2018年度国家虚拟仿真实验教学项目

69--

2022年3月第9期Mar. 2022

No.9教育教学论坛

EDUCATION AND TEACHING FORUM

“昆虫生态及预测预报”在线教学改革与实践昝庆安，陈 斌（云南农业大学 植物保护学院，云南 昆明 650201）［摘 要］ “昆虫生态及预测预报”是高等农业院校植物保护专业的一门选修课。由于其涉及大量抽象的概念，同时难以开展实验教学，一直是一门较难学习的课程。新冠肺炎疫情期间，在课堂教学向线上教学转换的过程中，通过把教学章节破碎重组，将教学内容分割为20分钟时长的小段，使其适合在线教学。再辅以MOOC和在线讨论问答的形式，增加教学的趣味性和互动性，从而提高学生的学习热情。同时开展计算机模拟实验，通过在线屏幕投送和会议讨论的形式，使学生使用教师提供的数据在各自客户端建模，计算实验结果后撰写实验报告。通过直播理论教学和互动实验教学相结合的线上教学形式，学生经历了从理论到实践的双重学习过程，从而提高了解决实际问题的能力，且学生积极性高，教学节奏顺畅，教学效果良好。［关键词］ 昆虫生态及预测预报；在线教学；互动实验；植物保护［基金项目］ 2018年度国家虚拟仿真实验教学项目“烟蚜种群空间格局和取样方法”（201820207）；2018年度云南农业大学教育教学改革项目“农业昆虫学实验课堂教学改革”（2018YAUK0710）；2015年度云南省高等院校提升专业服务产业能力建设项目“植物保护品牌专业”（云高教〔2015〕78号）；2017年度云南农业大学校级项目“《农业昆虫学》优秀课程”（2017YAUKC06E）；2017年度云南农业大学本科课程建设示范课程“普通昆虫学”（2017YAUKC03D）［作者简介］ 昝庆安（1978—），男，河北邯郸人，博士，云南农业大学植物保护学院讲师，主要从事昆虫生态与害虫防治研究；陈 斌（1970—），男，甘肃礼县人，博士，云南农业大学植物保护学院教授（通信作者），主要从事农业昆虫与害虫防治研究。［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2022）09-0069-04 ［收稿日期］ 2021-10-12

第1篇一、实验背景与目的随着现代科技的发展，虚拟仿真技术在各个领域得到了广泛应用。

它能够在计算机上模拟真实环境，降低实验成本，提高实验效率。

本实验旨在通过虚拟仿真软件搭建一个简单的电路系统，验证其基本功能，并探讨虚拟仿真在实验教学中的应用。

二、实验器材与软件1. 实验器材：- 电脑一台- 虚拟仿真软件（如Multisim、LTspice等）2. 实验软件：- 选择Multisim软件进行虚拟仿真实验三、实验步骤1. 软件安装与启动：- 在电脑上安装Multisim软件- 启动Multisim软件2. 搭建电路：- 打开Multisim软件，选择“原理图”模块- 从元件库中选取所需的元件，如电阻、电容、二极管、晶体管等- 使用导线连接元件，搭建所需电路3. 设置参数：- 设置电源电压、元件参数等- 设置仿真时间、步进等参数4. 仿真实验：- 点击仿真按钮，观察电路的仿真结果- 分析仿真结果，与理论计算进行对比5. 结果分析：- 对仿真结果进行详细分析，总结实验现象- 分析实验误差，探讨改进措施6. 实验报告撰写：- 按照实验报告格式，撰写实验报告四、实验结果与分析1. 电路搭建：- 搭建了一个由电阻、电容、二极管组成的简单电路- 电路包括一个整流电路和一个滤波电路2. 仿真结果：- 仿真结果显示，电路能够正常工作- 整流电路将交流电源转换为直流电源- 滤波电路对直流电源进行滤波，输出稳定的电压3. 结果分析：- 仿真结果与理论计算基本一致- 电路搭建过程中，元件选择和参数设置合理- 仿真软件在电路搭建和仿真实验中发挥了重要作用五、实验讨论1. 虚拟仿真在实验教学中的应用：- 虚拟仿真技术能够降低实验成本，提高实验效率- 在虚拟仿真环境中，学生可以自由搭建电路，进行实验操作 - 虚拟仿真有助于提高学生的动手能力和创新意识2. 实验误差分析：- 仿真软件的精度对实验结果有一定影响- 元件参数的误差也可能导致实验误差- 实验过程中，应尽量减少误差，提高实验精度3. 改进措施：- 提高仿真软件的精度，降低实验误差- 优化元件参数选择，提高电路性能- 加强实验操作规范，提高实验效果六、结论本实验通过虚拟仿真搭建了一个简单的电路系统，验证了其基本功能。

新工科下程序设计思维对建筑学教学的作用宋恒玲，武勇，高力强（石家庄铁道大学建筑与艺术学院，河北石家庄510640）作者简介：宋恒玲（1983-）,男，山西大同人，毕业于华南理工大学建筑学专业，博士，业：建筑声学。

摘要:文章通过对仿真在建筑学教学和科研上应用现状进行分析,讨论了建筑学教学里融入程序设计思维有其必要性，通过对比建筑声学及热学的仿真案例和程序设计流程，对学生学习情况进行调研，得出程序设计思维对于新工科下建筑学教学具有的重要意义。

关键词：建筑学;程序设计思维;新工科用;灌擀;中图分类号:G642文献标识码:A文章编号：1007-7359（2021）03-0096-02DOI：10.16330/j.c n ki.1007-7359.2021.03.046!引言2017年2月教育部发出《关于推进新工科研究与实践项目的通知》旨在促进新工科相关专业的发展［。

作为多学科融合的一门学科，建筑学的升级改造对新工科建设具有重要意义。

建筑设计离不开物理环境（声、光、热）的分析，在教学中通过仿真软件，例如COMSOL建立接近真实物理环境的模型,得到更为直观和较为准确的结果，有助于加深学生对建筑科学的理解。

在科研活动中,方真软件应用已非常广泛，例如在建筑热环境研究领域中，采用COMSOL软件对热桥处理进行模拟，探索如何更好地提高建筑结构节能23］。

此外，还可以采用COMSOL软件对建筑光环境45和声环境进行模拟。

刘国强等［通过建立多层材料圆柱形空腔结构覆盖层的COMSOL有限元模型，验证并对圆柱形空腔吸声覆盖层低频进行吸声特性数值仿真分析。

除了COMSOL软件，Odeon,CATT和Raynoise等软件在建筑声学中应用也非常广泛，如Bistafa SR,Bradley J S［采用Odeon对简单矩形教室进行模拟计算，指出Odeon对声学参量的计算结果与实测结果的主观阈值的平均值处于刚好能察觉差异之内。

国内的学者关于Odeon软件在模拟和实测方面的研究，也做了一些相关的工作［8,9］。

2020 年 12Dec. 20206期Issue 6江西科技师范大学学报Journal of Jiangxi Science & Technology Normal University教育信息化背景下VR 技术在食品类专业1程教学中的应用白春清，黄秉均，陈丽丽，袁美兰，江 勇，赵 利*(江西科技师范大学生命科学学院，江西南昌330013)摘要：教育信息化十年发展规划(2011-2020)期间，各高校对虚拟仿真技术(VR "在教学中的应用进行了积极的探索$本研究采用文献检索法结合调查法，对近十年来国内VR 技术在教育教学中的应用情况、基于该技术教学 模式的改革状况、所存在的问题等方面进行了深入分析，为VR 技术的进一步应用提供一定参考。

关键词：食品专业课程；虚拟仿真技术；教学改革中图分类号:G642.0文献标识码:A 文章编号:2096-854X (2020)06-0116-06Application of VR Technology in Teaching of Food Professional Courses under The Background of EducationalInformatizationBai Chunqing , Huang Hingjun , Chen Lili , Yuan Meilan , Jiang Yong , Zhao Li *(College of Life Science, Jiangxi Science & Technology Normal University,Nanchang 330013, Jiangxi, P.R. China )Abstract ： During the Ten-Year Development Plan for Education Informatization (2011-2020), active explorationhas been carried out by colleges and universities to find the possible application of virtual simulation (VR) technologyin teaching. In this research, literature retrieval method combined with investigation method was used to conduct an in ­depth investigation on the application and reform status of VR technology in education and teaching. What 's more,existing problems were also analyzed in details. The research would provide a certain reference for the further usage of virtual simulation technology.Key words ： Food professional courses; virtual simulation technology; teaching reform—、前言随着食品生产技术的发展，作为国民经济重要支柱产业的食品工业仍面临严重的人才缺乏$据调查，仅食品安全方面人才的缺口就高达80万之巨，如何快速地、科学地、全面地培养实用型食品专业 人才，已经成了一项刻不容缓的课题。

右江民族医学院院长办公室关于做好虚拟仿真实验教学项目建设专题讲座相关工作的通知各有关部门、二级学院（部）：为进一步深化教学改革，更新教育教学理念，学习先进教学模式，加强虚拟仿真教学项目建设与规范管理，学校邀请到南京医科大学袁艺标教授、南京邮电大学夏正新副教授，将于2018年11月24日到我校就有关虚拟仿真实验教学项目建设等内容进行现场指导和示范授课，现将相关工作安排如下：一、专题讲座时间、地点安排日期时间内容地点参会人员主持人11.23 下午专家入住百色11.24 09:00—10:30讲座1：医学虚拟仿真实验教学的思考与理解主讲：袁艺标教授5-101各二级学院（部）领导、教研科人员、教研室正副主任、教学秘书，教学骨干等；信息与教育技术中心、教务处全体人员文建军10:30—12:00讲座2：国家级虚拟仿真项目建设经验交流主讲：夏正新副教授下午自由交流学习晚上专家返回南宁11.25 上午专家飞机返程二、任务分工（一）两办任务：1.布置会场：负责布置5-101会场，会标“虚拟仿真实验教学项目建设专题讲座”，制作好专家台签；2.发布通知：负责通知出席讲座的学校领导；负责通知各二级学院（部）组织相关人员参加讲座，尤其是获得“特色一体化”建设的二级学院（部）主要领导务必参加；3. 住宿接待：负责专家的住宿安排以及用餐安排。

（二）教务处任务：1.联络专家：负责做好与专家的联络及工作对接，安排专人做好专家的全程接送陪同工作；2.申请用车：联系车队申请公务用车；3.支付费用：负责落实专家往返机票购置及讲课报酬等费用支付与报销工作；4.海报宣传：负责制作张贴讲座海报；5.考勤登记：负责做好与会人员的考勤及学分登记工作；（三）宣传部任务：1.负责大医广场欢迎标语，内容：“热烈欢迎袁艺标、夏正新两位专家莅临我校讲学指导！”投放时间：2018年11月23日14:30至11月24日18:30；2.负责全程新闻报道工作。

（四）信息与教育技术中心任务：1.负责会场（5-101）的音响及多媒体；2.安排摄像工作人员进行讲课全程录像。

第1篇一、实验背景随着计算机技术的飞速发展，虚拟仿真技术在各个领域得到了广泛应用。

虚拟仿真实验作为一种新型的实验教学方法，具有安全性高、成本低、可重复性强等优点，已成为高等教育中不可或缺的教学手段之一。

本报告旨在通过对虚拟仿真实验数据的分析，探讨虚拟仿真实验在提高学生实验技能、培养创新能力等方面的作用。

二、实验目的1. 了解虚拟仿真实验的基本原理和操作方法。

2. 通过虚拟仿真实验，提高学生的实验技能和创新能力。

3. 分析虚拟仿真实验数据，评估实验效果。

三、实验内容本次虚拟仿真实验以化学实验室中常见的酸碱滴定实验为例，通过模拟真实的实验环境，让学生在虚拟环境中进行酸碱滴定实验。

四、实验方法1. 实验软件：采用国内某知名虚拟仿真实验软件进行实验。

2. 实验步骤：a. 创建实验环境：设置实验仪器、试剂等。

b. 实验操作：进行酸碱滴定实验，包括滴定液的准备、滴定操作、数据记录等。

c. 数据分析：分析实验数据，计算滴定终点、误差等。

五、实验结果与分析1. 实验数据表1：酸碱滴定实验数据| 序号 | 样品浓度（mol/L） | 标准液体积（mL） | 滴定终点指示剂颜色变化 || ---- | ----------------- | ----------------- | ---------------------- || 1 | 0.1000 | 22.40 | 红色变蓝色|| 2 | 0.1000 | 22.30 | 红色变蓝色|| 3 | 0.1000 | 22.20 | 红色变蓝色|2. 数据分析根据实验数据，计算滴定终点体积的平均值为22.23 mL，标准偏差为0.07 mL。

通过计算，得到滴定终点误差为±0.2%，表明实验结果具有较高的准确性。

六、实验讨论1. 虚拟仿真实验的优势a. 安全性：虚拟仿真实验避免了传统实验中的危险操作，降低了实验风险。

b. 成本低：虚拟仿真实验无需购买大量实验器材，降低了实验成本。

虚拟仿真实验教学项目建设管理办法第一章总则第一条为推进信息技术与实验教学的深度融合，促进虚拟仿真实验教学资源的开发与应用，规范虚拟仿真实验教学项目的建设与管理，加强优质资源整合和共享，进一步提升我校实验实训信息化水平和教育教学质量，根据《教育部办公厅关于2017-2020年开展示范性虚拟仿真实验教学项目建设的通知》(教高厅(2017)4号)、《AA省教育厅关于2018-2020年开展示范性虚拟仿真实验教学项目建设的通知》(教高(2018)267号)精神，结合学校实际情况，特制定本办法。

第二条虚拟仿真实验教学项目坚持“应用驱动、共建共享、深度融合、统筹规划、持续发展”的原则，坚持以学生自主学习为中心，以共建共享优质实验教学资源为核心，以建设信息化实验教学资源为重点，营造开放共享的虚拟仿真实验教学环境，推动我校实验教学模式创新与改革。

第二章项目建设目标与内容第三条虚拟仿真实验项目建设目标与内容如下：1.项目建设目标紧紧围绕立德树人根本任务，适应经济社会快速发展对人才培养的新要求、现代大学生成长的新特点、信息化时代教育教学的新规律，以提高学生实践能力和创新精神为核心，以现代信息技术为依托，以相关专业类急需的实验教学信息化内容为指向，以完整的实验教学项目为基础，建设虚拟仿真实验教学项目，推动我校积极探索线上线下教学相结合的个性化、智能化、泛在化实验教学新模式，形成专业布局合理、教学效果优良、开放共享有效的教育信息化实验教学项目示范新体系，支撑我校教育教学质量全面提高。

2.项目建设内容实验教学项目作为高校开展实验教学的基本单元，其建设水平直接决定实验教学的整体质量。

开展虚拟仿真实验教学项目建设，是推进现代信息技术与实验教学项目深度融合、拓展实验教学内容广度和深度、延伸实验教学时间和空间、提升实验教学质量和。

第11卷第5期V ol.11No.52020年10月CHUANGXIN YU CHUANGYE JIAOYU Oct. 2020基于虚拟仿真技术的绿色建筑设计实验教学平台研究——以安徽建筑大学建筑设计虚拟仿真实验教学项目为例王薇1, 2，夏斯涵1，胡春1, 2(1. 安徽建筑大学建筑与规划学院，安徽合肥，230022；2. 安徽建筑大学建成环境与健康研究中心，安徽合肥，230022)[摘要] 安徽建筑大学建筑设计虚拟仿真实验教学项目利用虚拟仿真技术，结合地域文化的传承，将建筑设计课程中设计方向分为“传承文脉的聚落保护与更新”“传承文脉的历史街区重塑与提升”及“传承文脉的既有建筑性能分析与计算”三个方向，把科学的、定量化的设计方法引入建筑设计，通过仿真模拟、VR体验使学生形象直观地学习建筑设计，包括场景漫游、模型处理、参数设置、模拟计算、结果分析、信息反馈和优化设计。

建筑设计虚拟仿真实验教学项目打破了时间与空间的局限性，融合了感性与理性的创作方法，让学生在计算机上完成各种实验过程，最终建立融合建筑文化、地域特色、气候特征、绿色技术等综合要素的绿色建筑设计方法，为建筑创作和建筑设计的实践提供技术支撑，并进一步补充和丰富我国绿色建筑的内涵。

虚拟仿真实验教学平台提供了真正开放性、创新性的教学环境，不仅服务于本校学生的实验课程教学，同时面向其他高校和社会开放共享，未来将不断探索可持续化的资源共享形式，提升虚拟仿真实验项目的社会影响和推广示范作用。

[关键词] 建筑类专业；虚拟仿真；实验教学；传承文脉；绿色建筑设计[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 1674-893X(2020)05−0062−06一、建筑类专业虚拟仿真实验教学的建设背景随着在线教育在各个专业领域的蓬勃发展，传统的建筑教育也迎来了“在线”时代。

“在线虚拟实验”由国外学者于20世纪末提出，并在MIT等顶尖高校逐步发展。

它可以轻易地实现真实世界中，由于操作危险、成本高昂、空间局促、距离遥远或者现实中无法开展的各种实验，是对传统实验教学的重要补充，亦为部分传统实验走向“在线”提供了途径[1]。

飞行器动力工程专业核心课程教学改革初探——以“航空发动机控制原理”课程为例周文祥，潘慕绚，黄金泉，张天宏（南京航空航天大学能源与动力学院，江苏 南京 210016）【摘要】“航空发动机控制原理”课程是飞行器动力工程专业的核心主干课程。

以“航空发动机控制原理”课程为例，系统地探讨了“新工科”及大类通识教育背景下，线上与线下、课内与课外的融合式教学方法在工科非热门专业核心课程教学过程中的探索，供相关专业课程建设参考。

【关键词】线上与线下；混合式教学；教学改革；飞行器动力工程【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】2095-5065（2021）06-0011-040 引言南京航空航天大学（以下简称“南航”）飞行器动力工程专业是国家级特色专业、教育部“卓越工程师教育培养计划”专业、江苏省品牌专业，2020年入选教育部国家级一流本科专业建设试点，专业建设整体水平处于国内前列。

目前，国家和地方发展战略都对飞行器动力工程专业的创新型人才培养提出了强烈需求。

2017年，国家级航空发动机及燃气轮机重大专项开始实施，其核心目标是实现我国航空发动机研制方式从测绘仿制向自主设计的彻底转变，建立航空发动机和燃气轮机自主创新的基础研究、技术与产品研发和产业体系。

控制系统是航空发动机的“大脑”，是保障发动机安全、可靠、高效运行的关键，发动机控制技术是亟待突破的核心技术。

“航空发动机控制原理”课程是培养航空发动机控制研究方向创新型人才的关键环节，是培养发动机控制系统总体及部件设计技术人才的必修课程。

笔者以航空发动机控制原理为例，系统阐述了“新工科”及大类通识教育背景下飞行器动力工程专业核心课程教学改革的建设思路与措施，供同类高校参考[1-6]。

收稿日期：2021-4-1作者简介：周文祥（1980—），男，江苏南京人，博士，副教授，研究方向为航空发动机建模与控制；潘慕绚（1977—），女，江西九江人，博士，副教授，研究方向为航空发动机控制与故障诊断；黄金泉（1963—），男，江苏泰兴人，博士，教授，研究方向为航空发动机建模、控制与故障诊断；张天宏（1968—），男，江苏仪征人，博士，教授，研究方向为航空发动机控制与测试。

无人机动力性能测试的虚拟仿真实验教学①石永康1，万晓燕1，杨西洋2，胡洪媛2，刘腾志2（1.新疆大学机械工程学院，新疆乌鲁木齐830046；2.济南科明数码技术股份有限公司，山东济南250000）一、引言实验教学是“新工科”专业培养创新型人才的重要途径，云计算、“互联网+”、虚拟现实等现代信息技术为“新工科”实验教学提供了全新的教学手段[1，2]。

随着虚拟现实技术的发展，虚拟实验室、虚拟校园[3]、虚拟教室[4]、虚拟图书馆、虚拟实训基地[5]等教学形式涌现在众多教学模式当中。

同时，随着教育事业的蒸蒸日上，各高校也更注重对于实际动手操作能力的培养。

即便现在教学水平与教学设施日趋完善，但依然存在部分学校因设备老旧或没有设备，而把实践课当成理论课讲解，甚至是通过播放短视频的形式让学生自主学习，这些虽然也是一种学习方式，但没有达到实际操作的目的，忽视了理论联系实际的重要性。

就无人机相关专业的学生来说，由于无人机高昂的价格和维护成本，使得学校开展普遍性实训教学成为一种奢望[6]。

实际操作中，需要安全的环境，不但消耗时间长，而且成本过高，危险大，并且由于无人机存在高速旋转的桨叶，在起飞或者降落时容易使传感器损坏或受环境等干扰发生变化，一旦坠机也将是灾难性的损失。

故对无人机的性能进行测试时可采用基于虚拟仿真的测试技术。

本虚拟仿真实验教学项目可代替有风险性的飞行实验，可以促使学生直观理解各个传感器的相关知识，能够充分体现“能实不虚，虚实结合”的教学原则，弥补实体实验教学的不足，有利于提高学校无人机专业的教学效率、教学质量，促使理论与实践相结合，激发学生的兴趣和创新能力，能够推动高校积极探索线上与线下教学相结合的个性化、智能化、泛在化实验教学新模式，支撑高等教育教学质量全面提高[7]。

二、虚拟仿真实验内容设计（一）无人机动力系统整机动力部件一般由4个、6个、8个单独的动力部件组成，这4个、6个或8个单独的动力部件又组成了整个无人机的动力系统，共同协作，实现无人机的起飞降落等相关动作。