以3D虚拟仿真技术推进高职院校教学实训改革的研究
- 格式:pdf
- 大小:965.42 KB
- 文档页数:1
课程教育研究Course Education Research 2018年第29期1.引言应用统计学是一门从实际问题的解决中发展出来的学科,它从实际问题的求解中总结归纳出方法,用于分析处理各种统计数据,被广泛用于各个领域,以助于做出准确的判断、合理的决策。
这使得应用统计成为众多高等院校设置的基础课程之一,统计课程的教学工作者也在不断探索该课程的建设与教学改革[1-3],但少有针对外语专业学生开设统计课程教学的探讨。
本文是在已完成应用型本科的应用统计课程教学内容改革[4],外语专业应用统计课程教学的探索孙晓坤(大连理工大学城市学院基础教学部辽宁大连116600)【摘要】本文从应用技术型本科院校外语专业学生的特点入手,结合社会对人才能力的需求,分析了针对外语专业学生进行统计课程教学的必要性,并对教学内容做出相应调整,于教学方法中加大直观教学的比例,提升外语专业学生综合素养和实际应用能力。
【关键词】应用统计外语专业学生直观的教学法实际应用能力【中图分类号】G642【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2018)29-0232-02考索·探微1.虚拟仿真技术与虚拟仿真实训室虚拟仿真技术是一种人机交互技术,它的主要特征为具有较强的构想性、感知性、沉浸性、交互性和真实性,通过使用仿真技术、立体显示技术、网络技术、人机交互技术、传感器技术、多媒体技术以及计算机图形技术来模拟现实环境,对人的所有感知系统行为进行高效模拟[1]。
虚拟仿真实训室是虚拟仿真技术应用研究的重要载体,在教育领域具有极高的应用价值,除了可以辅助高校的科研工作,在实验实训教学方面具有利用率高,维护费用低,更新周期短等优点。
2.传统实训教学的不足与虚拟仿真技术解决方案(1)操作与实用性:目前高校实训基地的部分实训设备只能实现一些简单的功能操作,尤其是大型实训设备由于体积大、结构复杂、不宜移动等特殊原因,造成实训教学难度增高,实训设备位置高的地方学生无法操作,只能听老师讲解,抽象理解。
虚拟仿真教学系统在职业教育教学中的运用分析摘要:作为虚拟现实和系统仿真技术的结合,虚拟仿真教学系统在职业教育教学中的运用十分必要且完全可行。
它可以克服教学环境条件的局限性,让学习者在虚拟仿真环境中与实体进行互动,建立互动机制,提高学生感知和理解事物的能力。
通过开拓适用软件、加大研发投入等对策,能使虚拟仿真教学系统在远程教育中对传统学习模式进行改进和丰富,并有效提升学生的学习体验感。
关键词:虚拟仿真教学系统;职业教育;运用分析引言:随着计算机技术的不断发展,虚拟现实技术应用于教育教学实践已成为可能,对现代教育改革起到了重要推动作用。
虚拟仿真教学系统是虚拟现实技术在职业教育教学中应用的具体体现,具有一定的新生优势。
由于虚拟仿真系统在教学中的不可代替性,目前部分院校已开始尝试应用虚拟仿真教学系统实施教学,且成效显著。
1.职业教育采用虚拟仿真教学系统的必要性和特点1.1职业教育采用虚拟仿真教学系统的必要性第一,传统教学方法难以激发学生学习兴趣。
目前,主要使用传统教材和多媒体课件来传授理论和知识。
在信息井喷式更新的今天,传统的教学方式难以持续激发学生的学习兴趣,无法达到预期教学目标。
第二,教学器材和设施设备更新迭代较慢。
许多院校的教学设施设备不是市面上最新最常用的,不能满足教学更新的需要,由于一部分原因,很多配发或购置的教学设施设备需要一直使用到报废年限才能更新换代。
然而,实际生产单位的设备和技术日新月异,升级速度非常快。
因此,目前院校教育中使用的教学设施设备很难满足教育部提出的“基础设备保持公司同期生产设备水平,有一定进步”的要求。
第三,受限于单位要求和时间限制,学生实习无法动手实操。
职业教育应为除教学科研过程、学生授课过程以外的单位及科研机构提供全面的社会服务。
实际情况却是学生实践培训资源较少、限制多,学生在传统课堂实验和培训课程以外,能参与到单位和继续教育中的机会十分有限,利用虚拟仿真技术来辅助场景模拟可以克服时间和空间的限制,模拟实验过程中难以复刻的情景,真正做到情景真实还原和再现,符合职业教育“强烈场景感”的要求。
第1篇摘要:随着我国教育事业的不断发展,实践教学在高等教育中的地位日益凸显。
虚拟仿真实践教学作为一种新兴的实践教学方式,具有广阔的应用前景。
本文分析了虚拟仿真实践教学改革的必要性和可行性,提出了虚拟仿真实践教学改革的策略和措施,以期为我国高等教育实践教学改革提供参考。
一、引言实践教学是高等教育的重要组成部分,是培养学生创新能力和实践能力的重要途径。
近年来,随着科技的飞速发展,虚拟仿真技术逐渐应用于实践教学领域,为实践教学改革提供了新的思路和手段。
虚拟仿真实践教学具有以下优势:①降低实验成本;②提高实验安全性;③拓展实验范围;④提高实验效率。
因此,开展虚拟仿真实践教学改革具有重要的现实意义。
二、虚拟仿真实践教学改革的必要性1. 提高实践教学效果传统的实践教学方式存在诸多弊端,如实验设备昂贵、实验条件有限、实验安全性低等。
虚拟仿真实践教学可以克服这些弊端,提高实践教学效果。
2. 满足人才培养需求随着我国经济社会的发展,企业对人才的需求越来越高,对人才的实践能力和创新能力提出了更高的要求。
虚拟仿真实践教学可以培养学生的实践能力和创新能力,满足人才培养需求。
3. 促进实践教学改革虚拟仿真实践教学可以推动实践教学改革,优化实践教学体系,提高实践教学质量。
三、虚拟仿真实践教学改革的可行性1. 技术支持虚拟仿真技术已经取得了长足的发展,可以为虚拟仿真实践教学提供技术支持。
2. 政策支持我国政府高度重视虚拟仿真实践教学改革,出台了一系列政策支持虚拟仿真实践教学的发展。
3. 社会需求企业对虚拟仿真实践教学的需求不断增长,为虚拟仿真实践教学改革提供了广阔的市场空间。
四、虚拟仿真实践教学改革的策略和措施1. 构建虚拟仿真实践教学体系(1)优化课程设置:根据专业特点和人才培养目标,设置虚拟仿真实践教学课程,确保实践教学与理论教学相结合。
(2)制定实践教学大纲:明确虚拟仿真实践教学的目标、内容、方法和评价标准。
(3)开发虚拟仿真教学资源:利用虚拟仿真技术,开发丰富的教学资源,如虚拟实验、虚拟实训、虚拟仿真实验等。
虚拟仿真技术在高职机电一体化技术实验教学中的应用摘要:当前我国工程技术领域正在快速的发展过程中,同时也受到时代的影响,积极融入虚拟仿真技术。
尤其是近几年虚拟仿真技术的交互性、沉浸性、虚幻性以及逼真的特点,将其应用到实际教学当中有助于解决教学问题,尤其是对高职机电一体化技术实验教学,能更好地引导学生进行实践。
基于此,本文主要探讨虚拟仿真技术在高职机电一体化技术实验教学中的应用,以供教学参考。
关键词:虚拟仿真技术;高职机电;一体化技术;实验教学引言当下我国经济的快速发展带动了科技的进步,在教育改革不断深化的当下,虚拟仿真技术已经开始应用到高职院校的实际教育教学当中。
虚拟仿真技术对于高职院校的机电一体化专业来讲,能够更加生动和直接的展开教学,让学生更好地理解相关的理论内容。
但是目前虚拟仿真技术的应用还存在一定的问题,所以需要不断的进行研究和改进,以期能在实际教学中发挥价值和作用。
一、高职院校机电一体化专业实验实训教学的现状1.高职院校是为了培养技术型人才,但是出于自身的条件限制,所以学制比较短,课时的安排也十分紧张。
因此,给学生的实践课程时间并不够,尤其是对于机电一体化专业的学生来讲,学生没有充足的时间进行实操训练,所以能力很难提升,学习效果不佳[1]。
更何况高职院校的学生素质良莠不齐,部分学生在理论课程的学习上比较吃力,实践课程时间不够,所以导致学生最终的学习效果不理想。
2.高职院校在学生实训上面采用的是校内实训和校外实习两种渠道相结合的方式,但是这两种方式都存在一定的问题。
学校内部的实训基地除了学生上课期间一般是不开放的,而在实验教学的过程中通常教师的讲解就需要占据很大的一部分时间,所以学生的实操时间并不多。
而校外虽然有一定的实习机会,但一般情况下都是在教师的带领下进行观看,从企业的设备维护的角度来看,很少有学生实操的机会,所以学生不能得到锻炼。
3.高职院校的教学条件的好坏取决于院校投入的经费多少,机电设备与其他专业设备相比,在运行的过程中很容易损坏,而且维修的费用也比较高,给学生开展实训课程内容要耗费非常多的材料,需要学校不断投入大量的资金作为支撑。
虚拟仿真技术在高职实践教学中的应用研究作者:林春蕾来源:《中小企业管理与科技·上中下旬刊》 2014年第1期林春蕾(浙江广厦建设职业技术学院)摘要院本文介绍了虚拟现实仿真技术在高职实践教学中的研究现状、研究意义,重点阐述了利用虚拟现实仿真技术进行虚拟设计、虚拟制造、虚拟装配等实践教学中的应用研究,对开创全新的高职学习场景,提供崭新的教学手段及丰富实践教学内容,可提供一定的借鉴作用。
关键词院虚拟现实仿真技术虚拟实训室实践教学应用研究1 概述1.1 虚拟现实仿真技术在高职实践教学中的研究现状虚拟现实是人们通过计算机对复杂数据进行可视化操作与交互的一种全新方式,与传统的人机界面以及流行的视窗操作相比,虚拟现实在技术、思想上有了质的飞跃[1]。
虚拟现实仿真技术目前在国内外发展较快,广泛应用于高校实践教学、企业生产加工、医学研究、军事等领域,美国的虚拟现实仿真技术代表着行业领先水平[2]。
我国许多高校和研究机构也已经利用虚拟现实仿真技术,开展教学和实验实训方面研究与开发,广泛应用于高校的实践教学,将会对其教学模式改革起到极大推动作用[3]。
国内的一些高职院校,将仿真技术软件广泛应用于三维造型设计、数控模拟加工等实践教学环节,收到了较好的教学效果。
1.2 虚拟现实仿真技术在高职实践教学中应用研究的意义利用虚拟现实仿真技术构建一个虚拟的实训场所和学习场景,可减少高职院校因实训设备不足而产生的影响因素。
通过进一步整合教学资源,提高实训设备的利用率,提高学生学知识、练技能的浓厚兴趣,提高实践教学效果和学生的实践应用能力,具有深远的意义。
2 虚拟现实仿真技术在高职实践教学中的研究内容2.1 虚拟现实仿真技术进行虚拟设计实践教学的应用研究传统设计是设计者根据产品用户的需要,将所设计产品的结构通过图纸表现出来,经过计算或者经验认证后,再投入生产试制中进一步检验其结构设计的正确性与合理性。
而虚拟现实仿真技术在实践教学应用研究中主要体现在以下几个方面:2.1.1 利用虚拟现实仿真技术开展UGCAD 模块实践教学的应用研究对于工业用户,EON Professional 带有高端的CAD和3D 数据格式转换模块,它通过优化,快捷地把各种CAD 和3D 数据转换成EON 格式。
高职院校虚拟仿真实训教学软件的开发与应用研究随着信息技术的发展,虚拟仿真技术在教育领域的应用越来越广泛。
特别是在高职院校的实训教学中,虚拟仿真实训教学软件成为了一种重要的教学工具。
本文将就高职院校虚拟仿真实训教学软件的开发与应用进行研究,探讨虚拟仿真实训教学软件在高职院校的教育教学中的作用和价值。
一、虚拟仿真实训教学软件的开发1. 技术平台的选择虚拟仿真实训教学软件的开发首先要选择合适的技术平台。
通常情况下,虚拟仿真实训教学软件的开发可采用Unity3D、Unreal Engine等游戏引擎技术,这些技术平台能够提供相对成熟的虚拟仿真解决方案,并且具有良好的用户界面和操作体验,便于教师和学生使用。
2. 模型建模与场景设计在虚拟仿真实训教学软件的开发中,模型建模和场景设计是至关重要的环节。
开发者需要根据实际实训需求,设计并建立相应的模型和场景,以实现对实训内容的准确再现。
这一过程需要具备一定的美术设计和建模技术,并且对相关领域的知识要有一定的了解。
3. 功能开发和程序编码虚拟仿真实训教学软件的开发还需要进行功能开发和程序编码。
开发者需要根据实训内容和教学需求,设计并实现软件的功能模块和交互逻辑,同时保证软件的稳定性和流畅性。
这一过程需要具备较强的编程技术和逻辑思维能力。
4. 用户体验和优化在虚拟仿真实训教学软件的开发过程中,还需要对用户体验进行优化。
开发者可以通过引入虚拟现实(VR)和增强现实(AR)等新兴技术,提升软件的沉浸感和真实感。
开发者还需要对软件进行性能优化,确保软件能够在各种硬件平台上稳定运行。
1. 实训内容再现虚拟仿真实训教学软件的最主要作用就是能够再现实训内容。
通过虚拟仿真技术,学生可以在虚拟环境中进行实际操作和练习,而不会受到实际环境和设备的限制。
这种再现性能够有效提高学生的学习效率,同时确保实训内容的准确性和安全性。
2. 操作模拟和技能培训虚拟仿真实训教学软件还能够提供操作模拟和技能培训。
13D 仿真教学实训的意义1.1构建仿真模拟环境
利用3D 仿真技术构建技能训练所需要的真实环境、真实工艺、真实工具等。
学生可以利用计算机对各单元操作的装置及产品生产的设备进行不同的仿真操作,产生与实际使用化工实验装置进行现场操作实验相同的结果,同样可以达到真实实验的效果。
1.2全面降低实训安全风险
仿真实训系统为学生提供了一个良好的、安全的实训平台,进行仿真实训完全没有心理负担。
对操作错误进行知识库化,及时更正并汲取教训,减少实操中错误操作造成的严重后果。
1.3为“双证书”服务
提高学生整体操作水平,提升职业院校毕业生“双证书”的含金量,打通行业企业与教育界的无形壁垒为指向,以形成职业教学(知识点)与企业典型工作任务(技能点)匹配、校企“双主体”育人机制。
2校企合作的建设模式
3D 仿真教学平台融合了各种新潮的信息化技术。
如果高校来独立研发,将对面临“巧妇难为无米之炊”,所以学校应该借助第三方力量。
在坚持自主版权的前提下,采取校企合作的建设思路,即“采购通用平台,合作开发课模板程,自主研发特色课程”。
该决策的依据是借助专业IT 公司的技术力量和项目组织能力,能够开发出专业级的应用软件。
实践证明,院校的教学设计与优秀IT 企业的实现技术有机结合,是研发优秀虚拟仿真资源的捷径。
虚拟仿真教学软件的研制过程一定要与相关企业紧密合作,需要行业专家、教学专家和软件制作专家三方合作。
通过校企合作的建设模式,搭建一个适合本校的仿真实训平台,培养一批能够从事仿真课程设计的教师团队,培养一批能够对平台进行二次开发的、建模、编程的开发团队,保证3D 仿真课程的可持续发展。
3平台设计3.1平台设计
3D 仿真教学平台是基于仿真技术在教学领域的应用而研发,通过针对性的对某个教学领域的相关零部件和组装技术以及实操培训进行完全的仿真建设,并最终通过Web 的形式展示给用户使用。
可以让教师通过平台形象地完成授课和指导,让学生能直观地完成相关实操和理论学习。
另外,提供了在线培训和考核平台,可以根据3D 仿真的内容完成培训任务的分发和检查以及对学生的学习情况考核。
平台支持接入市面主流建模工具的模型文件,并通过内置转换引擎实现转换至平台内进行设计,还提供了大量的模型库和建模工具,可以根据学校的需求实现其他课程或专业的3D 仿真(见图1)。
3.2课程设计的难点
在3D 仿真实现的过程中,过程的多变性和结果的不可预料性是实现的难点之一。
目的就是为了让学生能尽量多地掌握实验过程中各种操作所带来的结果和影响,可通过以如下设计方式进行:
3.2.1业务分层设计
从职能分工上,将项目参与人员分为专业技术人员和仿真实现人员。
专业技术人员包括行业专家、专人教师、企业工程技术人员。
专业技术人员对整个操作流程进行步骤分解,将其分解成
若干个步骤,然后仿真
实现人员对每个步骤进行实现,也对每个步骤中支持的所有操作行为进行实现。
3.2.2对结果分类实现设计
设计使用可见结果和不可见结果两种方式来进行分类。
当其累计的操作满足任意结果所设定的条件时,即刻触发结果;如果不满足条件,则提示学生实验失败,但不即刻提示失败的原因和结果,而是要求学生通过选择某种操作(例如探查气味、查验酸碱度、称量、测量浓度、成分分析等)来获知结果,由学生根据正确参考结果来判断其失败的原因,达到以实验学习的目的。
3.3关键技术
3D 仿真技术涉及多种信息技术,有编程技术、流媒体技术、动画技术和3D 建模技术等。
对3D 仿真而言主要的关键技术有:3.3.13D 建模技术
是通过三维制作软件通过虚拟三维空间构建出具有三维数据的模型,满足实训环境下各种实训资源的模型需求。
代表软件有:SOLIDWORKS、Maya、3DS max 等。
3.3.23D 编程技术
是通过编写程序绘制三维物体模型,并实现对模型的控制,如移动、旋转、缩放等操作。
目前市场上主流的开发工具有Unity3D,它是由Unity Technologies 开发,是一个能够轻松创建诸如三维视频游戏、建筑可视化、实时三维动画等类型互动内容的多平台的综合型3D 仿真开发工具,并支持三种不同的脚本语言:JavaScript、C#和Boo。
43D 仿真教学实训的前景
利用3D 仿真利用三维、实时交互、属性提取等特征,将会极大促进教学实训的效果,改善了“实训成本高,效率低、资源消耗大、污染环境”等弊端。
随着教学理念和3D 信息技术的发展,3D 仿真实训教学必定是经过众多一线教师实践检验的有效途径之一。
参考文献:
[1]孙爱娟.高职院校推进虚拟仿真教学改革攻略[J].中国教育信息化,2012,(1).
[2]耿丽丽,李伟.ERP 仿真综合实验平台的构建及教学模式探讨[J].实验室研究与探索,2011,(6).
作者简介:王海军,中山职业技术学院,广东中山528404金晶,中山职业技术学院,广东中山528404
以3D 虚拟仿真技术推进高职院校教学实训改革的研究
王海军金晶
摘要:仿真教学实训是职业化教育理论与实践之间的一个软环节。
3D 仿真结合虚拟仿真教学是深化教育教学思想内容方法手段模式改革,推动职业院校内涵建设的一个重要突破口。
关键词:3D 仿真教学实训教学改革中图分类号:G712文献标识码:C DOI:
10.3969/j.issn.1672-8181.2014.21.182
图13D 仿真教学实训平台架构-
-242。