快闪秦岭，仿真解剖！VR虚拟让农业成为最靓的仔！
当今时代，随着信息科技的进步，虚拟技术也日趋成熟。虚拟技术在各个领域中的应用进一步得到拓展，虚拟实验对教学具有重要的指导意义。近几年西农的虚拟仿真实验教学卓有成效，并实现了新的突破。下面小西带大家来了解一下吧！
首先就让小西带着大家去看一看我校的虚拟仿真实验教学中心吧！坐标是信息工程学院计算机实验教学中心三层。
为深化信息技术与教育教学深度融合，教育部从2017年开始开展示范性虚拟仿真实验教学项目认定工作，以此推进虚拟仿真实验教学项目的应用普及。虚拟仿真实验教学项目以现代信息技术为依托，拓展实验教学内容广度和深度、延伸实验教学时间和空间；重点解决真实实验项目条件不具备或实际运行困难，涉及高危或极端环境，高成本、高消耗、不可逆操作、大型综合训练等问题；是推进完善现有实践教学体系、提高实践教学质量的重要举措。
学校教务处依托信息工程学院历时三年时间，建设了开放共享的虚拟仿真实验教学管理平台，以实现实验教学资源的高效管理及服务共享。虚拟仿真实验教学管理平台由教务处统管，信息工程学院负责具体平台建设与运行管理，探索线上线下教学相结合的新型实验教学模式。
我校从2017年开始试点，2018年开始一期建设，目前共完成虚拟仿真实验教学项目17项，其中2017年认定省级项目2项；2018年认定省级项目5项，认定国家级项目2项。根据教育部虚拟仿真实验教学项目建设规划，今年下半年我校有6个专业大类的项目可以申报省级、国家级认定，届时我校申报资源数量可达22项，其中6项已建设完成，16项已完成招标及合同签订，中标公司已和项目负责老师深入对接进入制作程序，教务处拟通过加强过程管理，争取2019年认定数量再创新高。
虚拟仿真实验教学项目本着“虚实结合，能实不虚”的原则，根据实际环境或物体按照真实比例进行建设，为使用者提供一个近乎真实的教学环境。通过虚拟仿真实验教学，学生可以在线上多次练习提高熟练度，同时在虚拟仿真实验过程中还可以通过做一些习题来巩固所学，从而提高线下真实实验的成功率和效率。而且虚拟仿真实验教学可以不受时间空间的限制，为学生创造了更多实验学习的机会。
接下来和小西一起看一看国家级和省级的虚拟仿真实验教学项目吧！
学生在秦岭火地塘实习仅有一周的时间，只能了解掌握当季的植物，无法见到其他季节的植物，或者只能见到花不能见到果，不能全面了解火地塘的植物。秦岭火地塘植物学综合仿真实训项目通过采用VR虚拟现实技术，使学生在电脑手机端就可以全面了解秦岭火地塘的主要植物，观察不同季节火地塘植物的种类和形态特征，认识常见植物，掌握各种植物识别特征和鉴定的方法。
学习者可以通过虚拟实习，对虚拟现实中的3D植物进行反复的模拟解剖观察练习，可清晰看到现实中很难观察清楚的微小花的内部构造，如子房室数、胎座类型等，全面掌握植物的形态特征和鉴定技术；同时，也解决了珍稀濒危植物不易见到，不能对其进行破坏性解剖观察的难题。为“全天候”植物实习和实现植物实习的“翻转课堂”教学创造了条件。
桃小食心虫全年测报与防治虚拟仿真实验采用VR虚拟现实技术，结合实验室和野外观察，采用虚拟教学的方法，逼真展示桃小食心虫在苹果树发芽前、幼果期、果实膨大期、果实采收期、落叶期五个不同阶段生长发育变化，将苹果的危害情况、调查和测报方法、预防措施等内容，形象、生动、有趣，体验感和交互性强展示出来。突破了传统植物保护实验方法，实现了长时间、多时空的桃小食心虫发展过程的集中展示，学生可以随时随地在三维虚拟环境中开展桃小食心虫虫害观察、调查及防治实验，身临其境地了解和调查各阶段桃小食心虫虫害发生情况。
农业水工程测量综合仿真实训项目内容是测量基础课程实验实习教学的核心内容之一，包括测量仪器结构与功能、地形图测绘、水下地形测量和GNSS测量原理及应用。针对传统实验实习教学存在仪器内部构造抽象、操作流程繁琐易错、野外实习安全风险较大等问题，学生对实际测量生产过程较难有系统认识。项目基于VR、VA等技术，为使用者提供了良好的展示和交互平台，既可以巩固课堂理论知识，又是一个将理论知识实践化、应用化的过程。
农业机械变速箱数字化快速设计
及虚拟拆装实验
车辆拆装实习是车辆工程系的一门综合实践课，机械式变速器拆装是其中的一个环节。变速箱作为动力机械的核心部件，在结构方面，由于其结构复杂，拆装过程繁琐，实际操作难度较大；在设计方面，运用传统的方法，设计步骤复杂，需要大量人力物力，且容易由于反复设计而出现错误，使得设计结果较难符合用户要求，大大增加了设计成本。采用基于参数驱动的机械变速箱数字化快速设计和虚拟拆装的仿真教学手段，可以很好解决上述问题，使学生在掌握农业机械变速箱的结构、工作原理和零部件装配关系的同时，很好的了解机械变速箱数字化快速设计技术。
新型有机荧光探针的设计、合成
及其对农产品中汞离子的灵敏检测
与现实操作的不同：这个虚拟仿真实验教学系统省去了实际中的一些简单重复操作，重点展示原理、过程，以及一些实物展示或讲解的结构和操作。另外，展示的实物均是来源实验室仪器制作的。
这个项目特色在于，我们把我们的科研成果应用到了教学上面。这个虚拟仿真实验涉及到了化学中的多门学科，是对学生综合知识运用的考察，也对学生的综合能力培养具有很好的促进作用。
“植物源农药综合仿真实训”实验教学项目通过VR虚拟现实技术，使学生对植物源农药开发流程有一个宏观、系统的认识，将学生的碎片化的专业知识系统化。学生通过VR虚拟现实技术在短时间内能对活性植物筛选、植物中有效成分分离与鉴定、农药制剂研究、毒性研究、农药田间药效试验、植物源农药活性物质工业化提取过程等植物源农药开发与生产流程中的6个主要环节有一个较为深入的理解和掌握。该项目的建成，为《制药工程专业生产实习》创造了教学条件，学生可以在实习前，对过程中的关键操作进行仿真实习，到实习现场进行自主探究式实习，有效提高生产实习教学质量。
接下来一起了解一下其他的项目吧！
“家兔胃黏膜壁细胞泌胃酸功能虚拟仿真系统”让学习者快速掌握家兔的保定和麻醉、腹部解剖、主动脉灌流、胃黏膜壁细胞的分离、胃黏膜壁细胞的原代培养、胃黏膜壁细胞胃酸分泌影响因素及胃酸检测、培养细胞的免疫荧光染色等技术和方法，解决了传统实验方法难以解决的多次练习操作和需要用到大量的贵重仪器和实验室面积的难题。
“林木容器育苗虚拟实验”利用VR虚拟现实技术模拟现代温室育苗环境，逼真展示容器育苗的生产过程和主要技术环节，在学生的操作下完成育苗基质的材料选择、营养土配制和消毒、Ph调节和确定育苗容器等技术环节，完成育苗的全过程，并展示播种后间苗、补苗、除草、施肥等内容，形象展示起苗、分级、包装和运输等环节。实验操作性强，具有很好的趣味性，克服了现实育苗受季节和场地影响的局限性，学生可以随时开展实验，每一步操作都有几种方案供学生选择，以充分发挥学生的主观能动性，最终实现育苗过程的优化。
葡萄酒工程原理虚拟仿真实验—
干红葡萄酒工厂生产实训仿真系统
“葡萄酒工程原理虚拟仿真实验—干红葡萄酒工厂生产实训仿真系统”实验教学项目通过VR虚拟现实技术，以生产工艺流程为主线，单元操作为核心，仿真工厂化干红葡萄酒生产过程中工艺过程及主要设备结构原理，展示主要设备运行及物料变化过程，虚拟生产过程操作。使学生了解工业化生产葡萄酒厂厂区与车间设计、设备布置要求，观察生产过程中主要设备运行操作步骤及物料变化情况，认识不同类型的单元操作生产设备，掌握设备工作原理和操作流程，学会根据工程原理如何选择设备满足工艺要求的方法。通过虚拟仿真实验教学系统，学生可以不受生产时间、场地、危险因素等限制，在专业课程和工厂实习前身临其境学习干红葡萄酒生产知识，有效提高工科课程学习的兴趣和积极性。
植保无人机作为一种现代化的施药手段，具有高效、地形和作物适应力强、农药利用率高等特点。由于受到季节、场地、器械以及成本等限制，无人机农药喷洒难以实现学生实操。针对以上问题，“植保无人机农药喷洒仿真”实验教学项目利用VR虚拟现实技术，对小型无人机农药喷洒过程中的多个影响因素：温度、湿度、环境风速、飞行高度以及助剂等因素进行仿真模拟，使学生能够生动形象地了解和掌握该类航空植保手段的特点和条件设计要领。同时，对农药喷洒过程雾滴的形成、沉降、铺展以及内吸等物理化学机理也进行仿真模拟，使学生能够综合运用所学的植物化学保护、制剂加工、化工原理、物理化学等农、工、理科知识，服务于现代农业。
“土壤侵蚀原理展示”虚拟仿真教学，按照“侵蚀过程定量模拟仿真与虚拟场景三维重现相结合，以先进的虚拟仿真技术为载体，促进学生从感性思维向理性思维转变”的建设方式，以土壤侵蚀营力为核心，展现土壤侵蚀的时空分布。该仿真实验共计8个展示模块，分别针对水力、重力、水力和重力的综合作用力、风力、温度作用力、冰川作用力、化学作用力和人类活动等8个作用下发生的侵蚀现象模拟。通过虚拟仿真，展现危险环境和当前科技水平条件下无法现场测定的侵蚀机理，服务于侵蚀探索。
“烟气除尘脱硫脱硝虚拟仿真实验”采用VR虚拟现实技术模拟燃煤锅炉烟气的除尘脱硫脱硝过程，逼真的展示了烟气除尘脱硫脱硝的设备、工艺流程和原理，将粉尘在电除尘器中的荷电、迁移与捕集、硫氧化物与石灰石在脱硫塔中的吸收过程、氮氧化物在选择性催化还原反应器中的反应化学等内容通过VR虚拟的体验感和交互性形象、生动、有趣的展示出来。该实验教学项目的建成，为大气污染控制工程实习“翻转课堂”创造了教学条件，学生可以在实习前，对实习内容进行虚拟仿真学习，到实习现场进行自主探究式实习，有效提高大气污染控制工程实习教学质量。
“发动机拆装虚拟仿真实训”通过三维虚拟仿真技术整体真实反映了汽油发动机五大系统、两大机构的工作原理、工作过程及细节结构，并配以可交互操作的虚拟拆装工具、技术要求，学生可以完成从整机到部件及零件的拆卸和安装过程，在虚拟拆装实训中深入了解和观察现代车用发动机各系统、各机构、各部件的功能和结构对应关系。在发动机拆装实训教学环节中“发动机拆装虚拟仿真实训”系统与“发动机拆装实训台”相互配合，虚实结合，使发动机的各系统、各部件“看得见、摸得着、动的了”，有助于学生对发动的从整体到局部建立起直观感性的认知，进一步增加对发动机原理和构造的理解。
检疫性有害生物的
熏蒸处理虚拟仿真实验
“检疫性有害生物的熏蒸处理虚拟仿真实验” 运用3D虚拟仿真技术、通过3Dmax对虚拟场景建模，模拟熏蒸处理进口水果的场景和过程。用unity3D完成交互开发，使学生了解熏蒸的概念、熏蒸剂类型、熏蒸方式、熏蒸设备，影响熏蒸处理效果的因素，同时身临其境地了解和熟悉熏蒸处理的程序、技术操作要领及注意事项。该系统形象、生动，体验感、交互感强，弥补了检疫熏蒸处理不能在实验室操作实现的不足，可有效提高植物检疫学的实验教学质量。
“葡萄遗传转化虚拟仿真实验” 项目通过VR虚拟现实技术，系统逼真的展示了葡萄遗传转化的整个过程。从田间小花蕾的采集到次生原胚团的诱导，从农杆菌介导的遗传转化到转基因材料成苗，学生可以清晰的观察到受体材料在不同时期的状态及所采用培养基的不同。“葡萄遗传转化虚拟仿真实验”项目的建成，可以使学生在短时间内了解葡萄遗传转化的过程，对葡萄遗传转化过程中的基本研究方法和操作程序有系统全面的认识，有效地提高了学习效率。
高级细胞生物学显微亚显微
成像综合实验
“高级细胞生物学显微亚显微成像综合实验 ”通过VR虚拟现实技术学习系统，逼真展示荧光显微镜、激光共聚焦显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜的主要工作部件，采用虚拟教学方式引导学生对四种显微镜的主要操作流程开展学习。解决了现实中这些价格高昂的仪器需要精密维护，一般学生难以开展单人实际操作学习的问题，学生通过虚拟操作学习，能形象的理解有关显微镜的操作原理与操作流程，从而减少对大型精密仪器误操作带来的损失、提高学生的综合素质，有效提高细胞生物学研究技术的教学质量。
经过切身的体会，小西觉得虚拟仿真教学有诸多优点呢，体验者想要什么时候做实验，实验做多久，可以随意发挥不受场地等的制约，而且它的仿真程度完全不亚于实际实验，具有极强的真实性，另外虚拟实验室里做实验比在现实实验室里做实验安全得多，还可以做一些平时在实验室里做不到的实验。操作人员人机交互性很强，操作灵活，随性发挥，使用非常方便！
看了这些项目大家是不是特别想试一试呢？别着急，小西这就告诉大家如何使用这些项目！
点击图片下方链接即可
方法一：按下图所示步骤进行
方法二：按下图所示步骤进行
还有哪些课程大家觉得
做成虚拟仿真会很有趣呢？
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来源：教务处 虚拟仿真实验教学中心
采访：乔丽娜 刘懿颖 闫珅 徐肖阳
李昕颖 刘怿泠 张博洋
视频：李昕颖 闫珅
动图：孙宇杰
出镜：张博洋 朱珊娜 费攀锋
【一周播报】西农14项科技成果荣获2018年度陕西省科学技术奖（4.6-4.12大事件）
网络编辑：徐肖阳
闫 珅
责任编辑：王 婷
终 审：郭建东