面向虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)的高校公共實(shí)驗(yàn)室研究

許 麗，王鴻鵬，劉覺曉，高振元

面向虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)的高校公共實(shí)驗(yàn)室研究

許 麗1,2，王鴻鵬1,2，劉覺曉3，高振元4

（1. 南開大學(xué) 虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心，天津 300350；2. 南開大學(xué) 人工智能學(xué)院，天津 300350；3. 南開大學(xué) 實(shí)驗(yàn)室設(shè)備處，天津 300350；4. 天津瀚海星云數(shù)字科技股份有限公司，天津 300131）

為了整合全校虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源，建立開放共享機(jī)制，探索并實(shí)踐了建設(shè)高校虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)公共實(shí)驗(yàn)室的設(shè)計(jì)理念、整體架構(gòu)和技術(shù)方案。實(shí)驗(yàn)室采用開源、開放的設(shè)計(jì)思想與技術(shù)路線，充分體現(xiàn)了通用性、集成性、交互性與創(chuàng)新性。在面向全校各專業(yè)的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)用中已取得了一定的效果，對實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)的先進(jìn)性進(jìn)行了驗(yàn)證。

虛擬仿真；人工智能；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；公共實(shí)驗(yàn)室

隨著人工智能技術(shù)的不斷進(jìn)步，智能化產(chǎn)業(yè)涉及的領(lǐng)域越來越廣。虛擬仿真技術(shù)屬于人工智能學(xué)科的研究范疇，教育部、科技部均將虛擬仿真技術(shù)教學(xué)、研究作為重點(diǎn)發(fā)展方向之一。2017年，國務(wù)院在《關(guān)于印發(fā)新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃的通知》中提出，利用智能技術(shù)加快推動人才培養(yǎng)模式和教學(xué)方法改 革[1]。2018年，教育部關(guān)于印發(fā)《教育信息化2.0行動計(jì)劃》的通知中也明確了教育智能化的必然性，指出：智能環(huán)境不僅改變了教與學(xué)的方式，而且已經(jīng)開始深入影響到教育的理念、文化和生態(tài)[2]。2019年，國務(wù)院印發(fā)的《中國教育現(xiàn)代化2035》中更是強(qiáng)調(diào)要利用現(xiàn)代技術(shù)加快推動人才培養(yǎng)模式改革，實(shí)現(xiàn)規(guī)模化教育與個(gè)性化培養(yǎng)的有機(jī)結(jié)合[3]。

虛擬仿真技術(shù)在教育方面的應(yīng)用是我們現(xiàn)在面臨的新機(jī)遇和新挑戰(zhàn)。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以提升教學(xué)能力、拓展實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域、豐富教學(xué)內(nèi)容、降低實(shí)驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)，有利于培養(yǎng)學(xué)生綜合設(shè)計(jì)和創(chuàng)新能力。

2015年我校獲批的“計(jì)算機(jī)與控制工程國家級虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心”，其發(fā)展促進(jìn)了虛擬仿真技術(shù)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面的深入研究和應(yīng)用。2017年，人工智能學(xué)院開始承擔(dān)面向虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)的校級公共實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，目前已完成一期工程。

校級虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺具有綜合性、強(qiáng)交互性和易擴(kuò)展性等優(yōu)點(diǎn)，它的建設(shè)可以使資源的效用達(dá)到最優(yōu)，促成高等教育教學(xué)的良性發(fā)展，從而為實(shí)現(xiàn)高校人才培養(yǎng)、科學(xué)研究及服務(wù)社會三大根本任務(wù)提供有益保障[4]。

1 虛擬仿真公共實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)思路

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)是依托虛擬現(xiàn)實(shí)、人工智能、多媒體、人機(jī)交互、數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)絡(luò)通信等技術(shù)，構(gòu)建高度仿真的虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境和實(shí)驗(yàn)對象，讓學(xué)生在開放、交互、自主的虛擬環(huán)境中開展實(shí)驗(yàn)。這種虛實(shí)結(jié)合的實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式能夠拓展學(xué)生實(shí)驗(yàn)的深度和廣度，有利于實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求高的教學(xué)大綱順利實(shí)施[5]，學(xué)生可以更加系統(tǒng)、全面地掌握實(shí)驗(yàn)技能，拓寬學(xué)科視野[6]。面向虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)的校級公共實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)理念和設(shè)計(jì)思想如下：

（1）科學(xué)研究與教育教學(xué)的深度融合。虛擬仿真技術(shù)屬于人工智能相關(guān)學(xué)科的研究范疇，是教學(xué)和科研不可或缺的組成部分，也是提升學(xué)生能力的教學(xué)載體。虛擬仿真公共實(shí)驗(yàn)室將以人工智能學(xué)科的前沿技術(shù)引領(lǐng)教學(xué)發(fā)展，不斷將科研成果應(yīng)用到實(shí)驗(yàn)教學(xué)全過程。在虛擬仿真中緊扣科學(xué)問題實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的高體驗(yàn)度和強(qiáng)交互性，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)及科學(xué)研究相互融合，產(chǎn)出創(chuàng)新性研究成果，促進(jìn)基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究協(xié)調(diào)發(fā)展，將學(xué)科建設(shè)的成果轉(zhuǎn)化為人才培養(yǎng)優(yōu)勢[7]。

（2）探索虛擬仿真技術(shù)對實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革。實(shí)驗(yàn)室的設(shè)計(jì)突出了虛擬仿真的科學(xué)性、時(shí)間/空間的真實(shí)性，擺脫一般意義下“仿而不真”的動畫式或影片式教學(xué)方式，實(shí)現(xiàn)基于數(shù)學(xué)模型/多種算法的計(jì)算、實(shí)時(shí)渲染與三維交互相結(jié)合的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式[8]。開設(shè)綜合性、研究型和創(chuàng)新性的開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，加強(qiáng)師生間的溝通與交流，使學(xué)生在相關(guān)課程的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)中，既領(lǐng)會了相關(guān)實(shí)驗(yàn)的科學(xué)問題所在，又提升了相應(yīng)的動手實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識。

（3）構(gòu)建虛實(shí)結(jié)合的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。虛擬仿真公共實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)是高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的典型案例，打通與各院虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室之間的技術(shù)和內(nèi)容壁壘，形成“雙核”校級虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)與各院實(shí)驗(yàn)室之間的教學(xué)資源共享。并設(shè)計(jì)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理與共享應(yīng)用平臺，面向全校師生提供虛擬仿真教學(xué)資源共享服務(wù)，并逐步形成完整、系統(tǒng)、科學(xué)的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系[9]。

2 虛擬仿真公共實(shí)驗(yàn)室的設(shè)計(jì)理念

（1）通用性設(shè)計(jì)。虛擬仿真公共實(shí)驗(yàn)室的設(shè)計(jì)滿足學(xué)校各學(xué)院、各學(xué)科的虛擬仿真教學(xué)需求，與實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)緊密結(jié)合[10]，提供多學(xué)科的虛擬仿真項(xiàng)目開展軟硬件平臺，并同時(shí)支持高校實(shí)驗(yàn)室安全、大型儀器的使用等面向全校學(xué)生的通識課，如“高校實(shí)驗(yàn)室安全課程”“大型儀器的操作”等，平臺運(yùn)行高效、學(xué)生受益面廣、使用效益好，資源開放共享程度高[11]。

（2）綜合性設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)室具備虛擬仿真教學(xué)與開發(fā)的雙重功能，具備智慧實(shí)驗(yàn)室為基礎(chǔ)的虛擬現(xiàn)實(shí)（virtual reality，VR）、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（augmented reality，AR）與3D技術(shù)的綜合應(yīng)用。建設(shè)時(shí)充分考慮后期的維護(hù)和升級需求，從基礎(chǔ)建設(shè)開始著手，做到強(qiáng)弱電的分離、預(yù)留、可擴(kuò)展等，形成了專業(yè)特色突出、學(xué)科交叉融合、多元化的綜合性實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式[12]。

3 虛擬仿真公共實(shí)驗(yàn)室功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目開發(fā)時(shí)，作為承載、展示項(xiàng)目內(nèi)容的虛擬現(xiàn)實(shí)多媒體硬件平臺是建設(shè)關(guān)鍵。為了體現(xiàn)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)的完整性和綜合性，實(shí)驗(yàn)室合理分割功能區(qū)，虛擬仿真公共實(shí)驗(yàn)室功能見圖1。功能結(jié)構(gòu)分區(qū)如下：

（1）沉浸式大屏交互體驗(yàn)區(qū)。可承載全班學(xué)生共同參與3D教學(xué)展示。整個(gè)區(qū)域采用弧幕屏展示，搭載兩臺高流明、高分辨率的專業(yè)工程投影，保證清晰度和色彩還原。利用計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、仿真技術(shù)、智能控制技術(shù)和交互設(shè)備，進(jìn)行三維可視化展示。可穿戴設(shè)備的使用可提升虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的沉浸感和真實(shí)感。直觀的立體教學(xué)模式，有效激發(fā)專業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)質(zhì)量。

（2）虛擬仿真開發(fā)工作區(qū)。支持36臺共6組學(xué)生的虛擬仿真開發(fā)實(shí)驗(yàn)，配備高性能圖形工作站、三維自動化建模掃描儀和三軸力反饋器，并把桌椅設(shè)計(jì)成可移動拼接的形式，既可以便捷地使用桌椅，又可以靈活地運(yùn)用此區(qū)域，滿足不同的專業(yè)課程特點(diǎn)。掃描儀和力反饋器等人機(jī)接觸交互設(shè)備充分滿足學(xué)生的創(chuàng)作及創(chuàng)造能力，實(shí)現(xiàn)不同場景的VR、AR資源內(nèi)容的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。

（3）VR實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)區(qū)。虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)采用主流的虛擬現(xiàn)實(shí)顯示終端，為學(xué)生提供沉浸式虛擬體驗(yàn)，可以通過通用的虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備進(jìn)行交互操作，滿足對交互性強(qiáng)的課程需求，使學(xué)生體驗(yàn)到實(shí)驗(yàn)的真實(shí)環(huán)境、操作過程和運(yùn)行狀態(tài)的變化[13]。

（4）AR實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)區(qū)。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)不僅展現(xiàn)了真實(shí)世界的信息，而且將虛擬的信息同時(shí)顯示出來，兩種信息相互補(bǔ)充、疊加。在視覺化的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)中，學(xué)生利用頭盔顯示器，把真實(shí)世界與電腦圖形重合成在一起，提供了在一般情況下不同于人類可以感知的信息。可以使學(xué)生更近距離地接觸平時(shí)不便接觸的事物，增加對學(xué)科的興趣。

圖1 虛擬仿真公共實(shí)驗(yàn)室功能圖

（5）多人交互實(shí)驗(yàn)區(qū)。大空間多人交互解決方案是光學(xué)動作捕捉技術(shù)、慣性動作捕捉技術(shù)、VR 顯示技術(shù)、VR交互技術(shù)和VR資源內(nèi)容有效結(jié)合的產(chǎn)物。打破了單個(gè)VR設(shè)備空間局限性以及交互人數(shù)的限制，適合大空間里的演練以及多人共同操作的項(xiàng)目內(nèi)容。

（6）虛擬仿真超算集群。基于高性能超算的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)支持大數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)集成、大規(guī)模定量計(jì)算和人機(jī)交互，使用多個(gè)處理器協(xié)同解決同一問題，提高了應(yīng)用程序的計(jì)算速度，支持開展數(shù)據(jù)處理量龐大的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)。

（7）在線錄播系統(tǒng)。錄播系統(tǒng)可以全方位多角度記錄實(shí)驗(yàn)講授、操作和互動過程，能夠分別攝錄實(shí)驗(yàn)室每個(gè)實(shí)驗(yàn)分區(qū)，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的遠(yuǎn)程共享和在線學(xué)習(xí)功能。

（8）智能集控系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)室采用智能化控制，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部設(shè)施，包括投影、音響、燈光、窗簾、卷簾等電氣設(shè)備均可智能化遠(yuǎn)程管理。

4 開源開放的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目開發(fā)平臺

借助本學(xué)科研究虛擬仿真技術(shù)的優(yōu)勢，對虛擬仿真中的智能化建模、驅(qū)動與人機(jī)交互等共性關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行提煉，以標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化為準(zhǔn)則，構(gòu)建開源、開放、通用的虛擬仿真引擎與開發(fā)平臺，開源虛擬仿真開發(fā)平臺技術(shù)框架見圖2。該虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)，并且用戶可編程進(jìn)行二次開發(fā)，該技術(shù)路線對于虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺建設(shè)是非常重要也是十分必要的，并可在相關(guān)實(shí)驗(yàn)教學(xué)領(lǐng)域起到一定的示范應(yīng)用。

圖2 開源虛擬仿真開發(fā)平臺技術(shù)框架

（1）三維地理信息系統(tǒng)（geographic information system，GIS）編輯器。基于OSG的三維GIS編輯器提供一個(gè)可以表達(dá)廣袤空間的地球表面，在該表面上可以疊加衛(wèi)星影像圖和高程數(shù)據(jù)，該地球表面是由無線細(xì)分的三角面構(gòu)成，由算法提供可以動態(tài)管理三角面密度的方法。當(dāng)從太空向地面推進(jìn)時(shí)，地球表面的網(wǎng)格會越來越密，所表達(dá)的地形越來越精致，推進(jìn)到地面時(shí)達(dá)到最大精度，而在太空上觀測時(shí)地球表面起伏會被忽略掉，地球網(wǎng)格得到了極大的簡化。同樣附加在地球表面的影像圖也同樣做著類似的變化，在不同分辨率的圖像間不斷切換。

（2）SDK二次開發(fā)工具包。為用戶實(shí)現(xiàn)三維地球與場景的核心功能服務(wù)提供豐富的接口，這些內(nèi)嵌的功能可以以簡單易用接口被外界程序調(diào)用，可支持虛擬仿真運(yùn)動單元等實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的研發(fā)。SDK提供了一套OSG/Python/C++/ROS控件，將三維窗口、導(dǎo)航圖以控件對象方式嵌入到用戶系統(tǒng)的可視化界面中，這些接口都可以通過腳本語言或非腳本語言來控制操作。

（3）機(jī)器人操作系統(tǒng)（robot operating system，ROS）虛擬仿真對象驅(qū)動。基于ROS開源次級操作系統(tǒng)進(jìn)行虛擬仿真對象驅(qū)動，包括硬件抽象描述、底層驅(qū)動程序管理、共用功能的執(zhí)行、程序間的消息傳遞等，有效支持C++/Python語言。

（4）地圖服務(wù)器。地圖服務(wù)器用來滿足客戶端和服務(wù)器數(shù)據(jù)傳輸需求，能將地形、特征或地圖數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇蛻舳恕ＨSGIS平臺可以將這些數(shù)據(jù)附加到地球表面，同時(shí)也可以傳輸給二維地圖窗口，用戶可以點(diǎn)取點(diǎn)、線、面來向服務(wù)器請求特征數(shù)據(jù)。

5 虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理與共享應(yīng)用平臺

虛擬仿真教學(xué)管理與共享平臺的搭建與互聯(lián)可以使學(xué)生有更多的機(jī)會參加高水平的實(shí)驗(yàn)[14]，該平臺充分體現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)資源與技術(shù)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新模式改革中的作用，具有重要意義[15]。

（1）用戶權(quán)限管理模塊。采用基于角色的權(quán)限管理模式，可以設(shè)置不同的用戶組，靈活地為用戶設(shè)置不同的權(quán)限，系統(tǒng)權(quán)限管理模塊具有擴(kuò)展性。

（2）虛擬現(xiàn)實(shí)資源共享管理模塊。作為校級共享平臺，支持各學(xué)院虛擬現(xiàn)實(shí)內(nèi)容資源的統(tǒng)一管理和存儲，支持虛擬現(xiàn)實(shí)資源的查詢、共享，最大限度提高資源的利用率，并可以此為依據(jù)，對未來的虛擬教學(xué)資源建設(shè)進(jìn)行合理的規(guī)劃。

（3）實(shí)驗(yàn)室預(yù)約及管理模塊。此為平臺的核心功能之一，也是虛擬仿真公共實(shí)驗(yàn)室管理的重要組成部分。在開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)和優(yōu)質(zhì)資源共享的背景下，合理分配實(shí)驗(yàn)室資源，有效提高實(shí)驗(yàn)室的使用效率，同時(shí)支持學(xué)生提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告并查詢成績。

（4）校園應(yīng)用及數(shù)據(jù)共享集成模塊。充分利用數(shù)字化校園建設(shè)的成果，支持與學(xué)校信息化平臺的無縫對接，支持學(xué)校信息門戶統(tǒng)一身份認(rèn)證。

（5）數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析模塊。對平臺中產(chǎn)生的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)（學(xué)生成績及使用記錄等）和資源數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，生成不同維度的統(tǒng)計(jì)圖表。

6 建設(shè)特色

6.1 一體化平臺

應(yīng)用人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、人機(jī)交互等技術(shù)實(shí)現(xiàn)了面向虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)的軟硬件系統(tǒng)的智能集控與智能交互；自主研發(fā)的開源開放的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目開發(fā)平臺擺脫了對商業(yè)軟件的依賴；虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理與共享平臺的使用可以提高實(shí)驗(yàn)室使用效率和管理能力。一體化的建設(shè)體現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)平臺的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化，保障了實(shí)驗(yàn)平臺的平穩(wěn)安全運(yùn)行，從而提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)、管理的水平，提高學(xué)生參加實(shí)驗(yàn)的自主性[16]。

6.2 校企合作的共建模式

充分發(fā)揮學(xué)校學(xué)科專業(yè)優(yōu)勢，積極利用企業(yè)，特別是本地優(yōu)質(zhì)企業(yè)的開發(fā)實(shí)力和支持服務(wù)能力，充分整合學(xué)校信息化實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源，以培養(yǎng)學(xué)生綜合設(shè)計(jì)和創(chuàng)新能力為出發(fā)點(diǎn)，探索校企共建共管的新模式和新途徑。充分發(fā)揮企業(yè)技術(shù)強(qiáng)、理念新、善實(shí)施等突出優(yōu)勢，鼓勵(lì)企業(yè)開發(fā)虛擬實(shí)驗(yàn)教程并參與實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革[17]，建立可持續(xù)發(fā)展的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)服務(wù)支撐體系。

6.3 院際共享的運(yùn)行模式

面向虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)的公共實(shí)驗(yàn)室建設(shè)具有創(chuàng)新的機(jī)構(gòu)特色，由實(shí)驗(yàn)室設(shè)備處與人工智能學(xué)院共建，旨在為全校虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目搭建公共技術(shù)支撐平臺。人工智能學(xué)院負(fù)責(zé)提供技術(shù)和運(yùn)維支持，由全校各學(xué)院實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心、虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心提供建設(shè)意見和項(xiàng)目支持，打造成為服務(wù)全校虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)和項(xiàng)目建設(shè)的強(qiáng)兼容性平臺，并在相關(guān)領(lǐng)域起到一定的示范作用。

7 結(jié)語

虛擬仿真公共實(shí)驗(yàn)室經(jīng)過兩年的建設(shè)，初步實(shí)現(xiàn)了整合全校虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源的目的，在面向全校各專業(yè)的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)用中已取得了一定的效果，一定程度上體現(xiàn)出了對于全校虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作的支撐作用。

[1] 國務(wù)院. 關(guān)于印發(fā)新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃的通知[EB/OL].(2017-07-20). http://www.gov.cn/zhengce/content/2017-07/20/content_ 5211996.htm.

[2] 教育部. 關(guān)于印發(fā)《教育信息化2.0行動計(jì)劃》的通知[EB/OL]. (2018-04-18). http://www.moe.gov.cn/srcsite/A16/ s3342/201804/t20180425_334188.html.

[3] 新華社.中共中央、國務(wù)院印發(fā)《中國教育現(xiàn)代化2035》 [EB/OL]. (2019-02-23). http://www.gov.cn/xinwen/2019-02/23/ content_5367987.htm.

[4] 王志華，張繼紅，曹廣勝.優(yōu)質(zhì)實(shí)驗(yàn)資源共享環(huán)境下的虛擬仿真教學(xué)實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù)，2017, 15(5): 73–76.

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Research on university public laboratory for virtual simulation experimental teaching

XU Li1,2, WANG Hongpeng1,2, LIU Juexiao3, GAO Zhenyuan4

(1. Virtual Simulation Experimental Teaching Center, Nankai University, Tianjin 300350, China; 2. College of Artificial Intelligence, Nankai University, Tianjin 300350, China; 3. Laboratory Equipment Department, Nankai University, Tianjin 300350, China; 4. Tianjin Miragestars Digital Technology Co., Ltd., Tianjin 300131, China)

In order to integrate the resources of virtual simulation experimental teaching in the whole university, and to estiblish opening and sharing mechanism, the design idea, overall structure and technical scheme of constructing the public laboratory for virtual simulation experimental teaching in colleges and universities are explored and practiced. The laboratory adopts the open source and open design idea and technical route, which fully reflects the universality, integration, interaction and innovation. Some results have been achieved in the application of the virtual simulation experimental teaching for all majors in the university. The advanced nature of laboratory design has been verified.

virtual simulation; artificial intelligence; experimental teaching; public laboratory

G482；G642.0

A

1002-4956(2019)11-0262-04

10.16791/j.cnki.sjg.2019.11.064

2019-06-27

許麗（1987—），女，內(nèi)蒙古通遼，碩士，實(shí)驗(yàn)師，研究方向?yàn)樘摂M仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)與管理。E-mail: xuli@nankai.edu.cn

王鴻鵬（1979—），男，山西晉中，博士，副教授，研究方向?yàn)槿斯ぶ悄芘c智能機(jī)器人技術(shù)，虛擬現(xiàn)實(shí)與智能仿真技術(shù)。E-mail: hpwang@nankai.edu.cn