虛擬仿真:助力智慧交通教育,賦能實(shí)訓(xùn)教學(xué)
隨著科技的飛速發(fā)展,智慧交通已經(jīng)成為現(xiàn)代交通領(lǐng)域的重要發(fā)展方向。智慧交通集成了傳感器、導(dǎo)航定位、模式識(shí)別、智能控制等前沿學(xué)科,其在國(guó)防和民用領(lǐng)域的應(yīng)用前景廣闊。然而,智慧交通的教育和實(shí)踐面臨著諸多挑戰(zhàn)。虛擬仿真技術(shù)的出現(xiàn),為克服傳統(tǒng)教學(xué)難題提供了全新的解決方案,,為智慧交通教育提供了新的可能性。
虛擬仿真技術(shù)的安全性和趣味性
當(dāng)前,新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革正加速演進(jìn),科技與行業(yè)學(xué)科間的“跨界”融合屢見(jiàn)不鮮,科技創(chuàng)新已成為各行各業(yè)爭(zhēng)相角逐的主要戰(zhàn)場(chǎng)。在國(guó)家印發(fā)的交通行業(yè)綱領(lǐng)性發(fā)展文件《交通強(qiáng)國(guó)建設(shè)綱要》中就提出,到2035年要基本建成交通強(qiáng)國(guó),智慧交通創(chuàng)新方面,要推動(dòng)大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、超級(jí)計(jì)算等新技術(shù)與交通行業(yè)的深度融合。
在傳統(tǒng)的智慧交通類(lèi)專(zhuān)業(yè)教學(xué)過(guò)程中,由于必須對(duì)真實(shí)的交通狀態(tài)、環(huán)境等進(jìn)行測(cè)試、模擬,因此必然帶來(lái)一定的安全隱患與設(shè)備損耗。一些涉及機(jī)械運(yùn)作的機(jī)理,也難以直觀觀察。更為重要的是,傳統(tǒng)的教育往往更重視知識(shí)的傳授,對(duì)實(shí)踐教學(xué)的課程分配比例往往較少。
作為新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革的產(chǎn)物,虛擬仿真技術(shù)通過(guò)構(gòu)建高度仿真的虛擬環(huán)境,使學(xué)生能夠在沒(méi)有實(shí)際風(fēng)險(xiǎn)的情況下進(jìn)行學(xué)習(xí)和實(shí)踐。學(xué)生無(wú)需面對(duì)實(shí)際操作中的風(fēng)險(xiǎn),如交通事故、設(shè)備損壞等,高度仿真的環(huán)境中獲得沉浸式體驗(yàn),還能夠提高學(xué)習(xí)興趣,增強(qiáng)學(xué)習(xí)體驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中的容錯(cuò)探究式學(xué)習(xí)過(guò)程,使學(xué)生能夠在失敗中學(xué)習(xí),培養(yǎng)了他們的創(chuàng)新思維和問(wèn)題解決能力。
虛擬仿真教學(xué)平臺(tái)的互動(dòng)性和可訪問(wèn)性
虛擬仿真技術(shù)是不僅是對(duì)教學(xué)手段的豐富,能夠大大提升教學(xué)的安全性和趣味性,也能夠帶來(lái)變革性的教學(xué)模式創(chuàng)新,為教學(xué)增添互動(dòng)性和可訪問(wèn)性。
在恒點(diǎn)與院校共創(chuàng)的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上,可以方便地開(kāi)展討論和答疑,以及學(xué)員的互相學(xué)習(xí),交流意見(jiàn),這種教學(xué)模式以學(xué)習(xí)者為主導(dǎo),學(xué)習(xí)者不再是單方面的受眾。另一方面,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)圍繞知識(shí)點(diǎn)教學(xué)開(kāi)展,強(qiáng)調(diào)對(duì)相應(yīng)的動(dòng)手及實(shí)踐能力的訓(xùn)練,全面應(yīng)用并掌握相關(guān)實(shí)驗(yàn)課程知識(shí),令理論與實(shí)踐緊密結(jié)合。
恒點(diǎn)還開(kāi)發(fā)出XR交互資源開(kāi)發(fā)編輯器VRC-Editor,能夠?qū)又髁魈摂M仿真設(shè)備與各類(lèi)虛擬仿真教學(xué)平臺(tái)。其零編程、流程化、模塊化的特性,允許教師在不依賴(lài)專(zhuān)業(yè)人員的情況下,根據(jù)教學(xué)進(jìn)度、學(xué)校需求、學(xué)生情況等因素,制作其他課程資源,支持個(gè)性化的教學(xué)方案訂制,使教學(xué)更加貼合學(xué)生的發(fā)展。
此外,恒點(diǎn)在慕課,即MOOC基礎(chǔ)上,創(chuàng)新地發(fā)展出MOOL概念(Massive Open Online Labs大規(guī)模在線開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室)。其允許學(xué)生不受地理位置和設(shè)備限制進(jìn)行實(shí)訓(xùn),無(wú)論身處何地,只要有網(wǎng)絡(luò)連接,就能參與到學(xué)習(xí)中。這種可訪問(wèn)性不僅是對(duì)個(gè)體學(xué)習(xí)時(shí)間與空間的解放,也可以實(shí)現(xiàn)校內(nèi)資源對(duì)外開(kāi)放,促進(jìn)教育公平。
虛擬仿真教學(xué)方式的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)
虛擬仿真的核心教學(xué)優(yōu)勢(shì)在于,實(shí)驗(yàn)不僅在內(nèi)容上涵蓋了理論知識(shí)與實(shí)踐操作,更提供了一個(gè)全面、系統(tǒng)的學(xué)習(xí)環(huán)境。
指揮交通教學(xué)一般面向具備計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、智能科學(xué)與技術(shù)等專(zhuān)業(yè)的本科高年級(jí)學(xué)生,對(duì)于基礎(chǔ)課程的要求較高。為了使學(xué)生能夠接觸到智慧交通領(lǐng)域的最新發(fā)展,激發(fā)他們投身于該領(lǐng)域研究和實(shí)踐的熱情,教學(xué)系統(tǒng)還注重激發(fā)他們投身國(guó)家工業(yè)的情懷和使命感。
學(xué)生將通過(guò)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)智能科學(xué)的發(fā)展趨勢(shì),通過(guò)實(shí)際程序和數(shù)據(jù),掌握人工智能算法的應(yīng)用。在培養(yǎng)科學(xué)研究素養(yǎng)和技術(shù)應(yīng)用能力的過(guò)程中,鼓勵(lì)學(xué)生解放思想、積極探索,并通過(guò)團(tuán)隊(duì)協(xié)作提升綜合素質(zhì),從而能夠獨(dú)立設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)和分析智能算法,深入理解智慧交通的核心。
結(jié)語(yǔ)
智慧交通的發(fā)展,需要大量具備實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神的人才。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步,虛擬仿真技術(shù)在智慧交通教育中的應(yīng)用將更加廣泛。未來(lái),我們期待看到更多的高校采用這種技術(shù),為智能交通系統(tǒng)的構(gòu)建提供強(qiáng)有力的人才與技術(shù)支持,進(jìn)而推動(dòng)智慧交通行業(yè)的持續(xù)快速發(fā)展。
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