海底板块构造的综合地球物理虚拟仿真实验平台及其应用

依托“地球物理实验”课程,同济大学海洋与地球科学学院应用多媒体、三维建模等网络化、数字化手段,针对以板块俯冲、海底火山、洋中脊等一系列海底板块构造为代表的典型的地质-物理模型,开发了“海底板块构造的综合地球物理虚拟仿真实验”,设计了认知、基础实验和拓展实验三个模块,开展综合地球物理方法的虚拟仿真实验教学。实验项目实行以学生为本的基于问题和案例互动、自主探究和循序渐进的教学方式,注重培养学生的创新思维和综合技能。

虚拟仿真技术引导汽车构造拆装实验系统开发

针对传统的汽车拆装训练在时间和空间上的学习限制,设计并开发了汽车构造拆装训练及展示系统,该系统包括基于虚拟现实的汽车构造拆装实验和基于增强现实的汽车构造拆装展示,通过丰富多样的学习方式,加强学生对汽车内部结构的认识和了解。汽车构造拆装训练及展示采用3Ds MAX制作了零部件拆装动画,以汽车的发动机、车轮、悬挂系统、制动系统、转向系统五大零部件为学习对象,基于Unity 3D软件、Holo Lens1代设计开发,实现了汽车部件拆装的理论学习、拆装逻辑实操、考核一体化的虚拟拆装训练与展示系统。该系统的全新体验方式激发了学生的学习兴趣、规范学生拆装过程中的操作步骤,进一步强化和巩固理论教学知识学习,并有效降低了教学成本和时间成本。

构造地质学虚拟仿真实验设计与实现

由于构造地质学研究的对象为各种构造现象,其具有形成过程长期性、变形条件复杂性、变形过程不可逆性及实验室难以完全还原等特征,使得在构造地质学的教学和学习过程中,理论知识和实践观察中的构造现象仅以结果呈现,制约了学生对断层、褶皱等构造现象形成过程的认识,造成学生无法有效吸收构造地质理论知识并触类旁通应用于构造实践。采用虚拟仿真实验方法是开展该类实验教学和工程实践技能训练的有效途径。以西南石油大学“构造地质学”这门课程的实验教学资源建设为例,介绍其教学资源应用案例、教学体系建设与实现。

“汽车构造”课程教学中虚拟仿真资源的应用研究

在新工科背景下教学改革的步伐日益加快,传统教学模式和教学设备日益显得捉襟见肘,难以与当今汽车行业的迅猛发展相匹配。故此文章以车辆工程专业为切入点,分析了应用型本科高校在汽车构造课程教学中所遭遇的困境,并据此探讨了虚拟仿真资源在该课程教学中的创新应用,旨在优化课程教学,提高学生的技能水平。

构造运动与地貌实验虚拟仿真设计与建设

构造运动与地貌教学内容具有时间尺度长、空间尺度大、动态演化复杂等特点,是“地质与地貌学”课程的重点和难点。通过实验虚拟仿真技术,建立构造运动与地质构造、地貌类型、我国典型地貌分布和地貌物质组成4个模块,由宏观、中观到微观模拟高风险、高成本、极端环境的实验,解决地质类实践教学难开展、地球深部不可见、学生难理解等问题,提升实践教学和人才培养质量。

虚拟现实技术在汽车构造实验教学中的应用

虚拟现实(VR)技术作为一种新兴的信息技术,在教育领域的应用日益广泛。探讨了VR技术在汽车构造实验教学中的应用价值和实施路径;通过分析VR技术的特点及其在教学中的优势,提出了VR技术在汽车构造实验教学中的应用框架,包括虚拟实验环境构建、交互式实验操作设计、实验数据分析与评估等方面。文章还讨论了VR技术应用面临的挑战及解决策略,为进一步提升汽车构造实验教学质量和效果提供了新的思路和方法。

汽车构造课程虚拟仿真教学资源的开发

针对汽车构造传统教学模式的时间和空间限制问题,提出了基于虚拟现实技术的汽车构造课程虚拟仿真教学资源的开发方案。以汽车构造课程相关教学资料为基础,采用3ds Max对汽车零部件进行三维模型的建立,利用V-Ray渲染器进行图片渲染,并基于Premiere软件进行教学视频的合成,最后采用Unity3D作为三维引擎开发汽车构造课程虚拟仿真教学资源,并应用到实践教学中。虚拟仿真教学资源与传统教学相互补充,进一步激发学生的学习兴趣,使学生沉浸其中,提高学习效果。

汽车构造3D交互虚拟仿真实验教学改革探讨

汽车构造3D交互虚拟仿真实验课程是一种利用计算机技术模拟汽车构造实验操作的教学手段,具有高效、安全、经济等优点,是汽车工程教育中不可或缺的重要环节,改变了传统实验教学存在的诸多问题,如实验设备成本高、实验操作难度大、安全风险高等。为进一步提高汽车构造3D交互虚拟仿真实验课程教学效果,文章在汽车构造3D虚拟仿真实验课程的总体规划、教学内容与实际案例的结合、教学方法等方面进行改革建设,以提高学生的实践技能、应用能力和创新能力。通过不断改进和完善,汽车构造虚拟仿真实验课程将在汽车工程教育中发挥越来越重要的作用。

虚拟仿真技术在汽车构造课程中的应用探索

针对现有汽车构造教学环节存在的复杂汽车零部件二维图纸难以帮助学生理解结构原理、实物教学辅助模型功能展示不完全且更新换代慢、理论教学和实践教学环节脱节这三大“痛点”,采用虚拟仿真技术,建立虚拟汽车结构零部件模型库,完善教学资源,提出“案例分析+理论教学”的教学改革方法。教学实践结果表明,虚拟仿真技术对提高学生的学习积极性和理解汽车构造课程中汽车零部件的结构及工作原理有很大帮助。

地球物理实验教学中虚拟仿真系统设计与应用

信息技术的高速发展,使教与学的关系也在不断变化,传统的教学模式已难以满足当前的需求。以“构造地震响应观测与震源过程分析”地球物理虚拟仿真实验系统为例,从实验目的、教学模式、实验方法和教学特色等方面阐述地球物理虚拟仿真实验教学的改革与创新,旨在提升学生实践创新能力培养的效果,为教与学的改革提出新的思考。

基于实况-虚拟-构造分布式仿真中间件架构及其可靠性问题

实况-虚拟-构造(live-virtual-constructive,LVC)仿真技术为构建数字化的模拟训练仿真体系带来新的思路。针对LVC仿真中间件异构资源整合难的问题,开发了分布式联合训练仿真中间件架构,包括资源虚拟、应用管控、服务调度、通信链路等工作模块。该架构通过内部仿真引擎适配器打破信息屏障,能够实现仿真资源和实装资源的弹性调用与动态集成,为仿真应用提供稳定的支撑环境。在此基础上,进一步开展该分布式仿真架构的可靠性问题研究,设计了分布式仿真系统一致性共识算法,最终实现了LVC仿真异构资源互联、互通、互操作等功能。通过真实的仿真算例验证了该仿真中间件架构的可靠性、有效性与一致性。所设计的中间件架构有望对未来训练仿真系统建设与发展产生较高的参考价值。

实况-虚拟-构造联合仿真的光纤通信实验教学探讨

将实况-虚拟-构造(Live-Virtual-Construction, LVC)联合仿真引入光纤通信课程,并提出新的实验教学模式。基于现有实验条件,在实装演练、虚拟操作和软件仿真3个领域设计分项实验和联合仿真实验,学生从概念中理解仿真和实装,从仿真和实装中发掘概念。实践表明,学生的知识理解更为透彻,设备操作更为熟练,软件设计更为合理,明显提升了课程教学质量。

汽车构造课程教学与实践创新

汽车构造是以一门以汽车结构与功能、工作原理与技术性能、整车匹配与品牌车型等为核心内容的专业基础课程。文章以培养“懂行业、重技术、乐创新”专业人才为汽车构造课程教学目标,遵循“两性一度”一流课程要求所展开教学实践探索:深化新能源汽车技术及智能化方向内容,编著教材及时完成知识重构;展开系列专题探索和研讨,引导学生认知当代汽车技术发展的推动力、发展战略和途径;发挥课程-思政互动效应,运用哲学原理剖析汽车复杂构成的内在关联和演化特征,激发学生的学习热情和开拓创新精神;基于虚拟仿真技术强化实践教学,以经典车型为范例,诠释“好车”的技术内涵及其价值。

基于虚拟现实技术的汽车拖拉机构造学实践课程教学改革研究

针对汽车拖拉机构造学实践课程传统教学中存在的弊端和实验装置及实验场地的限制问题,提出将三维虚拟现实技术用于汽车拖拉机构造学的实践教学中。探讨了虚实结合的实践教学改革模式,根据不同的实践性质和内容,确定了虚实结合实践教学的形式;对实验课的考核方法进行了创新,通过多角度、多途径的多点联合考核,建立了一套科学的、立体的、全面的评价系统。实践证明,基于拖拉机拆装教学软件的虚实结合的实践教学模式弥补了传统实习的缺点,在实际教学中充分调动学生的学习积极性,收到了较好的效果。

虚拟仿真技术在汽车构造实践教学中的应用

实践教学是汽车构造这门课程教学的重要环节之一,传统实践教学是对照实物进行授课,具有一定的局限性。针对这种情况,提出运用虚拟技术的实践教学模式,即首先采用虚拟仿真软件进行练习然后进行实物拆装。实践表明,该教学模式能够激发学生对汽车构造这门课程学习的兴趣,降低实训成本。

面向汽车底盘构造教学的虚拟拆装实践教学平台开发

虚拟仿真实践教学平台具有较强的交互性、沉浸性、仿真性,能有效激发学生的学习兴趣,达到以虚促实、虚实结合的教学目的。为弥补传统汽车底盘构造实践教学中设备更新慢、数量少、易受空间限制等问题,利用虚拟仿真实践教学手段辅助现实实践教学的方法,开发了一款基于Unity3D软件的虚拟拆装实践教学平台。该平台以现实实践教学要求为依据,设置了多个教学模块,有助于提高教学效率,降低实践教学成本。

力学专业汽车构造课程的组织与实施——以武汉理工大学工程力学卓越工程师方向为例

武汉理工大学工程力学(卓越工程师)班是国家第二批“卓越工程师计划”试点专业,该专业旨在培养工程力学与汽车的复合型人才,解决汽车及相关领域的实际工程力学问题。《汽车构造》作为该专业的一门重要学科基础课,其教学成效对于后续课程的学习尤为关键。鉴于力学专业与汽车专业的不同,本文以力学专业所开设的《汽车构造》为例,详细介绍该课程在组织与实施方面的改革举措、教学效果和不足之处。

体系联合试验环境下LVC资源集成构建

针对当前试验环境建设分散且共享共用欠缺等问题,提出一种体系联合试验环境下真实、虚拟和构造(LVC)资源集成技术。首先,分析了体系试验系统和试验资源;然后,研究了资源接入中间件接入试验的原理,设计了资源接入中间件组成架构和应用流程,并实现了实装、半实物模拟器和异构仿真系统的接入与交互;最后,开展了典型对抗场景下体系试验验证。应用实例表明,该技术能够解决能力验证不充分的问题,可为作战体系中新战法验证提供新思路。

新能源汽车构造课程理、虚、实教学方法分析

随着汽车行业的发展与变革,越来越多的汽车专业开设了新能源汽车构造课程,但基本采用的是传统教学模式,存在实验设备缺乏、学生理论教学与实训拆装脱节等问题。本文探讨通过将虚拟仿真平台与理论教学、实训教学相结合的教学模式,以提高学生的综合素质。

基于人机交互装配式建筑构造虚拟仿真教学系统

由于传统教学手段难以满足建筑领域对高质量建筑信息模型(Building Information Modeling,BIM)人才培养的需求,设计了基于人机交互装配式建筑构造虚拟仿真教学系统。系统整体结构由装配式建筑构造的演示教学模块、构造控制与预制构件组装的模拟教学模块以及模拟考试模块组成;硬件结构由高性能计算机与HTCVIVE头戴式人机交互设备组成。该系统通过3DMax软件完成教学系统的三维建模功能,采用基于动态时间规整算法(Dynamic Time Warping,DTW)的动态手势识别算法完成系统的人机交互功能。实际应用结果表明,该虚拟仿真教学系统可以激发学生学习兴趣,能够取得良好的教学效果。