助跑學?！疤摲?.0”建設(shè)，積木易搭提供一站式虛擬仿真教學解決方案

教育部高等教育司在2023年工作要點中提到：深化實驗教學改革，加快“虛仿2.0”建設(shè)，加強國家級實驗教學示范中心、虛擬仿真實驗教學中心建設(shè)指導，探索推進未來學習中心試點，利用新一代信息技術(shù)，打造支撐學習方式變革的新型基層學習組織。

而在去年，工業(yè)和信息化部、教育部、文化和旅游部、國家廣播電視總局、國家體育總局等五部門還聯(lián)合印發(fā)了《虛擬現(xiàn)實與行業(yè)應用融合發(fā)展行動計劃（2022—2026年）》（以下簡稱“行動計劃”）。行動計劃中提出，到2026年，推進“虛擬仿真實驗教學2.0”，支持中小學校、高等教育、職業(yè)學校建設(shè)一批虛擬現(xiàn)實課堂、教研室、實驗室與虛擬仿真實訓基地，支持高等院校加強虛擬現(xiàn)實相關(guān)學科專業(yè)建設(shè)，推動教學模式向自主體驗升級，打造支持自主探究、協(xié)作學習的沉浸式新課堂。

這意味著，國家重視并大力推進學校虛擬仿真教學。

虛擬仿真實驗教學是指將3D、虛擬仿真、VR/AR等新一代信息技術(shù)融入學校的實驗教學中，為學生創(chuàng)造一個虛擬的學習實驗環(huán)境，讓學生能夠在虛擬中進行互動、實踐和探索，從而深入了解課程內(nèi)容。通過將抽象的物理、生物、化學等課本上的知識概念可視化、沉浸化、趣味化，讓學生能夠身臨其境理解課本知識，學習方式更加趣味、高效、安全性高。

相較于傳統(tǒng)的課堂教學方式而言，利用了3D、VR、虛擬仿真等技術(shù)及設(shè)備的虛擬仿真實驗教學2.0課堂具有打破時空限制，實驗教學活動更加靈活自由；教學成本降低，教學質(zhì)量提升；安全便捷，給予學生更多實操機會；沉浸式互動，激發(fā)學生創(chuàng)新思維等優(yōu)勢。

當前，虛擬仿真實驗教學在各個學科領(lǐng)域中都有廣泛的應用，如物理、化學、醫(yī)學、歷史等，正成為教育創(chuàng)新的新思路。

依托在3D數(shù)字化技術(shù)領(lǐng)域的深耕及軟硬件一體化的全鏈條式布局，國內(nèi)全棧式3D數(shù)字化解決方案提供商積木易搭為各院校提供虛擬仿真實驗室建設(shè)解決方案。結(jié)合學校學科特點和教學規(guī)劃，以學科培養(yǎng)目標為導向，積木易搭為學校定制不同專業(yè)的虛擬仿真實驗室建設(shè)方案，將具備高沉浸感、深度交互的虛擬現(xiàn)實硬件系統(tǒng)與軟件系統(tǒng)相結(jié)合，為學校搭建可實操、可體驗、可觀測的開放式虛擬仿真實驗室。

1.高精度3D建模，教學實驗場景、教學素材1: 1真實還原

得益于3D掃描建模技術(shù)的快速發(fā)展，現(xiàn)實世界中越來越多的實物能夠通過掃描建模的方式存在于虛擬世界中，被人們所感知。同樣，在課堂內(nèi)，教學素材的3D模型也越來越多地應用于學校的虛擬仿真教學體系中，以進行教學模式創(chuàng)新，提升教學效果。

積木易搭自主研發(fā)的數(shù)據(jù)生產(chǎn)體系，能夠提供標準化的3D掃描建模整體解決方案。針對學校的實驗器材及材料等單體物品，積木易搭采用高精度掃描設(shè)備 (最高精度可達0.01mm)實現(xiàn)1: 1還原設(shè)備；針對教學實驗場景、場地等，可以利用測量測繪、遙感航拍等方式進行三維建模。

無論是大型實驗場景、場地還是中小型實驗設(shè)備、材料等，積木易搭均可實現(xiàn)高精度、高保真、高還原、高速率的掃描建模效果，滿足學校虛擬仿真實驗教學的多專業(yè)、多場景的教學需求。

2.虛擬仿真教學課件制作，課堂教學3D可視化、沉浸式、可交互，趣味性強

虛擬仿真課堂的打造，自然離不開虛擬仿真課件的制作。除了教學器材、教學素材等的3D建模之外，積木易搭還為各大院校提供虛擬仿真教學課件制作技術(shù)支持。

虛擬仿真教學課件制作遵循學科教學目標及知識點邏輯，融合文字、圖片、音頻、視頻動畫、3D等教學素材等，實現(xiàn)基于WebGL的輕量化、3D可視化、沉浸式、可交互、趣味性強的虛擬仿真課堂教學。積木易搭已逐步形成了一套完善的虛擬仿真教學課件開發(fā)標準，保證課件的功能性、兼容性、易用性以及美感等。積木易搭打造的虛擬仿真教學課件支持多終端交互應用，方便教師利用VR、AR、全息投影等多種設(shè)備輔助教學。

同時，積木易搭為各院校搭建課件共享平臺，促進優(yōu)質(zhì)課件資源流通，完善學校VR教學產(chǎn)業(yè)鏈。

3.虛擬仿真實驗/實訓室搭建，助力教師完成沉浸式實驗/實訓教學活動

在學校虛擬仿真實驗室建設(shè)方面，積木易搭將3D數(shù)字化、虛擬現(xiàn)實、人工智能等新一代信息技術(shù)與學校的各學科的專業(yè)性與教學目標深度結(jié)合，搭建虛擬仿真實驗室，將教學素材的3D模型、虛擬課件等融入其中，并提供配套的VR/AR等終端顯示設(shè)備安裝方案，為學校搭建沉浸式、可交互的虛擬仿真實驗室或課堂，如虛擬生化實驗室、虛擬物理實驗室等。

利用虛擬仿真課堂或?qū)嶒炇?，老師能夠帶領(lǐng)學生完成在現(xiàn)實世界無法完成的各種實驗/實訓教學活動，如細胞實驗、動物實驗、航空航天實驗等。而通過VR/AR設(shè)備，學生能夠?qū)嶒灮顒踊蛘n程學習對象有真實的感受體驗過程，從而理解知識點。在虛擬仿真實驗/實訓課堂上，這種身臨其境感所帶來感官上的沖擊，不是二維平面圖文或是一個知識視頻可以比擬的。

比如，積木易搭利用3D數(shù)字化技術(shù)為某職業(yè)院校搭建地鐵站運行監(jiān)控虛擬仿真系統(tǒng)，通過建立地鐵站臺三維模型，模擬地鐵站臺實際運行工作狀態(tài)。戴上VR環(huán)境，學員能夠?qū)W習地鐵站臺各設(shè)備的運營及日常維護知識。學生通過操作高度仿真的實訓實操設(shè)備，進行實驗實訓，能夠快速掌握地鐵專業(yè)知識和技能，為后期工作上崗打下扎實的基礎(chǔ)。

積木易搭打造的學校虛擬仿真實驗室支持實時交互渲染，支持云渲染、端渲染、云端協(xié)同渲染，滿足不同層級用戶、多種渲染場景的渲染需求。

當前，學校通過搭建虛擬仿真實驗室來提升教學質(zhì)量的方式已經(jīng)在國內(nèi)外獲得廣泛認可。在國外，類似斯坦福大學、加州大學伯克利分校等頂尖院校都已搭建虛擬仿真實驗室，進行教學活動。虛擬仿真實驗教學方式在提升學校實驗教學質(zhì)量和水平等方面有著重要作用。

未來，虛擬仿真技術(shù)在常態(tài)化教學中的應用將會越來越流行。積木易搭也將利用3D數(shù)字化技術(shù)，為各大院校打造虛擬仿真教學課堂/實驗室，助力各大院校課堂教學向互動、探究、開放、創(chuàng)新的教學方向轉(zhuǎn)變，推動“虛擬仿真實驗教學2.0”建設(shè)。

審核編輯黃宇