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AWE Asia 2020

“新技术、新资源、新教学、新环境”背景下 虚拟仿真实验教学的技术支持与服务 ...

2020-1-10 12:00| 发布者: callia

摘要: 虚拟仿真实验教学技术研讨会于1月4 —1月7日在青岛汉卓酒店举行,会议由中国虚拟现实与可视化产业技术创新战略联盟主办,虚拟仿真实验教学创新联盟技术工作委员会、信息技术新工科产学研联盟虚拟现实教育工作委员会 ...

虚拟仿真实验教学技术研讨会于1月4 —1月7日在青岛汉卓酒店举行,会议由中国虚拟现实与可视化产业技术创新战略联盟主办,虚拟仿真实验教学创新联盟技术工作委员会、信息技术新工科产学研联盟虚拟现实教育工作委员会、教育部装备研究与发展中心虚拟现实教育应用研究院和北京师范大学智慧学习研究院协办。


此次会议为贯彻落实中共中央办公厅、国务院办公厅《加快推进教育现代化实施方案(2018-2022年)》文件精神,落实教育部《关于开展国家虚拟仿真实验教学项目建设工作的通知》工作内容,要求着力构建基于信息技术的新型教育教学模式、教育服务供给方式以及教育治理新模式,推进现代信息技术融入实验教学项目、拓展实验教学内容广度和深度、延伸实验教学时间和空间、提升实验教学质量和水平。2019年11月《教育部关于一流本科课程建设的实施意见》指出课程是人才培养的核心要素,课程质量直接决定人才培养质量,提出实施一流本科课程双万计划,建设1500门左右国家虚拟仿真实验教学一流课程。


此次研讨会邀请了国内虚拟现实、仿真、教育技术、实验教学、学科教学等领域近20位专家,来自高校虚拟仿真实验教学项目和实验室、虚拟现实技术和服务的相关企业代表参加了研讨会。共同就推进虚拟仿真实验教学技术与教育教学融合发展、推进国家虚拟仿真实验教学一流课程建设等工作进行广泛的交流研讨。


会议同期召开了虚拟仿真实验教学联盟技术工作委员会工作会议,总结2019年工作,布置了2020年工作,并聘任了一批热心服务的专家委员。


虚拟仿真实验教学联盟技术工作委员会工作会议


会议围绕新技术、新资源、新教学、新环境下协同开放共享的教学模式,围绕教育理念、教学目标、教学策略、教学评价、教学效果、实验研发技术、教学运行平台、教学团队建设,展开研究、探讨、交流、创新,着重探讨了虚拟仿真技术发展及创新给虚拟仿真教学带来的新变化。大会邀请嘉宾有:周明全教授、黄荣怀教授、郝爱民教授、范文慧教授、文福安教授、黄心渊教授、李凤霞教授、贾金原教授、程明智教授及戴尔全球副总裁林浩先生和众多高校领导。



01专题演讲与互动


1月5日,大会邀请了周明全教授、黄荣怀教授、郝爱民教授、范文慧教授、文福安教授、黄心渊教授、贾金原教授、林浩副总裁等8位专家学者从多个视角讲解虚拟仿真实验教学。


周明全教授: 虚拟仿真技术背景下的高校实验室发展与改革


周明全教授的报告,从教育的本质及技术发展,信息时代的特征和教育发展规律,高校实验室发展,虚拟现实系统的分类等等,提出信息时代教育创新的问题及思考。


黄荣怀教授:面向基于问题学习(PBL)的虚拟仿真实验教学设计


黄荣怀教授演讲的内容主要包括:虚拟仿真实验教学的任务、共建共享的要素,虚拟仿真实验教学创新联盟技术工作委员会的主要职责、工作计划、VR/AR教育应⽤的研究、虚拟实验及其学习者认知分析、⾼等教育中的基于问题学习 (PBL)等。 


郝爱民教授:虚拟人体与虚拟手术技术及应用


郝爱民教授的报告首先简要介绍了VR/AR的核心内涵和重要价值,然后重点分析了虚拟人体和虚拟手术技术在医疗健康领域的典型应用,结合“国家自然科学基金重大项目”研究成果和国家级虚拟仿真实验教学项目背景,汇报了虚拟人体和虚拟手术方向的前沿进展,展示了我国自主研制的口腔手术模拟器、腹腔镜手术模拟器和心血管支架手术模拟器,并展望了虚拟手术系统国产化面临的机遇、问题和挑战。


范文慧教授:虚拟仿真及其实验教学的认识与思考


范文慧教授的报告阐述了虚拟仿真内涵,包括概念、分类、重要性;介绍了虚拟仿真的基本原理,包括连续系统仿真、离散事件系统仿真和复杂系统仿真;指出了虚拟仿真发展趋势及发展策略,研究了国际上虚拟仿真最新研究热点、前沿和趋势;讲述了对虚拟仿真实验的理解与认识,给出了虚拟仿真实验教学的建议。


文福安教授:虚拟仿真实验教学项目的技术指标分析与研究


文福安教授的演讲针对各种实验发布技术类别,研究分析了虚拟仿真实验的逼真度、硬件适配性、交互性、构想性、便捷性、稳定性以及实验教学功能完整性等技术指标。对参与虚拟仿真实验教学项目建设的研发人员、高校教师和管理人员有重要的参考价值。为技术评价方案的进一步研究提供了支持。


黄心渊教授:四新背景下的数字艺术专业建设 黄心渊教授的演讲主要讨论四新(新工科、新医科、新农科、新文科)背景下,动画和数字媒体等专业的建设。


贾金原教授:轻量级Web3D虚拟仿真实验的关键技术与支撑平台


本次报告剖析了基于Web3D开发虚拟仿真实验教学的痛点技术问题,针对关键技术进行了长期而深入的研究探索,提出了一整套的高效率、低能耗、低成本、轻量级的移动Web端解决方案(服务器端的3D模型的轻量化预处理、3D场景的细粒度化网络传输、网页端的轻量级Web3D在线渲染与交互编辑)。


林浩副总裁:知行智远 科技创新——戴尔科技助力教育数字化建设和人才培养


戴尔科技集团在中国一直秉承 ”在中国,为中国“ 战略。我们连接企业、连接创新,同时通过连接企业和创新来服务中国教育人才培养和发展,特别是在5G环境下,如何通过5G+和VR+,来服务于新时代的人才培养,来改变或者提速整个教育的效果和成效。


02虚拟仿真实验教学项目典型案例

1月6日上午,邀请了郝永平院长、宋锦璘院长、曹连民教授、蔡苏副教授、李军副教授5位高校专家做虚拟仿真实验教学建设及应用方案分享。郝永平教授对弹药系统靶场试验虚拟仿真项目的建设思路,建设内容以及实现手段进行介绍,讲述如何将VR、AR等虚拟仿真等数字化解决方案有机结合作为兵器类专业实验教学的有利载体,将引信结构、弹药结构、外弹道过程实现可视化,将有效解决了兵器类专业实验高危险、难观察、高费用等问题。


郝永平院长:弹药系统靶场试验虚拟仿真实验教学项目本次演讲,郝永平教授将对弹药系统靶场试验虚拟仿真项目的建设思路,建设内容以及实现手段进行介绍,讲述如何将VR、AR等虚拟仿真等数字化解决方案有机结合作为兵器类专业实验教学的有利载体,将引信结构、弹药结构、外弹道过程实现可视化,有效解决了兵器类专业实验高危险、难观察、高费用等问题。


郝永平院长


宋锦璘院长:从零起步的口腔医学类虚拟仿真实验项目建设与应用结合新医科专业建设的要求,将信息技术、智能技术与口腔医学类实验教学深度融合,以破解高等学校口腔医学在原有实验、实习、实训中的难题,解决原先“做不到”、“做不好”、“做不了”、“做不上”的问题。基于教育部国家级口腔医学实验教学示范中心的建设,重庆医科大学口腔医学院与虚拟现实技术与系统国家重点实验室紧密合作,借助专业助力解决口腔医学类实验教学实际存在的教学疑难问题,并结合大学生创新创业探讨进行多向转化,以调动师生双方的积极性,提高参与度等进行有益的探索。重庆医科大学是口腔医学领域唯一获批两项国家级虚拟仿真实验项目的院校,并将持续改进建设,推进现代信息技术与口腔医学类实验教学项目深度融合,延伸口腔医学类实验教学时间和空间,拓展“高成本、高消耗、不可逆操作、大型综合训练”的实验教学项目,以开启口腔医学类实验教学专业教育的未来。


宋锦璘院长


曹连民教授:煤矿工作面采煤机虚拟仿真案例分享山东科技大学曹连民教授将从教学现状以及课程实践环节存在的问题入手,以信息技术与教学深度融合、先进教育教学理念的更新的方式改善实践教学效果,提高学生实践创新能力,推动教学模式改革。

曹连民教授


蔡苏副教授:AR技术教育应用的实践探索科技发展日新月异,人工智能(AI)、虚拟现实(VR)等新技术越来越多应用到教育中。增强现实(AR)是虚拟现实技术的延伸,它通过在现实环境之中设置虚拟信息,让学习者使用计算机或移动设备在虚实融合环境中与学习内容互动。本次讲座介绍国内外教育领域中增强现实学习环境的现状和未来教育发展前景,并分享自主研发落地实践的K-12增强现实教育应用案例。


蔡苏副教授


李军副教授:转型背景下土木工程材料虚拟仿真实验项目建设思路随着新时代城镇化进程的不断深入和经济建设的快速发展,特别是互联网+、智能建造等新技术的不断涌现,我国土木工程行业发展面临着重大转型。“立足教学、教研融合、面向工程、开放共享” 的虚拟仿真实验教学理念已经渗透于土木工程专业。“多种环境下混凝土材料性能虚拟仿真实验”是青岛理工大学在转型背景下完成的优质虚拟仿真实验教学资源之一,被认定为2018年国家级虚拟仿真实验教学项目。本次演讲将结合该国家级虚拟仿真实验项目的选题、建设与应用中的体会、申报中可能碰到的问题展开介绍。


李军副教授


李凤霞教授:VR支持下的课程资源数字化建设新视角新工科背景下多学科融合的新专业在层出不穷,计算机新技术支撑了教育新模式、新体系、新内容、新资源的迅速建设。报告首先总结了信息技术新工科产学研联盟下的虚拟仿真实验教学资源建设工作委员会2019年的新进展,随后分析了教育部教高〔2019〕8号文件:关于一流本科课程建设的实施意见,结合在线课程和混合教学实例,阐述了VR技术在新一轮的教学改革过程中的新视角。并通过面向课程的虚拟仿真实验教学资源建设成果为例,说明虚拟仿真方法对课程内涵建设的重要性和普适性,在教育数字化转型过程起到了引领作用。


李凤霞教授


张乾总经理:基于Web3D的在线虚拟仿真实验系统的开发与示范案例分享基于同济大学Web3D团队多年来所研发的轻量级Web3D关键技术,面向日益增长的在Web端开发虚拟仿真实验系统的需求,采用了类Unreal引擎蓝图的可视化编程模式,成功研发了基于Web3D的在线虚拟仿真实验系统的工具平台。该平台具有良好的易用性(编程门槛低)、便捷性(无插件安装)、轻量性(手机网页端)与普适性(跨平台)。最后将现场展示利用该平台来开发若干VSE的应用案例。


张乾总经理


03虚拟仿真实验教学应用技术讲习

杨开城教授:以学习活动为中心的教学设计概述本次演讲介绍以学习活动为中心的教学设计(Learning-Activity-Centered Instructional Design, LACID)理论的基本理念和技术操作原理,包括知识观、学习观、学生观和教学观,以及从学习目标到教学方案的基本操作过程。


杨开城教授


吴伟和教授:虚拟现实语境下的交互设计从沉浸性、交互性、想象性、智能性等方面分析虚拟现实语境的特征,以人机交互理论、沉浸理论、用户体验理论为指导,结合实际案例讲授虚拟现实语境下交互设计方法、指导原则和流程等。


吴伟和教授


此次“虚拟仿真实验教学技术研讨会”围绕新技术、新资源、新教学、新环境下的协同开放共享的教学模式,围绕教育理念、教学目标、教学策略、教学评价、教学效果、实验研发技术、教学运行平台、教学团队建设,展开研究、探讨、交流、创新,将着重探讨虚拟仿真技术发展及创新给虚拟仿真教学带来的新变化,从学习角度及教学理论角度探讨虚拟仿真实验教学在未来高等教育教学中的重要作用等,研讨虚拟仿真实验教学项目主要核心技术应用模式及技术部分的评价体系,以期提升虚拟仿真实验教学专业人才团队建设与服务。

 

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