國家教育部以教高[2006]16號文件的形式頒發(fā)了《關(guān)于全面提高高等職業(yè)教育教學(xué)質(zhì)益的若干意見》,文件中,重點(diǎn)提到了工學(xué)結(jié)合, 強(qiáng)調(diào)了培訓(xùn)學(xué)生的實(shí)踐動手能力,這就需要大力建設(shè)學(xué)生的實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)場所。同樣,在教育部高等教育司頒布的《高等學(xué)校工科本科基礎(chǔ)課程教學(xué)基本要求》中明確指出:“實(shí)驗(yàn)是本課程重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié),實(shí)驗(yàn)的目的不僅要幫助學(xué)生鞏固和加深理解所學(xué)的理論知識,更重要的是要訓(xùn)練他們的實(shí)驗(yàn)技能, 樹立工程實(shí)際觀點(diǎn)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)”。隨著教學(xué)體制的改革, 實(shí)踐環(huán)節(jié)成為學(xué)生深刻理解理論知識的個一重要環(huán)節(jié),實(shí)驗(yàn)成為教學(xué)環(huán)中節(jié)不可缺少的重要組成部分。虛擬實(shí)驗(yàn)室是造就創(chuàng)新人才的重要平臺,對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力以及實(shí)際動手能力,都有著其他環(huán)節(jié)不可替代的重要作用。
自1999年高等教育擴(kuò)招以來,招生人數(shù)的逐年上升使高校的教學(xué)資源面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn),尤其是各大學(xué)的實(shí)驗(yàn)室,原有實(shí)的習(xí)場地、實(shí)驗(yàn)設(shè)備等已無法滿足實(shí)際需求。隨著計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展,迅速崛起的現(xiàn)代教育技術(shù)把虛擬實(shí)驗(yàn)引入到了實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,虛擬實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用改變了傳統(tǒng)的教育模式,使得教與學(xué)方式發(fā)生了革命性的變化。
虛擬實(shí)驗(yàn)室的應(yīng)用較好地解決了當(dāng)前教學(xué)領(lǐng)域中的這一大矛盾。通過虛擬實(shí)驗(yàn)室, 利用計(jì)算機(jī)在網(wǎng)絡(luò)中模擬一些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,它不僅僅能夠提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果,更加重要的 是對一些缺乏實(shí)驗(yàn)條件的學(xué)生,通過網(wǎng)絡(luò)同樣能夠身臨其境地觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。而且,目前用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)的計(jì)算機(jī)虛擬實(shí)驗(yàn)軟件非常豐富,加上各高校的計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)資源, 虛擬實(shí)驗(yàn)的開設(shè)提供了必要的基礎(chǔ)條件。
隨著高等教育改革的深入,高校教師在課程內(nèi)容體系以及CAI教及學(xué)等方面進(jìn)行了廣泛交流和改革嘗試,但有關(guān)工程制圖實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面的教學(xué)網(wǎng)站仍十分缺乏,特別是涉及實(shí)驗(yàn)壞節(jié)的并不多。目前,工程制圖教學(xué)學(xué)時少,實(shí)習(xí)場地和教學(xué)設(shè)備不足,學(xué)生缺乏實(shí)踐機(jī)會,難以快速提高空間想象能力;教師壓力大,教學(xué)任務(wù)繁重,針對這些特點(diǎn),充分利用校園網(wǎng)絡(luò)資源,利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),結(jié)合工程制圖課程教材中涉及的主要零部件,利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)開發(fā)工程制圖虛擬實(shí)驗(yàn)室將為學(xué)生學(xué)習(xí)工程制圖課程提供一個很好的途徑。
虛擬實(shí)驗(yàn)節(jié)省教學(xué)資源,改變了傳統(tǒng)的教學(xué)觀念和教學(xué)模式,新的教學(xué)手段使課程教學(xué)不受時間和空間的限制,更加人性化。由于三維模型的生動性、真實(shí)性和交互性,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,有利于提高學(xué)習(xí)的積極性和主動性。虛擬實(shí)驗(yàn)滿足了學(xué)生自主性學(xué)習(xí)的需要,能提高教學(xué)效果,具有很強(qiáng)的應(yīng)用價值。
計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展深刻地改變了人們的生活。事實(shí)上,快速發(fā)展的數(shù)字技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù),如:互如聯(lián)網(wǎng)、電子郵件、視頻會議等等,已經(jīng)重新定義了我們的生活、學(xué)習(xí)和工作環(huán)境。
虛擬實(shí)驗(yàn)室的研究,國際始20于世紀(jì)80年代末,因其廣闊的應(yīng)用前景,各國均在力開發(fā)。目前,國內(nèi)外有很多組織都已經(jīng)開展了虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的研究和建設(shè)工作,特別是在國內(nèi)外一些著名的大學(xué),已有較多建好并投入使用的虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),涵蓋了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)學(xué)、人工智能、生命科學(xué)、化學(xué)、物理、生物工程、 通訊、 3DCAD、圖形圖像、農(nóng)業(yè)科學(xué)等教學(xué)、科研領(lǐng)域。
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