2019年3月23日至24日，高校虛擬仿真實驗教學中心內涵建設與實驗教學改革創新研討會和第五期高校 (經管類)虛擬仿真實驗教學項目建設與申報專題研討會在杭州師范大學成功舉辦。來自全國各地的100余位高校代表參加了本次會議，中視典現場展示了我們在高校虛擬仿真實驗教學建設方面的經驗和成功案例，受到眾多關注！
會議現場，北京大學、杭州師范大學、杭州電子科技大學、中國科學技術大學等多位國內一流高校專家分享了各專業虛擬仿真實驗教學項目申報、建設經驗與成果。中視典作為本次會議的技術支持單位，現場布置了AR臺、全息臺等交互設備，模擬了一個微型的虛擬仿真實驗室，向參會教師展示各專業虛擬仿真實驗教學應用實例，為高校虛擬仿真實驗教學建設提供了極具參考意義的建設經驗和解決方案。
中視典兩位專家分別向參會教師分享了我們在虛擬仿真實驗教學方面的建設經驗和成功案例！
參會教師體驗基于AR臺和全息臺的虛擬仿真實驗教學應用實例
中視典虛擬仿真實驗項目建設經驗與成功案例
1.基礎型實驗
基礎型實驗，旨在讓學生完成從感性認識向理性認識的跨越，學生需要觀察實驗材料（如標本），熟悉實驗儀器和設備的用法，并對觀察到的實驗現象、科學事實和測得的數據進行處理和研究。在部分專業實驗標本材料數量有限、價格昂貴、易損壞、精密實驗儀器教具數量少等情況下，虛擬仿真實驗用三維模型替代或補充傳統教具及標本，“以虛補實”很好地解決了傳統教學的難題。
在對基礎型實驗進行虛擬仿真化建設時，需要充分發揮虛擬現實技術可視化的優勢，不僅讓知識點更形象，讓標本和教具的獲取更方便，更是要展示出其內部結構、工作原理甚至分子層次的微觀信息等普通實驗觀察不到的要點，引導學生進一步探究！
典型案例1
北京大學“晶體形態分析及礦物鑒定虛擬仿真實驗教學”項目
該實驗成功入選2018國家虛擬仿真實驗教學項目。中視典在協助北大建設該項目時，不僅模擬了各種稀有礦物質標本供學生觀察學習、自主鑒定，還實現了晶體結構拆分，晶體形態分析等微觀世界的操作，這種方式架起了地質工程專業實驗微觀和宏觀的橋梁，有效解決了傳統教學的難題。
典型案例2
廈門理工大學電力教學系統
本系統真實模擬了變壓器、開關電器、互感器等各種廈門理工大學電力專業學生實驗實訓常用的電力設備。根據不同設備的特點，中視典采用動畫、交互等多種方式表現設備外部結構特點和內部詳細構造，是一套知識點直觀、內容全面的電力實驗教學系統，有效解決了學校電力設備認知實驗實訓設備不足的情況。
2.設計型實驗
設計型實驗的教學目標是學生能針對所要解決的問題設計實驗方案，同時，能對不同實驗方案的可行性進行評價，以此來優化自己的設計方案。與基礎型實驗相比，設計型實驗操作更為復雜，涉及到提出方案、選定儀器設備、完成操作、記錄實驗數據、分析實驗結果等多個環節。傳統教學中設計型實驗受限于場地和實驗材料，很多實驗的驗證環節難以實施，實驗教學目的難以達到。而采用虛擬現實技術能迅速將學生腦海中的實驗設計方案可視化、具象化，并支持實時驗證，有效解決問題。
在建設該類型虛擬仿真實驗時，需要著重建設涵蓋各實驗儀器、設備、材料、環境的數據庫，注重驗證環節，并建議配備實時交互的顯示設備，便于學生調用數據庫進行實驗設計和即時驗證。
典型案例1
清華大學“虛擬包裝生產線模擬系統”實驗項目
中視典為該系統打造了一個豐富的虛擬設備庫，學生通過虛擬設備庫可構建出特定的塑料包裝生產線，并對不同設備進行諸如開關機、生產率等設置，從而模擬出不同塑料包裝設備和工藝流程的虛擬仿真操作并進行實驗分析，讓學生在設計驗證過程中發現瓶頸，修改流程策略和參數，優化設計方案，達成最終實驗教學目的。
典型案例2
武漢理工大學“顯示設備虛擬設計與驗證系統”實驗項目
本系統實現了顯控臺、艦長桌兩個設備的虛擬設計與驗證，學生基于此系統在三維環境中進行虛擬設計與人機工程驗證實驗，不僅不斷優化了設計方案，學習了結構動力學分析、人機工程評價、散熱性能分析等知識點，更大大減少了物理模型的制作，有效縮減了實驗周期和實驗成本！
3.綜合型實驗
綜合型實驗是指實驗內容涉及本課程的綜合知識或與本課程相關課程知識的實驗。是學生在具有一定知識和技能的基礎上，運用某一門課程或多門課程的知識、技能和方法進行綜合訓練的一種復合型實驗。
綜合型實驗涉及到的內容更多，部分實驗需要在戶外、廠區、礦區等復雜場景進行，不僅實驗成本高，有些還缺乏有效安全保障，具有一定危險。
針對這種類型的實驗，建設時需要采用虛擬現實技術逼真模擬各種實驗訓練環境、條件和流程，補充真實實驗不具備或難以完成的實驗條件，并綜合應用CAVE、AR臺、全息臺、VR頭盔等具有較強沉浸感較強和人性化交互的硬件設備，使教師和學生能夠在虛擬實驗中獲得和真實世界中一樣或者相近的實驗訓練體驗，從而達到替代或者部分替代真實實驗的效果。
典型案例1
北京師范大學“鳥類環志虛擬仿真實驗”項目
中視典為該項目構建了24種鳥類3D高仿真模型和虛擬野外場景，嚴格按照實際工作時的規范操作設計制作了鳥類環志的虛擬仿真實驗，讓學生在熟悉環志知識背景和方法后，按照正確的方法選網址，解鳥、握鳥、選環、上環、體征測量、放飛等，是學生野外鳥類環志實驗訓練不足的有效補充。該實驗已經入選2018年國家虛擬仿真實驗教學項目。
典型案例2
西安科技大學礦山建設工程虛擬仿真實驗室項目
中視典協助西安科技大學礦山建設工程國家級虛擬仿真實驗教學中心打造的這套礦山仿真實訓系統，主要應用于礦山建設實訓與教學環節。中視典應用可變形CAVE系統，打造了一個可根據教學需要改變虛擬環境展現形式的仿真環境，配合定制開發的仿真礦山場景，實現井下、井上環境的真實模擬和生產流程再現，達到與現場真實情況匹配一致的程度，有效提升了礦山建設教學的臨場感，師生實驗、實踐、研究不用再深入礦井內部，大大減少了安全隱患。
高校建設虛擬仿真實驗教學項目，是推進現代信息技術融入實驗教學、拓展實驗教學內容廣度和深度、延伸實驗教學時間和空間、提升實驗教學質量和水平的重要舉措！中視典為高校虛擬仿真實驗教學項目建設提供“平臺（VRPlatform、典云） 內容（豐富素材資源庫） 終端（AR臺、全息臺、CAVE、頭盔等） 應用（深入行業）”的完整生態系統！
