虚拟仿真实验方案设计.docx

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1、实用文档虚拟仿真实验解决方案上海华一风景观艺术工程有限公司2017年8月虚拟仿真实验解决方案9/21虚拟仿真实验解决方案图2-1 :虚拟实验平台小学科学界面示意图寓教于乐，培养小学生初步的科学探索能力图2-2 :虚拟实验平台小学科学实验步骤示意图多维度验证实验过程，强化、巩固学科知识。解决因客观因素（天气、光线等）影响给实验带来不便的问题图2-3 :虚拟实验平台小学科学实验示意图解决因观察时间较长给实验带来不便的问题（如铁钉生锈实验）10/21虚拟仿真实验解决方案图2-4 :虚拟实验平台小学科学生锈实验示意图多维立体展示，效果逼真。图2-5 :虚拟实验平台小学科学立体展示示意图零 入门,实验操

2、作设计简单。11/21虚拟仿真实验解决方案图2-6 :虚拟实验平台小学科学易操作实验示意图2.2其他学科展示图2-7虚拟实验平台物理家庭电路示意图12/21虚拟仿真实验解决方案图2-9虚拟实验平台物理力学示意图13/21虚拟仿真实验解决方案T7师广壮1!二韦图2-10虚拟实验平台生物示意图图211 :虚拟实验平台生物3D鸟类模型示意图14/21虚拟仿真实验解决方案图2-12虚拟实验云平台生物观察实验示第四章产品优势通过多媒体手段，依托学科特色，建立富有科技感的虚拟仿真实验平台，满足师生多次、随时地进行实验探索和学习需求。在直观、立体、高效、多样化的人机互动过程中，既提高了学生的学习兴趣，也满足

3、 了学生个性化的学习需求。同时，不受物理空间、时间的限制。 集探索性、 趣味性、科学性于一体。实验主要系列产品有：物理（初高中）、化学（初高中）、生物（初 高 中）、小科（1-6年级）。其中,生物提供丰富的3D模型,呈现多姿多彩的 生物世界；物理和化学内置独特的引擎1让每一个器材都活起来，自由摆放、任意组装、参数任意调节、相互影响、叠加15/21虚拟仿真实验解决方案款真正具备运算。实验现象真实逼真、数据精准无误，是目前市面上惟 探索性和创新性的实验教学辅助工具。1 .高效率性生动、形象、立体，提高教学效率，节约备课上课时间成本。2 .实践操作和3D交互模型与传统只能做单向知识传递的“视频教学模

4、式彻底不同，在仿真环境 中进行实际操作，实现理论和操作双向良性互动。3 .内置独特引擎，高自由度独特的引擎支持，真正意义上实现实验DIY;用户可独立学习， 不受教 室、讲师等条件约束，可根据自身实际安排学习时间，具有极大的灵便性。 4.惊险度为零传统实验学习环节，在真实实验环境中往往会有许多实验惊险源，仿真实验能有效避免因操作不规范所带来的潜在惊险。彻底探索传统实验室无法完成的身惊险性、易燃易爆性、有毒性、辐射性以及爆炸性 等实验。5 .理想实验环境解决因客观因素（时间、空间等）影响给实验带来不便的问题。如能有 效解决因实验周期过长，展示效果差、实验现象转瞬即逝、理想实验环境搭 建、实验惊险性

5、过大、微观现象难以观察、实验过程较为复杂、实验破坏性 较大或者是比较极端要求等在传统的实验室条件下16/21虚拟仿真实验解决方案无法完成实验的难题, 6情景交互性用户在虚拟情景下进行理论判断和实验操作，具有强交互性。7 .多终端跨平台节约建设成本，充分利用学校现有硬件资源，不用耽心不同终端对于软 件的成本投入，全终端适应。8 .器材零损耗器材齐全丰富，反复使用，无需维护，零损耗。第五章产品服务一、服务方式虚拟实验云平台每月在线检查一次线上远程服务、上门服务虚拟实验官方微信群虚拟实验官方售后服务群二、服务内容产品使用培训服务虚拟实验云平台的在线定期检查服务定时系统巡检服务、售后服务更新升级服务1

6、7/21虚拟仿真实验解决方案技术支持服务提供产品相关介绍说明文档、使用手册等线上、现场故障排除三、故障响应服务流程用尸反馈问题吕力快速响应问题解万/bug修复图3:虚拟实验平台故障相应流程图1 .用户反馈问题途径：(1)直接软件反馈(2)通过微信、qq、email,电话等方式提交(3)官网提交(4)直接联系官方客服2 .官方快速响应1)电话技术支持：对用户提出的技术问题，提供7*24小时咨询服务，客服人员在接到咨询电话后，30分钟内通过电话向用户提供问题解答和技术指导。包括：澄清软件的功能和特点；文档资料的澄清；许可软件的操18/21虚拟仿真实验解决方案目录第一章需求分析2一、 项目背景2二、

7、 实验教学现状3三、 用户需求3第二章建设原则5一、 建设目标5二、 建设原则6第三章系统总体解决方案7一、 总体架构7二、 学科简介8第四章产品优势14第五章产品服务16一、 、月艮务方式16二、 服务内容16三、 故障响应服务流程17四、 故障定义18五、 故障响应时间18六、 故障处理流程19七、 应急预案191/21虚拟仿真实验解决方案作指导；确认、分析和纠正错误等。2）远程技术支持：在条件允许的情况下，技术人员可直接通过互联网对 故障进行排查和解决。3 .指定解决方案4 . Bug修复四、故定义紧急故障：系统瘫痪。严重故障：系统无法正常工作，相应功能丧失。普通故障：系统仍能运行，但运

8、行不稳定，相应功能未丧失。技术支持中心和售后服务支持中心在收到故障申报后，将委派技术工 程师通过电话交流、在线勘察等手段进行初步故障定位，并确定解决方案。五、故障响应时间针对以上故障定义的不同，我司就故障响应时间做出以下标准：故障类型电话响应复杂故障排除紧急故障即将4小时严重故障30笳中1-3个工作日普通故障30 中1-5个工作日六、故障处理流程19/21虚拟仿真实验解决方案收到故障申报后，即将组织技术人员进行远程检查故障，协助用户第 一时间解决问题，确保软件正常使用。若遇特殊情况，确实无法短期解决 的，第一时间制定解决方案和时间安排表，积极跟进解决进度。同时，为了 保障效果，在故障排除后的一

9、周内，密切跟踪系统状况，实时监测系统运行 情况，保障系统的正常运行。七、应急预案在售后服务工作正常开展的前提下，有可能遇到紧急情况，例如：系统 崩溃，无法启动或者拒绝连接等原因导致用户无法获得任何系统服务，并对 用户业务的正常运行造成重大影响；软件系统主要功能不能正常工作，并 对用户业务的正常运行造成较大影响；以及系统不稳定，或者周期性的中 断；以及软件系统没有故障，仍可全面运行，但用户数据浮现错误或者严 重错误致客户业务系统的正常运行无法进行等情况发生时，即将启动应急 响应机制。应急小组及时组织相关人员查找故障原因，在短期内依据故障情形 和修复时间进行初步判别，确定故障分类级别，并及时报告相

10、关领导。根据不同的事件以及事件的级别，采取相应措施进行应急处理。突发事件处理过程中，可以根据需要调整故障级别20/21虚拟仿真实验解决方案第一章需求分析一、项目背景国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010 2020年)明确指出： 把教育信息化纳入国家信息化发展整体战略，超前部署教育信息网络。至V 2020年，基本建成覆盖城乡各级各类学校的教育信息化体系，促进教育内容、 教学手段和方法现代化。加强优质教育资源开发与应用，建立数字图书馆和 虚拟实验室。鼓励企业和社会机构根据教育教学改革方向和师生教学需求， 开辟一批专业化教学应用工具软件，并通过教育资源平台提供资源服务，推 广普及应用。在十三五规

11、划”方针政策指引下，各地陆续出台政策，强调数理化实 验教学的重要性。2016年，北京发布了中高考的新方案，强调义务教育阶段所有科目都设为100分，表示它们在义务教育与学生成长中同等重要，不再人为 去区分主次，使学校、老师、家长、社会对每一门学科都很重重视，其中物 生化实验部份占分比例为30%高考再也不文理分科。继北京重磅发布此消息后，河南教育厅发布关于 2016年普通 高中招生工作的意见，其中明确要求理化生实验操作考试满分为30分；安 徽省初中毕业升学理化实验操作考试分数为15分，考试成绩计入考生中考录取总分；山西省理化实验操作10分。教育部发布了教育部关于印发 义务教育小学科学课程标准 的通

12、2/21虚拟仿真实验解决方案知要求，2017年秋季起，小学科学课程起始年级调整为一年级。要按照小 学一、二年级每周不少于1课时安排课程，三至六年级的课时数保持不变。 而如今有些地区小学科学课堂教学却不被人们所重视,且存在着科学仪器和 设备欠缺以及实验课开设少甚至不开设的现象,而师资力量薄弱也是一大问 题。二、实3佥教学现状学校经费紧张、实验设备陈旧或者不足课程学时短，讲授内容多，课堂效率低下学生参预度不高，学习兴趣不够，缺乏主动性没有理想实验环境，高危实验很难呈现和操作师生不能随时携带实验设备，做实验只能去实验室某些实验现象不易观察，实验周期过长实验误差不好体现，满足不了实际实验讲解需要非正规

13、操作由于破坏性大，成本较高，很难展示实验中浮现的各种故障现象流程化的实验操作模式，不利于培养学生的创新思维小学科学师资力量薄弱，实验器材缺乏三、用户需求(-)解决学生随时多次的实验练习需求3/21虚拟仿真实验解决方案实验是理化生和小学科学（简称小科）学科的重要组成部份，也是课堂 教学的重要环节，由于学生群体的数量庞大和教学实验设备建设的不足，学 校的实验设备已经不能满足学生多次、随时的学习一门实验的要求。（二）实验的安全性与便捷性保证学生实验的安全性是校方考虑的第一要素，如何在有限的课时内让 学生参预更多的实验操作，同时提高学习兴趣提高实验效率。（三）实验校本资源的建设，如何服务于全校所有师生

14、实验课件资源匮乏，而且资源相对分散，学科教师需要花费大量的精力 寻觅合适的资源；资源的匹配性较差，特别是希翼动态展示的器材元器件， 大多数是静态的图片形式或者是只能按照固定步骤操作的flash形式，很难 满足常规的教学需求；能实现配合实际习题讲解的实验资源几乎没有；有 些需要理想实验环境才干完成的实验，很难展示或者实际演示。（四）需要长周期才干完成的实验，课堂效率和效果如何保障实验课时较短，需要长周期才干完成的实验，课堂效果不理想，所以， 目前课堂的实际情况是，只能靠老师说实验，学生很难理解。（五）实验教学模式固定，教学模式需要创新固定的教学模式，缺乏自主创新。实验主要分为：讲实验、做实验和画

15、 实验三大部份。其中，讲实验”大多数是靠老师讲，学生听，很难给学生直观、立体的视觉冲击，效果大打折扣； 做实验”是我 们向来提倡学生需要动手去体验、去操作的，但现实情况往往是没有办法满 足学生随时多次的实验练习需求；画实验”普通是老师在黑板上画实验的4/21虚拟仿真实验解决方案相关结构图、原理图等，比如物理的电路图等，这种画图是必要的，但存在 的问题是，很难全方位动态展示效果以及内部的逻辑关系，比如电路图，无 法展示电路中各元器件之间的动态逻辑关系，但是如果有专业的辅助软件， 不仅高效，而且能形象地展示出电路中的各种动态关系，形象、直观、高效。第二章建设原则针对用户这些迫切需求，学校需要建立一

16、套完整的实验云平台资源，满 足全校师生随时多次使用。实验云平台提供实验中实用、好用、 难找的实验 资源和实验工具。固然，实验教学，需要鼓励和提倡学生进行实际的实验操作，这 是任何的资源和软件都是不能替代的功能，所以，实验云平台的定位是 辅助实验教学。一、建设目标虚拟仿真实验云平台紧贴教学大纲，满足学校仿真实验优质资源的需要, 并在此基础上，引领学校教师开展基于常态化的教学实践活动。在丰富校本 资源建设的同时，协助教师备课、上课；降低实验操 作成本与难度，增加学生对实验的兴趣，保障实验结果的准确性与安全性。充分扛用违影、白板、札无额外投入:教；2一课程学时短，讲授内容多，课堂效率低客昌和教莘效扇

17、3 .学生参预度不高，学习兴趣不够，学习缺乏主巴二尽蓟手兴趣浓厚5/21虚拟仿真实验解决方案4 .没有理想实验坏境，高危实验很惊险师生不能随时携带实验设备，做实验只能去燮哲茎.需预约，无需等待6 某些实验现象不易观察，实验周期过长弓_实验过程引打造的实验平台，7 .传统虚拟实验实现不了真实实验中的各种误差匕还原真实实验数据8传统虚拟实验中没有真实实验出现的各种故障现象 旺还原真实实验现象9传统虚拟实验多为固定的模式，不支持自由diy匕自由探索、无限可能图1：实验云平台问题解决示意图建设原则实用性原则虚拟实验云平台紧扣教学大纲要求,深挖一线教师课堂实验教学环节各 个痛点，提供具有最优实验器材和资

18、源以及性价比的产品。经济性原则在满足实验教学功能及体验度的前提下，尽量降低升级和维护成本。针对性原则虚拟实验云平台的开辟与利用是为了课程目标的有效达成，针对不同 的学科目标提供与之相应的实验制作工具和资源。安全性原则虚拟实验云平台采取必要的安全保护措施，具有高度的安全性。可维护性原则产品简单、实用、易操作、易维护、支持本地部署与私有云部署。6/21虚拟仿真实验解决方案第三章系统总体解决方案一、总体细勾提供虚拟实验云平台系统，经过官方授权的许可用户可在线访问虚拟实 验，全校师生通用。若学校已有校园云平台，支持将虚拟实验直接对接到指定的校园云平台 上（非第三方平台），师生通过单点登录即可访问使用。

19、同时，为了方便教师上课离线使用，单独给学科老师配备客户端账号， 支持线上+线下使用，彻底不用耽心网络问题，保障正常的课堂教学。使用终端上,支寺寺跨平台访问,wi ndows、IOS. An droid全平台适应, 满足实际教学需求。向学校提供访问地址和许可使用账号，师生可根据实际 情况选择使用终端，方便高效。7/21虚拟仿真实验解决方案常规教室平板班教学多瘵体教室办公室/轻TW 电子白板台式机平板电脑图2:虚拟实验云平台架构图学科简介2.1扇赎验平台一/年科学小学科学涵盖了小学1-6年级的主流教材版本生命世界、物质世界、地球与宇宙等领域的234个科学实验，是目前市面上最完整的小 学科学教学资源，可以培养小学生初步的科学探索能力8/21