实验在线如何突破实验时空限制？全学科虚拟教学 + 多终端访问全攻略

? 实验在线如何突破实验时空限制？全学科虚拟教学 + 多终端访问全攻略

你是否遇到过这样的情况？学生想做实验却受限于实验室开放时间，或者因为地理位置无法参与线下实验。别担心，现在有了虚拟实验技术，这些问题都能迎刃而解。

北京科技大学就有个成功的例子。他们联合科大奥锐科技开发了 16 个虚拟仿真实验项目，涵盖力学、电磁学、光学、热学等基础物理实验模块，甚至还有近代物理实验内容。学生通过中国大学 MOOC 平台就能访问这些实验资源，在虚拟环境中完成实验操作、仪器调试和数据记录。这不仅突破了传统实验室在时间、空间和安全性上的限制，还能让因特殊情况无法参与线下实验的学生或社会学习者也能学习。

材料成形领域也有类似的创新。华中科技大学开发的消失模铸造和冲压虚拟仿真实验系统，解决了 “不敢做、做不了、做不起” 的问题。学生可以在虚拟环境中任意选择实验流程或设备进行预习或操作，系统还会随机生成考核试卷并自动批改。这些虚拟仿真实验系统拓展了实验内容、空间和时间的维度，消除了安全隐患，还节约了成本。

那么，这些虚拟仿真实验是如何实现跨时空访问的呢？这就要提到实时云渲染技术了。这项技术可以将虚拟仿真内容运行上云、渲染上云，通过网络将实验体验传递至各种泛终端，如 PC、手机 / Pad、VR/AR 眼镜、智慧白板等。无论你在哪里，只要有网络，就能随时随地接入虚拟仿真课程。

实时云渲染技术在不同类型的虚拟仿真实验教学系统中都有应用。B/S 型系统基于浏览器 / 服务器架构，用户无需安装复杂软件，只需有浏览器和网络连接即可进行虚拟实验。C/S 型系统虽然需要安装客户端软件，但通过实时云渲染技术，可将其无缝转为 B/S 型，兼顾了画面精细度和轻量化使用的特点。云 VR 型系统则利用云计算和虚拟现实技术，提供高度互动性和真实感的实验场景，还能实现多人协同实验、远程实验等功能。

多终端访问是突破实验时空限制的关键。通过实时云渲染技术，虚拟仿真实验可以在不同设备上运行。比如，学生可以用手机或 Pad 随时随地进行实验预习或复习，用 VR 眼镜沉浸式体验实验过程，用智慧白板进行多人协作实验。这种多终端访问的方式，让实验教学更加灵活多样。

虚拟实验技术不仅在理工科领域发挥着重要作用，在其他学科也有广泛应用。以中学地理教学为例，常州本土 VR 软件公司开发的航天实验室多人互动虚拟现实教学系统 2.0，让学生可以通过 VR 眼镜体验火箭发射、空间站建设、太空行走等过程。学生在虚拟环境中进行太空实验，如 “水球变懒实验” 和 “太空陀螺实验”，还能驾驶月球车进行月球基地建设布局。这种跨学科融合的教学方式，不仅让学生更好地理解地理知识，还培养了他们的实践能力和创新思维。

医学领域也在积极应用虚拟实验技术。北京航空航天大学和北京协和医学院的郝爱民教授团队，通过 VR+AI 技术构建了医用数智人体。学生可以在虚拟环境中进行临床思维训练，如智能问诊和实时交互检查，直观地了解人体生理结构和疾病发生机制。这种虚拟仿真实验教学方式，为医学教育提供了新的思路和方法。

虚拟实验平台的功能优势也不容忽视。多思虚拟实验环境就是一个典型的例子，它提供了物理、化学、生物等学科的实验模块，内置教程和指导，确保安全并允许无限次数的实验资源使用。学生可以通过下载并解压文件来访问平台，在实验过程中享受灵活性。教师可以通过该平台进行课程整合和学生评估，学生可以通过修改实验参数来培养独立思考和问题解决能力。

教育机构的成功案例也证明了虚拟实验技术的有效性。江西师范大学上线的 “摄像综合实训虚拟仿真实验系统”，采用平行云实时云渲染技术，解决了传统虚仿实验在线教学中常遇到的下载安装繁琐、运行卡顿等问题。学生可以通过通用浏览器访问实验资源，对计算终端操作系统及软件配置无特殊要求，电脑、手机、Pad 等均可直接访问。

虚拟实验技术的最新进展也为突破实验时空限制提供了更多可能。平行云作为 Cloud XR 领域的先行者，已助力多个国家级虚拟仿真实验教学项目建设，并帮助多所院校搭建了基于实时云渲染技术的虚拟仿真实验教学项目以及校级云平台。这些平台改变了以往学院之间分散管理、互不兼容、难以共享的现状，通过集中校级优势力量，打造多学科跨院系的交互仿真实验云平台。

那么，如何实现多终端访问呢？以下是一些具体的方法：

在使用虚拟实验平台时，还需要注意以下几点：

虚拟实验技术的发展为教育教学带来了新的机遇。它不仅突破了实验时空的限制，还为学生提供了更加丰富、真实的学习体验。随着技术的不断进步，虚拟实验技术将在教育领域发挥越来越重要的作用。

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