為改善船舶與海洋工程專業(yè)虛擬實驗教學(xué)環(huán)境,豐富實驗教學(xué)資源,基于互聯(lián)網(wǎng)、虛擬仿真等新技術(shù)和虛擬交互設(shè)備等新媒介,按照"一個導(dǎo)向,兩個特色,三個環(huán)境,四個階段"的搭建思路,組建了虛擬船舶交互實驗平臺。通過虛擬仿真實驗、翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)、船廠實習(xí)、學(xué)生科技創(chuàng)新四位一體的教學(xué)模式,解決了教學(xué)手段缺乏改革創(chuàng)新、學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高、優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源匱乏等問題。 

【文章來源】：實驗室研究與探索. 2018,37(10)北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

艦船綜合評估軟件1．2船舶制造階段實驗軟件

供一種針對大型裝備、危險實驗的全新實驗教學(xué)和考核模式，同時提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣［9-10］。1．3船舶產(chǎn)品階段實驗系統(tǒng)(1)虛擬船舶交互仿真系統(tǒng)。虛擬船舶交互仿真系統(tǒng)是中心為了提高船舶與海洋工程專業(yè)學(xué)生對船舶產(chǎn)品的深入了解和三維總布置設(shè)計能力，而自主研發(fā)的一套網(wǎng)絡(luò)開放共享虛擬仿真實驗系統(tǒng)，包括虛擬船舶交互仿真軟件、虛擬頭盔、虛擬手套、萬向跑步機、錄像和攝像設(shè)備、服務(wù)器和顯示器。虛擬船舶交互仿真軟件采用教學(xué)案例船57000t散貨船為實驗對象(見圖6)，基于沉浸式虛擬現(xiàn)實設(shè)備的高端產(chǎn)品HTCVive頭盔和Omni萬向跑步機研發(fā)，實驗學(xué)生通過虛擬頭盔和手套與虛擬世界完成交互操作，通過萬向跑步機在虛擬船舶上任意活動，大大增強了實驗學(xué)生的感官體驗和學(xué)習(xí)興趣［11］。通過虛實環(huán)境融合設(shè)備將學(xué)生物理形象與虛擬場景融合，學(xué)生整個實驗過程和結(jié)果在顯示終端實時顯示出來，方便實驗教師觀察和指導(dǎo)實驗過程，評判實驗效果(見圖7)。該軟件包括上層建筑虛擬艙室、艙面設(shè)備虛擬操作、救生設(shè)備虛擬操作、消防設(shè)備虛擬操作、IMO安全標(biāo)志學(xué)習(xí)、總布置設(shè)計、圖6虛擬船舶交互仿真軟件部分場景461

櫓て教ǘ?榻ǖ囊?套網(wǎng)絡(luò)開放共享的虛擬仿真實驗系統(tǒng)，包括虛擬船舶三維校審軟件、專業(yè)模型庫、虛擬頭盔和手柄、服務(wù)器和顯示器。中心在引進虛擬船舶三維校審軟件的基礎(chǔ)上，開發(fā)了包含各類船型的船型庫、各類分(總)段和零部件的中間產(chǎn)品庫、以及各類船用設(shè)備的設(shè)備庫組成的專業(yè)模型庫。虛擬船舶三維校審系統(tǒng)的模型快速瀏覽功能，能夠兼容多種格式原始模型的目錄結(jié)構(gòu)和屬性，并能夠?qū)δＰ瓦M行透明、隱藏、變色、局部剖切、全局剖切、測量等操作，方便學(xué)生和教師觀察(見圖8)。應(yīng)用該系統(tǒng)模型三維校審功能，教師可在三維場景中直接使用云線批注和注釋學(xué)生設(shè)計作品，系統(tǒng)自動生成Excel審查意見表供學(xué)生查詢修改作品(見圖9)。系統(tǒng)基于人機工程學(xué)的人因視檢(Ergonomic)功能，也稱人因工程(HumanFactorsEngineering，HFE)，采用美國船級社(ABS)標(biāo)準(zhǔn)，固化了人體作業(yè)時常用的28種姿態(tài)，通過模擬實際操作，找出設(shè)計產(chǎn)品錯誤點和優(yōu)化點，提高產(chǎn)品設(shè)計的合理性和舒適性，從而指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計完成更加符合人機工程學(xué)的船舶產(chǎn)品。虛擬船舶三維校審系統(tǒng)支持沉浸式虛擬現(xiàn)實和非沉浸式虛擬現(xiàn)實兩種模式，前者支持高端虛擬現(xiàn)實設(shè)備HTCVive頭盔和手柄，后者支持多人異地協(xié)同校審，即通過互聯(lián)網(wǎng)完成開放共享實驗。圖8模型瀏覽與人因視檢案例圖9三維設(shè)計校審案例1．4船舶使用階段實驗系統(tǒng)中心經(jīng)過10余年對艦船駕控模擬技術(shù)和裝置的不斷研發(fā)與升級改造，到目前為止已設(shè)計完成了多套水面艦船和水下潛器的艦船駕控模擬系統(tǒng)(見圖10)，能夠支持各類水面艦艇(如驅(qū)逐艦、補給艦、巡邏艇、氣墊船等)、工程船(鋪管船、駁

【參考文獻】：
期刊論文
[1]改革實訓(xùn)教學(xué)模式,提高學(xué)生綜合設(shè)計能力[J]. 宋華軍,邵帥,劉潤華,任旭虎.  實驗室研究與探索. 2017(09)
[2]教育信息化新階段教育技術(shù)中心發(fā)展路徑探析[J]. 牛擁,馮奕競.  實驗室研究與探索. 2017(09)
[3]面向本科生的科研實驗教學(xué)探索與實踐[J]. 鄭雙凌,徐珺.  實驗室研究與探索. 2017(09)
[4]網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺支持下的混合教學(xué)多模態(tài)考核方式[J]. 竇燕,王常武,趙逢達,李賢善,李可.  中國教育信息化. 2017(14)
[5]談虛擬仿真實驗教學(xué)中心建設(shè)中的“虛實結(jié)合”原則[J]. 程海麗,張敬宗,王獻云,姜德民,馮少杰,祝恩陽.  甘肅科技. 2017(03)
[6]虛實結(jié)合的機械設(shè)計實驗教學(xué)方法[J]. 寧方立,王琳.  實驗室研究與探索. 2017(02)
[7]基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的四維實踐教學(xué)模式[J]. 劉艷,江冰,朱金秀,張學(xué)武.  實驗室研究與探索. 2016(12)
[8]船舶拖航系統(tǒng)六自由度操縱運動仿真[J]. 吳成成,袁利毫,昝英飛,王鑫.  艦船科學(xué)技術(shù). 2016(11)
[9]氣墊船碰撞沖擊動力學(xué)響應(yīng)三維數(shù)值模擬[J]. 葛亮,田正東,袁利毫.  中國艦船研究. 2015(03)
[10]基于MAS和FS的多任務(wù)艦船作戰(zhàn)效能評估方法[J]. 劉旸,孟梅,張恒,姚軍.  哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2014(02)

碩士論文
[1]船舶操縱模擬器視景仿真研究[D]. 袁利毫.哈爾濱工程大學(xué) 2007
[2]TRIBON模型的數(shù)據(jù)抽取及二次開發(fā)[D]. 姚競爭.哈爾濱工程大學(xué) 2006



本文編號：3490671