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        多學(xué)科交叉融合的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)探索與實(shí)踐

        2023-04-29 00:00:00劉明忱王典
        科技資訊 2023年23期

        作者簡(jiǎn)介:劉明忱(1987—),男,博士,工程師,研究方向?yàn)樘摂M仿真技術(shù)、地震數(shù)據(jù)處理與解釋。

        王典(1978—),女,博士,教授, 研究方向?yàn)樘摂M仿真技術(shù)、地震勘探技術(shù)。

        基金項(xiàng)目:吉林大學(xué)2021年實(shí)驗(yàn)技術(shù)項(xiàng)目(SYXM2021a013)。

        摘" 要:根據(jù)地學(xué)類專業(yè)新工科在人才培養(yǎng)中遇到的多學(xué)科交叉深度融合的實(shí)際情況,有效提高野外實(shí)習(xí)的教學(xué)效果,解決特定實(shí)習(xí)路線上典型巖石信息回看、采樣難、檢測(cè)成本高等問(wèn)題,以興城典型巖石綜合觀測(cè)教學(xué)系統(tǒng)為例,基于Unity3D開(kāi)發(fā)虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)環(huán)境,采用雷達(dá)互動(dòng)投影技術(shù),與投影顯示用戶界面相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)了野外實(shí)習(xí)路線典型巖石多要素、全方位的認(rèn)識(shí)與分析。學(xué)生可基于該系統(tǒng)與界面進(jìn)行互動(dòng)反饋,有利于加深多學(xué)科知識(shí)的綜合理解與運(yùn)用。同時(shí),開(kāi)發(fā)的移動(dòng)版本可在野外實(shí)習(xí)時(shí)也能反復(fù)對(duì)照查看,培養(yǎng)學(xué)生通過(guò)多種手段綜合解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

        關(guān)鍵詞:虛擬仿真 多學(xué)科交叉 互動(dòng)投影 地學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)

        中圖分類號(hào):G642.0

        Abstract:This paper aims to effectively improve the teaching effectiveness of field practice, and solve the problems of the information review, difficult sampling and high testing cost of typical rocks on specific practice routes according to the actual situation of interdisciplinary deep integration encountered in the talent cultivation of new engineering in geoscience majors. Taking the teaching system for the comprehensive observation of typical rocks in Xingcheng as an example, this paper develops the experimental environment of virtual reality based on Unity3D, and uses radar interactive projection technology to achieve the multi-element and all-round understanding and analysis of typical rocks in field practice routes in combination with the projection display user interface. Students can interact with the interface for feedback based on the system, which is beneficial for deepening the comprehensive understanding and application of multidisciplinary knowledge. At the same time, the developed mobile version can be repeatedly referred and viewed during field pratice to cultivate students' ability to comprehensively solve practical problems through a variety of means.

        Key Words:Virtual simulation; Interdisciplinarity;Interactive projection;Comprehensive geoscience experiment

        2013年,教育部發(fā)布關(guān)于開(kāi)展國(guó)家級(jí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心建設(shè)的通知,此后全國(guó)分批次共建設(shè)了300個(gè)具有示范和引領(lǐng)作用的國(guó)家級(jí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心。從2017年開(kāi)始,教育部開(kāi)展示范性虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目的建設(shè),至2018年,共認(rèn)定401個(gè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目,旨在彌補(bǔ)教學(xué)資源不足、實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代虛擬仿真技術(shù)與高等實(shí)驗(yàn)教學(xué)的深度融合。2019年,教育部“雙萬(wàn)計(jì)劃”擬建設(shè)1 500門左右的國(guó)家虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)一流課程。自此由虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目建設(shè)轉(zhuǎn)變?yōu)樘摂M仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)一流課程建設(shè)上來(lái),進(jìn)一步強(qiáng)化課程建設(shè),截至2023年,教育部已建設(shè)1 200門虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)一流課程(原認(rèn)定的國(guó)家虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目自動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)樘摂M仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)一流課程),虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系建設(shè)進(jìn)入快車道。2023年,教育部發(fā)布通知進(jìn)行職業(yè)教育示范性虛擬仿真實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)。虛仿基地要有效運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)、數(shù)字孿生等新一代信息技術(shù),有效服務(wù)專業(yè)實(shí)訓(xùn)和社會(huì)培訓(xùn)等。到2025年建成200個(gè)左右全國(guó)示范性虛仿基地,帶動(dòng)各地1 000個(gè)左右區(qū)域示范性虛仿基地建設(shè),推動(dòng)職業(yè)院校技術(shù)技能人才實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式創(chuàng)新[1]。

        吉林大學(xué)地質(zhì)資源立體探測(cè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心(以下簡(jiǎn)稱“中心”)是首批獲準(zhǔn)建設(shè)的國(guó)家級(jí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心[2]。中心以地質(zhì)資源與地質(zhì)工程、測(cè)繪科學(xué)與技術(shù)、地質(zhì)學(xué)等多學(xué)科交叉融合,聚焦于石油、天然氣、礦產(chǎn)等地質(zhì)資源,同時(shí)與創(chuàng)新型企業(yè)合作,利用先進(jìn)儀器設(shè)備和軟件,聯(lián)合進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室和虛擬仿真課程建設(shè),在學(xué)生實(shí)習(xí)實(shí)踐過(guò)程中全程參與,推進(jìn)產(chǎn)學(xué)研深度融合,致力于地學(xué)類專業(yè)多學(xué)科交叉融合發(fā)展。中心開(kāi)發(fā)的《興城典型巖石綜合觀測(cè)教學(xué)系統(tǒng)》《透明地球數(shù)字孿生實(shí)驗(yàn)》等多個(gè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)課程,均是多學(xué)科交叉融合的實(shí)驗(yàn)課程。中心結(jié)合地質(zhì)實(shí)習(xí)實(shí)際情況,基于激光雷達(dá)投影人機(jī)交互系統(tǒng)原理[3],通過(guò)多學(xué)科交叉融合,開(kāi)發(fā)了《興城典型巖石綜合觀測(cè)教學(xué)系統(tǒng)》,本文分析了新工科背景下地學(xué)類專業(yè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)課程建設(shè)的意義,以《興城典型巖石綜合觀測(cè)教學(xué)系統(tǒng)》為例,就多學(xué)科交叉融合虛擬仿真實(shí)驗(yàn)課程的開(kāi)發(fā)進(jìn)行了探索與實(shí)踐。

        1 虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系建設(shè)

        虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系實(shí)體基地發(fā)展從國(guó)家級(jí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心建設(shè)示范輻射到職業(yè)教育示范性虛擬仿真實(shí)訓(xùn)基地建設(shè),再輻射到區(qū)域性虛擬仿真基地建設(shè)。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系內(nèi)涵建設(shè)從示范性虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目建設(shè)到國(guó)家虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)一流課程建設(shè)。在虛擬仿真教學(xué)體系發(fā)展的道路上,經(jīng)歷了“由點(diǎn)到線”,再“由線到面”的示范性建設(shè)輻射效應(yīng),大大加強(qiáng)了各地區(qū)共建共享共用的虛擬仿真優(yōu)質(zhì)資源的建設(shè)和利用。高校提高人才培養(yǎng)質(zhì)量和提升科學(xué)研究水平的重要途徑是學(xué)科交叉融合。在實(shí)踐中,科教融合和學(xué)科交叉不僅需要教育機(jī)構(gòu)和科研機(jī)構(gòu)的合作,還需要政府、企業(yè)和社會(huì)各方面的支持和參與,只有形成合力,才能更好地實(shí)現(xiàn)立德樹(shù)人的根本任務(wù),培養(yǎng)出更多的優(yōu)秀人才,也是推動(dòng)當(dāng)代大學(xué)制度創(chuàng)新的一個(gè)重要方向[4,5]。新工科建設(shè)也依賴于這種學(xué)科交叉融合的實(shí)施路徑[6]。

        2 地學(xué)類專業(yè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)課程建設(shè)的意義

        2.1 多學(xué)科交叉融合下地學(xué)類專業(yè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)課程建設(shè)的必要性

        目前,我國(guó)在地球科學(xué)領(lǐng)域的整體科技實(shí)力僅次于美國(guó),排名世界第二,并在一些科研方向上處于領(lǐng)先或與美國(guó)持平的態(tài)勢(shì)。然而,地質(zhì)高等教育的整體水平和質(zhì)量還有待進(jìn)一步提高,以更好地支撐行業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。特別是在自然資源行業(yè),新形勢(shì)和未來(lái)發(fā)展方向?qū)θ瞬盘岢隽巳乱?。需要具備更高的素質(zhì)、更廣的知識(shí)面和更綜合的能力,同時(shí)還要具備國(guó)際視野和掌握學(xué)科前沿。自然資源領(lǐng)域的科技與產(chǎn)業(yè)形勢(shì)的變革,促使地學(xué)人才培養(yǎng)必須進(jìn)行創(chuàng)新。地球科學(xué)高等教育正面臨前所未有的機(jī)遇和挑戰(zhàn),而地學(xué)類專業(yè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)課程的建設(shè)勢(shì)在必行,務(wù)必及時(shí)行動(dòng)。

        2.2 填補(bǔ)地學(xué)類專業(yè)本科課程虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)空白

        在地學(xué)類專業(yè)學(xué)生的地質(zhì)實(shí)習(xí)課程體系建設(shè)中,基于多學(xué)科交叉的實(shí)驗(yàn)課開(kāi)課量極少。地質(zhì)實(shí)習(xí)過(guò)程包括確定野外踏勘路線,認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)區(qū)地質(zhì)概況,沿途采集典型巖石標(biāo)本,進(jìn)行野薄記錄繪制信手地形剖面圖等步驟。野外采集的巖石標(biāo)本,回到實(shí)驗(yàn)室后可進(jìn)行巖石元素分析、巖石物理參數(shù)測(cè)定、薄片鑒定、遙感光譜測(cè)量等儀器分析內(nèi)容。但部分實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備昂貴、精密,學(xué)校不會(huì)投入資金購(gòu)買實(shí)驗(yàn)器材,不具備設(shè)備使用條件;部分實(shí)驗(yàn)巖石數(shù)據(jù)測(cè)定涉及的實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備,對(duì)實(shí)驗(yàn)人員的操作和使用均有一定要求,學(xué)生難以全面掌握;部分樣品檢測(cè)費(fèi)用高昂,不適合反復(fù)練習(xí)和多樣品檢測(cè)?!杜d城典型巖石綜合觀測(cè)教學(xué)系統(tǒng)》是基于虛擬仿真技術(shù)開(kāi)發(fā)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程,依托虛擬現(xiàn)實(shí)、雷達(dá)互動(dòng)投影、數(shù)據(jù)通信、人機(jī)交互和網(wǎng)絡(luò)通訊等技術(shù),學(xué)生通過(guò)在高度仿真的虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境中進(jìn)行實(shí)驗(yàn),完成教學(xué)大綱所要求的教學(xué)效果。實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)具有沉浸性、交互性和趣味性,克服專業(yè)實(shí)驗(yàn)抽象、涉及知識(shí)面廣不易展現(xiàn)等問(wèn)題,可填補(bǔ)地學(xué)類專業(yè)相關(guān)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的空白。該實(shí)驗(yàn)?zāi)苁箤W(xué)生在虛擬環(huán)境中反復(fù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),提高實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維能力。

        2.3 線下、線上實(shí)習(xí)實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合

        線上、線下混合的教學(xué)模式越來(lái)越受到重視,學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程方式方法更加靈活多樣。地學(xué)類專業(yè)學(xué)生實(shí)習(xí)實(shí)驗(yàn),線下實(shí)驗(yàn)在教育和科學(xué)研究中扮演著至關(guān)重要的角色。作為教學(xué)的基石,線下實(shí)驗(yàn)為學(xué)生提供了直接親身體驗(yàn)和實(shí)踐的機(jī)會(huì),有助于加深對(duì)理論知識(shí)的理解和掌握。通過(guò)實(shí)際操作,學(xué)生能夠培養(yǎng)解決問(wèn)題和動(dòng)手能力,提升實(shí)踐技能和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力。線上實(shí)驗(yàn)是線下實(shí)驗(yàn)的有力補(bǔ)充,隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,線上實(shí)驗(yàn)逐漸成為教育和科研領(lǐng)域的重要組成部分。通過(guò)虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái),學(xué)生可以在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作和模擬實(shí)踐,提供了更加靈活的學(xué)習(xí)方式。并可對(duì)線下整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程建立宏觀認(rèn)識(shí),有利于進(jìn)一步對(duì)課程專業(yè)理論的理解。線上教學(xué)打破了線下教學(xué)對(duì)時(shí)間、地點(diǎn)、人員等限定要素的壁壘,教師可遠(yuǎn)程指導(dǎo),學(xué)生可在線上反復(fù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),加強(qiáng)對(duì)知識(shí)的反復(fù)消化理解。

        3 多學(xué)科交叉融合的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

        3.1 雷達(dá)互動(dòng)投影人機(jī)交互系統(tǒng)設(shè)計(jì)

        《興城典型巖石綜合觀測(cè)教學(xué)系統(tǒng)》實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)采用先進(jìn)的雷達(dá)互動(dòng)投影系統(tǒng)實(shí)現(xiàn),設(shè)計(jì)思路如圖1所示。雷達(dá)互動(dòng)投影人機(jī)交互系統(tǒng)又稱雷達(dá)多點(diǎn)觸摸系統(tǒng),是當(dāng)下多媒體展廳中常見(jiàn)的一種展現(xiàn)方式。雷達(dá)互動(dòng)投影人機(jī)交互系統(tǒng)采用的是紅外信號(hào)感應(yīng),不受光線的干擾,因此不管是在黑暗的環(huán)境還是明亮的環(huán)境都不受影響。雷達(dá)互動(dòng)是利用雷達(dá)設(shè)備對(duì)參與者的動(dòng)作進(jìn)行捕捉,然后將捕捉到的動(dòng)作上傳到相位系統(tǒng)分析,分析得到的數(shù)據(jù)再結(jié)合互動(dòng)系統(tǒng),最終產(chǎn)生互動(dòng)效果使得參與者與墻面圖像進(jìn)行互動(dòng)。

        雷達(dá)互動(dòng)投影人機(jī)交互系統(tǒng)具有如下特點(diǎn):(1)不依賴于顯示系統(tǒng):雷達(dá)觸控可以獨(dú)立于現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)存在,不依賴于現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的平臺(tái);(2)不依賴于介質(zhì),擺脫了對(duì)觸摸設(shè)備的依賴,讓使用者體驗(yàn)更加自然舒適;(3)觸摸范圍大;(4)支持多點(diǎn)觸控;(5)環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng);(6)設(shè)備小巧便于安裝。

        該實(shí)驗(yàn)通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)軟件Unity3D等軟件完成程序設(shè)計(jì),實(shí)驗(yàn)主體框架包括野外實(shí)習(xí)路線地質(zhì)概況介紹、野外實(shí)習(xí)路線地質(zhì)調(diào)查信手剖面圖、典型巖石三維模型、巖石實(shí)驗(yàn)測(cè)量數(shù)據(jù)采集與分析等部分組成。人機(jī)交互過(guò)程如圖2所示,實(shí)驗(yàn)軟件通過(guò)計(jì)算機(jī)運(yùn)行,學(xué)生觸碰激光雷達(dá)活動(dòng)控制區(qū)域交互點(diǎn)后,激光雷達(dá)通過(guò)紅外信號(hào)感應(yīng)捕捉學(xué)生的肢體動(dòng)作并將動(dòng)作反饋給計(jì)算機(jī),投影儀將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容展示到墻面上,墻面的投影將動(dòng)作反饋呈現(xiàn)出來(lái),特定的音效通過(guò)音響系統(tǒng)播放,通過(guò)視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)、人機(jī)互動(dòng)共同構(gòu)筑了無(wú)限廣闊的視聽(tīng)空間和豐富多彩的視聽(tīng)形象。形成了實(shí)景教學(xué)、引導(dǎo)訓(xùn)練、實(shí)體觀察、數(shù)據(jù)分析、評(píng)價(jià)總結(jié)的實(shí)驗(yàn)鏈條,通過(guò)教師與學(xué)生的教學(xué)互動(dòng)和學(xué)生與雷達(dá)人機(jī)交互系統(tǒng)的互動(dòng),可將多學(xué)科知識(shí)點(diǎn)融會(huì)貫通,讓學(xué)生在理解上受益良多。

        3.2 虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)使用調(diào)查分析

        每年暑期,吉林大學(xué)地學(xué)部學(xué)生均會(huì)到吉林大學(xué)興城教學(xué)基地進(jìn)行地質(zhì)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、地球物理專業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)等野外實(shí)習(xí)活動(dòng),野外實(shí)習(xí)有著成本高、時(shí)間緊、任務(wù)重的特點(diǎn),學(xué)生往往存在物品準(zhǔn)備不齊、對(duì)野外環(huán)境艱苦認(rèn)識(shí)不足、思想準(zhǔn)備不充分等情況,在野外實(shí)習(xí)過(guò)程中疲于應(yīng)付教師授課,走馬觀花,嚴(yán)重影響野外實(shí)習(xí)的教學(xué)效果。另外,有許多實(shí)驗(yàn)和參數(shù)測(cè)定,無(wú)法在野外實(shí)習(xí)過(guò)程中完成,需要到學(xué)校實(shí)驗(yàn)室或特定的測(cè)試中心進(jìn)行樣本測(cè)試。在日常教學(xué)中,樣品測(cè)試成本較高,無(wú)法做到人人都進(jìn)行測(cè)試,類似內(nèi)容多以PPT講解的形式進(jìn)行,概念抽象,學(xué)生難以理解。

        《興城典型巖石綜合觀測(cè)教學(xué)系統(tǒng)》針對(duì)典型巖石標(biāo)本識(shí)別,具有現(xiàn)場(chǎng)采集難度高、過(guò)程繁瑣、巖石薄片鑒定分析難、巖石物性參數(shù)難以獲取等特點(diǎn),例如若是測(cè)定巖石的物性參數(shù),那么需要對(duì)所取巖樣的大小、形狀等都有嚴(yán)格要求,學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中難以完成。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)對(duì)特定實(shí)習(xí)路線中典型巖石的三維模型重建和收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)(圖3),學(xué)生可以更快更便利的實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)的目的。同時(shí)開(kāi)發(fā)了移動(dòng)版本,可通過(guò)手機(jī)對(duì)巖石進(jìn)行細(xì)致觀察并觀看巖石實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。該實(shí)驗(yàn)結(jié)合地表地質(zhì)調(diào)查、巖石物理測(cè)量、遙感光譜、測(cè)繪科學(xué)、薄片鑒定、地球化學(xué)元素分析等多個(gè)學(xué)科交叉融合,教師在授課時(shí),可令學(xué)生對(duì)巖石的多學(xué)科相關(guān)知識(shí)進(jìn)行全方位的認(rèn)識(shí)。特制的移動(dòng)版本可以使學(xué)生在野外實(shí)習(xí)時(shí)也能輕松回看實(shí)習(xí)路線上的典型巖石信息,回想上課時(shí)教師的講解,進(jìn)一步與現(xiàn)實(shí)相互印證,加深知識(shí)理解。

        3.3 虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)體系和應(yīng)用的效果

        3.3.1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)

        在實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)中,引入動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)機(jī)制,降低考試所占學(xué)生評(píng)價(jià)的比例,增加資料整理歸納、文獻(xiàn)查閱、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和完成等比重。建立實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目過(guò)程留痕評(píng)價(jià)機(jī)制,在學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中,分模塊、分步驟進(jìn)行評(píng)價(jià),對(duì)學(xué)生進(jìn)行個(gè)性化培養(yǎng),擺脫傳統(tǒng)“一考定乾坤”的功利性考試模式,激勵(lì)學(xué)生發(fā)揮自主意識(shí),強(qiáng)化實(shí)踐創(chuàng)新能力。

        同時(shí),學(xué)生可對(duì)教師進(jìn)行反饋評(píng)價(jià)。傳統(tǒng)教學(xué)中以教師板書(shū)和多媒體教學(xué)結(jié)合為主,然而,虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)驗(yàn)形式、內(nèi)容和評(píng)價(jià)機(jī)制與傳統(tǒng)教學(xué)大相徑庭。學(xué)生可通過(guò)系統(tǒng)對(duì)教師的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平進(jìn)行評(píng)價(jià),并可對(duì)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)內(nèi)容、難易程度、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和教學(xué)方式等方面提出建議。

        3.3.2 開(kāi)放利用評(píng)價(jià)

        《興城典型巖石綜合觀測(cè)教學(xué)系統(tǒng)》的建設(shè)起源于教學(xué),但其價(jià)值超越了教學(xué)本身。通過(guò)調(diào)整中心對(duì)外開(kāi)放機(jī)制,擴(kuò)大開(kāi)放時(shí)間和范圍,盡可能的滿足全校師生在日常課程學(xué)系、開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)、大創(chuàng)實(shí)驗(yàn)、畢業(yè)論文設(shè)計(jì)等需求。同時(shí),作為校企合作開(kāi)發(fā)的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)課程,通過(guò)該項(xiàng)目的建設(shè)與企業(yè)建立長(zhǎng)期合作關(guān)系,提高資源利用率,發(fā)揮中心輻射虛擬仿真平臺(tái)建設(shè)的示范性作用。

        3.3.3 應(yīng)用的效果

        本實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛴行У奶岣邔W(xué)習(xí)效率,學(xué)生可以在理解理論知識(shí)的同時(shí)掌握多學(xué)科交叉的知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技巧,節(jié)省了準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)設(shè)備和材料的時(shí)間和成本。實(shí)驗(yàn)的安全性高,一些有風(fēng)險(xiǎn)或成本高的實(shí)驗(yàn),通過(guò)本實(shí)驗(yàn)可以避免實(shí)際操作中可能出現(xiàn)的安全問(wèn)題。同時(shí),實(shí)驗(yàn)靈活性高。學(xué)生可以在任何有網(wǎng)絡(luò)的地方進(jìn)行本實(shí)驗(yàn),不受時(shí)間和地點(diǎn)的限制,提高了學(xué)習(xí)的便利性。能夠?qū)W(xué)生進(jìn)行多學(xué)科交叉融合培養(yǎng),提升學(xué)生綜合創(chuàng)新能力。

        4 結(jié)語(yǔ)

        《興城典型巖石綜合觀測(cè)教學(xué)系統(tǒng)》是針對(duì)多學(xué)科交叉融合的積極探索與實(shí)踐,力求填補(bǔ)地質(zhì)類專業(yè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)的空白,通過(guò)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合,整合校企資源,開(kāi)拓學(xué)生視野,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性。打破當(dāng)前地表地質(zhì)調(diào)查和地下勘查分屬于不同專業(yè)的現(xiàn)狀,融合遙感科學(xué)、地表地質(zhì)調(diào)查、測(cè)繪科學(xué)、地球物理勘探、元素化學(xué)分析等多學(xué)科知識(shí)體系交叉融合,改變學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)單薄,實(shí)踐體系不完善的現(xiàn)狀,為地學(xué)類專業(yè)新工科的復(fù)合型、創(chuàng)新型人才培養(yǎng)提供新的模式和理念。

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