南京航空航天大学虚拟仿真实验室:以虚拟仿真与“智能+”赋能
虚拟仿真教学乃大势所趋,目前全国有几千门虚拟仿真课程,在后续教学中怎样进一步提高教学效果、改进教学方法?恒点与南京航空航天大学合作建设的虚拟仿真实验室,给出了答案:核心办法是虚拟仿真实验室建设,以虚拟仿真与“智能+”赋能。这具体表现为“点面结合”“虚实结合”“远近结合”三个方面。
点面结合
点面结合,即国家级一流课程持续建设与基础实验教学虚实的结合。
南航的虚拟仿真智慧教室分为实体教学区、VR互动教学区、移动VR教学区,深度融合室联网技术、多终端跨平台教室系统,配备了PC端VR头盔、移动端VR头盔等最先进的装备,带来沉浸式、交互式的虚拟仿真实验教学。
其按照“能实不虚”“虚实结合”的原则,仿真程序和数据来源于科研中的实际程序和实测数据,开发虚拟仿真实验单元。
虚拟仿真实验把难以在实验室内实现的“三高”(高危险、高成本、高难度)与“四难”(难看到、难动作、难进入、难再现)场景及设备构建出来,还可以实现多人、远程的协同及互动;兼容多种教学流,整合多项教学资源;借助信息化手段建构不同视觉效果,营造更加真实的课堂体验,帮助建立有效的知识框架体系,从而带来学习方式的变革、实验实践教学改革发展和教育质量的提升。
虚实结合
虚实结合,即线上资源与基于数字孪生的实验实训环境相互结合。
除了可以自己探索、自主体验外,恒点还专门准备国家级一流课程等大量优质线上课程。
课程涵盖航空电气系统、无人机集群组网、飞机结构损伤容限、飞行控制律设计、建筑结构设计、大飞机客舱设计、航空发动机控制等,实验具有高阶性、创新性、高挑战度,可以满足跨专业、跨学科学习的需求。
比如在真实环境中开展铸造模具制作实训,结合虚拟仿真环境中的无人机配件制作训练,使学生对浇铸工件的硬度、温度等参数有所掌握,结合虚实各自优势开展教学。
远近结合
远近结合,即“智慧室联网”与虚拟仿真智慧教室的结合。
通过提高效率、高带宽、低延迟的“室联网”技术,可以实现一间教室之内人人互联,设备互联和各个教学环节联通。
在遥距会议、视像会议应用大流行的今天,智慧实验教学不仅可以实现“一校两地四区”的实时同步授课,还可以通过LED大屏幕互动实现跨区域大课堂场景化、多终端设备远程在线接入实训互动。
此外,学员还可以通过移动设备登录系统,在课后利用碎片化时间,随时随地开展学习。
室室互联、人人互联、人机互联所形成的教学环境,可以有效地打破时间和地域的限制,让名师课程和优质课程的内容广泛应用和开展。
结语
实验室的开放与分享,不局限于高校、设计院所,恒点与南航合作的多项虚拟仿真实验课早已面向全社会在线开放。
在“慕课虚仿化,虚仿慕课化”大趋势下,恒点以虚拟仿真与人工智能技术赋能慕课,推出全新的MOOL(Massive Open Online Labs大规模在线开放实验室)平台,上线多种实验课程,让优质教学资源走出校门,服务社会,为促进教育公平与实现全民学习型社会贡献了一份力量。
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