你是否曾經為
無法親手操作某些實驗而感到遺憾？
聽得懂理論而不懂實際過程而煩惱？
實驗過程中出現的問題而感到困惑？
或許，你的問題馬上就能得到解決
來跟小天一起看看
天大的這些虛擬仿真實驗教學項目吧
近日，教育部公佈了2018年度國家虛擬仿真實驗教學項目，我校姜杉教授負責的《面向機械結構創意設計的工程圖學虛擬仿真實驗》、倪雁冰教授負責的《鈑金類產品加工虛擬仿真實驗教學項目》、高文志教授負責的《內燃動力裝置燃燒與熱力循環虛擬仿真實驗》、Jay Seagal教授負責的《鈣通道阻滯劑類降壓藥藥效學虛擬仿真實驗項目》等4個項目入選。目前天津大學共有5個國家虛擬仿真實驗教學項目，2018年新增數量位居天津市首位，項目總數蟬聯天津第一併位列全國第五位。
國家虛擬仿真實驗教學項目被譽為國家級“金課”，是我國人才培養“智能+教育”的積極探索。該項目依託虛擬現實技術——即利用計算機技術生成一個逼真的、具有視、聽、觸等多種感知的“虛擬仿真實驗室”。操作者能夠真正進入一個由計算機生成的交互式三維虛擬現實環境中，與之產生互動。教師可結合實際的教學需求，最大限度地發揮虛擬元器件優勢，演示現實中實驗室無法完成的實驗，如複雜實驗、危險性實驗、極端破壞性實驗等，極大提高教學效果。國家虛擬仿真實驗教學項目建設工作旨在深入推進信息技術與高等教育實驗教學的深度融合，不斷加強高等教育實驗教學優質資源建設與應用，著力提高高等教育實驗教學質量和實踐育人水平。
面向機械結構創意設計的工程圖學虛擬仿真實驗
該虛擬仿真實驗項目圍繞《工程圖學》課程的教學主題，運用形象思維和邏輯思維相互補充、綜合運用的課程特點，依託虛擬現實、多媒體人機交互、數據庫和網絡通訊等先進的信息化技術，從基本立體構型、複雜形體構建和機械結構設計培養出發，構建了三層次八模塊的實驗教學內容。
該實驗，以圖為本，以形見長，構建了《工程圖學》在線課程實驗教學新途徑。實驗以機械結構設計為目標和載體，建立了基本立體、組合體、裝配體三個漸進的實驗層次，通過探究式學習及交互操作，實現從學習到按樣例操作，再到創新設計的實驗目的。提高學生的形體構型能力、工程圖表達能力、機械結構的設計能力。為《工程圖學》在線理論教學提供良好的實踐環節內容，更好地解決理論教學過程中實物形式單一、無法滿足學生空間思維能力培養需求之間的矛盾，進一步推進教育現代化進程。
三層次八模塊實驗體系
“組合體”交互搭建模型操作模塊
基於手勢識別的任意剖切操作交互模塊
鈑金類產品加工虛擬仿真實驗教學項目
該虛擬仿真實驗項目基於本科生工程訓練衝壓教學模塊，利用3D技術，貫穿安全生產規範，突出實踐教學重點、難點，實現實訓環境與設備的仿真模擬、工藝方案和加工過程的完全映射、產品製作過程的動態體驗。實驗通過網絡進行開放，學生面向實際加工進行機床仿真操作，學習不再受數控設備臺數、時間、地點等問題的制約，形成線上線下相結合、課上課下相對應的工訓教學新模式。
實驗以一種典型電氣櫃的加工為載體，將安全操作、工程識圖、工程訓練基礎和實訓操作有機結合，形成了2模式7模塊的實驗內容。通過設置不同知識點和考核點將教學內容融為一體，培養學生的知識綜合運用能力和工程素養，學生可以在線學習、操作機床、製作產品。在實習現場，教師和學生可以一起實際操作，虛實結合提高教學效果。
通過參與式、交互式、探究式學習，在產品製作過程中，全方位考核學生工程識圖、加工工藝、板料裁剪、激光切割、數控衝壓、零件折彎、焊接裝配等理論知識和實踐技能。系統根據學生的操作痕跡進行全過程記錄並最終反饋實驗結果，實驗結果可作為學生能否參與實際衝壓實訓的重要依據。
內燃動力裝置燃燒與熱力循環虛擬仿真實驗
該虛擬仿真實驗項目以內燃機工作過程和燃燒過程為主線，採用3D仿真技術模擬真實的實驗系統與實驗場景，再現內燃機示功圖、缸內氣體流動、燃油噴霧霧化、燃燒過程典型特徵參數的高科技測試技術。
其中，一共構建了3個層次7個模塊的綜合性虛擬仿真實驗，使同學們可根據自身的需求和興趣選擇學習的模塊。
該項目能夠幫助學生實現獨立操作發動機臺架測控系統；讓學生能夠直觀、生動的認識內燃機缸內氣體流動、燃油噴霧霧化與燃燒的全過程；並可以讓學生實現根據自己的想法設定不同的參數進而觀察發動機不同的進氣流動、燃油噴射與燃燒過程。
鈣通道阻滯劑類降壓藥藥效學虛擬仿真實驗項目
該虛擬仿真實驗項目由天津大學藥物科學與技術學院院長、“973”計劃首席科學家——Jay Siegel教授掛帥，天津大學藥學實驗教學中心與南京藥育智能科技有限公司共同開發。該項目的建設突破了藥理學實驗教學受到實驗資質、麻醉品管制、倫理學、實驗成本等因素的限制，滿足了藥學人才培養的迫切需求。通過實驗，學生可掌握大型實驗動物的固定、給藥、麻醉和插管等手術操作，掌握高血壓動物模型的構建以及鈣通道阻滯劑類降壓藥對血壓的影響。
項目的整體設計貫徹了“以學生為中心”的宗旨，包含了基於項目的深度學習、CBI（Content based instruction內容與語言同時學習）、理論與實踐銜接、遊戲化學習、碎片化學習等教育理念，注重對學生社會責任感、創新精神、實踐能力的綜合培養，注重知識傳授、能力培養、素質提高的協同實施。通過加強人機互動與人人互動，設置多種交互方式，調動學生參與實驗教學的積極性和主動性，激發學生的學習興趣和潛能；中英文雙語網頁版本的推出，既滿足了學院國際化教學的需要，又可以不斷擴大共享範圍，為海內外特別是“一帶一路”國家提供教學服務，充分發揮輻射示範作用；同步開發的移動端APP包括虛仿實驗與闖關答題雙模塊，提供講義、視頻等資源輔助學習，設置知識點答題、在線邀約講解、PK等方式促進自主學習，學生可利用碎片化時間，隨時隨地反覆學習與操作，增強學生創新創造能力。
國家虛擬仿真實驗教學項目的建設成效是衡量高校創新人才培養質量的重要指標。教育部去年印發的《關於加快建設高水平本科教育全面提高人才培養能力的意見》指出，“推進現代信息技術與教育教學深度融合，建設1000項左右國家虛擬仿真實驗教學項目，提高實驗教學質量和水平”。天津大學積極探索線上線下教學相結合的個性化、智能化、泛在化實驗教學新模式。在虛擬仿真實驗教學項目建設中，教務處深入學院調研，結合學校綜合性、研究型優勢，深挖虛擬仿真實驗資源，紮實做好精準服務。目前，已立項校級虛擬仿真實驗教學項目40餘項。在本次申報中，教務處和相關學院高度重視、周密組織，參與項目教師積極投入，高質量完成申報工作，國家項目申報入選率達100%。獲批項目將按照要求持續建設，並做好開放共享服務工作，在實踐教學信息化方面積極嘗試，為創新人才培養提供支撐。
今年1月，教育部“虛擬仿真實驗教學創新聯盟”正式成立，天津大學擔任聯盟副理事長單位，與全國高校攜手共建虛擬仿真實驗教學項目，開闢“智能+教育”新途徑。
往期精彩內容回顧
美！你來過的天大海棠季，我們給你記錄最美時刻！
人民日報點贊！微博熱搜？好聽又好看！來天大看海棠！
3D海小棠喊你燃燒卡路里！做奔跑的強國一代！
興醫之路！天津大學正式獲批臨床醫學專業！
重磅！天津大學新增八個本科專業！
- tianda1895 -
內容來源 / 天津大學教務處
底圖設計 / 姬媛
「 天 津 大 學 新 媒 體 中 心 」
投稿 & 加入我們 [email protected]
閱讀更多 天津大學 的文章
