虛擬仿真技術建設精選(九篇)
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第1篇：虛擬仿真技術建設范文
關鍵詞 數(shù)控加工 實踐教學 教學改革 過程化考核
中圖分類號：TG659 文獻標識碼：A DOI：10.16400/ki.kjdkz.2015.02.015
Practice and Thinking of Processing of Virtual Laboratory
Based On Swansoft CNC Simulator
LIU Yu， BIE Hainan， DAI Li
（School of Mechanical Engineering and Automation， Northeastern University， Shenyang，Liaoning 110819）
Abstract In view of the phenomenon that college students are familiar with the theory of CNC machine tool but lack practice， we establish the processing of virtual laboratory， which is match with the study of CNC machine tool theory. The aim is to make students have a comprehensive impression of the process. This paper makes analysis from two aspects of practice and thinking， and discusses what to do for the next step.
Key words NC machining; practice teaching; teaching reform; process evaluation
0 引言
數(shù)控機床作為一種典型的機電一體化設備，在現(xiàn)代化工業(yè)中起到越來越重要的作用，對大學生的素質(zhì)也提出了更高的要求。但是由于數(shù)控機床設備的費用昂貴，大學生在學習的過程中不可能做到人手一臺，許多學生對數(shù)控機床的認識只是停留在理論階段，對于相應的實際操作一知半解，不能熟練地操作數(shù)控機床。因此我校機械電子工程研究所在學校的支持下建立了數(shù)控虛擬仿真實驗室，全方位培養(yǎng)同學們對數(shù)控機床的動手操作能力，為社會培養(yǎng)全面熟練掌握數(shù)控加工技術的實用型技能人才。
1 實驗室的性質(zhì)和特點
“數(shù)控技術”是機電一體化專業(yè)的一門重要的專業(yè)課程和必修課程。本門課程以數(shù)控系統(tǒng)硬件、軟件結構為主線，全面地介紹了數(shù)控技術的基本知識與核心技術，要求學生掌握數(shù)控加工編程方法、數(shù)控系統(tǒng)應用及初步的數(shù)控系統(tǒng)設計方法。學生在學習數(shù)控技術時總感到抽象難懂，需要實物的配合以及動手操作才能較為全面地理解。本實驗室就是為了輔助學生對數(shù)控技術的學習，提升學生的操作水平而創(chuàng)立的，具有形象性和可操作性的特點，能夠根據(jù)學生的需求而靈活改變，使學生對數(shù)控加工過程的理解更加深刻、細致，做到對“數(shù)控技術”這門課能學以致用。
2 斯沃數(shù)控仿真軟件簡介
斯沃數(shù)控加工仿真軟件是南京斯沃軟件技術有限公司開發(fā)的集圖像、聲音、操作于一體、專門用于學生進行數(shù)控加工操作的仿真軟件。該軟件包含發(fā)那科（FANUC）、西門子（SINUMERIK）、三菱（MITSUBISHI）、廣州數(shù)控（GSK）、北京凱恩帝（KND）等主流數(shù)控操作系統(tǒng)。該軟件的特點如下：（1）能實現(xiàn)加工過程的三維仿真。學生對于走刀路線，最終成型的工件有直觀的認識，如果與預期不符，能很容易找到錯誤的地方。（2）具有反復加工性，學生能在很短時間內(nèi)掌握各系統(tǒng)數(shù)控車床、數(shù)控銑床及加工中心的操作。（3）具有局域網(wǎng)功能。教師和學生處于同一個局域網(wǎng)時，教師通過教師機進行網(wǎng)絡教學，并能隨時獲得學生當前操作信息。學生也可以向老師發(fā)送協(xié)助請求，老師可以遠程協(xié)助學生完成課堂學習。
3 數(shù)控虛擬仿真實驗室建設實踐
3.1 數(shù)控虛擬仿真實驗室的硬件建設
數(shù)控虛擬仿真實驗室位于機械樓四樓，設有專門的實驗室并配備有專門的電腦設備，裝載斯沃數(shù)控仿真軟件，并設立局域網(wǎng)以方便老師和學生課堂交流。實驗室由一名實驗老師和三名輔導員共同管理，對實驗設備進行日常維護。
3.2 實驗指導手冊的編寫
實驗指導手冊的編寫依據(jù)于《數(shù)控技術》，實現(xiàn)與課本的配套，同時遵循實用、基礎的原則，旨在提升學生操作數(shù)控機床的水平。實驗指導書的編寫改變了以往做實驗給出所有步驟，學生只是走個過程的樣式，它只提供基礎的操作，留給學生在基礎操作上不斷自由發(fā)揮的空間，以培養(yǎng)學生的探索求知能力，同時也可加強學生的團隊合作精神。
3.3 實驗老師及輔導員的培訓 （下轉(zhuǎn)第90頁）（上接第29頁）
現(xiàn)在許多老師都注重于對機床理論的研究，往往對機床的實踐操作感到生疏，因此有必要在正式開課前對老師和輔導員進行培訓。培訓以相關技術人員的講解為主，以閱讀軟件使用說明書和觀看視頻為輔，參加培訓的老師要嚴格按照培訓的要求完成培訓操作，并通過相應的考核。在上課時，要能隨時掌握學生的學習進度，對學生在實訓中遇到的問題要做到心中有數(shù)，并及時做好學生實踐的指導工作。
3.4 整理素材
數(shù)控技術的理論學習所涉及的知識非常廣泛，例如加工程序的編寫涉及到許多G代碼，學生在學習時只記住了代碼沒有直觀的認識，到了上機操作對代碼的應用也不明確。因此教師要在實驗前準備好加工圖形，以便學生明確目標，可以更好的進行實踐操作。這些加工圖形的選取最好由淺入深，由簡單到復雜，分層次、分水平，不斷引導學生逐步熟悉操作，進而能夠自主進行工藝加工過程。
3.5 過程化的考核
該實驗的進行需要一定的理論知識，因此在上實驗課之前要對學生的理論知識水平有一定的了解，可通過與理論課老師相互結合，更好地了解學生的學習狀態(tài)，以便在實驗課中對相應的重點加以強調(diào)。在上課過程中不僅要教會學生正確的操作，更要讓學生放心大膽的去嘗試錯誤的操作，只有知道了錯誤的后果，才能對相應的正確操作印象更加深刻。故在最終考核時不只看學生是否完成了操作，而對學生的完成速度、操作的規(guī)范性和完成的質(zhì)量相互結合，最終由教師給出一個公平合理的考核評價。過程化考核的最終成績由學生自我評價、小組評價和教師的考核評價三部分共同組成，力爭客觀、公平、全面的評價學生的學習情況和實踐操作的效果，激發(fā)學生的學習熱情，提升學習效果。
4 關于數(shù)控加工虛擬仿真實驗室建設的思考
4.1 實踐的擴展應用
關于該實驗室的實踐應用方面，不僅可用于本科生的實踐教學，也可以擴展應用，現(xiàn)在正在進行的擴展應用有以下兩項：（1）本科生關于數(shù)控機床的課程重在對數(shù)控機床系統(tǒng)的認識，因此相對應的實驗安排以實踐操作為主，致力于培養(yǎng)學生對整個數(shù)控加工過程的理解。但是對于研究生而言，重在對數(shù)控系統(tǒng)的研究和開發(fā)，實驗室也可擴展應用，設立相應的實驗項目幫助研究生加深對數(shù)控系統(tǒng)的理解。（2）對于多年從事數(shù)控機床原理研究的老師而言，他們可能對數(shù)控機床的操作已有些生疏，可以專門設立針對這些老師的課程，讓他們盡快熟悉數(shù)控機床的操作。
4.2 下一步進行的工作
該課程采用數(shù)控虛擬仿真加工軟件盡管可以全程模擬加工過程，但終究與實體的機床有一定的差距，例如工件裝夾過程由軟件自動完成，學生并沒有親手操作，對其中的要點并不明確，很可能忽略裝夾在整個加工過程中的重要性。因此老師在進行培訓的過程中還需要老師對其中的差別有深刻的了解，可以鼓勵年輕的教師通過寒暑假到企業(yè)掛職鍛煉的方式，與工人師傅一起從事生產(chǎn)活動，了解企業(yè)的實際需求，掌握相應的工藝流程，以實際需要為目標不斷調(diào)整數(shù)控仿真實驗指導書的編寫，給予學生更好的實踐體驗。進一步完善實驗室管理條例，規(guī)范運行機制。一個良好實驗室的建成不僅需要優(yōu)秀的實驗項目，也需要規(guī)范的實驗管理條例。要學生樹立愛惜實驗設備，文明操作規(guī)程的思想，發(fā)揮作為實驗室一分子的覺悟，共同建設好實驗室這個大家庭。
5 結束語
數(shù)控加工虛擬仿真實驗室是順應時代潮流對大學生的要求，以提高學生對數(shù)控機床的實踐操作能力為目標而建立起來的，并與數(shù)控加工的理論課程相互補充，讓學生對數(shù)控加工的過程有一個清楚全面的認識，實現(xiàn)了“教、學、做”一體化教學。該實驗室的建立是一個與時俱進的過程，可根據(jù)實際需要不斷進行調(diào)整，對學生實踐能力的培養(yǎng)必將起到更大的作用。
參考文獻
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第2篇：虛擬仿真技術建設范文
關鍵詞：3D數(shù)字仿真技術；城市服務；應用
1 概述
3D數(shù)字仿真技術主要是通過計算機技術，為用戶創(chuàng)造一個逼真的虛擬環(huán)境，既可以是對現(xiàn)實環(huán)境的虛擬，也可以是對一些想象的物體的虛擬。目前在城市建設以及工業(yè)產(chǎn)品等領域中的發(fā)展比較廣泛。本文主要通過分析3D數(shù)字仿真技術的發(fā)展情況，探討其在當前的城市服務中的應用情況。
2 3D數(shù)字仿真技術概述
2.1 3D數(shù)字仿真技術概念及特點
3D（三維）數(shù)字仿真，一般也稱虛擬仿真，主要是通過計算機技術生成一個無限逼近現(xiàn)實的虛擬環(huán)境，該環(huán)境中存在視、聽、觸、味等多種感知，用戶則通過各種傳感器設備接收自身自然反應的行為、活動，從而實現(xiàn)與虛擬世界中的個體產(chǎn)生聯(lián)系的一種技術。
3D數(shù)字仿真技術一般具備三個特點：（1）沉浸感。由于3D數(shù)字仿真技術創(chuàng)造出了一個虛擬的現(xiàn)實世界，單從視覺效果上來看，用戶很容易產(chǎn)生一種置身于這種虛擬環(huán)境的感受。（2）多感知性。雖然目前的3D數(shù)字仿真技術能夠?qū)崿F(xiàn)的感知只有視覺、聽覺發(fā)展的比較成熟。但是理想狀態(tài)下，3D數(shù)字仿真技術還應該具備味覺、嗅覺以及觸覺等在現(xiàn)實生活中存在的多種人類感知行為，為人類營造一個真正逼近現(xiàn)實的虛擬環(huán)境。（3）交互性。所謂交互性是指用戶可與虛擬環(huán)境中的實體進行交流、操作等行為，而且通過這些行為可以得到實時的反饋。
2.2 3D數(shù)字仿真技術發(fā)展
進入21世紀以來，隨著計算機技術的大量普及，3D數(shù)字仿真技術也隨之進入了快速的發(fā)展時期。而美國作為該技術的發(fā)源地，目前在該技術領域依然處于世界領先地位，于2007年率先提出六方沉浸體驗虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)，并期望達到1億像素的顯示效果。然而目前最大的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中能夠提供的像素僅為4300萬，且只有五方沉浸體驗效果。因此，這項技術被美國業(yè)界認為是下一世紀重要競爭技術，一些大型的公司，像波音、福特等公司均有對應的大型研發(fā)中心。我國雖然起步較晚，但是許多高校、企業(yè)也都在積極研制3D數(shù)字仿真技術，目前也都取得了十分顯著的進步。
3 3D數(shù)字仿真技術提供的城市服務探究
3.1 城市建設領域
隨著房地產(chǎn)行業(yè)的競爭越來越激烈，房地產(chǎn)廠商主要宣傳的要點包括：地理位置、社區(qū)規(guī)劃、戶型設計等。然而目前對于戶型的空間設計等方面發(fā)展已經(jīng)很難再有革命性的突破，一些廠商的宣傳手段還僅限于條幅、實物模型等。但是隨著社會的發(fā)展，人們希望能夠更加直觀、快捷、方便地看到整個樓盤的詳細信息。傳統(tǒng)的手段是無法滿足這些需求的，而3D數(shù)字仿真技術，這一專注于營造仿真環(huán)境的技術就得到了廣泛的應用。房地產(chǎn)廠商通過制作一些建筑動畫，直觀地展現(xiàn)小區(qū)虛擬場景、樓盤樣式、以及三維虛擬樣板房等。通過使用這些3D動畫作為宣傳手段，能夠讓居民非常直觀的體驗、感受到住房的樣子，因此取得了非常好的宣傳效果。
3.2 工業(yè)領域
現(xiàn)如今，隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，人們的生活也因為各種工業(yè)產(chǎn)品的快速發(fā)展而變得非常方便。像汽車、醫(yī)療器械等一些與人們生活息息相關的工業(yè)產(chǎn)品，一般在最終上市之前都會進行嚴格的檢驗。之前由于技術水平有限，只有等到產(chǎn)品研發(fā)出來之后才能進行相關的檢驗，一旦產(chǎn)品出現(xiàn)問題勢必造成大量資源的浪費。
隨著3D數(shù)字仿真技術的產(chǎn)生，技術人員可將設計出來的產(chǎn)品進行虛擬實驗，既可以將設計出來的產(chǎn)品整體、空間構造都非常詳細地展現(xiàn)出來，而且還可以通過虛擬現(xiàn)實技術，在虛擬的環(huán)境中對，對這些產(chǎn)品進行安全、事故模擬實驗。像汽車行業(yè)，一般會利用3D數(shù)字仿真技術進行車輛撞擊事故模擬；在煤礦產(chǎn)業(yè)，一般利用3D數(shù)字仿真技術進行安全生產(chǎn)實驗，確定最終的安全挖掘方案等。
3.3 事故模擬
傳統(tǒng)的事故分析都是通過事故現(xiàn)場照片或者是現(xiàn)場遺留下來痕跡等來進行相P的判斷，但是這種缺乏動態(tài)模擬過程的分析方式缺乏直觀性。而事故一旦發(fā)生，通常會伴隨著賠償、處罰等后續(xù)事件，如果能夠完全還原當時的情景，有助于相關負責人十分方便、快捷、準確的處理相關事故。目前已經(jīng)開展的研究內(nèi)容包括：橋梁坍塌事故分析、交通事故分析、煤礦事故分析等。其中交通事故分析發(fā)展相對的較為成熟，而且現(xiàn)在已經(jīng)有很多交通管理部門引進這些技術，對交通事故進行模擬還原，從而對發(fā)生當事人進行相關責任判斷。
3.4 施工演示
目前國家各項基礎設施建設正在如火如荼的進行中，面對這些大型的工程項目，以前只能通過工程圖紙或簡單的模型等形式進行展示。對于缺乏足夠的空間想象能力或者項目新手來說，很難去想象到整個工程中每個實物的具體樣式，而3D數(shù)字仿真技術大到整體效果，小到部件的構造等，可以非常逼真的展示工程項目實景。不僅方便進行施工演示，而且在進行工程匯報時，也可以非常具體的展示當前的具體施工狀況，以及與完整項目之間的差距等。
4 結束語
3D數(shù)字仿真技術，隨著計算機技術的快速發(fā)展，正處在高速發(fā)展的階段，而且正在以其獨特的方式改善人們的生活、學習和工作方式。除上述提到的一些應用領域之外，3D數(shù)字仿真技術還有許多其它的應用領域，而且隨著5D時代的到來，還會產(chǎn)生更多的現(xiàn)在還無法想象的應用領域。但同時還應該意識到，由于一些技術難點，比如說在虛擬空間中實現(xiàn)嗅覺、味覺等技術，目前還沒有攻克，3D數(shù)字仿真技術未來的發(fā)展道路還有很長。
參考文獻
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[2]周飛，孫超.論三維動畫在產(chǎn)品設計中的運用和價值[J].藝術科技，2013（05）：179.
第3篇：虛擬仿真技術建設范文
關鍵詞：虛擬仿真技術；機械工程；實驗教學
1虛擬仿真技術給機械工程實驗教學帶來的改進
就目前來看，我國在機械工程實驗教學中尚存在許多突出問題，這些問題的產(chǎn)生給機械工程教學的質(zhì)量及效率造成了很大制約，尤其是在實驗基地建設方面存在較大的能力局限性，這無法滿足學生在學習機械工程時的動手操作能力培養(yǎng)，更無法加深學生對機械工程知識的理解與運用。部分院校為了節(jié)約開支，減少設備在使用過程中發(fā)生損壞或故障的幾率，常常在對學生進行實踐培訓時是以講座和參觀為主要形式的，這也造成學生缺乏實踐操作機會，從而導致學生缺乏機械設備的操作經(jīng)驗，難以有效勝任機械工程的相關崗位操作。科學技術的飛速發(fā)展，使越來越多的新技術、新手段被應用于機械工程領域，機械工程教學方法及教學理念也得以快速更新，計算機技術在機械工程實驗教學中也發(fā)揮出越來越重要的作用。目前大部分高校都采用CAD機房來進行機械工程實驗教學，并通過虛擬仿真技術的引進來持續(xù)改進與更新教學實驗設備。通過虛擬仿真技術，可有效減少設備儀器在實驗教學過程的故障與損壞幾率，同時也能幫助學生利用虛擬仿真技術來進行靈活的實踐與操作，使學生能夠按照自己的想法利用虛擬仿真技術來設計出滿意的機械工程作品，進而加深了學生對機械工程知識理解與運用能力的同時，也能充分發(fā)揮其學習主動性和創(chuàng)新精神，使機械工程在實驗教學中能夠?qū)Σ糠盅b置設備實施傳動性能實驗、減速器裝配實驗以及數(shù)控加工仿真實驗，進而使機械工程專業(yè)在教學過程中的質(zhì)量與效率得到極大提升。
2機械工程實驗教學中虛擬仿真技術的主要應用
2.1帶傳動性能測試實驗中的應用
在機械工程實驗教學中，對工程履帶類部件所具有的傳動性能進行測試是其重要組成部分，通過對傳動帶在運行過程中的傳動性能進行測試，可幫助學生對帶在傳動過程中所產(chǎn)生的打滑與彈性滑動現(xiàn)象進行直觀的觀察，進而更加科學的分析機電設備的最佳承載力，通過分析這些數(shù)據(jù)，可使帶動控制問題得到有效解決。在對機械工程中的帶傳動性能進行測試時，還需要應用到電動機、發(fā)電機、傳感器、光電測速裝置以及轉(zhuǎn)矩力測桿等設備，采用這些設備可實現(xiàn)人工測試，不過這種測試方法需要花費過高的人力與物力成本。而通過虛擬仿真技術，則能夠使學生在計算機中設計帶傳動性能測試系統(tǒng)，從而不需要使用上述設備，學生也可隨時隨地的來測試帶傳動性能，既節(jié)約了大量成本，又顯著提高了機械工程的實驗教學質(zhì)量及效率。
2.2減速器裝配實驗教學中的應用
在機械工程中經(jīng)常需要應用到減速器，其同樣也是機械設計中最為基礎的一個項目。在對減速器進行裝配實驗教學中，往往都會通過實物的方式來取代減速器進行教學，不過這種實驗教學方法往往會增加學生對實驗操作的理解難度，難以取得較為理想的實驗教學效果。而通過虛擬仿真技術，則可使學生在計算機界面中對減速器模型進行直觀的觀察，并按照相應的裝配過程來對減速器模擬模型進行裝配操作，從而使減速器的結構講解變得更加直觀、具體。
2.3數(shù)控加工仿真實驗教學中的應用
在我國工業(yè)制造領域中，數(shù)字加工技術無疑是其核心技術之一，其在推動我國現(xiàn)代化工業(yè)發(fā)展中發(fā)揮著巨大作用。對于數(shù)字加工技術來說，其實現(xiàn)了機械加工與微電子技術的結合運用。在機械工程實驗教學中，便常常需要應用到數(shù)控加工技術來對數(shù)控機床進行靈活的操作，不過考慮到數(shù)控機床在實際應用過程中會出現(xiàn)較高的維護成本，而且數(shù)控機床的種類多樣，學生只能接觸到幾種常見的設備運作形式，同時在實際使用數(shù)控機床時往往需要進行復雜的程序設置，這勢必難以滿足不同學生對實踐操作的需要，再加上實驗操作的復雜性，使學生在實踐教學中很難取得較為理想的學習成果。而利用虛擬仿真技術，則可使不同學生參與到具體的實踐項目當中去，使學生能夠接觸、熟悉和掌握不同種類的數(shù)控機床，并利用這些數(shù)控機床來設計出相應的機械工程產(chǎn)品，從而使學生能夠更加系統(tǒng)性的學習和掌握數(shù)控機床的具體加工流程。
3機械工程虛擬教學實驗室的建設構思
在機械工程實驗教學中，可以虛擬仿真技術為核心，建設機械工程專業(yè)的虛擬教學實驗室，在應用虛擬仿真技術時，需要確保專業(yè)知識與實踐任務及目標進行統(tǒng)一，在此基礎上對實驗室中各種設備的穩(wěn)定性進行深入研究。此外，在設計虛擬仿真系統(tǒng)框架時，應以滿足該專業(yè)不同學生的實踐需要為宗旨，確保虛擬仿真實驗能夠獲得準確的結果，使學生能夠更好的鞏固與掌握專業(yè)知識，在仿真計算時，需要對機械工程實驗的相關系數(shù)進行觀察。最后，需要設計對應的仿真器，利用虛擬仿真器來對以往實驗中的實物進行代替，以此有效簡化實驗流程，通過USB接入到虛擬演示平臺中，確保虛擬演示平臺能夠?qū)Ψ抡嫘盘栠M行實時接收，并利用PWM模塊將特定頻率的方波發(fā)送至ECU之中，以此對機械設備的工作原理進行仿真模擬。在虛擬教學實驗中，還需要應用到相應的計算機軟件，并對應用模塊進行編緝，同時利用3Dmax等建模工具，以此實現(xiàn)對實驗項目的虛擬操作。
第4篇：虛擬仿真技術建設范文
關鍵詞：虛擬仿真技術；食品專業(yè)；改革；發(fā)展
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）23-0120-02
一、虛擬仿真技術
虛擬仿真技術（virtual reality，VR）又稱虛擬現(xiàn)實技術、靈境技術或模擬技術，是利用計算機技術、網(wǎng)絡通信技術、人工智能技術、自動化控制技術儀器儀表c測量技術等交叉產(chǎn)生的一種現(xiàn)代信息技術，是虛擬的系統(tǒng)模仿另一個真實系統(tǒng)的技術，能夠創(chuàng)造一種高端的人機接口，包括通過視覺、聽覺、觸覺、嗅覺和味覺等多種感覺同等的實時模擬和交互，可以獲得多維交互體驗的虛擬環(huán)境。虛擬仿真技術有三個突出的特征：沉浸感、交互感和構想性。隨著空間信息科學、計算機圖形、多媒體技術、數(shù)字圖像處理、人機接口技術、人工智能技術、傳感器技術等的快速發(fā)展，虛擬仿真技術已經(jīng)廣泛應用于建筑、醫(yī)療、教育、軍事、航天、服裝、生產(chǎn)制造等領域。目前，也有一些文獻論述了虛擬仿真技術在食品加工、食品檢測、食品機械制造中的應用。
二、食品專業(yè)改革發(fā)展遇到的問題
1.傳統(tǒng)教育方式無法激發(fā)學生對食品專業(yè)理論課的興趣。興趣是學習最好的老師。食品專業(yè)的理論課程中含有大量的基本概念、原理、公式推導，這些基礎知識點比較抽象。即使教師結合實例講解也很難激發(fā)學生對理論課的興趣。例如：《食品工程原理》的基礎知識比較廣，理論公式比較多，主要教學目標是使學生利用數(shù)學、物理、化學及物理化學等學科知識去解決食品工業(yè)中所遇到的實際問題，該課程具有較強的設計、選型、安裝和操作等工程特點。學生對課程中的理論、公式感覺很抽象，學習起來掌握不住要領，往往只能學習到一些簡單的片段，在分析和解決具體問題時感到無從下手。
2.現(xiàn)有食品實驗課程無法提高學生的食品專業(yè)實驗技能。食品實驗教學主要是教師講解演示，學生模仿驗證。這種“填鴨式”、完成任務式的實驗教學，不能對學生針對性地進行創(chuàng)新和能力的培養(yǎng)。例如：食品化學實驗課的教學通常是指定幾個實驗項目，如粉絲的制備與質(zhì)量感官評價、蛋白質(zhì)的鹽析及透析、果蔬褐變機理等實驗內(nèi)容，老師將所需的試劑配置好，學生按四人一組分成若干小組，教師詳細講解實驗原理、操作步驟，學生按部就班地模仿老師的操作步驟完成實驗，最后撰寫實驗報告。這種教學方式使得學生主動學習的積極性不高，而且該教學方法在一定程度上限制了學生主觀能動性的發(fā)揮和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
3.食品工廠實習無法達到預期的教學效果。食品專業(yè)本科教學體系中有一個重要的環(huán)節(jié)就是工廠實習。但是，隨著市場競爭日益激烈，工廠以不斷提高企業(yè)效益為主要目標，而接收大學生實習已不再是必須履行的義務；其次，現(xiàn)代食品工廠趨向自動化、連續(xù)化，為了保證產(chǎn)品質(zhì)量與安全，廠房絕對不允許學生動手操作；再次，學生在實習現(xiàn)場基本就是看和聽，沒有參與和動手的機會，學生也逐漸失去新鮮感，結果導致工廠實習形式化，無法達到預期的教學效果。
4.食品專業(yè)知識和實驗技術片段化，沒有形成一個整體的結構。現(xiàn)在食品學科被分割成多個課程進行學習，學生學習完各個課程后往往沒有將食品學科整個知識點和實驗技術整合起來。知識點和實驗技術的片段化使得學生無法提高自身的綜合水平，無法將所學知識和技能靈活應用于生產(chǎn)實踐。例如：《食品加工》主要介紹了各個食品的加工方式和原理，《食品營養(yǎng)學》主要介紹了各個營養(yǎng)素的功能，這兩個課程的內(nèi)容似乎沒有關聯(lián)性，學生只能片段化地學習，無法將兩者綜合起來。
三、基于虛擬仿真技術促進食品專業(yè)改革，推動食品專業(yè)的發(fā)展
1.通過虛擬仿真技術激發(fā)學生對食品專業(yè)理論課程的興趣。研究表明：在理論課程上應用虛擬仿真技術，可以將抽象的概念形象化，靜態(tài)的知識點動態(tài)化，可以形象地展示結構功能，提高食品理論課的授課效果。例如：《食品工程原理》這門課結合虛擬仿真技術，讓學生可以看到食品工業(yè)生產(chǎn)過程中各個單元操作的基本原理及典型設備的結構原理、操作性能，使學生將食品工程原理的知識與虛擬仿真平臺上看到的生產(chǎn)設備和工藝過程聯(lián)系起來，使學生深切體會到食品工程原理課程中所講述的每個單元操作都與食品專業(yè)學習密切相關。生動形象的學習便于學生理解，提高教學質(zhì)量。
2.將虛擬仿真技術與食品實驗教學相結合，提高食品實驗教學的效果，激發(fā)學生的創(chuàng)新性。隨著虛擬仿真技術引入實驗教學中，許多研究表明：虛擬實驗可完善食品真實實驗不具備或難以完成的教學功能，如一些成本較高、需要用高檔儀器操作的實驗等。食品實驗教學中大部分是分組實驗、分工合作，學生個人沒有機會操作完整的實驗。通過虛擬仿真技術平臺，學生可完整地操作一遍實驗技能，掌握每個實驗細節(jié)。例如：食品化學實驗通過虛擬仿真平臺可以讓學生自己思考做什么實驗，用哪些試劑，設計實驗方案。學生通過在虛擬仿真平臺上操作，驗證自己實驗設計的合理性，激發(fā)了學生的思維能力和創(chuàng)新能力；同時，通過失敗經(jīng)驗獲取知識和要點，思考失敗的原因，鞏固了所學的知識，提高了動手能力。
3.構建實景虛擬仿真門戶，增強食品工廠實習類課程的果效。實景虛擬仿真門戶，可在食品工廠原地取景，從廠房布置、車間設備擺設等方面按照實習基地實際比例進行排布。結合實習基地的真實情形，提煉實習教學素材，配建廠房設計講解、工廠設備操作講解、實習提示等內(nèi)容，讓學生在進入工廠實習前，先通過實景虛擬仿真門戶了解實習基地的完整情況，并提出專業(yè)問題。教師在后臺收集這些問題，在實習基地現(xiàn)場進行講解。以果蔬飲料生產(chǎn)實習為例，學生先通過虛擬仿真平臺了解果蔬飲料生產(chǎn)的基本原理、工業(yè)化生產(chǎn)流程及各工序的主要參數(shù)，通過虛擬仿真平臺向老師提出自己的疑問，在參觀果蔬飲料工廠的時候，教師邀請企業(yè)技術人員通過現(xiàn)場講解和專題講座為學生答疑解惑，讓學生了解到工廠的生產(chǎn)、企業(yè)的經(jīng)營和管理。
4.利用虛擬仿真技術，綜合食品專業(yè)課程，完善食品課程資源的建設。自從虛擬仿真技術在教學中廣泛應用之后，大量研究表明利用虛擬仿真技術可優(yōu)化教學資源的建設和積累，提高教學質(zhì)量。食品專業(yè)課程可基于虛擬仿真技術，優(yōu)化教學流程。例如：讓學生在課前通過虛擬仿真平臺自學課程內(nèi)容，在課堂上與老師探討自學過程中的疑點和難點，使得學生從被動學習轉(zhuǎn)化為主動學習，教師從“填鴨式”授課轉(zhuǎn)化為探討式授課。其次，食品專業(yè)課程可基于虛擬仿真技術，優(yōu)化教學內(nèi)容。例如：食品專業(yè)的課程內(nèi)容有一些是重復的，那么重復的內(nèi)容可以讓學生在虛擬仿真平臺上自己鞏固，而新的知識點可以作為課堂教學的主要內(nèi)容。再次，通過虛擬仿真技術平臺，片段化的食品專業(yè)課程可以被綜合起來。例如：在平臺上要求學生設計一款具備一定功能的產(chǎn)品，學生需要市場調(diào)研獲得市場缺乏哪方面的產(chǎn)品，根據(jù)產(chǎn)品功能，再依據(jù)所學的食品原料學、食品營養(yǎng)學和食品化學等知識提出產(chǎn)品配方，依據(jù)食品工藝學、食品工程原理、食品加工學等知識提出產(chǎn)品工藝，依據(jù)食品毒理學和食品衛(wèi)生學控制產(chǎn)品的安全性；最后，基于虛擬仿真技術，教師可跟蹤學生的學習情況，收集學生的學習難點，這樣可以使課堂教學內(nèi)容有針對性，提高教學效率和效果。
⒖嘉南祝
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The Influence of Virtual Reality Technology on the Reform and Development of Food Specialty
LI Jing，CHEN Nuo，DEND Ze-yuan，RUAN Zheng
（Nanchang University，Nanchang，Jiangxi 330047，China）
第5篇：虛擬仿真技術建設范文
關鍵詞：仿真技術;汽車維修;教學應用
以模擬仿真作為主要形式的仿真技術，通過人機交互的方式，能夠?qū)⑵嚳偝刹考臉嫵伞⑵嚈z測試驗和相關部件的裝配調(diào)整、部件拆裝和分解等融合在一起，并通過計算機技術實現(xiàn)虛擬再現(xiàn)，將該技術應用在教學的過程中，在實際學習的過程當中，學生就能夠更好的利用這一技術措施實現(xiàn)模擬學習，通過模擬才做更好的掌握各項汽車專業(yè)技能，并通過操作提升自己的實踐水平。
一、仿真技術在汽車維修教學中應用的必要性
在汽車維修的過程當中，維修的速度主要取決于拆卸和裝配所消耗的時間，而在這個過程中要想更好地完成維修的工作，就需要熟練的掌握各項相關技能。
從目前來看，汽車維修主要是按照實訓的模式展開教學工作，這種方式需要有大量的設備器材應用于教學過程中，投資較大，且教學實習的場地也要大，教學訓練時間長。但是學生的實際操作機會很少，加大了成才周期。如何能夠在短時間內(nèi)讓學生學有所成成為老師考慮的主要問題。
隨著技術的發(fā)展，在汽車維修教學過程中借助技術優(yōu)勢，應用仿真技術，能夠有效的縮短學生的學習周期，并最大限度的節(jié)約了場地費用和器材的費用，既減少了教師的工作量，又能夠提升教學效率，增強教學質(zhì)量。
二、仿真技術在汽車維修教學中的具體應用
仿真技術能夠?qū)⑵嚾S虛擬總成構建實時展示，將這一技術應用在教學中，學生就能夠借助于動態(tài)展示過程和相應的三維虛擬模型，更好的了解汽車當中的發(fā)動機、變速器等構件的特點，并完成縮放、翻轉(zhuǎn)以及平移等操作，更為深入的了解各部件的具體情況，同時能夠?qū)φ嚭透骺偝刹考M行仿真模擬，掌握分解以及裝配的技術要點。仿真技術的應用大大提升了汽車維修教學的質(zhì)量，本文就對其具體的教學應用進行分析。
第一，從仿真技術實現(xiàn)步驟的角度進行分析。從整體上來看，仿真技術的實現(xiàn)步驟是由以下幾個環(huán)節(jié)構成，即三維模擬造型、虛擬場景的建設、數(shù)據(jù)庫的建立以及應用程序的編寫。
在三維模擬造型的過程當中，需要先對汽車進行全車三維模擬造型，這一工作程序復雜，涉及到的內(nèi)容較多，需要引起高度的重視。在進行三維模擬造型當中，可以利用3D MAX、MAYA以及PROE等專業(yè)性的三維造型軟件進行設計，同時還需要對發(fā)動機、電氣系統(tǒng)等維修項目進行真實模擬，并且對配件和相關零部件等進行真實的模擬，確保模擬和工程的實際情況相一致，模擬完成之后需要將春三維模型的格式輸出。
在虛擬場景建設的過程中，可以在造型完成之后，借助VIR TOOLS虛擬引擎，并利用3D部件構建起三維場景，這樣能夠更好的實現(xiàn)模擬交互，同時還需要設置步驟關卡，在設置的過程當中需要保證良好的邏輯性，并保證工作的細致化。通過制作虛擬場景，就能夠更好的展示每一個3D部件的特點，提升二者之間的交互活力，這樣在和使用者相互交互的過程當中就能夠出現(xiàn)各種不同的數(shù)據(jù)資料，并且可以根據(jù)具體的反映和實際的反饋需求出示不同的數(shù)據(jù)資料。
在編寫管理和考核程序的過程當中，需要引起高度重視，這是整個項目控制的中心環(huán)節(jié)。這一過程涉及到3D文件的管理和虛擬場景的管理，同時也會涉及到數(shù)據(jù)庫的調(diào)用和考核過程的實施情況，只有確保這一環(huán)節(jié)工作的科學性，才能夠保證汽車維修項目能夠成為一個完整的系統(tǒng)體系。
第二，從仿真技術的結構角度進行分析。從整體上來看，汽車維修模擬仿真系統(tǒng)可以分為三個大模塊，也就是數(shù)據(jù)庫資源模塊、虛擬控制管理軟件模塊以及硬件輸入和輸出模塊，每一個模塊都有自己相應的控制要素，各個模塊之間相互配合，使仿真技術能夠更好的發(fā)揮其作用，在汽車維修教學當中能夠盡其所能。通過輸出軟件中顯示的標注圖形、虛擬圖像、技術文檔以及數(shù)據(jù)資料等信息，能夠更好的指導汽車維修的教學工作。
在應用仿真技術的過程中，各個模塊發(fā)揮各自的作用，在計算機上提供實時且三維的虛擬環(huán)境，并且能夠通過生動的視覺和聽覺效果，讓學生身臨其境，通過虛擬的方式對汽車進行模擬分解、裝配、調(diào)整等。
三、結束語
汽車維修模擬仿真系統(tǒng)當中的核心技術是計算機虛擬技術，將虛擬技術應用到汽車維修教學過程當中，能夠提升教學工作的信息化水平，同時也實現(xiàn)了汽車維修教學模式的創(chuàng)新化發(fā)展，通過較小的投入獲得較大的經(jīng)濟效益和社會效益。仿真技術在汽車維修教學中應用，能夠有效的解決教學過程當中器材少且安裝作業(yè)破壞性大的缺點，解決教學過程中的經(jīng)費問題。希望通過本文的論述，對仿真技術在汽車維修教學當中的應用起到幫助作用，更好的提升教學的質(zhì)量。
參考文獻：
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第6篇：虛擬仿真技術建設范文
【關鍵詞】 網(wǎng)絡虛擬實驗室
1.網(wǎng)上虛擬實驗室的基本概念
網(wǎng)上虛擬實驗室,是以計算機仿真技術為核心、能在網(wǎng)上運行的、以虛擬實驗儀器構成的虛擬實驗室。所謂虛擬實驗,就是按照教學、科研以及工程實驗的基本要求,建立虛擬的實驗環(huán)境,運用各種虛擬實驗儀器儀表和設備,對建立起來的實驗模型進行實時仿真,構成新型的產(chǎn)品開發(fā)、教學與科研實驗。如一些基礎性實驗、力學物理實驗、橋梁工程、和機械運動和電器線路等,都可以采用虛擬的方法進行實驗。
1.1虛擬實驗室的設備和功能,主要包括實驗用的虛擬儀器儀表、虛擬實驗環(huán)境、虛擬實驗模型庫、虛擬實驗實時仿真軟件等。具有在線式實驗指導、儀器儀表使用幫助、實驗結果記錄與分析、實驗結果或成績的評定等輔助功能。虛擬實驗結束后,系統(tǒng)能夠自動產(chǎn)生實驗報告,如實驗過程與結果的合理性分析報告、實驗效果評定報告等。
1.2虛擬實驗室的特點:網(wǎng)上虛擬實驗室以現(xiàn)代技術手段為支撐,以計算機實時仿真為核心,在教學、科研和新產(chǎn)品開發(fā)實踐中表現(xiàn)出以下幾個特點:
(1)交互性和自主性。虛擬實驗與傳統(tǒng)實驗都是按照實驗的計劃或大綱進行的。但虛擬實驗與傳統(tǒng)實驗相比,有一個明顯的區(qū)別,那就是實驗的模式是非固定的、動態(tài)的,具有良好的交互性和自主性。虛擬實驗是計算機仿真技術、多媒體技術等高新技術的有機組合應用,特別是多媒體計算機具有的圖文并茂、豐富多彩的人機交互方式,因而,交互性是計算機技術的顯著特點,也是網(wǎng)上虛擬實驗的顯著特點。
虛擬實驗項目的實驗框架是不固定的。實驗者可以依據(jù)實驗大綱、根據(jù)社會需要、市場形勢以及自己的興趣,利用虛擬實驗室的實驗模型庫自由搭接組合、拆裝實驗框架,自行設計實驗步驟和實驗方法,表現(xiàn)出實驗者對實驗的高度自主性。同時實驗者可以利用虛擬實驗室所具有的豐富的輔助功能。
(2)開放性。網(wǎng)上虛擬實驗室通過網(wǎng)絡系統(tǒng)向用戶開放。實驗者可自由地進入或退出實驗系統(tǒng),具有良好的開放性。開放性的具體體現(xiàn)為:
①資源開放。網(wǎng)上虛擬實驗室儲存了大量的實驗模式,各種虛擬實驗儀器、儀表、設備、器件和構件,各種虛擬實驗環(huán)境,各種實時仿真軟件包等,實驗者可根據(jù)自己的實驗需要自由地選擇使用。
②網(wǎng)上虛擬實驗室是一個開放平臺,實驗者也可根據(jù)自己的實驗需要,自行構建實驗環(huán)境、實驗模塊、實驗儀器等,加入網(wǎng)上虛擬實驗室,使得網(wǎng)上虛擬實驗室是動態(tài)的,具有可持續(xù)發(fā)展性,從而使網(wǎng)上虛擬實驗室具有良好的靈活性。
(3)高效率。網(wǎng)上虛擬實驗拓寬了實驗的時空觀,傳統(tǒng)的實驗一般因?qū)嶒炇业目臻g、開放時間、儀器和技術指導人員的限制,不能及時的進行實驗,實際使用實驗室的時間很有限,接觸實驗設備的機會有限。但網(wǎng)上虛擬實驗室是建立在網(wǎng)絡上的,本身不受場地和時間的限制,同時虛擬實驗室的虛擬儀器設備在網(wǎng)絡上是共享的,因此在不同地域、不同終端上可同時進行相同科目的虛擬實驗,拓寬了實驗室的空間,增加了研究人員和學員的實驗有效時數(shù),提高了實驗效率。
2.網(wǎng)上虛擬實驗室建設的基本原則
2.1智能化原則。智能化就是用智能型的信息處理能力、啟發(fā)式推理、專家系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡技術等來確定網(wǎng)上虛擬實驗,從而代替人從事一些智能活動。智能化網(wǎng)上虛擬實驗是按照人的思維規(guī)律引導人們解決問題,將某一領域的知識裝入知識庫,系統(tǒng)就像專家一樣自動地工作。采用更接近用戶的語言接口,可根據(jù)模擬結果自動地修改仿真模型的結構,模擬的方法及知識庫,用試驗和檢驗錯誤的辦法來逐步逼近滿意解,因而逼真地模擬決策思維過程。智能化網(wǎng)上虛擬實驗具有自組織、自修復、自學習、自尋優(yōu)、自規(guī)劃、自搜索的功能,具有咨詢、記憶、聯(lián)想與推理的功能,也具有較強的免疫、容錯能力和可擴充性。因而表現(xiàn)出很強的自適應能力。
2.2工程化原則。網(wǎng)上虛擬實驗室是開展科研開發(fā)的一種新的手段,要強化實驗環(huán)境的工程化、實驗方法的工程化和實驗步驟的工程化,使實驗者有強烈的工程意識,要求虛擬實驗所建立的虛擬儀器儀表、虛擬設備、虛擬器件和構件等高度逼近真實部件,對其操作使用方法也應高度逼近真實部件的操作使用方法。同時網(wǎng)上虛擬實驗的仿真過程要高度實時,沒有任何延遲,與使用真實實驗設備進行實驗完全一樣,體現(xiàn)實驗過程的工程化。
2.3綜合化原則。網(wǎng)上虛擬實驗室是以軟件為基礎,仿真技術為支撐的軟實驗室,沒有空間的要求,因此網(wǎng)上虛擬實驗室應該建成綜合化實驗室。網(wǎng)上虛擬實驗室的綜合化包含兩個方面:
(1)實驗內(nèi)容的綜合化。網(wǎng)上虛擬實驗室將不同學科、不同等級的實驗要求融為一體,構建成各種虛擬實驗軟件包,可以適應不同實驗對象的需要。
(2)實驗功能綜合化。網(wǎng)上虛擬實驗室要能夠滿足試驗人員自主實驗的需要,不僅能滿足一般實驗的需要,而且能對實驗結果進行自動記錄與評判,不僅能進行實驗教學而且能進行新產(chǎn)品的開發(fā),能對實驗的數(shù)量、質(zhì)量等進行自動記錄與評估。
3.建設網(wǎng)上虛擬實驗室要注意的幾個問題
3.1網(wǎng)上虛擬實驗室是以網(wǎng)絡為載體的虛擬實驗室。目前網(wǎng)絡技術己相當成熟,所以網(wǎng)上虛擬實驗室建設的關鍵是采用計算機仿真技術來構建實驗模型,設計出用于測試的虛擬儀器設備、實驗線路或回路、實驗元器件或構件庫、實驗效果的判別標準等。
3.2選擇合適的仿真開發(fā)工具。目前的仿真軟件很多,為我們建設虛擬實驗室創(chuàng)造了很多方便的條件。建立虛擬實驗時,應根據(jù)具體需求,選用合適的仿真開發(fā)工具。比如,開發(fā)電子電路技術類虛擬實驗時,可選用protel99、pspice、1abview、labwindows/CVI等仿真軟件;開發(fā)汽車檢測、內(nèi)燃機測試、自動控制原理類虛擬實驗時,可選用Matlab、Cadance、Mentor、Matri等仿真軟件。總之,在選用仿真軟件時要把握好仿真軟件對虛擬實驗開發(fā)的針對性和適應性。
第7篇：虛擬仿真技術建設范文
【關鍵詞】EDA技術； Proteus仿真技術；虛擬實驗室；建設方案
引言
EDA（Electronic Design Automation電子設計自動化）技術是指以計算機為工作平臺，融合了應用電子技術、計算機技術、信息處理及智能化技術的最新成果，進行電子產(chǎn)品的自動設計。
Proteus是世界上著名的EDA工具（仿真軟件），從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機與電路協(xié)同仿真，一鍵切換到PCB設計，真正實現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設計。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、PCB設計軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設計平臺。
利用Proteus仿真技術，在計算機網(wǎng)絡平臺上，學習電路分析、模擬電路、數(shù)字電路、嵌入式系統(tǒng)（單片機應用系統(tǒng)、ARM 應用系統(tǒng)）、微機原理與接口技術等課程，并進行電路設計、仿真、調(diào)試等通常在相應實驗室完成的實驗。一個計算機網(wǎng)絡硬件平臺（或一臺計算機）、一套電子仿真軟件，再加上一本虛擬實驗教程，就可相當于一個設備先進的實驗室。以虛代實、以軟代硬，即為虛擬實驗室的本質(zhì)。
一、建設Proteus虛擬仿真實驗室的優(yōu)勢
虛擬實驗系統(tǒng)由虛擬實驗環(huán)境、虛擬實驗儀器、虛擬實驗過程、虛擬實驗數(shù)據(jù)處理和虛擬實驗室管理系統(tǒng)組成，通過Proteus虛擬實驗系統(tǒng)為各種虛擬實驗實訓課程提供模擬實驗實訓教學環(huán)境。
1.解決電子信息類專業(yè)課程入門難
Proteus仿真平臺是獨一無二的微處理器仿真平臺，仿真的特點之一是把復雜難懂的電子課程理論知識通過生動形象的仿真動畫展現(xiàn)給初入門的學生，從一開始抓住學生的學習興趣，讓學生從難以學習導致的不愛學習變?yōu)橄矚g學習到主導學習。
2.解決實驗室資源老舊不足的缺點
Proteus仿真平臺資源豐富且時刻跟進電子發(fā)展的最新腳步，給予學有余力的學生一個充分發(fā)揮自己想象的空間，極大的促進和培養(yǎng)部分學生的綜合能力和創(chuàng)新思維能力。
3.解決傳統(tǒng)實驗實訓項目實現(xiàn)過程周期長的缺點
實驗實訓項目實現(xiàn)過程周期長，實驗實訓教學效率低，且不明確的實驗實訓數(shù)據(jù)結果無形中會熄滅學生的積極性的熱情。通過仿真手段完全實現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的全過程，確定的結果也會極大的促進學生的進一步的動手實現(xiàn)過程。
二、Proteus虛擬仿真實驗室建設目標
1.實驗實訓教學項目多樣性
其不僅可以仿真電路分析實驗、模擬電子線路實驗、數(shù)字電路實驗，而且可以仿真嵌入式系統(tǒng)的實驗，其最大的特色在于可以提供嵌入式系統(tǒng)（單片機應用系統(tǒng)、ARM應用系統(tǒng)）的仿真實驗，因此，它完全可以稱之為一個多功能的實驗平臺。
2.實驗實訓教學場地開放性
由于其硬件是基于網(wǎng)絡平臺的，如一個單位內(nèi)的局域網(wǎng)、或企業(yè)網(wǎng)、或校園網(wǎng)（或單機板，基于一臺PC）或Internet用戶。因此其實驗用戶可以不受傳統(tǒng)實驗室的時間、空間、及實驗內(nèi)容的限制。用戶可以跨越時間、空間及實驗內(nèi)容的約束，盡情釋放自己的實驗興趣及創(chuàng)新思維；此外，這也使得設備的利用率得到最大的發(fā)揮。
3.維護管理方便性
由于其核心為Proteus仿真軟件，因此，其實驗是無損耗的，其管理、維護也就是用戶帳戶的管理、軟件的安裝及更新而已。
三、Proteus虛擬仿真實驗室課程架構
從概念到電子產(chǎn)品設計實現(xiàn)，從單一技能訓練到電子產(chǎn)品整機開發(fā)設計綜合運用，Proteus虛擬仿真實驗室主要涵蓋電路基礎、模擬電子線路、數(shù)字電子線路、信號與系統(tǒng)等10余門課程。基本滿足應用電子技術、電子信息工程技術等專業(yè)課程教學需要。
按專業(yè)學科知識體系及學生學習過程Proteus實驗室實踐教學層次可分為基礎實驗層、綜合實驗層、創(chuàng)新實驗層三個層次。基礎實驗層的實驗以培養(yǎng)學生操作能力為主；綜合實驗層的實驗以培養(yǎng)學生綜合性設計能力為主；創(chuàng)新實驗層的實驗以培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維設計能力為主。
在每一層次，均可以開展電路分析課程、模擬電子線路課程、數(shù)字電子課程、嵌入式系統(tǒng)課程及微機原理及接口技術課程的相應內(nèi)容實驗。以嵌入式系統(tǒng)課程為例，在基礎實驗層，可以進行嵌入式系統(tǒng)課程中規(guī)定的基本實驗的仿真設計及設計驗證；如仿真51系列、AVR、PIC、Motorola的68HC11系列等常用的MCU應用系統(tǒng)的仿真設計及驗證；在綜合實驗層，教師可以針對某一類型的MCU，如51系列MCU，給定一個綜合實驗（課程設計、實驗）的題目，學生按照設定題目內(nèi)容開展電路圖設計、代碼的編寫、仿真調(diào)試、PCB設計、制作PCB、驗證PCB設計等過程進行。在創(chuàng)新型實驗或研究中，教師、學生可以按照自己的想法或興趣進行相應的設計或研究。
四、Proteus虛擬仿真實驗室平臺架構
圖1 Proteus實驗室平臺架構
基于Proteus仿真軟件的實驗平臺架構如圖1所示。圖中，Proteus實驗室物理上位于其校園網(wǎng)內(nèi)部的某一個局域網(wǎng)上，該局域網(wǎng)上的服務器上安裝Proteus服務器端軟件，操作系統(tǒng)為Windows2000 server 或Windows2003 server，客戶端PC上安裝Proteus客戶端軟件，操作系統(tǒng)為Windows2000 professional或Windows2003 professional另外，需配置少量的設計驗證系統(tǒng)硬件，以增加學生的感官認知。
通過Proteus實驗室建設，借用Proteus仿真軟件系統(tǒng)與校園網(wǎng)網(wǎng)絡平臺，發(fā)揮Proteus獨特的虛擬仿真技術優(yōu)勢，很好的解決了電路基礎、模擬電子線路、數(shù)字電子線路、信號與系統(tǒng)等課程的理論學習與專業(yè)技能訓練，充分的調(diào)動學生學習積極性與主動性，全面提升高職院校人才培養(yǎng)質(zhì)量。
參考文獻：
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第8篇：虛擬仿真技術建設范文
【關鍵詞】三維虛擬仿真；高等職業(yè)教育；實驗實訓
The Researching in The Three-dimensional Virtual Simulation Technology Applied in Higher Vocational Education Teaching
ABSTRACT：This paper expounds the three-dimensional virtual simulation technology application in each industry，analysis of the virtual simulation technology in higher vocational teaching in urgent need and application prospect，the three-dimensional virtual simulation technology application in higher vocational teaching existing problems，put forward recommendations.
KEY WORDS：Three-dimensional virtual simulation；Higher vocational teaching；Experiment and Practice
1.前言
三維虛擬仿真技術在國外一些發(fā)達國家得到非常重視，在教育、科學研究、工業(yè)、交通、軍事、航空等領域得到大量的開發(fā)和應用。韓國三星公司早已采用仿真虛擬技術在其網(wǎng)站上進行新產(chǎn)品展示；英國陸虎汽車也采用了人性化的仿真虛擬技術向客戶提供模擬車型體驗；雪佛蘭樂馳品牌的官方網(wǎng)站上提供了該車型生動有趣的360?虛擬體驗窗口；美國先靈葆雅公司出品的抗過敏藥開瑞坦在廣告中將三維虛擬技術應用于廣告人物形象。
在我國，三維虛擬仿真技術也正在蓬勃發(fā)展。在這領域做出杰出貢獻的單位代表有中視典數(shù)字科技有限公司和上海景格汽車科技有限公司。中視典數(shù)字科技有限公司于2002年注冊于深圳高新技術園區(qū)，先后研發(fā)的產(chǎn)品有：虛擬現(xiàn)實編輯器、三維網(wǎng)絡平臺、工業(yè)仿真平臺等。這些虛擬仿真軟件能夠滿足不同領域不同層次對虛擬現(xiàn)實的需求。上海景格汽車科技有限公司，是近幾年新崛起的一家專業(yè)從事多媒體仿真系統(tǒng)、教學軟件開發(fā)等業(yè)務的高科技企業(yè)。該公司自主研發(fā)的數(shù)字化汽車實訓中心具有強大的三維仿真虛擬功能。
綜上所述，三維虛擬仿真技術已廣泛應用于教育教學培訓及實驗實訓、軍事訓練及軍事仿真演習、商業(yè)產(chǎn)品介紹及廣告宣傳等各行業(yè)。然而，三維虛擬仿真技術應用于教育教學的情況尚處于自發(fā)的狀態(tài)，尚未形成完善的、良性循環(huán)的、自覺開發(fā)和應用的體制，尤其在高等職業(yè)教育方面的應用，更是存在著許多問題。
因此，開展三維虛擬仿真技術應用于高職教學的研究，便顯得迫在眉睫以及具有深遠的意義。
2.高職教育的現(xiàn)狀突出顯示了實驗實訓設備不足的問題
高等職業(yè)教育的現(xiàn)狀突出顯示了實驗實訓設備不足的問題。這問題從以下兩方面進行闡述。
（1）高等職業(yè)教育的辦學定位，決定了在人才培養(yǎng)過程中，需要大量的與社會生產(chǎn)實際相符的實訓實驗設備。
高等職業(yè)教育是國民教育體系中高等教育的一種類型和層次，是和高等本科教育不同類型不同層次的高等教育。高等職業(yè)教育的人才培養(yǎng)目標是培養(yǎng)生產(chǎn)、經(jīng)營、管理與服務一線的高等技術應用型人才，培養(yǎng)模式為“以能力為中心”，強調(diào)職業(yè)性和適應性。這種辦學定位具有以下幾個特征：以培養(yǎng)適應生產(chǎn)、建設、管理、服務第一線需要的高等技術應用型人才為根本任務；以社會需求為目標、技術應用能力的培養(yǎng)為主線設計教學體系和培養(yǎng)方案；以“應用”為主旨構建課程和教學內(nèi)容體系，基礎理論教學以應用為目的，以“必需、夠用”為度；專業(yè)課加強針對性和實用性；實踐教學的主要目的是培養(yǎng)學生的技術應用能力，在教學計劃中占有較大比例。
高等職業(yè)教育的辦學定位決定了在人才培養(yǎng)過程中，需要大量的與社會生產(chǎn)實際相符的實訓實驗設備。
（2）高等職業(yè)教育辦學規(guī)模及在校學生總數(shù)的大幅擴大，迫切需要與之配套的大量實訓實驗設備。
1995年深圳職業(yè)技術學院的創(chuàng)辦，標志著中國高等職業(yè)教育的起步。十多年，我國高等職業(yè)教育實現(xiàn)了跨越式的發(fā)展。如今高職教育已迅猛發(fā)展成為中國高等教育的“半壁江山”。近這兩三年，我國高等職業(yè)院校在數(shù)量上已基本穩(wěn)定，在辦學規(guī)模方面，許多院校正在加快擴大發(fā)展，然而辦學規(guī)模及在校學生總數(shù)的大幅擴大，給辦學條件帶來很大的壓力。尤其突出的是實驗實訓設備的不足與在校學生快速增長的矛盾。
3.三維虛擬仿真技術應用于高職教學的分析
高等職業(yè)教育的辦學定位及發(fā)展現(xiàn)狀，迫切需要與之配套的大量實訓實驗設備，然而，這些設備大多數(shù)都是比較昂貴，高等職業(yè)院校的辦學經(jīng)費相當有限，能在這方面的投入更是不足。如何更好地解決實驗實訓設備不足的問題，成為當今高等職業(yè)教育最關心的問題之一。
三維虛擬仿真技術是一種采用以計算機技術為核心的現(xiàn)代高科技手段生成逼真的視、聽、可操控性一體化的特定范圍的虛擬環(huán)境，用戶借助必要的設備（鼠標、方向盤等外部配件）以自然的方式與虛擬環(huán)境中的對象進行交互作用、相互影響，從而產(chǎn)生親臨真實環(huán)境的感受和體驗。
三維虛擬仿真技術應用于高職教學的方案是應用三維虛擬仿真技術開發(fā)出實驗實訓設備的仿真系統(tǒng)，將該仿真系統(tǒng)安裝在許多計算機上，讓學生在計算機上進行仿真操作實訓，待熟練后再安排少量時間到真實設備上進行實訓。該教學解決方案主要優(yōu)勢表現(xiàn)為：
1）仿真系統(tǒng)運行操作平臺是計算機，不受場地限制。
2）仿真系統(tǒng)表現(xiàn)效果更為優(yōu)美、逼真，具有很強的交互性，走進三維虛擬仿真中的虛擬環(huán)境，恰如身臨其境。
3）大多數(shù)真實的實訓設備比個人計算機昂貴。該教學解決方案可以做到每個學生使用一臺計算機進行獨立操作實訓，對于給每一個學生購買一臺真實的實訓設備，將大幅減少經(jīng)費的投入。
4）該教學解決方案，可做到每個學生使用一臺計算機進行獨立操作實訓，教師可進行聯(lián)網(wǎng)教學，提高了教學效率。
5）該教學解決方案，相對于學生一開始就直接到真實的設備上進行實訓，大幅降低了危險性以及設備損耗率。
三維虛擬仿真技術應用于高等職業(yè)教育，就教學效率、技術先進性、資源利用、經(jīng)濟投入、節(jié)能環(huán)保方面，順應國家關于職業(yè)教育的發(fā)展方向及職業(yè)教學理念，在整個教學過程貫穿了數(shù)字化教學方法，使學校教學資源充分利用。三維虛擬仿真技術應用于高等職業(yè)教育，有諸多優(yōu)勢表現(xiàn)，可以大幅減少真實的實驗實訓設備的投入，能夠很好地解決高職教育中實驗實訓設備不足的問題。
4.三維虛擬仿真技術應用于高職教學的成功案例
筆者工作所在單位廣西電力職業(yè)技術學院，我校的豐田花冠A245E自動變速器實訓設備只有5臺，隨著我校汽車類專業(yè)的發(fā)展擴大，花冠A245E自動變速器實訓設備遠遠滿足不了教學及實訓的需要。教師通過科研立項研發(fā)了豐田花冠A245E自動變速器的三維虛擬仿真模型，以軟件的形式展現(xiàn)，安裝在計算機上。有了該項目的仿真模型，改變了原來整個班學生圍觀在少數(shù)設備旁聽教師講解原理及檢修過程的教學模式，形成了一人一臺計算機，教師可進行廣播教學的新模式，提高了教學質(zhì)量；同時，實訓教學時可以讓學生先在計算機上像玩電腦游戲似的進行仿真操作，待操作熟練時再到實物上進行，這樣可大幅降低設備的損耗率，提高了學生進行實訓操作的興趣，而且可以很大程度上解決了汽車類專業(yè)的快速發(fā)展與實訓設備不足的矛盾。
5.三維虛擬仿真技術應用于高職教育存在的問題及解決辦法
三維虛擬仿真技術應用于高等職業(yè)教育，有諸多優(yōu)勢表現(xiàn)，然而，三維虛擬仿真技術應用于高等職業(yè)教育教學的情況尚處于自發(fā)的狀態(tài)，存在著許多問題。
（1）就單獨一所高等職業(yè)院校而言，可供應用于教學的三維虛擬仿真軟件非常稀少，因此，三維虛擬仿真技術應用于高職教學雖好，但無法在許多課程中普及。
（2）高等職業(yè)院校內(nèi)部，尚未形成能夠調(diào)動教師隊伍積極參與開發(fā)和應用三維虛擬仿真技術的體制。
針對三維虛擬仿真技術應用于高等職業(yè)教育存在的上述問題，提出擬解決問題的幾點建議：
（1）相關教育主管部門建立一個全國性的三維虛擬仿真軟件共享平臺，同時建立相應的管理制度，讓每個高校都積極地貢獻出自己學校開發(fā)出的三維虛擬仿真軟件到該共享平臺，同時，每個高校可根據(jù)自己的貢獻大小或通過付費的方式獲得一定的分享權限，即相當于參考“中國知網(wǎng)（http：///）”的運營模式來組織一個三維虛擬仿真軟件共享平臺，這樣我們就有了一個永不枯竭的三維虛擬仿真軟件庫。
（2）對于高校內(nèi)部，學校可制定一系列的規(guī)章制度及獎勵制度，促進教師隊伍開發(fā)和應用三維虛擬仿真技術軟件，如鼓勵教師進行三維虛擬仿真軟件開發(fā)方面的科研立項以及給予相應的經(jīng)費支持；將三維虛擬仿真軟件開發(fā)和應用作為職稱評聘的條件之一。從而，學校內(nèi)部在三維虛擬仿真技術方面形成了良性循環(huán)的、自覺開發(fā)和應用的體制。
6.結論
三維虛擬仿真技術應用于高等職業(yè)教育，有諸多優(yōu)勢表現(xiàn)，可以大幅減少真實的實驗實訓設備的投入，能夠很好地解決高職教育中實驗實訓設備不足的問題。然而，三維虛擬仿真技術應用于高職教育教學的情況尚處于自發(fā)的狀態(tài)，尚未形成完善的、良性循環(huán)的、自覺開發(fā)和應用的體制。因此，呼吁相關教育主管部門建立一個全國性的三維虛擬仿真軟件共享平臺，形成“眾人拾柴火焰高”的領域；同時，對于高校內(nèi)部，學校可制定一系列的規(guī)章制度及獎勵制度，促進教師隊伍開發(fā)和應用三維虛擬仿真技術軟件。從而，全社會在三維虛擬仿真技術開發(fā)和應用方面，形成“百花齊放”人人共享的良性循環(huán)的局面。
參考文獻
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科研項目：豐田花冠A245E自動變速器三維仿真模型的研發(fā)。
作者簡介：
鄭軍龍（1978—），男，壯族，廣西南寧人，碩士，講師，主要從事汽車運用領域的科研和教學工作。
羅黎（1981—），男，廣西羅城人，工程碩士，講師，廣西電力職業(yè)技術學院電子與信息工程系教師，主要研究方向：汽車電子控制系統(tǒng)。
第9篇：虛擬仿真技術建設范文
關鍵詞：計算機仿真技術；建筑工程；應用研究
1計算機仿真技術應用于建筑施工中的意義
計算機模擬技術在總體的工程規(guī)劃等各個方面給其他的單位以及專業(yè)建筑設計人員提供了正確的技術引導。這種考慮涉及了建筑內(nèi)部結構的復雜性與多變性，因此在建筑設計研究時不得不在建筑施工工藝設計方面謹慎進行考慮，從而可能涉及到信息化是建筑設計的一個全部內(nèi)容，在此類設計方面，關于優(yōu)化設計方案、現(xiàn)場信息化施工等較為少見，這就間接體現(xiàn)了目前我國的建筑過程工程建設在應用信息化設計技術上普遍存在的不足。仿真技術的出現(xiàn)大大程度地彌補了這一技術的不足，仿真技術因其具備交互性、高度模擬性等諸多優(yōu)點，通過它自身建立的可視化設計模型和數(shù)字幾何三維模型，不但能同時滿足設計師、業(yè)主、施工方等單位的施工設計需要，對多種建筑施工設計方案展開了模擬、驗證、對比和設計優(yōu)化，并最終可以找到一種最優(yōu)的可視化施工模型設計方法，實現(xiàn)低廉的施工成本、短時間的工期、高質(zhì)量的技術經(jīng)濟效益施工目的。不僅如此，由于計算機仿真技術可以重復進行多次高仿真實驗，還有利于減少工期，提高工程的質(zhì)量。可見，仿真技術給建筑工程的發(fā)展帶來了一定的時代機遇和挑戰(zhàn)具有歷史意義，虛擬現(xiàn)實仿真技術在其施工設計過程中的廣泛應用無疑直接決定著其施工設計方案的品質(zhì)優(yōu)劣與否，它的應用一方面對我國建筑工程的設計與施工產(chǎn)生影響，另一方面也直接決定著建筑工程的品質(zhì)與設計方案。
2計算機仿真技術在現(xiàn)代建筑工程設計中的重要應用
2.1仿真施工技術的應用研究
從一定層面上講，建筑施工過程就是將設計者的建筑設計圖紙現(xiàn)實化的過程，將虛擬的圖紙進行實際建造的過程具有十分重大的意義。然而，由于建筑工程其本身的復雜性，所使用的設計方案和設計技術非常繁多，這也導致了在實際建設工程中，圖紙需要根據(jù)情況的不同發(fā)生變化。圖紙在經(jīng)過初始設計后，必須經(jīng)過多次的矯正和糾錯，實際的建造與設計具有相當大的差距。并且，在傳統(tǒng)的建筑工程設計中，為了保證建筑工程的安全穩(wěn)定，保障建筑施工的順利進展，通常會憑借大量的經(jīng)驗積累，來應對建筑項目施工時的一些問題，但是正因為沒有進過理論驗證的經(jīng)驗很可能造成嚴重的安全事故。目前，建筑結構趨向復雜，傳統(tǒng)的施工設計技術已經(jīng)無法適應全新的設計結構，計算機仿真技術能夠有效發(fā)現(xiàn)建筑設計的漏洞和缺點，改善施工技術的盲點，降低人的主觀觀念對設計方案的干擾，更大程度上保證了建筑設計方案的安全性和穩(wěn)定性，進一步提升建筑工程的質(zhì)量，減少施工成本、耗材。
2.2仿真系統(tǒng)的應用研究
計算機仿真系統(tǒng)是建筑工程設計應用仿真模擬技術的重要基礎，利用計算機仿真系統(tǒng)，能夠直接模擬出建筑項目的施工過程以及施工周圍環(huán)境的真實情況，且具有非常真實可靠的效果。利用計算機仿真系統(tǒng)，建筑設計人員可以將設計圖紙的內(nèi)容以及建筑現(xiàn)場的周圍景象進行直接的計算機建模，呈現(xiàn)出三維的立體影像，同時能夠?qū)⒂绊懡ㄖ椖康闹T多因素，如：交通網(wǎng)絡，建筑場景進行詳細的模擬，使得設計人員能夠?qū)崟r了解建筑施工的進度和各類條件，以便于更加合理地對設計方案做出規(guī)劃和修改。計算機仿真系統(tǒng)能夠?qū)鼍白龀龈叨饶M的效果，使得每一個虛擬物體與對應的實體擁有相似的視覺真實效果，更有利于設計者的發(fā)揮。
3計算機仿真技術在建筑結構的施工過程中的應用
目前，隨著社會發(fā)展加速，城市建筑結構趨向于復雜化、高層化，部分結構復雜的建筑的設計需要從部分到整體，不僅難度很大，在施工階段中出現(xiàn)的突發(fā)性變化也很多，因此，對于施工設計的各類細節(jié)需要格外地注意。復雜建筑結構在不同的施工工序中，所面臨的負載情況、受力特性、結構形態(tài)均有差異。在一項復雜結構設計施工完成之后，整體將會保持暫時的平衡狀態(tài)，但是，一旦開始下一步結構施工，原始的平衡狀態(tài)又會被打破，必須進行相應的施工工序才能在每一階段保證整體結構的平衡穩(wěn)定。正因為復雜結構施工需要注重的因素有很多，一旦施工操作稍有不慎，便會埋下很嚴重的安全隱患，極易發(fā)生安全事故。計算機仿真技術能夠模擬施工操作階段，對施工過程進行全方位的監(jiān)控，能夠及時發(fā)現(xiàn)漏洞和錯誤，對施工過程進行全面的追蹤，更加容易控制施工階段的各種不確定因素。
4計算機仿真技術在建筑施工設計過程中的應用
計算機仿真技術促進了工程三維動畫的成功出現(xiàn)，打破了設計師在傳統(tǒng)建筑施工過程中只能直接依靠施工經(jīng)驗數(shù)據(jù)分析確定施工過程的操作模式，為一個現(xiàn)代化的設計師在建筑施工過程中提供了一個便捷有效的數(shù)據(jù)分析和解決手段。通過仿真技術三維動畫對建筑施工過程的細節(jié)進行了分析，專家、施工的專業(yè)技術人員以及施工的業(yè)主就可以盡可能對建筑施工的全過程甚至重要的是每一個關鍵細節(jié)都盡可能進行清除和了解。此外，工程中會容易遇到的重難點以及施工的關鍵環(huán)節(jié)，都可以通過虛擬的仿真技術以虛擬三維動畫的表現(xiàn)形式清晰地展現(xiàn)了出來，而且還使設計師可以根據(jù)施工業(yè)主的實際所需要求進行合適的設計和調(diào)整，并及時的修改其原有的建筑施工設計方案。
5計算機仿真技術在施工安全方面的應用研究
保證建筑工程在項目施工與投入使用兩階段的安全穩(wěn)定，是目前建筑行業(yè)做最為關注的重點，被認為是必須加強的重要主題之一。在傳統(tǒng)的建筑工程設計模式下，很難對建筑項目出現(xiàn)的安全隱患做出預測，計算機仿真技術的廣泛應用，為施工操作人員與方案設計者同時提供了控制建筑工程質(zhì)量水平的有力技術，使得建筑工程安全管理水平大幅度提高。
5.1進行施工安全控制的方案優(yōu)化
在對建筑工程的施工安全控制分析中，如果能夠采用先進的虛擬數(shù)據(jù)仿真技術對其進行數(shù)據(jù)分析，可以及時發(fā)現(xiàn)很多一些傳統(tǒng)模式下安全控制無法及時發(fā)現(xiàn)的問題和隱患，同時也可以能夠?qū)Σ煌愋偷慕ㄖ┕ぐ踩刂平鉀Q方案的數(shù)據(jù)進行一個相應的數(shù)據(jù)模擬分析演練，并對數(shù)據(jù)進行了比較，最終可以確定得出—個最佳的安全控制方案，實現(xiàn)施工安全控制解決方案同相關的施工成本控制、資金成本預算、損耗成本控制等各個方面的效益最大化。
5.2如何實現(xiàn)安全演練與事故預防的最優(yōu)化
建筑工程的消防通道以及防災防害設施，關系著群眾的生命財產(chǎn)安全，但是一直無法得到很好的效果檢驗，利用計算機仿真技術，我們能夠模擬建筑工程在面對這些極端災害時所表現(xiàn)出來漏洞，從而加以改正。實現(xiàn)安全演練的優(yōu)化方法，有幾點方面需要注意。首先，安全消防工程師必須深入了解建筑工程內(nèi)部的結構特點，利用自身豐富的工作經(jīng)驗，對容易發(fā)生安全事故的環(huán)節(jié)進行細心檢查，并同時利用計算機仿真技術建立三維動態(tài)模型，為安全事故的發(fā)生做好預防工作；其次，利用計算機仿真技術實現(xiàn)人員在緊急現(xiàn)場逃生演練的應急模擬，從而規(guī)劃好逃生路線，并解決其中顯現(xiàn)出來的安全問題。
