虚拟仿真实验中心建设实施方案参考

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1、虚拟仿真实验中心建设参考国家虚拟仿真实验教学中心建设背景及意义为推进落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》关于教育信息化的总体部署，教育部在2012年组织编制了《教育信息化十年发展规划（2011-2020年）》。该规划指出以教育信息化带动教育现代化是我国教育事业发展的战略选择，促进优质教育资源普及共享，推进信息技术与教育教学深度融合，实现教育思想、理念、方法和手段全方位创新，对于提高教育质量、促进教育公平、构建学习型社会和人力资源强国具有重大意义。为了增强加快《教育信息化十年发展规划（2011-2020年）》在高等院校贯彻落实，教育部高教司在2013年

2、9月发布《关于开展国家级虚拟仿真实验教学中心建设工作的通知》，将虚拟仿真实验教学列为高等教育信息化建设和实验教学示范中心建设的重要内容。虚拟仿真实验教学依托虚拟现实、多媒体、人机交互、数据库和网络通讯等技术，构建高度仿真的虚拟实验环境和实验对象，学生在虚拟环境中开展实验，达到教学大纲所要求的教学目的。要求充分体现虚实结合、相互补充、能实不虚的原则，实现真实实验不具备或难以完成的教学功能。要求高校发挥学科专业优势，积极利用企业的开发实力和支持服务能力，充分整合学校信息化实验教学资源，以培养学生综合设计和创新能力为出发点，创造性地建设与应用高水平软件共享虚拟实验、仪器共享虚拟实验和

3、远程控制虚拟实验等教学资源，提高教学能力，拓展实践领域，丰富教学内容。同时鼓励将科研设备用于虚拟仿真实验教学，拓展虚拟仿真实验教学范围、丰富虚拟仿真实验教学内容。LabVIEW图形化开发环境带有大量的内置功能，能够完成仿真、采集、控制、分析及显示任务，老师/学生可以借助图形化语言的灵活和直观性，很快速的完成程序的开发来巩固课程知识。LabVIEW还可以通过数据库、因特网等实现远程控制与实验共享，学生随时随地可以完成仿真实验学习。例如天津大学精密仪器与光电子国家级虚拟仿真实验中心自主开发了10个基于LabVIEW的信号与系统实验（如下图），帮助学生更好掌握信号与系统抽象课程的理论

4、知识。虚拟仿真实验中心建设参考LabVIEW还可以结合高性能的模块化硬件，通过对电类/传感器信号测量、采集、分析处理等，还可以实现机械、通信、物理、汽车、医学、土木等多领域实验系统仿真。大连理工大学车辆工程国家虚拟仿真实验教学中心基于LabVIEW和NICompactRIO数据采集系统和自制的实验箱开发了汽车防抱死ABS远程实验教学平台。基于该平台（如上图）可以模拟ABS工作原理，可以设置ABS系统各种故障状态，可以显示和输出各种传感器、电磁阀以及液压泵的输出信号。教学平台通过LabVIEW实现网络发布，在校园网覆盖的任意一台电脑上，打开对应的实验操作网页，即可操作实验。虚拟仪

5、器能提供面向设计、原型、发布应用的统一平台，可以完成从原型设计到系统部署之间的所有工作，从而将教学与科研、理论知识与实际工业应用无缝衔接。这不仅可使学生在学校实验室就接触到工业界所通用的先进系统构建方式和技术手段，使实际动手能力、创新能力和进行系统级设计的能力得到锻炼。1虚拟仿真实验中心建设参考鉴于虚拟仪器技术在人机交互、数据库、网络、软硬件结合、与实际工业科研联系紧密等优点，国内包括清华大学、天津大学、浙江大学、哈尔滨工业大学、上海交通大学、北京邮电大学、山东大学在内众多高校开设虚拟仪器实验教学，使学生在基础知识、动手能力和创新思维等方面都得到了显著的提高，学生对工程课程专

6、业相关基础和专业课程的学习也产生了浓厚的兴趣，比传统的仅靠理论教学中枯燥的公式推导更易于被学生接受。目前，美国国家仪器已与中国高校合作建立了面向电子电路、信号处理、测量与仪器、物理、控制设计与仿真、信息与通信等学科的近300多个教学与科研实验室，每年新增超过50000名大学生学习LabVIEW及相关课程，国内“211工程”中超过70%的高校开设了LabVIEW相关课程并建立相应实验室。这其中包括天津大学精密仪器与光电子虚拟仿真实验中心、厦门大学机电虚拟仿真实验教学中心、北京邮电大学通信与网络虚拟仿真实验教学中心、大连理工大学电工电子虚拟仿真实验教学中心、山东大学医学院虚拟仿真实

7、验教学中心在内的多所国家级示范教学中心。虚拟仿真实验中心典型案例介绍通过长期在教学领域的投入以及与国内外高校的合作，NI已经积累了构建高校教学实验室的丰富经验并乐于将这些经验和资源与国内高校教师分享。该部分将针对虚拟仪器在仿真实验教学中不同层次，结合已获批国家虚拟仿真示范教学中心资源做介绍，具体将从教学实验、科研及应用项目、远程实验分类举例介绍。教学实验：NI教学实验在传统书本及理论教学的基础上，注重学生的动手能力，增加交互性，实践性以及创新性。NI主要提供“软件实验”和“硬件实验”2类教学