数智赋能,打造虚拟仿真开放式育人新生态
西南交通大学虚仿教学创新之路
在数字化浪潮席卷高等教育的今天,如何让高校实验教学“活”起来、“深”下去?西南交通大学以轨道交通特色为根基,走出了一条“学科引领、技术赋能、虚实融合”的创新之路。
一起来看看。
顶层设计:构建“1+7+N”一体化虚仿生态
西南交通大学将虚拟仿真实验教学纳入“数字交大”战略与本科教育教学改革重点任务,构建“1个校级共享平台+7大功能中心+N项优质资源”一体化体系。
●1平台:打通资源壁垒,200余门课程资源开放共享,辐射全校师生。
●7大中心:集智能虚拟仿真中心、学生研创中心、未来学习中心、课程数字化资源开发中心、教师教学能力提升基地、实践教育基地、产教融合基地、智能实验教学模式探索中心、技术展示基地、科普教育基地为一体。
●N项资源:开发120余门“XR”数字化资源,覆盖11个学科门类,实现多学科、智能化、项目式实践体验。

沉浸教学:七大特色中心引领实验教学模式变革
虚拟不是“虚无”,沉浸才有“深度”。七大中心各具特色,构建起多终端、多交互、多场景的实验教学新生态。
桌面全息教学中心:主要由VR桌面交互一体机、3D眼镜、射线笔等设备组成,搭配智慧屏幕与立体发声设备,打造立体化实验环境,让原本抽象、平面的教学内容变得立体可感。

数字孪生互动教学中心:配备LED立体显示屏幕、动作捕捉等设备,依托数字孪生仿真技术构建虚拟实景教学场景。结合课程知识点与差异化教学设计,灵活开展多模式、多模态实验教学,有效提升学生实操感知与创新探究能力。
MR混合现实教学中心:依托MR头戴显示及配套操作手柄等设备,打通虚拟世界与现实世界的交互壁垒,构建“虚拟+现实+学生”三维信息空间。学生可在混合场景中直观操作专业设备、模拟工程流程,快速掌握岗位核心技能。

AR互动沙盘教学中心:配备专业AR互动沙盘系统,通过特殊的Marker感应识别触摸桌技术,实时识别并呈现丰富的多媒体内容和3D模型,实现“触摸交互-场景触发”的动态模拟,适用于学生分组实验。
VR教学/研创中心:搭建虚拟现实内容开发引擎,配备VR开发工作站、沉浸式VR头盔等设备,兼具“教学实训+课程孵化+创新研发”功能。既承担各专业虚拟仿真教学任务,又能培养虚拟现实内容开发人才。
元宇宙CAVE教学中心:采用四面立式环绕大屏,配套高精度动作捕捉交互系统,构建全沉浸式虚拟教学空间。依托三维场景实时渲染技术,实现复杂工程工况还原、高危场景仿真推演,拓宽工程实践教学边界。
智慧交通沙盘教学中心:让三维模型动态交互“立在沙盘上”,带来多维视角的立体呈现,增强教学内容的直观性和场景的多样性,学生通过手势交互实时操控。

成果彰显:赋能高等教育高质量发展
中心面向全校所有师生开放应用,支撑交通、机械、电气等11大门类100余项课程教学。
中心建成后,在高教司主办、西南交通大学承办的国家级实验教学示范中心总结推进会上,作为典型案例向全国高教同仁推广,央视、中国教育电视台、中国教育报等多家权威媒体专题报道中心特色做法与育人成效;先后参加第二届世界数字教育大会展、第62届中国高等教育博览会、四川省高等教育学会2024年学术年会,参加第五届四川教育博览会第二届教育数字化应用成果展;承办由教育部教育技术与资源发展中心主办的高等学校虚拟仿真教学创新实验室项目虚拟仿真教学实验室体系化建设交流活动。

未来展望:“人工智能+虚拟仿真”再出发
面向未来,中心将以“服务国家战略、培养拔尖人才”为目标,重点围绕“人工智能+虚拟仿真”融合应用,从“资源智能化、场景创新化、服务个性化、管理智慧化、共享开放化”五个维度,不断深化智能虚仿技术应用,构建实验教学新生态,推动实验教学高质量发展,为我国“人工智能+教育”贡献更多交大力量!
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