工業制造實訓室系列
虛擬仿真實訓室由開發應用平臺,圖像生成及處理,虛擬仿真顯示系統,虛擬仿真設備,以及應用控制系統五個方面組成。虛擬仿真實訓室主要有以下四種類型:桌面虛擬仿真實驗室,沉浸式虛擬仿真實驗室,分布式虛擬仿真實驗室,增強型虛擬仿真實驗室。且在教學過程中的利用率比較高,設備系統也容易維護。
職業院校教育痛點
①教學模式單一
目前大多數職業院校教學模式單一,主要以老師在課堂上講授知識,學生聽課為主。傳統的灌輸式和填鴨式的教學模式使課堂枯燥無味,需要實踐的學科也無法安排實驗課程和提供實驗場所,實訓往往被當作理論課的輔助課程,導致當前職業院校的許多培養計劃被大量理論課程填滿,缺乏檢驗動手能力和實際操作的課程。
②缺乏實訓機會
隨著我國科技進步的不斷發展,社會進程不斷加快,對技術型人才的需求也在不斷增加。但當前職業院校教學的中心停留在理論課程階段,忽略了實訓的重要性。大多數學校將實訓挪到寒暑假短短的一個月或十幾天中。學生們在此短暫期間無法進行完整的有體系的實訓計劃。平時在校期間上課學校也無法提供實訓場所,如地質學,石油與工程,土木工程等專業,沒有大型的專業化實訓場所,只能將實習推遲到寒暑假,這樣的情況就導致大量的學生缺乏實訓機會,無法掌握實操技能。 ?
③實訓資金短缺
在國內職業院校中,實訓所耗費的人力物力財力也是不容小覷的。很多專業需要大量的實習場所和實習材料和資源,外出實習還要解決學生的食宿問題,且存在安全隱患。目前開展專業化的實訓對于許多院校仍是一筆不小的資金支出。
④師資力量匱乏
隨著我國科技進步的不斷發展,社會轉型速度加快,需要更多的技術型人才加入到祖國的建設中,很多職業院校都存在師資力量匱乏的情況。作為專業實訓的指導老師,不僅要求自身的理論知識過硬,還需要豐富的實訓指導經驗。目前年輕教師缺乏實訓經驗而年長教師數量不足,難以支撐國內現有的職業院校教育實訓體系。
虛擬仿真在職業教育院校中的應用
①虛擬仿真可以打破時空界限
在職業教育中,好的教師資源是十分少的,但是我們可以在語言課程的學習中利用VR技術讓同學們置身于多種語言環境,模擬多語言場景對話,語言學習重要的就是語言環境,通過VR技術,這項難題便可以迎刃而解。
②虛擬仿真可實現多樣化的實訓內容
職業教育中實際操作是不可缺少的環節,通過VR虛擬仿真實訓室,我們既可以實現傳統的材料熱成型虛擬仿真實訓,也可以實現電力仿真操作實訓,讓實驗由復雜繁瑣的準備過程,小心翼翼的實際操作,變為可重復,容錯率高的虛擬實驗,對于職業院校學生的技能提高有很大的好處。

在課堂上老師講解的內容有時通過VR技術來呈現會更直觀易懂。比如天文學,在講到冥王星為何被降級時可以利用VR技術,讓同學們置身浩瀚的宇宙空間,感受冥王星與太陽的距離,發現冥王星與其他星系體積的大小對比,產生深刻印象,身臨其境的感受帶來感官上的強烈沖擊,不是目前課堂上僅僅放一個知識視頻可以比擬的。

在職業院校的課堂上是以實際操作為主的,但是危險的實驗,老師只能再三口頭強調,無法讓同學們進行實際操作。比如油田實驗,海上鉆井平臺等有關實驗都是同學們平時很難接觸或者接觸機會很少的。當VR技術進入職業高校,模擬危險實操,讓同學們處于危險實驗的環境中,反而更能加深印象,提高同學們的技術水平和安全意識的同時也保障了學生的安全。

①沉浸式體驗
職業教育示范性虛擬仿真實訓室可以給學生帶來全新的沉浸式體驗。在實訓過程中多方位模擬現實場景的實訓,真實的體驗將促進學生們形成深刻的記憶,深入到學習中,不受外界干擾,牢牢掌握所學知識。
②覆蓋面廣
虛擬仿真實訓可對應多種學科的多個實驗項目,使授課老師采用全新的教學方式讓學生們體驗不同的教學模式,彌補當前職業院校教學模式單一和課程規劃不完善的問題
③安全性能高
當下職業院校的實訓室發生安全事故,這是因為部分專業的實訓課程會因為學生的操作不當而引發安全事故。在化工,機械等工科專業中,實訓課程存在一定的安全隱患,如若采用虛擬仿真實驗室,這一問題便可迎刃而解。
④成本低
相對于需要運用大量實驗材料和租借實訓場地的傳統高成本實訓課程來說,職業教育示范性虛擬仿真實驗室只需要定期維護即可,在節省資金的同時也避免了實驗材料的浪費。
虛擬仿真實驗教學系統架構
①用戶管理系統
用戶管理系統提供了一套實訓人員權限、信息自助管理模塊,管理人員可在內網搭建私有數據平臺,通過后臺的操作對各層級用戶以及用戶的基本信息,用戶量以及用戶權限做調整及分配,保障系統用戶的基本使用以及信息安全。
②培訓系統
為了讓用戶能夠更快的掌握相關專業知識,從理論逐步進入到實訓操作,我們將培訓的內容按教學順序進行了劃分,做到循序漸進。
③考核系統
為了檢測學習成果,了解學員對專業知識以及實際操作的掌握程度,系統根據各類培訓內容對應定制了考核系統,用于學員的自我檢測或教員的隨堂測驗。
④成績管理系統
成績管理系統結合用戶管理系統,給不同權限的用戶提供成績篩選、查詢以及導出、存儲的功能,具象化學員實訓結果,數據清晰明了,用戶可根據自身考核結果,針對性的學習補充,以達到多方面掌握的效果。

內容包括小間距LED交互系統、CAVE系統、HTC頭盔、VRP三維互動仿真平臺等。

內容包括桌面全息臺、AR臺、全息黑板、雙通道環幕顯示系統(帶動捕系統)、單通道立體投影系統、HTC頭盔、VRP三維互動仿真平臺等。

內容包括桌面全息臺、、雙通道環幕顯示系統(帶動捕系統)、HTC頭盔、VRP三維互動仿真平臺等。

該項目圍繞著以能力培養為中心,進一步深化實驗教學改革,不斷完善集“基本技能訓練—專業素養訓練—綜合創新訓練”于一體的實踐教學新體系,建立一個兼顧教學和科研的綜合性、開放性試驗平臺,為學生開展自主學習、創新試驗、和老師科研提供技術的設施保障,為促進學科的建設與發展,培養具備扎實專業理論基礎、富有實踐能力和創新精神的高素質復合型應用人才提供必要的條件。
該項目占地面積14*8.9,區域融合了LED立體顯示、增強現實互動平臺、全息桌面、全息授課端、全息黑板等硬件設備以及相關的軟件內容,滿足虛擬仿真和虛擬環境下的教學、科研等需求。
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