導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫好一篇虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公文云整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關(guān)鍵詞：虛擬仿真技術(shù)；電子技術(shù)信息化教學(xué)；Multisim仿真軟件

大多數(shù)高校的工科專業(yè)都開設(shè)有電子技術(shù)課程，該課程是一門理論性和實(shí)踐性都非常強(qiáng)的課程，需要學(xué)生扎實(shí)掌握電路原理和分析方法，具備模擬和數(shù)字電路的分析設(shè)計(jì)能力。面對(duì)日新月異的新技術(shù)和新知識(shí)，轉(zhuǎn)變教育思想和教育觀念，用新的理念改革教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法，特別是在新工科背景下推進(jìn)實(shí)踐教學(xué)改革[1]，從而培養(yǎng)工程實(shí)用型人才，一項(xiàng)重要的舉措就是增加實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的學(xué)時(shí)，鍛煉學(xué)生的實(shí)踐能力。但是，一方面，受到教學(xué)條件和課程設(shè)置的限制，無(wú)法保證學(xué)生能夠隨時(shí)進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室；另一方面，傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)不夠靈活，固化的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目限制了學(xué)生的創(chuàng)造性。因此，很多學(xué)校引入了虛擬仿真技術(shù)，如電力電子實(shí)驗(yàn)仿真平臺(tái)[2]。還有學(xué)校將虛擬仿真技術(shù)與教學(xué)平臺(tái)相結(jié)合，建立了虛擬仿真實(shí)驗(yàn)中心，如林業(yè)技術(shù)裝備虛擬仿真實(shí)驗(yàn)中心[3]、電子信息技術(shù)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)[4]。本文對(duì)如何充分利用信息化教學(xué)手段，結(jié)合虛擬電子仿真技術(shù)進(jìn)行研究，以期達(dá)到提高學(xué)生實(shí)踐能力的目標(biāo)。

一、電子技術(shù)信息化教學(xué)概述

電子技術(shù)一般分為模擬部分和數(shù)字部分，其中模擬部分理論性較強(qiáng)，數(shù)字部分實(shí)踐性較強(qiáng)。對(duì)于計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生，理論教學(xué)多為52學(xué)時(shí)。很顯然，如果學(xué)生想牢固掌握知識(shí)內(nèi)容，僅靠課上教學(xué)是不夠的，學(xué)生還需要課下預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)和動(dòng)手實(shí)操。為了更好地指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行課下的學(xué)習(xí)，筆者建設(shè)了電子技術(shù)網(wǎng)絡(luò)課程，方便學(xué)生自學(xué)和復(fù)習(xí)。筆者針對(duì)教學(xué)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，錄制微課，上傳至網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，并與學(xué)生在線交流。架設(shè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理服務(wù)器，方便學(xué)生提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告和結(jié)果。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理系統(tǒng)中提交的實(shí)驗(yàn)結(jié)果需要學(xué)生在課下完成，引入虛擬仿真技術(shù)，學(xué)生即可靈活地利用課余時(shí)間完成實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)和實(shí)驗(yàn)練習(xí)任務(wù)。

二、Multisim仿真軟件

Multisim是一款非常優(yōu)秀的仿真軟件，利用該軟件能夠進(jìn)行板級(jí)的模擬和數(shù)字電路仿真。該軟件比SPICE簡(jiǎn)單，容易上手，并且該軟件功能強(qiáng)大，提供了主流電子器件商生產(chǎn)的超過(guò)17000種電子元件。最重要的是，在學(xué)生預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)階段，引入Multisim仿真軟件不僅能節(jié)省大量的電氣元器件、實(shí)驗(yàn)器材，還為實(shí)驗(yàn)提供了安全保障[5]。

三、虛擬仿真技術(shù)在電子技術(shù)信息化實(shí)踐教學(xué)中的具體應(yīng)用

在教學(xué)中引入虛擬仿真軟件，一方面能夠讓學(xué)生拓寬知識(shí)面，鍛煉其自主學(xué)習(xí)能力；另一方面滿足了學(xué)生課程學(xué)習(xí)的需求。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)布置預(yù)習(xí)和練習(xí)任務(wù)，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)管理服務(wù)器上提交結(jié)果，達(dá)到提高實(shí)踐動(dòng)手能力的目的。如圖1所示，為虛擬仿真技術(shù)在信息化實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用場(chǎng)景。下面，筆者以Multisim為例，通過(guò)兩個(gè)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明虛擬仿真技術(shù)在信息化實(shí)踐教學(xué)中發(fā)揮的作用。例如，在進(jìn)行模擬部分的集成運(yùn)算放大器實(shí)驗(yàn)時(shí)，封閉的實(shí)驗(yàn)箱僅能鍛煉連線等操作，參數(shù)調(diào)整不方便直觀。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不理解原理，一節(jié)實(shí)驗(yàn)課變成了實(shí)驗(yàn)儀器練習(xí)使用課。筆者首先將放大器實(shí)驗(yàn)給學(xué)生，讓其利用Multisim設(shè)計(jì)如圖2所示的仿真電路進(jìn)行預(yù)習(xí)，這只需花費(fèi)很少的時(shí)間。通過(guò)更換信號(hào)源V1，可實(shí)現(xiàn)多種直流信號(hào)、交流信號(hào)的反向放大。調(diào)整電阻R3和R1的值，改變反向比例參數(shù)的值，學(xué)生可以直觀地驗(yàn)證反向比例系數(shù)。在輸出端，學(xué)生可以通過(guò)示波器、萬(wàn)用表等多種虛擬分析儀器，對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析和顯示。又如，數(shù)字電路的實(shí)驗(yàn)安排在模擬電路實(shí)驗(yàn)之后，傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法是使用不同實(shí)驗(yàn)箱分別完成模擬和數(shù)字實(shí)驗(yàn)，學(xué)生還沒有完全熟悉一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)設(shè)備就要更換另一種。利用虛擬仿真軟件則可以非常容易地實(shí)現(xiàn)數(shù)字電路結(jié)構(gòu)的仿真，有很好的連貫性。如圖3所示，為使用Mul－tisim實(shí)現(xiàn)六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器電路，該級(jí)聯(lián)計(jì)數(shù)器實(shí)驗(yàn)需要較多的連線操作，學(xué)生不熟悉實(shí)驗(yàn)設(shè)備和原理很容易造成課上時(shí)間的浪費(fèi)。如果通過(guò)設(shè)計(jì)如圖2所示的虛擬仿真電路，學(xué)生就可以充分理解電路原理，學(xué)生再進(jìn)行實(shí)物實(shí)驗(yàn)時(shí)，就可以加快連線速度，取得較好的實(shí)驗(yàn)效果，大幅提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)效率和質(zhì)量。

篇2

關(guān)鍵詞：虛擬仿真；齒輪傳動(dòng)裝置；機(jī)械設(shè)計(jì)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)

齒輪傳動(dòng)作為各種工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備的核心裝置被企業(yè)大量應(yīng)用。齒輪的與密封性能，對(duì)于延長(zhǎng)傳動(dòng)裝置使用壽命、節(jié)能減排、保護(hù)環(huán)境都有重要意義。由于實(shí)驗(yàn)成本較高、安全性難以保障等問題的限制，當(dāng)前高校的機(jī)械設(shè)計(jì)課程中并未開展有關(guān)齒輪傳動(dòng)裝置與密封的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，難以滿足當(dāng)前機(jī)械工業(yè)發(fā)展趨勢(shì)對(duì)人才培養(yǎng)的多樣化需求。因此，結(jié)合中國(guó)制造業(yè)、鋼鐵冶金業(yè)的綠色化發(fā)展方向與新工科發(fā)展要求，建設(shè)機(jī)械設(shè)計(jì)課程“齒輪傳動(dòng)裝置的與密封設(shè)計(jì)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)”，對(duì)于提升機(jī)械類專業(yè)學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力和實(shí)踐能力具有重要意義。探索促進(jìn)機(jī)械類專業(yè)學(xué)生的實(shí)踐與創(chuàng)新能力培養(yǎng)的新方法，開發(fā)教學(xué)新模式是新工科背景下高校教學(xué)改革的發(fā)展方向[1]。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)已成為專業(yè)教學(xué)體系的重要組成部分[2]。將虛擬仿真、虛擬樣機(jī)等先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械類實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，向?qū)W生直觀展示機(jī)械結(jié)構(gòu)和工作原理，允許學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新性自主實(shí)驗(yàn)，實(shí)質(zhì)性推進(jìn)知識(shí)與能力并重的復(fù)合型創(chuàng)新人才培養(yǎng)進(jìn)程[3-6]。因此，掌握齒輪傳動(dòng)裝置常用的與密封方式及其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，能熟練掌握其運(yùn)用原則和方法并通過(guò)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)進(jìn)行強(qiáng)化，是培養(yǎng)“大國(guó)工匠”必備的基本技能之一[7-9]。綜上所述，我校以單級(jí)直齒圓柱齒輪減速器為載體，將齒輪傳動(dòng)裝置的與密封基本知識(shí)與虛擬仿真技術(shù)深度結(jié)合，構(gòu)建交互式、立體式、可視化的三維沉浸式虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)。教學(xué)過(guò)程中對(duì)給定工況的傳動(dòng)裝置進(jìn)行和密封裝置的全流程設(shè)計(jì)，并通過(guò)虛擬仿真呈現(xiàn)其設(shè)計(jì)結(jié)果，使學(xué)生能夠?qū)⒅R(shí)運(yùn)用到實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和工程創(chuàng)新能力。

1齒輪傳動(dòng)裝置與密封原理

齒輪傳動(dòng)是目前傳動(dòng)效率最高的一種傳動(dòng)裝置。當(dāng)前技術(shù)條件下，由于齒面間的相對(duì)滑動(dòng)及其他原因，摩擦、磨損及功率損失仍不可避免。為更好地發(fā)揮齒輪的傳動(dòng)性能、提高工作壽命、降低振動(dòng)和噪音、保護(hù)環(huán)境等，必須對(duì)齒輪傳動(dòng)裝置的進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，包括齒輪的和軸承的。同時(shí)還需要防止灰塵、水分等進(jìn)入軸承，并阻止劑的流失，影響或破壞環(huán)境等，必須要進(jìn)行密封設(shè)計(jì)。齒輪傳動(dòng)的包括方式的選擇和劑的選擇。常用的方式有油池、循環(huán)噴油、油霧、離心、脂、固體等，通常依據(jù)齒輪節(jié)圓圓周速度進(jìn)行選擇。齒輪劑的選擇可根據(jù)齒輪材料、屈服強(qiáng)度及節(jié)圓圓周速度確定油的黏度推薦值，再根據(jù)黏度及工作工況選擇相應(yīng)的油牌號(hào)。軸承密封方法的選擇與的種類、工作環(huán)境、溫度、密封表面的圓周速度有關(guān)，通常有接觸式和非接觸式密封兩大類，若無(wú)法適應(yīng)使用場(chǎng)合或密封不當(dāng)，可能導(dǎo)致密封失效。

2實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)

2.1教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)

我校以單級(jí)直齒圓柱齒輪減速器為載體，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主要設(shè)計(jì)思路如圖1所示。給定已知數(shù)據(jù)，學(xué)生根據(jù)所學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)理論課程知識(shí)在線下進(jìn)行相關(guān)計(jì)算，得到計(jì)算數(shù)據(jù)并輸入虛擬系統(tǒng)作為與密封設(shè)計(jì)的依據(jù)。以此確定油的種類、和密封的方式及其結(jié)構(gòu)，并在虛擬系統(tǒng)中進(jìn)行可視化、交互式的虛擬操作，完成和密封的虛擬設(shè)計(jì)。最后，通過(guò)啟動(dòng)傳動(dòng)裝置對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行自動(dòng)評(píng)判。虛擬實(shí)驗(yàn)任務(wù)由系統(tǒng)隨機(jī)給出，學(xué)生根據(jù)給定的實(shí)驗(yàn)任務(wù)，在線下進(jìn)行計(jì)算。通過(guò)對(duì)話框界面讓學(xué)生輸入計(jì)算結(jié)果，如計(jì)算錯(cuò)誤，系統(tǒng)會(huì)給出相應(yīng)的提示。根據(jù)計(jì)算結(jié)果，進(jìn)一步確定相應(yīng)的方式和密封方式。

2.2實(shí)驗(yàn)步驟設(shè)計(jì)

根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)，本虛擬實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)任務(wù)的步驟與流程如圖2所示，被分解為9個(gè)子任務(wù)，各子任務(wù)又被分解為2～4個(gè)子步驟，相互之間為串聯(lián)式關(guān)系，只有上一子任務(wù)完成且正確后，方可進(jìn)入下一實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)。第1個(gè)子任務(wù)是齒輪傳動(dòng)裝置與密封的基本知識(shí)認(rèn)識(shí)，這是整個(gè)實(shí)驗(yàn)的理論基礎(chǔ)，此處通過(guò)一定數(shù)量的選擇題進(jìn)行測(cè)試。第3個(gè)子任務(wù)是線下計(jì)算。后續(xù)6個(gè)子任務(wù)全部是交互式虛擬實(shí)踐操作環(huán)節(jié)，每一個(gè)子步驟均給出了相應(yīng)的提示和正確與否的評(píng)價(jià)。整個(gè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)操作被限定在90分鐘以內(nèi)，學(xué)生可以進(jìn)行多次反復(fù)實(shí)驗(yàn)，直至完全掌握為止，而且每次實(shí)驗(yàn)的任務(wù)均是隨機(jī)給定，不會(huì)出現(xiàn)重復(fù)，實(shí)驗(yàn)成績(jī)以最后提交的為準(zhǔn)。在認(rèn)知過(guò)程中，全部以動(dòng)畫的形式展示齒輪與軸承的原理，學(xué)生可以非常直觀準(zhǔn)確地看到齒輪傳動(dòng)過(guò)程中油的流動(dòng)及的全過(guò)程。

2.3實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核評(píng)價(jià)

本實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核評(píng)價(jià)由虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)自動(dòng)評(píng)價(jià)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告教師主觀評(píng)價(jià)兩部分組成，其具體的組成如表1所示。其中，虛擬系統(tǒng)客觀評(píng)價(jià)占75%，由虛擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)自動(dòng)給出成績(jī)，學(xué)生在系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)并進(jìn)行測(cè)試。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程均為有記錄的交互式操作并由系統(tǒng)給出操作得分。線上實(shí)驗(yàn)操作完成后，學(xué)生需在線下完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，由實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師進(jìn)行主觀評(píng)價(jià)，該部分占考核評(píng)價(jià)的25%3虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)本實(shí)驗(yàn)基于Unity3D工具進(jìn)行開發(fā)[10]。圖3所示為我校開發(fā)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)，該系統(tǒng)虛擬了實(shí)驗(yàn)室環(huán)境，將減速器放置在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上。系統(tǒng)窗口的上方為工具欄，包括基本認(rèn)知、設(shè)計(jì)任務(wù)和實(shí)驗(yàn)過(guò)程等按鈕，單擊可以彈出相應(yīng)的菜單欄，依次單擊可進(jìn)入相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)或步驟。窗口的下方為實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵步驟的進(jìn)度條，系統(tǒng)會(huì)高亮顯示當(dāng)前的進(jìn)度。該系統(tǒng)具有交互式、可視化、沉浸式、立體式和多層次的顯著特點(diǎn)。實(shí)現(xiàn)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的有效開放與共享，提高使用率和使用效益，是教學(xué)資源建設(shè)急需解決的重要課題[11]。因此，我校將本虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)加入“高等學(xué)校機(jī)械工程學(xué)科虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)共享平臺(tái)”，將其作為機(jī)械設(shè)計(jì)課程實(shí)驗(yàn)，在全國(guó)各高校的機(jī)械類和近機(jī)械類專業(yè)學(xué)生中進(jìn)行應(yīng)用推廣，如圖4所示。該平臺(tái)包括了該實(shí)驗(yàn)的教學(xué)視頻，可為實(shí)驗(yàn)操作提供指導(dǎo)。同時(shí)，學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)后，可以直接在該平臺(tái)提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

4虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)例

4.1完成基本知識(shí)學(xué)習(xí)和認(rèn)知測(cè)試

獲取實(shí)驗(yàn)任務(wù)下面以系統(tǒng)給出的隨機(jī)實(shí)驗(yàn)任務(wù)的設(shè)計(jì)實(shí)例進(jìn)行展示。學(xué)生進(jìn)入該虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，完成基本知識(shí)的學(xué)習(xí)和認(rèn)知測(cè)試后，單擊菜單欄的“設(shè)計(jì)任務(wù)”彈出本次實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)任務(wù)參數(shù)，見表2。4.2根據(jù)表2所示的參數(shù)進(jìn)行線下計(jì)算學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)任務(wù)參數(shù)進(jìn)行線下計(jì)算，將得到的數(shù)據(jù)輸入系統(tǒng)的輸入框中，如圖5所示，單擊確定即可進(jìn)入下一實(shí)驗(yàn)步驟。如果數(shù)據(jù)不正確，系統(tǒng)會(huì)提示錯(cuò)誤原因，且不能進(jìn)入下一步。4.3確定與密封方式根據(jù)圓周速度確定軸承和齒輪方式為油。根據(jù)傳動(dòng)裝置的使用場(chǎng)合，確定油的類型為CKD系列。由此確定輸入軸上的軸承為“毛氈密封”，輸出軸上的軸承為“擋油環(huán)+毛氈密封”，如圖6所示。

4.4倒入油至箱體中

在窗口右側(cè)的工具箱中選擇CKD系列油，按住鼠標(biāo)左鍵，油就會(huì)自動(dòng)倒入箱體中，注意觀察油面的高度動(dòng)態(tài)顯示標(biāo)尺，油面高度應(yīng)在計(jì)算范圍內(nèi)，當(dāng)油面接觸輪齒后，應(yīng)緩慢倒油，如圖7所示。

4.5設(shè)計(jì)箱蓋坡口和箱體安裝面油槽

軸承的方式為飛濺，齒輪飛濺的油濺到箱蓋內(nèi)壁上，然后順著箱蓋的內(nèi)壁流入箱座的油槽中，油槽與軸承之間相連，軸承端蓋處的缺口方便油進(jìn)入軸承中進(jìn)行。如圖8(a)所示，通過(guò)鼠標(biāo)點(diǎn)擊箱蓋內(nèi)壁拐角設(shè)計(jì)坡口；如圖8(b)所示，通過(guò)鼠標(biāo)點(diǎn)擊箱體法蘭安裝面處設(shè)計(jì)油槽。

4.6安裝密封結(jié)構(gòu)零件

如圖9所示，從右邊選擇欄中點(diǎn)擊擋油環(huán)，并拖到圖9(a)中所標(biāo)注的位置，單擊鼠標(biāo)完成安裝。點(diǎn)擊毛氈，同樣拖到圖9(a)中標(biāo)注的位置。最后，從右邊選擇欄中選擇軸承端蓋，拖到圖9(b)中標(biāo)注的位置。

4.7啟動(dòng)傳動(dòng)裝置

查看結(jié)果并提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告依次完成上述操作后，單擊啟動(dòng)按鈕，電機(jī)開始啟動(dòng)，傳動(dòng)裝置開始工作。若和密封設(shè)計(jì)合理，則提示實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和操作成功。若設(shè)計(jì)不正確，則提示相關(guān)的失效結(jié)果。最后，單擊菜單欄的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，查看實(shí)驗(yàn)得分情況，并提交實(shí)報(bào)告。

5結(jié)語(yǔ)

齒輪傳動(dòng)是機(jī)械設(shè)計(jì)中必不可少的傳動(dòng)部件?；诓僮鞯目尚行院捅憬菪裕瑢W(xué)生通過(guò)該虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，可以有效地了解傳動(dòng)裝置的和密封方式及工作原理，避免在實(shí)際操作中因失誤而造成損失，有效解決了實(shí)體實(shí)驗(yàn)教學(xué)成本高、周期長(zhǎng)、過(guò)程煩瑣等問題，完善了虛實(shí)結(jié)合的實(shí)踐教學(xué)體系，取得了良好的教學(xué)效果。本虛擬仿真教學(xué)平臺(tái)可應(yīng)用于選修機(jī)械設(shè)計(jì)課程的機(jī)械類及近機(jī)類專業(yè)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作訓(xùn)練，有助于夯實(shí)學(xué)生對(duì)傳動(dòng)零件與密封知識(shí)的運(yùn)用能力、設(shè)計(jì)能力和實(shí)踐能力。截至目前，本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)已在本校的兩屆學(xué)生試用，覆蓋學(xué)生約1000人。尤其是在病毒肺炎疫情期間，為學(xué)生提供虛擬實(shí)驗(yàn)資源，受到了學(xué)生的好評(píng)，中國(guó)教育報(bào)以《“空中實(shí)驗(yàn)室”破解實(shí)踐教學(xué)難題》為題目進(jìn)行了專門報(bào)道。本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)集趣味性和學(xué)習(xí)性于一體，除本校以外，已有全國(guó)48所院校的5000余名學(xué)生在共享平臺(tái)使用本虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)。

參考文獻(xiàn)

[1]米承繼,余江鴻,邱顯焱,等.應(yīng)用型地方高校構(gòu)建機(jī)械虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目促進(jìn)專業(yè)能力提升的實(shí)踐與探索[J].內(nèi)燃機(jī)與配件,2018(23):254-255.

[2]蒙艷玫,唐治宏,董振,等.機(jī)械工程虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的研究與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理,2016,33(5):109-112.

[3]董振,唐治宏.虛擬樣機(jī)技術(shù)在機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用[J].教育觀察(上半月),2018,7(3):76-79.

[4]茅樂,唐偉峰,宋巖,等.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系分析與研究[J].機(jī)械設(shè)計(jì),2018,35(S2):290-292.

[5]徐小兵,張錦洲.機(jī)械類專業(yè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)體系的研究與實(shí)踐[J].教育科學(xué)(全文版),2019(10):273.

[6]劉軍,施曉秋,金可仲.面向地方院校工程教育類專業(yè)的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心建設(shè)[J].中國(guó)大學(xué)教學(xué),2017(1):74-78.

[7]李秀紅,李文輝.新工科背景下機(jī)械類專業(yè)基礎(chǔ)課程改革研究[J].教育理論與實(shí)踐,2019,39(3):38-40.

[8]王榮先,張莉潔,張旦聞.齒輪傳動(dòng)綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及教學(xué)實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2019,38(7):39-41,72.

[9]陳修龍,蔡京成,馬騰.虛擬設(shè)計(jì)仿真技術(shù)在“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理,2019,36(4):125-129.

[10]倪樂波,戚鵬,遇麗娜,等.Unity3D產(chǎn)品虛擬展示技術(shù)的研究與應(yīng)用[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用,2010(9):54-55.

篇3

【摘 要】隨著社會(huì)科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，電子科技也在不斷更新，并且逐漸滲透到社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域，虛擬仿真技術(shù)在中職學(xué)校也得到了廣泛的運(yùn)用和發(fā)展，取代了大部分電子設(shè)計(jì)。電子技術(shù)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，對(duì)學(xué)生的要求也很高。在中職學(xué)校，電子技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用也存在著一些問題，本文針對(duì)中職學(xué)校電子技術(shù)教學(xué)對(duì)虛擬仿真技術(shù)運(yùn)用的現(xiàn)狀，分析了虛擬仿真技術(shù)在中職學(xué)校電子技術(shù)教學(xué)中的不足和優(yōu)勢(shì)。

關(guān)鍵詞 虛擬仿真技術(shù)；中職；電子技術(shù)；教學(xué)應(yīng)用

中圖分類號(hào)：G718.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-0568（2015）20-0122-02

電子技術(shù)是一門專業(yè)技能課，它在中職學(xué)校中的快速發(fā)展，不僅推動(dòng)了現(xiàn)代教育的進(jìn)步，而且還提高了中職的教學(xué)水平和質(zhì)量、學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，豐富了課堂知識(shí)內(nèi)容。在電子技術(shù)教學(xué)中，應(yīng)用虛擬仿真技術(shù)是把理論和實(shí)踐相結(jié)合的重要方法，也是讓學(xué)生們提高綜合素質(zhì)的重要方式。

一、虛擬仿真技術(shù)的概念

虛擬仿真技術(shù)是虛擬系統(tǒng)對(duì)真實(shí)系統(tǒng)的模仿，在電子技術(shù)教學(xué)中一直被使用，是電子計(jì)算機(jī)發(fā)展過(guò)程中研究出來(lái)的新方法。隨著科技的飛速發(fā)展，虛擬仿真技術(shù)也在不斷變革，并漸漸成為不可缺少的一部分。

二、虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

在虛擬仿真技術(shù)不斷發(fā)展的情況下，該技術(shù)在實(shí)踐應(yīng)用中開始普及，虛擬仿真技術(shù)在電子技術(shù)教學(xué)中，已經(jīng)成為教學(xué)的重要教學(xué)工具，其他很多行業(yè)也在開始引進(jìn)虛擬仿真技術(shù)。虛擬仿真技術(shù)到目前為止，一直使用的是Multisim仿真軟件，并且該軟件已經(jīng)更新到了EWB5.0，這個(gè)軟件是建立在PC平臺(tái)上的一個(gè)圖形操作界面，模仿一個(gè)真實(shí)版的電子電路實(shí)驗(yàn)臺(tái)，可以對(duì)所有工作臺(tái)進(jìn)行操作和指揮，體驗(yàn)真實(shí)的電子電路實(shí)驗(yàn)。目前，我國(guó)普遍采用的是EDA軟件，主要是對(duì)電子電路進(jìn)行分析、設(shè)計(jì)和仿真。

三、虛擬仿真技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用

1.理論教學(xué)。理論教學(xué)是電工電子教學(xué)中不可缺少的一部分。理論教學(xué)可以使學(xué)生有足夠的專業(yè)理論知識(shí)，為實(shí)踐教學(xué)打下基礎(chǔ)。專業(yè)理論課一般比較枯燥無(wú)味，有些學(xué)生基礎(chǔ)比較差，比較薄弱，就沒有很大的興趣，老師教起來(lái)就相對(duì)來(lái)說(shuō)比較困難，而且還影響教學(xué)效果。隨著虛擬仿真技術(shù)的發(fā)展，課堂上漸漸地引進(jìn)了這項(xiàng)技術(shù)，在進(jìn)行理論講解的同時(shí)，利用仿真技術(shù)進(jìn)行多媒體演練，把理論教學(xué)中抽象的概念形象化、簡(jiǎn)單化、直觀化。例如：在基本放大電路中，對(duì)靜態(tài)工作的選擇，直接影響到放大器的性能。一般在理論課上，學(xué)生都會(huì)利用公式進(jìn)行推理，這樣就不能深刻理解，會(huì)對(duì)基本放大電路的知識(shí)掌握不好。但是，通過(guò)虛擬仿真的演示，學(xué)生很直觀地去了解和認(rèn)識(shí)；在模擬電子線路中，三根管的公式是：Ie=Ic+Ib，在理論教學(xué)中都是用表格的方式列出相應(yīng)的數(shù)據(jù)，證明是很多實(shí)驗(yàn)之后的出來(lái)的結(jié)果，學(xué)生只有死記硬背，沒有真實(shí)體驗(yàn)，所以用虛擬仿真的技術(shù)，讓學(xué)生們自己動(dòng)手去驗(yàn)證公式的到來(lái)，這樣就會(huì)更容易牢記。

2.實(shí)踐教學(xué)。電子技術(shù)教學(xué)更注重實(shí)踐，是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中安全第一，但是也避免不了出現(xiàn)一些意外，存在很多安全隱患。而虛擬仿真技術(shù)只需要在計(jì)算機(jī)房就可以完成實(shí)驗(yàn)，可以避免安全隱患的發(fā)生。虛擬仿真技術(shù)可以讓學(xué)生不受任何因素的限制，只要有計(jì)算機(jī)就可以完成實(shí)驗(yàn)，可以更好地把理論和實(shí)踐相結(jié)合，提高學(xué)生的應(yīng)用能力和課堂效果。例如：實(shí)踐工作中沒有邏輯轉(zhuǎn)換儀器，但是仿真技術(shù)中有，在數(shù)學(xué)電路中，利用邏輯轉(zhuǎn)換儀器，將邏輯電路和邏輯表達(dá)方式、真值表之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，可以讓學(xué)生學(xué)習(xí)起來(lái)更加方便。

四、虛擬仿真技術(shù)在中職電子技術(shù)教學(xué)中的意義

1.虛擬仿真技術(shù)在教學(xué)環(huán)境中創(chuàng)造了很多種場(chǎng)景，讓教學(xué)環(huán)境多元化，因?yàn)榉抡婕夹g(shù)具有交互性強(qiáng)、生動(dòng)形象等特殊特點(diǎn)，可以把各種各樣的假設(shè)模型通過(guò)系統(tǒng)更直觀的讓學(xué)生們看到各種假設(shè)所出現(xiàn)的結(jié)果，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)新思維。這樣課堂就不會(huì)枯燥無(wú)味，學(xué)生們就會(huì)更加積極地參與到課堂中。例如，在學(xué)習(xí)《彩色電視機(jī)原理及維修》時(shí)，可以借助多媒體信息軟件，為學(xué)生展示電視劇發(fā)展的歷程，講解彩色電視機(jī)市場(chǎng)的特點(diǎn)，結(jié)合實(shí)際生活，提問“自己家中使用的電視劇是什么樣的”，形成互動(dòng)型教學(xué)模式。所以，虛擬仿真技術(shù)不僅能夠使學(xué)生掌握專業(yè)的技能知識(shí)，還能激發(fā)學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的興趣，還能有效地提高課堂效率。

2.在傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，學(xué)生和教師反映適應(yīng)性差是普遍問題之一，其只要因素是硬件設(shè)備。仿真技術(shù)使用廣泛，兼容性強(qiáng)，適用于教學(xué)的全過(guò)程，并且不受專業(yè)技術(shù)、學(xué)科類別的影響，如電子專業(yè)的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目教學(xué)、基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)等，都可利用具有仿真功能的通用型軟件Protel和Multisim來(lái)完成。

3.仿真技術(shù)不僅僅可以解決實(shí)訓(xùn)費(fèi)用過(guò)高的問題，還能夠降低環(huán)境污染、意外問題的發(fā)生。在傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)中，經(jīng)常會(huì)有危險(xiǎn)的環(huán)節(jié)，而仿真技術(shù)可以提前讓學(xué)生掌握其流程，減小危險(xiǎn)事故的發(fā)生，可以使學(xué)生放心大膽地去完成每一個(gè)試驗(yàn)。

五、虛擬仿真技術(shù)在中職電子技術(shù)教學(xué)中存在的問題

雖然虛擬仿真技術(shù)改善了教學(xué)手段，豐富了教學(xué)內(nèi)容，但是教學(xué)中完全使用仿真技術(shù)會(huì)大大降低學(xué)生對(duì)真實(shí)元器件的封裝、檢測(cè)的認(rèn)識(shí)度，降低對(duì)儀器的操作能力和削弱對(duì)電子產(chǎn)品的布線能力、安裝調(diào)試能力等。為了避免這種現(xiàn)象，必須采取兩種相結(jié)合的方法，在強(qiáng)調(diào)仿真技術(shù)對(duì)教學(xué)的輔的同時(shí)，還要強(qiáng)調(diào)實(shí)際動(dòng)手能力的重要性，兩者有效結(jié)合。對(duì)仿真實(shí)驗(yàn)合理地安排，提供科學(xué)、合理的仿真實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生多自己動(dòng)手設(shè)計(jì)、制作，提高學(xué)生的動(dòng)手能力。

六、虛擬仿真技術(shù)在中職電子技術(shù)教學(xué)中應(yīng)用方法的研究

1.仿真技術(shù)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展緊密結(jié)合。目前，大多數(shù)仿真技術(shù)軟件都是外國(guó)開放的，這些軟件不僅價(jià)格昂貴，而且不適合我國(guó)的教育發(fā)展。所以我國(guó)應(yīng)該建立仿真技術(shù)服務(wù)平臺(tái)，研究開發(fā)適合我國(guó)教育發(fā)展的仿真軟件，開發(fā)仿真軟件要緊密的與經(jīng)濟(jì)發(fā)展相結(jié)合，跟上科技發(fā)展的腳步，全力開發(fā)先進(jìn)的、適用的、全面覆蓋的仿真技術(shù)。

2.仿真技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化。許多中職學(xué)校在自行研發(fā)仿真技術(shù)軟件，但是到目前為止沒有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。所以對(duì)仿真技術(shù)要標(biāo)準(zhǔn)化，學(xué)生的使用要流程化、對(duì)軟件的設(shè)計(jì)要規(guī)范化，把仿真技術(shù)和多媒體技術(shù)緊密結(jié)合，提高仿真技術(shù)在中職電子技術(shù)教學(xué)中的教學(xué)質(zhì)量。

3.堅(jiān)持虛實(shí)結(jié)合。雖然仿真技術(shù)能夠很大程度的提高學(xué)生的理解能力和動(dòng)手能力，但是仿真技術(shù)缺乏實(shí)物感，與真實(shí)的實(shí)驗(yàn)不一樣。比如：在網(wǎng)絡(luò)實(shí)訓(xùn)中，利用到的一些設(shè)備路由器、交換機(jī)等，雖然在仿真技術(shù)中學(xué)生都會(huì)使用，但是實(shí)物和仿真存在著差異，會(huì)導(dǎo)致在實(shí)物訓(xùn)練中無(wú)從下手。所以，應(yīng)該合理的安排仿真實(shí)驗(yàn)，有計(jì)劃地進(jìn)行實(shí)訓(xùn)，把仿真技術(shù)和實(shí)物訓(xùn)練結(jié)合在一起，提高教學(xué)的質(zhì)量和效果。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，虛擬仿真技術(shù)在我們生活用廣泛使用，在中職電子教學(xué)技術(shù)中也具有重要的意義。它使理論教學(xué)概念變得生動(dòng)化、形象化，不僅創(chuàng)新了電子技術(shù)教學(xué)的模式，而且還提高了學(xué)生的電子技術(shù)綜合能力，使學(xué)生對(duì)專業(yè)理論知識(shí)更加深入的掌握。學(xué)生通過(guò)實(shí)踐，形成了一定的創(chuàng)新意識(shí)和思維想法，為未來(lái)的工作和發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳閩蜀.虛擬仿真技術(shù)在中職電子技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用分析[J].蘭州教育學(xué)院學(xué)報(bào),2015,1,(3):111-112.

[2]李建平.中職電工電子技術(shù)課程多媒體教學(xué)探究[J].中國(guó)教育技術(shù)裝備,2013,2,(20):93-94.

篇4

計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)、高職院校、強(qiáng)電、實(shí)訓(xùn)教學(xué)

【中圖分類號(hào)】G434文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B文章編號(hào)：1673-8005（2013）02-0289-02

隨著我國(guó)社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)和自動(dòng)化行業(yè)的迅速發(fā)展，社會(huì)及企業(yè)對(duì)技能人才的知識(shí)與技能結(jié)構(gòu)提出了更高的需求，要求高等職業(yè)院校學(xué)生既要有一定的理論知識(shí)又要有很強(qiáng)的實(shí)際操作能力。為了完成這一任務(wù)，高職院校將計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)引入到實(shí)訓(xùn)教學(xué)中來(lái)。以強(qiáng)電方面教學(xué)為例，它的教學(xué)內(nèi)容大部分都涉及到動(dòng)手，而對(duì)電本身來(lái)說(shuō)它是具有一定危險(xiǎn)性的，因此在學(xué)校的教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生不會(huì)真正接觸到強(qiáng)電，那么在真正的工作中勢(shì)必要遇到一些問題。

1傳統(tǒng)強(qiáng)電實(shí)訓(xùn)教學(xué)方式的弊端

傳統(tǒng)的強(qiáng)電實(shí)訓(xùn)課程過(guò)程中我們會(huì)發(fā)現(xiàn)一些問題。首先，強(qiáng)電的操作臺(tái)實(shí)習(xí)設(shè)備昂貴，設(shè)備數(shù)量是永遠(yuǎn)無(wú)法滿足學(xué)生實(shí)際需要的，即使是進(jìn)行了分組合作的方式。其次，教材所涉及的設(shè)備系統(tǒng)和型號(hào)是多元與廣泛的，而實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)設(shè)備的系統(tǒng)無(wú)法配齊。再次，真實(shí)設(shè)備的作用給初次接觸實(shí)驗(yàn)和實(shí)訓(xùn)的學(xué)生操作帶來(lái)很大的壓力和人身安全隱患，特別是在通電的情況下這樣的問題就更明顯了。

2計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)的特點(diǎn)與在強(qiáng)電實(shí)訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用

計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)是借助于計(jì)算機(jī)技術(shù)及硬件設(shè)備，實(shí)現(xiàn)一種人可以通過(guò)一定感知方式所感受到的虛擬環(huán)境，提供給人們通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)復(fù)雜數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化操作與交互的一種全新方式。改變了過(guò)去人類除了親身經(jīng)歷，就只能間接了解環(huán)境的模式，從而有效地?cái)U(kuò)展了人類的認(rèn)知手段和領(lǐng)域。在通過(guò)多個(gè)階段的強(qiáng)電虛擬仿真軟件教學(xué)應(yīng)用實(shí)踐和思考后。我認(rèn)為其對(duì)現(xiàn)實(shí)教學(xué)可以產(chǎn)生以下幾個(gè)方面的積極影響。

2.1 計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)建立了全新的學(xué)習(xí)情景--徹底打破了空間、時(shí)間的限制。任何強(qiáng)電實(shí)驗(yàn)設(shè)備的原理和結(jié)構(gòu)，學(xué)生開始基本都不具備相應(yīng)知識(shí)基礎(chǔ)，在利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)后，不但可以將設(shè)備外部信息直觀地展示給學(xué)生，甚至可以進(jìn)入設(shè)備的內(nèi)部進(jìn)行觀察，生動(dòng)直觀的感受與學(xué)習(xí)。

2.2 計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)節(jié)約了教育成本--實(shí)現(xiàn)低耗、高效與環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展。傳統(tǒng)的操作培訓(xùn)中，強(qiáng)電方面的教學(xué)都是在盡可能的利用真實(shí)的設(shè)備。這些設(shè)備種類型號(hào)繁多，價(jià)格也比較貴，因此不可能準(zhǔn)備太多。計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)引入后，從現(xiàn)實(shí)意義上節(jié)約了成本，從長(zhǎng)遠(yuǎn)看更是有利于整個(gè)行業(yè)的環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展，意義重大深遠(yuǎn)。

2.3 計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)建立絕對(duì)安全環(huán)境--實(shí)現(xiàn)文明、安全操作。計(jì)算機(jī)虛擬仿真系統(tǒng)引入后，不會(huì)因?yàn)閷W(xué)生的錯(cuò)誤操作而損壞操作臺(tái)，更不會(huì)造成人身傷害，學(xué)生可以大膽地獨(dú)立進(jìn)行學(xué)習(xí)。這樣使學(xué)生可以進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，具有一定的學(xué)習(xí)趣味性，也相應(yīng)提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，降低了教師的工作強(qiáng)度。

2.4 計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)便于教學(xué)--合理組織教學(xué)與標(biāo)準(zhǔn)化考核。虛擬仿真技術(shù)使得教師可以以廣播的方式在每個(gè)學(xué)生的屏幕上演示其教學(xué)內(nèi)容，使所有學(xué)生均能看清楚每個(gè)動(dòng)作細(xì)節(jié)并進(jìn)行模仿。

3計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用中的注意事項(xiàng)

3.1 要結(jié)合學(xué)校條件與教材實(shí)際，選擇合理、系統(tǒng)、功能完善的仿真軟件，明確虛擬與現(xiàn)實(shí)的差異，特別是對(duì)系統(tǒng)欠缺和不完善功能的了解，教學(xué)中做到避免系統(tǒng)、型號(hào)與功能混亂。

3.2 應(yīng)該合理安排虛擬仿真學(xué)習(xí)階段，一般情況安排在強(qiáng)電學(xué)習(xí)的初學(xué)階段，學(xué)習(xí)完線路焊接后為好。

3.3 要在仿真系統(tǒng)學(xué)習(xí)過(guò)程中按實(shí)際操作的規(guī)范要求嚴(yán)格進(jìn)行，且不可因?yàn)樘摂M而不負(fù)責(zé)任地進(jìn)行野蠻隨意操作，養(yǎng)成不良習(xí)慣。

總之，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，必將推動(dòng)著虛擬仿真技術(shù)的不斷完善，計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)正向著開放、集成、智能和標(biāo)準(zhǔn)化的方向發(fā)展，并且與互聯(lián)網(wǎng)的有機(jī)結(jié)合將是必然趨勢(shì)。計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)作為一種新型的教學(xué)媒體，它的性能更通用，功能更齊全，成本更低廉，更加逼真的逼真的還原了強(qiáng)電實(shí)踐應(yīng)用中場(chǎng)景，這種新的教學(xué)媒體必將廣泛應(yīng)用于強(qiáng)電和相關(guān)專業(yè)的教育教學(xué)中來(lái)，最終在現(xiàn)代化技術(shù)教育領(lǐng)域中發(fā)揮其重要作用。

參考文獻(xiàn)

[1]賀雪晨等. 《虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用教程 》 清華大學(xué)出版社，2012-06-01

篇5

【關(guān)鍵詞】虛擬仿真技術(shù)；“醫(yī)學(xué)生-孤寡老人-孩童”模式；“春夏秋冬”健康養(yǎng)生體驗(yàn)中心

Virtual Simulation Technology is applied to the Process of Traditional Chinese Medicine Culture Transmission

YUAN Ye-min

（Liaoning university of traditional Chinese medicine information engineering school 2014 grade，Shenyang Liaoning 110032，China）

【Abstract】This paper introduces the limitations of modern Chinese medicine culture in communication， and expounds the advantages of virtual simulation technology in the transmission of Chinese medicine culture. Based on virtual simulation technology， the establishment of communication mode of three generations and healthy health experience center are to promote the spread of Chinese medicine culture.

【Key words】Virtual simulation technology；“Medical students-Widowers-Children” model；“Spring and summer autumn and winter” healthy health experience center

1 中t藥文化在傳播中的局限性

中醫(yī)藥文化傳播是通過(guò)各種直接或間接的載體和路徑向人們宣傳中醫(yī)藥文化，讓更多的人認(rèn)識(shí)和了解中醫(yī)藥，從而達(dá)到認(rèn)知中醫(yī)、運(yùn)用中醫(yī)和傳承中醫(yī)的水平[1]。在計(jì)算機(jī)技術(shù)飛速發(fā)展的21世紀(jì)，中醫(yī)藥文化的傳播不僅面臨著機(jī)遇，也面臨著巨大的挑戰(zhàn)。目前，中醫(yī)藥文化在傳播質(zhì)量、傳播范圍和被接受程度上，都還存在著局限性。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，一種新興的教學(xué)手段――虛擬仿真技術(shù)逐漸成熟。為了促進(jìn)更新中醫(yī)學(xué)文化傳播的內(nèi)容，提高其傳播質(zhì)量，擴(kuò)大其傳播范圍，增強(qiáng)群體的接受程度，把虛擬仿真技術(shù)運(yùn)用到中醫(yī)藥文化傳播中已成為一種趨勢(shì)。

2 虛擬仿真技術(shù)在中醫(yī)藥文化傳播中的優(yōu)勢(shì)

虛擬仿真技術(shù)包括虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和仿真技術(shù)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一門快速崛起的計(jì)算機(jī)技術(shù)，它通過(guò)多媒體技術(shù)與仿真技術(shù)相結(jié)合生成逼真的視、聽、觸等信息，使參與者以自然的方式與虛擬環(huán)境進(jìn)行交互作用，能夠身臨其境地參與到虛擬環(huán)境事件的發(fā)展變化過(guò)程，從而獲得最大的控制和操作整個(gè)事件的自由度[2]。而所謂“仿真”，就是構(gòu)造出一個(gè)“模型”（包括實(shí)際模型和虛擬模型）來(lái)模仿實(shí)際系統(tǒng)內(nèi)所發(fā)生的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，這種建立在模型系統(tǒng)上的試驗(yàn)技術(shù)稱為仿真技術(shù)或模擬技術(shù)[2]。虛擬現(xiàn)實(shí)以仿真技術(shù)為基礎(chǔ)，仿真引擎是虛擬現(xiàn)實(shí)的核心，在中醫(yī)藥文化傳播過(guò)程中的應(yīng)用，二者是相輔相成的關(guān)系。與傳統(tǒng)的傳播方式相比較，虛擬仿真技術(shù)具有四大優(yōu)勢(shì)。

2.1 沉浸傳播，提高傳播質(zhì)量

虛擬仿真技術(shù)通過(guò)計(jì)算機(jī)建立三維虛擬環(huán)境，使體驗(yàn)者產(chǎn)生身臨其境之感，體驗(yàn)者從視覺、聽覺、觸覺方面感受到的事物和自然感覺一樣真切。在該環(huán)境下認(rèn)識(shí)、了解和感受中醫(yī)藥文化，這種“沉浸性”的感覺使人們更為真實(shí)地接觸到中醫(yī)藥文化，便于人們更好地理解、學(xué)習(xí)中醫(yī)藥文化，這就大大提高了中醫(yī)藥文化的傳播質(zhì)量。

2.2 交互傳播，擴(kuò)大傳播范圍

體驗(yàn)者在三維的虛擬環(huán)境中，可以操作其物體，及時(shí)、實(shí)時(shí)地得到反饋的信息，這稱之為交互。在這種三維交互中，體驗(yàn)者是交互作用的主體，與虛擬事物客體間可以進(jìn)行信息的交換。這種交互傳播可以建立在遠(yuǎn)程控制技術(shù)基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)異地實(shí)時(shí)交互的效果，從而擴(kuò)大中醫(yī)藥文化的傳播范圍。

2.3 自主設(shè)計(jì)傳播，增強(qiáng)接受程度

基于虛擬仿真技術(shù)建立的三維虛擬環(huán)境，具有自主設(shè)計(jì)功能。體驗(yàn)者根據(jù)自身需求，可以對(duì)虛擬環(huán)境中的系統(tǒng)功能模塊進(jìn)行自行設(shè)定，設(shè)計(jì)出適合自己的虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境。這項(xiàng)功能可以滿足不同人群的學(xué)習(xí)需要，增強(qiáng)其對(duì)中醫(yī)藥文化的接受程度。

2.4 綠色傳播，節(jié)約醫(yī)療資源

虛擬仿真技術(shù)不僅提供了更多的虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)，而且也大大減少醫(yī)療模型的使用，降低學(xué)習(xí)體驗(yàn)成本，規(guī)避現(xiàn)實(shí)操作中的危險(xiǎn)與不安全隱患，降低環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)綠色教學(xué)，節(jié)約醫(yī)療資源。

3 傳播內(nèi)容與方法

以各科常見病、多發(fā)病為素材。運(yùn)用虛擬仿真技術(shù)詮釋常見病、多發(fā)病的主要病因、發(fā)病特點(diǎn)、主要癥狀、治療方法和預(yù)防措施。建立視覺、聽覺、觸覺以及形體、手勢(shì)一體的多維化綜合信息集成處理環(huán)境，使體驗(yàn)者獲得身臨其境之體驗(yàn)。利用虛擬仿真技術(shù)所提供的感知功能，讓體驗(yàn)者感受體驗(yàn)中心隨著季節(jié)、氣候等的變化，而產(chǎn)生的相應(yīng)變化，學(xué)習(xí)四時(shí)養(yǎng)生知識(shí)，達(dá)到健康養(yǎng)生的目的。

3.1 “醫(yī)學(xué)生-孤寡老人-孩童”模式

孩童是祖國(guó)的未來(lái)，家庭、社會(huì)、國(guó)家對(duì)他們的教育早在其牙牙學(xué)語(yǔ)時(shí)就已經(jīng)開始了。養(yǎng)老院，這里是一個(gè)被孤立的角落。高等中醫(yī)院校的學(xué)生埋頭于堆積如山的理論知識(shí)課本，而在學(xué)校的教學(xué)模式下不能熟練地掌握臨床實(shí)踐技巧。將幼兒園、養(yǎng)老院、高等中醫(yī)院校開辦在一起，并在養(yǎng)老院建設(shè)中醫(yī)藥虛擬仿真體驗(yàn)室，創(chuàng)建虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，典型虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)模型圖如圖2-1，組成“醫(yī)學(xué)生-孤寡老人-兒童”三代溝通中心，在這里會(huì)有奇妙的化學(xué)反應(yīng)發(fā)生。筆者認(rèn)為這對(duì)于中國(guó)目前的學(xué)齡教育、孤獨(dú)老人、中醫(yī)學(xué)生實(shí)踐能力等問題都會(huì)有深遠(yuǎn)的影響。

圖1 虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)模型

醫(yī)學(xué)生為孩童、老人科普中醫(yī)藥文化的知識(shí)，講解一些常見病、多發(fā)病的主要病因、發(fā)病特點(diǎn)、主要癥狀、治療方法、預(yù)防措施和突發(fā)疾病的應(yīng)急措施，以及健康養(yǎng)生的常用方法。三個(gè)不同年g階段的主體在同一個(gè)虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境下相互交流學(xué)習(xí)，從而收獲快樂、獲得知識(shí)、感受中醫(yī)藥文化的魅力。虛擬仿真體驗(yàn)室全年對(duì)中醫(yī)學(xué)生免費(fèi)開放，但是當(dāng)他們體驗(yàn)完之后，必須陪伴老人一段時(shí)間。這段時(shí)間里，孩童也自愿來(lái)到這里，汲取中醫(yī)藥文化的精華。建立“醫(yī)學(xué)生-孤寡老人-孩童”三代溝通模式，實(shí)時(shí)傳播中醫(yī)藥文化。

3.2 “春夏秋冬”健康養(yǎng)生體驗(yàn)中心

在社區(qū)建設(shè)“春夏秋冬”健康養(yǎng)生體驗(yàn)中心，一年四季供社區(qū)住戶免費(fèi)體驗(yàn)。中醫(yī)養(yǎng)生學(xué)是中醫(yī)藥文化的重要組成部分之一，是祖國(guó)醫(yī)藥學(xué)偉大寶庫(kù)中的一支奇葩，符合中醫(yī)“治未病”的理論核心。在目前看病難、看病貴的現(xiàn)象之下，中醫(yī)的“治未病”的理念，一定程度可以解決看病難、看病貴的問題，進(jìn)而緩解社會(huì)矛盾，有利于構(gòu)建和諧社會(huì)。世界萬(wàn)物想要發(fā)展，重在順應(yīng)自然。四時(shí)養(yǎng)生，是根據(jù)一年中四季的時(shí)間、氣候、物候、陰陽(yáng)等變化規(guī)律，來(lái)調(diào)攝人體生命活動(dòng)，達(dá)到人與自然和諧統(tǒng)一，從而增進(jìn)健康、延年益壽目的的一種養(yǎng)生方法。具體包括：春三月養(yǎng)生、夏三月養(yǎng)生、秋三月養(yǎng)生、冬三月養(yǎng)生，“春夏秋冬”健康養(yǎng)生體驗(yàn)中心即包括這四個(gè)部分。

利用虛擬仿真技術(shù)所提供的感知功能，讓體驗(yàn)者感受體驗(yàn)室里隨著季節(jié)、氣候等的變化，而產(chǎn)生的相應(yīng)變化。由于傳感器技術(shù)的限制，目前虛擬仿真技術(shù)所能提供的感知功能僅限于視覺、聽覺、力覺、觸覺等[3]。構(gòu)建虛擬仿真系統(tǒng)，虛擬仿真系統(tǒng)主要由五個(gè)模塊構(gòu)成，如圖2。該系統(tǒng)包括四大板塊的內(nèi)容：起居，飲食、情志、運(yùn)動(dòng)和服飾，春夏秋冬四時(shí)的板塊形似略有不同，以春季養(yǎng)生要略為例，如圖3。使人們能在虛擬環(huán)境中觀察、聆聽、觸摸、漫游、聞賞不同節(jié)氣的變化以及養(yǎng)生要略，并與虛擬環(huán)境中的事物進(jìn)行交互，學(xué)習(xí)抽象和復(fù)雜的人類感知特性，達(dá)到傳播中醫(yī)藥文化的良好效果。

圖2 虛擬仿真系統(tǒng)的構(gòu)成

圖3 春季養(yǎng)生要略

3 價(jià)值效用

長(zhǎng)期以來(lái)，中醫(yī)藥文化承擔(dān)著為人類健康保駕護(hù)航的任務(wù)，這也是我國(guó)醫(yī)藥衛(wèi)生事業(yè)的重要特征和顯著的優(yōu)勢(shì)。把虛擬仿真技術(shù)技術(shù)運(yùn)用到中醫(yī)藥文化的傳播過(guò)程中，可以加強(qiáng)中醫(yī)藥文化發(fā)展的優(yōu)勢(shì)，開創(chuàng)中醫(yī)藥文化事業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的新局面，讓千百年來(lái)的中醫(yī)藥專家的思想得到傳承。通過(guò)各方面的力量，提升我國(guó)中醫(yī)藥事業(yè)的發(fā)展水平，加強(qiáng)醫(yī)療健康領(lǐng)域的國(guó)際合作，充分調(diào)動(dòng)資源、整合力量、提高效率[4]。

3.1 加強(qiáng)中醫(yī)藥文化發(fā)展的優(yōu)勢(shì)

虛擬仿真技術(shù)與中醫(yī)所獨(dú)有的“預(yù)測(cè)未來(lái)疾病的發(fā)生、性質(zhì)、趨勢(shì)”相結(jié)合，使人們更為直觀地了解中醫(yī)藥文化中“治未病”的思想。虛擬仿真體驗(yàn)室給人們展現(xiàn)的是虛擬的環(huán)境，其實(shí)進(jìn)一步而言，就是沒發(fā)生會(huì)發(fā)生疑惑可能發(fā)生，即未來(lái)的情況，因此虛擬仿真技術(shù)在加強(qiáng)中醫(yī)藥文化發(fā)展的優(yōu)勢(shì)方面有很大的促進(jìn)作用。

3.2 開創(chuàng)中醫(yī)藥文化事業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的新局面

目前，社會(huì)上存在一些特色的技術(shù)方法創(chuàng)新跟中醫(yī)藥發(fā)展不協(xié)調(diào)等現(xiàn)象，使得中醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)破壞嚴(yán)重，中醫(yī)藥文化傳播面臨條件差、人才匱乏的問題。把虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用于中醫(yī)藥文化傳播中，開創(chuàng)中醫(yī)藥文化事業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的新局面。

3.3 傳承中醫(yī)藥文化的核心思想，弘揚(yáng)中醫(yī)藥文化

中醫(yī)藥文化在數(shù)千年風(fēng)雨歷程中積累了養(yǎng)生保健的豐富經(jīng)驗(yàn)，這是中醫(yī)藥文化事業(yè)得以繼承和發(fā)展的重要因素之一。中醫(yī)藥文化強(qiáng)調(diào)順應(yīng)自然，維護(hù)人類與自然的和諧；注重形神兼養(yǎng)，維持心身的和諧；倡導(dǎo)保養(yǎng)精氣，以提高機(jī)體防御和抵抗疾病的能力。這些養(yǎng)生保健的思想原則，對(duì)21世紀(jì)醫(yī)學(xué)發(fā)展趨勢(shì)而言，具有前衛(wèi)作用，值得傳承。在虛擬仿真技術(shù)的基礎(chǔ)上弘揚(yáng)中醫(yī)藥文化，使之得以薪火相傳、生生不息。

4 結(jié)束語(yǔ)

具有悠久歷史傳統(tǒng)的中醫(yī)學(xué)文化，在新世紀(jì)的潮流中該走向何處？目前，需要充分利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，體現(xiàn)中醫(yī)藥文化的優(yōu)勢(shì)。虛擬仿真體驗(yàn)室是中醫(yī)藥文化與計(jì)算機(jī)技術(shù)深度結(jié)合的現(xiàn)代產(chǎn)物，是推進(jìn)中醫(yī)藥文化傳播建設(shè)的重要內(nèi)容。在如今西方文化盛行的時(shí)代，應(yīng)該利用中醫(yī)藥文化自身的特色和優(yōu)勢(shì)，與多學(xué)科相結(jié)合，充分利用現(xiàn)代科學(xué)理論和計(jì)算機(jī)技術(shù)，為中醫(yī)藥文化傳播所用，對(duì)未來(lái)中醫(yī)藥文化發(fā)展必將帶來(lái)新的氣象。21世紀(jì)，一門既能保留中醫(yī)學(xué)傳統(tǒng)精華，又能融會(huì)現(xiàn)代先進(jìn)科學(xué)成果，具有新世紀(jì)時(shí)代特色的中醫(yī)學(xué)，將展現(xiàn)于世界醫(yī)學(xué)之林[5]。

【參考文獻(xiàn)】

[1]徐楨，王曉青.中醫(yī)藥文化傳播路徑分析及對(duì)策研究[J].成都中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報(bào)，2012，35（3）：94-96.

[2]張希黔，黃聲享.建筑施工中的新技術(shù)[M].北京：中國(guó)建材工業(yè)出版社.2005： 11-12.

[3]楊勝華.氣動(dòng)噴嘴式觸覺再現(xiàn)裝置的仿真與試驗(yàn)研究[D].大連：大連海事大學(xué)， 2008.

篇6

關(guān)鍵詞： 虛擬仿真； 實(shí)驗(yàn)教學(xué)

中圖分類號(hào)：G434 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號(hào)：1673-8454（2015）10-0086-02

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是理論教學(xué)的一種延續(xù)，是讓學(xué)生對(duì)課堂上所學(xué)知識(shí)進(jìn)行消化和吸收的過(guò)程。實(shí)驗(yàn)過(guò)程是一個(gè)學(xué)習(xí)、培養(yǎng)及探索的過(guò)程，通過(guò)實(shí)驗(yàn)，能有效地訓(xùn)練學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能，培養(yǎng)學(xué)生觀察能力、實(shí)踐能力、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力[1]。對(duì)于藥學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中部分不可及或不可逆的操作，以及需要高成本、高消耗的大型或綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目等部分真實(shí)實(shí)驗(yàn)難以實(shí)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)操作，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)則能有效利用信息技術(shù)模擬真實(shí)實(shí)驗(yàn)環(huán)境實(shí)現(xiàn)部分真實(shí)實(shí)驗(yàn)難以完成的教學(xué)功能。

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)是綜合應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)、多媒體、人機(jī)交互、數(shù)據(jù)庫(kù)以及網(wǎng)絡(luò)通訊等多種技術(shù)，通過(guò)構(gòu)建一個(gè)逼真可視化的實(shí)驗(yàn)操作環(huán)境和實(shí)驗(yàn)對(duì)象，使學(xué)生在開放、自主、交互的虛擬環(huán)境中開展高效、安全且經(jīng)濟(jì)的實(shí)驗(yàn)，進(jìn)而達(dá)到真實(shí)實(shí)驗(yàn)不具備或難以實(shí)現(xiàn)的教學(xué)效果[2]。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)具有明顯優(yōu)勢(shì)，并對(duì)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)思想、體系、模式、內(nèi)容、方法以及手段等都產(chǎn)生了顛覆性影響，學(xué)生通過(guò)對(duì)仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的反復(fù)多次模擬操作，可以加深對(duì)實(shí)驗(yàn)原理及操作步驟的理解，還可節(jié)省大量時(shí)間進(jìn)行綜合性、設(shè)計(jì)性、探究性的實(shí)驗(yàn)，為學(xué)生綜合能力、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)提供保障。

西南大學(xué)藥學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心秉持“實(shí)踐創(chuàng)新，能力至上”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念，在強(qiáng)化真實(shí)實(shí)驗(yàn)建設(shè)的前提下，針對(duì)部分高成本和高消耗、實(shí)驗(yàn)條件難以實(shí)現(xiàn)、所需投入和運(yùn)行費(fèi)用巨大等真實(shí)實(shí)驗(yàn)難以實(shí)現(xiàn)的部分實(shí)驗(yàn)操作，按照“能力培養(yǎng)，虛實(shí)結(jié)合、以虛補(bǔ)實(shí)、以實(shí)為主”的原則，開發(fā)構(gòu)建了藥物制備工程虛擬仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)K、藥理生理學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)K、體內(nèi)藥物分析虛擬仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)K和藥物分子虛擬篩選實(shí)驗(yàn)?zāi)K等共計(jì)103個(gè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)能有效利用信息技術(shù)模擬真實(shí)實(shí)驗(yàn)環(huán)境實(shí)現(xiàn)部分真實(shí)實(shí)驗(yàn)難以完成的教學(xué)功能，中心將真實(shí)實(shí)驗(yàn)和虛擬仿真實(shí)驗(yàn)建設(shè)貫穿于實(shí)驗(yàn)教學(xué)始終，實(shí)現(xiàn)虛實(shí)結(jié)合，相互補(bǔ)充，以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力。

一、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的認(rèn)知、實(shí)驗(yàn)操作的預(yù)習(xí)

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的操作可實(shí)現(xiàn)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的認(rèn)知、實(shí)驗(yàn)操作的預(yù)習(xí)，更好地理解掌握每一個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的目的、實(shí)驗(yàn)原理和詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)操作步驟，以保證學(xué)生在開展真實(shí)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中能更好地注意操作的規(guī)范性，實(shí)驗(yàn)后可以通過(guò)操作虛擬實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行復(fù)習(xí)鞏固，從而強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，為實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)提供更好的平臺(tái)。

中心教師采用圖、文、聲及活動(dòng)影像4 種功能兼?zhèn)涞膶?shí)驗(yàn)教學(xué)工具自主設(shè)計(jì)建設(shè)的分子生物學(xué)虛擬操作實(shí)驗(yàn)?zāi)K，將復(fù)雜抽象的PCR 擴(kuò)增、克隆、Southern印跡雜交、酶切與連接、轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)、質(zhì)粒小量堿法提取實(shí)驗(yàn)等實(shí)驗(yàn)原理簡(jiǎn)化為直觀可視的動(dòng)畫形式，學(xué)生可以按照提示將課堂上不好演示的實(shí)驗(yàn)過(guò)程模擬出來(lái)，使學(xué)生得到更多的模擬、重復(fù)的操作機(jī)會(huì)，彌補(bǔ)傳統(tǒng)多媒體教學(xué)的不足，在教學(xué)中顯示出極大的優(yōu)越性，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，加深對(duì)知識(shí)的理解。

學(xué)生利用實(shí)驗(yàn)動(dòng)物（小鼠或蛙）開展生理學(xué)、藥理學(xué)、毒理學(xué)等實(shí)驗(yàn)操作，但常常由于實(shí)驗(yàn)操作不熟練，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)不能順利完成或達(dá)不到預(yù)期實(shí)驗(yàn)效果，中心建設(shè)的藥理生理學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)K，能讓學(xué)生通過(guò)虛擬實(shí)驗(yàn)完成操作實(shí)訓(xùn)，提高真實(shí)實(shí)驗(yàn)效果。

發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)涉及菌種選育、培養(yǎng)基優(yōu)化、發(fā)酵罐使用及發(fā)酵實(shí)驗(yàn)等內(nèi)容，其中發(fā)酵過(guò)程優(yōu)化與放大是發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)的核心內(nèi)容，發(fā)酵工程虛擬仿真實(shí)驗(yàn)以聚蘋果酸發(fā)酵生產(chǎn)工藝為原型，利用動(dòng)態(tài)模型實(shí)時(shí)模擬真實(shí)工藝反應(yīng)裝置現(xiàn)象和過(guò)程，通過(guò)仿真工藝反應(yīng)裝置進(jìn)行互動(dòng)操作，產(chǎn)生和真實(shí)工藝處理一致的結(jié)果，每個(gè)學(xué)生通過(guò)操作本虛擬仿真模塊能夠充分理解聚蘋果酸生產(chǎn)工藝流程，通過(guò)設(shè)置不同運(yùn)行參數(shù)，觀察工藝反應(yīng)現(xiàn)象，進(jìn)行開停車操作及排除各種設(shè)備故障或工藝擾動(dòng)的操作，同時(shí)對(duì)于操作過(guò)程和結(jié)果進(jìn)行客觀的考核和評(píng)定。

二、實(shí)驗(yàn)操作技能的訓(xùn)練及培養(yǎng)

對(duì)一些操作難度大、僅憑教師做示范學(xué)生不易掌握操作方法的實(shí)驗(yàn)，虛擬實(shí)驗(yàn)操作具有很好的直觀性、反復(fù)性訓(xùn)練的作用。如生理學(xué)實(shí)驗(yàn)中的減壓神經(jīng)放電（神經(jīng)的分離和分辨是難點(diǎn)）、膈神經(jīng)放電記錄（找出膈神經(jīng)是難點(diǎn)）、大腦皮層放電記錄（其中的開顱手術(shù)不易操作和掌握）等實(shí)驗(yàn)都是電生理實(shí)驗(yàn)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，學(xué)生通過(guò)中心建立的生理學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目反復(fù)操作訓(xùn)練，極大地提高在真實(shí)實(shí)驗(yàn)中的實(shí)驗(yàn)操作能力，既能節(jié)約實(shí)驗(yàn)動(dòng)物又能很好地掌握所需的實(shí)驗(yàn)操作技能。

大型分析儀器由于設(shè)備臺(tái)套數(shù)、運(yùn)行費(fèi)用等限制了學(xué)生的操作使用，中心購(gòu)買建設(shè)的大型分析儀器虛擬仿真操作軟件采用計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)開發(fā)的具備機(jī)理模型，以真實(shí)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)庫(kù)作為支撐，仿真操作過(guò)程與真實(shí)儀器操作過(guò)程極其相似，仿真結(jié)果與真實(shí)系統(tǒng)結(jié)果非常接近，能夠滿足學(xué)生日常操作實(shí)訓(xùn)、常規(guī)考核以及技能大賽等各種需求，學(xué)生通過(guò)虛擬仿真操作訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)大型分析儀器的結(jié)構(gòu)、原理等有更深入的認(rèn)知理解，提高操作儀器設(shè)備的能力。

篇7

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)教學(xué)；虛擬仿真；計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

一、在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程中運(yùn)用虛擬仿真技術(shù)的必要性分析

（一）虛擬仿真實(shí)驗(yàn)可以彌補(bǔ)硬件不能隨時(shí)更換的局限由于計(jì)算機(jī)的發(fā)展速度快，而實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備不可能隨時(shí)更換，在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中往往會(huì)出現(xiàn)硬件條件不能及時(shí)更新或購(gòu)置更多的設(shè)備，不能滿足實(shí)際實(shí)驗(yàn)需要的現(xiàn)象。例如：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程中的路由器的配置實(shí)驗(yàn)，要是每個(gè)學(xué)生使用一臺(tái)路由器是不太現(xiàn)實(shí)的。如果將虛擬仿真實(shí)驗(yàn)融入計(jì)算機(jī)教學(xué)，學(xué)生只需要在電腦上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)就可以完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)，這樣不僅緩解了設(shè)備條件的不足，節(jié)省了實(shí)驗(yàn)資金的投入，而且學(xué)生也能進(jìn)行實(shí)際操作能力的鍛煉。

（二）減少實(shí)驗(yàn)教學(xué)的經(jīng)費(fèi)投入在現(xiàn)實(shí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，通常需要大量的經(jīng)費(fèi)購(gòu)置設(shè)備，采用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式可以大大縮減實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)費(fèi)。例如：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，學(xué)生進(jìn)行網(wǎng)線制作實(shí)驗(yàn)，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)不正確的線序排列、水晶頭與線接觸不良等情況發(fā)生，從而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)的失敗。重復(fù)實(shí)驗(yàn)，就會(huì)造成實(shí)驗(yàn)用品的大量浪費(fèi)，加大購(gòu)置實(shí)驗(yàn)用品，這樣勢(shì)必會(huì)增加實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)的投入。倘若采用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)代替真實(shí)的實(shí)驗(yàn)，接水晶頭和網(wǎng)線發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)，重新來(lái)做實(shí)驗(yàn)，不存在材料浪費(fèi)的情況，這樣可以大大縮減實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)的投入，將更多的經(jīng)費(fèi)投入到其他教學(xué)工作和科研工作中。

（三）改善學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的操作的復(fù)雜性，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的興趣計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程中虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的開設(shè)，一方面可以方便學(xué)生進(jìn)行反復(fù)的實(shí)驗(yàn)練習(xí)，不用因?yàn)楹ε乱蛘`操作損壞設(shè)備，害怕實(shí)驗(yàn)結(jié)果出不來(lái)，而不敢動(dòng)手去做。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程中開展虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，不用擔(dān)心學(xué)生自身及實(shí)驗(yàn)設(shè)備的安全問題，使得學(xué)生可以放心大膽地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在反復(fù)的實(shí)驗(yàn)操作中歸納總結(jié)出一些實(shí)驗(yàn)規(guī)律，從而提高了學(xué)生動(dòng)腦和思考能力，大大激發(fā)了學(xué)生動(dòng)手操作的興趣。另一方面，通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)有助于學(xué)生熟悉實(shí)驗(yàn)過(guò)程，對(duì)實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行詳細(xì)的了解。學(xué)生可以很直觀地觀察到演示性實(shí)驗(yàn)的操作方法、步驟，甚至可以看到錯(cuò)誤操作的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，提高實(shí)驗(yàn)效果。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程中開展虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，可以解決實(shí)驗(yàn)設(shè)備昂貴，購(gòu)買設(shè)備的困難，經(jīng)費(fèi)不足等問題；可以解決落后的硬件條件無(wú)法滿足實(shí)驗(yàn)需求的狀況。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)不僅豐富了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，而且拓寬學(xué)生學(xué)術(shù)視野，同時(shí)使得學(xué)生在虛擬仿真實(shí)驗(yàn)中大膽進(jìn)行創(chuàng)新、研究，從而開發(fā)學(xué)生創(chuàng)造性思維。

二、應(yīng)用實(shí)例———利用三層交換機(jī)實(shí)現(xiàn)VLAN間路由

這個(gè)實(shí)驗(yàn)在現(xiàn)實(shí)中需要為每位學(xué)生配置一臺(tái)三層交換機(jī)，連接鍵盤和網(wǎng)線，進(jìn)行三層交換機(jī)的配置，或者一臺(tái)交換機(jī)，所有的學(xué)生輪著使用，這樣不是增加設(shè)備購(gòu)置的負(fù)擔(dān)，就是延長(zhǎng)了做實(shí)驗(yàn)的時(shí)間。假若將真實(shí)實(shí)驗(yàn)和虛擬仿真軟件相結(jié)合，所有的學(xué)生共用一臺(tái)三層交換機(jī)，每位學(xué)生都可以從自己的電腦上完成這個(gè)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)實(shí)施過(guò)程如下。

（一）技術(shù)原理1.啟用三層的路由功能。由于三層交換機(jī)不僅帶有部分的路由功能，還兼具三層路由功能和二層交換功能，而三層交換機(jī)的默認(rèn)端口是二層口，因此必須使用noswitchport命令在相應(yīng)端口啟用三層的路由功能。2.實(shí)現(xiàn)VLAN相互訪問。具有路由功能的三層交換機(jī)，在一個(gè)區(qū)域單位內(nèi)可以通過(guò)直連路由來(lái)實(shí)現(xiàn)不同VLAN之間的相互訪問；對(duì)于非直連路由，通過(guò)獲取數(shù)據(jù)包的IP地址，然后根據(jù)路由表選擇端口進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。三層交換機(jī)為每個(gè)接口配置相應(yīng)IP地址，VLAN間的互連是利用SVI（交換虛擬接口）的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)的，SVI為交換機(jī)中的接口分配適當(dāng)?shù)腎P地址，并創(chuàng)建虛擬接口。

（二）實(shí)驗(yàn)說(shuō)明在同一個(gè)局域網(wǎng)中，在交換機(jī)劃分VLAN的基礎(chǔ)上，PC0、PC2和PC1、PC3分別屬于同一個(gè)VLAN分組（PC0、PC1和PC2、PC3分別歸屬同一個(gè)交換機(jī)），但同時(shí)還要實(shí)現(xiàn)兩個(gè)分組之間可以相互訪問；使用三層交換機(jī)代替原來(lái)的交換機(jī)，首先在三層交換機(jī)上分別設(shè)置各VLAN的接口IP地址。就像路由器上的接口一樣，三層交換機(jī)將VLAN作為一種接口對(duì)待，再在各接入VLAN的計(jì)算機(jī)上設(shè)置與所屬VLAN的網(wǎng)絡(luò)地址一致的IP地址，然后把默認(rèn)網(wǎng)關(guān)設(shè)置為該VLAN的接口地址。這樣，所有的VLAN也可以互訪了。

（三）實(shí)驗(yàn)過(guò)程1.在二層交換機(jī)上創(chuàng)建VLAN4、VLAN5，將端口4分配給VLAN4、端口5分配給VLAN5。2.將二層交換機(jī)與三層交換機(jī)相連的端口F0/2都定義為TagVLAN模式。3.在三層交換機(jī)上配置VLAN4、VLAN5，然后需要使用命令驗(yàn)證二層交換機(jī)VLAN4、VLAN5下的各PC間是不能相互通信的。4.設(shè)置三層交換機(jī)VLAN間的通信，創(chuàng)建VLAN4，VLAN5的虛擬接口，分別配置虛擬接口VLAN4、VLAN5各自的IP地址。5.使用命令查詢?nèi)龑咏粨Q機(jī)的路由表。6.將二層交換機(jī)VLAN4、VLAN5下的各個(gè)主機(jī)默認(rèn)網(wǎng)關(guān)分別設(shè)置為相應(yīng)虛擬接口的IP地址。7.使用命令來(lái)驗(yàn)證二層交換機(jī)VLAN4，VALN5下的各個(gè)主機(jī)之間是可以相互通信。

（四）實(shí)驗(yàn)設(shè)備Switch_29601臺(tái)；Swithc_35601臺(tái)；PC4臺(tái)；直連線

（五）實(shí)驗(yàn)設(shè)備的配置PC0：IP地址：192.168.31.12子網(wǎng)掩碼：255.255.255.0網(wǎng)關(guān)：192.168.31.1PC1：IP地址：192.168.32.34子網(wǎng)掩碼：255.255.255.0網(wǎng)關(guān)：192.168.32.1PC2：IP地址：192.168.31.56子網(wǎng)掩碼：255.255.255.0網(wǎng)關(guān)：192.168.31.1PC3：IP地址：192.168.32.78子網(wǎng)掩碼：255.255.255.0網(wǎng)關(guān)：192.168.32.1將PC0、PC2和PC1、PC3劃分到不同網(wǎng)關(guān)，此時(shí)兩個(gè)網(wǎng)關(guān)分組無(wú)法相互連通PC1PingPC3replyPC1PingPC2timeout

篇8

關(guān)鍵詞：虛擬仿真技術(shù)；計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)課程；應(yīng)用

一、虛擬仿真技術(shù)的概述

虛擬仿真技術(shù)是將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和系統(tǒng)仿真技術(shù)有機(jī)結(jié)合的一種新的實(shí)驗(yàn)研究技術(shù)，人類、戰(zhàn)略性技術(shù)。借助該技術(shù)可認(rèn)識(shí)和改造世界，因而它有望成為繼數(shù)學(xué)推理、科學(xué)實(shí)驗(yàn)之后又一虛擬仿真技術(shù)以多媒體技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等信息技術(shù)為基礎(chǔ)，構(gòu)建一個(gè)與現(xiàn)實(shí)世界的物體和環(huán)境相同或相似的虛擬環(huán)境，如模擬器、仿真軟件、數(shù)學(xué)模型、仿真實(shí)驗(yàn)等。其中虛擬仿真實(shí)驗(yàn)在我國(guó)高職院校的教學(xué)中廣泛應(yīng)用，已逐漸成為一種新的教學(xué)模式。

1.國(guó)內(nèi)外虛擬仿真技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用

目前，國(guó)外虛擬仿真軟件主要包括多功能電路模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)PSPICE、模擬和數(shù)字電路的Tina Pro、用于電路描述和仿真的語(yǔ)言與仿真軟件Circuit Maker、仿真單片機(jī)Proteus、Cisco路由器和自定義網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及連接的Boson NetSim。在我國(guó)，北京郵電大學(xué)的電子信息虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心有“開放式虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理平臺(tái)”、Packet Trace軟件、北京航天大學(xué)的分布式虛擬環(huán)境、GMDSS模擬訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)室、導(dǎo)航雷達(dá)模擬訓(xùn)練中心等。

2.虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用于計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的優(yōu)勢(shì)

通過(guò)實(shí)例操作演示非常抽象的概念，將抽象的網(wǎng)絡(luò)概念具體化、形象化，為學(xué)生提供逼真生動(dòng)的學(xué)習(xí)環(huán)境，加強(qiáng)老師與學(xué)生的互動(dòng)，實(shí)現(xiàn)教與學(xué)雙向互動(dòng)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和主動(dòng)性。通過(guò)仿真實(shí)例的展示，為學(xué)生創(chuàng)造更多的實(shí)踐機(jī)會(huì)，不僅可以激發(fā)學(xué)生的求知欲望，幫助學(xué)生充分吸收和掌握教學(xué)內(nèi)容，更能激發(fā)他們的創(chuàng)造動(dòng)機(jī)和創(chuàng)造性思維。

二、虛擬仿真技術(shù)在高職院校計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)課程的應(yīng)用

1.虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用，優(yōu)化了網(wǎng)絡(luò)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境

目前，很多高職院校計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備與軟件更新滯后，教師無(wú)法正常地開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)，只能通過(guò)視頻和文字等輔助資料來(lái)補(bǔ)充實(shí)際實(shí)驗(yàn)的不足。虛擬化技術(shù)可以有效解決上述問題，通過(guò)虛擬多種不同的計(jì)算機(jī)環(huán)境，學(xué)生可在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上完成服務(wù)器與終端機(jī)之間的切換，并能使用不同的操作系統(tǒng)與應(yīng)用程序來(lái)開展網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)。虛擬技術(shù)實(shí)現(xiàn)了改善高職計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中教學(xué)環(huán)境、提高教育教學(xué)實(shí)效的目標(biāo)。

2.虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用，更新了實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段

高職教師們利用虛擬仿真技術(shù)實(shí)現(xiàn)了“一機(jī)多用”，有利于順利開展計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)課程這一實(shí)踐性較強(qiáng)的課程，學(xué)生可以通過(guò)精確地操作某些系統(tǒng)或者軟件，了解其運(yùn)行特征和過(guò)程，并以此進(jìn)一步加深對(duì)理論知識(shí)的理解，近距離觀察和分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

3.虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用，緩解了實(shí)訓(xùn)設(shè)備不足的難題

目前，在高職教育計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的實(shí)訓(xùn)設(shè)備嚴(yán)重短缺，而虛擬仿真技術(shù)讓虛擬實(shí)驗(yàn)室成為現(xiàn)實(shí)，盡管不能從根本上替代實(shí)際上的物理設(shè)備，但是學(xué)生可在虛擬機(jī)上做所有的操作實(shí)驗(yàn)，將理論與實(shí)踐相結(jié)合，使學(xué)習(xí)更直觀，教學(xué)更真實(shí)，既保證了教學(xué)質(zhì)量，又促進(jìn)了學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)。因此，虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用，不僅解決了實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)設(shè)備短缺的難題，又能更好地為高職教育培養(yǎng)更多的實(shí)用性人才助力。

三、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，現(xiàn)階段的高職院校計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)課程的教學(xué)中仍存在著一些問題，將虛擬仿真技術(shù)與真實(shí)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，可有效解決學(xué)校設(shè)備和場(chǎng)所短缺等問題，使學(xué)生通過(guò)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)掌握網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，提高學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，提高學(xué)生的綜合運(yùn)用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)知識(shí)解決分析實(shí)際問題的能力，為社會(huì)培養(yǎng)出高水平高素質(zhì)的復(fù)合型網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)人才。

參考文獻(xiàn)：

篇9

關(guān)鍵詞：電機(jī)學(xué)；虛擬仿真；教學(xué)

一、 電機(jī)學(xué)授課中存在的問題

教學(xué)內(nèi)容涉及直流電機(jī)、變壓器、異步電機(jī)以及同步電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、工作原理以及電磁感應(yīng)、能量轉(zhuǎn)化等多方面的問題，使學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中感覺授課內(nèi)容較為繁重，并且由于其計(jì)算量非常大，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中往往有很大的厭學(xué)思想。同時(shí)電機(jī)學(xué)又是一門實(shí)踐性非常強(qiáng)的課程，如果只講授理論，不能很好地與工程實(shí)際相結(jié)合，理論與實(shí)踐脫節(jié)，那么學(xué)生很快就會(huì)失去學(xué)習(xí)興趣，造成學(xué)習(xí)基礎(chǔ)不牢固。

其次，電機(jī)學(xué)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)裝置一般情況下由多個(gè)掛箱組成一個(gè)實(shí)驗(yàn)臺(tái)，在使用過(guò)程中根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容來(lái)摘、掛各種不同的實(shí)驗(yàn)箱體，由于使用量大，經(jīng)常性的拔插，使得設(shè)備損壞情況非常嚴(yán)重，尤其是每個(gè)電機(jī)實(shí)驗(yàn)都會(huì)使用的電阻箱，其完好率非常低，這就需要在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生必須將很大一部分的精力和時(shí)間去解決由于設(shè)備老化帶來(lái)的信號(hào)失真等問題，嚴(yán)重影響對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的理解。

二、虛擬仿真軟件在電機(jī)學(xué)教學(xué)中的作用

電機(jī)學(xué)教學(xué)的自身特點(diǎn)決定了其授課方式應(yīng)該是增加較多綜合性和工程實(shí)踐類的授課內(nèi)容，以此來(lái)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。但是由于高校擴(kuò)招，高校的實(shí)驗(yàn)條件受到很大制約，無(wú)法滿足學(xué)生實(shí)踐操作，尤其是“電機(jī)學(xué)”教學(xué)中模擬的工程實(shí)際項(xiàng)目，如串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的輕載運(yùn)行、異步電機(jī)起動(dòng)與停止、變壓器的極性和聯(lián)結(jié)組以及電機(jī)學(xué)中磁場(chǎng)的分布等內(nèi)容，僅僅依靠教師的講解學(xué)生很難有較深入的理解，只能依靠仿真手段直觀演示。

將虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用在電機(jī)學(xué)授課過(guò)程中，能夠加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，改變了傳統(tǒng)教師講，學(xué)生被動(dòng)接受的授課模式。針對(duì)提出的項(xiàng)目要求，學(xué)生不像以前只是重復(fù)教師的操作，而是能夠發(fā)揮主觀能動(dòng)性，可以自己設(shè)計(jì)電路，建立仿真模型、調(diào)試仿真參數(shù)并驗(yàn)證最后的結(jié)果，整個(gè)過(guò)程教師充當(dāng)指引方向的角色，而將具體的設(shè)計(jì)、調(diào)試過(guò)程交由學(xué)生獨(dú)立完成，培養(yǎng)他們獨(dú)立分析問題和解決實(shí)際問題的能力。

虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用另一個(gè)大的優(yōu)勢(shì)在于學(xué)生對(duì)于授課內(nèi)容的理解不一定非要在實(shí)驗(yàn)室完成，可以擺脫昂貴的儀器與設(shè)備的束縛，僅僅需要一臺(tái)筆記本學(xué)生在寢室內(nèi)就可以模擬出的電機(jī)實(shí)際運(yùn)行情況。

三、將虛擬仿真技術(shù)有效融入教學(xué)中的主要方式

（一）傳統(tǒng)教學(xué)為主、仿真教學(xué)為輔有機(jī)結(jié)合

傳統(tǒng)教學(xué)方法的優(yōu)勢(shì)在于授課教師通過(guò)此種教學(xué)方法能夠充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用，將教師多年來(lái)對(duì)教學(xué)內(nèi)容的理解在短時(shí)間內(nèi)傳遞給學(xué)生，但是存在學(xué)生容易產(chǎn)生依賴心理，造成學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性不高以及教學(xué)形式單一等問題。虛擬仿真教學(xué)則體現(xiàn)了學(xué)生作為教學(xué)主體，教師的作用更多地體現(xiàn)在提出問題設(shè)想以及引導(dǎo)學(xué)生思路，這樣能夠充分發(fā)揮學(xué)生自主性，但也容易產(chǎn)生教學(xué)內(nèi)容講述深度不夠以及學(xué)生由于個(gè)體的差異產(chǎn)生的教學(xué)進(jìn)度不易統(tǒng)一的問題。因此將傳統(tǒng)教學(xué)方法和虛擬仿真教學(xué)有機(jī)結(jié)合起來(lái)可以既發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用又發(fā)揮學(xué)生的主體作用，可以很好地提升教學(xué)質(zhì)量。例如對(duì)異步電動(dòng)機(jī)工作原理進(jìn)行講解時(shí)，就可以采用傳統(tǒng)教學(xué)方式，通過(guò)教師對(duì)內(nèi)容理解概括出工作原理的幾個(gè)方面，大大節(jié)約學(xué)生的理解時(shí)間。而電機(jī)內(nèi)部由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜并且電磁轉(zhuǎn)化過(guò)程又比較抽象，學(xué)生的工程實(shí)際經(jīng)驗(yàn)又少，很難對(duì)其產(chǎn)生較為直觀的理解，這個(gè)時(shí)候就可以將虛擬仿真技術(shù)加入，產(chǎn)生較好的教學(xué)效果。

（二）進(jìn)行教材改革

現(xiàn)行各個(gè)高校所用的電機(jī)學(xué)授課教程大部分是對(duì)電機(jī)的結(jié)構(gòu)、原理進(jìn)行講解，極少涉及到將虛擬仿真技術(shù)和電機(jī)學(xué)授課內(nèi)容相結(jié)合，因此想要改變傳統(tǒng)的教學(xué)授課模式，改革電機(jī)學(xué)授課教程，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，就必須要應(yīng)用虛擬仿真軟件對(duì)授課具體實(shí)例進(jìn)行軟件仿真，將課程中許多抽象的概念和原理以具體圖形的形式表現(xiàn)出來(lái)，以便促進(jìn)學(xué)生更好地理解課程中的重點(diǎn)和難點(diǎn)知識(shí)。例如在講授他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)過(guò)程，在教材傳統(tǒng)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，可以增加MATLAB的Simulink工具箱程序，來(lái)進(jìn)行一個(gè)簡(jiǎn)單的仿真設(shè)計(jì)，通過(guò)仿真模塊的建立，參數(shù)的調(diào)試過(guò)程，學(xué)生能夠非常直觀地觀察起動(dòng)電流的變化過(guò)程，同時(shí)也可以觀察其他變量的動(dòng)態(tài)過(guò)程。將課程實(shí)例與虛擬仿真技術(shù)融合在一起，能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣并提高學(xué)生對(duì)工程的認(rèn)識(shí)，達(dá)到改善教學(xué)質(zhì)量的目的。

（三）教師科研工作與授課相結(jié)合，引入最新科研成果，豐富教學(xué)內(nèi)容

將教師的科研項(xiàng)目與授課內(nèi)容相結(jié)合，以便增長(zhǎng)學(xué)生的見識(shí)。如在科研課題中，經(jīng)常會(huì)用到三相異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)、調(diào)速和制動(dòng)，教師可以在授課過(guò)程中給出課題的基本要求，組織學(xué)生獨(dú)立開展課題設(shè)計(jì)研究，然后在班級(jí)內(nèi)部對(duì)課題設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行討論，最后由教師決定通過(guò)后學(xué)生獨(dú)立進(jìn)行各個(gè)階段的實(shí)施方案的設(shè)計(jì)，然后根據(jù)設(shè)計(jì)方案在虛擬仿真軟件上完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容并處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，最后撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。另外，還可采用MATLAB軟件完成課題中復(fù)雜的參數(shù)計(jì)算，以便學(xué)生能夠把更多的精力放在研究各參數(shù)的相互關(guān)系上，很好地提升了學(xué)習(xí)效率。

（四）充分發(fā)揮實(shí)踐基地作用，將實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目與虛擬仿真軟件相結(jié)合

即實(shí)踐――理論――實(shí)踐的教學(xué)模式。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中首先教師進(jìn)行演示，以便學(xué)生能夠有目的地觀察電機(jī)運(yùn)行時(shí)的各種現(xiàn)象，然后針對(duì)本節(jié)所講述的內(nèi)容，讓學(xué)生帶著問題有目的去聽課，針對(duì)剛才的教師授課內(nèi)容將實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象上升到理論高度分析，得出結(jié)論，最后再通過(guò)MATLAB仿真軟件將實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步理論深化，以達(dá)到事半功倍的效果。通過(guò)學(xué)生主動(dòng)構(gòu)思實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)內(nèi)容，提出設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案和實(shí)驗(yàn)電路，教師的作用僅僅起到側(cè)面輔導(dǎo)，而不實(shí)際參與到實(shí)驗(yàn)的具體操作過(guò)程中。為此實(shí)驗(yàn)中心應(yīng)創(chuàng)造條件在課外對(duì)學(xué)生開放，給有興趣的學(xué)生以更多的鍛煉機(jī)會(huì)，培養(yǎng)學(xué)生的綜合實(shí)踐能力與創(chuàng)造思維能力。

（五）應(yīng)用虛擬仿真技術(shù)，完善網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)

目前隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，計(jì)算機(jī)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的蓬勃發(fā)展，使得網(wǎng)絡(luò)教學(xué)獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)越來(lái)越明顯。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)能夠克服傳統(tǒng)課堂教學(xué)受時(shí)間、空間上的限制，使學(xué)生可以利用零星時(shí)間隨時(shí)學(xué)習(xí)，同時(shí)網(wǎng)絡(luò)課程作為課堂教學(xué)的補(bǔ)充，方便教師與學(xué)生的互動(dòng)。較好的網(wǎng)絡(luò)課程需要不斷地完善教學(xué)內(nèi)容，增加方便學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)的資源，這時(shí)虛擬仿真技術(shù)的優(yōu)勢(shì)便體現(xiàn)出來(lái)，可以應(yīng)用MATLAB軟件中的Simulink工具箱來(lái)動(dòng)態(tài)的顯示一些電機(jī)運(yùn)行狀況，這樣能夠提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性與學(xué)習(xí)效率，取得較好的教學(xué)效果。

虛擬仿真技術(shù)在電機(jī)學(xué)教學(xué)中應(yīng)用，能夠真實(shí)再現(xiàn)實(shí)際工程項(xiàng)目運(yùn)行狀況，使許多較為抽象的概念和原理形象化，大大改善了教學(xué)效果，提高了電機(jī)學(xué)課程的教學(xué)質(zhì)量，學(xué)生接受效果要好于傳統(tǒng)電機(jī)學(xué)授課方式。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄭孝東.多種教學(xué)方法和教學(xué)手段在“電機(jī)學(xué)”教學(xué)中的應(yīng)用[J].中國(guó)電力教育，2013， （19）：63-64.

[2]吳文進(jìn)，李彥梅.基于 MATLAB 的《電機(jī)與拖動(dòng)基礎(chǔ)》課程教學(xué)[J]. 安慶師范學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2012，18（1）：100-103.

[3]李祥瑞.利用計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)促進(jìn)電機(jī)學(xué)實(shí)訓(xùn)課程的改革[J].中國(guó)電力教育，2012， （22）：100-101.

篇10

1 環(huán)境工程學(xué)的特點(diǎn)及傳統(tǒng)教學(xué)中存在的問題

隨著環(huán)境控制技術(shù)迅速發(fā)展，污染控制工程理論和實(shí)踐的知識(shí)量也越來(lái)越多，知識(shí)點(diǎn)的更新速度也越來(lái)越快。我國(guó)各理工科院校的環(huán)境科學(xué)專業(yè)基本都開設(shè)有環(huán)境工程學(xué)課程，但縱觀課程的教學(xué)現(xiàn)狀，存在諸多不盡如人意的地方。

1.1 教學(xué)內(nèi)容多且廣泛

環(huán)境工程學(xué)包含廢水污染控制、大氣污染控制、固體廢物處理以及噪聲控制等，內(nèi)容多而雜，容易造成學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握廣而不深，學(xué)而不精。對(duì)應(yīng)的專業(yè)教材知識(shí)更新慢；理論課程課時(shí)過(guò)多，實(shí)踐課程課時(shí)少，專業(yè)技能訓(xùn)練難以保證[1]。

1.2 實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)教學(xué)效果差

環(huán)境工程課程實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)都是集中將學(xué)生帶到某個(gè)與專業(yè)相關(guān)的單位比如污水處理廠，學(xué)生只能參觀某些處理單元，不得隨便操作任何設(shè)備、儀器，對(duì)于如何控制管理水處理工藝的運(yùn)行、如何解決運(yùn)行問題等，仍然得不到學(xué)習(xí)和鍛煉。實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)教學(xué)現(xiàn)場(chǎng)通常比較嘈雜，學(xué)生對(duì)參觀的內(nèi)容往往是“走馬觀花”，不能達(dá)到實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)的目的。

1.3 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目偏少且單一

環(huán)境工程實(shí)驗(yàn)作為環(huán)境工程學(xué)理論課程的后續(xù)實(shí)驗(yàn)課程，該課程不僅能加深、鞏固學(xué)生對(duì)環(huán)境工程基本理論的理解，同時(shí)還可增強(qiáng)分析問題和進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)的獨(dú)立工作能力；有利于掌握有關(guān)環(huán)境工程實(shí)驗(yàn)研究方法和實(shí)驗(yàn)技巧，培養(yǎng)整理、分析數(shù)據(jù)能力，提高環(huán)境工藝、工程方面的科研思維能力和創(chuàng)新意識(shí)。但是目前環(huán)境工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)僅限于幾個(gè)固定實(shí)驗(yàn)，比如：活性污泥實(shí)驗(yàn)、大氣除塵演示實(shí)驗(yàn)、氧傳遞系數(shù)測(cè)定實(shí)驗(yàn)等，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目偏少。教學(xué)方式大多是在教師講解之后，學(xué)生“依樣畫葫蘆”進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮筒襟E理解得不夠透徹，在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中處于一種被動(dòng)的地位。另外，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備缺乏感性認(rèn)識(shí)，即使把實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書中對(duì)設(shè)備的基本構(gòu)造、使用方法和注意事項(xiàng)看了多遍，仍不得要領(lǐng)，甚至不能正確地操作設(shè)備。另外，某些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目受到設(shè)備數(shù)量、品種、成本等方面的限制而無(wú)法開展。

2 虛擬仿真技術(shù)在環(huán)境工程學(xué)理論及實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

虛擬仿真教學(xué)是指利用實(shí)物和計(jì)算機(jī)軟件共同模擬出真實(shí)的情境，讓學(xué)生在模擬的情境下進(jìn)行探究和學(xué)習(xí)。隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，虛擬仿真技術(shù)越來(lái)越廣泛地被應(yīng)用于各領(lǐng)域的專業(yè)教學(xué)，如自動(dòng)化[2]、水電機(jī)組監(jiān)測(cè)與故障診斷等[3]。虛擬仿真教學(xué)可以根據(jù)教學(xué)的實(shí)際需要和效果，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行動(dòng)態(tài)的組織和修改，具有很強(qiáng)的針對(duì)性和互動(dòng)性，能夠充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)思維[4]。

2.1 虛擬仿真技術(shù)水污染控制的運(yùn)用

虛擬仿真技術(shù)教學(xué)可以提升學(xué)生對(duì)城市生活廢水、工業(yè)廢水處理系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，提高教學(xué)效果。在仿真系統(tǒng)中，學(xué)生按照時(shí)間操作規(guī)程的要求對(duì)各個(gè)工藝參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，最終確定處理后的廢水與污泥能否與實(shí)際設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)要求相符[5]。學(xué)生可根據(jù)提示熟悉虛擬水廠構(gòu)筑物分布和水廠概況，查看主要?jiǎng)恿υO(shè)備的知識(shí)點(diǎn)，了解水廠主要?jiǎng)釉O(shè)備能耗和藥劑成本，了解污水處理廠的相關(guān)工作規(guī)定和安全章程等。比如：虛擬仿真水廠包含巡檢項(xiàng)目和事故預(yù)案工況等，分別是正常工況巡檢、出水總氮超標(biāo)、出水總磷超標(biāo)、出水COD超標(biāo)、反應(yīng)池曝氣量調(diào)節(jié)、初沉池排泥撇渣、內(nèi)回流的調(diào)節(jié)、SVI調(diào)節(jié)，從而掌握污水處理廠常見事故的應(yīng)急處理預(yù)案和解決措施。

2.2 虛擬仿真技術(shù)在大氣污染控制的運(yùn)用