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對虛擬仿真實驗教學(xué)項目及其實踐的幾點認(rèn)識

實驗實訓(xùn)中心 張衛(wèi)強(qiáng)

  虛擬仿真實驗項目是利用現(xiàn)代智能信息技術(shù),產(chǎn)生并搭建起一個多維空間的虛擬世界,同時提供視覺、聽覺、觸覺等感官的仿真模擬,用于實現(xiàn)某類學(xué)科的不同實驗項目。從而使類似導(dǎo)彈攻擊數(shù)據(jù)測算過程演示、航天飛船發(fā)射過程中不同階段的姿態(tài)展示、重大公共衛(wèi)生防疫使學(xué)生不能集中去實驗室做實驗等現(xiàn)實中不容易實現(xiàn)或者實現(xiàn)代價太高等復(fù)雜的問題得以替代實現(xiàn)。

  盡管虛擬仿真技術(shù)的不斷進(jìn)步與發(fā)展為我們解決了許多現(xiàn)實問題,但是由于受到學(xué)科基礎(chǔ)研究成果以及技術(shù)等因素的限制,仍然存在著許多矛盾與不足,需要我們在虛擬仿真實驗教學(xué)項目設(shè)立及其實踐中有個正確的認(rèn)識。在這里我主要從以下幾方面談?wù)剬λ恼J(rèn)識。

  第一,認(rèn)真分析和調(diào)研學(xué)科研究與發(fā)展成果,確認(rèn)在某些學(xué)科實驗項目中設(shè)立虛擬仿真實驗教學(xué)項目的可行性。防止出現(xiàn)前期學(xué)科研究與發(fā)展成果調(diào)研不足,導(dǎo)致后期進(jìn)入實際項目設(shè)立建設(shè)階段后,發(fā)現(xiàn)建設(shè)一個這樣的虛擬仿真實驗項目的成本與實際意義遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有建設(shè)一個現(xiàn)實的項目實驗室來得更有價值,因而導(dǎo)致本末倒置。這就要求我們充分認(rèn)識與分析設(shè)立虛擬仿真實驗教學(xué)項目在不同學(xué)科實踐教學(xué)中應(yīng)用的價值與實際意義,認(rèn)識到并不是所有的學(xué)科都適用于虛擬仿真實驗教學(xué)項目實踐。

  第二,技術(shù)認(rèn)知上容易產(chǎn)生的誤區(qū),不能只是為了趕潮流而在一些虛擬仿真實驗教學(xué)項目實踐中盲目地上一些設(shè)備與技術(shù)手段,不能做成為了技術(shù)而技術(shù),認(rèn)為只要有技術(shù)支持什么都可以做到,反而忽視了用戶體驗、情景交互等因素。要搞清楚實驗項目本身的技術(shù)要求及其目的,采用最合適的技術(shù),從而使技術(shù)與服務(wù)相匹配,對于確實需要多項技術(shù)集成的實驗項目可以用邏輯架構(gòu)圖示來說明它們之間的相互支持與聯(lián)系。樹立設(shè)計實驗是為了使用而非盲目追趕潮流的思想意識很關(guān)鍵,防止出現(xiàn)將VR、AR、大數(shù)據(jù)、云計算等一大堆技術(shù)全部都用上反而未能很好地實現(xiàn)教學(xué)實驗項目的設(shè)計初衷,只是建成了一個看似“高大上”實際上只是一個技術(shù)堆積的無實際意義的虛擬仿真實驗項目。

  第三,在虛擬仿真實驗教學(xué)項目建設(shè)中,不管是在對項目的調(diào)研階段,還是項目實驗軟件的設(shè)計階段,都不能單獨扔給教師或者項目設(shè)計的軟件工程師。應(yīng)該多鼓勵學(xué)科專家、教師、學(xué)生、軟件設(shè)計工程師共同參與,從不同角度提出對該學(xué)科虛擬仿真實驗項目設(shè)計實踐的不同認(rèn)識。最終采用最為科學(xué)合理的設(shè)計方案完成實驗項目設(shè)計,實現(xiàn)虛擬仿真實驗項目的教學(xué)實踐。

  第四,建立健全不同學(xué)科虛擬仿真實驗項目運維團(tuán)隊,在可能的有限范圍內(nèi)建立起穩(wěn)定的、高效的、協(xié)同程度高的研發(fā)運維團(tuán)隊是發(fā)展虛擬仿真實驗項目教學(xué)實踐的一個重要環(huán)節(jié)。要建立起長期關(guān)注師生的項目使用體驗與反饋機(jī)制,收集整理可以用于改善和提高實驗項目用戶體驗的可行性資料。防止發(fā)生實驗項目一旦建立成功后,覺得就可以長期使用收益,而不再后續(xù)跟蹤用戶體驗反饋等不良后果的發(fā)生。要在有限的范圍內(nèi)建立起必要的因團(tuán)隊人員學(xué)科知識結(jié)構(gòu)不全面、團(tuán)隊人員不穩(wěn)定、動態(tài)跟蹤反饋機(jī)制不健全等造成影響實驗項目發(fā)展的管理機(jī)制與辦法,樹立起長期可持續(xù)發(fā)展的理念。

  總而言之,對于虛擬仿真實驗教學(xué)項目及其實踐的認(rèn)識,不能僅僅停留在技術(shù)層面上實現(xiàn)了虛擬或者實現(xiàn)了仿真這么簡單,而更應(yīng)該多從相關(guān)學(xué)科發(fā)展要求、社會價值、實驗項目所產(chǎn)生的實際意義等綜合層面去考慮其實踐與應(yīng)用。

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