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山東建筑大學 VR全時空實現“智能+教育”課堂變革

來源:中國教育報 時間:2021-11-25  閱讀:次   |
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  當前,虛擬現實(VR)技術與教育教學的深度融合已成為時代選擇,其打破時空限制、身臨其境的敘事方式成為傳統教育改革的切入點。2004年,在VR尚未被熟知時,山東建筑大學機電工程學院陳清奎教授便牽頭成立了虛擬現實實驗室,帶領團隊開展VR技術研究,并著重在教育教學領域深耕細作,致力于“打造沒有圍墻的大學”,實現全民“普惠VR”。

  2021年,《關于2020年度教育信息化教學應用實踐共同體項目的通知》發布,由山東建筑大學作為項目牽頭單位、陳清奎教授作為項目負責人,聯合山東大學、中國海洋大學、中國石油大學(華東)等16個單位申報的“基于‘VR云平臺’的裝備制造類專業全時空教學模式應用實踐共同體”項目成功獲批;诖隧椖,陳清奎團隊將在全國50余所高校進行VR全時空教學模式應用的推廣落地及共建共享,持續推進教育信息化的深度融合和普及發展,這讓他們距離實現“普惠VR”的夢想更近了一步。

  堅守初心使命,潛心教書育人,創新開拓擦亮教育底色

  自1985年以來,山東建筑大學陳清奎教授及其團隊一直從事CAD/CAM/CAE、動漫技術以及VR技術研究開發工作。作為高校教師,他們堅守立德樹人根本任務,以提升大學教育教學質量為己任,致力于將先進技術深度融入教學,創造靈活多樣的教學方法,讓教學內容更加豐富、有趣。

  知不足則求變。多年的教學實踐中,團隊成員對傳統教育模式,尤其是理工科教育上存在的弊端和不足深有體會:“實驗操作和教材平面之間的差距很大,學生沒有充分的條件動手實踐,只能憑借想象,難以理解實際的實驗操作流程和設備組成結構;教師僅憑說教和幾個模型,很難教明白知識的難點和重點。”為了破解這一難題,團隊將虛擬現實技術、體感交互技術、增強現實技術等與傳統教學相結合,完成了教學模式和方法的創新,開發出了“教師宜教,學生易學”的機械工程學科虛擬仿真教學系統,使學生與教師都能夠在高度仿真的虛擬場景中進行學習、實驗、授課、考核等工作,在提升教學效果的同時節省了大量時間和費用。

  深耕VR技術應用,教學科研成果豐碩

  VR技術在機械工程學科的成功實踐,很快便在山東建筑大學引起了強烈反響,使其應用的腳步逐漸擴展至多個專業,尤其是作為學校特色的土木建筑學科。陳清奎團隊開發了建筑工程及裝備VR教學系統,不僅能三維展示建筑建設的全過程,還可以可視化互動。在這一成果的助力下,國家建筑工程及裝備虛擬仿真實驗教學中心在山東建筑大學成功落地,并在2013年的審批中列山東省之首、在教育部門專家打分中列全國第5名。以此為基礎建設的國家產教融合項目建筑工程裝備虛擬仿真創新實訓分中心,助力山東建筑大學成為山東省首所國家產教融合示范工程本科高校。

  陳清奎團隊在認真完成日常教學工作的同時,努力保持、提高隊員科研能力和業務水平,先后主持完成了“基于SolidEdge系統平臺的工程機械虛擬設計制造技術開發及應用”等70余個教學科研項目;獲2005年山東省科技進步二等獎、全國高校SolidEdge教學大賽一等獎、山東省教學成果一等獎等獎項,獲國家發明專利20余項、軟件著作權50余項,出版專著《計算機輔助教學研究》,主編出版3D版教材9本,主持獲批“機械制圖”等5門山東省一流課程;主編教材《液壓與氣壓傳動(3D版)》獲山東省優秀教材。

  同時,陳清奎教授依托其創立的濟南科明數碼技術股份有限公司,進一步推進多學科的虛擬仿真教學資源開發工作。陳清奎教授說,VR技術與教學可以深度融合,教師和企業家的身份也不矛盾,校企聯合協同育人,既有利于教學,也能促進公司發展。

  精心打造VR云平臺,實現全時空“教”與“學”

  打破更多的“圍墻”,實現更好的教育。2019年,陳清奎團隊受教育部門下屬教學指導單位委托,獨家承擔機械工程學科虛擬仿真實驗共享平臺的建設。通過VR云平臺可以打造全時空的教學、學習模式,保障學生的學習活動不受時間和地點的限制。特別是在先進技術還無法觸達的經濟欠發達地區,學生沒有條件訪問昂貴的高科技實驗室,基于VR云平臺打造的虛擬實驗室使其成為可能。

  2020年,新冠肺炎疫情防控期間,線上教學成了很好的選擇,大年初十,陳清奎團隊緊急集結,加班加點,全力加速建設教學云平臺,僅用了不到20天,科明365VR教學云平臺正式上線,并免費開放1200多個VR教學資源,惠及全國657所學校、10萬余名學生。

  未來,山東建筑大學陳清奎團隊將持續加大在VR教育教學領域的布局,加強科研創新和推廣應用,為促進虛擬仿真教學模式的教學應用常態化,以及教育教學向智能化、網絡化、信息化的高速發展繼續貢獻力量!

  (何文玲)


  (正文結束)

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