虚拟仿真技术特点精选(九篇)
前言：一篇好文章的诞生，需要你不断地搜集资料、整理思路，本站小编为你收集了丰富的虚拟仿真技术特点主题范文，仅供参考，欢迎阅读并收藏。
第1篇：虚拟仿真技术特点范文
【摘要】随着时代的发展，科技的进步，虚拟仿真技术在实训教学中的作用也越来越明显。虚拟仿真技术的应用可以有效地提高教学的质量和效率。本论文通过阐论虚拟仿真实训系统的虚拟仿真机器人机械臂模型用到的三维建模技术及软件（如Maya、Max等）、原理以及虚拟仿真技术的应用领域和发展趋势，从而研究它的价值和市场经济效益，并探析了虚拟仿真实训系统开发的技术在实训教学中的应用。
【关键词】虚拟仿真技术/平台；虚拟仿真训练系统；实训教学
一、虚拟仿真实训系统的三维建模技术及软件研究
虚拟仿真系统的功能主要体现在它可以让使用者借助于专用的视、听、触觉等具有感知功能的设备，进入仿真系统制造的虚拟空间，并且还能够与虚拟环境中的人和物体进行实时交互，从而感知和操作虚拟环境中的各种对象，最终达到身临其境的效果。它的组成主要是把计算机作为主要的部分，其次综合利用三维图形、多媒体、仿真等技术构建起一个逼真的虚拟系统。从它的组成部分和应用程序来看，虚拟仿真实训系统对三维图形的利用还是十分频繁的，因此我们应当对其进行重点研究。虚拟仿真实训系统在工业机器人上的应用设计主要是利用三维建模软件，通过虚拟现实标准语言建立虚拟环境中的实体模型表现出来，最后通过描述它们之间的结构关系，快速、真实地显示三维虚拟工业机器人，并为工业机器人控制系统提供一个研究观察平台。本段主要通过对虚拟仿真实训系统的三维建模技术及软件研究，来发现虚拟仿真技术的优点和研究其未来的发展方向。
Maya软件是美国Autodesk公司出品的世界顶级的三维动画软件，通过对Maya软件的运用，能够使虚拟仿真实训系统在一定程度上提高制作三维动画的效率和品质，调节出仿真的角色动画，使其得出更加真实的效果。这是因为Maya软件不仅仅包括一般三维和视觉效果制作的功能，而且还能够和世界上最先进的建模、数字化布料模拟、毛发渲染、运动匹配技术相结合，使得虚拟仿真实训系统所创造出的画面更加真实有立体感。
二、虚拟仿真技术在各领域内的作用
随着科技的发展，虚拟仿真技术在一些高科技等高端领域的地位越来越凸显出来，地位与作用也逐渐提升。尤其是在移动互联网的应用与开发、手机游戏设计及其所用到的一些主流引擎甚至高端引擎方面的价值更为突出。
Maya软件是虚拟仿真技术的一种，它应用的对象是专业的影视广告，角色动画，电影特技等。它能够在工作的过程中展现的比较灵活，易学易用，制作出动画的效率非常高，渲染出画面的真实效果比较强，它对画面中角色动作的捕捉尤为清晰，与画面角色的绑定的联系性也十分紧密，是虚拟仿真实训系统中一个比较不错的系统软件。MAX软件它最开始的应用是在电脑游戏中的动画制作，后来又进一步的开始参与影视片的特效制作，MAX软件还被广泛地应用于广告、影视、工业设计、建筑设计、多媒体制作、游戏、辅助教学以及工程可视化等领域，也就是虚拟仿真实训系统当中。它强大的立体三维功能被新媒体、影视动画、游戏动画等领域广泛运用。
三、虚拟仿真技术为机器智能实验课带来的好处
虚拟仿真技术的应用为现代化的社会带来了许多的方便，让机器实验课、项目实训的智能科学与技术专业实验教学越来越丰富化。虚拟仿真技术的应用可以有效地提高教学的质量和效率。通过对虚拟仿真技术的应用，使得上级和下级、老师和学生的客户信息以及实训项目、实训指导、模拟操作、技能测评等等的信息存储在管理信息库中，与此同时，上级和下级或是老师和学生之间就可以通过客户机对下级或者学生之间的实训进行远程的指导与管理。
随着时代的发展，科技的进步，虚拟仿真技术在在现代职业技能教学中的作用也越来越明显。虚拟仿真技术的不断完善和发展，将为机器智能实验课等实训课程带来更多的方便和益处。由于它能够为人们提供一种高级的人机接口，具备交互性、想象性、沉浸性等特点，所以它主要的应用领域在政府、企业、学校等这些需要实训学习环境的地方。
四、虚拟仿真实训系统的应用领域和发展趋势
作为一项新兴的科学技术，虚拟仿真技术还处在一个不断探索前进与不断完善的阶段当中，其发展趋势呈一个不断上升的大幅增长的趋势。从目前来看，虽然目前政府、教育部门、学校、教师都已经认识到了虚拟仿真技术对于职业教育实践性教学环节的重要作用和发展前景，但在实际中，依然存在着许多问题亟待解决，因此虚拟仿真技术正在与教育、培训等领域不断地相适应和匹配。
其次，虽然目前政府、教育部门、学校、教师都已经认识到了虚拟仿真技术对于职业教育实践性教学环节的重要作用和发展前景，但在实际中，依然存在着许多问题亟待解决。虽然目前政府、教育部门、学校、教师都认识到了虚拟仿真技术对于职业教育实践性教学环节的重要作用和发展前景，但在实际中，依然存在着许多问题亟待解决。例如：虚拟仿真技术对计算机及相关硬件的要求比较高，但是这些方面的发展不能够满足人们对虚拟仿真技术的需要，虚拟仿真软件数据是一个庞大的数据库，三维立体仿真软件的应用对显卡和显示器等也有很高的要求，也就是说，虚拟仿真系统对硬件的要求较高。因此需要对计算机及相关硬件的发展有一个更高的要求。最后，教学类虚拟仿真软件的质量还有待提高、对虚拟仿真技术的研发标准也不统一和对虚拟仿真技术应用不够广泛等等，这些都是需要发展改善的地方，也是未来虚拟仿真技术发展的一个大的趋势。
五、虚拟仿真实训系统的价值和市场经济效益
虚拟仿真实训系统作为一个高端的科技系统，对政府、企业、学校等的发展，起到了至关重要的作用，并为其创造了更大的价值。同时虚拟仿真技术的不断发展，也在打开了市场，扩大了市场份额的同时为市场创造了更多的经济利益。
在市场经济为主导的今天，虚拟仿真实训系统也为市场经济的发展做了一定的贡献，为市场经济的发展添砖加瓦，在自己发展得同时也促进了市场经济的发展。因此，我们应当不断地发展虚拟仿真实训系统，使其深入到更多的地方，让更多的地方和人们体会到虚拟仿真实训系统为人们带来的价值。
总结
虚拟仿真实训系统的日渐完善，使得人们的生活也不断的丰富活跃起来，政府、企业、学校等地方对其的应用，也促进了虚拟仿真实训系统的发展。本论文通过阐论虚拟仿真实训系统的虚拟仿真机器人机械臂模型用到的三维建模技术及软件（如Maya、Max等）、原理以及虚拟仿真技术的应用领域和发展趋势的研究，探讨了虚拟仿真实训系统的价值和市场经济价值，同时也为虚拟仿真实训系统的发展奠定了理论基础。
参考文献：
[1]刘仲波 李瑞涛 《拟仿真技术在城市轨道交通工程实训中的应用》 吉林大学交通学院、吉林交通职业技术学院 2012年第12期
第2篇：虚拟仿真技术特点范文
关键词：工科院校；三维仿真技术；虚拟现实技术；教学应用
1.引言
随着时代的进步，科技的要求。工业生产及其制造业愈发显得重要。伴随着德国工业4.0的提出，所谓的第四次工业革命已经蓄势待发。为了时代的需求，世界各国相继推出了工业改革计划与发案，共同推动世界工业化的再一次升级。这不仅是时代的挑战与机遇，也是国家的挑战机遇。
在工业4.0的背景下，工科院校在人才培养方面显得极其重要。这不仅是国内工科院校的机遇更是挑战；社会对工科类人才的要求，不仅仅在理论知识方面，更重要是能掌握先进技术，拥有实际操作能力及工程经验。工科教学要以实践为基础，培养其动手能力[3]；首先优化教学方式，根据学校的实际情况，将三维仿真技术运用到实际教学中，改善传统的教学方式，使学生从课堂上获得实际的操作能力，如同在工厂一般，不仅是理论知识的获得，更是实际能力获得，充分体现工科学生的最基本素质：主动思维判断与综合分析能力、解决实际问题的能力、工程设计能力、创新与创造能力、复合能力[4]。通过三维仿真技术将实际的模型、设计、实验等实际场景与效果展示给学生，从而真正的实现解放课堂，优化课堂，培养出真正的工科类的杰出人才。
2.三维仿真技术的发展现状
2.1.国外
自从1962年，Morton？Heilig发明实感全景仿真机以来，三维仿真技术便在美国、欧洲、日本等一些国家和地区迅速开展起来。随着科技的进步，时代的发展，三维仿真技术与虚拟现实技术越来越受到世界各国的关注，以三个I为代表，即Immersion（沉浸感）、Interaction（交互性―）、Imagination（思维构想性），作为三维仿真技术与虚拟现实技术最本质的特点，在发展的过程中融入了其它相关的先进技术。近些年，三维仿真技术结合虚拟现实技术在世界各国普遍应用，不仅在军事、航空航天、地理地形、工业领域[1]，更在生活、交通、教学研究、旅游等领域普遍运用起来；如英国路虎汽车采用人性化的仿真虚拟技术向客户提供模拟车型体验；美国先灵葆雅公司生产的抗过敏药开瑞坦在广告中将三维虚拟技术应用于广告人物形象等。
与此同时，众多世界名校也运用三维仿真技术与虚拟现实技术，开展教学与科技研究，如：美国北卡罗来纳大学（UNC）、麻省理工学院（MIT） 、华盛顿大学、乔治梅森大学；日本奈良尖端技术研究生院大学、东京大学等世界名校早已在上个世纪就开始了相关方面的技术研究。几十年的发展使美国、德国、英国、日本等一些发达国家，在这个领域已走在世界前列，并迅速融合到生活的各个方面。不仅使国家经济有所提升，更从科技及教学等众多方面有了极大的突破。
2.2.国内
随着国际间的竞争日益激烈，国家对科技的重视更加重视，国内部分研究机构开始发展中国的三维虚拟仿真技术。由于国情的原因，中国在这方面的技术与世界的发展水平有一定的差距[1]，但近些年的努力使我国在三维虚拟仿真技术也取得了一些相应的成就，建立以一些科技研究机构，将三维虚拟仿真技术运用到工业设计与科学教研工作中。逐步走进其它领域：比如教学课堂，将三维虚拟仿真技术与理论教学只是相结合，进一步提升教学的质量。
尤其一些工科类的大学，根据学校的具体情况与实际能力，制定相关的工作计划，融入教学工作与研究中例如：北京航空航天大学的计算机系根据自身特点，实现了分布式三维虚拟环境网络设计，可以创造实时三维动态数据库、虚拟现实演示环境、适用行员训练的虚拟现实系统、虚拟现实应用系统的开发平台；浙江大学CAD&CG国家重点实验室研发了一套桌面型虚拟建筑环境实时漫游系统；清华大学计算机科学和技术系对虚拟现实和临场感的方面进行了研究；一些相关高校取得了很大的成果，但在国内众多学校中还未广泛运用。传统的教学体系依旧存在于很多高校中。
3.教学中的应用
随着科技的进步，技术的竞争，工科院校传统的教学方式已经不满足现代化工业对人才的要求，培养高素质的工科类学生是学校的目标，也是当代工科院校的责任与义务。传统课堂以老师讲授为主，教授理论知识[2]，由于教学设备的不足、学生众多、实践地点不足、实验室不足等一些问题制约之教学，使学生实际操作能力不足[3]，直接影响学生的创新与工程设计能力。
利用计算机作为基本工具，将三维仿真技术运用到实际教学工作中，把抽象的概念与模型用电脑展示给学生，直观感受与真实的效果。将实践课程运用三维虚拟仿真技术，创造虚拟空间，使学生感觉如同真实环境一般[2]，同时能进行实际操作，锻炼学生操作能力，展开学生立体化想象空间，培养学生创造力与想象力更加便于创造与创新[4]。例如机械设计，通过三维软件如solidworks等创造模型，通过设计、模拟、分析等各方面的仿真的出实际效果。通过有限元分析，展示零件实际运用过程中效果。使学生更加清晰、具体的了解实际现实中的特点，同时学生能自作，培养其动手能力，提升实际操作经验。
如图1 LED 灯受热分布
如图2 受热后位移变化
运用三维仿真技术（solidworks软件），对模型进行实体分析，通过模拟把抽象的现象直观的展示在课堂上，避免只有理论没有实际的模拟的教学课堂，同时解决了实验室不足的问题。
如图3 聚氯乙烯的悬浮聚合的模拟仿真流程图[2]
如图4 热电厂生产框架图
图3、4是传统教学课堂上的讲授化工操作的实际流程图与电力大学讲授电厂发电过程的机构框图，学生不能深入了解其实际过程中的现象。
理论过程与实际现实总是有一定的差别[2]。通过三维虚拟仿真技术，运用Solidworks、 3Dmax、Flunent等软件模拟实际场景效果，创造立体环境，将实际过程的每个用动画场景展示，避免工厂实践和一些实践过程存在的问题[2]，更加直观了解生产的环节，从而达到理论与实践相结合的效果。培养出具有创新与创造能力以及实践经验的工科类人才，适应社会的需求，显示工科类院校的特点。
4.结束语
本文简单阐述了三维仿真技术国内外的发展现状，以及在工科教学中的应用及相关成果。三维仿真技术应用于工科教学中，优化教学资源，极大的提高教学的质量，同时解决院校资金不足与教学设备不齐全的问题。解放了学生思想空间，在教学中从分的发挥了学生的主体地位与作用[1]，激发学生积极、主动地参与教学过程中；培养其独立创新素质与实践的能力。将工业生产过程中流程及原理，通过三维仿真技术直观、具体的展示给学生，发挥其优势。
然而三维仿真技术在国内教育领域还处于自发状态，尚未形成完善的、良性循环的、自觉开发和应用的体制[1]，这将是教学改革的机遇与挑战。
参考文献
[1] 郑军龙，罗 黎，严景明，陈国庆三维虚拟仿真技术应用于高职教学的研究[J]. 广西电力职业技术学院，2012； 1-2.
[2] 李 颖1，张 亮2，后振中1，张 立3，鲁 杰1，梁 晨1，魏启兵，动态模拟仿真在高校工科教学中的探索与应用[J]. 陕西 西安1.西安科技大学，2.西安交通大学医学院第一附属医院， 3.西安电子科技大学幼儿园，2015 ；1-2.
[3] 陈冬梅，仿真技术在技工学校数控实训教学中的应用[J]， 广东 广州，广东省机械高级技工学校，2010；1-2.
[4] 朱春华，韩琳，仿真技术在工科专业教学中的应用分析[J]， 河南 郑州， 河南工业大学信息科学与工程学院，2007；1-2.
作者简介：
第3篇：虚拟仿真技术特点范文
[关键词]游戏引擎；机械动力仿真；虚拟现实技术
中图分类号：TP391.9；TD672 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）33-0225-02
一、引言
三维游戏由于引擎技术在建模技术、物理引擎技术、复杂环境的高质量实时渲染技术、动画技术、人工智能技术、对象的行为控制技术等各方面不断的完善和强大，已经极大地引起了人们的关注和重视。游戏引擎不再仅用于游戏娱乐产业的开发，更多的渗透到了教育软件开发、虚拟现实应用、动画影视（特技）制作、军事训练、实时模拟等人类生活的各个领域。极大地改变了人们的生活方式和思维方式。
游戏引擎技术尤其物理引擎技术不断的研究发展，让我们意识到仿真虚拟机械动力的可能性。利用游戏引擎虚拟机械运动，将为开发教育游戏中的虚拟物理实验、网上数字科技馆、娱乐型游戏中的机械道具和多样化游戏任务等具有重要的应用价值和研究意义。
传统的机械动力仿真技术和虚拟现实技术虽然在一定程度上也能虚拟机械的运动，但是由于那些技术不可避免的弊端对机械动力仿真技术应用在其他领域形成了瓶颈。传统的机械工业仿真技术缺乏交互性，设计复杂，表现单调。随着多媒体技术、计算机动画技术、虚拟现实技术、网络技术等技术的渗入，以VRML（Virtual Reality Modeling Language虚拟现实造型语言）或Cult3D为代表的技术给机械仿真领域带来了交互性，但是由于传统的虚拟现实技术固有的特性，如运动行为的硬编码、交互性差、画面不流畅、系统实现复杂等，使得基于游戏引擎技术虚拟机械动力的技术具有很大的优势和更大的发展前景。
本论文研究的技术充分利用了游戏平台的优势，它不仅具有传统虚拟现实系统所有的优点，而且具有3D游戏般的交互性和逼真的动力学模拟。从开发角度而言，游戏引擎的实时渲染能力、快速的计算能力、组件化、可重用性以及面向对象的编程方式等，都使得应用游戏引擎成为一种非常便捷和有效的仿真技术手段。本文描述了利用游戏引擎模拟简单的机械动力实例的核心技术。
二、机械动力仿真技术研究背景
概念设计是机械设计过程中的最初阶段，主要目的是获得产品的本质形状。[3]机械仿真技术的发展为机械工业概念设计注入了新的活力。计算机运算处理能力的提高为机械系统的仿真提供了更好的基础。
我国机械系统传统的计算机辅助工具多数是AutoCAD， Pro/E， Solid Works， Solid Edge， 3D MAX等2D和3D软件，此类建模软件含有大量的图形文件，容量较大，不利于网上传输和远程控制。同时这种方式建立的三维模型是静态的，动画是设计者事先设计好的一副副二维动画，用户只是被动的接受，而不能按照自己的意愿进行实时交互式仿真。
虚拟现实技术作为一种更为人性化的交互技术，近几年来逐渐渗透到各个应用领域。虚拟现实技术的沉浸特征、交互特征和构想特征，刚好弥补了上述传统方法的不足。因此，运用虚拟现实的方法实现机械设计系统成为必然。传统的机械仿真都是代码编写控制的运动效果，没有实现通过物体间力的作用而让物体产生运动，所以不免比较生硬，不能具有可复用性和柔性。
综上可知，机械工业虚拟仿真技术由于其复杂性、综合性决定了开发的困难，因此势必需要一些工具来辅助开发，游戏引擎由于其本身的特点，成为开发机械工业虚拟系统的有力工具。
三、游戏引擎技术
1.三维游戏引擎
一般而言，三维游戏引擎包括：引擎内核、三维图形引擎、物理引擎、人工智能系统、3D模型和图像库、网络引擎、输入系统。三维游戏引擎中各子系统关系可由（图1）表示。
2.游戏引擎技术的优势
（1）利用游戏引擎可以简化系统制作的复杂度，缩短开发时间，降低制作成本。
（2）游戏引擎中强大的物理引擎为该机械动力仿真系统提供了保障，这也是不同于其他虚拟现实技术的闪光点。
（3）该游戏引擎能快速嵌入到网页中运行，因此，极大的活跃了网页式三维虚拟现实技术，因为传统的三维网页虚拟技术在WEB中运行效果不是很好，运行缓慢，效果单调，交互性差，游戏引擎技术的支持在一定程度上可弥补这些不足。
（4）游戏引擎的最大特点是可以实时渲染，这样使得开发者可以及时浏览和调整系统。Unity3D游戏引擎甚至可以支持在程序运行时改动场景中物体的属性。这样的实时性改变，使得开发者能迅速获得最佳的设置效果值。
（5）基于游戏引擎技术开发的机械动力仿真系统，具有游戏般的交互能力，活跃了机械展示的表达方式。
（6）在游戏引擎平台上的二次编程代码被称为“脚本”，大多数脚本语言都是面向对象的编程特点，具有封装、多态、可复用性等特性。简单易学，使虚拟系统设计者易于开发应用。
四、主要结论
3D游戏引擎技术最大的特点就是它把一个程序中可以重复利用的部分，以精巧的模块组织起来，将其规格化、最佳化，以利于程序重用技术。利用引擎不仅可以开发出“景物真实、动作真实、感觉真实”的三维系统，更重要的是利用它我们可以节省大量的人员和资金，简化系统制作的复杂度，缩短开发时间，降低制作成本，并且游戏引擎普遍具有的FPS（First Person Shooting第一人称射击游戏）特性，这一特点可以巧妙的应用于交互设计中。游戏引擎的实时渲染、动态编译和可视化编辑功能有效解决了传统的虚拟现实技术中存在的渲染耗费时间和硬件成本的问题。
3D游戏引擎最吸引人的是它的强大的PhysX物理引擎和真实的图形渲染引擎。强大的功能会提升研究的成功性。从开发方面考虑，该引擎的脚本语言近似c#或javascript，使得开发轻车熟路，而且脚本是动态编译的，运行速度和汇编接近，不会因为脚本的问题而影响系统的执行效率。从方面考虑，该引擎支持跨平台，而且用该引擎开发的作品可以通过网页直接运行，是3D虚拟现实作品轻松实现网页漫游的良好解决方案。
参考文献
[1] 杨红娟，周以齐，石柏成，陈成军.机械系统虚拟现实建模方法的研究.中国图像图形学会.642～646.
[2] 刘强，刘春全.机械动力仿真软件在抽油机运动学上的应用.装备制造技术，2008年，第12期.49～51.
[3] 石其乐.简易型虚拟现实技术的实现.宁夏工程技术，2003 年8 月，第2 卷第3期：227～245
第4篇：虚拟仿真技术特点范文
【关键词】虚拟仿真技术；职校教育；电子技术教学
随着科学技术的飞速发展，电子技术在企业中得到了广泛应用，这对电子技术教育工作提出了更高要求。而职校电子技术课程作为培养学生电子技术实践操作能力的重要途径，直接关乎学生的未来发展。然而，传统的电子技术已经无法满足新形势下的职校教育需求，所以创新其应用策略刻不容缓，以便不断提升职校电子技术教学有效性。
1.引入虚拟仿真技术，激发学习兴趣
在当前的职校电子技术课程教学中，教师大都注重理论知识的讲解，却忽视了实践指导在提升学生电子技术操作能力方面的积极作用。但是单纯地讲解电子技术方面的公式、原理等理论知识，职校学生很容易感觉到枯燥、乏味，并会逐步产生厌学情绪，以至于无法促进学生投入到电子技术教学活动中来。而此时如果教师可以在课堂教学中引入虚拟仿真技术，则可以彻底打破传统单一教学模式的束缚，增强学生的实践动手操作体验。与此同时，在学生的实践操作过程中，学生也更加容易获取更多的教学知识，并可以借助学生的实践教学来逐步形成科学的思维和创新意识。而借助虚拟仿真技术的合理运用，学生可以更好地进行电子电路的实验和操作方面的教学，从而借助实践操作来帮助学生更好地了解相关的理论知识，提升他们的实践操作能力。
为了进一步提升职校电子技术课程教学有效性，教师需要结合实际情况来开展理论知识方面的教学，以便深化学生对于电子技术课程方面理论知识的理解和认识，以为后续的理论教学和实践教学工作奠定扎实基础。但是如果教师只是一味地借助实验操作的方式来开展教学，那么就会浪费材料和时间。而此时如果可以合理运用虚拟仿真技术，那么可以借助多媒体等信心技术软件来将那些抽象的理论教学知识以更加直观、生动地方式展示给学生，从而可以深化学生对于职校技术课程教学知识的理解和认识，增强学生的学习效果。例如，在讲解“放大电路”这部分教学内容的时候，授课教师可以采用虚拟仿真技术来引导学生探究教材上有关共射极放大电路的三种组态，深化学生对于放大电路方面知识的理解和认识，提升学生的学习效果。
2.创设仿真电子实验，增强操作能力
在职校电子技术课程教学中，为了检验虚拟仿真技术引入的教学效果，必须要借助实验开展来进行检验。因此，在引入虚拟仿真技术的时候，教师可以通过电子电路的实验操作来帮助学生在模拟场景中去验证相关理论知识的科学性和合理性，同时也可以使职校学生更好地体验电子技术学习的魅力，提升学生的实践操作能力。但是必须要结合实际的教学内容或者实验知识等方面的知识来合理开展仿真实验，以便可以更好地开展电子技术课程教学。此外，在职校电子技术课程教学中，授课教师需要结合职校电子技术课程教学的特点以及学生学习需求和性格特征来对现有的教学方式和活动进行改进和创新，以便切实将虚拟仿真技术引入到中职电子技术课程教学中来，不断提升学生的动手实践操作能力。
例如，在讲解《彩色电视机原理与维修》这部分教学内容的时候，授课教师可以先借助多媒体等信息技术软件来为学生展示电视机从上世纪七十年代末到今天的发展历程，同时还要为学生讲解全球彩色电视市场的现有特点。实际上，彩色电视机和学生的生活之间具有紧密联系，其是生活中经常接触的一种事物，所以授课教师在开展这部分知识授课的时候，结合生活实际来为学生创设一些富有启发性的教学问题。比如：“你家中所用电视机是哪种型号呢？有什么功能呢？”等，以便借此来充分加强师生互动。此外，授课教师还可以借助多媒体等信息技术软件来为学生展示一个立体化的电视机模型，使学生借助真实的模型来了解彩色电视机的整体结构及其构成部件，同时还可以组织学生进行自主实验操作来完成有关电视机零件的整合操作，从而可以提升学生的动手操作能力。
3.开展虚拟项目实验，提升综合素养
第5篇：虚拟仿真技术特点范文
关键词：仿真； 实训； 教学模式
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1006-3315（2012）05-123-002
虚拟仿真技术在教育教学中的应用，给课程改革注入了新鲜的血液，逐渐被越来越多的专家、学者所接受。虚拟仿真实训室采用软硬件结合、功能模块重组配置的方式是增加教学平台适用性和实验技术可扩展性的有效手段，有助于培养学生的动手能力和创新精神;虚拟仿真实训室强大的网络功能有助于革新传统的教学模式，推动实训课程远程教育的发展。作为一项未来普及化近几年在国内新兴的技术，研究构建适合虚拟仿真技术特点的教学模式，使教学过程达到最优化，显得尤为重要。笔者根据教学中的实际应用与经验，以《电子线路》课程为例，从学时安排、教学流程、课题整合三方面探索总结引入虚拟仿真技术后实践教学模式的变化。
一、教学学时的重新分配
1．传统的学科本位课程模式，以学科为中心，以传授知识为主要目的，具有严密有序的教学程序
其课时分配参考表如下：（《电子线路》陈其纯主编高等教育出版社2006年4月第2版）
内容 理论 实验 机动 总计
课时数 138 34 14 186
从表中观察，理论与实践结合明显失衡，课程过分强调知识的系统性和完整性，偏重于知识内在的逻辑系统，不利于学生关键能力和职业实践能力的培养，难以达到熟练的技能。
2.《江苏省职业教育课程改革行动计划》规定，探索构建以为能力本位、以职业实践为主线、以项目课程为主体的模块化的专业课程体系
新课改提出后，学校电子专业中专班采用《新编电子技术项目教程》（李传珊主编电子工业出版社2007年8月）教材，其课时参考表如下：
内容 理论 实践 机动 总计
课时数 92 86 4 182
从表中可看出，课程中实践与理论设制平分秋色，突出能力为本位，体现实践主线，通过项目化、模块化的课程实现理实一体，项目引领、任务驱动的教学方式，有利于培养学生的技能水平和专业能力。但学校的实际情况是电子实训室严重不足，以及实践操作中会出现难以预测的故障浪费了大量的时间，难以按质按量地完成既定的教学任务。
3．教育部在《基础教育课程改革纲要（试行）》中提出：“大力推进信息技术在教学过程中的普遍应用……
充分发挥信息技术的优势……”基于以上观点，虚拟仿真等信息技术在电子专业课程中得以充分应用，虚拟仿真实训融入课程的各个项目和小节，难以分割。其课时如下：（参考《电子技术仿真与实训》赵玉菊主编电子工业出版社2009年6月）
内容 仿真实践与理论 机动 总计
课时数 100 10 110
教学过程最优化的两个标准分别是时间标准和效率标准，利用虚拟仿真技术进行设计、仿真，大大地缩短了学时，有效地体现了以上两个标准。
二、教学流程的重新设计
1．传统的实践教学手段落后、方法单一，常常采用的都是“三步法”，一是集中上课，二是教师示范，三是学生模仿制作
学生非常机械地焊接、插件、调试，能认知一些元器件，掌握一些焊接技能，但缺乏对学生的综合应用能力和创新能力的培养。这同时也导致学生认为电子工艺实习太容易或者太枯燥乏味，因此对实习兴趣索然。而且由于自身能力水平的差异和实践场地时间的限制，遇到电路调试或故障，很多学生都不愿意动脑思考，所以实践效果并不尽如人意。
2．针对现实的实践教学效果，需要教师转变思想，引入新鲜的科学的教学方法，合理地重新规划教学流程
虚拟仿真技术的应用，打破了传统教学的流程，势必要求制定出新的教学模式以适应发展的需要。课程内容排序要坚决遵循工作过程，要着眼于蕴含在动态行动体系之中的隐性实践知识的生成与构建，要符合人的认知心理顺序。根据建构主义理论和教学设计理论的有关知识，虚拟仿真技术可建立以下两个教学模式：实验教学模式（先做1~2次实物实验，学生有了形象体验后再做虚拟实验）和虚拟实验教学模式（先进行虚拟实验再做实物实验）。
笔者在实际教学过程中，采用研究型课程的模式，摒弃了先前那种在固定线路板上跟着老师做的呆板形式，采用“虚实结合式”教学流程，按“认识实物虚拟仿真实验总结现象学习理论实物制作调制电路评价反馈”组织课堂活动。仅以《简单直流稳压电源的制作与检测》为例，笔者先让学生观察二极管实物，认识二极管。设计仿真实验《二极管单向导电性》，根据现象学生自己就能总出二极管的单向导电性。设计仿真实验《整流电路》《滤波电路》《硅二极管稳压电路》，让学生对比虚拟示波器输入输出波形总结整流、滤波、稳压电路的作用，并设计可能出现的各种故障，观察结果，使抽象的理论变得一目了然。当原理都条理清晰，再焊接制作简单的直流稳压电源，就显得很简单了。
众所周知，心理学赤瑞特拉研究表明，采用不同的教学方式呈现之时，其效果的差异是很大的，对不同感官进行刺激，所达到的记忆效果不同。利用虚拟仿真技术，采用“做中学”的教学方式，训练分步进行，先接触简单的任务，然后是复杂的任务，直到形成合适的行为系统。循序渐进的教学过程，符合学生的认识规律。
三、基于仿真技术的课程整合
1．整合的必要性
传统的实物实训存在严重的实训工位不足、实训教师不足、实训器材不足等现象。在实习过程中会产生较为严重的环境污染，与现在提倡的低碳环保有一定的偏差。由于生源素质的差异，学生在实训过程中易损坏仪器仪表等器件，造成巨大的资源浪费。仪器设备磨损厉害老化严重，常常跟不上课程的更新。实物器件离散性大，参数易受温度影响造成误差。鉴于上述种种现象，电子专业课在迫切地呼唤仿真技术与课程的整合。
2．整合的途径
在新课程背景下，学科教学与虚拟技术的整合实际上就是在学科的教学过程中，在先进的教育思想和理论的指导下，把虚拟仿真技术作为学生自主学习的信知工具、激励工具与教学环境创设工具，使各种教学资源、各个教学要素和教学环节经过整理、组合，相互融合，在整体优化的基础上产生聚集效应，进而达到培养学生创新精神与实践能力的目标【6】整合要以学生的认识活动为本，以虚拟仿真技术克服学生认知困难为目标，要以教学活动的规律和特点为本，以运用虚拟仿真实现教学整体优化为目标，要以虚拟仿真技术的开发，应用为本，以运用多种沟通机制促进教学活动改革与发展为目标。要达到以上目标，首先学校要提供满足教师“教”和学生“学”的硬件环境：多媒体教室和计算机网络教室，以及相应的软件资源。再次教师要提高教育理论修养水平，具有新的教学理念和丰富的教学经验，掌握虚拟技术的教学功能特点，学习相关软件，并充分利用可共享的资源，开发创作将课程学习内容和虚拟仿真技术有机地融合在一起，让仿真技术不再仅是辅助教学的手段，而成为学习内容或教学内容的有机组成部分，从而达到和谐统一。
3．整合的意义
整合丰富了课程资源，促进了教材的现代化和多样化，将学习者带入自主学习的教学情境中，给予每个学生平等参与教学活动的机会。学生亲自操作，在主动参与学习中获得体验，培养了学生积极参与、不断探索的创新精神和科学的研究方法及终身学习的态度和能力。尊重和支持学生在学习活动中对学习方式、学习策略、学习方法的选择，并对学习结果及时给予评价，提高学生的综合水平，促进学生智能水平和信息素养的提高。
整合促使教师信息能力水平增强，备课方式发生变化。教师可以突破课堂教学的封闭性，将教材的内容进行自主选择和重组，制订出适合不同水平学生的各层次的教学目标和要求。把传统教学中优势的理论、行为、方法策略继承下来，在新课改理论下以虚拟技术创新教学活动的规律和特点，以便更有效地促进学生的学习和发展，优化课堂教学过程。
参考文献：
[1]朱敏，张际平.虚拟实验室及其教学应用.实验室研究与探索，2006年5月第5期第25卷
[2]周如俊.职业教育课程改革的演变·推变·嬗变——对当前职业教育课程改革历程的综述.江苏教育2011年7~8月
[3]岑盈盈，杨志卫.电工电子实习教学的改革与实践.浙江科技学院学报，第18卷第1期，2006年3月
[4]周新源.职业学校课程改革推进策略探究.江苏教育2010.5
第6篇：虚拟仿真技术特点范文
[关键词]虚拟仿真技术 运动生理学 实验 立体化
[中图分类号]G712 [文献标识码]A [文章编号]1009-5349（2016）06-0236-02
运动生理学主要是研究人体在体育活动和运动训练影响下机体在结构和机能方面的各种变化，探索人体在运动过程中机能变化的规律，以及形成和发展运动技能的生理学规律，探讨人体运动能力发展和完善的生理学机理，论证并确立各种科学的训练制度和训练方法。人体在体育活动和运动训练影响下机体机能变化的动态数据是运动生理学研究的重点和难点。因其变化的动态性和不易感知性，使学生学习起来特别抽象，难以理解。单纯的依据课本的数据进行比对，就更加没有说服力，极大增加了学生学习和掌握的难度。在运动生理学实验课堂上开展实验教学过程是增加降低理论学习难度，提高学生学习积极性的有效措施，但在目前的运动生理学实验教学过程中，由于受实验标本的采集与存放、试剂的调配与更新、实验器材的种类限制、教师预实验的准备、场所与时间限制和一些复杂设备的影响等，很多实验课开展的效果并不理想，学生获得的实验数据较少并且缺乏说服力，后期重复实验更是无法独立操作完成。很多大型实验由于没有时间准备预实验，教师操作的效果也不理想，开设运动生理学大型实验的成本较高，耗费人力、物力较大却收效甚微，使学生深刻理解运动生理学知识受到很大限制。
为了节约成本，很多学校就只开展几个传统型的简单实验，但是最新的理论知识和科学研究，学生就难以接触，且这几个实验由于脱离高端技术使学生难以对实验印象深刻。实验知识的匮乏也影响了学生独立感知，自主研究的积极性，理论应用起来更加捉襟见肘。因此，我们迫切需要一项技术既可以节省实验成本，提高实验成功率，又能使学生自主感知，自主钻研，使学生得到专业便捷的技能训练，虚拟仿真技术应运而生。他不但简化了实验课程准备工作，而且高速的数据处理库提高了实验的精确度和动态呈现机体对刺激反应的敏感度，大大激发了学生学习的兴趣，大量数据的多角度呈现，更加激起学生探索的欲望，可以说完美解决了运动生理学实验所必须的多项技术。
一、虚拟仿真技术简介
虚拟现实技术又称虚拟现实技术或模拟技术，就是通过计算机模拟技术将一个真实的系统在另一个占用空间比较小的、制作相对容易的虚拟系统中进行模仿实现真实人机对话体验的技术。随着计算机人工智能技术的不断进步和发展，虚拟仿真技术越来越精良并逐步自成体系，成为继数学推理、科学实验之后人类认识自然界客观规律的第三类基本方法。人投入到这种环境中，立即有“身临其境”的感觉，并可亲自操作，自然地与虚拟环境进行交互，虚拟环境还能够实时地做出相应的反应。
虚拟仿真技术，是仿真技术与虚拟现实技术结合而产生的一种更高级的仿真技术。在多媒体技术、虚拟现实技术与网络通信技术等信息科技迅猛发展的基础上，虚拟仿真技术以构建全系统统一的完整的虚拟环境为典型特征，并通过虚拟环境集成与控制为数众多的实体。实体可以是模拟器，也可以是其他的虚拟仿真系统，也可用一些简单的数学模型表示。实体在虚拟环境中相互作用，或与虚拟环境作用，以表现客观世界的真实特征。虚拟仿真技术的这种集成化、虚拟化与网络化的特征，充分满足了现代仿真技术的发展需求。
虚拟仿真实验系统的特点：首先虚拟实验系统的仿真引擎代替了实物，实验过程不再需要反复消耗标本和试剂，且实验结束不需要废料收集和处理，完美解决了传统实验过程中所缺乏的节能和环保处理；第二，学生做实验不再受到实验器材的限制，学生没有理解的实验允许反复操作，增强了学生动手动脑的实践能力，大型实验也省去了繁琐的准备过程，节约了教师的准备工作；第三，虚拟仿真技术因其技术的成熟性，允许学生自我提升与拓展，课本之外的实验，学生也可以自主钻研，不受材料限制，大大提高学生学习与思考的积极性。此外，虚拟仿真技术平台还为学生提供在线测评功能，网络化的学习模式，为学生自我巩固与提升提供了一个良好空间，抓住了学生学习的兴趣点。
二、运动生理学实验与虚拟仿真技术相结合
以前学校进行的运动生理学实验主要是通过课本理论的教授进行理论学习，然后再通过小白鼠、青蛙等动物进行实验验证，这种探究方法单一而且让学生很难完全信服。几乎所有运动生理学实验的理论，都来自观察动物在运动过程中的机能活动并对其因果关系的分析来实现。放到人体之后的结论显得单薄而且缺乏说服力。另外，由于人力及物力资源的种种限制，实验课本身课时较短，很多实验结果本身缺乏科学性和完整系统性，所以很多实验的结果与最终需要印证的结论相关性不符，做得有名无实。
近年来虚拟仿真技术的广泛应用大大提高了运动生理学实验的应用广度和深度，很多难以实现的实验技术经过模式过程之后学生可以真切地感受到学习起来更加容易，记忆也更加深刻。将虚拟仿真技术运用到运动生理学实验教学，是传统教育手段与现代教学技术的创造性结合。虚拟仿真技术的优点主要体现在：多媒体展示的集成性、人机交互的操作性、大容量存储的丰富性、高速传输的便捷性、超时空交流的共享性等。
虚拟仿真技术应用于实验可以分为三个阶段：一是初级阶段，即学生刚开始接触系统阶段，这个时期学生对虚拟仿真系统还比较陌生，很多的功能还不熟悉，教师需要对学生加以引导，根据学生的反馈对系统加以修改和调整，尽量达到彼此合作融洽；二是模块建立阶段，当学生对系统有了初步的了解之后，就需要根据教学的进度和学生学习的侧重点对系统里面的实验加以增减和调整，做到既能满足学生知识掌握，又可以达到能力提升效果，并将最前沿的知识嵌入实验模块，让学生一起走进实验室观摩也是很好的教学方式，观摩过程中学生对知识的理解和应用会更加深刻，让学生明白科学探索的过程其实就是知识应用的过程，这个过程真正存在并不是遥不可及，培养起多思考多动脑的习惯；三是模块应用阶段，即通过所学的知识，所做的实验，探究人体运动生理学知识的运用与开发，这个过程是一个开放的过程，根据每个人理解的不同，所能探索的结果也各有千秋，没有标准的答案，探索永无止境。
例如在学习“人体安静与运动过程中心率和动脉血压变化”课程时，单纯的文字说明和表格对比虽然可以使学生直观的看到数值的变化，但是体现在人体中的动态变化却很难发现和感受。通过查阅大量文献，进行总结归纳，并通过计算机辅助教学把实验课的内容搬到理论课上，经过文本、图片、动画、视频、仿真空间体验等几步的动态体感之后，让学生直观地观察到人体从静态到运动再到运动逐步加快的过程中心率和动脉血压的直观的、动态的、连续的变化过程，把实验的结论与学生的多种感官相互关联，把知识的传授过程由被动的灌输、被迫接受转化为学生自己总结、归纳、探索，使学习过程变得快乐且学生更加容易接受。运动的方法有好多种，速跑和慢跑是两种不同的运动方式，他所牵动的器官不同，达到的效果不同，学生为此进行了一次愉快的辩论，最终大家都为自己的观点鼓掌叫好。每种运动背后都包含着大量的科学知识，合理的运动就是最好的科学。
三、现状与前景展望
实验课一定要“重视学生在教学活动中的主体地位，充分调动学生学习的积极性、主动性和创造性”，一门课程的学习，结果只是一方面，重视学生在实验过程中的参与度和知识获得过程，才是我们教学的目的。对于运动生理学的掌握我们完全可以直接告诉学生结果：做扩胸训练有助于增加肺活量，做引体向上可以锻炼背阔肌，仰卧起坐可以锻炼腹肌，等等，我们单纯的教授完毕对学生有什么效果呢？他的扩胸运动很到位，肺活量大有增加；他的引体向上很到位，却导致了肌肉拉伤；他的仰卧起坐连贯而有力，却导致脊柱受损……这种风险不仅对普通人是存在的，而且对那些经常锻炼的人亦然。现代人的养生观念很强，每个人都需要运动，但是运动也需要讲究技巧与方法，我们学习运动生理学的目的就是知其然，更要知其所以然。大量逼真完备的实验设备，解放了学生的思想，相应的研究过程中碰到的问题也就越多，为了满足学生探索的需求与我们日常面临的挑战，我们的路任重而道远。
随着人们对虚拟仿真技术的逐步完善，虚拟仿真技术的应用范围越来越广，下一步我们将搜集更多的文字、图片、音频、动画等素材，组建更多的虚拟仿真实验模型，让虚拟仿真技术更好地服务于运动生理学及各个学科的实验，尤其是以后更可以丰富中小学课堂的教学课堂。通过虚拟仿真技术的应用让学生处于一种多层次、多角度、立体化的学习空间中，直观真切地感受到外部因素变化对身体的影响，改善了学生对体育运动的理解形式，提高了运动生理学课程的趣味性，提高学生学习运动生理学实验的积极性，也提高了学习效率。虚拟仿真技术的广泛应用，必将使运动生理学迎来新的生机和活力，根据教师的指导得到更加专业的技能训练，使人们更加科学的通过体育训练，改善人体技能，提高身体素质。
四、小结
体育学科是一门理论与实践完美结合的基础学科，越来越受到学生及普通民众的欢迎。运动生理学作为体育科学的辅助学科也是一门非常重要的理论课程，他主要研究人体在体育活动和运动训练影响下机体的内部结构和机能的动态变化规律，进而探讨出完善人体运动能力发展的科学机理，指导人们科学准确的完成各种训练。虚拟仿真技术作为一门理论与科学结合的科学手段，极大地提高了运动生理学实验的可操作性和趣味性，满足了当前运动生理学实验的操作需求，可以加深学生对实验的认识，使学生通过丰富多彩的教学手段，多层次、多角度、立体化、真实化的得到专业便捷的技能训练，加深学生对实验内容的理解和巩固，提高学习的效率和应用的直观性，更加深刻地理解所研究的内容和意义，从而提高运动生理学实验课的应用效果。
【参考文献】
[1]张敬南，张谬钟.实验教学中虚拟仿真技术应用的研究[J].实验技术与管理，2013（12）：101-104.
[2]柯中炉，牟惠康，杨林生.以虚拟仿真技术提升高职实践教学有效性的探索――以生化制药技术专业实践教学为例[J].中国职业技术教育，2009（05）：64-66.
第7篇：虚拟仿真技术特点范文
【关键词】虚拟仿真;数字电路;课程改革;教学方法
【中图分类号】G420 【文献标识码】B 【论文编号】1009―8097(2010)07―0147―04
一 前言
数字电子技术是计算机及通信类专业的重要的专业基础课,其中关键的环节就是培养学生的实践能力和解决问题的能力,因此,生动形象的课堂教学和全面的实验体系对教学效果和知识的应用能力有着非常重要的作用。然而,由于实验仪器的的老旧,数量有限,使得实验的开出率以及实验内容的扩展都受到限制。为顺应现代教育的发展,实施的现代化远程开放教育,将计算机虚拟仿真技术应用于数字电路教学中。其中理论教学结合多种教学方法和现代化的教育技术,将基础知识和理论形象地表现出来,有助于学生理解。课堂教学和实验教学都利用计算机虚拟仿真软件将所学理论联系实际,并加以应用,在此研究基础上提出了基于虚拟仿真技术的所有电子技术课程教学的新模式。
二 计算机虚拟仿真技术
虚拟现实(Virtual Reality)技术,简称VR,涉及计算机图形学、人机交互技术、传感技术、人工智能等多个领域。它由计算机硬件、软件以及各种传感器构成的三维信息的人工环境――虚拟环境,可以逼真地模拟现实世界(甚至是不存在的)的事物和环境,人投入到这种环境中,立即有“亲临其境”的感觉,并可亲自操作,与虚拟环境进行交互[1]。
计算机虚拟仿真技术,是在多媒体技术、虚拟现实技术与网络通信技术等信息科技迅猛发展的基础上,利用计算机技术将仿真技术与虚拟现实技术相结合,是一种更高级的仿真技术。虚拟仿真技术以构建全系统统一的完整的虚拟环境为典型特征,并通过虚拟环境集成与控制为数众多的实体。实体可以是模拟器,也可以是其他的虚拟仿真系统,更多的是计算机。实体在虚拟仿真软件所提供构建的环境中相互作用,以表现客观世界的真实特征。虚拟仿真技术的这种集成化、虚拟化与网络化的特征,可以满足现代教育的发展需求[1]。
三 课程教学的若干问题及改革研究
对于理论教学环节,首先是教学内容陈旧。当前大中专院校所用的教材内容都是十几年前的,即便是近几年出版的教材,也只是内容的深浅不同,体系结构基本相同。比如教材中主要说明的74LS系列的芯片在目前实际应用中已经被淘汰,真正是学的没用,用的没学。现在的学生在学习中,非常关注所学知识的实用性,如果不能学以致用,就影响到学习兴趣和学习积极性。因而在课程教学中要及时更新教学内容,讲解传统芯片的同时多介绍一些现在普遍使用的芯片,当然也要根据学生学习程度,最大可能激发学生的兴趣[3]。
其次是教学方法。常用的教学方法无非就是这几种:讲授法、讨论法、谈话法、阅读指导法。根据课程的特点和教学要求,不能一成不变的套用传统的教学方法。这些方法对有些课程很有效,但是对计算机课程不一定全部适合,因此需要探索适合本课程需求的新的教学方法。笔者在教学中通常有如下几种方法:讲授法,这是传统的教学方法,教师口述基本事实、原理和推理过程。部分定理,原理及产品采用讲授法。例举法,就是以典型例题说明某个定理或元件的应用,这是本课程用的最多的一种方法。在数字电路课程中有很多芯片的实际应用,有些是针对某部分内容的很典型的例子,这些例子对于学生理解和掌握此部分知识非常有用。任务驱动法,就是教师布置一些运用某个知识点的题目,要求学生在课堂上有限的时间里做出来,并检查完成情况。这样学生对该节课所学知识从理论到应用有了一个全方位的认识,而且对每个知识点掌握得都比较透彻,这是近年来比较流行的一种教学方法,也是计算机专业课程特有的一种教学方法,对提升教学效果有显著作用。
再次是教学手段,不是单纯的使用多媒体课件,而是结合计算机专业特点引入现代化教育技术和手段,很多典型例题用计算机仿真软件在课堂验证,让学生直观形象地了解电路的工作情况,从而掌握电路或芯片的应用。
对于实验教学环节,首先是实验设备简陋。很多高校数字电路实验设备包括我校仍然使用老式实验箱,即由固定数字电路芯片搭建的实验,学生只能按实验教材设计的实验按步骤做固定的实验,实验内容都是以芯片讲解为主,目的是对芯片功能进行验证。因此学生把实验课当完成任务,实验环节没有促进教学,相反影响了教学效果。很多新的芯片不能认识和实践,使得实验教学方法与实际应用的要求严重脱节。其次在实验教学过程中,由于实验设备老化,个别元件被损坏或接触不良,导致学生实验中,出现一些问题,电路连接完全正确,但是就是得不到正确结果,结果费了很多时间去排除故障,这样做实验当然激发不了学生的兴趣,相反还会阻碍他们进一步探索。再次,由于实验条件的限制,实验项目只能停留在验证性实验层次,学生的设计能力和综合应用能力都得不到提高,利用电子电路的计算机虚拟仿真软件multisilm10就可以解决这个问题,利用这个软件可以自行设计集成电路,综合应用各种芯片,完成所有的数字电路实验[4]。在教学实施中,根据学生情况分验证性实验、设计性实验和综合性实验三个层次完成实验教学目标。
四 计算机虚拟仿真技术在课程教学中的应用
1 课堂教学中的应用
在课堂讲到门电路的工作原理或集成电路的应用时,可以现场用计算机仿真软件演示电路的工作过程,使学生更好地理解门电路的工作原理和芯片的工作情况。从而掌握电路的应用。这样,教学过程是由原理到应用,由简单到复杂,由抽象到现实,循序渐进地完成理论知识的学习。数字电路的基本单元是门电路,那么理解其工作原理非常重要,但是此部分对于大部分同学来说都是难点,如何突破这个难点呢?利用软件建立仿真电路,真实地展现输出电压随输入电压的变化情况,就会获得很好的效果。下面是利用仿真软件说明TTL与非门工作原理的课堂实例:
(1) Vi=0V,输入接低电平。那么Q1导通,Vb1=0.8V,Ib5
(2) Vi=3.6V,输入高电平。那么Q1的发射极电流从发射极(0.852mA)流入,从集电极流出,Q1的发射极和集电极倒置状态。Vb1=2.443V,Vb5=0.843V,Vbc1+Vbe2=2.443-0.843=1.6V,导致Q2、Q5导通。由于Vc2=0.886V,Q4、Q5截止。输出Vo=0.018V。其电路仿真如图2:
2 实验教学中的应用
大学生需要有独立的设计能力和对电子器件的综合应用能力,这就决定了本课程的实验体系应该是三个层次,在简单的验证性实验的基础上必须开设有创造性的设计性实验和综合性实验。然而实验室有限的数字电路实验箱只能做几个简单的验证性实验,无法满足设计性实验和综合性实验的设备要求。但是,利用电子电路的计算机仿真软件就可以扩展实验室,提供所需要的一切电子元件和芯片,搭建任意难度,任意复杂的电路,并验证其正确性。同时利用仿真软件的可配置性,配合适当的电路可做出多种不同的应用。在实验课程中,提前给出了三种实验的一些题目和内容,要求验证性实验必须都完成,设计性实验可选做一至两个,综合性实验选做一个。下面简要说明学生利用仿真软件选做的数字电子钟逻辑电路的设计实例。
要求用中、小规模集成电路设计一台能显示日、时、分秒的数字电子钟,选用器材主要有:安装有仿真软件的计算机若干台,集成电路(CD4060、74LS74、74LS161、74LS248),晶振、电阻、电容若干,数码显示管,三极管、开关若干。
提示设计方案,包括数字电子钟的电路框图和四个主要模块的实现细节,学生依据电路框图和提示信息设计逻辑电路图,并将其在虚拟实验环境中用仿真电路实现。下面给出数字电子钟的电路框图。
篇幅所限,参考电路就不给出,但是通过这个实例可以看出虚拟仿真技术在课程实验中的重要作用。不但节省很多设备购置费用,不受地点和环境的限制,而且和真实实验具有相同的效果。既然如此,为什么不广泛应用呢?
五 总结
论文对数字电子技术课程教学提出很多问题,在实际的教学实践中对这些问题进行了探索,将计算机虚拟仿真技术引入教学中,采用现代化教育手段进行课程改革。课堂教学提出了很多适合本课程并行之有效的教学方法,重要电路工作情况的计算机仿真演示,部分例题的计算机仿真验证,增强其直观性和真实性,加强学生的理解。实验教学也利用计算机仿真软件,采用虚拟实验和真实实验相结合的方式,扩充建立了虚拟实验室,扩展了实验内容,在无需花费很大代价的情况下,满足了设计性实验和综合性实验的条件,从而完成三个层次实验体系的建设。在本文的研究基础上,可将虚拟仿真技术推广应用到所有电子技术课程教学中,引发电子技术课程改革的新局面。
参考文献
[1] 吕,邓春健等.利用EDA技术全面改进数字电路课程教学[J].福建电脑,2008,(6).
[2] 刘静,边晓娜等.基于EDA平台的虚拟电子实验研究与实践[J].计算机教育,2007,(7).
[3] 黄培根等著.multisim 10 计算机虚拟仿真实验室[M].北京:电子工业出版社,2008.
[4] 黄荻.融入EDA技术,深入数字电路课程改革[J].中国现代教育装备,2008,(2).
[5] 江晓安等编著.数字电子技术[M].西安:西安电子科技大学出版社,2002.
[6] 房建东,李巴津等.关于改进电子技术相关课程教学的思考[J].内蒙古工业大学学报(社会科学版),2004,(1).
第8篇：虚拟仿真技术特点范文
关键词：虚拟仿真技术；市政工程技术；实践教学
中图分类号：G712 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）45-0257-03
Abstract：Occupation education is employment oriented education，vocational education is the core problem of occupation education in higher vocational colleges，how to better complete municipal engineering technology students practice teaching is an important issue at present，with the rapid development of virtual simulation technology and application in high vocational colleges practical teaching，greatly accelerated the modernization of education in the process，improve the level and quality of practice teaching，practical teaching itself also has a very important theoretical and practical significance，this technology can also be used to the application in the practice of municipal engineering technology professional teaching.
Keywords：Virtual simulation technology，Municipal Engineering Technology，Practice Teaching
职业学校市政工程技术专业课程教学是融专业理论基础知识的学习与实践教学于一体的学科，具有较强的实践性。面向企业、市场根据其所需，强化专业实践教学功能，为企业与市场培养应用技术型实用人才，是当前市政工程技术专业教学的主要任务。市政工程专业人才的培养离不开技能的实训，但是由于施工档期、条件、交通、安全等条件的限制，大多数的实训环节不得不在校内解决，然而校内实训也仅限于土工实训、钢筋实训、砌筑实训等一些基本的基础操作，并没有涉及到像桩基础的施工一样的整个工程施工操作流程及施工工艺，而对于市政工程专业，道路的施工技术、管道的施工技术以及桥涵的施工技术这三门专业课程的实践教学对于培养学生的专业技能来说是至关重要的，如何实现这三门课程的实践教学是我们职业教育市政工程专业要重点考虑的问题。
一、虚拟仿真教学及其特点
虚拟仿真教学[1]是随着计算机虚拟现实技术和仿真技术在教育中的应用而逐渐发展起来的一种计算机辅助教学方式。虚拟现实技术[2]是采用以计算机技术为核心的现代高科技生成逼真的视、听、触觉等一体化的虚拟环境。用户借助必要的设备以自然的方式与虚拟世界中的物体进行交互并相互影响，从而获得身临其境的感受和体验。虚拟仿真教学就是基于虚拟现实技术所生成的虚拟仿真环境，并依据真实环境中的相关理论和实践操作规程在虚拟仿真环境中进行相应的设计、操作、验证和运行等的教学方式。
虚拟仿真教学技术以提高学生的技能水平为核心，具有如下特点[3]。
1.打破时空限制，具有灵活性。虚拟仿真教学可以摆脱传统现场教学地点固定、时间有限、设备不足和内容难改的局面，学生只要在计算机中安装了虚拟仿真软件，就可以把虚拟仿真教学延伸到教室、宿舍甚至家庭，随时随地的运用虚拟仿真教学软件进行学习和探索，突破了时间和空间的限制，使学习变得更加灵活。
2.节约教学成本，具有高效性。虚拟仿真教学与实物教学相比，设备和资金投入少，更新、维护方便。学生在虚拟仿真教学平台上，无需完成实物教学中的许多重复性工作，缩短了学生完成工作任务的时间。同时，针对存在的问题还可进行反复的操作训练，也不用考虑设备的损坏和材料的消耗，极大地节约教学成本，提高了学习效率。
3.避免各种危险，具有安全性。众所周知，土工工程等企业由于生产规模庞大，并且具有高温、环境恶劣、噪声高、施工条件复杂多等特点，使现场教学存在较大的危险。而虚拟仿真教学，可以使学生沉浸在仿真实训室的虚拟仿真环境中，身临其境地去完成各种危险的或对人体有害的操作，而不用担心操作失误所带来的各种危险，消除学生的思想顾虑，减少误操作的几率，提高操作质量。
4.激发学习兴趣，具有自主性。虚拟仿真教学可以调动学生学习的积极性和主动性。学生在虚拟仿真教学环境中，自主控制学习行为，完成学习任务，在自主学习和协作学习的过程中获得全新的感受，启发学生思维，激发学习兴趣，充分体现学习的自主性。
这些特点有益于教师的实训教学和学生专业核心技能的训练，为解决职业教育面临的实训难、实习难和就业难等问题开辟了一条新思路。
二、虚拟仿真实训教学发展现状
虚拟仿真实训教学技术源于国外，在国外已经取得广泛的应用，也发展到了一个相对较高的水平。国内高职院校也在大力发展虚拟仿真实训教学，并取得了一定的进展，很多高职院校都建立了虚拟仿真实训室。一些社会资源也投入到虚拟仿真实训教学软件的开发之中，专门从事虚拟仿真教学系统开发的企业也应运而生。
目前，高职院校很多专业，如数控技术、焊接技术、机电技术、食品加工、服装设计等专业都引入了虚拟仿真实训教学方式[4]。国内陆续成立了一些开发虚拟仿真教学软件的公司，开发出一些仿真教学软件平台，如广州迪客信息科技有限公司为物流、市场营销和电子商务等专业提供了虚拟仿真实训教学软件。部分高职院校采购了虚拟仿真软件公司的产品，为学校虚拟仿真实践教学的发展注入了新的活力。
随着虚拟仿真实训技术的发展，实训教学内容、实训教学手段、实训教学设备也将发生新的变革，传统的校内、外实训基地模式也将向着校内、外实训基地与虚拟仿真实训相结合的实训模式方向发展。只有制订虚实结合、融人信息化要素的实训基地建设方案，才能符合职业教育教学技能实训规律，实现智能化实训教学的目的，使学生提早了解工厂、了解岗位、了解工作环境。虚拟仿真实训教学软件可以再现岗位、现场、作业过程，为职业教育课程改革提供了重要的支撑。
虚拟仿真教学的另一个重要功能是它能够满足学生自我测试学习成绩的客观需求[5]，同时，教师也可以通过随机搜索达到即时考核的目的，随时监控学生的学习状态，分析学生在线学习能力，等等。这种形式各异、种类繁多和评价标准与社会接轨的考试考核，能够调动学生学习的自觉性，激发其学习热情。
三、虚拟仿真教学在市政工程专业教学中应用的可能性
伴随着国家示范性学校建设工作的展开，苏州建设交通高等职业技术学校在建筑工程技术专业中也与虚拟仿真教学软件开发公司合作开发了建筑工程虚拟仿真实训教学系统软件，该仿真教学系统以分部分项工程为基础，设计了22个较为典型的分项工程的施工工艺仿真操作，其内容包含地基与基础施工工艺仿真系统、砌体结构工程施工工艺仿真系统、混凝土结构工程施工工艺仿真系统、脚手架施工工艺仿真系统等，并且还在进一步的完善过程中。整个仿真教学系统以实际工程项目为主线，以施工任务为引领，突出技能训练；强调职场情景，全部在三维场景下进行，重视教学设计，不同的知识单元含有诸如教学资源、工程图纸、施工准备、规范及标准等多种情境和技能训练教学模块。
运用现代虚拟仿真技术，把工程现场情景化，创造了施工过程交互性的功能，能很好的解决当前土建类专业的传统教学难题。这种实训教学方式的应用只需学生在计算机中安装虚拟仿真软件，就可以把虚拟仿真教学延伸到教室、宿舍甚至家庭，随时随地运用虚拟仿真教学软件进行学习和探索，打破了时空的限制，具有灵活性。与实训基地教学相比，设备和资金投入少，更新、维护方便，无需完成实物教学中的许多重复性工作，缩短了学生完成工作任务的时间，针对存在的问题还可进行反复的操作训练，不用考虑设备的损坏和材料的消耗，极大地节约了教学成本，提高了学习效率。
高职市政工程技术专业与建筑工程技术专业存在很多共同点，比如职业岗位生产环境复杂、生产设备庞大昂贵且危险性大等。企业出于经济效益和安全考虑，不可能同意将课程的全部教学内容都安排在生产现场，学校也不可能将生产车间搬进课堂，工学结合问题较为突出。在高职市政工程技术专业实训教学环节中引入虚拟仿真技术，不仅能够降低教学成本，还能以其广泛的适用性、开放性等特点，丰富教学形式，优化教学效果，加快高素质技能型人才培养的速度和质量。另外，虚拟仿真实训教学技术的应用对于革新高职市政工程专业教学理念、推动高职市政工程专业实训教学改革、解决部分实训教学难题等方面都有非常重要的意义。无论作为一种教学技术，还是作为独立的教学媒介，虚拟仿真技术都是非常重要的教学手段，在市政工程专业中应用前景十分广阔，亟待进一步开发利用。
参考文献：
[1]王金岗，林磊.工学结合模式下虚拟仿真教学系统设计[J].职教论坛，2013，（13）：26-29.
[2]李金国，杨林生，李云贵.虚拟现实技术应用于高职模具实训教学的有效性探究[J].职教论坛，2010，（3）：69-71.
[3]杜一宁.虚拟实验的研究现状以及在教学中的意义[J].浙江海洋学院学报，2010，29（4）：390-393.
[4]林徐润，段虎.虚拟仿真技术在高职实训教学中的应用[J].深圳信息职业技术学院学报，2012，6（2）：21-24.
[5]吴勇.以信息化与虚拟仿真推动职业教育教学改革[J].广州城市职业学院学报，2011，5（4）：22-25.
第9篇：虚拟仿真技术特点范文
关键词：计算机仿真；三维模型；排水施工；应用
中图分类号：G623文献标识码： A
前言
排水工程是我国经济和社会发展过程中的一个重要的项目，不仅关系到我国的经济发展，还关系到百姓的生活，是一项利国利民的工程项目。排水工程施工过程十分复杂，为了保证施工质量，应该要与时代接轨，引入更多先进的技术和手段。传统的排水施工过程中，进行方案的设计，主要是依靠人工的设计方式，出错率较高，效率比较低，随着计算机技术的发展以及普及，计算机仿真技术的应用越来越广泛，计算机仿真技术与排水工程领域之间的结合，推进排水工程建设的进度，也提高了施工的效率以及质量。随着计算机仿真技术的不断完善，在排水工程中的应用也会越来越普遍。
一、计算机仿真技术的特点以及优势分析
随着互联网以及计算机技术的不断发展，各种先进的科学技术在我们的生产生活过程中的应用变得越来越广泛，计算机仿真技术就是其中的一个重要方面。计算机仿真技术是借助于计算机技术及硬件设备，实现一种人可以通过一定感知方式所感受到的虚拟环境，它集成了计算机图形技术、仿真技术、人工智能技术、传感技术、显示技术、网络并行处理等技术的最新发展成果，由计算机图形构成三维数字模型，提供给人们通过计算机对复杂数据进行可视化操作与交互的一种全新方式。这种技术在应用过程中最大的一个特点就是能够实现用户与虚拟环境之间的一种交互，人类传统的认知方式主要是通过亲身接触大自然来实现的，计算机仿真技术的应用，扩大了人们对自然环境的认知的范围。
计算机仿真技术具有十分明显的优势特征，第一，利用计算机仿真技术可以快速地对多种施工方案进行比较和分析，计算机仿真技术在排水工程施工中的应用，一个最重要的方面就是能够快速地对各种方案进行比较分析，从而选出最合适的一个设计方案进行施工。在仿真阶段，基于仿真的结果，可以进行相应的探讨，从而决定出哪些因素对施工过程有较大的影响，哪些施工阶段的影响最大，从而采取政策的预防措施。第二，计算机仿真技术的成本较低。与传统的真实的原型实验不同的是，计算机仿真技术是利用软件的开发以及应用实现的一种模拟实验方式，其中需要支出的费用主要是计算机硬件以及软件的费用，相对于真实的模型实验而言，成本比较低。第三，计算机仿真技术的可靠性比较高，计算机仿真技术的效率主要取决于系统模型以及软件的正确性，在系统模型以及软件编制是正确无误的前提下，排水工程施工过程中的计算机仿真技术的应用，会对各种约束条件进行分析和考虑，与传统的人工操作过程中的可靠性进行比较而言，可靠性和稳定性更高。第四，计算机仿真技术的实用性更强。计算机仿真技术在很多方面都可以应用，只要是可以通过数学进行描述的模型，都可以利用计算机仿真技术进行仿真，比如在排水工程施工过程中的应用，可以对各个过程进行预测，对成本进行预测等，提高排水工程施工管理过程中的效率。
二、计算机仿真模拟技术在排水工程施工过程中的应用
（一）计算机仿真模拟技术的实现步骤
计算机仿真模拟技术是以数学理论为基础的，就计算机本身而言，是不能对施工过程中的问题进行分析和处理，需要建立一个能够反映出事物的本质特征的模型，在排水工程施工过程中的应用，主要分为四个步骤。
1、建立相应的模型
在建模的过程中，应该要对排水工程的实际问题进行分析，将施工过程中应该要注意的各种问题、限制条件、约束内容等进行考虑，然后利用数学、力学等理论将谁理工本工程施工过程中的数字模型描绘出来，利用计算机软件技术，将各种预定的数据输入到系统中去，对于各种数据应该要保证建模的精确性。此外，还可以通过人工干预的手段在建立的模型中进行数据的修改，保证各种数据的完整性。各种数据应该要涉及到施工阶段的总体场地布置情况、施工进度、材料用量等情况。
2、输入模型
输入模型指的是将建立起来的模型输入到计算机系统中进行处理的一种方式，计算机仿真模拟的模型就是最终体现出来的模型内容，这个步骤是计算机模拟仿真过程中的一个十分重要的步骤和环节，模型就是把建立的模型通过计算机进行系统的处理，这种形式所体现的模型内容也就是计算机仿真模拟模型，同时也是进行计算机进行仿真模拟计算的关键环节。
3、计算机仿真模拟
将模型放置到计算机模块中，从而可以实现对排水工程方案的模拟分析，是排水工程施工过程中的一个十分重要的步骤，这个环节是将排水施工过程中的各种数据进行分析的一个过程，通过对各种数据进行模拟，得到相应的模拟结果，从而为施工过程中的各种问题的预测奠定基础，确保施工过程中的精确度。
（二）计算机仿真系统的设计
计算机仿真系统首先需要建立排水工程的虚拟环境，这是进行仿真的第一步，比如地形、施工场地、电站建筑物、挡水地下建筑物等，都需要进行模拟，同时还要对各种排水工程的设备进行模拟，当前的排水工程模拟过程中，三维仿真技术的应用，对于排水工程施工过程中的各种运行状况进行动态监控，有助于进行智能化以及可视化管理。
计算机仿真系统的设计过程中，需要建立相应的三维模型。建立三维模型，主要是以排水工程为研究的对象，利用对应的模拟软件以及实时驱动软件，将各种数据进行转换，形成逼真的三维模型。三维几何模型是整个工程虚拟场景中的一个基础，模型的建立包括三维地形的建模以及建筑物的建模，比如在排水工程施工过程中会遇到很多挡水地下建筑物、管道等，模型建立的过程中应该要对各种建模任务进行划分，建立一个比较完整的仿真系统，还需要对各种植物、桥梁、公路、码头等场景进行描述，利用仿真实验，对各种参数进行设计和优化。计算机仿真技术的虚拟建模软件会根据二维平面文件，建筑物的立面图、剖面图建立三维模型，然后建立与模型相关的数据库，将数据与数据的各种属性进行有机结合，促进三维模型的完善。
结语
随着计算机和互联网的普及，各种信息技术在我们的生产生活中应用越来越广泛，计算机模拟仿真技术就是一种比较常见的计算机技术，对排水工程施工具有十分重要的意义。在模拟过程中，通过模型的建立、仿真以及仿真结果的分析，有助于对排水工程的施工进行高效管理，从而实现节约成本、提高施工效率的目的。
参考文献
[1] 程鹏军，李海燕.计算机仿真模拟技术在水利工程中的应用[J].东北排水水电，2010（09）
[2] 齐兆春，马刚琳.计算机三维仿真技术在水利工程中的应用[J].吉林排水，2007（01）
