虚拟仿真实验教学系列产品是一种运用虚拟现实技术模拟真实实验的计算机教学软件，主要应用于日常教学的虚拟实验室中，产品包括基于互联网的虚拟仿真实验教学管理平台和虚拟仿真实验教学资源两大类，形成“平台+资源”组合方案，润尼尔目前拥有的实验教学资源覆盖20+学科，提供200+课程产品和3000+虚拟仿真实验教学项目，可为国家级虚拟仿真实验教学中心和国家虚拟仿真实验教学项目提供专业的建设和解决方案

方案背景 本方案积极响应“国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）”中对“建立虚拟实验室”的要求。全面体现国家“新课程标准”中强调“自主性”与“探究性”的教学思路，紧扣教材，用户可以亲自动手搭建各种学科场景，把书本中所有的演示实验、学生实验，通过交互式动画的形式展现出来。  虚拟实验室覆盖了小学科学，初高中理化生等多个学科，用于实验教学的辅助。为实验室装备欠发达的学校，提供切实有效的实验教学解决方案，为教学任务繁重的学校，提供高效率的实验教学解决方案。     建设虚拟仿真实验室的必要性和优势 1、提升教学效果  逼真、立体的表现形式可以让抽象的实验过程形象逼真演示出来，提升教学效果。 2、完成不可能的实验  辅助教师进行复杂实验、危险性实验、极端破坏性实验、反应周期过长实验、无法控制反应过程以及在传统实验室无法完成的实验等，安全、直观的进行展示。 3、增强课堂趣味性  借助多媒体技术、虚拟仿真技术、传感技术、输入输出技术，构建了一种高度虚拟现实仿真的实验教学环境，使学习者体验置身其中的感觉，有助于发展学生的构建思维。 4、丰富课堂教学形式  虚拟仿真实验教学打破了对客观条件的依赖性，满足实际的课堂教学需要，逐步成为老师得力的实验制作工具。 5、方便高效的器材库  各种大小实验应有尽有，且无器材损耗，和实验室零距离，随时随地都可进行实验，为学校节约实体实验室建设成本。   方案场景展示 课前备课：结合课件内容有针对性挑选实验；实验室没有的器材在这里可以任意挑选；无论是在家里，还是在学校都可以结合虚拟实验进行备课。  课堂演示：在纳米触控黑板上，轻松实现复杂、危险、实验现象不易观察的实验；再也不会因为传统实验室缺乏器材而让学生错过实验的乐趣。  课后复习：虚拟实验室可以保存到平台，方便学生随时随地复习，不受时间、空间限制。  

该方案基于线上虚拟仿真实验或线下VR/AR/MR/等实验教学的核心技术，以管理平台为核心支撑，以实验资源为重点内容，涵盖包括沉浸式VR、桌面式VR、立体显示大屏幕、CAVE等硬件系统，以及可选配套云渲染等关键技术，融合基于润尼尔多年虚拟仿真产品研发技术经验，搭建软、硬一体化的综合实验环境。

DR、CT、MRI 和 MRS 系列仿真实验仪软件可用于低成本批量化规范化仿真实验教学，同时还可以在模型设计，系统问题（伪影）分析和解决，放疗模拟定位，提高磁共振扫描效率，人工智能影像诊断领域样本增广方面有应用。

内含开发课程，配套相关视频、电子课件、试题库、模型素材库等等，使学生了解虚拟仿真行业现状、前景及应用，培养学生的项目策划、产品设计、品质把控等各项硬实力，独立完成虚拟仿真软件从无到有的全过程开发及研究。

化学仿真实验室，综合应用AI和AR技术，通过3D建模虚拟再现真实的实验场景，借助先进的体感交互设备Kinect进行虚实互动，将真实的实验者与虚拟仿真的实验器材结合到一个画面里，实验者实现无需佩戴任何体感设备，纯手势就可以进行实验互动教学。 化学仿真实验室包含初中化学所有重点难点实验内容，有效协助老师进行实验教学，丰富实验教学方式，提高实验教学效果，降低实验风险。 化学仿真实验室包含： 硬件：服务器、机械手臂、显示器、拓展显示设备、kinect全套。 软件：根据教学要求制作的化学仿真实验资源库，包含初中化学所有重点难点实验内容。如制取氧气、粉尘爆炸实验、金属与稀硫酸的反应等。

物理仿真实验室，综合应用AI和AR技术，通过3D建模虚拟再现真实的实验场景，借助先进的体感交互设备Kinect进行虚实互动，将真实的实验者与虚拟仿真的实验器材结合到一个画面里，实验者实现无需佩戴任何体感设备，纯手势就可以进行实验互动教学。 物理仿真实验室包含初中物理所有重点难点实验内容，有效协助老师进行实验教学，丰富实验教学方式，提高实验教学效果，降低实验风险。 物理仿真实验室包含： 硬件：服务器、机械手臂、显示器、拓展显示设备、kinect全套。 软件：根据教学要求制作的物理仿真实验资源库，包含初中物理所有重点难点实验内容。如平面镜成像、二力平衡的条件、磁场方向等。

临床MR 仿真实验仪由三个模块组成： 数字人MR扫描模块，数字MR 图谱模块和MR 仿真扫描模型。 本实验仪采用虚拟核磁扫描技术对标准数字人体进行真实扫描，可得到任意权重图像； 可满足医学影像技术、医学影像诊断专业学生的MRI 基本扫描实际操作，同时满足临床MRI 技师针对核磁参数对图像对比度控制规律的培训学习，以及任意权重的人体断层影像解剖课程的教学资源。

MRISim3.0实现了动态显示核磁共振数据采集和图像重建过程，通过参数的任意调整对信号和图像的影响规律以及伪影的表现和成因分析，从而实现根本上掌握核磁成像原理。 MRISim3.0台式核磁共振技术仿真实验仪用于直观快速的学习了解核磁共振弛豫分析技术的原理；也可用于相关专业人员的早期自学原理和操作，熟悉参数的设置规则；同时也可以实际测试样品的信号且与弛豫谱结果比对参考。 本仿真实验仪适用于医学影像技术、生物医学工程、医学影像工程专业对于核磁共振成像原理的实操实验教学。

一、平台背景 虚拟仿真实验教学是高等教育信息化建设和实验教学示范中心建设的重要内容，是学科专业与信息技术深度融合的产物。为贯彻落实《教育部关于全面提高高等教育质量的若干意见》（教高〔2012〕4号）精神，根据《教育信息化十年发展规划（2011-2020年）》，教育部决定于2013年启动开展国家级虚拟仿真实验教学中心建设工作。其中虚拟仿真实验教学的管理和共享平台是中心建设的重要内容之一。 目前，大多数高校都有针对课程使用实验教学软件，但由于每个专业或课程的情况不同，购买的软件所采用的工作环境、体系结构、编程语言、开发方法等也各不相同。由于学校管理工作的复杂性，各校乃至校内各专业的实验教学建设大都自成体系，各自为政，形成了“信息孤岛”。主要面临如下问题： • 管理混乱，各种实验教学软件缺乏统一的集中管理； • 使用不规范，缺乏统一的操作模式和管理方式； • 可扩展性差，无法支持课程和相应实验的扩展； • 各系统的数据无法共享，容易形成“信息孤岛”； • 缺乏足够的开放性； • 软件部署复杂，不同的软件不能运行在同一台服务器上。 二、平台目标 该平台的目标就是高效管理实验教学资源，实现校内外、本地区及更广范围内的实验教学资源共享，满足多地区、多学校和多学科专业的虚拟仿真实验教学的需求。平台要实现学校购置的所有实验软件统一接入和学生在平台下进行统一实验的目的，通过系统间的无缝连接，使之达到一个整体的实验效果，学校通过该平台的部署，不仅可以促进系统的耦合度，解决信息孤岛的问题，还可以使学校能够迅速实施第三方的实验教学软件。 平台提供了全方位的虚拟实验教学辅助功能，包括：门户网站、实验前的理论学习、实验的开课管理、典型实验库的维护、实验教学安排、实验过程的智能指导、实验结果的自动批改、实验成绩统计查询、在线答疑、实验教学效果评估等功能，同时该平台可扩展集成第三方的虚拟实验课程资源或自建课程资源，为各类院校虚拟实验教学环境提供服务并进行相应的应用。 三、应用方案 《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010－2020年）》第十九章第六十条明确指出:加强优质教育资源开发与应用。加强网络教学资源库建设。引进国际优质数字化教学资源。开发网络学习课程。建立数字图书馆和虚拟实验室。建立开放灵活的教育资源公共服务平台，促进优质教育资源普及共享。创新网络教学模式，开展高质量高水平远程学历教育。 虚拟实验建设的理念就是采用我们这个方案的理念(平台+资源)，发布一个虚拟实验中心门户网站、建设一个开放式虚拟仿真实验教学的管理和共享平台，然后再陆续把相关虚拟实验课程的资源统一放到该平台来进行管理，从而面向各个学科的相关课程开展虚拟实验教学。 四、平台的主要功能 开放式虚拟仿真实验教学的管理和共享平台包括虚拟实验中心门户网站、实验前的理论学习、实验的开课管理、典型实验库的维护、实验教学安排、实验过程的智能指导、实验结果的自动批改、实验成绩统计查询、数字化资源管理、师生互动交流和系统管理等子系统。 虚拟实验中心门户网站：一个动态Web系统，系统内容包括中心介绍、实验教学、实验队伍、管理模式、设备与环境、教学特色、中心新闻/公告/通知等。 实验教务管理：课程库、培养计划、排课、选课、开课审核等功能。 实验教学管理：现场实验安排、虚拟实验安排、实验批改、考勤管理、成绩管理、实验报告等。 实验前理论学习：实验前学生通过练习、自测、课件等方式学习实验理论知识。 实验过程智能指导：学生在实验过程中遇到问题可以请求指导，系统给出指导信息。 实验结果自动批改：学生提交实验结果后系统自动评判，给出分数和评分点。 数字化资源管理：各种虚拟实验、仿真软件和演示动画的上传、发布。 实验室开放预约管理：实验室设备借出、实验室预约、实验预约、工位预约管理。 师生互动交流：实时答疑、在线留言等。 系统管理：用户、分组、角色、权限、日志、备份管理和实时监控等。 五、平台特点 1)系统针对学校实验教学整体需求设计，满足校级实验教学需要； 2)可集成所有符合标准的第三方虚拟实验系统和软件； 3)经典实验的设计采用B/S架构，方便学生使用和系统部署； 4)全面开放了实验室的实验资源，提供开放式实验教学服务。方便学生自主灵活参与实验，充分发挥学生的主观能动性，提高实验教学的效果； 5)多种角色应用体系，多种业务权限配置，满足学生、教师、教务人员、实验室管理人员和校领导的需求，受益面广； 6)人性化的协同学习，帮助教师和学生随时随地通过网络在线或离线交流； 7)虚拟实验和现实实验相结合，丰富了实验教学方式，通过系统可同时管理硬件实验和虚拟实验； 8)实验教学排课灵活，可统一安排也可学生自选，提供学生、教师以多种方式打印课表； 9)多种数据导入导出功能，方便各种身份角色数据汇总、数据统计； 10)可无缝集成到学校的教学教务管理系统中； 11)支持实验报告在线提交，并提供实验报告在线批注和智能批功能； 12)可根据现实实验室进行直观的工位布局，方便学生预约和入座； 13)支持在线多媒体编辑宣传内容，可实现实验中心与下设实验室门户网站统一管理； 14)系统更加注重实验教学效果。