近日，教育部教育技術(shù)與資源發(fā)展中心（中央電化教育館）發(fā)布了《關(guān)于公布高等學(xué)校虛擬仿真教學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目學(xué)校及案例團(tuán)隊(duì)名單的通知》，我校成功入選高等學(xué)校虛擬仿真教學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目學(xué)校，5個(gè)教學(xué)團(tuán)隊(duì)入選高等學(xué)校虛擬仿真教學(xué)創(chuàng)新案例團(tuán)隊(duì)，這是我校在虛擬仿真教學(xué)方面取得的一項(xiàng)新突破。
為推進(jìn)數(shù)字技術(shù)與高等學(xué)校實(shí)驗(yàn)教學(xué)的深度融合，提升虛擬仿真教學(xué)環(huán)境建設(shè)和創(chuàng)新應(yīng)用水平，教育部教育技術(shù)與資源發(fā)展中心（中央電化教育館）組織開(kāi)展了“高等學(xué)校虛擬仿真教學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目”。項(xiàng)目計(jì)劃在三年內(nèi)，在全國(guó)匯聚一批在虛擬仿真教學(xué)創(chuàng)新發(fā)展方面具有特色經(jīng)驗(yàn)的高等學(xué)校，圍繞虛擬仿真教學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與應(yīng)用深入開(kāi)展教學(xué)實(shí)踐，構(gòu)建虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)交流平臺(tái)。本次全國(guó)共遴選確定173所高等學(xué)校的325個(gè)教學(xué)團(tuán)隊(duì)。
學(xué)校一直高度重視數(shù)字化教育資源和教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)，做好數(shù)字實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源開(kāi)發(fā)，創(chuàng)新數(shù)字實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，加強(qiáng)數(shù)字實(shí)驗(yàn)教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)，形成可借鑒、可推廣的虛擬仿真教學(xué)項(xiàng)目和創(chuàng)新應(yīng)用案例，不斷提升虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)共享平臺(tái)功能和教師虛擬仿真教學(xué)能力。
我校入選高等學(xué)校虛擬仿真教學(xué)創(chuàng)新案例團(tuán)隊(duì)簡(jiǎn)介
1.船舶操縱與避碰虛擬仿真教學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室
船舶操縱與避碰虛擬仿真教學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室按照“虛實(shí)結(jié)合、以虛補(bǔ)實(shí)”的原則，以船舶海上航行過(guò)程中遇到的不同會(huì)遇局面為切入點(diǎn)，選取對(duì)遇局面、追越局面、交叉相遇局面等3種船舶會(huì)遇局面及能見(jiàn)度不良情況，采用3D建模、動(dòng)畫(huà)、語(yǔ)音識(shí)別、人機(jī)交互等技術(shù)自主研發(fā)了船舶操縱與避碰虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，以解決現(xiàn)實(shí)中專(zhuān)業(yè)化航海人才培養(yǎng)的瓶頸。
實(shí)驗(yàn)室在綜合運(yùn)用雷達(dá)、電子海圖、車(chē)鐘、舵等船用導(dǎo)助航設(shè)備的基礎(chǔ)上，創(chuàng)建了以育鯤輪、育鵬輪為代表船型的海上通航虛擬場(chǎng)景，運(yùn)用三維建模仿真技術(shù)手段，高度還原了船舶海上航行過(guò)程中的多種會(huì)遇態(tài)勢(shì)。允許船員可以在多種情況下進(jìn)行訓(xùn)練，提高他們的技能，使實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景和實(shí)驗(yàn)對(duì)象更直觀(guān)形象。
2.環(huán)境工程虛擬仿真教學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室
環(huán)境工程虛擬仿真教學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室依托環(huán)境工程虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心進(jìn)行建設(shè)，包括虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理平臺(tái)（共享21套大型虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)軟件）和虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室（由3D 教學(xué)區(qū)和VR體驗(yàn)區(qū)組成）。實(shí)現(xiàn) “沉浸式”、“體驗(yàn)式”實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，使學(xué)生在“身臨其境”、“栩栩如生”的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)中，既能領(lǐng)會(huì)實(shí)驗(yàn)的科學(xué)問(wèn)題所在，又可提升動(dòng)手實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)。
實(shí)驗(yàn)室立足學(xué)科優(yōu)勢(shì)，改善教學(xué)模式，促進(jìn)傳統(tǒng)教學(xué)的延伸與拓展，建立“虛實(shí)結(jié)合”、“實(shí)質(zhì)等效”的線(xiàn)上（虛擬仿真實(shí)驗(yàn)）、線(xiàn)下（實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地）混合教學(xué)實(shí)踐模式，提升專(zhuān)業(yè)實(shí)踐質(zhì)量的同時(shí)提高本科生實(shí)踐創(chuàng)新能力。
大連海事大學(xué)環(huán)境工程虛擬仿真創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室室內(nèi)圖
3.智能交通運(yùn)輸工程虛擬仿真教學(xué)實(shí)驗(yàn)室
實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)借鑒了國(guó)內(nèi)外學(xué)者在移動(dòng)貨架運(yùn)作優(yōu)化領(lǐng)域的前沿研究，并參考了管理學(xué)頂尖期刊的最新報(bào)道，基于運(yùn)籌學(xué)優(yōu)化、數(shù)據(jù)挖掘、行為分析等基礎(chǔ)理論與方法，具有以下幾個(gè)方面的先進(jìn)性：
充分考慮了各個(gè)子系統(tǒng)對(duì)總體實(shí)驗(yàn)的影響，給各個(gè)控制變量設(shè)置了充分的彈性空間，并滿(mǎn)足各種極端值的存在，能實(shí)現(xiàn)牽一發(fā)而動(dòng)全身的蝴蝶效應(yīng)；
在實(shí)驗(yàn)中考慮了數(shù)據(jù)的驅(qū)動(dòng)作用，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中可導(dǎo)出歷史數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，來(lái)輔助運(yùn)作優(yōu)化決策。
考慮了人工與機(jī)器作業(yè)的協(xié)調(diào)性問(wèn)題，在實(shí)驗(yàn)中，為人工效率建立了疲勞度函數(shù)，隨著工作時(shí)間的延長(zhǎng)，工作效率會(huì)降低；而當(dāng)受到獎(jiǎng)勵(lì)激勵(lì)時(shí)，人工效率又會(huì)提升。
虛擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)能夠?qū)⑴c實(shí)驗(yàn)的學(xué)生全程進(jìn)行記錄，基于體驗(yàn)式、情境式教學(xué)方法，融入游戲化進(jìn)階和正向反饋機(jī)制的設(shè)計(jì)。平臺(tái)建立完善的反饋機(jī)制，對(duì)參加實(shí)驗(yàn)學(xué)生各方面的建議、評(píng)價(jià)與反饋信息，進(jìn)行全面系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)分析，為指導(dǎo)教師改進(jìn)和完善實(shí)驗(yàn)提供參考，提高教學(xué)效果。
4.航海技術(shù)虛擬仿真教學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室
實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)造性地提出采用多本船體系結(jié)構(gòu)，大大降低了模擬器的成本，擴(kuò)大了利用模擬器培訓(xùn)學(xué)生的規(guī)模和數(shù)量。開(kāi)發(fā)了基于多人分工協(xié)作的航海類(lèi)實(shí)踐訓(xùn)練項(xiàng)目，能夠考察學(xué)生對(duì)操作規(guī)程的熟練程度和團(tuán)隊(duì)合作能力。教學(xué)管理納入過(guò)程控制和目標(biāo)管理相結(jié)合的質(zhì)量管理體系，不斷加強(qiáng)教學(xué)管理，嚴(yán)把教學(xué)過(guò)程質(zhì)量關(guān)，全面提高學(xué)生的專(zhuān)業(yè)技能和綜合素質(zhì)。
目前，實(shí)驗(yàn)室已完成船舶操縱、ECDIS、貨物積載與系固等所有航海實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的半實(shí)體模擬仿真或單機(jī)版模擬操作，部分項(xiàng)目已在國(guó)內(nèi)外16個(gè)院校或培訓(xùn)單位成功推廣應(yīng)用，每年有數(shù)千名學(xué)生從中受益。另外，還完成了貨物積載與系固、電子海圖信息與顯示系統(tǒng)訓(xùn)練等虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的建設(shè)工作，并已投入使用，學(xué)生可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行該項(xiàng)目的練習(xí)。
船舶操縱模擬實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景
ECDIS模擬器教學(xué)
5.液態(tài)裝卸虛擬仿真教學(xué)實(shí)驗(yàn)室
液貨裝卸虛擬仿真教學(xué)實(shí)驗(yàn)室以液貨船舶貨物裝卸設(shè)備操作為切入點(diǎn)，選取液化氣船舶、散裝化學(xué)品船舶、油輪船舶上的裝卸貨設(shè)備，充分利用虛擬現(xiàn)實(shí)等計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，實(shí)現(xiàn)液貨船設(shè)備教學(xué)與訓(xùn)練的信息化、網(wǎng)絡(luò)化和三維情景化。實(shí)驗(yàn)室具有高度逼真立體還原船舶實(shí)際場(chǎng)景，全任務(wù)、高沉浸感的虛擬交互操作和設(shè)備原理動(dòng)畫(huà)相結(jié)合，以學(xué)生為中心的自主化和案例化學(xué)習(xí)等特色。
虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室教學(xué)資源包括教學(xué)視頻、web版液貨船設(shè)備虛擬拆裝程序和客戶(hù)端液貨裝卸虛擬仿真程序三部分組成。自2020年3月在校內(nèi)上線(xiàn)以來(lái)，已開(kāi)設(shè)4期本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)，累計(jì)使用人次600余人。2020年9月開(kāi)始面向社會(huì)提供服務(wù)，包括浙江海洋大學(xué)、天津海運(yùn)職業(yè)學(xué)院等高校以及中宏船員培訓(xùn)（連云港）有限公司等企業(yè)單位，迄今已服務(wù)過(guò)的社會(huì)學(xué)習(xí)人次超過(guò)1000人。
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