医学虚拟仿真实验教学中心建设和发展思考ppt培训课件.ppt

虚虚拟拟仿真仿真实验实验教学教学中心建中心建设设和和发发展思展思考考一、教育信息化与虚拟仿真实验教学中心建设一、教育信息化与虚拟仿真实验教学中心建设二、信息技术发展与虚拟仿真实验教学创新二、信息技术发展与虚拟仿真实验教学创新三、虚拟仿真实验教学资源与管理平台框架三、虚拟仿真实验教学资源与管理平台框架四、虚拟仿真实验教学资源开放共享模式四、虚拟仿真实验教学资源开放共享模式五、虚拟仿真实验教学中心申报与评审五、虚拟仿真实验教学中心申报与评审Contents目录目录21世纪初，教育正面临着空前的挑战，主要基于下列因素的影响：Education is facing unprecedented challenges at the beginning of 21st century,under the impact of Globalization 全球化Knowledge-based economic growth 知识经济的发展The information and communication revolution 信息和通信革命Sustainable development 可持续发展跟上知识增长的步伐知识爆炸时代来临一、教育信息化与国家级虚仿实验教学中心建设一、教育信息化与国家级虚仿实验教学中心建设3.3.我们需要教会学生学会学习，懂得如何我们需要教会学生学会学习，懂得如何自我导向学习自我导向学习。1.1.我们需要教学生学会我们需要教学生学会处理海量信息处理海量信息。2.2.我们需要从幼儿园就开始教学生学会我们需要从幼儿园就开始教学生学会全球交流全球交流。Alan NovemberAlan November挑战之一：新时代的人才培养需求一、教育信息化与国家级虚仿实验教学中心建设一、教育信息化与国家级虚仿实验教学中心建设p.52024/1/27 周六l从多信源中快速获得信息l同一时间使用不同的媒体处理不同信息l比起文字更喜欢图片、音频和视频l习惯并喜欢超链接资源l学习环境是及时反馈的、情景相关的、有趣的 l在“实时交互世界”里联系他人l在“无围墙的学校”里畅游世界 挑战之二：数字原住民的一代一、教育信息化与国家级虚仿实验教学中心建设一、教育信息化与国家级虚仿实验教学中心建设 技术帮助学习者参与以下活动时技术帮助学习者参与以下活动时有意义的学习就会发生：有意义的学习就会发生：知识知识建构建构而不是而不是重现重现 对话对话而不是而不是谈话谈话 清楚的清楚的表述表述而不是而不是复述复述 协作协作而不是而不是竞争竞争 反思反思而不是而不是指令指令挑战之三：有意义的学习乔纳森，著名的教学设计专家，继加涅(Robert M Gagne)、梅 瑞 尔(David Merrill)之后美国教育技术学领域的第三代领军人物。生活的全部意义在于问题解决！生活的全部意义在于问题解决！一、教育信息化与国家级虚仿实验教学中心建设一、教育信息化与国家级虚仿实验教学中心建设挑战之四：资源形式及其获取动动画画文本课件等图片动画网络教育资源视音频一、教育信息化与国家级虚仿实验教学中心建设一、教育信息化与国家级虚仿实验教学中心建设个性化个性化数字化数字化学习学习挑战之五：从“以教为主”到“以学为主”学员学员学员学员学员学员学员学员一刀切的传统教学模式一刀切的传统教学模式父母和专父母和专家家电子组合方案电子组合方案其它学校其它学校和全球和全球组织组织课程内容课程内容教育教育社区和社区和社区内容社区内容同事同事教师教师评评价价学员学员模式变模式变革革教师教师一、教育信息化与国家级虚仿实验教学中心建设一、教育信息化与国家级虚仿实验教学中心建设挑战之六：信息技术学习环境下趋于开放-连接式教学模式信息化环境下学习者为中心的学习模式独立化、个性化、差异化信息化环境下教师的角色转变新的竞争力和专业技能一、教育信息化与国家级虚仿实验教学中心建设一、教育信息化与国家级虚仿实验教学中心建设 美国：NETP2010教育技术计划加拿大：eduSpecs计划欧盟：数字化学习计划韩国：2011智能教育推进战略日本：2010教育信息化指南教育信息化成为世界各国关注焦点中国：教育信息化十年发展规划（2011-2020）一、教育信息化与国家级虚仿实验教学中心建设一、教育信息化与国家级虚仿实验教学中心建设变革美国教育技术给力学习Transforming American Education Learning Powered by TechnologyLearning:Engage and EmpowerAssessment:Measure What MattersTeaching:Prepare and ConnectInfrastructure:Access and EnableProductivity:Redesign and Transform一、教育信息化与国家级虚仿实验教学中心建设一、教育信息化与国家级虚仿实验教学中心建设一、教育信息化与国家级虚仿实验教学中心建设一、教育信息化与国家级虚仿实验教学中心建设 刘延东在全国教育信息化工作电视电话会议上，进一步全面深刻地阐述了教育信息化的重要性，指出教育信息化是改革教育理念和模式的深刻革命，是促进教育公平、提高质量的有效手段，是建设学习型社会的必由之路。一、教育信息化与国家级虚仿实验教学中心建设一、教育信息化与国家级虚仿实验教学中心建设 （八）强化实践育人环节。配齐配强实验室人员，提升实验教学水平。组织编写一批优秀实验教材。加强实验室、实习实训基地、实践教学共享平台建设，重点建设一批国家级实验教学示范中心、国家大学生校外实践教育基地、高职实训基地。加强实践教学管理，提高实验、实习实训、实践和毕业设计（论文）质量。教育部关于全面提高高等教育质量的若干意见 （二十三）建设优质教育资源共享体系。建立高校与相关部门、科研院所、行业企业的共建平台，促进合作办学、合作育人、合作发展。加强信息化资源共享平台建设，向高校和社会开放。一、教育信息化与国家级虚仿实验教学中心建设一、教育信息化与国家级虚仿实验教学中心建设 第六章 推动信息技术与高等教育深度融合，创新人才培养模式。高等教育信息化是促进高等教育改革创新和提高质量的有效途径，是教育信息化发展的创新前沿。进一步加强基础设施和信息资源建设，重点推进信息技术与高等教育的深度融合，促进教育内容、教学手段和方法现代化，创新人才培养、科研组织和社会服务模式，推动文化传承创新，促进高等教育质量全面提高。教育信息化十年发展规划（2011-2020）一、教育信息化与国家级虚仿实验教学中心建设一、教育信息化与国家级虚仿实验教学中心建设 第九章 建设信息化公共支撑环境，提升公共服务能力和水平。建立优质数字教育资源和共建共享环境。遵循相关标准规范，建立国家、地方、教育机构、师生、企业和其他社会力量共建共享优质数字教育资源的环境，提供优质数字教育资源信息服务；建设并不断更新满足各级各类教育需求的优质数字资源，完善各种资源库，建设优质网络课程和实验系统、虚拟实验室等，促进智能化的网络资源与人力资源结合。第十一章 创新体制机制，实现教育信息化可持续发展。创新优质数字教育资源共建共享机制。支持校际间网络课程互选及资源共建共享活动；鼓励企业和其他社会力量投入数字教育资源建设、提供个性化服务；创建用户按需购买产品和服务的机制，形成人人参与建设、不断推陈出新的优质数字教育资源共建共享局面。第十二章 优质数字教育资源建设与共享行动。建设各级各类优质数字教育资源。遴选和开发1500套虚拟仿真实训实验系统。整 合师生需要的生成性资源，建成与各学科门类相配套、动态更新的数字教育资源体系。建立数字教育资源共建共享机制。制订数 字教育资源技术与使用基本标准，制订资源审查与评价指标体系，建立使用者网上评价和专家审查相结合的资源评价机制；采用 引导性投入，支持资源的开发和应用推广；制定政府购买优质数字教育资源与服务的相关政策，支持使用者按需购买资源与服务 ，鼓励企业和其他社会力量开发数字教育资源、提供资源服务。建立起政府引导、多方参与的资源共建共享机制。一、教育信息化与国家级虚仿实验教学中心建设一、教育信息化与国家级虚仿实验教学中心建设 国家级虚拟仿真实验教学中心建设工作是高等教育信息化的组成部分，把建设工作纳入教育信息化工作的总体布局之中，与教育改革发展的总体要求相一致，确立国家级和省级实验教学示范中心在实验教学信息化建设方面是领先地位。虚拟仿真实验教学中心建设定位与发展方向国家级虚拟仿真实验中心建设工作也是实验教学示范中心建设工作的重要内容，是实验教学示范中心建设的延伸，为实验教学示范中心建设注入新的活力和新的内容。加强虚拟仿真实验环境建设，使实验教学示范中心的条件建设更加全面。实现真实实验不具备或难以完成的教学功能。在涉及高危或极端环境、不可及或不可逆操作，高成本、高消耗、大型或综合训练等情况下，提供可靠、安全和经济的实验项目。建设工作要体现虚实结合、相互补充、能实不虚的原则。要求发挥虚拟仿真实验教学独特、不可替代的作用，切实实现提高教学能力，拓展实践领域，丰富教学内容的要求。(1)科学规划。制定规划从主动到与激励相结合;充分考虑学校、学科、地域、专业分布，考虑持续发展和支持服务问题。(2)共享资源。中心建设要考虑服务多个专业、多个学校、多个地区。共享不是简单鼓励大家无偿贡献，而是推动高校建立一种机制，首先通过遴选，授予“国家级虚拟仿真实验教学中心”称号，建成和拥有一批优质的实验教学资源，要引导大家选择使用，使用后支付相应的费用，补偿产品开发支出和服务支出，形成良性循环，最终产生良好的社会效益和经济效益，使资源共享可持续。(3)突出重点。实验教学信息化包括教学资源的信息化、教学管理的信息化和支持服务的信息化。工作更多地放在教学资源的信息化和支持服务的信息化上，同时兼顾运行平台、教学队伍和管理机制的建设。(4)提高效益。要强调社会效益和经济效益并举，进一步强化国家级和省级实验教学中心的示范和引领作用，要全面提高高校学生的创新精神和实践能力，提高优质实验教学资源的使用率，推动高校实验教学改革与创新，提高高等教育实验教学质量。(5）持续发展。坚持宁缺勿滥的原则，每年建100个左右的虚拟仿真实验教学中心，对省级教育行政部门和学校发出一个重要的信号，鼓励省级教育行政部门和高校重视实验教学信息化工作，筹措经费，制订政策，开展本地区的建设工作。虚拟仿真实验教学中心建设与发展的指导原则一、教育信息化与国家级虚仿实验教学中心建设一、教育信息化与国家级虚仿实验教学中心建设一、教育信息化与虚拟仿真实验教学中心建设一、教育信息化与虚拟仿真实验教学中心建设二、信息技术发展与虚拟仿真实验教学创新二、信息技术发展与虚拟仿真实验教学创新三、虚拟仿真实验教学资源与管理平台框架三、虚拟仿真实验教学资源与管理平台框架四、虚拟仿真实验教学资源开放共享模式四、虚拟仿真实验教学资源开放共享模式五、虚拟仿真实验教学中心申报与评审五、虚拟仿真实验教学中心申报与评审Contents目录目录2013年底，Ellyssa Kroski引用信息图展望2014年七大教育技术趋势3D打印翻转课堂大数据电子教科书游戏化教育技术趋势移动学习大规模开放课程MOOCs二、信息技术发展与虚拟仿真实验教学创新二、信息技术发展与虚拟仿真实验教学创新 让学生对知识的直观感受由平面的图片变成立体的模型3D打印（3D Printing）有公开课、名校也开始跟进MOOC。现如今，不考虑“慕课”就out了。（统计数据是13%已开设、43%计划未来3年开设、44%无计划）大规模开放课程MOOCs,Massive Open Online CoursesMOOCs,Massive Open Online Courses用于学习分析。MOOC或虚仿实验教学如果没有大数据分析，就与传统课没多大差别了。大数据电子教科书Digital TextbooksDigital TextbooksKinect中有一个功能强大的感觉矩阵，通过数字摄像头来捕捉图片然后识别颜色等一些功能，而在Kinect中的麦克风可以在段时间内采集多次声音数据让玩家和同处一间房间中的其他人分开，乍一听似乎很复杂，需要想到高的智能系统。但这些智能程序恰恰是微软所擅长的，微软把Kinect训练的可以成功的识别人脸部的细节变化，而且肢体动作精度可以达到4厘米。游戏化Kinect带来的全新体验既然这么多人沉迷于游戏以至未能完成学业，何不把学业本身变成游戏让人沉迷？当然没那么简单，游戏化还是有一套套理论支持的学生先网上看授课视频、与同学老师在线讨论，然后才是在课堂上师生互动、答疑解惑，完成学习过程。翻转课堂The flipped classroomThe flipped classroom新的BYOD文化（Bring Your Own Device，自带设备）。移动学习Mobile learningMobile learning未来的教室消费者技术学习技术可视化技术3D视频移动应用量化自我平板电脑远端临场可穿戴技术学习分析移动学习在线学习开放内容个人学习环境大规模网络开放课程虚拟实验和远程实验室3D打印快速成型虚拟现实、增强现实信息可视化可视化数据分析立体显示、全息显示使能技术神经网络地理位置应用程序接口基于位置的服务机器学习移动宽带自然用户接口开放硬件虚拟助手数字化策略社交媒体技术翻转课堂创客空间游戏和游戏化合作环境集体智慧社交网络数字身份隐性智能互联网技术云计算、物联网将对虚拟仿真实验教学产生重要影响且已经或行将应用的主要信息技术归类如下：二、信息技术发展与虚拟仿真实验教学创新二、信息技术发展与虚拟仿真实验教学创新虚拟仿真实验教学的关键性信息技术序号主要技术实验方式支撑平台资源类别共享特征1交互式多媒体交互式虚拟实验虚拟实验室视频、电子教材、课件、软件、实验平台、仿真系统、虚拟实验室、课程软件共享仪器共享2虚拟现实沉浸式实验虚拟现实实验室3增强现实3D虚拟实验虚拟实验室43D打印综合设计性实验虚拟实验室5遥现技术远程协同实验网络实验室视频、电子教材、课件、软件、实验平台、智能仪器、测试系统、课程远程控制6移动应用移动式虚拟实验移动实验室视频、电子教材、课件、软件、虚拟实验室、课程软件共享7平板电脑交互式移动实验虚拟实验室8虚拟世界网络协同实验网络实验室视频、课件、电子教材、教育类游戏软件、课程软件共享9游戏和游戏化个性化自主实验网络实验室 按照虚拟仿真实验应用的主要技术、采取的实验方式、依托的技术平台、配套的资源类别以及虚拟仿真实验的共享特征，对国外高校虚拟仿真实验的主要类别与基本形进行了简要汇总。二、信息技术发展与虚拟仿真实验教学创新二、信息技术发展与虚拟仿真实验教学创新人机交互技术（人机交互技术（Human-Computer InteractionHuman-Computer Interaction）交互式虚拟实验:多种形态的多媒体触摸式显示屏二、信息技术发展与虚拟仿真实验教学创新二、信息技术发展与虚拟仿真实验教学创新虚拟现实（虚拟现实（Virtual RealityVirtual Reality）沉浸式实验:基于虚拟现实技术的复杂机械装配训练二、信息技术发展与虚拟仿真实验教学创新二、信息技术发展与虚拟仿真实验教学创新虚拟仿真（虚拟仿真（Virtual EmulationVirtual Emulation）虚拟协同实验：基于虚拟仿真技术的宇航员操作训练二、信息技术发展与虚拟仿真实验教学创新二、信息技术发展与虚拟仿真实验教学创新增强现实（增强现实（Augmented RealityAugmented Reality）增强虚拟颅脑剖片实验效果二、信息技术发展与虚拟仿真实验教学创新二、信息技术发展与虚拟仿真实验教学创新微电子、计算机、网络、电子测试、传感以及智能控制等技术的快速发展，为虚拟实验室、虚拟仿真实验系统、协同实验平台、沉浸式实验软件以及开放教育资源的建设与应用提供了有力的支撑，促使实验教学理念、模式、方法及手段发生了深刻的变革。趋势之一：新ICT技术在教育领域中的大规模快速应用。移动学习已成为教育必不可少的一个组成部分，学习分析、开放教育资源也在高校逐步得到应用；立体显示、3D打印、增强现实、信息可视化、翻转课堂、游戏和游戏化等，推出伊始即在高等教育领域和基础教育领域获得了应用。二、信息技术发展与虚拟仿真实验教学创新二、信息技术发展与虚拟仿真实验教学创新信息技术环境下的实验教学创新趋势之二：面对面学习、在线学习、混合式学习和协作学习的整合。近年来的教育改革实践表明，采用面对面教学、在线学习和混合式学习、同伴合作模式能够有效克服传统教学难以为学生提供更多合作学习机会的不足，既有利于发挥学习者的网络和信息技能，使学生充分交流各自对学习主题和实验项目的意见，也使教学内容更为丰富、生动、灵活且易于获取。趋势之三：理论课程单一教学形态向理论教学与实践教学相辅相成转变。一批知名高校，相继在一些网络开放课程，包括“慕课”（MOOCs）中增加了以虚拟实验室为依托的实践教学内容。趋势之四：确立学生的主体性地位，学生成为知识和能力的能动创造者和设计者。积极构建有利于学生合作学习、自主实验、协同探究的创新环境和物理空间，学术性创客空间（创客实验室）和配备有传统手工制作工具、数字化设备（如激光切割机、微控制器、3D打印机等）的制造类开放实验室数量迅速增加。趋势之五：开放共享型数字化教育教学资源需求旺盛。作为学习基础设施中的一项重要元素，开放教育资源（OER）以多种形式存在且任何人都能够免费从网络上获取，通常包括播客视频、电子教材、数字图书馆、交互式多媒体课件、虚拟仿真软件、网络实验室、教育类游戏以及课程等适合进行学习、教学和研究的资源。二、信息技术发展与虚拟仿真实验教学创新二、信息技术发展与虚拟仿真实验教学创新趋势之六：构建基于未来的数字化学习和虚拟实验环境的未来教学实验室。未来教室和实验室是一个新兴的研究领域，其特点是融合创新教育理念、先进科学技术、心理学、传播学、人体工学以及空间构建理论，注重高度的交互性、开放性和自然、灵活、安全、高效的人性化设计，进而为以学生为主体开展小组讨论、探究实验和研究性学习提供有力支撑。美国纽约大学学生们应用可视化技术将复杂的股市数据形象化，利用该校交互式通信工程实验室研制的长达36米的高清晰度交互式显示墙，显现出蜜蜂蜂拥而至采集花粉的动画场面。美国纽约大学高清晰度交互式显示墙二、信息技术发展与虚拟仿真实验教学创新二、信息技术发展与虚拟仿真实验教学创新美国加州大学圣迭戈分校该校研发的StarCAVE虚拟现实系统能够展示公元前十世纪堡垒的三维虚拟现实模型，学生利用手持式控制器，可步行穿越堡垒，旋转物体或在上空进行鸟瞰观测，以破解这一巨型堡垒的建筑和作用之谜。美国加州圣迭戈分校StarCAVE 虚拟现实系统二、信息技术发展与虚拟仿真实验教学创新二、信息技术发展与虚拟仿真实验教学创新一、教育信息化与虚拟仿真实验教学中心建设一、教育信息化与虚拟仿真实验教学中心建设二、信息技术发展与虚拟仿真实验教学创新二、信息技术发展与虚拟仿真实验教学创新三、虚拟仿真实验教学资源与管理平台框架三、虚拟仿真实验教学资源与管理平台框架四、虚拟仿真实验教学资源开放共享模式四、虚拟仿真实验教学资源开放共享模式五、虚拟仿真实验教学中心申报与评审五、虚拟仿真实验教学中心申报与评审Contents目录目录Evaluate评估阶段Implement实施阶段Develop发展阶段Design设计阶段Analysis分析阶段课程设计与开发的ADDIE模式学学习对象分象分析析教学内容分教学内容分析析使用媒体分使用媒体分析析学学习环境分境分析析内容内容评估、系估、系统测试调查问卷、卷、电话调查评估学估学员学学习效效果果课程程更新更新课件制作件制作代代码编程程整体合成整体合成标准准打包打包课程程上上线、推、推广广脚本脚本编写、写、审核核配音稿配音稿整理整理素材制作素材制作 课程大程大纲设计教学教学设计分工分工进度度计划划课件件UI设计需求分析报告项目实施方案课件设计脚本Demo/测试版正式版课件分分析析设计发展展实施施评估估三、虚拟仿真实验教学资源与管理平台框架三、虚拟仿真实验教学资源与管理平台框架 产业驱动模式西南交通大学v随着现代网络信息与通信技术在交通运输行业的广泛应用，对交通运输设备的运用已经实现了虚拟仿真和远程控制，如铁路区间信号控制、车站接发列车进路排列与控制等；交通运输生产过程的组织优化也在生产计划的计算机编制及调整基础上，实现了人工辅助智能决策，如车站作业计划编制系统、车站调度指挥辅助决策系统、计算机编制列车运行图系统、列车调度集中系统等得到广泛应用。v以交通运输专业人才工程技术能力培养为线索，利用资源共享的虚拟仿真实验教学平台，整合校内土木工程、机械工程、电气工程、计算机科学与技术等学科专业虚拟仿真实验教学资源；依托交通运输工程国家级工程实践教育中心，整合成都铁路局、中铁二院、成都市公交集团等企业的虚拟仿真资源，形成了“4+1+1”模块化优质实验教学资源群，实现了对交通运输、交通工程、安全工程、物流工程、物流管理5个专业核心专业课程的全覆盖。建成了大型复杂远程控制实验系统、高水平软件系统、模拟仿真高危高成本实验系统等30个仿真实验教学系统。虚拟仿真实验教学资源建设虚拟仿真实验教学资源建设三、虚拟仿真实验教学资源与管理平台框架三、虚拟仿真实验教学资源与管理平台框架 科研转化模式华南理工大学一、科研设备用于虚拟仿真实验教学。黄平教授利用所承担国家自然科学基金项目，开发的虚拟弹流润滑实验台、直线度虚拟仪器和圆度虚拟仪器等装置用于本科生的培养，先后培养本科生完成相应的毕业论文4人次。陈扬枝教授通过承担国家自然科学基金等项目建立了多类型带传动实验装置，并以此开发出“多类型带传动性能远程实验”，先后培养本科生完成相应的毕业论文4人次。二、科研成果丰富虚拟仿真实验教学。李静蓉副教授围绕数字化设计与虚拟设计的研究方向，承担了国家自然科学基金、教育部士点基金、广州市现代服务业发展专项、广州市科技攻关项目、教育部留学回国人员科研启动基金、广东省教育部产学研专项项目，以及新加坡教育部项目等科研项目。在这些相关项目的支持下，课题组已成功开发了原创性的3D、交互式等虚拟现实实验教学项目。三、产学研合作科研成果开拓学生视野。王清辉教授的科研团队长期从事数字化设计与计算机图形学领域的科研工作，并与我国数字化设计领域的领军企业-广州中望龙腾软件股份有限公司（国家高新技术企业、2010年入选国家规划布局内重点软件企业）建立了长期的产学研合作关系。三、虚拟仿真实验教学资源与管理平台框架三、虚拟仿真实验教学资源与管理平台框架 校企合作模式华中师范大学生物学虚拟仿真实验教学中心 华中师范大学生物学虚拟仿真实验教学中心根据学校教师教育特色，结合生科院人才培养方案，构建了层次结构清晰、适宜共享、易于扩展、依次开发的生物学虚拟仿真实验教学体系。在生物学虚拟仿真实验教学中心建设过程中，华中师范大学与企业的合作模式为校企共建共享，总体方案由学校与企业共同制定，学校主要结合自身的学科特点，负责对整个资源布局进行策划，对虚拟仿真实验项目的内容、要求及科学性进行把关，负责脚本的撰写，并提供相应的生物学专业培训、学术指导工作等；参与企业主要利用信息技术手段，提供技术开发、图像采集、软硬件设备支持、平台运营维护、开放共享、及后续产品的开发及技术支持等工作，项目完成后，企业具有产品的独家经营权，华中师范大学享有作品署名权和享受免费使用升级。三、虚拟仿真实验教学资源与管理平台框架三、虚拟仿真实验教学资源与管理平台框架 自主开发模式华中师范大学文科综合实验教学中心 基于多模融合的虚拟交互式编钟演奏实验建设。该虚拟实验项目主要由四个模块组成：虚拟三维建模、虚拟声音建模、动作行为捕捉与理解、多模人机交互。对于这四个模块，数字媒体专业都有专门的老师在开展研究，也有专门的课程设置。例如：虚拟三维建模，团队里有动漫、美术、虚拟建模功底的老师涂琳玲、王翔，而且数字媒体专业有专门的虚拟建模课程Maya虚拟建模、3DMax虚拟建模、网络游戏技术；虚拟声音建模，团队里有专门研究声音建模的翟晓贞老师，而且数字媒体专业有数字音乐这门课程讲授虚拟音乐建模技术；动作行为捕捉与理解，我们团队里有研究人工智能、机器学习、模式识别的老师王志锋、宁国勤，我们有人工智能、机器学习等课程讲授这部分的技术；多模人机交互，团队里有研究人机交互设计的老师王志锋、涂琳玲，开设了人机交互设计这门课程。三、虚拟仿真实验教学资源与管理平台框架三、虚拟仿真实验教学资源与管理平台框架虚拟建模虚拟建模肢体跟踪肢体跟踪姿态跟踪姿态跟踪手部跟踪手部跟踪动作捕捉动作捕捉运动分割运动分割姿态估计姿态估计行为感知行为感知编钟模型编钟模型声音模型声音模型行为理解行为理解多模交互演奏多模交互演奏触觉交互触觉交互体感交互体感交互视觉交互视觉交互多模融合多模融合视觉信息视觉信息体感信息体感信息+虚拟交互式编钟演奏实验系统开发流程三、虚拟仿真实验教学资源与管理平台框架三、虚拟仿真实验教学资源与管理平台框架资源建设与信息时代教师的能力结构资源建设与信息时代教师的能力结构教师知识能力新框架TPACK三、虚拟仿真实验教学资源与管理平台框架三、虚拟仿真实验教学资源与管理平台框架（1）实现不同类型实验软件统一接入和学生在平台下进行统一实验的目的，实现系统间的无缝连接。（2）提供全方位的虚拟实验教学辅助功能。（3）高效管理实验教学资源，满足校内各院系建设、发布、管理、使用虚拟实验教学资源的需求。（4）实现跨学科专业、跨校、跨区域的虚拟仿真实验教学资源的开放共享。全面推进以学生为中心，以学为主、以问题为导向、以任务为驱动的研究型教学方式与学习方式，强调把时间还给学生，把方法教给学生，着力培养学生的自主学习能力和意识。需要建立校级或院级层面的管理平台，鼓励和支持各院系不断上线各类虚拟仿真实验教学资源，供学生开展网络自主学习。综合集成环境采用基于代理的中间件技术，实现资源的规范描述、虚拟仿真任务的部署和资源的调度。在该框架下，资源库为虚拟仿真任务提供支持，完成虚拟仿真计算操作，实现资源的交叉访问、检索、在线学习、在线操作、在线测试、自主创新、组合创新等功能。利用应用虚拟化技术，将应用程序与操作系统解耦合，为应用程序提供了一个虚拟的运行环境，实现对于传统实验教学资源的网络化管理和应用。三、虚拟仿真实验教学资源与管理平台框架三、虚拟仿真实验教学资源与管理平台框架虚拟仿真实验教学管理信息系统建设框架包含功能模块：虚拟实验中心门户网站；实验教务管理；实验教学管理；实验准备及理论学习；实验过程智能指导；实验结果自动批改；数字化资源管理；实验教学效果评估；实验成绩统计查询；师生互动交流；系统管理。三、虚拟仿真实验教学资源与管理平台框架三、虚拟仿真实验教学资源与管理平台框架系统特点：1)系统针对学校实验教学资源开放的理念，方便学生自主灵活参与实验，充分发挥学生的主观能动性，提高实验教学的效果；2)可集成所有符合标准的第三方虚拟实验系统和软件；3)采用B/S架构，方便学生使用和系统部署；4)多种角色应用体系，多种业务权限配置，满足学生、教师、教务人员、实验室管理人员的需求；5)构建实验教学的网络协同学习，帮助教师和学生随时随地通过网络在线或离线交流；6)虚拟实验和现实实验相结合，丰富了实验教学方式，通过系统可同时管理传统实验和虚拟实验；7)多种数据导入导出功能，方便各种身份角色数据汇总、数据统计；8)可与学校的教学教务管理系统无缝对接；可统一集成各院系现有的实验教学资源。一、教育信息化与虚拟仿真实验教学中心建设一、教育信息化与虚拟仿真实验教学中心建设二、信息技术发展与虚拟仿真实验教学创新二、信息技术发展与虚拟仿真实验教学创新三、虚拟仿真实验教学资源与管理平台框架三、虚拟仿真实验教学资源与管理平台框架四、虚拟仿真实验教学资源开放共享模式四、虚拟仿真实验教学资源开放共享模式五、虚拟仿真实验教学中心申报与评审五、虚拟仿真实验教学中心申报与评审Contents目录目录 资源分类及开放共享形式资源分类及开放共享形式1.资源类型按应用技术和实验方式分类基于多媒体计算机的虚拟实验。基于网络的分布式协同实验。基于虚拟现实技术的沉浸式实验。基于混合现实技术的完全沉浸式实验。基于手持式设备(平板电脑、智能手机、可穿戴计算机等)的移动实验。基于教育游戏软件的个性化自主实验。基于3D 打印技术的综合设计实验。基于遥现技术的远程交互实验。基于虚拟世界概念的3D 虚拟实验。四、虚拟仿真实验教学资源开放共享模式四、虚拟仿真实验教学资源开放共享模式2.资源类型按平台特征分类移动实验室（M-Lab）：手机版、增强型。网络实验室（W-Lab）：在线实验。虚拟仿真实验室（V-Lab）：桌面化、沉浸式、分布式、增强型虚拟仿真实验环境（VEE）。虚拟仿真实验管理系统（VMS）。虚拟仿真实验内容资源库（VCRMS）。开放实验课程（OCEW）。四、虚拟仿真实验教学资源开放共享模式四、虚拟仿真实验教学资源开放共享模式3.资源类型按信息反馈方式分类用户在使用虚拟仿真实验教学资源时通过虚拟化的操作界面向仿真软件或虚拟场景、环境输人数据或指令，经过计算机和软件的实时仿真，将仿真结果输送到显示终端或装置反馈给用户，而不同的反馈方式则决定了资源开放共享的不同形式。（1）基于软件共享的虚拟仿真实验教学资源。使用者通过计算机或者移动终端调取服务器上部署的相关软件和应用开展实验教学，可以基于网络环境运行，也有部分资源由于版权限制或涉密的原因只能在单机或局域网环境下运行。对于这一类型资源，通过构建开放式虚拟仿真实验教学管理平台，可以实现虚拟仿真实验教学资源最大化的利用与辐射。其次要加强虚拟仿真教学资源的有序整合和有效对接，实现资源的交叉访问、检索、在线学习、在线操作、在线测试、自主创新、组合创新等功能。（2）基于仪器共享的虚拟仿真实验教学资源。使用者在虚拟现实或增强现实设备构建的虚拟环境中进行实验操作，而虚拟实验环境的构建展有赖于实体实验场所、仪器设备以及配套软件，对于这一类软硬结合的实验教学资源，可以参考开放性实验室或大型仪器资源的校际开放共享，采取区域共享模式，通过虚拟仿真实验教学管理平台公布资源的适用范围、使用说明、技术参数、开放时段、收费标准等信息，并提供在线预约、审批和统计功能。（3）基于远程控制共享的虚拟仿真实验教学资源。使用者通过网络使用专用客户端软件远程控制大型精密仪器设备，进行数据运算、分析测试等实验活动，达到与直接现场操作大型精密仪器设备同样的效果。这一类型资源本身既以实体资源的形式可开展校内或区域的开放共享，同时也以虚拟资源的形式在网络环境下运行。四、虚拟仿真实验教学资源开放共享模式四、虚拟仿真实验教学资源开放共享模式问卷主要涉及：问卷主要涉及：建设计划建设计划经费投入经费投入教学应用教学应用管理平台管理平台开放共享开放共享评价机制评价机制存在问题存在问题.高校虚拟仿真实验教学开展及资源建设、使用情况高校虚拟仿真实验教学开展及资源建设、使用情况 课题组设计了虚拟仿真实验教学资源开放共享研究调研问卷，通过各课题组设计了虚拟仿真实验教学资源开放共享研究调研问卷，通过各省市实验室研究会向高校发放，并利用各种相关会议进行调研，截至目前共回省市实验室研究会向高校发放，并利用各种相关会议进行调研，截至目前共回收有效问卷收有效问卷178178份。份。四、虚拟仿真实验教学资源开放共享模式四、虚拟仿真实验教学资源开放共享模式资源开放共享情况存在的问题和困难资源开放共享情况存在的问题和困难 1.资源的规模和覆盖面有待提高。多数高校的虚拟仿真实验教学主要在工科学科和经管类学科开展，其他学科类别的虚拟仿真实验教学资源略显缺乏。比如首批100个国家级虚拟仿真实验教学中心有超过60%属于工科。四、虚拟仿真实验教学资源开放共享模式四、虚拟仿真实验教学资源开放共享模式2.资源的自主研究与创新尚显不足。从首批100个国家级虚拟仿真实验教学中心的资源统计数据来看，各高校自行研发，具有自主知识产权的虚拟仿真实验教学资源相对较少，大量资源属于市场购置的商业软件，而其中多数都有使用授权数量的限制，因此开放共享缺乏法律依据。调研问卷显示，超过50%的高校认为当前虚拟仿真实验教学资源的主要来源是“市场购买”。3.资源存在重复建设和质量不高的情况。在缺乏资源评价体系和协作机制的现状下，高校为满足自身实验教学的需求和虚拟仿真实验教学中心申报的需要，力求虚拟仿真实验教学体系的完整，在资源建设上“宁滥勿缺”，不可避免的导致了部分资源的重复建设，其中也不乏质量不高、应用低效的状况。调研问卷显示，超过70%的高校都认为本校现有虚拟仿真实验教学资源数量不足、质量有待提高，55.76%的高校认为虚拟仿真实验教学资源开放共享最需要解决的问题是建立管理和协调机构。四、虚拟仿真实验教学资源开放共享模式四、虚拟仿真实验教学资源开放共享模式4.资源和管理平台建设缺乏统一的技术标准和规范要求。目前在虚拟仿真实验教学资源和管理平台建设上，各高校还处于各自为战的阶段，没有统一的技术标准和规范，资源的兼容性不强，二次开发难度较大，管理平台的系统架构、数据库支持以及功能模块、运转流程都各有特点，相互对接存在障碍。5.人员与经费保障有待加强。近两年用于实验教学信息化建设的经费投入100万以下的高校超过50%,100至至200万的占13.46%，其余高校没有该项经费。虚拟仿真实验教学资源建设经费占实验教学信息化建设经费的比例多数高校都在30%以下。高校在回答“开展虚拟仿真实验教学工作的主要困难是什么？”的问题时，选择比例最高的选项（69.23%）就是“经费投入不足”。另一方面，资源开放共享对于资源的不断更新完善、平台的日常运行管理和技术支持、实验教学过程跟踪都提出了更高的要求，也势必大大增加实验教师、实验技术和管理人员工作量，如何充分调动实验人员积极性也是急需解决的问题。据统计，教师对开展虚仿实验教学的积极性选择“非常积极”的仅占3.84%，90%以上选择“积极”或“一般”。虚拟仿真实验教学资源开放共享机制与制度虚拟仿真实验教学资源开放共享机制与制度1.保障机制（1）经费和人员保障政府要进行专项投入，补齐短板；各高校要建立相应的经费保障和人员激励机制，积极吸纳和利用社会资源。（2）政策制度保障教育部出台专门的政策措施，进一步提高各高校加强虚拟仿真实验教学资源建设和开放共享的积极性；各高校加强虚拟仿真实验教学资源规划、建设、运行、维护、二次开发的全过程管理。（3）知识产权保护严格遵守著作权法、计算机软件保护条例等法律规定；采取技术手段，强化数字版权管理、网络安全防护等。四、虚拟仿真实验教学资源开放共享模式四、虚拟仿真实验教学资源开放共享模式2.评价机制（1）资源准入 建立资源评审标准和专家委员会，明确资源的质量标准和遴选流程，确保进入开放共享体系的资源质量。（2）资源及管理信息系统建设标准建立国家层面的虚拟仿真实验教学资源及管理信息系统建设标准，引导高校在资源和平台建设上注重规范性、兼容性、可扩展性和开放性。（3）用户评价资源接受用户检验，加强口碑积累，让优秀资源脱颖而出。好评率、星级评分、用户反馈。（4）资源排行建立虚拟仿真实验教学资源使用统计和发布制度,在全国顶层平台采用排行榜形式进行发布。3.激励机制（1）用户贡献模式（免费资源）依托积分或虚拟货币奖罚制度，引导高校开放和使用优质资源。（2）利益分配模式（收费资源）建立对资源投入的实物资本、资金资本、知识资本等的评价与利益分享机制，确保资源持续更新与不断丰富。（3）利益补偿机制建立开放共享基金对开放效益好的优质资源予以补贴或后资助。对于参与虚拟仿真实验教学的教师和实验技术与管理人员付出的工作量要予以认定。（4）奖惩机制对各高校虚拟仿真实验教学资源建设和开放共享情况进行审核评估，予以表彰或提出整改要求。四、虚拟仿真实验教学资源开放共享模式四、虚拟仿真实验教学资源开放共享模式 4.交流协作机制（1）协作开发与管理运营发挥高校、科研院所的学术优势和企业的资