虚拟仿真技术助力实验新方法

雷静 赵志明 高羡明 张功学

摘 要：以互联网为代表的信息和网络技术的广泛应用，使得虚拟仿真技术可以模拟真实实验场景，让学生在虚拟的空间完成实验操作，尤其对于实际难以运行的，比如高危行业、大型综合训练场景、实验条件需高温高压等极端环境等方面，虚拟仿真技术具有无法比拟的优越性。通过虚拟仿真手段搭建实验教学平台能够将新的研究理论、创新技术融入自动化实验设计中，通过虚拟仿真进行展示。文中通过不同行业实验案例阐述了虚拟仿真实验系统的构成，体现了其实验教学、实验研究和实验演示的高度设计性和互动性的特点。

关键词：虚拟仿真; 实验教学; 案例展示; 系统构成

中图分类号：TP391.9        文献标识码：A        文章编号：1006-3315（2021）5-198-002

用虚拟仿真技术模拟真实环境，让学生在虚拟的空间完成实验操作，其间，体验身临其境的真实感受。

虚拟仿真一词最早是由计算机科学家杰伦·拉尼尔在 1987年提出的[1-2]，即用一套网络虚拟系统模仿一个真实系统。通俗来讲就是利用计算机技术还原具有视觉、听觉、触觉的“真实实验室系统”。教师和学生可以在特定的三维空间里感受真实场景下难以体验的危险性实验，进行远程复杂实验[3]。

2020年，全球爆发的COVID-19疫情打乱了高校的正常教学安排。为了保证教学质量，最大程度减轻疫情对学校教学的影响，教育部号召“停课不停教、停课不停学”。不少高校积极响应教育部号召，开展线上授课和线上实验等教学活动。……