大学实训室虚拟仿真平台VR实训室方案（金融学科）.docx

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1、大学实训室虚拟仿真平台VR实训室设计方案（金融学科）北京XX科技有限公司2019年X月第1章虚拟现实概述41.1 虚拟现实简介41.2 虚拟现实系统的构成41.3 VR虚拟实验室金融实践学科应用51.4 建立虚拟现实教学平台的必要性61.4.1 教学方式的变化61.4.2 教学观念的变化81.4.3 教学内容的变化91.4.4 教学手段的变化111.5 虚拟现实平台的建设思路13第2章硬件平台142.1 系统连接图142.2 硬件平台组成141.1.1 产品介绍151.1.2 产品功能151.1.3 产品效果图162.4 三维微间距沉浸式显示系统172.4.1 系172.4.2 特点及优势18

2、2.5 光学追踪及动捕系统23第3章虚拟现实可视化平台273.1 产品概述273.2 功能特点27第4章技术支持与服务514.1 服务内容514.2 服务方式51第5章系统集成525.1 集成建设总体原则525.1.1 系统集成原则525.1.2 系统集成质量保证535.1.3 系统集成服务595.1.4 系统技术支持655.2 本期集成项目集成规划思路675.2.1 集成思路675.3 项目成果交付825.3.1 项目建设阶段成果交付825.3.2 项目维护阶段成果交付845.4 项目质量服务体系855.4.1 项目管理质量控制855.4.2 进度管理855.4.3 人员管理865.4.4

3、质量管理865.4.5 客户满意度管理905.4.6 交付管理915.4.7 运维管理925.5 项目服务承诺935.5.1 服务内容935.5.2 服务流程94第6章VR实训室后期运营保障976.1 服务保障976.2 VR应用保障986.3 校企合作保障1046.4 公共平台保障105第7章培训服务方案1097.1 培训目标1097.2 培训方式1107.3 培训内容1117.4 培训考核114第8章相关案例介绍1158.1 北京建筑工程学院城市建筑与环艺创意设计虚拟实验室1158.2 建设汽车虚拟装配及虚拟培训1178.3 建设3D虚拟仿真实训室118第9章设备清单119第1章虚拟现实概

4、述1.1 虚拟现实简介虚拟现实（Virtual Reality, VR）,也称为灵境，是一种可以创建和体验虚拟世界（Virtual World）的计算机系统，可以形成一种“人能沉浸其中、超越其上、进出自如、交互作用的多维信息空间二VR 技术利用计算机生成的交互式三维环境，不仅使参与者能够感到景物或模型十分逼真地存在，而且能对参与者的运动和操作做出实时准确的响应。虚拟现实技术是综合性极强的高新信息技术，在军事、能源、医学、建筑、工业、艺术等很多领域都得到了广泛的应用。虚拟现实是高度发展的计算机技术在各种领域的应用过程中的结晶和反映，它具有以下主要特征：（1）依托学科的高度综合化;（2）人的临场化

5、；（3）系统或环境的大规模集成化；（4）数据表示的多样化和标准化，数据存储的大容量、数据传输的高速化与数据处理的分布式和并行化。1.2 虚拟现实系统的构成作为虚拟现实技术的载体，虚拟现实系统具有缜密的组成和较高的结构复杂度，归结来说，可将其分为两大部分：以数字软件为基础的虚拟环境生成系统，及以硬件为基础的人机交互系统。1）虚拟环境生成系统是虚拟现实技术的主体部分，它依托于数码工作站式的计算机硬件，主要涵盖虚拟现实图形数据库及三维数字模型生成软件等，能够根据产品功能或者展示要求产生所需的、具有6个自由度的场景和设计实例，通过虚拟现实浏览器可全方位观看其造型、材质、色彩及结构等。虚拟环境模型的建立

6、既可以通过三维软件进行数字建模，还可以通过逆向工程(RET)进行环境的反求。2)人机交互技术是虚拟现实系统的显著特征，集中体现在视觉、听觉、触觉三大方面。人机交互系统使得数据不再是单方向强制性地传递给用户，用户可以借助外延设备实现与虚拟环境的双向信息交流,并将用户的口令或者所做修改以实时的方式显示出来。虚拟现实中的人机交互系统依靠数据手套、头盔显示器、音响及多维跟踪器等设备，使处于虚拟环境之中的使用者产生立体式“沉浸感”，使用户的动作和操作更加真实与自然，体现出人机交互系统的多通道属性。1.3 VR虚拟实验室金融实践学科应用当虚拟现实应用于教学教育中是一个质的飞跃。它营造了“自主学习的环境，由

7、传统的“以教促学”的学习方式代之为学习者通过自身与信息环境的相互作用来得到知识、技能的新型学习方式。当前许多高校都在积极研究虚拟现实技术及其应用，并相继建起了虚拟现实与系统仿真的研究室，将科研成果迅速转化实用技术，优势:(1)节省成本通常我们由于设备、场地、经费等硬件的限制许多实验都无法进行。而利用虚拟现实系统，学生足不出户便可以做各种实训，在保证教学效果的前提下，极大的节省了成本。(2)虚拟的实训室，利用虚拟现实技术，可以彻底打破时间与空间的限制。如北上广深的大城市里的各种营销环境，而虚拟技术在一堂课内就可以轻松实现。1.4 建立虚拟现实教学平台的必要性1.4.1 教学方式的变化进入新世纪以

8、来，随着我国高等教育的迅速发展，社会对应用型人才需求的不断扩大，广大教育工作者开始总结精英教育的经验，探索应用型人才培养的新途径，逐步增加用于实践教学的投入。一是通过实验室建设，改善教育教学环境；二是通过加强实验教学队伍建设力度，改善师资结构；三是通过现代教育技术投入，改善教学手段;四是通过实验教学研究，改善人才培养模式。2007年初，教育部和财政部联合下发了教育部、财政部关于实施高等学校本科教学质量与教学改革工程的意见(教高20071号)、教育部关于进一步深化本科教学改革全面提高教学质量的若干意见(教高20072号)。依据本科教学改革与质量工程建设的要求，学校在原有金融实验教学示范中心的基础

9、上，进一步明确新时期人才培养的标准，按照应用型人才培养目标的定位，探讨人才培养模式的改革和创新，提出了逐步构建“立体多维”实验教学体系的思路，其核心是按照能力导向对原有实验教学课程体系进行再造，将四年大学实验教学课程划分为六个层次，并有效搭建适应实验教学开展的六个实验平台，这六个平台由低到高分分别是：基本技能训练平台、专业核心课程仿真实验平台、专业综合仿真训练平台、跨专业综合仿真实训平台、虚拟市场环境科综合实训平台以及创业素质养成平台。六个实验教学平台分散于大学教育全过程，从而构建了大学教育实验教学不断线的实验教学体系。2-1-3虚拟仿真实验教学中心现状为了适应学校的发展和人才培养工作的需要，

10、学校依托金融实验教学示范中心和管理信息化实验教学示范中心，整合原有的金融业务与风险监控实验中心、市场环境与企业管理实验中心、贸易支付实验中心和信息技术与安全实验中心，建设了银行管理仿真实习平台、工商管理仿真实习平台、商贸管理仿真实习平台以及信息技术仿真实训平台四个仿真实训平台，以这四个仿真实训平台为基础，通过虚拟市场环境的引入，建设完成了具有我校办学特色，符合学科建设要求的“大金融”虚拟仿真实验教学中心，中心平台构成见图2T。该平台是以学科协同共享为宗旨，以“大金融”多学科综合实习云平台为核心，以银行管理仿真实验平台、商贸管理仿真实验平台、工商管理仿真实验平台和信息技术仿真实验平台为支撑，融入

11、政府行政和社会公共服务体系以及宏观经济管理和经济运行数据，在教学管理平台支撑下的虚拟仿真综合实验教学平台，是集远程交互、网络教学、集中教学、养成教学以及资源管理为一体，并运用网络技术搭建的适合全校多学科学生综合实习、实训的云平台。该平台的建立不仅能有效解决课堂教学面临的诸多难题，还能有效地解决经管类专业学生，尤其是金融相关专业学生实地实习难和接触核心业务难等诸多难题。在高等院校，虚拟现实技术具有广泛的作用和影响。虚拟现实技术走向应用的核心技术是交互技术，亲身经历、亲自感受比空洞抽象的说教更具有说服力。主动地去交互与被动的观看有质的差别。正如教育界专家所指出的：崭新的技术，会带来崭新的教育思维，

12、解决我们以前无法解决的问题，将给我们的教育带来一系列的重大变革，尤其在科技研究、虚拟仿真校园、虚拟教学、虚拟实验、教育娱乐等方面的应用更为广泛。虚拟现实应用于教育是教育技术发展的一个飞跃。它营造了“自主学习”的环境，由传统的“以教促学”的学习方式代之为学习者通过自身与信息环境的相互作用来得到知识、技能的新型学习方式。1.4.2 教学观念的变化传统的教学观念主要是“传道、授业、解惑”，教学观念决定了教学组织形式和教学方法。教学组织形式通常是以班授课为主，授课则主要采用课堂讲授法，教师是教学的中心，由教师决定教学内容、结构、教学方法及教学进度，这种教学方法是以教为主，学生始终处于被动的学习环境中。

13、现代化的教学方法要求改变传统的课堂讲授式为启发引导式，追求教与学的合作化，以讲授引导思维，以教导激发感情，并赋予学生学习的主动性。虚拟现实教学有利于创造这样的环境，以教师为中心的授课形式将会被改变，以学生为中心的个别化教学、合作化教学和环境中自我探究得以真正实现。虚拟现实正是在现代教育思想指导下，使用新技术改进教学方法的尝试。引入虚拟现实技术到教学，从多媒体虚拟现实系统的组织形式看，虚拟现实是非线性的网络结构，逼真的虚拟环境可提供良好的人机交互功能，在这个基础上教学内容的组织安排将特别强调由学生主动参与来构建知识结构，变学生的被动听讲”为“主动学习”，由“要我学”转变为“我要学”。在这种情况下

14、，教材的意义也将由传统的“教材控制”转变为“学习者控制”，教学内容外在形式的生动化与内在结构的科学化将更紧密的结合起来，这种环境将极大地促进教学观念发生变化。1.4.3 教学内容的变化教学内容是教学过程中传递的教学信息，是学生获取知识、掌握技术、发展能力的主要源泉。多媒体虚拟现实技术的引入使教学内容无论是外在形式还是内在结构都产生了很大的变化。一是教学内容外在形式的变化。学生的技术水平和动手能力是在实验、实训中培养出来的，在传统的实践教学中，实验课内容主要是学科性的理论验证和学会使用设备、仪器，并从中归纳、总结出规律。这些年来，随着教育技术的发展，从原来只是用录音、录像来辅助文字教材进行教学的

15、方式发展为使用具有人机交互的多媒体技术。多媒体的信息类型有静态的、运动的、超级链接的视觉和听觉信息，媒体信息形式通过计算机的集成处理，提供了超文本、图形、图像、图表、音频、视频和动画。多媒体信息表现形式多样，对于抽象的、概括的概念、原理，除了用文字和语音协同描述外，还可以用三维实景虚拟现实过程，对于不可视的变化、无法触摸的物体或有危险的场所,甚至自然界或现实生活中不可能存在的事件，也可以通过虚拟现实技术去展现。多媒体技术存贮信息量大，教学内容可以用最有效的方式来表现，而且同一教学内容还可以用多种信息形式来表现，这就有利于克服单一媒体表现及难以协同表现的弊端。虚拟现实所提供的人机交互的特点尤其适

16、用于个性化教育，因人施教、因材施教，培养高素质的综合型人才。二是教学内容的内在结构的变化。虚拟现实的应用将带来教学内容结构的变化。教学内容的内在结构就是学科知识结构设计，知识结构是学科知识间的逻辑关系，是学科内含智力因素的信息源。传统的教材及实验指导材料都是以线性结构来组织学科知识结构的，知识内容的结构及顺序都是以教为主，教学顺序性很强，学生只能在教师的讲授下获得正确的概念、原理及逻辑关系。这种形式的学习，学生对教师的依赖性很大，教材也只是一种教授材料，学生利用它学习的自由度不大，灵活性不强，难以促使学生从己建立的知识结构向新知识结构迁移。使用虚拟现实技术后，多种媒体的信息通过网络化超链接,就

17、可以接近人类认知特点的方式去组织和展示教学内容、构建知识结构，这种网状的信息组织方式是一种非线性结构，链是知识之间的层级逻辑关系。虚拟现实与普通多媒体是多媒体信息处理的高度集成,把信息的组织形式与信息内容呈现的多样性、复杂性结合起来，为学生提供了一种动态、开放的结构化认知形式，既包括了学科的基本内容，又包括了学科内容之间的逻辑关系，既注重知识的形成过程，又注重知识的结构，凭藉视觉、听觉、触觉信息的协调作用使教学内容的统一与灵活性得到了完善的结合。虚拟现实的这种非线性结构利于学生进行扩散思维，联想原有的知识，获得新知识。1.4.4 教学手段的变化多媒体虚拟现实技术应用于教学过程后，可以促使教学手

18、段向科学化、高效益方向发展，其变化体现在以下几个方面：一是互动启发式教学。虚拟现实有助于启发式教学的开展，与传统的幻灯、投映胶片和课件相比都有很大的进步，尤其在演示教学内容方面能提供直观的、形象的多重感官刺激的视听觉材料，以一种直接的信息传递方式，通过亲临其境的、自主控制的人机交互，由视觉、听觉、触觉获取“外界”的反应，提供生动活泼的直观形象思维材料、展现学生不能直接观察到的事物等，形成知识点。学生则从思维、情感和行为三个方面参与教学活动，这也是形成启发式教育的基础。虚拟现实教学对教师引导学生讨论交流带来方便，更有利于训练学生的分析总结能力，产生知识结构的新生长点，构建多学科交叉的知识网络，有

19、利于学生知识的获取和增长，培养有创新意识的综合型人才。二是发现式教学。发现式教学是以解决问题为中心的教学形式，虚拟现实在实训教学中可以让学生进入问题存在的环境，有针对性地建构虚拟情景，引导学生进行探究，它以一种接近人类认知特点的网络化结构形式，每个节点包含不同媒体信息的知识点，各知识点之间的逻辑链接关系构成了教学内容的知识结构，提供了发现式的学习思维轨迹。虚拟现实教学不但提供良好的人机交互，还允许学生出错时，自行了解错误的根由及后果，发现解决问题的方法，进而通过分析、综合、比较、归纳、推理等高级思维技能围绕假设进行论证，接近或掌握真理，形成发现式的学习风格和策略，培养高层次的思维技能，这也是素

20、质教育的重要内容之一。三是协同工作式教学。以往的教学手段交流只能限于师生之间，学生与学生之间缺乏协作，而虚拟现实教学不受空间位置和相互距离的限制，可让远距离的师生或位置分散的学生“共处于”一个虚拟空间中，通过共同参与，且必须具备协同操作能力才能完成某些项目的设计或训练。这种教学手段与传统的课堂教学中师生之间的交流仅局限于固定时间、固定空间的结构中有很大的差别，不但师生之间可有效交流，而且学生之间能实现协作，培养协同工作的意识，使学生具备适应大系统工作的能力。四是情境式教学。虚拟现实技术具有动画虚拟现实的能力，能够把教学中的抽象概念原理、真实的实验过程等形象生动地表现出来,给学生创设真实学习情境，帮助学生获得示范性的知识，把握概念原理的实质。