系统。
虚拟仿真教学技术以提高学生的技能水平为核心,具有多感知性、沉浸性、交互性、构想性等特点。
这些特点有益于教师的实训教学和学生专业核心技能的训练,为解决职业教育面临的实训难、实习难和就业难等问题开辟了一条新思路。
目前,高职院校很多专业,如外语教学、旅游专业、数控技术、焊接技术、机电技术、食品加工、服装设计等专业都引入了虚拟仿真实训教学方式。
虚拟仿真实训教学，已经逐渐成为高职院校教学变革的一种有效手段。
目录前言 (2)一、总体需求分析 (4)1．1 “情景”的定义： (4)1．2 为什么要在教学中使用“虚拟仿真实训系统”？ (5)1．3 根据教学建设，用户需求归纳如下： (6)二、设计原则 (7)三、大娱号虚拟仿真实训系统概述 (8)四、大娱号虚拟仿真实训系统系统运行原理示意图： (10)五、大娱号虚拟仿真实训系统构成及特点 (11)六、与教材同步完备的虚拟场景库 (16)七、大娱号虚拟仿真实训系统构成及特点 (18)八、大娱号虚拟仿真实训系统配置与指标 (20)九、系统技术支持及服务 (22)一、总体需求分析通过运用学语言，已经为越来越多的教师认同。
学习者必须通过“用语言”才能真正掌握语言。
让学生置身于真实的交际情景中，让学生使用语言进行交际。
而真正的交际应该是互动的。
当一方发出信息后，另一方根据上下文进行意义协商，作出反馈，他可以表示支持、进行反驳或提出疑问，然后接受方对反馈意见再进行意义协商，作出回应，双方如此反复交流，形成互动。
虚拟仿真评分体系
虚拟仿真评分体系虚拟仿真实验教学项目评价1、项目特色1.1、思想性、科学性、高阶性（10分）坚持立德树人，将思想政治教育内化为项目内容，弘扬社会主义核心价值观;能培养学生解决复杂问题的综合能力和高级思维，内容反映前沿性和时代性。
(若存在思想性或较严重的科学性问题，请在否决性指标处勾选，该项目此次评审为 0 分。
)1.2、创新性与特色优势（10分）利用现代信息技术以虚促实,有效拓展与延伸实验教学的内容与宽度，教学形式呈现先进性和互动性,学习结果具有探究性和个性化。
1.3、需求导向的引领性与挑战度（10分）能紧密结合学科与专业的发展和人才培养，具备教学研究基础，有一定难度，提升学生综合运用知识解诀问题的实际能力，提高学生的构想能力，加深学生的认识水平，启发学生的创造性思维。
2、实验内容2.1、实验目的、实验原理（10分）实验设计体现时代性，能清晰地描述本实验想要验证的各种假设、设想、理论的正确性、可行性，以及能精准地表述实验所涉，及到的原理和知识点。
2.2、实验核心要素仿真度（10分）项目的仿真度着力于还原真实实验的教学要求、实验原理、知识点或知识体系，将实际的实验教学过程,通过数学建模呈现在虚拟仿真系统中。
学生根据不同的实验条件和参数，通过虚拟仿真推演来展现各种理论各种实验过程，快速通过虚拟仿真学习到相关知识点，并同时可以高效的进行反复虚拟实验和论证，帮助验证课堂上所学的理论知识或探究理论知识。
杜绝单纯视频片断的串联或仅是动画播放。
2.3、在线实验支持服务及考核要求（10分）提供在线学习、在线答疑讨论、在线测试等支持服务，明确合理的考核方式与要求。
10 分2.4、教学系统的易用性、开放性（10分）具备响应速度快、用户体验良好、兼容性强、移动端应用、进程还原加载等特点。
项目场景还原画面品质高，能使学生产生“身临其境”的感觉，包括实验空间、实验装置、实验过程、实验现象等视、听、触等多感觉的拟真呈现。
系统应对每一步的实验步骤有数据验证和结果反馈，对非标准化路径操作提供基于大数据智能算法的反馈机制。
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三、系统设计思路
（四）模拟折叠纸盒的运行结果：运行纸盒的虚拟设计系统， 输入纸盒尺寸，设计系统即显示用户所需尺寸的折叠纸盒，然 后通过控制纸盒旋转成型。见图三。
四、系统应用于教学中的优势
（一）发展课堂教学，在信息展示本 （四）促进数字化校园的建设
WINFUND TECHNOLOGY
虚拟仿真教学系统
目录
一．合作背景与意义
二．系统功能及特点
三．系统设计思路 四．系统应用于教学中的优势
一、合作背景与意义
（一）传统的包装教学过程限制学生接受知识的效率。 （二）数字化3D可视技术和虚拟交互技术促进教学应用革新。 （三）校企合作有利于高校和企业双方实现共赢。
三、系统设计思路
（二）模拟折叠纸盒立体成型过程：用时间传感器 节点设置一个时间轴，用变化方位的动态节点控制 体板的旋转，再通过节点将2者结合起来，使体板按 顺序折叠成型。见图二。
三、系统设计思路
（三）结构的参数化设计：由于不同物品对包装纸盒的尺寸要 求不一，所以每次改变尺寸都需要重新制作图纸，而采用参数 化设计，可以只用只做一次图纸，通过输入尺寸，控制纸盒大 小。 （四）模拟折叠纸盒的运行结果：运行纸盒的虚拟设计系统， 输入纸盒尺寸，设计系统即显示用户所需尺寸的折叠纸盒，然 后通过控制纸盒旋转成型。见图三。
Thanks all!
二、系统功能及特点
（一）便于操作的实时三维修改； （二）可视化材料编辑功能； （三）三维立体文件输出功能；
三、系统设计思路
（一）结构设计：可以一改传统的平面设计方式， 而用立体结构来表示纸盒的每一块体板，见图1，将 纸板厚度表现在盒型的平面结构中，更真实地反应 纸盒的设计尺寸、成型过程和展示效果。同时，利 用参数化设计，通过技术实现与用户的实时交互。