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作为一种先进的人机交互技术,虚拟现实技术借助计算机图形技术和立体视觉显示技术,把计算机渲染的虚拟场景呈现给用户,并且提供用户友好的虚实交互方式,从而提供用户沉浸式的虚拟现实体验。近年来,将虚拟现实技术引进到教育是一种新的方式。文中以STEAM教育理念为主导思想,深度探索虚拟现实技术,将其真实的沉浸感、交互性强、构想性丰富的特点应用到教学领域中。针对电子电路仿真实验,通过构建虚拟器材、设计实验结果及逼真的实验场景,实现了电子电路虚拟仿真实验室,主要工作如下:(1)遵循STEAM教育思想,虚拟现实实验室要点是突出STEAM教育五种核心理念,在基于项目的学习和基于问题的学习上通过运用科学的知识和手法看待问题及解决问题,应用虚拟现实技术及其拓展领域结合STEAM教育给出电子电路仿真实验上的解决方案,使用户切身实际的感受到虚拟现实实验室所带来的教育思想。(2)基于电路仿真对实验内容进行设计,搭建了10个虚拟电路仿真实验,应用Altium Designer软件制作电路PCB板,通过Solidworks软件构建精密的虚拟电子元件,为了提高系统的沉浸性、构想性、交互性,利用功能强大的3dmax软件对虚拟元件进行渲染及烘焙,制作虚拟实验室所需的桌、椅、黑板等虚拟环境及大型实验器材,基本解决整个虚拟实验室所需静态模型。(3)针对整个电路仿真虚拟实验室,采用主流的Unity3D引擎开发,使用C#编程语言对系统的界面、视角、电子元件等进行独立开发。从初始的实验环境开始正式踏入虚拟实验室,通过鼠标和键盘的控制,浏览整个实验室的大致环境,通过文本提示查看实验器材,点击按钮实现界面跳转、实验选择、实验重置等功能。其中单机虚拟仪器操纵碰撞响应控制、按下开关的事件反应控制、电路逻辑功能的控制等都是实验交互的内容,以逼真的三维视角呈现整个实验的操作过程,结合真实的电路焊接实验情景制作逼真的电路仿真效果,完成整个系统的开发。以STEAM教育为背景的虚拟电路仿真实验,可让学生运用五种教学知识在逼真的虚拟环境中充分发挥想象力和创造力,开拓教学领域的新天地。