基于虚拟现实技术的仿真训练平台设计与实现

作物栽培虚拟仿真实验教学系统的设计与实现

廖维华;郭新宇;温维亮;李宗扬;王亚

【摘 要】为解决传统作物栽培实验教学中作物生长周期长、教学成本高、授课方式单一、学生参与实践机会少等问题,利用虚拟仿真技术构建了作物栽培实验的虚拟仿真及互动操作实验系统,用于辅助学生进行作物栽培学习和生产实训.系统内含作物物种与品种遗传特征、单项管理措施、综合管理措施等3部分内容和10项实验.该系统能逼真再现作物的生长发育和栽培管理过程,让学生通过虚拟实验强化作物栽培的相关知识和实验技能,在农学专业作物栽培的实验教学和科学研究中有较好的实用价值.%The conventional crop cultivation experimental teaching is

faced with some problems such as a long growing cycle of crop,high

teaching cost,boring teaching methods and a few practice

opportunities,etc.For this reason,an experimental teaching system of the

virtual simulation and interactive operation for crop cultivation is

established by using the virtual simulation technology so as to assist the

students in the study of crop cultivation and production practice.The

system contains the following three sections:the crop species and genetic

characteristics, single management measures, and comprehensive

第１Ｏ卷第１期　２０１２年３月　中国工程机械学报　ＣＨＩＮＥＳＥ　ＪＯＵＲＮＡＬ　ＯＦ　ＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮ　ＭＡＣＨＩＮＥＲＹ　Ｖｏ１．１０Ｎｏ．１　Ｍａｒ．２０１２　

推土机保障虚拟训练系统的设计与实现　

张琦，张云仲，苏凡囤，袁博　

（解放军理工大学工程兵工程学院，江苏南京２１０００７）　

摘要：在分析推土机结构性能特点的基础上，基于模块化的设计思想，依据系统功能需求，构建保障训练系统平　台．研究了推土机保障虚拟训练平台和维修仿真的实现过程，包括虚拟样机建立、保障任务科目规划、维修知识　

数据库构建及交互控制方法设计等内容，结合训练应用的实际需要，开发了一种推土机保障虚拟训练系统．结果　

表明该系统对课程设计和教学应用有良好的指导意义和实用价值．　

关键词：虚拟现实；保障训练；推土机　

中图分类号：ＴＰ　３９１．９　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７２—５５８１（２０１２）０１—００９９—０６　

１ｒ、　●　１　●　＇　・　・●　●　・　１　ＵｅＳｌｇｎ　ａｎｎ　ｌｍＤｌｅｍｅｎｔａｔｌｏｎ　０ｎ　ＶｌｒｔＵａ１　ＳＵＤＤｏｒｔ　

ｔｒａｉｎｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ　ｆｏｒ　ｂｕｌｌｄｏｚｅｒｓ　

ＺＨＡＮＧ　，ＺＨＡＮＧ　Ｙｕｎ—ｚｈｏｎｇ，ＳＵ　Ｆａｎ．ｔｕｎ，ＹＵＡＮ　Ｂｏ　

（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｃｏｒｐ，ＰＬＡ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ　２１０００７，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂｙ　ａｎａｌｙｚｉｎｇ　ｔｈｅ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ｂｕｌｌｄｏｚｅｒｓ，ｔｈｅ　ｓｕｐｐｏｒｔ　ｔｒａｉｎｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ　ｐｌａｔｆｏｒｍ　ｉｓ　

ｆｉｒｓｔ　ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｍｏｄｕｌａｒ　ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　ｓｙｓｔｅｍ　ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ．Ｔｈｅｎ，ｔｈｅ　ｖｉｒｔｕａｌ　ｓｕｐｐｏｒｔ　

基于虚拟仿真技术的中医骨伤科实训平台的构建

摘要:为解决传统中医骨伤科实训教学中的问题与不足，提出中医骨伤虚拟仿真实训平台构建的必要性，以及中医骨伤虚拟仿真实训平台的组成模块，以实现沉浸式知识获取与体验式情境融合的教学新模式。

关键词:人工智能；虚拟仿真；中医骨伤科学；教学改革；实训；

虚拟仿真技术以计算机技术为核心创建视觉虚拟世界，从特定范围的虚拟环境中体验逼真的视、听、触觉一体化效果，从而产生亲临真实环境体验的沉浸式交互环境。其特征为沉浸性、交互性和构想性。虚拟仿真技术与骨伤科学操作技能的结合，弥补了传统骨伤技能实训的不足，是临床实践教学的创新[1]，也是医学生迅速获取知识、开展骨伤操作、产生浓厚兴趣的有效方式。依托甘肃中医药大学省级技能实训示范中心虚拟仿真资源，结合教育部产学结合协同育人项目，构建资源丰富、功能完备、全面综合的中医骨伤科学虚拟仿真实训平台，将有效提升骨伤科实训教学效果和质量。

1.传统中医骨伤实训平台存在的问题与不足

实训教学是临床技能的重现与积累，是临床经验最初始化的感知，对塑造医学生临床素养非常重要。传统中医骨伤科实训教学手段形式单一、情景化教学场景的失真、复杂创伤处理难以再现等问题制约着实训教学质量的提升，无法达到预期的教学效果[2]。同时，也造成中医骨伤实训项目仅仅停留在开展相对容易实现的实训项目，客观上规避了复杂的实训项目，比如清创缝合、骨折手法整复、微创与显微治疗等内容。这些重要实训内容的缺失，不能有效提升医学生临床素养，不能形成初始临床经验的感知与积累。

2.中医骨伤虚拟仿真实训平台构建的必要性

2.1全国中医院校新增“中医骨伤科学”五年制本科专业 教育部发布了最新版《普通高等学校本科专业目录(2020年版)》，修订后“中医骨伤科学”被设置为新专业，专业代码100513TK，全国有甘肃中医药大学等13所中医药院校增设了“中医骨伤科学”本科专业。在新时代，新基建思维模式引领下，响应国家“教育质量革命”的要求，提升中医骨伤专业教学创新能力，与现代先进虚拟仿真和人工智能技术产学结合，最大限度提升教学效果和中医骨伤科人才培养质量。

国家智慧教育平台试点工作典型分享：江苏海事职业技术学院现代航海技术虚拟仿真实训生态系统建设与实践

现代航海技术虚拟仿真实训生态系统建设与实践

——江苏海事职业技术学院虚拟仿真实训平台助力教学改革案例

一、实施背景

建设国家长三角现代航海技术虚拟仿真实训平台。现代航运是关系国家安全和国民经济命脉的战略性基础产业，是海洋强国战略的重要基石。海洋强国需要高水平的航海教育，产业转型升级需要具有国际竞争力的高素质航海人才。江苏海事职业技术学院根据教育部、江苏省教育厅关于开展职业教育示范性虚拟仿真实训平台建设相关文件精神，结合中国特色高水平航海技术专业群建设，在国家发改委“十三五”产教融合工程规划项目——长三角现代航运技术公共实训平台的基础上，提档升级建设,致力于打造国际一流的区域共享型虚拟仿真实训平台，成为中国航海人才培养的示范基地，中国航海教育教学中大数据、虚拟现实、人工智能等新技术应用的研发基地,引领新时代中国职业教育高质量发展，助力长三角区域航运经济高质量发展。辅助“卓越海员”现代学徒制人才培养模式改革。为解决航海技术技能型人才教育培养存在的高成本、高耗能、高风险以及船舶航行实习难、实操操纵教学难、应急应变重现难等海员教育培养的共性问题，学校经过多年探索，逐步构建起“双元分段、育训一体”的“1（校）+0.5（船）÷1（校）+0.5（船）”卓越海员人才培养模式。为提升学生实船操作技能，学校采用“政府财政补贴+行业政策支持+企业设备捐助”购置停泊教学实习船、建设船舶智能化仿真中心，开发全任务船舶操纵模拟系统、轮机模拟操作系统，着力建设沉浸性深、交互式好、共享度高、可持续发展的现代航海技术虚拟仿真实训基地，形成了具有海院特色的“四船交替、虚实结合、能力递进”的航海人才综合实训体系。

二、建设举措

（-）依托虚拟仿真模拟船，构建卓越海员“双元分段、育训一体”人才培养模式

航海技术专业群融合改造德国“双元制”和英国“三明治式二创新实践了1∙1（校船）÷0.5（企船）÷1（校船）÷0.5（企船）”卓越海员培养模式，将人才培养过程分为四个阶段：支持级学校学习段（第1-2学期），以长江停泊船“育新轮”为主、仿真模拟船为辅，完成岗位认知与航海基本技能训练，获取支持级海员专项合格证；支持级跟岗实习段（第3学期），学生作为学徒在远洋实习船队上完成值班水手/值班技工/电子技工等岗位的实操技能训练，获取支持级船员适任证书；操作级学校学习段