某大学虚拟仿真实验平台的设计与应用研究
虚实结合仿真实训平台的建设与实践
2023年1月第2期Jan. 2023No.2教育教学论坛EDUCATION AND TEACHING FORUM虚实结合仿真实训平台的建设与实践张乃龙（北京工业大学 材料与制造学部，北京 100124）［摘 要］ 为适应新工科建设的要求，加强学生综合工程能力培养，解决实践资源不足的问题，结合智能制造专业建设要求，搭建了虚实结合仿真实训平台应用于专业课程群的实践教学。
基于机械工程系统基本设计流程，构建课程群综合设计能力实训平台，把机械原理、机械设计、机械控制和创新方法实践等课程实践相贯通进行方案设计、结构设计和控制系统设计，建立虚拟设备模型、实物样机和控制系统相结合进行控制仿真验证的虚实仿真训练模式。
实践表明，虚实结合使实训内容多样化，机械系统设计的一线式实训更接近于实际，提高了学生的参与积极性，有助于提升学生的创新能力和解决复杂工程问题的能力。
［关键词］ 虚拟仿真；实践训练；虚实结合；能力培养［基金项目］ 2019年度北京工业大学教育教学研究课题（K2019ID003）［作者简介］ 张乃龙（1976—），男，山东临沂人，博士，北京工业大学材料与制造学部高级实验师，主要从事数字化设计研究。
［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2023）02-0109-04 ［收稿日期］ 2022-03-18近年来，随着工程教育中新工科建设的快速开展和工程教育专业认证工作的不断推进，国内各高校在机械工程专业的教学中越来越强调对学生创新能力和解决复杂工程问题能力的培养［1］。
创新能力和工程能力的培养离不开科学的实践教学体系和完善的校内外实验基地建设［2］。
面对场地限制和设备安全问题，各类仿真软件的使用为解决课程实践问题提供了可选的手段。
当前虚拟仿真平台在各类课程中已得到广泛应用，虚拟样机及计算分析软件在机械原理类课程［3］、三维建模软件在机械设计类课程中都已普遍开展应用训练［4-5］，电工电子和PLC课程也通过仿真软件实现了实训多样化［6-7］。
高校虚拟仿真实验平台的设计与开发
高校虚拟仿真实验平台的设计与开发随着信息技术的快速发展和互联网的普及应用，高校教育也在不断进行改革与创新。
其中，虚拟仿真实验平台的设计与开发在高校教育中扮演着重要的角色。
本文将探讨高校虚拟仿真实验平台的设计与开发，包括其意义、设计原则和开发过程。
一、高校虚拟仿真实验平台的意义虚拟仿真实验平台是指通过计算机和相关软件技术，模拟真实环境中的实验过程和操作，使学生能够在虚拟环境中进行安全、高效、灵活的实验学习。
高校虚拟仿真实验平台的意义主要体现在以下几个方面：1. 实验资源丰富：虚拟仿真实验平台可以利用计算机模拟各种实验环境和场景，提供丰富的实验资源，避免了传统实验室的资源限制和设备磨损问题。
2. 安全性与实效性：虚拟仿真实验平台大大降低了实验操作中的安全风险，避免了实验事故的发生。
同时，实验过程中可以根据学生的学习进度和实际需要进行调整和优化，提高实验效果。
3. 自主学习和迭代：虚拟仿真实验平台可以提供学生自主选择实验项目、自主设置实验参数和自主完成实验的机会，培养学生的创新能力和解决问题的能力。
4. 教学资源共享：虚拟仿真实验平台可以将实验资源进行共享和开放，提高教学资源的利用效率，促进教学研究的合作与交流。
二、高校虚拟仿真实验平台设计的原则高校虚拟仿真实验平台的设计是关键，下面是一些设计原则可以参考：1. 用户体验为中心：设计虚拟仿真实验平台时，要以学生为中心，注重用户体验，使界面友好、操作简单、功能齐全，尽量减少学生的学习曲线。
2. 多元化实验模式：虚拟仿真实验平台应该提供多种实验模式，包括模拟实验、虚拟实验和实物实验，并根据不同学科和实验需求提供相应的实验模式。
3. 提供丰富的实验资源：虚拟仿真实验平台应该提供丰富的实验资源，包括各种实验场景、设备和实验数据，以满足学生不同层次和学科的需求。
4. 支持教师管理和评估：虚拟仿真实验平台应该提供教师管理工具，包括学生实验记录和成绩管理，以及学生实验数据的分析和评估功能，方便教师对学生的学习情况进行监控和评价。
智能感知与普适计算虚拟仿真实验平台设计与应用
实 验 技 术 与 管 理 第38卷 第10期 2021年10月Experimental Technology and Management Vol.38 No.10 Oct. 2021收稿日期: 2021-02-07 修改日期：2021-03-10基金项目: 国家杰出青年科学基金（62025205）；国家自然科学基金（61960206008，62002292，61902320）作者简介: 郭斌，（1980—），男，山西太原，博士，教授，智能感知与计算工信部重点实验室副主任，主要从事普适计算、群智感知计算和大数据智能等方面研究，guob@ 。
引文格式: 郭斌，刘佳琪，於志文，等. 智能感知与普适计算虚拟仿真实验平台设计与应用[J]. 实验技术与管理, 2021, 38(10): 134-139. Cite this article: GUO B, LIU J Q, YU Z W, et al. Design and application of virtual simulation experimental platform for intelligent sensing and pervasive computing[J]. Experimental Technology and Management, 2021, 38(10): 134-139. (in Chinese)ISSN 1002-4956 CN11-2034/TDOI: 10.16791/ki.sjg.2021.10.025智能感知与普适计算虚拟仿真实验平台设计与应用郭 斌，刘佳琪，於志文，梁韵基，王 柱，王 亮（西北工业大学 计算机学院，陕西 西安 710129）摘 要：针对智能感知与普适计算教学过程中理论知识与业务场景结合困难的问题，设计和搭建了智能感知与普适计算虚拟仿真平台。
该平台旨在培养学生的国家安全和国防建设意识以及基于前沿智能感知技术的创新能力。
高校虚拟仿真实验管理与共享平台存在问题浅析
高校虚拟仿真实验管理与共享平台存在问题浅析1. 引言1.1 背景介绍高校虚拟仿真实验管理与共享平台是当前教育领域中一个备受关注的话题。
随着信息技术的不断发展和普及，高校虚拟仿真实验已经成为高等教育教学中不可或缺的一部分。
与传统实验相比，虚拟仿真实验具有成本低、安全性高、资源共享等优势，受到越来越多高校的重视和应用。
虚拟仿真实验管理与共享平台作为支持虚拟仿真实验的基础设施，在高校教学和科研中发挥着重要作用。
在实际应用过程中，也面临着一些问题和挑战。
对于高校而言，如何有效管理虚拟仿真实验资源、提高资源利用效率，并且如何构建一个安全、便捷、高效的共享平台，是当前亟待解决的问题。
本文将通过对高校虚拟仿真实验管理与共享平台存在问题的分析，探讨产生问题的原因，并提出相应的改进建议，希望能够为高校虚拟仿真实验管理与共享平台的提升提供一些参考。
1.2 研究目的高校虚拟仿真实验管理与共享平台存在问题浅析引言本文旨在深入探讨高校虚拟仿真实验管理与共享平台存在的问题，并提出相应的改进建议，以期为高校虚拟仿真实验平台的发展提供参考。
通过对当前高校虚拟仿真实验平台存在的资源整合不够全面、平台安全性不足、缺乏标准化管理、使用门槛较高、缺乏有效的激励机制等问题进行分析，可以更好地认识当前虚拟仿真实验平台存在的瓶颈和不足之处，从而提出有效的改进措施。
通过本次研究，旨在为高校虚拟仿真实验管理与共享平台的发展提供理论支撑和实践指导，推动该领域的持续健康发展。
1.3 研究意义高校虚拟仿真实验管理与共享平台的建设和发展，对于提升高校教学实验水平、促进教学科研一体化、推动教学改革和创新具有重要意义。
通过建设虚拟仿真实验平台，可以有效弥补高校实验设备和资源不足的问题，提高实验教学的质量和效果。
虚拟仿真实验平台可以拓展学生的实践能力和创新思维，培养学生的动手能力和实践能力，促进学生科学素养和综合素质的提高。
通过共享平台，可以加强高校之间的教学资源共享和交流合作，促进教育资源的优化配置，推动高校教育教学的均衡发展。
建设虚拟仿真实验平台的意义及内容分析
建设虚拟仿真实验平台的意义及内容分析在素质教育背景下，师范大学已被提出全新的要求，构建“信息化、智能化”教学环境势在必行。
师范大学要结合实验教学内涵、内容等，科学建设虚拟仿真实验平台，有效整合实验教学资源，优化实验教学方法、手段，提高实验教学有效性。
因此，本文从不同角度入手客观分析了建设虚拟仿真实验平台的意义及内容。
标签：建设;虚拟仿真实验平台;意义;内容;分析在新形势下，传统教学模式已无法满足师范大学教学客观要求。
师范大学要客观分析专业实验教学中存在的问题，借助信息化手段，构建合理化的虚拟仿真实验平台，有效弥补传统教学缺陷，促使“理论、实践”教学巧妙融合，科学培养学生综合素养，成为新时期所需的高水平专业人才。
一、建设虚拟仿真实验平台的意义1、丰富实验教学内容，优化实验教学形式师范教学注重“理论、实践”二者巧妙融合，实验操作是学生提高自身综合能力与素质的关键所在。
虚拟仿真实验平台的建设利于虚拟仿真软件、虚拟课堂二者巧妙融合，打破传统实验教学中的时空限制，实验教学更加直观、形象，丰富了实验教学内容，实验教学形式、实验教学环境得以优化，利于实验教学各环节顺利进行，实验教学目标顺利实现。
2、增加师生互动，提高学生技能在虚拟仿真实验平台作用下，课堂教学活动空间不断扩展，教师、学生间的互动明显增加。
学生可以根据自身各方面情况，章节知识掌握情况，优化利用课余时间，借助虚拟仿真实验平台，针对性学习理论知识，进行相关的实验操作，深层次理解复杂化的理论知识，有效软突破章节教学重难点。
教师可以借助虚拟仿真实验平台软件，随时了解学生学习各个知识点情况，准确把握不同层次学生学习中的问题点、兴趣点，有效和学生互动、交流，优化实验教学，便于学生更好地突破教学重难点，提高实验教学质量。
此外，虚拟仿真实验平台能够逼真的模拟全过程，在师生互动、交流中，学生可以优化利用所掌握的重难点知识，进行相关的实验操作，提高专业技能。
3、确保实验安全，降低实验成本在实验操作方面，某些实验操作具有污染等风险，在实验条件、实验操作者方面有着较高的要求。
外语类虚拟仿真实验教学项目的设计与实践研究以日语跨文化交际虚拟仿真项目为例
参考内容
一、引言
一、引言
随着科技的不断发展，虚拟仿真技术逐渐被应用于实验教学中。特别是在外 语领域，虚拟仿真实验教学项目对于提高学生的语言实际运用能力和跨文化交际 能力具有重要意义。本次演示以日语跨文化交际虚拟仿真项目为例，探讨外语类 虚拟仿真实验教学项目的设计与实践。
二、文献综述
二、文献综述
五、实验教学项目成果
2、成果展示：将学生的实验成果进行展示，以便于学生之间相互学习和交流， 同时也能提高学生的学习积极性和自信心。
五、实验教学项目成果
3、经济效益：通过实验教学项目申报和实践，积累教学资源和经验，为学院 和学校带来一定的经济效益。
六、结论
六、结论
本次演示通过对经管类虚拟仿真实验教学项目申报热点的分析，介绍了实验 教学项目的特点、申报和实施过程以及取得的成果等方面的内容。随着技术的不 断发展和应用，经管类虚拟仿真实验教学项目将会得到更广泛的应用和发展。未 来，我们应进一步探索虚拟仿真技术在实验教学中的应用，优化实验教学内容和 方法，以提高实验教学的效果和质量，培养更多的优秀经管类人才。
六、讨论
对于外语教学的启示，我们认为虚拟仿真项目可以作为传统教学的有益补充。 通过为学生提供更多的实践机会，帮助他们更好地理解和掌握目标语言及其文化。 同时，外语教师也需要技术的发展趋势，不断探索创新的教学方法，以更好地满 足学生的学习需求。
七、结论
七、结论
本研究通过深入探讨和实践应用，证明了日语跨文化交际虚拟仿真项目在外 语类虚拟仿真实验教学项目中的重要地位和作用。该虚拟仿真项目具有逼真的语 言实践场景，能够激发学生的学习兴趣和动力，提高学习效果，具有广阔的应用 前景。然而，还需要进一步完善相关功能和技术，以满足更多学生的学习需求。
虚拟仿真技术在教学实验系统中的应用研究
Ｋｅ ｗｏ ｄ ： ｒｕ ａｉ ； ｅ ｃ ｉｇ ａ ｄＥ ｐ ｒ ｎ ｓ ｍ； ｐ ｃ ｔ ｎ ｙ ｒ ｓＶｉ ａ ｒ ｌｔ Ｔ ａ ｈ ｎ ｎ ｘ ｅｉ ｔｌ ｅ ｙ ｍｅ ｔ ｙ ｔ Ａｐ ｌ ａ ｏ ｓ ｅ ｉ ｉ
摘 要 ：简要 介绍 了虚 拟仿 真技 术 ，描 述 了教 育 领域 中虚 拟 实验 的概念 ，构 建 了虚拟 仿 真教 学 实验 系统 的 结构模 型 ， 给 出 了微机 接 口电路 教 学 实验 系统的 虚拟仿 真设 计 实例 ，指 出虚 拟仿 真技 术在 教 学 实验 系统 应 用 中需要 注 意的 问题 。 关键词 ：虚拟仿 真 ；教 学 实验 系统 ；应 用 中图分类 号 ：Ｔ ３ １ 文 献标识 码 ：Ａ Ｐ９． ９ 文章 编 号 ：１０－ ５９ （ ００） ０— １８ Ｏ ０７ ９９ ２１ ５ ０７ 一 １
计算机 光盘软 件 与应用
计 算机教学 与教 育信息化 Ｃ ｍ ｕ ｅ Ｄ Ｓ ｆ ｗ ｒ ｎ ｐ ｌｃ ｔｏ ｓ ｏｐ ｔｒ Ｃ ｏ ｔ ａ ｅ ａ ｄＡ ｐ ｉ ａ ｉｎ ２１ ０ ０年第 ５ 期
虚拟仿真技术在教学实验系统中的应用研究
单 增 郎 杰 （ 西北民族 大学数 学与计算机科 学学院 ，兰州 ７ ００ ３０ ０）
Ａｐ ｉａ ｉ ｎ ｏ ａ ｈｉ ｐｌｃ ｔｏ ｆＴｅ ｃ ｎｇ＆ Ｅｘ ｒｍ ｅ ｓｅ ｎ Ｖｉｔ ｌ ａ ｉｙ ｐｅ ｉ ｎｔＳｙ ｔ ｍ ｉ ｒ ｕａ Ｒｅ ｌｔ
Ｓ ａ ｚ ｎ Ｌ ｎ ｊ ｈ ｎ ｅ ｇ ｉ ｇｉ ａ ｅ （ ｏｔｗ ｓ Ｕ ｉ ｒｉ ｒ ａｉｎ ｌ ｅ ， ｔｅ ｔ ｓａ ｄＣ ｍｐ ｔ ｒ ｃ ｎ ｅＣ ｌ ｇ ，ａ ｚ ｏ ７ ０ ０ ， ｉａ Ｎ ｒ ｅ ｔ ｎ ｅｓ ｙ ｏ ｔ ａｉ ｓ ｈ ｖ ｔ ｆ Ｎ ｏ ｔ Ｍａｈ ｍａｉ ｎ ｏ ｕｅ ｉ ｃ ｏｌ ｅＬ ｎ ｈ ｕ ３ ０ ０Ｃｈ ） ｉ ｃ Ｓ ｅ ｅ ｎ
高校虚拟仿真实验教学平台的探索与实践——以“特殊儿童教育与康复”实验教学平台为例
现代特殊教育(高等教育研究)Journal of Modern Special Education ( Research in Higher Education)2020年第22期22nd Issue 2020高校虚拟仿真实验教学平台的探索与实践——以“特殊儿童教育与康复”实验教学平台为例何侃****江苏省高等教育教改重点课题“特殊儿童康复虚拟仿真实验教学资源共建共享与协同创新研究"（2017JSJG458）研究成 果、江苏省“教育学”重点建设学科阶段性成果、江苏高校品牌建设T.程项目（教育康复学专业）建设成果。
**何侃，硕士，教授;研究方向：特殊儿童心理.教育与康复，残疾人事业发展.E-mail ：952729825@ ;（南京特殊教育师范学院康复科学学院南京210038）［摘要］虚拟仿真实验教学是现代信息技术与高等教育深度契合，以高质量实验教学助推高等教育教学变轨超车的内生变量，不仅是未来实验教学改革的趋势，也是创新人才培养模式与提升高等教育质量的重要手段。
建设虚 拟仿真实验教学平台，是高校应用型人才培养的需要,是与现代信息技术深度融合的产物，新时期应用型特殊教育教师专业实践能力培养面临诸多困境与挑战，通过舟虚拟仿真技术与特殊教育专业知识有机结合，精心设计实验教学的 方案、内容、过程，构建“特殊儿童教育与康复”虚拟仿真实验教学平台，在新时代推进人才培养创新和高等教育课程教学改革等方面将发挥更大作用［关键词］虚拟仿真；实验教学平台；特殊教育；教育康复学［中图分类号］G760—、前言顺应信息技术发展和高等教育实验教学发展的新要求，为弥补真实实验在实验条件、实验成本、 交互性与安全性等方面的不足，虚拟仿真实验教学 在高等教育教学中的应用日渐增多1。
从师范类特殊教育领域的人才培养来看，特殊儿童教育与康 复综合实训一直是传统教学中的薄弱环节。
在传统教学方式中，教师常采用文字呈现或角色模拟方式进行综合实训。
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某大学虚拟仿真实验平台的设计与应
用研究
1.引言
随着科技的发展和教育的改革，虚拟仿真技术在高等教育中的应用越来越重要。
某大学为了提高学生的实践能力和创新意识，决定开发一个虚拟仿真实验平台。
本文旨在探讨该虚拟仿真实验平台的设计与应用研究。
2.设计目标
虚拟仿真实验平台的设计目标主要包括：提供真实的实验环境，提供多样化的实验内容，提供实验过程的交互性和可视化，以及提供学生自主学习的机会。
3.平台结构
某大学虚拟仿真实验平台主要包括三个模块：用户管理模块、实验资源管理模块和实验操作模块。
用户管理模块用于管理用户的注册、登录和权限控制等；实验资源管理模块用于管理实验的设计、上传和共享等；实验操作模块是学生进行实验操作和数据分析的主要界面。
4.平台特点
4.1 真实的实验环境
虚拟仿真实验平台通过高保真的虚拟环境设计，使得学生
能够在真实的场景中进行实验操作，增强实践能力和创新意识。
4.2 多样化的实验内容
平台提供了多样化的实验内容，涵盖了各个学科的实验项目，满足不同专业学生的需求。
同时，根据学生的实际操作情况和反馈，还可以及时更新和完善实验内容。
4.3 实验过程的交互性和可视化
平台设计了交互式的实验操作方式，使学生能够在虚拟环
境中与实验器材、实验材料进行互动。
同时，平台还提供了数据可视化的功能，帮助学生更好地理解实验过程和实验结果。
4.4 学生自主学习的机会
平台提供了学生自主选择实验内容和实验时间的机会，使
学生能够独立思考、自主探索和解决问题。
同时，平台还提供了与其他学生交流和合作的功能，促进学生之间的互动和学习。
5.应用研究
5.1 教学应用
虚拟仿真实验平台可以作为学校实验教学的有力补充。
学
生可以在实验班上进行实验前的预习和实验后的巩固，提高实验课程的效果和质量。
5.2 科学研究
虚拟仿真实验平台可以作为科学研究的工具，在不同领域
进行实验和模拟，帮助研究人员更好地理解现象和探索新的科学问题。
5.3 跨学科应用
虚拟仿真实验平台可以跨越不同学科的界限，将各种实验
资源整合在一个平台上。
学生可以通过平台学习不同学科的知识，培养跨学科的综合能力。
6.挑战与展望
在虚拟仿真实验平台的设计与应用研究中，仍然存在一些
挑战。
例如，平台的技术要求较高，需要保证稳定运行和可靠性；平台的内容要求不断更新和拓展，以适应学生学习的需求。
未来，随着虚拟仿真技术的进一步发展和教育改革的推进，某大学虚拟仿真实验平台将迎来更加广阔的应用前景。
我们有
信心，通过不断努力和创新，实现虚拟仿真技术在高等教育中的最大价值。
结论
本文对某大学虚拟仿真实验平台的设计与应用研究进行了探讨。
通过提供真实的实验环境、多样化的实验内容、交互性和可视化的实验过程，以及学生自主学习的机会，该平台能够有效提高学生的实践能力和创新意识。
同时，该平台在教学应用、科学研究和跨学科应用方面也具有广阔的前景。
尽管仍面临一些挑战，但通过不断努力和创新，虚拟仿真实验平台将在高等教育中发挥更大的作用。