N海都记者
学理科的人们对小学、中学时代的实验课，记忆犹新。特别是一些高难度或有潜在安全风险的实验项目，在很多普通学校的实验条件下根本无法实现。如今，这种记忆随着网龙华渔教育公司开发的中小学虚拟实验产品而被彻底刷新。网龙华渔联手中央电化教育馆，融合AI、3D、VR等前沿科技，高度还原逼真的物理、化学、生物学、科学等学科实验现象与过程，打造了全国基础教育实验教学新模式，让更多“智慧实验”走进现实。
据悉，这是网龙公司围绕“数字教育”和“全球创新”两大主题，通过龙头企业驱动、孵化创新、智能升级，带动数字教育产业集群，打造数字经济发展新引擎，推动中国数字教育解决方案走向全球的一个生动案例。
互联网时代实验教学新模式
教育部发布的《关于加强和改进中小学实验教学的意见》，要求2023年前将实验操作纳入初中学业水平考试，有条件的地区可将理化生实验操作纳入普通高中学业水平省级统一考试，并强调创新实验教学方式，建设复合型综合教学环境。因此，中央电化教育馆虚拟实验教学服务系统应运而生。
网龙华渔教育作为央馆中小学虚拟实验产品的技术研发方，为教师、学生的学科实验活动提供教、学、练、测等应用服务，包括实验视频、3D交互课件、VR仿真交互课件、3D/VR仿真测试类等多种形态的实验教学资源，并与国家智慧教育公共服务平台实现账号互通。
据网龙华渔教育该项目负责人余俊介绍，国家中小学智慧教育平台由虚拟实验资源库、虚拟实验教学软件系统、虚拟实验教学数据分析系统构成，上述的实验场景在web端、移动pad端、PC电脑端、VR一体机等场景中适用。
创新体现为四大优势
据余俊介绍，虚拟实验室系统体现为四大无可替代的优势：
一是虚拟仿真，搭建沉浸式智慧实验环境。网龙华渔教育采用的是3D/VR虚拟仿真技术，打造沉浸式、超真实体验。其中3D虚拟实验引擎高度还原逼真的实验现象，还可实现实验条件的自由调节，重现 “理想”与“非理想”实验。VR虚拟实验通过三维建模，使用交互设备（VR头盔+6dof手柄）来模拟现实环境，将抽象概念具象化，提供声临其境的多感官体验为学生打造仿真的实验环境。
二是人机协同，赋能实验教学模式创新。引入人工智能、知识图谱等技术，构建人机协同智能实验系统，通过AI智能助教引导，实时进行实验步骤指导、知识讲解、错误提示，进行学情诊断，构建了学习数据收集、学习行为识别、资源个性推送的实验教学新模式。
三是实验引擎，实现教学资源灵活扩展。实验引擎提供开放的实验器材素材库，运用创编系统，能够在元件器材基础之上，灵活组合虚拟实验器材，调用云端系统引擎，完成超大数据的处理运算，渲染产生新的实验场景，轻松实现探索式虚拟实验教学情境的搭建。
四是大数据驱动，推动实验评价方式改革。破除传统评价方式，中小学虚拟实验产品通过制定统一的数据采集标准和使用规范，全方位、多层次、伴随性采集学生实验学习过程数据，强化实验教学过程评价，改进实验教学结果评价。
可衍生出更多自创实验
余俊告诉记者，该技术在于基于Unity3D 框架，深度研制了初高中物理、化学、生物学和小学科学七大学科的虚拟实验引擎，开发了符合学科教学知识要求的实验组件。针对中国的中小学实验教学、实验器材、实验操作、实验评价、实验创编、实验情境、实验场地、信息网络等多条件要求，重点研发了虚拟实验专属交互式播放器，大幅度提升了虚拟实验教学场景逼真感、知识呈现感、人机交互感、学习沉浸感。
据悉，虚拟实验教学软件系统包括虚拟实验基础平台、虚拟实验播放器、虚拟实验测试系统、虚拟实验创编系统。而虚拟实验基础平台支撑整个系统的正常运转，承担统一门户角色，是实验资源调用的唯一入口和教师在线培训的入口，提供支撑实验微课课件的在线播放和3D/VR实验资源的交互操作。
此外，虚拟实验交互式播放器作为PC端的播放器插件，为3D交互课件及VR仿真交互课件提供运行环境；虚拟实验测试系统为各学科的实验练习、模拟测试提供运行环境；虚拟实验创编系统可以在原有实验基础上为教师提供实验的二次创编，可衍生出更多自创的实验供教学使用。
编辑：白白