远程虚拟仿真实验室教学系统

电力电子虚拟仿真教学实验平台

实验室建设背景

目前的高等教育中，越来越强调对学生实践能力的培养，实验教育成为理工科教育的一个至关重要的环节。然而，随着各学科实验项目和学生人数的增多，传统的电气实验室和实验仪器数量很难满足学生的需求，在教学和学生使用上的不便之处也慢慢凸现出来。如何解决传统实验教学资源分配不足、实验方式过于刻板、实验器材维护费时费力、实验内容固定难以拓展等问题，是目前新工科建设、课程改革内容中一个讨论的热点。

在对创新型实验建设的需求日益明确之际，仿真实验教学的概念开始成为学校关注的重点。仿真教学实验是一种基于软件技术构建的虚拟实验教学系统，是现有各种教学实验室的数字化和虚拟化，为开设各种专业实验课程提供了全新的教学与科研环境。因此建设仿真实验室可以与实物实验室互补，它除了可以辅助高校的科研工作，在实验教学方面也具有如利用率高,易维护等诸多优点。近年来，国内的许多高校都根据自身科研和教学的需求建立了一些高科技的仿真实验室。

远宽解决方案

远宽能源除了将仿真技术应用于科研与工业测试，也率先将该技术引入到了教学实验室建设中。对于不同的实验内容与实验类型，远宽能源提出了如下的仿真实验建设的解决方案：实时仿真实验和远程虚拟仿真实验。

1. 实时仿真实验

远宽能源将先进的FPGA小步长实时仿真技术应用到教学实验室建设中，小步长实时仿真技术使它能够覆盖电力电子、电机驱动、新能源等多个电力电子相关应用的创新教学实验以及研究的需求。基于图形化系统建模，模型一键下载，无需FPGA编程编译，大大增强了产品的易用性；同时实验平台还配置了硬件控制器（TI的DSP或者NI的GPIC），和仿真器构成完整的闭环系统。实时仿真实验系统如下图所示：

相比于纯软件仿真——

纯软件仿真能够帮助学生学习和验证控制理论与算法，但较难培养学生的实际动手能力，对控制器也没有直观的认识；而使用实时仿真平台验证真实的硬件控制器可以更好的培养学生的动手能力：

?学生可以接触到实际的控制设备；可以了解和学习如何将理论和算法转化为在实际控制设备上运行的代码；

?可以学习和了解信号采集，PWM脉冲发生等实际的硬件知识；可以自己动手配置、连线、调试，通过示波器观察真实的信号等；

相比于实物试验台——

也有一些电力电子与电机教学实验是基于实物试验台，相对而言实时仿真具有如下的优势：

?实时仿真更适合于并网型系统实验，由于电网是一个大的能量源，并网型的系统（大多数新能源系统都是并网型）即使是小功率的，实验和调试一般都是比较危险的，很容易过流烧坏设备；

而实时仿真实验在这样的场合就很有优势。

?实时仿真更适合原动机贵重体积大的场合，如风机、光伏、储能系统等。风机、光伏板、蓄电池一般都体积大，价格高，运行需要合适的气象条件等，实物实验不方便。

?控制侧的算法开放可修改，很多实物试验台只能进行演示性和操作性实验，控制器是不开放的；

而本实时仿真试验台的控制侧算法是开放可修改的。

?让学生接触和了解实时仿真这一先进的科研与测试手段

除了如上的优势，实时仿真实验室的一个重要的意义，就是可以让更多的学生接触和了解实时仿真这一目前在研究和实际工业产品测试中用的越来越多的先进的开发和测试手段，有利于培养学生的操作能力、分析调试能力、设计能力和创新意识。

2. 远程虚拟仿真实验

远程虚拟仿真实验室基于网络技术构建的虚拟实验教学系统，它将信息技术与实时仿真技术相结合，适用于实现教学实验室的数字化与虚拟化，为开设各种虚拟实验课程提供了全新的教学与科研环境。与实时仿真实验不同的是，学生除了到实验室实地操作实时仿真系统进行实验课程外，也可以通过互联网技术的强大互连特性，通过网络远程控制实时仿真设备并完成相关的实验，这种方式大大提高了实验教学的伸缩性和适应性，克服了实验场地、实验器材、课时数等对学生实践能力培养的限制。远程虚拟仿真实验系统架构如下图所示：

创新平台适用于综合型实验、设计型实验和创新型实验，以及复杂、并网系统实验

对于展示型、原理型实验，还有基于网络技术的纯数字仿真实验室建设方案。教师可将实验课程内容通过纯数字仿真的方式离线模拟出来并发布到网络上，学生可以通过登录网页的方式进行在线实验。实验界面与实验步骤如下图所示：

法学虚拟仿真教学软件(系统)推荐

法学虚拟仿真教学软件（系统）推荐 虚拟仿真实验教学是指依托虚拟现实、多媒体、人机交互、数据库和网络通讯等信息技术，构建高度仿真的虚拟实验环境和实验对象，让学生在虚拟环境中开展实验，达到教学大纲所要求的教学效果的一种实验教学模式。对于传统的文科性法学专业而言，技术信息的快速发展也带来了一定的发展机遇和挑战。如何通过更为丰富的手段强化法学专业学生的实战能力，提高实务经验是摆在每个法学专业院校面前的十分严峻的任务。通过虚拟仿真技术手段，不仅可以有效改变传统教学所带来的机械、抽象和程式化的教学效果，同时借助于软件技术手段形成的具有自主知识产权的虚拟实验项目，将为本院校的综合教学和科研实力带来更高的发展平台。 教育部要求各高校应将建设和使用虚拟仿真实验教学项目作为推进完善现有实践教学体系、提高实验教学质量的重要举措。加大对实验教学队伍的培养培训，着力提升信息技术与实验教学深度融合的意识、使用信息技术改造传统实验教学项目的能力和水平。根据实验教学计划和实际情况，在坚持“能实不虚”的基础上加大虚拟仿真实验教学项目建设力度，探索线上线下教学相结合的新型实验教学模式。加强对虚拟仿真实验教学项目应用管理，建立健全适应网络化学习的实验教学成绩考核评价指标体系，促进实验教学质量稳步提高。 教育部的总体规划，引导了法学专业虚拟仿真实验项目建设的方向，也为各高校开展法学虚拟仿真实验项目建设带来了发展契机。但是毋庸置疑，如何建设适合本学校本专业特色的虚拟仿真实验项目，教育部并没有提供可行的蓝本和具体路径。例如选择什么形式的虚拟仿真实验项目课题？如何吸收和发挥本校的专业优势和特色？选择哪一个切入点进行虚拟仿真实验项目设计？相关的硬件需要哪些指标性要求？如何选择适用配套的软件？如何将动画或3D技术嵌入到具体的虚拟仿真实验项目？为了实现本公司面向各大高校提供法学专业教学服务的宗旨，本公司结合多年来与各大高校的合作经验，认真研究了法学专业建设虚拟仿真实验项目的可行性模式以及相关的硬件和软件建设方法，为本公司服务用户提供具有一定参考意义的法学虚拟仿真实验项目设计方案。 杭州法源软件开发有限公司是业界良好的高校教学软件和解决方案供应商，专注法学专业；是目前法学领域内专业成熟的法学实践教学软件研发团队；凭借

虚拟仿真(虚拟现实)实验室解决方案设计

数虎图像提供虚拟仿真实验室硬件设备搭建和内容制作整体解决 方案 虚拟现实实验室是虚拟现实技术应用研究就的重要载体。 随着虚拟实验技术的成熟，人们开始认识到虚拟实验室在教育领域的应用价值，它除了可以辅助高校的科研工作,在实验教学方面也具有如利用率高,易维护等诸多优点.近年来,国内的许多高校都根据自身科研和教学的需求建立了一些虚拟实验室。数虎图像拥有多名虚拟现实软硬件工程师，在虚拟现实实验室建设方面有着无与伦比的优越性！ 下面请跟随数虎图像一起，让我们从头开始认识虚拟现实实验室。【虚拟现实实验室系统组成】： 建立一个完整的虚拟现实系统是成功进行虚拟现实应用的关键，而要建立一个完整的虚拟现实系统，首先要做的工作是选择确实可行的虚拟现实系统解决方案。 数虎图像根据虚拟现实技术的内在含义和技术特征，并结合多年的虚拟现实实验室建设经验，最新推出的虚拟现实实验室系统提供以下组成：

虚拟现实开发平台： 一个完整的虚拟现实系统都需要有一套功能完备的虚拟现实应用开发平台，一般包括两个部分，一是硬件开发平台，即高性能图像生成及处理系统，通常为高性能的图形计算机或虚拟现实工作站；另一部分为软件开发平台，即面向应用对象的虚拟现实应用软件开发平台。开发平台部分是整个虚拟现实系统的核心部分，负责整个VR场景的开发、运算、生成,是整个虚拟现实系统最基本的物理平台，同时连接和协调整个系统的其它各个子系统的工作和运转，与他们共同组成一个完整的虚拟现实系统。因此，虚拟现实系统开发平台部分在任何一个虚拟现实系统中都不可缺少，而且至关重要。 虚拟现实显示系统： ·高性能图像生成及处理系统 ·具有沉浸感的虚拟三维显示系统 在虚拟现实应用系统中，通常有多种显示系统或设备，比如：大屏幕监视器、头盔显示器、立体显示器和虚拟三维投影显示系统，

远程虚拟仿真实验室教学系统

电力电子虚拟仿真教学实验平台 实验室建设背景 目前的高等教育中，越来越强调对学生实践能力的培养，实验教育成为理工科教育的一个至关重要的环节。然而，随着各学科实验项目和学生人数的增多，传统的电气实验室和实验仪器数量很难满足学生的需求，在教学和学生使用上的不便之处也慢慢凸现出来。如何解决传统实验教学资源分配不足、实验方式过于刻板、实验器材维护费时费力、实验内容固定难以拓展等问题，是目前新工科建设、课程改革内容中一个讨论的热点。 在对创新型实验建设的需求日益明确之际，仿真实验教学的概念开始成为学校关注的重点。仿真教学实验是一种基于软件技术构建的虚拟实验教学系统，是现有各种教学实验室的数字化和虚拟化，为开设各种专业实验课程提供了全新的教学与科研环境。因此建设仿真实验室可以与实物实验室互补，它除了可以辅助高校的科研工作，在实验教学方面也具有如利用率高,易维护等诸多优点。近年来，国内的许多高校都根据自身科研和教学的需求建立了一些高科技的仿真实验室。 远宽解决方案 远宽能源除了将仿真技术应用于科研与工业测试，也率先将该技术引入到了教学实验室建设中。对于不同的实验内容与实验类型，远宽能源提出了如下的仿真实验建设的解决方案：实时仿真实验和远程虚拟仿真实验。

1. 实时仿真实验 远宽能源将先进的FPGA小步长实时仿真技术应用到教学实验室建设中，小步长实时仿真技术使它能够覆盖电力电子、电机驱动、新能源等多个电力电子相关应用的创新教学实验以及研究的需求。基于图形化系统建模，模型一键下载，无需FPGA编程编译，大大增强了产品的易用性；同时实验平台还配置了硬件控制器（TI的DSP或者NI的GPIC），和仿真器构成完整的闭环系统。实时仿真实验系统如下图所示：

高校plc虚拟远程实验室建设方案

高校PLC虚拟远程实验室建设方案 一、方案简介 建设PLC虚拟远程实验室是提高高校实验室利用效率和减少实验维护费用的一条切实可行的途径.引入当今发展较为成熟的物联网技术,针对部分高校工业自动化实验室的现状，结合的HINET智能网关和Hinode客户端软件，应用于校内和校外学生的培训，提供PLC 远程技术培训教学实验功能,同时还有助于解决工业数据在公共网络上的安全传输难题。将PLC远程技术用于实验室可增强学生的积极性、趣味性、实验的灵活性, 同时极大缓解传统实验室场地、时间方面的制约。实际运行证明,该系统方案成本低,柔性强,网络层次丰富,是一个可激发学生创新动手能力、更加贴近工业自动化发展趋势的现代综合实验室平台。 二、方案应用实例 下面以XX大学PLC远程虚拟实验室为例，作具体的应用方案介绍：XX大学PLC实验室由三菱PLC及虚拟对象组成，其虚拟对象由组态王软件结合研华PCI1756数字I/O卡构成，所编制的组态王界面具有远程发布功能，由于使用PCI1756卡实现了PLCI/O点与虚拟对象的真实物理连接，所以该实验室是一个具有虚实结合性质的虚拟实验室。通过运用PLC远程方案,能实现校内、外学生可以远程完成PLC 实验练习，在练习过程中可以远程对实验室内PLC上、下载程序，通过网页观察虚拟对象的运行情况，实现对该实验室的远程操作。

1）PLC虚拟远程实验室系统架构如下： 系统中，通过HINET智能网关、云服务器以及Hinode客户端构建出一个虚拟局域网环境，通过该虚拟局域网环境实现远程PC端本地化连接到实验室PLC。HINET智能网关作为远程链接的通讯终端，云服务机房作为远程链接确认单位，远程PC上的Hinode客户端作为远程链接的客户端，再配合GXworks等编程软件实现对PLC的远程编程和组态，从而完成实验室的虚拟化、云端化。 2）PLC虚拟远程实验室应用功能如下：

基于云平台的远程控制系统虚拟实验

Modeling and Simulation 建模与仿真, 2019, 8(3), 95-101 Published Online August 2019 in Hans. https://www.sodocs.net/doc/1f10666873.html,/journal/mos https://https://www.sodocs.net/doc/1f10666873.html,/10.12677/mos.2019.83012 Remote Virtual Laboratory of Control System Based on Cloud Platform Huazhong Wang1, Tao Liu1, Jun Yao2, Hua Cheng2 1Key Laboratory of Advanced Control and Optimization for Chemical Processes of Ministry of Education, East China University of Science and Technology, Shanghai 2School of Modern Distance Education, East China University of Science and Technology, Shanghai Received: Aug. 2nd, 2019; accepted: Aug. 19th, 2019; published: Aug. 26th, 2019 Abstract To overcome the shortcomings of the existing remote-control virtual experimental platform in terms of flexibility and applicability, a remote-control virtual experiment scheme based on the cloud platform and the experimental module that can be configured by the user is proposed. The Django network framework based on Python is chosen to build a remote experimental platform. The experimental modules that constitute the components of the closed-loop control system are developed. Users can configure the control system according to the experimental requirements. The experimental management system executes simulation, procedures control, online help and evaluation of the virtual experiments. The experimental system is deployed and tested in Ali Cloud. The teaching practice shows that the remote virtual control system experimental platform enables users to complete a series of motion control experiments through the browser, which is conducive to cultivating students’ practical ability. Keywords Virtual Laboratory, Python, Cloud Platform, Control System 基于云平台的远程控制系统虚拟实验 王华忠1，刘涛1，姚俊2，程华2 1华东理工大学化工过程先进控制和优化技术教育部重点实验室，上海 2华东理工大学网络教育学院，上海 收稿日期：2019年8月2日；录用日期：2019年8月19日；发布日期：2019年8月26日

虚拟仿真实验教学中心平台建设方案

湖北警官学院虚拟仿真实验教学建设方案 一、方案背景 虚拟仿真实验教学是高等教育信息化建设和实验教学示范中心建设的重要内容，是学科专业与信息技术深度融合的产物。为贯彻落实《教育部关于全面提高高等教育质量的若干意见》（教高〔2012〕4号）精神，根据《教育信息化十年发展规划（2011-2020年）》，教育部决定于2013年启动开展国家级虚拟仿真实验教学中心建设工作。其中虚拟仿真实验教学的管理和共享平台是中心建设的重要内容之一。 目前，大多数高校都有针对课程使用实验教学软件，但由于每个专业或课程的情况不同，购买的软件所采用的工作环境、体系结构、编程语言、开发方法等也各不相同。由于学校管理工作的复杂性，各校乃至校内各专业的实验教学建设大都自成体系，各自为政，形成了“信息孤岛”。主要面临如下问题：? 管理混乱，各种实验教学软件缺乏统一的集中管理。 ? 使用不规范，缺乏统一的操作模式和管理方式； ? 可扩展性差，无法支持课程和相应实验的扩展； ? 各系统的数据无法共享，容易形成“信息孤岛”； ? 缺乏足够的开放性； ? 软件部署复杂，不同的软件不能运行在同一台服务器上； 二、方案目标 该方案的目标就是高效管理实验教学资源，实现校内外、本地区及更广范围内的实验教学资源共享，满足多地区、多学校和多学科专业的虚拟仿真实验教学的需求。平台要实现学校购置的所有实验软件统一接入和学生在平台下进行统一实验的目的，通过系统间的无缝连接，使之达到一个整体的实验效果，学校通过该平台的部署，不仅可以促进系统的耦合度，解决信息孤岛的问题，还可以使学校能够迅速实施第三方的实验教学软件。 平台提供了全方位的虚拟实验教学辅助功能，包括：门户网站、实验前的理论学习、实验的开课管理、典型实验库的维护、实验教学安排、实验过程的智能指导、实验结果的自动批改、实验成绩统计查询、在线答疑、实验教学效

虚拟实验室建设方案

电子信息技术虚拟实验室建设实施方案 虚拟实验室是一种基于Web技术、VR虚拟现实技术构建的开放式网络化的虚拟实验教学系统，是现有各种教学实验室的数字化和虚拟化。虚拟实验室由虚拟仿真平台、虚拟实验平台、虚拟仪器和开放式实验室管理系统组成。虚拟仿真平台可提供学生进行实验电路的虚拟仿真，实验原理预习；虚拟实验平台和虚拟仪器与真实实验设备类似，自己动手配置、连接、调节和使用实验仪器设备；开放式实验管理系统提供教师编辑、设计实验任务和内容、设置学生各种权限、解答学生提问、提交实验报告。 虚拟实验室为开设各种电子信息实验课程提供了全新的教学环境，使教师上课的更生动、实验设备利用率更高、学生自主实验的内容和时间更灵活。 一、系统总体框架 网络服务器 客户端实验箱 网络 如上图，整个系统主要有客户端、服务器和实验平台构成。 客户端主要有两类：管理员(教师)终端和学生终端，管理员能设置实验室开放时间、实验内容设定、学生访问权限，上传实验课件，布置实验任务等。学生端通过浏览器登陆虚拟实验室平台，自主选择实验项目，进行课前预习、实验操作、仪表选择、仿真数据测量、实验报告提交等工作，也可进行机位预定、虚拟仪表预定、实体数据的采集和测量等工作。 服务器提供整套基于B/S架构的实验室管理软件和虚拟远程实验操作平台软件；虚拟实验形式包括纯虚拟的仿真实验、虚拟实体操作实验、远程控制的实体操作实验。使用者既可以通过网络登录服务器完成纯虚拟的仿真实验，也可以通过网络远程控制基础实验箱的实验电路，改变电路器件参数，采集实际的测试数据，进行远程测试和数据分析。也可通过网络远程动态加载开发例程，完成设计性开发性实验。具体功能如下： 1、在线学习功能：可通过登陆虚拟实验平台进行在线课前预习、原理学习等工作； 2、虚拟仿真功能：基于浏览器和Multisim与Labview软件，搭建真实的实验电路进行仿真。无源器 件电阻、电感、电容能实时调节，电路响应可通过虚拟示波器和虚拟频谱仪示波。 3、虚拟实体仿真：学生能在PC机上操作虚拟实体实验平台和Tektronix TDS2024四通道虚拟示波器， 完成信号种类设置、信号频率设置、信号幅度设置、实验电路搭试、波形测试等实验过程，多通道示波器能同时显示4个测试点波形，使实验过程的展示更形象生动。

虚拟仿真实验教学中心安全管理制度

虚拟仿真实验教学中心安全管理制度 一、实验室是教学、科研重要基地，为了确保教学、科研工作的顺利进行，保障实验室的安全和正常运行，特制定本制度。 二、实验室安全工作实行岗位责任制，实验室主任负责把每个实验室房间的安全工作落实到人，做到每个房间都有专人管理，专人负责。随时消除事故隐患，配备必要的消防器材。 三、保持实验室走道畅通，设备器材摆放整齐，排列有序，未经保卫部门同意，严禁走廊堆放杂物和在走廊打隔段，阻挡安全通道。 四、实验室房屋是学校的固定资产，无论其建设经费来源，均属学校资产。实验室房屋结构不得破坏。任何人不得随意在实验室内打隔断，毁坏结构、毁坏电路，如因教学、科研需要改造的，必须落实经费然后向有关部门提出申请。 五、实验室是教学科研的场所，室内严禁吸烟。特别是有易燃易瀑的实验室绝对禁止烟火，严禁吸烟动用明火。因工作需要少量存储易燃易爆物品，必须符合安全存放要求。 六、学生必须在教师或实验室技术人员的技术指导下，按操作规程进行实验，毕业设计学生和研究生的实验由导师负责，环境封闭的实验室不得单人操作电器设备，危险性的实验必须有安全防护措施并要有人监护。 七、未经管理人员的许可，任何人不得随意动用实验室内的仪器设备。因不听指挥或违反操作规程而导致仪器设备损坏者，要追究责任，并赔偿损失。 八、大型精密仪器要有专人维修和使用，要严格遵守操作规程，设备运行时，操作人员必须坚守岗位，不得随意离去。非专职操作人员使用大型精密仪器，必须经过培训合格后才能上机。 九、大型精密仪器不得带病工作，发现仪器设备不能正常工作，出现漏水、漏油、漏气、漏电，以及仪器使用时声音的变化等现象，仪器设备负责人应及停用该仪器，并及时报请学院维修。 十、使用易燃气体，如乙炔、氢气、氧气、煤气等必须遵守操作规程。要有安全措施。严格按照使用要求的条件去工作。 十一、电源、电闸下禁止摆放易燃物品和仪器设备。防止电源打火引起火灾，出现问题及时关掉电源。安装电源、电闸要到指定的电力管理部门，不得私自乱

国家级虚拟仿真实验教学中心入选名单

北京大学地球科学虚拟仿真实验教学中心教育部 中国人民大学基于大数据文科综合训练虚拟仿真实验教学中心教育部清华大学材料科学与工程虚拟仿真实验教学中心教育部 北京交通大学交通运输国家级虚拟仿真实验教学中心教育部 北京化工大学化工过程虚拟仿真实验教学中心教育部 北京邮电大学电子信息虚拟仿真实验教学中心教育部 中国农业大学机械与农业工程虚拟仿真实验教学中心教育部 中央美术学院艺术、设计与建筑虚拟仿真实验教学中心教育部 华北电力大学电力工业全过程仿真实验教学中心教育部 南开大学经济虚拟仿真实验教学中心教育部 天津大学化学化工虚拟仿真实验教学中心教育部 大连理工大学化学虚拟仿真实验教学中心教育部 东北大学机械装备虚拟仿真实验教学中心教育部 吉林大学地质资源立体探测虚拟仿真实验教学中心教育部 东北师范大学生物学虚拟仿真实验教学中心教育部 东北林业大学森林工程虚拟仿真实验教学中心教育部 同济大学力学虚拟仿真实验教学中心教育部 上海交通大学机电学科虚拟仿真实验教学中心教育部 华东理工大学石油和化工过程控制工程虚拟仿真实验教学中心教育部东华大学管理决策虚拟仿真实验教学中心教育部 南京大学社会经济环境系统虚拟仿真实验教学中心教育部 东南大学机电综合虚拟仿真实验教学中心教育部 河海大学力学与水工程虚拟仿真实验教学中心教育部 南京农业大学农业生物学虚拟仿真实验教学中心教育部 中国药科大学药学虚拟仿真实验教学中心教育部 浙江大学化工类虚拟仿真实验中心教育部 厦门大学机电类虚拟仿真实验教学中心教育部 山东大学医学虚拟仿真实验教学中心教育部 武汉大学电力生产过程虚拟仿真实验教学中心教育部 武汉理工大学水路交通虚拟仿真实验教学中心教育部 华中师范大学心理与行为虚拟实验教学中心教育部 中南财经政法大学经济管理行为仿真实验中心教育部 湖南大学机械工程虚拟仿真实验教学中心教育部 中南大学矿冶工程化学虚拟仿真实验教学中心教育部 中山大学医学虚拟仿真实验教学中心教育部 华南理工大学机械工程虚拟仿真实验教学中心教育部 四川大学华西临床虚拟仿真实验教学中心教育部 重庆大学能源与动力电气虚拟仿真实验教学中心教育部 西南交通大学交通运输虚拟仿真实验教学中心教育部 电子科技大学电子与通信系统虚拟仿真实验教学中心教育部 西南大学药学虚拟仿真实验教学中心教育部 西南财经大学现代金融虚拟仿真实验教学中心教育部 西安交通大学通信与信息系统虚拟仿真实验教学中心教育部 西安电子科技大学电子信息与通信虚拟仿真实验教学中心教育部

( VR虚拟现实)虚拟仿真实训系统解决方案

（VR虚拟现实）虚拟仿真实训系统解决方案

大娱号 虚拟仿真实训系统解决方案VSTATIONHD（V1.0）

前言 近年来,由于信息技术的快速发展与国家教育部门的大力提倡,虚拟仿真实训在高职教育中开始得到广泛的应用,成为实训教学重要的组成部分和提高教学质量的重要手段。虚拟仿真技术是将多媒体技术、虚拟现实技术与网络通信技术等信息技术进行集成,构建一个与现实世界的物体和环境相同或相似的虚拟教学环境,并通过虚拟环境集成与控制为数众多的实体,构成一个虚拟仿真教学系统。虚拟仿真教学技术以提高学生的技能水平为核心,具有多感知性、沉浸性、交互性、构想性等特点。这些特点有益于教师的实训教学和学生专业核心技能的训练,为解决职业教育面临的实训难、实习难和就业难等问题开辟了一条新思路。目前,高职院校很多专业,如外语教学、旅游专业、数控技术、焊接技术、机电技术、食品加工、服装设计等专业都引入了虚拟仿真实训教学方式。虚拟仿真实训教学，已经逐渐成为高职院校教学变革的一种有效手段。

目录 前言2 一、总体需求分析4 1．1 “情景”的定义：4 1．2 为什么要在教学中使用“虚拟仿真实训系统”？5 1．3 根据教学建设，用户需求归纳如下：6 二、设计原则7 三、大娱号虚拟仿真实训系统概述8 四、大娱号虚拟仿真实训系统系统运行原理示意图：10 五、大娱号虚拟仿真实训系统构成及特点11 六、与教材同步完备的虚拟场景库16 七、大娱号虚拟仿真实训系统构成及特点18 八、大娱号虚拟仿真实训系统配置与指标19 九、系统技术支持及服务21

一、总体需求分析 通过运用学语言，已经为越来越多的教师认同。学习者必须通过“用语言”才能真正掌握语言。 让学生置身于真实的交际情景中，让学生使用语言进行交际。而真正的交际应该是互动的。当一方发出信息后，另一方根据上下文进行意义协商，作出反馈，他可以表示支持、进行反驳或提出疑问，然后接受方对反馈意见再进行意义协商，作出回应，双方如此反复交流，形成互动。互动是“交际的核心”。 语言课堂就是一个充满“交流和互动”的场所。在课堂教学中，这种互动不仅包括师生互动和生生之间互动，还应该包括教材，因为课堂上的师生互动和生生互动都是基于一定教材展开的。“大娱号”虚拟仿真实训系统能够在教材与师生之间搭起一座互动教学的桥梁。 使用“虚拟仿真实训系统”在互动教学的设计和组织上突出情景性、实训性和互动性，力求三者有机结合。 1．1“情景”的定义： 情景指的是具体场合的情形或景象。在教学过程中引入或创设生动具体的场景，有利于学生进行意义建构使其产生交际的动机。“大娱号”虚拟仿真实训系统所提供的虚拟场景可以提供直观生动的形象，通过大屏或投影再现学生在虚拟场景中的表演，可以让学生通过视觉和听觉去感受场景，产生想象和联想，激发学生的学习兴趣。参与表演的学生可以身临其境的学语言，使用虚拟仿真实训系统教学,学生觉得有话可说，有戏可演，可以

虚拟仿真虚拟现实实验室解决方案

虚拟仿真虚拟现实实验室解决方案

数虎图像提供虚拟仿真实验室硬件设备搭建和内容制作整体解 决方案 虚拟现实实验室是虚拟现实技术应用研究就的重要载体。 随着虚拟实验技术的成熟，人们开始认识到虚拟实验室在教育领域的应用价值，它除了能够辅助高校的科研工作,在实验教学方面也具有如利用率高,易维护等诸多优点.近年来,国内的许多高校都根据自身科研和教学的需求建立了一些虚拟实验室。数虎图像拥有多名虚拟现实软硬件工程师，在虚拟现实实验室建设方面有着无与伦比的优越性！ 下面请跟随数虎图像一起，让我们从头开始认识虚拟现实实验室。 【虚拟现实实验室系统组成】： 建立一个完整的虚拟现实系统是成功进行虚拟现实应用的关键，而要建立一个完整的虚拟现实系统，首先要做的工作是选择确实可行的虚拟现实系统解决方案。 数虎图像根据虚拟现实技术的内在含义和技术特征，并结合多年的虚拟现实实验室建设经验，最新推出的虚拟现实实验室系统提供以下组成：

虚拟现实开发平台： 一个完整的虚拟现实系统都需要有一套功能完备的虚拟现实应用开发平台，一般包括两个部分，一是硬件开发平台，即高性能图像生成及处理系统，一般为高性能的图形计算机或虚拟现实工作站；另一部分为软件开发平台，即面向应用对象的虚拟现实应用软件开发平台。开发平台部分是整个虚拟现实系统的核心部分，负责整个VR场景的开发、运算、生成,是整个虚拟现实系统最基本的物理平台，同时连接和协调整个系统的其它各个子系统的工作和运转，与她们共同组成一个完整的虚拟现实系统。因此，虚拟现实系统开发平台部分在任何一个虚拟现实系统中都不可缺少，而且至关重要。 虚拟现实显示系统： ·高性能图像生成及处理系统 ·具有沉浸感的虚拟三维显示系统 在虚拟现实应用系统中，一般有多种显示系统或设备，比如：大屏幕监视器、头盔显示器、立体显示器和虚拟三维投影显示

虚拟现实技术实验室的建设方案

校企共建——虚拟现实技术实验室建设方案1、虚拟现实技术实验室（The virtual reality laboratory） 虚拟现实（VR-Virtual Reality）,也称虚拟实境，是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机系统，它利用计算机技术生成一个逼真的、具有视、听、触等多种感知的虚拟环境， 用户通过使用各种交互设备，同虚拟环境中的实体相互作用，使之产生身临其境感觉的交互式视景仿真和信息交流，是一种先进的数字化人机接口技术。 与传统的模拟技术相比，虚拟现实技术的主要特征是：操作者能够真正进入一个由计 算机生成的交互式三维虚拟现实环境中，与之产生互动，进行交流。通过参与者与虚拟仿 真环境的相互作用，并借助人本身对所接触事物的感知和认知能力，帮助启发参与者的思维，以全方位地获取虚拟环境所蕴涵的各种空间信息和逻辑信息。 沉浸/临场感和实时交互性是虚拟现实的实质性特征，对时空环境的现实构想（即启发思维，获取信息的过程）是虚拟现实的最终目的。 虚拟现实技术的先进特性使得该项技术应用于各行各业的模拟仿真研究中，并切实有效地指导了生产实践。自从虚拟现实技术诞生以来，它已经在军事模拟、先进制造、城市规划/地理信息系统、医学生物等领域中发挥了巨大的经济、军事和社会效益。虚拟现实技 术在不远的将来就会像当年的计算机一样应用于社会生产实践的各个领域，它与网络、多媒体将并称为21世纪最具应用前景的三大技术。

随着虚拟现实技术的成熟，人们开始认识到虚拟现实在教育领域的应用价值，它除了 可以辅助高校的科研工作，在实验教学方面也具有利用率高，易维护等诸多优点。近年来，国内的许多重点高校都根据自身科研和教学的需求建立了虚拟现实技术实验室。 2、虚拟现实技术实验室的使用 利用虚拟现实技术，以数字化信息为基础，对学校的教学、科研、管理和生活服务等 所有信息资源进行全面的数字化，最终实现教育的信息化，提高学校的办学水平和管理水平。 虚拟现实技术实验室主要从事虚拟现实技术、可视化技术、计算机网络、图形系统工具、图像信息处理、分布式系统和人工智能等领域的科学研究和技术开发。 1、院校教学科研。 建设教学、科研、技术人员结构合理的虚拟仿真实验教学团队，形成一支教育理念先 进，学术水平高，教学科研能力强，实践经验丰富，勇于创新的虚拟仿真实验教学和管理队伍。 虚拟仿真实验教学是高等教育信息化建设和实验教学示范中心建设的重要内容，是学

全息虚拟仿真教学实训平台项目建设方案

全息虚拟仿真教学 实训平台项目建设方案 制作单位： 联系人： 联系方式： 传真：

目录 项目背景................................................................................................................................... - 1 -建设背景.. (1) 技术背景 (1) 建设思路 (2) 项目建设方案 .......................................................................................................................... - 2 -一期建设内容.. (2) 地理信息海量三维数据管理与应用软件.......................................................................... - 3 -仿真教学课件............................................................................................................................. - 5 -二期建设内容.. (15) 地理信息虚拟仿真实训室.................................................................................................... - 15 -全息教育和培训...................................................................................................................... - 15 -颠覆市场上VR设备的全新技术 ....................................................................................... - 16 -最领先的全息投影技术且具有成本优势........................................................................ - 16 -强大的内容创建能力............................................................................................................. - 16 -三期建设内容.. (21) 课件功能介绍........................................................................................................................... - 21 - 扩展方向.................................................................................................................................- 31 -全息教育及培训 (31) 数字城市 (31) 房地产 (32) 文物保护 (32) 城市规划 (33) 全息虚拟旅游 (33) 大型全息互动娱乐 (34)

2013年国家级虚拟仿真实验教学中心

国家级虚拟仿真实验教学中心入选名单 申报学校中心名称学校所属北京大学地球科学虚拟仿真实验教学中心教育部中国人民大学基于大数据文科综合训练虚拟仿真实验教学中心教育部清华大学材料科学与工程虚拟仿真实验教学中心教育部北京交通大学交通运输国家级虚拟仿真实验教学中心教育部北京化工大学化工过程虚拟仿真实验教学中心教育部北京邮电大学电子信息虚拟仿真实验教学中心教育部中国农业大学机械与农业工程虚拟仿真实验教学中心教育部中央美术学院艺术、设计与建筑虚拟仿真实验教学中心教育部华北电力大学电力工业全过程仿真实验教学中心教育部南开大学经济虚拟仿真实验教学中心教育部天津大学化学化工虚拟仿真实验教学中心教育部大连理工大学化学虚拟仿真实验教学中心教育部东北大学机械装备虚拟仿真实验教学中心教育部吉林大学地质资源立体探测虚拟仿真实验教学中心教育部东北师范大学生物学虚拟仿真实验教学中心教育部东北林业大学森林工程虚拟仿真实验教学中心教育部同济大学力学虚拟仿真实验教学中心教育部上海交通大学机电学科虚拟仿真实验教学中心教育部华东理工大学石油和化工过程控制工程虚拟仿真实验教学中心教育部东华大学管理决策虚拟仿真实验教学中心教育部南京大学社会经济环境系统虚拟仿真实验教学中心教育部东南大学机电综合虚拟仿真实验教学中心教育部河海大学力学与水工程虚拟仿真实验教学中心教育部南京农业大学农业生物学虚拟仿真实验教学中心教育部中国药科大学药学虚拟仿真实验教学中心教育部浙江大学化工类虚拟仿真实验中心教育部厦门大学机电类虚拟仿真实验教学中心教育部山东大学医学虚拟仿真实验教学中心教育部武汉大学电力生产过程虚拟仿真实验教学中心教育部武汉理工大学水路交通虚拟仿真实验教学中心教育部华中师范大学心理与行为虚拟实验教学中心教育部

虚拟仿真实验教学项目建设及与江苏省虚拟仿真实验教学共享平台对接要求

虚拟仿真实验教学项目建设及与 江苏省虚拟仿真实验教学共享平台对接要求 一、虚拟仿真实验教学项目建设要求 虚拟仿真实验教学项目指充分体现学科专业优势，依托虚拟现实、多媒体、人机交互、数据库和网络通讯等技术，建设的可用于信息化条件下自主学习、探究学习、协作学习的实验教学项目，其根本目的在于构建高度仿真的虚拟实验环境和实验对象，学生在虚拟环境中开展实验，达到教学大纲所要求的教学目的。虚拟仿真实验教学项目要求最终生成可在互联网上直接运行的格式，客户端使用时无须下载或安装任何程序、插件即可直接运行使用。虚拟仿真实验教学项目需要包含的基本信息与数据规范如下：

二、与省共享平台对接要求 虚拟仿真实验教学项目要求能够直接接入江苏省虚拟仿真实验教学共享平台，本着分布建设、集中共享、统一服务的原则，通过共享平台满足多学校、多地区共同开展虚拟仿真实验教学的需要。虚拟仿真实验教学项目与省共享平台对接接口所含数据标准与规范如下： 1.项目基本信息。包含虚拟仿真项目名称、所属学校名称、所属学校代码、所属中心名称、项目负责人、资源分类、建立年份、是否计费、计费标准、计费支付方式、项目简介、面向专业等信息。 2.项目预习信息。包含虚拟仿真项目名称、所属学校名称、操作用户账号、预习文件名称、文件类型、文件访问地址。其中文件类型支持文本（doc，pdf）、图片（bmp，jpg）、动画（flv）、视频（avi）等多种类型和格式。 3.项目自测信息。包含虚拟仿真项目名称、所属学校名称、操作用户账号、自测成绩、自测时间、自测内容访问地址。 4.项目实验操作。包含虚拟仿真项目名称、所属学校名称、操作用户账号、实验操作地址路径。 5.项目资源计费。包含虚拟仿真项目名称、所属学校名称、计费类型、计费系数。 6.项目实验记录。包含虚拟仿真项目名称、所属学校名称、操作用户账号、实验记录内容、记录添加时间。 7.项目实验报告。包含虚拟仿真项目名称、所属学校名称、操作用户账号、报告名称、报告内容、报告添加时间、报告审核

虚拟仿真实验教学系统通用模型研究

一ＩＳＳＮ１６７２－４３０５ＣＮ１２－１３５２／Ｎ实一一验一一室一一科一一学ＬＡＢＯＲＡＴＯＲＹ一ＳＣＩＥＮＣＥ第２０卷一第１期一２０１７年２月Ｖｏｌ ２０一Ｎｏ １一Ｆｅｂ ２０１７ 虚拟仿真实验教学系统通用模型研究 王一艳１，刘一昕１，丁雪梅２，曹一晨３ （吉林大学一１．药学院；２．动物学院；３．计算机科学与技术学院，吉林长春１３００１２） 摘一要：为解决虚拟仿真实验教学系统重复设计和资源利用率低的问题，提出了一种基于统一平台与插件技术相结合的系统通用模型设计方法三首先，采用统一建模语言对系统通用性功能需求进行了分析与描述三然后，构建了基于云存储的系统统一平台框架结构三最后，给出了基于 模型－视图－控制器 设计模式的实验插件技术开发方案三该方法可以有效地提升系统的可扩展性与可维护性，对实验教学资源的开放共享与用户间的协同创新也能够起到一定的推动作用三 关键词：虚拟仿真；实验教学；通用模型 中图分类号：ＴＰ３９１一一文献标识码：Ａ一一ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７２－４３０５．２０１７．０１．０１９Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｔｈｅｇｅｎｅｒａｌｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｔｅａｃｈｉｎｇｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｖｉｒｔｕａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ＷＡＮＧＹａｎ１，ＬＩＵＸｉｎ１，ＤＩＮＧＸｕｅ－ｍｅｉ２，ＣＡＯＣｈｅｎ３（１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＰｈａｒｍａｃｙ；２．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＡｎｉｍａｌＳｃｉｅｎｃｅ；３．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌ?ｏｇｙ，ＪｉｌｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ１３００１２，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｅｘｉｓｔｉｎｇｐｒｏｂｌｅｍｓｏｆｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｔｅａｃｈｉｎｇｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｖｉｒｔｕａｌｓｉｍ?ｕｌａｔｉｏｎ，ｗｈｉｃｈｉｎｃｌｕｄｉｎｇｒｅｐｅｔｉｔｉｖｅｄｅｓｉｇｎａｎｄａｌｏｗｒｅｓｏｕｒｃｅｓｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｒａｔｉｏ，ａｄｅｓｉｇｎｍｅｔｈｏｄｏｆｓｙｓ?ｔｅｍｇｅｎｅｒａｌｍｏｄｅｌｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｏｆｕｎｉｆｉｅｄｐｌａｔｆｏｒｍａｎｄｐｌｕｇ－ｉｎｗａｓｉｍｐｒｏｖｅｄ．Ｆｉｒｓｔ，ｔｈｅｇｅｎｅｒａｌｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍｗａｓａｎａｌｙｚｅｄａｎｄｄｅｓｃｒｉｂｅｄｂａｓｅｄｕｎｉｆｉｅｄｍｏｄｅｌｉｎｇｌａｎ?ｇｕａｇｅ．Ｔｈｅｎ，ｔｈｅｕｎｉｆｉｅｄｐｌａｔｆｏｒｍｆｒａｍｅｗｏｒｋａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅｏｆｓｙｓｔｅｍｗａｓｂｕｉｌｄｂａｓｅｄｃｌｏｕｄｓｔｏｒａｇｅ．Ｆｉ?ｎａｌｌｙ，ｔｈｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｐｒｏｇｒａｍｏｆｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｐｌｕｇ－ｉｎｗａｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄｂａｓｅｄｍｏｄｅｌ－ｖｉｅｗ－ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ．Ｔｈｉｓｍｅｔｈｏｄｃａｎｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｅｘｐａｎｓｉｂｉｌｉｔｙａｎｄｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅｏｆｓｙｓｔｅｍｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ，ｐｒｏ?ｍｏｔｉｎｇｔｈｅｏｐｅｎｓｈａｒｉｎｇｏｆｔｅａｃｈｉｎｇｒｅｓｏｕｒｃｅａｎｄｃｏｌｌａｂｏｒａｔｉｖｅｉｎｎｏｖａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｕｓｅｒ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｖｉｒｔｕａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｔｅａｃｈｉｎｇ；ｇｅｎｅｒａｌｍｏｄｅｌ 一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一 一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一 一一一基金项目：吉林省科技发展计划资助项目（项目编号：２０１５０３０９００２ＧＸ）三一一虚拟仿真实验教学依托虚拟现实二多媒体二人机交互二数据库和网络通讯等技术，构建高度仿真的虚 拟实验教学环境，参与者可以在虚拟环境中开展相 关实验活动［１－２］三目前大多虚拟仿真实验教学系统都是基于某一门课程或者某一个实验室的设计与实 现，系统开发技术种类繁多且趋于成熟［３－５］三如何设计针对某一学科专业的通用虚拟仿真实验教学系 统模型，实现基于此模型的二次开发与资源共享二避 免重复性劳动并提高工作效率，对于现阶段虚拟仿 真实验教学的建设与发展显得尤为重要［６－７］三本文通过对虚拟仿真实验教学系统业务需求的分析，提出了一种基于统一平台与插件技术相结合的系统通用模型设计方法，构建了基于 模型－视图－控制器（ＭｏｄｅｌＶｉｅｗＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒ，ＭＶＣ） 设计模式的虚拟仿真实验建模云平台，给出了基于该平台的Ｆｌｅｘ插件技术开发实现方案，为用户提供了一个资源开放共享二协作创新研究的实验环境三１一系统功能需求分析为了满足虚拟仿真实验教学系统业务需求，同时保证系统资源信息可维护性及系统功能的可扩展性，将系统用户角色划分为教师二学生二系统管理员 和插件管理员四类参与者三不同的角色有不同的操

采矿工程虚拟仿真实验教学体系建设与实践

采矿工程虚拟仿真实验教学体系建设与实践 摘要：随着我国教育改革不断深化，我国关于采矿工程的教育紧跟改革的脚步，在虚拟仿真实验教学这一方面不断进取，取得了有目共睹的成绩。他们不断优化 升级自身资源的，建立了一支教学理念先进、科研水平一流、教学能力强大的高 质量、高素养的教学团队。同时，他们也推动着采矿工程虚拟仿真教学体系向模 块化、层次化、多元化发展。以往，学生的实验时间及教学内容都是由学校统一 安排，制定详细的计划，学生和老师按计划进行教学环节，实验仪器也是由实验 老师在实验课上统一发放，这样做给采矿工程的教学带来极大的限制，而采矿工 程虚拟仿真实验教学体系的建设，优化了教学资源的共享，使学生能够灵活选择 相关的教学实验活动，教学和实验不在局限于课堂，提高资源的利用率，同时也 提高了教学的针对性，从而加强锻炼学生的实践能力，培养学生的创新能力。 关键词：采矿工程；教学体系；虚拟仿真实验教学 随着社会的发展，我们对能源的需求越来越大，而煤矿行业在其中占了很大 一部分比重，随着许多问题的暴露，现在的煤矿行业在注重效益的同时，坚持科 学发展观，使得煤矿行业得以长期平稳的发展，而这一成果离不开大量的从事采 矿行业的优秀人才，为了保持采矿行业的活力，对于相关专业的大学生的培养尤 为重要。 一、简述采矿工程虚拟仿真实验教学体系建设的必要性 目前，我国高校对采矿相关专业的教学环节与实践环节严重脱离，造成这现 象的主要原因有以下三点，第一，煤矿企业生产任务重，生产风险大，无暇与学 校合作；第二，对于学校来说，煤矿行业中进行生产的设备过于昂贵，教学成本 太高，学校无力承担；第三，煤矿行业的生产风险大，容易出现安全事故，在矿 地进行实验时，学生的人身安全无法得到有效保证。以上的种种原因使得采矿工 程专业的传统实验方式受到极大的限制，在这种情况下，采矿工程虚拟仿真实验 教学体系的建设可以解决高额的实验成本、危险的实验环境等问题，能有效促进 采矿相关专业的教学。 二、虚拟仿真实验教学平台的具体建设 采矿工程虚拟仿真教学实验平台由实验教学资源开放平台，数值模拟与仿真 实验平台和工程实训与安全培训平台构成，这种合理的模块化设置对推动整个平 台的综合效果具有重大意义。 2．1简述采矿工程实验教学资源开放平台 在采矿工程实验教学资源开发平台中，学生们可以在线观看“采矿概论”、“矿 山岩石力学”等专业相关的教学录像和其他教学资源，以多媒体的方式，便于学生学习。同时，该平台模拟仿真了矿井生产系统及装备、矿井开采方法及工艺、设 备工作原理及使用过程，灾害演变过程、矿压观测原理与测试技术。平台上丰富 的教学资源面向全体师生，可供同学们自由学习。在学生学习的同时，他们可以 手动配置、连接、调节和使用这些虚拟仿真设备，模拟真实的采矿环境，将知识 与实践相结合。该平台在校园网面向所有用户开放，学生可以自由灵活的利用平 台上丰富的资源自行开展相关学习及实验。除此之外，此虚拟仿真平台还具有相 关专业信息发布、实验数据收集整合、学生成果展示交流、成绩评定等功能。该 平台设有专人进行日常的管理及维护，确保该平台正常运行。 2．2采矿工程数值模拟与仿真实验平台 数据能向我们反映所需要信息，对于采矿工程专业，数值模拟与仿真是重要