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摘要：现代教育的不断发展，离不开新技术的应用，虚拟现实技术是近几年兴起的新兴信息技术，与工程教育的结合，会对高校课程改革产生积极深远的影响。通过建设“虚拟仿真平台”，可以有效改善石油工程专业理论与实践的联系，也能在确保绝对安全的情形下，使学生对石油与天然气生产的相关方面做足够的认识和体验。通过这项改革，将信息技术更加深入地结合到教学过程中来，不仅能很好地促进学生的动手实践能力，也能有效提高学生对于专业相关课程的兴趣。
关键词：虚拟现实；仿真平台；实践；创新；改革
本文引用格式：韩东颖,等.基于“虚拟仿真平台”的多位一体化创新实践体系改革[J].教育现代化,2019,6(65):23-24.
虚拟现实（Virtual Reality）是计算机仿真技术的最新发展。它利用了计算机搭建虚拟环境，通过一些人体的外感设备（VR眼镜、体感装置、高仿真音响系统），为使用者提供了各个感官沉浸式的体验。基于虚拟现实与仿真技术的教学实验室的建设，让学生在学校就可以感受近似于现场的体验，这样不仅会极大地促进学生对于学科的兴趣，也可以通过动手操作，使学生充分了解工程实践的流程，提高动手实践能力。
一国内外相关研究现状
虚拟仿真就是用虚拟搭建出的场景模仿类似真实场景的技术，并通过虚拟环境整合并在其中操控为数众多的对象。这些虚拟的对象在虚拟场景中相互作用，或与虚拟的环境交互作用，对真实世界的特征进行模拟。虚拟仿真技术广泛应用于各行各业，一些高校也开展了相关方面的研究工作。西南石油大学开展了以虚拟仿真实验平台为基础的材料成型课程改革；山东科技大学探讨了基于虚拟仿真技术的土木工程主干课程改革；湖南中医药大学探讨了基于虚拟仿真实验技术平台的食品专业实验教学改革[5]；成都理工大学探讨了基于钻探虚拟仿真实验教学平台的地质工程实践教学改革；桂林理工大学开展基于虚拟仿真实验中心的化工专业的实践教学改革。通过调研发现虽有少数学校开展了相关方面的研究，但只局限于对某门课程或针对于实习实践，还没有一所学校将虚拟仿真平台与课程教学、项目教学、实践教学、毕业设计等全方位结合，因此，基于“虚拟仿真平台”的多位一体化创新实践体系改革具有创新性。
二 本项目对促进教学工作，提高教学质量的作用和意义
虚拟仿真实验平台可以有效解决实验经费不足、实验设备相对缺乏、学校实验场地有限、实习安全、项目式教学不能较好开展、专业赛事作品质量不高、毕业设计与实践联系不紧密等问题。石油与天然气作为研究对象，大多埋藏在地下几千米的岩层中，不论是石油与天然气勘探、开发还是钻井、采油等，建立实物模型均有难度。石油工程专业借助虚拟仿真平台，对课程、二级项目、毕业设计、专业赛事进行改革，不仅可以全方位提升学生的工程实践和探索创新能力，而且可以解决理论课程与实践环节中存在的教学方法的局限。弥补实习与实践现场等条件的欠缺，知识获取和实践操作相背离的缺点，改善学生缺乏学习积极性和创造性等问题，促进OBE的教学理念全面实施。
三 改革具体内容
石油工程专业借助虚拟仿真平台，对课程、二级项目、毕业设计、专业赛事进行改革，全面提升学生的工程应用和探索创新能力。
（一）“虚拟仿真平台”的多位一体化创新实践体系改革
1.建设和完善石油工程虚拟仿真实验中心
在双一流建设经费、本科质量工程以及本科生实验室建设等经费的支持下，建立和完善石油工程虚拟仿真实验平台。包括硬件系统建设和软件系统建设。硬件系统主要是计算机和虚拟现实设备的购置和完善；软件系统建设主要包括勘探开发软件Discovery、地质建模软件Petrel等软件的安装、购置和开发。
2.基于虚拟仿真平台的课程改革
目前主要的专业课和专业基础课均设置了三级项目，旨在提高学生的专业应用能力和探索创新能力，但一些课程项目的开展存在难度，比如地球物理勘探、油藏工程、钻井工程等，可以结合虚拟仿真平台搭建相应的虚拟场景，以此为基础进行项目的开展，提高学生的实践能力。
3.与虚拟仿真技术相结合的二级项目改革
石油工程专业课程设计有钻井工程设计、采油工程设计、油藏工程设计，三门课程设计均采用二级项目的方式进行。通过虚拟仿真平台，让学生学会利用相关的专业软件进行分析计算和绘制相关图表，完成设计内容，有效提高学生的工程实践与软件应用能力。
4.结合虚拟仿真平台的实践教学改革
认识实习、地质实习、生产实习均可以利用虚拟仿真平台来了解不宜直观观看的工艺流程、内部结构、形象学习和分析岩石样本、进行模拟现场操作，提高学生的实践能力。
5.结合虚拟仿真技术的毕业设计改革
毕业设计时间充足，对于学生不宜或不能完成实物作品的毕业设计，鼓励学生根据不同的课题方向，应用相应的软件，辅助完成毕业设计内容。在毕业后能够直接从事相关方向的虚拟仿真分析、设计计算及方案管理和规划等。
6.立足于虚拟仿真平台提升专业赛事质量
燕山大学石油工程专业每年均会参加中国石油工程设计大赛，每次也取得不错的成绩，但在创新类项目上还有待突破，通过虚拟仿真软件的使用，学生的创造能力、实践能力能够大大提升，作品质量提高，增强我校的参赛竞争力。
（二）实施步骤
1.虚拟仿真实验中心的重新布局，实验室虚拟仿真平台硬件系统建设，包括计算机更新和完善，虚拟仿真实验厂地重新规划与布置，以及软件配置的规划。
2.仿真软件的调配与安装，教师的学习与培训。制定出虚拟仿真实验平台初步在课程教学、三级项目、石油工程设计大赛、毕业设计中实施的方案，并予以实施。
3.结合虚拟仿真实验平台的改革体系形成。并将其重点应用到二级项目和实习的实施中，整理总结相关经验和不足，完善改革实践工作。
4.结合虚拟仿真实验平台的改革体系全面实施。全面分析和总结其在课堂教学、三级项目、二级项目、学生创新竞赛、实习实践、毕业设计中应用效果，全面完成改革工作。
四 改革的方法和特色
采用多形式全方位的研究方法。网络和现场调研、多学科交流、讲座和培训等方法。让老师调研并亲自到已经开展虚拟仿真平台的学校去学习经验；对学生开展讲座，讲解软件的实用性、重要性，着重培养学生对相关软件的兴趣，提升学习主动性；为专业的老师进行相关的培训，提高其教学能力和加强相关软件应用到科研的相关性。
五 结语
虚拟现实技术，是信息技术的一个新兴领域。这项技术的应用将会给工业领域带来很多的便利，高校作为培育人才的重要平台，对于新技术的应用应该积极的尝试。学生对于这种新技术的应用，不仅会增加对石油工程专业本身的兴趣，也会拓展对工程应用的认识，为以后的工作就业打下一个扎实的基础。而教育部对虚拟仿真技术的教学应用非常重视，发布了“关于2017-2020年开展示范性虚拟仿真实验教学项目建设的通知”，河北省也发布了指导性文件，燕山大学在当年开学就立即启动了该项工作，说明该项工作既重要又迫在眉睫，基于此平台的教改更具有很好的推广与发展前景。
参考文献
[1]祝海英.基于虚拟现实技术的仿真教学环境设计与实现[J].现代信息科技,2018,2(10):88-89+91.
[2]韦猛,霍宇翔,李谦.虚实结合的地质工程实践教学方法改革探索——钻探虚拟仿真实验教学平台研究[J].探矿工程(岩土钻掘工程),2017,44(01):87-92.
[3]吕东莉,张涛.以虚拟仿真实验平台为基础的“材料成形CAD/CAE/CAM”课程教学改革[J].教育教学论坛,2017(08):263-264.
[4]李楠,贾宏俊.基于仿真模拟平台的土木工程主干专业课程实践教学改革[J].高等建筑教育,2016,25(01):170-173.
[5]张智敏,肖作为,林丽美,等.构建虚拟仿真实验技术平台促进食品专业实验教学改革[J].中国中医药现代远程教育,2016,14(12):6-9.
[6]梁彬彬,李灵灵.展望VR虚拟现实技术在教育领域的应用前景[J].教育现代化,2019,6(14):179-181.
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