虚拟仿真实验教学管理与共享平台

发布时间:2016-05-20浏览次数:

  依托湘潭大学校园网,搭建一种多层次弹性可分的虚拟仿真实验教学云平台。突破传统实验教学中的时间和空间约束,使学生可以在任何时间、任何地点开展虚拟仿真实验,体现教学平台的统一、开放、创新、可扩充、可配置,跨区域共享的鲜明特色。

  力学与工程面向的研究对象非常复杂且领域非常宽广,既要重视基本问题的解决,又要面向具体的工程对象,解决新的问题。为解决这些复杂体系的虚拟实验教学问题,既要重视力学基础的培养,又要重视虚拟仿真技术在现代复杂工程问题中的应用。根据力学与工程虚拟仿真教学中心面对的教学内容的复杂性,采取以点带面的培养模式,即建立丰富的工程虚拟仿真实验项目,教学中根据课程的性质,引入满足教学需求的虚拟仿真实验项目。

  (1)重视原理性实验项目的开发

  在基础力学问题中,利用软件开发原理性实验教学项目。例如,理论力学仿真实验比较注重培养学生对力学原理的掌握,设计简洁的人机交互操作界面,展示力学方程的推导过程,再用图形手段再现实验过程,完整的实验项目内容加深了学生对力学基础问题的理解和认知,克服了枯燥难学的理论关,教学效果显著。

  (2)重视复杂工程问题虚拟仿真实验项目的开发

  基于数值计算专业软件,针对工程中大量出现的问题设计合理的教学案例,培养和拓展学生解决实际问题的能力。例如,在工程结构分析中,既有工程基本结构和工程基本问题的虚拟实验项目,又有基于科研转化而来的针对复杂工程问题的虚拟实验项目。

  (3)重视专业化3D虚拟场景式实验项目的应用

  特定行业的工程对象中,专业背景非常复杂,引入了3D技术搭建的满足现场教学需求的虚拟场景式仿真平台,能更好地提高教学和培养的效率。例如3D隧道虚拟场景蕴含丰富的内涵和极大的数据量,对学生认知工程实际复杂问题提供了有效手段。

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  图26 虚拟仿真实验教学平台功能运作示意图

  为支撑这些实验项目的开出,学校网络信息平台给予了大力支持,目前所有虚拟仿真项目可以实现网络化教学与管理。教师和学生均可不受限制地利用这些教学资源完成“教”与“学”的培养过程。