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北京鐵道運輸虛擬仿真教育

來源: 發(fā)布時間:2023-07-11

虛擬仿真技術具有以下基本特性:虛幻性(Imagination)。即系統(tǒng)中的環(huán)境是虛幻的,是由人利用計算機等工具模擬出來的。既可以模擬客觀世界中以前存在過的或是現(xiàn)在真實存在的環(huán)境,也可模擬出客觀世界中當前并不存在的但將來可能出現(xiàn)的環(huán)境,還可模擬客觀世界中并不會存在的而只屬于人們幻想的環(huán)境。逼真性(reality):虛擬仿真系統(tǒng)的逼真性表現(xiàn)在兩個方面:一方面,虛擬環(huán)境給人的的各種感覺與所模擬的客觀世界非常相像,一切感覺都是那么逼真,如同在真實世界一樣;另一方面,當人以自然的行為作用于虛擬環(huán)境時,環(huán)境做出的反應也符合客觀世界的有關規(guī)律。如當給虛幻物體一個作用力,該物體的運動就會符合力學定律,會沿著力的方向產生相應的加速度;當它遇到障礙物時,會被阻擋。虛擬仿真實訓可以幫助教師實現(xiàn)精確輔導,提高教學質量。北京鐵道運輸虛擬仿真教育

高等教育中,幫助學生不斷提升自身的職業(yè)技能也是關鍵。傳統(tǒng)的培訓方式存在時間、地點和資源限制,難以滿足個體化和實踐性的需求。而隨著虛擬仿真技術的發(fā)展,虛擬仿真實訓成為提升職業(yè)技能的創(chuàng)新解決方案。虛擬仿真實訓通過模擬真實場景和情境,提供身臨其境的學習體驗。在企業(yè)培訓中,員工可以通過虛擬仿真平臺進行各種實際工作的模擬,從而培養(yǎng)相關技能和應對復雜情況的能力。無論是機械操作、工藝流程、危險情況應對還是溝通協(xié)作,虛擬仿真實訓都能夠提供高度還原的訓練環(huán)境,使學習者能夠在虛擬世界中安全地進行反復練習和調試。南京藥學虛擬仿真科學教育在虛擬仿真環(huán)境中,用戶可以進行多次模擬實驗,從而更好地理解各種情況和場景。

為了保證操作體驗的真實性,虛擬仿真實驗平臺根據(jù)實驗所用儀器設備的真實樣貌結合運用現(xiàn)代信息技術制作仿真資源(如模型、貼圖和動畫),高度還原實驗器材和儀器設備,保證了學生線上仿真練習和線下實驗操作的一致性,增強了學生實驗操作時的真實感和代入感。在虛擬仿真實驗設計過程中,著重把影響實驗的關鍵參數(shù)與測試結果的關聯(lián)性融入虛擬仿真軟件之中。學生在操作時既可以按照實驗講義步驟設置參數(shù),也可以任意調節(jié)實驗參數(shù)。對于每個關鍵參數(shù)的調整,虛擬仿真實驗系統(tǒng)都會智能地給予相應的反饋。因此,學生能夠通過這一設計來觀察不同實驗參數(shù)對實驗結果的影響,以此培養(yǎng)學生的科學探究意識,提升學生分析問題、解決問題的能力。

儀器分析虛擬仿真實驗教學的優(yōu)勢和意義:虛擬仿真技術由多種新興技術融合而成,具有沉浸性、交互性、虛幻性和逼真性4個基本特性。在虛擬仿真技術所模擬的實驗場景中,體驗者可生動逼真地模擬實驗操作,獲得真實的體驗感;同時,人和環(huán)境相互作用影響,虛擬環(huán)境還能夠對人的操作予以實時反饋,增強操作過程中的互動感受。將虛擬仿真技術引入儀器分析實驗課程中,這是實驗教學的一次深化變革,是對“智能+教育”人才培養(yǎng)模式的探索和推進。通過一種全新的呈現(xiàn)方式,把理論教學與實驗操作更好地融合在一起,不僅能夠激發(fā)學生的學習興趣,還能讓學生通過線上練習達到預習并熟悉實驗操作的效果,極大提升了實驗課的學習效率。因此,在儀器分析實驗課程教學中引入虛擬仿真技術十分必要。虛擬仿真訓練可以幫助企業(yè)改善工作流程和效率。

隨著科技的不斷進步,教育領域也迎來了一場變革。虛擬仿真實驗室作為一種創(chuàng)新的教育工具,正在改變傳統(tǒng)實體實驗室的局限性,為學生帶來全新的學習體驗和教育方式。它為學生們提供了一個跨越時空的實驗旅程,讓他們可以超越實體實驗室的限制,探索科學的奧秘。傳統(tǒng)的實體實驗室通常受到諸多限制,包括設備成本高昂、實驗條件有限、時間和空間限制等。然而,虛擬仿真實驗室通過虛擬現(xiàn)實技術,打破了這些限制,為學生提供了一個安全、便捷且具有高度互動性的學習環(huán)境。學生們只需穿戴VR設備,就可以身臨其境地參與各種實驗和操作,無需實際物理設備和實驗場地。虛擬仿真實訓可以讓學生在沒有時間限制的情況下進行反復實踐,迅速提高技能水平。長沙全息交互虛擬仿真培訓

虛擬仿真訓練可以提高學習者的判斷力和決策力。北京鐵道運輸虛擬仿真教育

虛擬仿真技術主要具備以下三個特性:沉浸性(Immersion)、交互性(Interaction)、構想性(Imagination),又稱“3I”特性。這樣的說法很早是由美國科學家G·Burdea和P·Coiffet在2007年前發(fā)表的《虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)及應用》一文中提出。沉浸性和交互性是虛擬仿真技術的中心元素,可以使使用者置身于逼真的虛擬環(huán)境中,以獲得“沉浸感”,進行“交互活動”。而構想性,現(xiàn)在多被稱為“自主性”則是表達了虛擬仿真技術的操作依靠著個人的思維意識和認知創(chuàng)造。在運用虛擬仿真技術的過程中,人們可以通過對所得到的反饋信息來進行邏輯判斷、推理等思維活動,對此操作可能會出現(xiàn)的問題、現(xiàn)象或者未來事物的發(fā)展進行合理的預測。這樣有助于使用者更好地掌握實驗背后的原理和規(guī)律,獲取到更多的知識。北京鐵道運輸虛擬仿真教育

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