新型基础测绘虚实一体化教学改革研究

随着教学模式的不断更新、教学手段的不断提升,多种教学方法和手段不断融合,线上、线下、虚拟仿真教学与实操项目实践等多种途径相结合进行联合教学。基于该背景,通过初步探讨新型基础测绘实验教学,总结了一套适合当前的教学模式,面对突发或不可抗情况具有实际使用价值,且针对教学仪器设备不易大众化(如倾斜摄影测量)也具有很好的操作价值,可为后续理论教学提供有益借鉴。

基于狄拉克符号的异构模型集成方法

针对数字工程中异构模型集成仿真的问题,提出了一种基于狄拉克符号的系统建模方法。该方法可以屏蔽子系统的建模逻辑和模型实现差异,描述全系统的集成模型和动力学演化。利用类TNEA中间件提供的状态定义和方法调用机制,可以将异构模型映射为具有相同建模逻辑和软件接口的对象模型,构成数字主线,开展虚实融合系统集成试验。该方法可以支撑航天“簇”演进模式下的新技术快速插入、新系统原位替代和新状态快速验证,并针对数字航天开展全要素虚实融合试验,在虚拟环境中摸边探底,验证核心指标。

集成电路虚拟仿真实验教学平台的设计

阐述针对集成电路实践课程教学中的问题及原因,从选题内容、层次设计、平台建设和学生考核方面,提出集成电路虚拟仿真实验教学平台建设的实施细则。并注重集成电路设计环节,引入翻转课堂模式,与工程实训进行虚实互补,借助马赛克成绩分布图考察学习过程和实验细节,深化集成电路相关实践课程的教学改革。

“理虚实融合”教学模式在护理技能综合实训中的应用

目的探讨在护理技能综合实训课程中实施“理虚实融合”教学模式的效果。方法随机抽取2020年9月—2021年2月辽宁中医药大学学生62名,分为A、B两个教学班,每班31名,A班作为对照组,采取常规教学方式,B班作为观察组,采取“理虚实融合”教学模式,对比两组学生的知识、态度和能力情况,其中知识包括理论成绩、操作成绩和综合情景模拟成绩三维度,态度包括学习态度、自我效能和学习满意度三维度,能力包括自主学习能力、创新能力和问题解决能力三维度。结果两组学生理论成绩比较,差异无统计学意义(P>0.05);观察组操作技能成绩和综合情景模拟成绩均显著高于对照组,差异均具有统计学意义(P<0.05)。观察组学习态度、自我效能和学习满意度得分均高于对照组,差异均具有统计学意义(P<0.05)。观察组自主学习能力、创新能力和问题解决能力得分均高于对照组,差异均具有统计学意义(P<0.05)。结论在临床护理技能综合实训课程中实施“理虚实融合”教学模式,可显著提升学生对知识的掌握程度和解决问题的能力,改善学习态度,教学效果显著优于传统教学方式,可在教学中使用。

基于模型的虚实结合多机协同鉴定性试验技术

针对地面试验环境下多机协同鉴定性试验的多机联合运行、虚实结合的特点,提出一种基于模型的虚实结合多机协同鉴定性试验技术。采用虚实结合技术进行试验验证环境架构设计,由半物理飞机(机载设备、少量辅助仿真模型)、核心机飞机(机载系统计算机类设备、补充仿真模型)、数字飞机(任务系统模型、飞行仿真模型)作为验证对象,通过“模型在环”和“以实补虚”的方式,采用鉴定性试验采信流程,结合虚实接口适配技术,克服机载设备或机载系统的缺失或功能不完善影响全系统综合试验开展困难,解决传统的接口级仿真无法在时序、功能逻辑上满足全系统综合试验的需求等问题。实现全流程快速仿真迭代验证,提前发现系统涌现性,给出系统设计优劣的决策判据,支撑系统设计的快速迭代优化,缩减研制周期和成本。

列控系统仿真测试关键技术

随着我国高铁线路网络化规模持续扩大及列控系统运用需求日趋复杂,仿真测试手段作为高铁现场测试的有效补充和完善,已成为列控系统测试技术发展的必然趋势。开展适用于工程化的列控系统仿真测试技术研究,构建基于云平台的总体架构;重点研究平台快速搭建与切换、虚实结合与虚实互换、测试案例编制与序列自动生成等关键测试技术,从而实现仿真平台自动测试功能,并结合实际线路进行广泛验证。应用效果表明,仿真测试平台能有效提高测试的覆盖度和测试深度,并在现场试验前提前发现问题,满足工程化应用需求。列控系统仿真测试平台的成功研制,为现场联调联试提供了重要补充。

新工科时代智能制造虚拟仿真平台建设探索

根据新工科人才培养目标和产业发展需求,分析智能制造虚拟仿真训练学习对本科生交叉学科能力培养的作用;探索高校工程训练中心如何依托本校优势学科构建材料成型智能制造虚拟仿真实验平台,应用虚拟仿真、人工智能和信息技术等最新技术手段,规划虚实一体化模式的虚拟仿真实训项目和任务导向明确的虚拟仿真训练,提升学生工程能力,创设学科交叉融合的学生虚拟智能控制创新任务,提升学生应用交叉学科运用能力和创新能力;运用云技术构建虚拟仿真平台教学管理体系,提高工程训练中心管理水平和教学效率,满足未来社会对人才需求的变化与挑战。

基于虚实融合的《海洋测绘》理论与实践教学新模式

海洋测绘是一切海洋活动的前提和基础。目前我国许多高校均开设了《海洋测绘》课程。在新冠疫情背景下,特别是内陆高校,缺乏教学实践设备与场地,如何有效开展《海洋测绘》教学与实践活动,对于培养适应我国海洋战略需求的海洋应用创新人才具有重要意义。因此,提出了虚实融合的“线上+线下”《海洋测绘》理论与实践教学新模式。首先重点开展虚拟仿真平台建设,将虚拟现实融入线下课堂,教师实时操作演示;再采用课堂反转,学生针对某一主题进行线上或线下汇报,并通过虚拟仿真平台完成实操;最后采用“线上+线下”综合考核的方式(线下笔试、研究报告,线上操作、成果展示)评估学生掌握的情况。

一种基于虚实结合的内外场一体化训练实现方法

空袭与防空训练中面临体系难构全和态势难构建等问题,传统的训练方式已无法适应新时期的训练需求。通过分析外场实兵实装训练和内场仿真训练的优缺点,提出了基于虚实结合的内外场一体化训练方法。分析实现虚实结合的关键技术,研究了基于空馈方式的实兵感知虚兵技术,从目标回波控制、航迹规划和多雷达航迹融合等方面给出了理论推导,分析了基于代理的虚兵抗击实兵技术,为虚实互感互抗提供了理论基础。综合运用内外场资源进行了应用举例,为后续体系构建、训练模式创新提供了参考借鉴。

虚实结合开展食品化学实验教学的探索与实践

以食品化学实验课程为例,借助学习通线上平台以及鞍山师范学院虚拟仿真实验平台,开展虚实结合的食品化学实验教学实践与研究.通过对食品化学实验的教学现状分析,研究虚实结合的食品化学实验教学模式.把受时间、空间、设备等限制的实体食品化学实验转为虚拟实验进行开展,逐渐把虚拟实验融入实验课程与实践环节中.通过构建虚实结合的食品化学实验教学体系,更大限度地优化教学资源,促进创新型人才的培养.实践证明,该实验教学改革模式增强了学生主动学习的兴趣,提高了学生的综合素养和创新能力.

机电液综合实训平台与虚拟仿真技术的应用

液压与气压传动技术凭借独特的优势广泛应用在机械行业,极大地促进了装备制造业的发展。基于此,机电液综合实训平台与虚拟仿真采用新技术、新方法,将机械传动、控制技术、液(气)压传动有机结合,从虚拟到实践一体化促进知识的学习与技能发展,为装备制造业输送高技能人才。

虚实融合实验教学模式的探索与实践——以X线计算机断层成像部分实验教学为例

医学影像技术专业是医、理、工融合的新医科专业,针对其医学影像原理及设备学课程实验教学中存在的耗时长、成本高、操作机会不足以及存在辐射风险等诸多问题,我校引入了虚拟仿真实验平台,并探索实践了传统实体实验与虚拟仿真实验相结合的教学模式。以我校2019—2021级医学影像技术专业学生为实践对象,详细分析了实验情况,并进行了问卷调查。教学实践结果发现,虚实融合的教学模式增强了学生对知识理解的深度和实操水平,提高了教学满意度和学习热情。同时,本文针对教学中存在的问题和学生反馈的意见,对虚实融合的实验教学模式提出了改进措施,为进一步优化实验教学设计提供指导。

基于虚拟仿真实验平台的国际经济学课程“1234”实践路径

全面推进数字化教育教学融合创新对高校实践育人有重要意义。文章基于虚拟仿真实验平台,提出国际经济学课程“1234”实践路径。以进阶国际经济分析与决策为导向,依托数智化平台,推动两个课堂协同育人,实现三融合。在教学实施中从发现问题—任务驱动、分析问题—协作探究、解决问题—拓展应用、总结评价—验证结论四个层次,全面打造“虚实融合、平台支撑、教赛融合”的教学模式,努力推进“教、学、赛”与课程思政同向同行。

以多层次一体化教学助力系统工程思维培养—以电子产品可靠性系列课程为例

在实现关键核心技术自主可控的背景下,为了培养学生的系统工程思维,进而培养创新型、复合型人才,提出了全新的多层次一体化教学模式,即本研一体关联化、理论与实践一体互动式以及线上与线下一体系统化,并梳理了授课内容的关联性,搭建了线上虚拟仿真平台和线下仪器操作实验平台。同时,加强课程思政,并采取多元化的考核形式。实践表明,多层次一体化教学模式不仅提升了课程教学品质,激发了学生的学习热情,而且有利于培养其系统工程思维,帮助其站在全局角度来认识事物,提高其发现问题、提出问题并解决问题的能力。

水下航行器能源动力系统建模仿真与实验研究

为解决航行器能源动力系统(EEPS)各组件间存在复杂电磁耦合和机电耦合关系,无法用解析法研究系统动态过程的问题,以采用“交-直-交”级联型拓扑的水下航行器EEPS为研究对象,提出一种较为实用的航行器EEPS各组件建模及参数抽取方法,在保证所建模型与实物系统输入输出特性一致的前提下,降低模型复杂度,减轻运算负担,满足实时仿真的要求。搭建了包括柴油机、永磁同步电机、三相电压源变流器和螺旋桨的航行器EEPS一体化仿真平台,分别进行典型工况的仿真研究,并与实物系统地面实验及搭载航行器进行实航海试的数据进行对比,验证所建仿真平台与实物系统动静态性能的一致性。研究结果表明,基于所搭建的仿真平台开展相关控制策略的研究工作,可以缩短台架试验及实航验证时间,进而有效降低系统的研发周期和成本。

车路协同虚实一体实验平台探究

车路协同虚实一体实验平台是主动适应智能汽车创新发展、交通强国等国家战略,赋能新一代智能交通人才培养。从传统交通人才培养模式和适应未来人才需求两个角度出发,积极开展人才培养的探索和实践,分析了实验平台具有的网联设备虚拟、智能车辆虚拟、交通系统虚拟的特征,提出了实验教学模式框架。进一步探讨了“软硬一体、虚实一体、个体群体一体”的学生实践实训教育模式和平台实施方案,助力多元化、多维度、多阶段的新一代智能交通人才培养和学科专业建设。

虚实融合模式在生理学实验教学中的效果分析

传统的医学实验是以教师为主导的单一教学模式,学生主动性不高,教学效果不佳。宁波大学引入虚拟仿真实验平台资源开展生理学实验教学,推行以学生为主导的虚实融合教学模式,探索从灌输式、验证式向自主式、探究式教学转变的效果和可行性。将2019级、2020级医学专业本科生作为研究对象,2019级对照组采用传统教学模式,2019级和2020级研究组采用虚实融合的教学模式。通过对学生实验成绩分析发现教学改革更有利于中上等成绩的学生群体。问卷调查分析发现,59.68%的学生每周至少2次使用虚拟平台进行自主学习,98.39%的学生通过虚拟平台学习后能掌握实验流程,82.26%的学生认可虚拟平台能够提升学习水平,88.71%的学生喜欢虚实融合的教学模式,97.85%的学生赞同推广应用。虚实融合的生理学实验教学有效激发学生的学习兴趣,学生满意度高,教学效果理想,因而可大力推广虚拟仿真平台在医学实验教学中的应用。

基于通用接口适配器的半实物仿真系统设计与实现

针对航空领域通用接口半实物仿真环境的应用需求,在构建虚拟集成与仿真验证平台的基础上,提出了基于ARINC664接口适配器的半实物仿真系统的实现方法。以ARINC664接口适配器的工作原理为牵引,明确半实物仿真系统的设计原理和方法,搭建半实物仿真验证环境,并基于北斗定位处理机的硬件在环仿真场景对系统进行验证测试,结果表明,系统的设计与实现是正确、合理的。

基于数字孪生的虚拟仿真系统研究与应用

为解决全实物平台开发环境搭建困难、不便于测试与维护等问题,在研究PowerPC处理器的实时嵌入式开发的基础上,采用数字孪生技术的设计思想,完成了一种拥有故障模拟与注入、协同仿真与模块化编程等功能的超实时虚拟仿真系统;提出了一种全数字仿真系统的设计与实现方法,基于数字孪生技术把硬件主板上的处理器以及外围设备虚拟化,集成到数字模型当中;各模型之间相互协同控制,实现CPU控制外部设备与动力学模型等设备之间的通信,以及数据收发、内存读写、串口输出等行为,最终实现与物理设备相同的功能;另外,采用了虚实结合的方法验证了运行结果的准确性,加快了软件执行效率,便于快速全面的系统开发与测试,从而更好地运用到各个领域当中。

矿业类专业虚拟仿真实验一流课程创新与实践

2020年,“矿山岩层移动及控制”虚拟仿真实验获批国家虚拟仿真实验一流课程,课程响应国家“能实不虚,虚实结合”实验建设的指导方针,将信息技术与采矿实验教学有机融合。课程开创了线上线下教学相结合的个性化、智能化、泛在化实验教学新模式,将基于网络的虚拟教学与基于实践的课堂教学深度融合,激发了学生的实验兴趣,提升了学生的实践能力和创新能力,实践教学效果良好,为矿业类专业一流课程建设提供了新思路,同时可推广到其他矿业类高校,实现资源共享。