U3D的虚拟实验室在高校实验教学中的应用前景
李 纲 赵永杰 侯贺佳 管淑慧 张梦如
(河南科技学院 河南·新乡 453000)
摘 要 高校实验室的建设是关乎学校科技研发和创新力水平的重要工作,必须引起有关部门的重视,而在信息技术不断发展的前提下,许多学校已经借助有关技术完成了数字化校园的建设,在高校实验室的管理方面,依托现代的互联网技术可以有效提高实验室的管理水平。本文将以U3D虚拟实验室为主要研究对象,探究其在高校实验教学中的应用前景。
关键词 虚拟实验室 数字化技术 高校实验教学
1 U3D游戏软件虚拟电路实验室概述及开发意义
U3D,全称Unity 3D,是由UnityTechnologies开发的一个让玩家轻松创建诸如三维视频游戏、建筑可视化、实时三维动画等类型互动内容的多平台的综合型游戏开发工具,是一个全面整合的专业游戏引擎。
在高校教育改革不断深入的背景下,传统实验室教学不再适应于现代化实验教学中,各种问题与矛盾日益凸显,特别是学生群体对传统实验失去兴趣,迫切要求高校实验教学实现多元化和多样化,基于Unity 3D游戏开放软件的虚拟电路实验室,旨在提高学生实验兴趣,利用Unity3D游戏开放软件的优势,实现寓教于乐,激发学生学习兴趣和主动性。
2 U3D游戏软件虚拟电路实验室的特点和优势
(1)交互性和自主性。虚拟实验室技术与传统的实验室有一个最大的不同,那就是动态、不固定,因为这种特质而使得虚拟实验室具备了交互性和自主性。交互性实质上就是互动性,能大大提高人机互动。此外,由于虚拟实验室的非固定性,因而又赋予了学生在实验过程中极大的自主性,利于激发学生创造活力和创新潜力。且U3D游戏软件的应用,可为学生创建优良的虚拟学习环境,在游戏中展开电路实验,可显著提高学生的实验积极性和实验热情。
(2)开放性特征。由于虚拟实验室采用的是数字模拟的方式,因此不容易受时间、空间等条件的限制。虚拟实验室中的虚拟设备、仿真安装包等资源都可以被外界平等地使用,从这一角度来说,虚拟实验室向外界的开放程度是较高的,实验者也可以根据自己的需要在 U3D虚拟实验室中任意添加自己需要的“工具”,通过U3D技术和计算机、互联网等相互衔接,有效拓展了学生实验空间,便于学生获取资源,以软件游戏的形式锻炼电路设计和电路实践能力。
(3)高效性与共享性。由于U3D虚拟实验室完全借助于先进的数字科技,因而会赋予操作者一个更为广阔的时空观,更加不受客观条件限制,提升了实验的效率。此外,由于网络平台的共享性,各类实验所需的资源都能在第一时间汇聚在一起,也在另一个角度加快了实验的进度,游戏形式可以便于学生进行多次操作,在虚拟实验室中展开实验,能够提高学生实验信心,也便于教师掌握学生实验进展和技能培训,教师可以采用U3D游戏软件的形式,将实验过程以动画和游戏形式展现给学生,有效提高实验效率。
从整体上看,该语篇有着完整的宏观主位、超主位、宏观新信息、超新信息,具备“显性衔接手段”(张大群2009:97),在情景语境方面及语篇本身上都是连贯的,所以是衔接的。人际意义方面,该语篇的评价呈隐性,评价主要通过概念意义的选择引发。这种隐性评价的激发,更多地是依赖于上下文语境以及评论员和读者共享的情景和文化语境。“句子中的评价越不突出,就越有可能成功操纵读者”(Thompson&Hunston 2000:9)。这样一来,读者就会在不知不觉中受新闻报道者意识形态的影响,“你越意识不到它的存在,它的作用也就越大”(戴炜华,陈宇昀2004:16)。
3 高校U3D游戏软件虚拟电路实验室的应用前景
3.1 开发相应的应用程序
U3D游戏软件可发布游戏至Windows、Mac、Wii、iPhone、WebGL(需要 HTML5)、Windowsphone8 和 Android 平台。也可以利用Unity web player插件发布网页游戏,支持Mac和Windows的网页浏览,其应用前景、开发空间可以说是非常巨大的。随着智能手机、平板电脑等现代化设备的普及,移动学习方式又成了新的热门学习方式,对当下乃至未来的教育行业都会产生深远影响。移动学习的方式,为学生提供了更丰富的学习资源,更广阔的学习空间,以及更机动灵活的学习方式。因此,借助U3D设计软件虚拟电路实验室以及实验应用程序,便于学生以移动学习方式展开实验学习,实时查看实验进度、随机进行模拟练习并在线上与同学展开交流与讨论,不受场地、时间的限制,促进高校实验教学方式革新。
3.2 建立新型实验场所
通过互联网技术,使用者可以在电脑上轻松浏览3D视图,并操作3D文件,这种先进的虚拟技术能够最大程度地减少实验室建设成本,减少不必要的器材、设备、工具花费,仅用一台电脑就可以完成几乎所有的实验操作,因此对于学生和教师来说都是极为便捷的一项技术。同时,由于U3D游戏软件对实验场景的模拟程度较高,结合了仿真、人工智能等先进技术,能够从声、画、情境等方面提供全方位的操作服务,学生们可以身临其境地感受实验过程,在逼真的场景中完成各项实践,从而就能提升学生的实际操作技能,助力高校的实验教学。
3.3 挖掘实验教学的潜能
与高校传统的实验教学不同,U3D游戏软件虚拟电路实验室,运用高新技术,能够让每位学生尽可能地接受到最先进的技术,最时新的科学知识,从而营造一个良好的教学氛围。此外,通过让学生接触电学相关学科的知识,还能够培养学生触类旁通的发散性思维,开启智力,开发潜能。与以往的实验基地不同,虚拟实验室环境下的实验场所可以是“有质无形”的,也不必拘泥于现有的仪器设备,而是可以根据实验的需要而自行“生成”有关的设备,使之与教学内容相契合。还有一点,在这种新型实验场所中,教学资源能够得到最大程度的共享。
观察组患者的LVEDD为(56.34±4.78)mm,LVESD为(41.01±6.67)mm,LVEF为(52.43±5.32)%,血清BNP(309.77±104.44)pg/mL,6MWT为(389.32±70.32)m;对照组的LVEDD为(58.54±3.98)mm,LVESD为(46.32±4.01)mm,LVEF为(45.78±4.78)%,血清BNP(695.33±321.34)pg/mL,6MWT为(312.45±72.12)m,组间比较,差异有统计学意义(P<0.05)。
4 结语
在信息化时代,构建数字化校园是大势所趋。在高校实验室管理系统构建的过程中,运用数字化手段,可以有效提高工作效率和管理水平,为实验室的发展提供更广阔的空间,为祖国的科研建设保驾护航。虽然目前在实验室现代化管理系统的建设过程中还存在许多问题,但总体来看,U3D虚拟实验室系统在高校实验教学中的应用前景依然是十分明朗的。
证明 (1) 因为当α=0时,Uα=U0={U⊆[0,1]2|[0]⊆U}={L×L},且UρG是上集,所以U0⊆UρG。对任意的(0,1], (1,0)Uα,其中
参考文献
[1]李晓辉,吴迪,郑抱冲.虚拟实验室在高校实验教学中的应用研究[J].内江科技,2011,32(12):151.
[2]彭慧.基于虚拟实验室的高校实验教学改革[J].赤峰学院学报(自然科学版),2016,32(06):264-265.
中图分类号: G482
文献标识码: A
作者简介: 李纲(1987.7-)男,汉族,河南新乡人,河南科技学院信息工程学院讲师,硕士研究生,研究方向:教育技术学。