行业资讯

什么是虚拟仿真实验室?简单来讲,丰富教学模式,考前突击

2022-07-11 09:00:54

钛媒体注:本文来自微信公众号硅谷洞察(ID:),作者Juny,钛媒体授权发布。

你还记得你在大学里学到的高级数学和物理公式吗?现在专业课能背多少知识点?回想起来,过去,我们在大学里学到的知识,总是靠死记硬背和考试前的惊喜。毕业后真正能深入理解和应用的知识可以说是很少。

如今,随着科技革命的浪潮,传统的教育“慢产业”正在发生翻天覆地的变化。知识正以更加直观、生动、优质、有效的方式传递给学生。过去厚书本中枯燥的内容,逐渐从纸质进化到多媒体,从二维PPT投影到3D视觉呈现和视觉呈现。操作。

近年来,在世界顶尖大学中,掀起了新一轮的“虚拟仿真实验室”浪潮。通过信息技术和学科特色,打造了具有科技感的多学科虚拟仿真实验,丰富了教学模式,极大地促进了教学资源的共享和教育信息的数字化。

什么是虚拟仿真实验室?

实验教学是教育教学过程的重要组成部分。它可以帮助学生提高实践能力,加深对知识的理解,尤其是对STEM学科的理解。随着教育信息化的快速发展,传统的实验室和实验方法已不能满足当前的教学需要。虚拟仿真实验室的出现正在改变教师的教学方式。

那么,什么是虚拟仿真实验室?简单来说,虚拟仿真实验室是一个基于Web、VR等前沿技术的开放网络化虚拟实验教学系统。它是现有各种教学实验室的数字化和虚拟化。在本实验室中,学生不仅可以在虚拟实验台上进行操作,还可以独立设计实验,教师可以利用虚拟设备库中的设备自由搭建任何合理的实验案例。

虚拟仿真实验室除了实验环境设计的灵活性外,还具有良好的在线帮助和学习功能,同时可以拓展远程教育领域,使实验可以通过网络使用实验设备不受时间和空间限制,与其他实验者共享资源,实现合作实验、引导实验、远程实验等,提高学习和研究效率,为实验教学提供强有力的有利支持。

总的来说,虚拟仿真实验教学具有以下显着优势:

一是成本低,教学质量更有保障。在实验教学中,由于价格的限制,实验所需的实验设备和材料无法普及,部分实验因持续时间长而无法开放。但是,在虚拟实验教学的过程中,设备和时间都不是问题。学生可以充分体验虚拟仿真实验,享受探索和创造的乐趣。

二是互动性强,提高学习主动性和效率。在老师讲解的过程中,学生可以边听边看,也可以跟着操作,互动性强,体验感好。在实验过程中,学生可以看到近乎真实的实验效果,加深对知识的理解。学生还可以独立DIY实验,大胆探索,享受探索创造的乐趣。

第三,可以提供实习的机会,让学生在进入行业前了解行业的实际运作,如制造操作、金融操作等,从而更好的进入职场什么是虚拟仿真实验室软件平台,进入职场行业在未来的准备。

其他的具有安全性高、更新方便等优点。在现实生活中,有些实验具有危险性和破坏性,在传统实验室可能无法尝试,但可以通过虚拟仿真实验教学安全地操作和实践。

另外,实验室可以通过软件更新进行升级,以代替重复购买的硬件设备。与传统实验室相比,更新周期短,更新成本低,可以详细记录每个学生的情况。有利于教师教研工作的开展。

顶尖大学虚拟仿真实验室探索

目前,虚拟仿真实验室的建设技术已经非常成熟,虚拟仿真实验室在教学中的应用所带来的帮助得到了国内外的广泛认可。在美国,斯坦福大学、加州大学伯克利分校等多所顶尖大学都部署了虚拟仿真实验室教学并逐步推广。

从电气、机械、临床医学等动手能力强的专业,到供应链管理、金融投资、计算机编程等实践培训需求较大的专业,现在都可以找到虚拟仿真实验室虚拟仿真实验室教学在教育过程中发挥着独特的作用。

· 斯坦福大学商学院:更具现实意义的金融投资虚拟实验平台

金融投资虚拟模拟实验室是一个场景化的实践实训实验室,供学生学习证券、期货、外汇等金融市场。斯坦福商学院的金融投资虚拟模拟实验室为学生提供了一套广泛的行业标准应用程序,用于投资银行、基金管理和对冲基金的实践培训。学生将使用结合案例研究和实践练习的虚拟培训计划,帮助他们通过实践经验掌握财务、会计和投资管理。

斯坦福大学金融投资虚拟仿真实验室空间布局

实验室配备24个先进的工作站来模拟交易大厅,模拟交易大厅在后台播放CNBC广播,让学生在实际交易过程中更有身临其境的感觉。在这个培训平台上,无论学生是想买入、卖出或持有股票、重新平衡ETF投资组合还是进行行业分析,该平台都提供数据分析、RIT封闭市场交易平台、投资回测工具、彭博新闻、Think-cell智库文件和许多其他信息分析工具供学生在培训期间随时调用和使用。

斯坦福大学认为,此实验课程让学生有机会边做边学,创造更有意义的学习体验。学生能够将课堂理论与真实和模拟的市场数据相结合,以模拟真实世界的情况。同时,学生可以更加生动灵活地掌握如何使用RIT等软件,培养学生对复杂信息的获取、判断和使用能力,使学生毕业后能够快速适应实际工作环境。 .

· 密歇根州立大学:供应链管理的虚拟实验

密歇根州立大学商学院教授早在 2015 年就使用 VDI(虚拟桌面系统)教授物流和运输管理课程。在这个虚拟系统中,学生可以随时通过笔记本电脑访问“实验室”,平板电脑或智能手机。在这个“实验室”中,学生不仅可以操作实际的物流管理软件,还可以与同学、老师进行实时交流互动。经过几年的实践,得到了学生的广泛好评,学生纷纷表示这是一种非常实用的学习方法。

其实在供应链管理的过程中,因为链条太长,很多知识是抽象的,在实践中难以操作。但在虚拟实验室教学课程中,学生可以使用(供应链网络优化软件工具),从产品包装,到设计杂货店布局,再到后续的物流运输,在这个平台上,学生可以单独设计自己认为好的管理流程.

设计完成后,同学们还可以在实验平台上进行虚拟购物,详细了解前一流程的每一步对最终购物的影响,从供应链设计师到消费者,多角度参与体验管理流程和结果,加深对供应链管理的理解,培训供应链管理工具的熟练度。

在空间设计方面,MSU 的大学课堂委员会也采用了创新的课堂设计什么是虚拟仿真实验室软件平台,并将其命名为“Rooms for And ”(REAL)。 REAL 空间设有一个教师站、房间周围的四台平板显示器,以及每张桌子上的双平板显示器,通过这种引导式、交互式空间和讨论环境营造协作、动手、参与计算机的学习氛围。

·加州大学伯克利分校:用于教学和评估网络物理系统的虚拟平台

加州大学伯克利分校的研究人员今天宣布,他们已经为网络物理系统的大规模开放在线课程 (MOOC) 创建了一个虚拟模拟实验室。那么首先,您所说的网络物理系统是什么意思?

Cyber​​- (CPS,Cyber​​-)是一个集计算、网络和物理环境于一体的多维复杂系统。通过3C(,,,)技术的有机融合和深度协作,实现对大型工程系统的实时感知和动态控制,被认为是继计算机和互联网之后世界上的第三次信息技术浪潮简单地说,信息物理系统是虚拟数字世界和物理物理世界的融合,与工业物联网的本质基本一致,其根本目的是智能制造。

那么,智能制造当然会涉及到大规模的机器操作,这对实际条件提出了很高的要求。伯克利大学的虚拟仿真实验室不仅可以让学生模拟真实的机器人,使用编程方法进行开发调试、硬件控制等,无需参观物理实验室或任何特定的NI硬件。在房间平台的在线学习平台(MOOC)上运行,平台还可以对学生的操作进行自动评分。

研究人员使用软件开发了两个组件:一个是部署在虚拟或真实硬件上的模块化控制程序,学生可以使用 C 或状态图模块开发与平台无关的代码;一个简单的应用程序,为模拟、测试、自动反馈和使用自动评分机评分提供直观且易于理解的 GUI。

加州大学伯克利分校CPS虚拟实验MOOC平台操作系统界面

实验室于 2014 年首次推出 MOOC 课程并启动试点项目。 8500名学生中,约有500名学生使用了虚拟仿真实验室软件,最终342名学生通过了虚拟仿真实验室。学习并获得成就证书。在随后的学生调查中,94%的学生认为虚拟仿真实验室的操作培训非常实用,86%的学生认为自动评分项目非常有用。此外,超过 90% 的使用过虚拟仿真实验室的学生表示,他们在虚拟实验室平台上的工作已经通过了可以在真实设备上使用的解决方案,只需很少或无需修改代码。 ,这也充分说明了虚拟仿真实验室为现场实验室提供了一个很好的替代方案。

除上述学校外,美国顶级商学院哈佛医学院和巴布森学院也在积极探索和应用虚拟仿真实验室,进一步提高教学效率,提升教学效果。在中国,虚拟仿真实验室逐渐从航空航天和医学实验研究转向普通高校教育。此前中央提出了教学信息化的方向,教育部也对虚拟仿真实验室的建设提出了具体要求,也对虚拟仿真实验室的特点、环节和适用学科进行了深入细致的研究。虚拟仿真实验室。

从教育拥抱科技的趋势和国内外现有的发展情况来看,虚拟仿真实验室将成为未来教学的重要组成部分。更适应时代发展的人才。

参考链接:

1./news/-labs-open-up-/

//真实的/

2./-/labs/rail

3./books//lab//1.70/..pdf