虚拟仿真技术的特点精选(九篇)

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第1篇：虚拟仿真技术的特点范文

先进计算机技术在不断的快速发展，相关软硬件技术也在同步发展，在服装教学上出现了一种虚拟仿真技术，它以逐渐在教育过程被应用，在教学过程中形成了虚拟仿真教学模式。这种教学模式对服装教育教学工作，给予了好的教学思路，尤其是在服装教学的技术上，又出现了新的成果。虚拟仿真技术作为一种新型媒体技术，它的主要特点是具有多样性、形象性、灵活性、交互性、个别性、重复性等。在教学过程中充分发挥的特性是，对客观现实的模拟，在教学过程中也给学生提供一个虚拟仿真的技能实践环境，将客观存在的服装企业生产各环节和应用技术呈现给学生，可以让学生直面地去发现问题、了解问题，以及解决问题。进一步有效地使学生更清楚地了解实物，从而让学生发现更多、更具体、更完整的专业技能知识，更加深刻地认识专业技能的应用性，更好地掌握教学知识，更完善地使用专业技术。在服装专业工艺教学中采用虚拟仿真技术，可以使企业情景再现，使学生更了解教学技术，也可以减少教学资金的使用，进一步提高学生技术操作能力。在服装工艺教学上采用虚拟仿真技术，可以使服装专业技术得到进一步发展，在服装技术上开创一个新的教学技术“虚拟仿真数字化教学”，它展示了服装设计艺术的发展，同时它也是现代教学的重要标志。

一、虚拟仿真技术在服装教学中的应用特点

在服装教学上体现虚拟仿真技术的特点主要有教学方法的形象化、教学情境的仿真性以及教学内容比较实用。1.教学方式的形象化，在服装工艺虚拟仿真教学的特色就是教学方式的形象化。在服装企业的生产技术、生产顺序，以及服装工艺教学通过虚拟仿真技术，学生可以直面地了解以及学习。这样可以进一步加强学生对该专业的技能及知识的学习与了解，最终掌握相应技术，在很大程度上降低了教师在教学中的工作量，而且也最大限度地实现了教学目标。2.教学情境的仿真性，这是服装工艺虚拟仿真教学的关键所在，可以将服装企业的生产状况采用虚拟技术进行模拟，学生可以直观地看到服装生产场景，利于学生的学习与思考。通过虚拟仿真服装生产场景，可以使学生在虚拟仿真情景学习中能够感受到服装企业生产场景以及其他问题，这样可以进一步提高学生技术的实践能力。3.教学内容实用性，在服装工艺虚拟仿真教学中的基础是教学内容的实用性。在进行服装工艺学科教学中，它的实践性以及技术性都比较强，所以教师在服装工艺技能教学过程中，应该对现代英语技术的实用性进行充分考虑，在服装工艺理论教学过程中，也要注意加强服装工艺技术理论知识。只有充分发挥服装工艺理论教学的实用性，才能不让虚拟仿真技术在对服装工艺教学内容中失去本身意义，才能更有效地培养现代生产技术型人才。

二、服装工艺教学中虚拟仿真技术的应用

服装工艺教师在教学过程中，为了进一步实现以上三个应用特点，必须创设合理的虚拟仿真平台，该平台的构成主要包含软件平台和硬件平台。通过该平台的应用，学生可以对服装工艺直观、充分地进行了解。1.仿真软件平台。创建该平台主要的内容可以设置为服装企业的现代生产技术，以此进行仿真操作，创设仿真软件平台，包含服装工艺虚拟仿真教学系统软件的设计与开发及制作，它可以使学生更了解生产过程，掌握更多知识。2.仿真硬件平台。该平台可以为学生提供有效的操作场地以及工具，同时它也是开展服装工艺虚拟仿真教学的基础问题。有一个完整的操作场所以及实践设施，这直接关系着服装工作教学的质量问题以及工作效率。

第2篇：虚拟仿真技术的特点范文

关键词：仿真　计算机仿真　计算机仿真技术

一、引言

仿真是对现实系统的某一层次抽象属性的模仿，人们利用这样的模型进行试验，从中得到所需的信息，然后帮助人们对现实世界中某一层次的问题做出决策。计算机仿真就是建立系统模型的仿真模型进而在电子计算机上对该仿真模型进行模拟实验的研究过程。计算机仿真技术即以计算机仿真为手段，通过仿真模型模拟实际系统的运动来认识其规律的一种研究方法，也称计算机仿真方法。在科技飞速发展的今天，它已经成为控制系统分析、研究、设计不可缺少的重要工具。

二、计算机仿真技术的特点

1.模型参数可根据要求任意调整、修改和补充。人们可以得到各种可能的仿真效果，为进一步完善研究方案提供了可能。与传统的实物实验相比，具有运行费用低、无风险、方便灵活等优点。

2.系统模型求解快速。运用计算机仿真，能够在较短的时间内得出仿真运算的结果，为生产实践提供最及时的指导。

3.仿真运算结果可靠、准确。在机器没有故障的前提下，只要系统模型、仿真模型、仿真程序科学合理，那么计算机的运算结果是准确无误的。

4.实物、实时仿真直观、逼真。这一特点使它在一些复杂工程系统中例如核电、航天等领域得到了广泛应用。

传统的仿真技术是一个迭代过程，即针对实际系统某一层次的特性（过程），抽象出一个模型，然后假设态势（输入），进行试验，由试验者判读输出结果和验证模型，根据判断的情况反复修改模型和有关的参数，不仅效率低，也存在环境、安全等因素的限制，所以很难达到实验者满意的仿真效果。而计算机仿真技术是利用计算机科学和技术的成果建立被仿真的系统的模型，并在试验条件下对模型进行动态实验，它具有高效、安全、受环境条件的约束较少、可改变时间比例尺等优点，已成为分析、设计、运行、评价、培训系统尤其是复杂系统的重要工具。

三、计算机仿真技术的研究现状

计算机仿真技术的发展与计算机的发展是密不可分的。20世纪50年代的计算机仿真大部分是以电子模拟计算机为主机实现的，在部分特殊应用领域内也有以液压机、气压机或阻抗网络作为主要模拟设备的。由于电子模拟计算机的精度较差等缺点，从70年代初开始，数字模拟混合计算机仿真得到发展。从70年代末起，以数字机为主机的各种各样的专用和通用计算机仿真得到了普及和推广。转贴于 由于高性能工作站、巨型机、小巨机、软件技术和人工智能技术取得了引人瞩目的进展，在80年代人们对智能化的计算机仿真寄予了希望，也在综合集成数字仿真和模拟仿真优势的基础上，设计出了在更高层次上的数字模拟混合仿真技术，在一些特定的仿真领域内，这种智能计算机仿真和高层次的数字模拟计算机仿真都取得了令人鼓舞的结果。80年代初推出了一些仿真机，SYSTEM10和SYSTEM100就是这类仿真技术的代表。90年代又开始了交互式仿真和虚拟仿真的研究并取得了一定的成绩。特别是近20年来，随着系统工程与科学的迅速发展，计算机仿真技术也得到了蓬勃发展，已经从传统的工程领域扩展到非工程领域，在社会经济系统、环境生态系统、生物医学系统、能源系统、教育培训系统等得到了广泛应用。

四、计算机仿真技术的展望

随着计算机应用技术和网络技术的发展，计算机仿真技术也在不断地发展。未来的发展主要有两个方向：

1.仿真技术的网络化

众所周知，现在已经开发研制出来的仿真系统有很多，它们不能互相兼容，可移植性差，实现共享困难，与开发的高成本、低效率、长时间不成正比，更不能充分加以利用。要想解决这些问题，首先要解决的是采用兼容性好的计算机语言来编写仿真系统，其次是采用网络化技术实现仿真系统的共享。尤其是后者，在将来的仿真系统开发中具有重要的意义。实现仿真系统的网络共享，不但可以在一定程度上避免不必要的社会资源的浪费，而且可以通过适当的收费来弥补开发成本的不足。

2.仿真技术的虚拟制造

计算机仿真技术发展的另一个大方向是在虚拟制造技术领域的深入应用。虚拟制造技术是20世纪90年展起来的一种先进的制造技术，它利用计算机仿真技术和虚拟现实技术的结合，在计算机上实现了从产品设计到产品出厂以及企业各级过程的管理与控制。这使得制造技术不再主要依靠经验，便可实现对制造的全方位预测，为机械制造领域开辟了一个广阔的新天地。

参考文献

[1] 王中鲜 MATLAB建模与仿真应用.机械工业出版社，2010。

第3篇：虚拟仿真技术的特点范文

关键词：仿真技术;汽车维修;教学应用

以模拟仿真作为主要形式的仿真技术，通过人机交互的方式，能够将汽车总成部件的构成、汽车检测试验和相关部件的装配调整、部件拆装和分解等融合在一起，并通过计算机技术实现虚拟再现，将该技术应用在教学的过程中，在实际学习的过程当中，学生就能够更好的利用这一技术措施实现模拟学习，通过模拟才做更好的掌握各项汽车专业技能，并通过操作提升自己的实践水平。

一、仿真技术在汽车维修教学中应用的必要性

在汽车维修的过程当中，维修的速度主要取决于拆卸和装配所消耗的时间，而在这个过程中要想更好地完成维修的工作，就需要熟练的掌握各项相关技能。

从目前来看，汽车维修主要是按照实训的模式展开教学工作，这种方式需要有大量的设备器材应用于教学过程中，投资较大，且教学实习的场地也要大，教学训练时间长。但是学生的实际操作机会很少，加大了成才周期。如何能够在短时间内让学生学有所成成为老师考虑的主要问题。

随着技术的发展，在汽车维修教学过程中借助技术优势，应用仿真技术，能够有效的缩短学生的学习周期，并最大限度的节约了场地费用和器材的费用，既减少了教师的工作量，又能够提升教学效率，增强教学质量。

二、仿真技术在汽车维修教学中的具体应用

仿真技术能够将汽车三维虚拟总成构建实时展示，将这一技术应用在教学中，学生就能够借助于动态展示过程和相应的三维虚拟模型，更好的了解汽车当中的发动机、变速器等构件的特点，并完成缩放、翻转以及平移等操作，更为深入的了解各部件的具体情况，同时能够对整车和各总成部件进行仿真模拟，掌握分解以及装配的技术要点。仿真技术的应用大大提升了汽车维修教学的质量，本文就对其具体的教学应用进行分析。

第一，从仿真技术实现步骤的角度进行分析。从整体上来看，仿真技术的实现步骤是由以下几个环节构成，即三维模拟造型、虚拟场景的建设、数据库的建立以及应用程序的编写。

在三维模拟造型的过程当中，需要先对汽车进行全车三维模拟造型，这一工作程序复杂，涉及到的内容较多，需要引起高度的重视。在进行三维模拟造型当中，可以利用3D MAX、MAYA以及PROE等专业性的三维造型软件进行设计，同时还需要对发动机、电气系统等维修项目进行真实模拟，并且对配件和相关零部件等进行真实的模拟，确保模拟和工程的实际情况相一致，模拟完成之后需要将春三维模型的格式输出。

在虚拟场景建设的过程中，可以在造型完成之后，借助VIR TOOLS虚拟引擎，并利用3D部件构建起三维场景，这样能够更好的实现模拟交互，同时还需要设置步骤关卡，在设置的过程当中需要保证良好的逻辑性，并保证工作的细致化。通过制作虚拟场景，就能够更好的展示每一个3D部件的特点，提升二者之间的交互活力，这样在和使用者相互交互的过程当中就能够出现各种不同的数据资料，并且可以根据具体的反映和实际的反馈需求出示不同的数据资料。

在编写管理和考核程序的过程当中，需要引起高度重视，这是整个项目控制的中心环节。这一过程涉及到3D文件的管理和虚拟场景的管理，同时也会涉及到数据库的调用和考核过程的实施情况，只有确保这一环节工作的科学性，才能够保证汽车维修项目能够成为一个完整的系统体系。

第二，从仿真技术的结构角度进行分析。从整体上来看，汽车维修模拟仿真系统可以分为三个大模块，也就是数据库资源模块、虚拟控制管理软件模块以及硬件输入和输出模块，每一个模块都有自己相应的控制要素，各个模块之间相互配合，使仿真技术能够更好的发挥其作用，在汽车维修教学当中能够尽其所能。通过输出软件中显示的标注图形、虚拟图像、技术文档以及数据资料等信息，能够更好的指导汽车维修的教学工作。

在应用仿真技术的过程中，各个模块发挥各自的作用，在计算机上提供实时且三维的虚拟环境，并且能够通过生动的视觉和听觉效果，让学生身临其境，通过虚拟的方式对汽车进行模拟分解、装配、调整等。

三、结束语

汽车维修模拟仿真系统当中的核心技术是计算机虚拟技术，将虚拟技术应用到汽车维修教学过程当中，能够提升教学工作的信息化水平，同时也实现了汽车维修教学模式的创新化发展，通过较小的投入获得较大的经济效益和社会效益。仿真技术在汽车维修教学中应用，能够有效的解决教学过程当中器材少且安装作业破坏性大的缺点，解决教学过程中的经费问题。希望通过本文的论述，对仿真技术在汽车维修教学当中的应用起到帮助作用，更好的提升教学的质量。

参考文献：

[1] 蔡应春.汽车维修教学中的方针技术的应用研究[J].课程教育研究：新教师教学，2015（31）;45.

[2] 王一刚 张君维.仿真技术在汽车检测与维修教学中的应用初探[J].科学咨询：科技・管理，2011（4）：70.

[3] 黄永亮.仿真技术在汽车维修教学中的应用探讨[J].电子制作，2013（9）：234.

第4篇：虚拟仿真技术的特点范文

关键词：虚拟制造技术；建模；仿真；发展趋势

中图分类号：S220.6 文献标识码：A

0 引言

随着全球化经济和计算机技术的高速发展，传统制造业开始了根本性变革。虚拟制造技术应运而生。它通过计算机建立虚拟和仿真环境对产品的设计开发、制造、装配等各方面进行模拟运行并实现，预先发现各种问题，完成产品的一次性制造成功。因此虚拟制造技术是现代制造技术发展的必然趋势。

1 虚拟制造技术的国内外研究现状

虚拟制造技术应用前景诱人，以美国为首的西方工业国家在95年前已基本完成应用基础技术的研究，正向实际应用全面过渡。目前已在飞机、汽车等领域获得了成功的应用，如波音777全面采用虚拟制造技术，其整机设计、部件测试、整机装配以及各种环境下的试飞均是在计算机上完成的，使其开发周期从8年时间缩短到5年。福特和克莱斯勒公司与IBM合作开发的虚拟制造环境用于其新型车的研制，开发周期由36个月缩短至24个月。由此可见，国外的研究已经趋于成熟。

我国科研机构、高等院校和企业目前正处于理论体系初步研究阶段，与国外相比还有很大差距。

2 虚拟制造技术的内涵

2.1 虚拟制造技术的定义

虚拟制造技术是以虚拟现实和仿真技术为基础，在计算机上实现产品从设计、加工和装配、检验、使用整个生命周期的模拟和仿真。这样可以模拟出产品及其性能和制造过程，优化产品的设计质量、制造过程、生产管理和资源规划，以达到产品开发周期和成本的最小化[1]。

2.2虚拟制造技术的特点

虚拟制造技术可以对生产制造对象以及企业管理过程进行全面的模拟。特点如下所示[3]：

（1）模型为本

虚拟制造采用计算机仿真建模，所以必然涉及到产品模型，环境模型，过程模型。产品模型包含全部的产品信息；环境模型包括各种工装，厂房以及对产品起支撑及支持作用的信息；过程模型包含研发设计、工艺路径、加工参数、装配可行性、干涉检查、静动力学分析等信息。

（2）信息集成为本

虚拟制造技术的根基是仿真技术，所以它必须实现各种仿真软件的兼容，包括产品模型、环境模型、过程模型之间的信息集成。

（3）高精度仿真为本

高精度的仿真需要必然要求实现高准确度、高可信度、仿真结果的生成主要是依靠模型的VVA（Verification Validation and Accreditation）技术来实现。

2.3虚拟制造技术的关键技术

建模技术[2]

虚拟制造技术首先要通过对制造过程的统一建模才能用计算机仿真，所以建模技术是虚拟制造技术的基础支撑技术。

仿真技术

仿真就是将制造过程中建立的模型用计算机分析优化。包括产品性能仿真、生产规划仿真、实际制造过程仿真等。

控制技术[4]

控制技术指建模过程、仿真过程所用到的各种管理、组织与控制的技术和方法。包括模型部件的组织、调度策略及交换技术，仿真过程的工作流程与信息流程控制，成本估计技术。动态分布式协作模型的集成技术冲突求解及基于仿真的推及技术模型及仿真结果的验证和确认技术。

3 虚拟制造技术的发展趋势

随着制造战略的发展， 虚拟制造技术在产品制造、设计、装配等方面的应用已经越来越广泛。它也逐步从局部应用转化成向集成应用发展，在复杂的高科技产品的开发设计过程中逐步加大对基于虚拟现实技术的虚拟制造技术的应用。

4 结语

虚拟制造技术是一项极具发展前景的技术，它是多学科、多技术的综合产物，可以提高产品质量，缩短生产周期，提升企业的效益，从而增强企业的竞争力。随着我国对虚拟制造技术研究的深入，其广泛应用的趋势会日益明显，终将成为企业发展的必由之路和必然选择。

参考文献

[1]文明珠.浅谈虚拟制造技术及发展应用[J].信息与电脑·理论版,2010，(3)：21.

[2] 米宝山,李雪莉.浅析虚拟制造技术及应用[J].科技信息,2011，(21)：70,150.

第5篇：虚拟仿真技术的特点范文

关键词：虚拟仿真技术；电气工程类专业；应用

0引言

在电气工程类专业中运用虚拟仿真技术，不仅可以让学生全面详细了解电力工程的运行以及相关的专业知识，同时还能保证师生的安全[1]。笔者结合自身的工作经验，就虚拟仿真技术在电气工程类专业中的应用谈一谈自己的看法。

1虚拟仿真技术在电气工程类专业中应用的重要意义

1.1实现资源的有效共享

虚拟仿真技术是一项基于互联网基础上的信息技术，在电气工程类专业教学中运用虚拟仿真技术，可以为学生在任何地点和任何时间进行实验提供相应的条件。与此同时，在电气工程类专业教学中运用虚拟仿真技术，还可以开放优秀的实验教学资源，给社区、企业以及兄弟院校等提供教学服务，从而实现资源的有效共享。

1.2实现不可逆以及不可及过程

电气工程类专业的实验教学面临着强电的威胁，很多实验必须要在极端或者高危的环境下才能完成，操作过程也是不可及或者不可逆的，对学生相关技能的训练需要高消耗和高成本，不仅危险而且能够被学生掌握和吸收的知识和技能少之又少。但是如果在电气类专业教学中运用虚拟仿真技术，就可以有效改观这一局面，虚拟仿真技术可以为电气工程类专业教学提供经济、安全、可靠的实验手段，既能消除强电威胁，又能促进学生把握和吸收相关专业知识。譬如，在高电压虚拟仿真实验当中，学生可以近距离观察高压放电的情景，还可以反复观看[2]。

1.3教学环节更加灵活

在电气工程类专业教学中运用虚拟仿真技术，学生可以按照自己的学习能力和学习需求灵活选择实验内容。同时，学生还可以随着学习进度的变化回顾以前的学习内容，或者跨越教学层次进行提升。在这种虚拟化的教学情境之中，学生真正掌握了学习的自，不仅得到更多创新实践和接触专业实验的机会，学习兴趣和学习积极性也得到有效的提升。教学环节更具有灵活性，学生可以充分展现自己的才华。

2虚拟仿真技术在电气工程类专业中应用策略

2.1转变传统教学思想，建立科学的教学目标

电气工程类专业教师还要在此基础上建立科学的教学目标，科学合理的教学目标能够让教学取得事半功倍的效果[3]。由于学生在兴趣爱好、学习进度以及专业方向上等各个方面存在一定的差异，所以在学习过程中就需要不同的学习和实验平台，同时，这些平台之间必须要有较强的联系。尤其当教学资源出现学科交叉的时候，老师要按照系统构建、综合设计、理论应用三个层次构建虚拟实验教学平台，将虚拟仿真技术的优势充分发挥出来。例如，电气工程类专业老师可以从基础课程实验、综合实验和生产练习这三个方面制定实验教学综合培养计划。基础课程实验主要包括专业的课程实验和工程设计基础训练；综合实验主要包括课程设计和工程设计综合训练；生产实习主要有毕业设计和创新设计训练。

2.2构建互通互融教学理念，完善课程教学体系

在电气工程类专业中运用虚拟仿真技术，可以给老师的教学以及学生的学习提供安全的环境和可靠的保障。其课程教学体系可以细分为专业基础课程实验、工程设计基础以及专业课程实验。其中，专业基础课程实验还可以细分为专业基础实验和专业综合实验，专业课程实验可以细分为综合实验和课程设计。老师需要根据教学目的和教学要求设计教学平台的教学资源，在资源当中有效贯穿课程内容。同时，要以培养学生应用能力为目标建立教学层次，利用横向连接的方式将不同平台的教学资源有效结合起来。在注重因材施教、专业培养的同时要保证教学平台之间互通互融，同时还要保证教学层次之间呈现出一个相互补充的状态。在当前的教育形势下，电气工程类专业的老师要敢于打破学科专业的界限，建立一体化的教学理念，在此基础上实现资源的有效共享和创新型人才的培养。

2.3以教学环节为导向，创建合理的实验教学平台

第一，创新与实践训练平台。针对电气工程类专业的教学特色，利用虚拟仿真技术结合“新型传感器”、“工业自动化”、“机器人”、“航空航天”、“智能电网”等专业领域的先进技术建立虚拟化的仿真系统，从而加强学生对有关学科先进成果以及专业知识的理解。第二，专业综合实验教学平台。该实验平台主要包括工程设计综合训练、综合实验、课程设计等集中的教学环节。利用虚拟仿真技术构建专业综合实验教学平台，一切的不可能都会变成可能。虚拟仿真技术可以给学生创建一个近似真实的虚拟环境，从而实现对学生实践技能的训练，也能有效实现生产现场和实验室的无缝对接。第三，基础实验教学平台。创建该平台主要是为了进行基础知识教学，通过仿真技术对一些技术原理以及基础科学进行验证，让学生能够全面掌握基础知识和相关技能。除此之外，虚拟仿真技术能够打破时间和空间的限制，学生可以随时随地开展实验，从而培养学生解决问题的能力和独立思考的能力。

3结论

在电气工程类专业中应用虚拟仿真技术，可以实现资源的有效共享，让教学环节变得更加灵活，同时还能让一些不可能的实验转化为可能实现的实验。电气工程类专业教师要重视虚拟仿真技术，首先要转变传统教学思想，建立科学的教学目标，其次要构建互通互融教学理念，完善课程教学体系，最后要以教学环节为导向，创建合理的实验教学平台，将虚拟仿真技术的价值和功能最大限度发挥出来。

参考文献

[1]黄文力,苗满香.电气工程及其自动化专业课程体系的改革[J].郑州航空工业管理学院学报(社会科学版).2011(04)：32-33.

第6篇：虚拟仿真技术的特点范文

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）

第7篇：虚拟仿真技术的特点范文

关键词：计算机；虚拟仿真技术；应用

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1007-9599 (2011) 22-0000-01

The Analysis of Computer Virtual Simulation Technology and Its Applications

Meng Qingchao

(Institute of Information Technology,Luoyang Normal University,Luoyang 471022,China)

Abstract:Virtual simulation technology known as visual simulation or virtual reality technology (Virtual Reality,VR),refers to the use of computer technology as the core,the use of modern science and technology to produce high vivid touch,hearing,visual integration of the virtual environment,users with the appropriate tools in a natural way to interact with virtual objects,interactions,resulting in the ground,experience and feelings of empathy.In this paper,the introduction of virtual simulation technology to analyze its application in various fields.

Keywords:Computer;Virtual simulation technology;Application

一、计算机虚拟仿真技术的概念

虚拟仿真技术又叫视景仿真或者虚拟现实技术(Virtual Reality，VR)，是指运用计算机技术为核心，采用现代高科学技术制作出栩栩如生的触觉、听觉、视觉一体化的虚拟环境，用户借助相应的工具以自然方式与虚拟客体进行相互影响、交互作用，从而产生身临其境、感同身受的体验和感受。虚拟现实是融合了信息与人的一门科学，是一些三维的交互式计算机为核心而生成的环境组成。这些环境可以是想象世界中的模型，也可以是真实的，其作用是运用人工合成的各种经历或环境来表示知识与信息。虚拟现实技术可以使抽象或复杂系统的概念变成确切含义的符号。

二、计算机虚拟仿真技术的应用

（一）在多媒体教学中的应用。在教学过程中，多媒体课件被越来越多的应用与教学。设计人员依据教学内容的信息和自己的创意，对教学内容分类组织，并综合各种动画、声音、图形、文字等多媒体素材，制作许多种多媒体课件进行教学。多媒体课件具有良好的共享性、极大的交互性、丰富的表现力三大特征，因此产生了多种多样的教学方式方法。制作课件的常用工具有flash、authoware、director、PowerPoint等软件，但是他们有存在不同程度的缺陷，例如authoware课件表现行较差，不能制作出很完善的动画；PowerPoint课件交互性不强，只能作为展示各种资料的工具。虚拟现实技术因其很好的想象性、沉浸性和交互性，因此逐渐地被应用于多媒体课件的开发中。在教学过程中，虚拟现实技术主要运用在分布式虚拟现实和桌面虚拟现实，由于沉浸型虚拟现实的设备设施非常昂贵，因此在教学中很少运用。在多媒体课件开发中，虚拟现实技术的应用主要是开发虚拟实验室、制作三维课件以及仿真实践训练。

（二）在计算机组装中的应用。计算机组装有着较强的实践性和直观性、操作性，因此，计算机组装实验在计算机组装教学和计算机研发中有着极其重要的作用，而在计算机组装实验中，往往由于相关设备的不足和计算机部件翻新较快的缘故，从而使得计算机实验操作具有一定的难度，影响了实验的效果。通过虚拟现实技术对计算机组装实验中的各种设备硬件进行仿真模拟，从而建立计算机组装虚拟实验。计算机组装模拟实验系统主要是通过VRML技术，让实验操作者利用人机界面对虚拟的现实环境中各种计算机设备硬件进行组装。整个计算机组装模拟实验系统一般包括了计算机各部件设备的三维浏览、各设备之间的组装过程演示和计算机设备的组装实验，同时也包括了实验说明。其中，实验说明主要是为了介绍整个实验的目的、原理以及实验过程中应该注意的事项及所用的各种实验仪器等等；计算机各部件设备的三维浏览是指通过VRML对计算机各设备部件进行三维仿真，从而能使参与实验的人可以在任何参观地点进行多角度的详细观察，在计算机的有关设备部件发生更新后，其可以即时地对虚拟系统中的相应虚拟设备进行修改，从而降低了现实实验中更换部件设备的经济负担。

（三）在城市、小区视景规划中的应用。在城市、小区视景规划中，仿真建模是最为基本的环节。通过虚拟仿真技术将想法付诸理论现实。在视景仿真项目的开发过程中，其最重要的工作是虚拟模型的建立以及特效纹理与音效的制作工作。其具体的制作过程如下：我们往往选择以运行于SGI320桌面图形工作站的MAYA软件为主来完成。建成的模型生成模型库则通过在多媒体计算机中运行的CULT3D软件来执行三维交互查询和显示；并且通过在多媒体计算机中运行的director软件来进行模型库的调用和存储以及三维交互浏览的集成。同时，特效纹理和声效的制作也能通过以上在多媒体计算机环境下运行的软件进行制作，并且可以将其获得的结果变成数据库格式进行储存，从而促使便于浏览和检索的特效模型数据库的建立。最后，进行实景仿真，可根据仿真所需的具体要求，通过交互式视景仿真驱动软件EASYSCENE进行特效和模型的调用并对其进行高速逼真的仿真环境显示以及模型交互操作的实时响应。

如武汉市南湖大道旁的津发小区，对其实景仿真的开发过程进行介绍。在其中，精细实际的尺寸模型、真实DEM匹配、坡地别墅、蜿蜒贯穿的水系、森林级绿化、繁华的交通、模拟云雾，是该小区仿真项目的表现特点。如图所示：

其所涉及到的技术有：1.视点定位、相机动画；2.多维子材质；3.混合纹理材质；4.HDR实时反射水面材质；5.仿云雾效果；6.描边轮廓效果；7.地形碰撞检测；8.立方盒天空节点；9.喷泉、烟例子系统；10.3D音效。

参考文献：

[1]冯允成.虚拟现实仿真技术及在计算机装配中的应用[J].北京计算机技术大学学报,2010,27(2):213-216

第8篇：虚拟仿真技术的特点范文

[关键词]虚拟仿真技术；治安教学训练

应用型人才是公安院校人才培养工作的目标，而实践能力是人才培养工作的重要内容，治安课程是建立在治安专业理论基础上的应用性课程，具有较强的实践性，治安专业在实践能力训练中却大量存在实战训练中的高度危险性以及不可及、不可逆的训练环境条件和内容（比如处置、事故现场处置和暴力犯罪的处置、巡逻盘查等），这为发展治安学虚拟仿真实验教学提供了需求和空间。虚拟仿真技术是计算机、智能、传感、图像处理与模式识别、音响与语音处理、网络等多个领域技术的综合性技术。迅速发展的现代教育训练技术把虚拟仿真技术引入到了实践性的教育训练中，使传统的教育模式进一步得到改变，也使得教与学的方式发生了革命性的变化。治安管理虚拟训练系统主要用于公安院校治安专业学员和公安干警岗位能力训练，为公安院校创新开展实训教学提供有效支持。基于虚拟仿真技术内涵分析，探讨治安课程虚拟仿真训练环境设计以及在治安教学领域中的应用前景。

一、虚拟现实及相关技术

（一）虚拟现实概念及特点解析

虚拟现实（Virtual Reality，简称VR，又称灵境），是指以计算机技术为核心的现代高技术生成融视觉、听觉、触觉等多位一体的虚拟环境，使用者利用匹配的设备以现实的方式与虚拟环境中的对象进行自然交互，从而让使用者会形成亲临真实环境的体验。虚拟环境指利用计算机建构的有逼真色彩的立体几何图像，它既可以是某特定的真实环境，也可以是能够满足使用者需求的虚构虚拟环境。匹配的设备指穿戴于使用者身上或置于使用环境中的传感装置。比如：头盔式显示器、数据手套等设备。自然交互是指用现实活动方式对虚拟环境内的对象进行互动并得到实时反馈，如使用者运动等。虚拟现实具有的三个特点。

一是沉浸性。虚拟仿真技术的沉浸性是其在训练领域的应用技术最突出的特点，运用该技术使受训者能全身心进入到建构的虚拟环境中，调动其感觉器官达到同真实环境相似或相同的逼真程度，成为知识掌握、能力训练直接w验化的工具。这种逼真体验不是获得的间接经验，而是受训者在逼真模拟情境中通过自身的体验获得的直接经验，因此，利用虚拟仿真技术使受训者获得的知识和能力效果最好的。

二是交互性。交互性是虚拟现实技术不同于其它媒体技术的重要特征，体现虚拟现实技术创设的是一个开放的互动性人机环境，利用先进的人机接口，通过多样受训者感觉通道的实时模拟交互，当使用者做出如手控、语言命令等相应的操作时，创设的情景里能具有相应的回应。因此，交互性是指使用者对创设的情景的可操作度和从情景里获得到回应的实时性。

三是构想性。构想性特征反映了虚拟现实技术运用具有无限宽广的想象范围，可拓展人的认知广度与深度，可任意构想现实不存在或是发生可能性小的情景。

随着虚拟仿真技术的在教育训练中的运用，虚拟仿真技术的沉浸感、交互性、构想性三属性，提高了受训者的综合能力培养效率。

（二）虚拟现实技术

1.利用三维建模技术，构建虚拟训练环境。三维建模技术需要CAD和视觉建模等技术的结合，以此提高数据获取的效率，当然在构建虚拟环境中更多需要采用视觉建模技术。而对象物体的三维模型是三维模型建构的基础。在治安学针对治安管理中的虚拟三维训练环境建构，通过建构相应的管理、处置环境图库，包括处置背景、场景、各种警用装备和处置人员等，为使用者创造一种变化多样、逼近真实的立体环境，使用者能够有置身其中的临场感觉。在训练中，可以采用综合了照片、影像和现实街区数字地形数据等生成处置区域三维立体环境，以几乎一致的三维环境来训练执行处置任务的学员，可以提高执行任务的效率。

2.交互技术。虚拟现实系统运用的交互技术主要功能是对物体和各种输入的处理。用户要完成的任务通过仿真引擎输送到虚拟空间，并计算完成动作并呈现在虚拟环境中。虚拟现实中的人机交互方式多样，可以通过计算输入设备，也可利用数据手套、跟踪器、三维探针、操作杆等交互技术等。比如：数据衣、手套可计算出身体、手的空间位置和状态，关节的位置和方向可通过手指动作以及各个部位传感器来确定，为使用者提供真实的三维交互方式，从而实现对虚拟环境中物体的操作，数据手套是VR系统常用的交互设备。

3.传感技术。传感技术包括定位、跟踪、感知反馈等技术。虚拟环境用户的定位和跟踪主要是通过空间传感器来确定。跟踪系统由发射和接收器、电子部件等构成。比如，声音跟踪可以包括多个发射、接受和控制单元，它可以与其它设备相连，如，数据衣和手套等。视觉跟踪技术是跟踪投影在图像投影平面不同时刻和不同位置上的光，确定跟踪对象的空间动静状态。感知反馈是使用者感知图像、声音、作用力等的过程。视觉反馈包括实体造型、光照模型、消影、纹理影射等内容。立体视觉反馈显示器可以使用者两眼呈现视差的平面图像合成并呈现立体视觉反馈。

4.计算处理技术。计算处理技术具有快计算、大储存能力、强处理能力属性，主要包括数据转换与预处理、实时仿真图像生成与显示、声音合成、多维信息数据融合、转换、压缩以及数据库的生成、模式识别以及信息检测、合成和识别、分布式与并行计算等综合性计算技术。可以说虚拟现实系统是以高性能计算技术为核心的创新科技，是系统性能强弱的根本。

二、虚拟治安管理训练模块及环境设计

（一）虚拟治安管理主要训练模块

虚拟治安管理训练模块，采用虚拟现实三维仿真引擎进行开发，主要模拟接处警、公共安全危机处置和消防仿真演练的各类场景、人物角色、工具设备和工作流程。以工作流程为主线，以交互的方式进行教学实训。主要开发以下实训模块：一是接处警教学实训模块。包括接警、处警、现场控制和现场制止违法犯罪行为等三维交互教学实训子系统。二是公共安全危机管理教学实训模块。包括了群体性危机事件处置、恐怖袭击危机事件处置、公共事故灾难危机事件处理等三维交互教学实训子系统。三是消防仿真应急演练模块。包括演练培训与考核、消防监督检查、消防装备与灭火技术、火灾救援指挥等三维交互教学实训子系统、应急疏散等三维交互教学实训子系统以及通过动作捕捉系统进行交互演练的半实物实训系统。

（二）虚拟治安管理训练环境设计

虚拟现实技术与治安管理实训相结合，可以产生虚拟治安管理及相关问题处理环境，这样的仿真世界如同身临其境，操作者能够进入该环境，直接参与该环境中事物的变化过程并能互动。虚拟治安问题处理环境设计这是基于治安问题分析模型、治安问题处理等虚拟现实，是呈现治安管理及问题处理系统的三维空间和处理过程的虚拟仿真环境，训练者可以根据构想和意愿去构建完善治安管理及问题处理时空关系、分析和处置模型等，并能实时检测交互结果，通过循环性反馈结果获取规律性认识。

一个高效虚拟现实系统，都需要设计模型、处理数据、分析评估等程序。当然，治安管理及相关问题处理虚拟现实系统也需要。根据虚拟现实系统的三属性及其之间关系，可以将治安管理及相关问题处理虚拟现实系统训练看着为一个空间系统，由治安管理相关载体和物理条件所构成。

通过虚拟现实系统实现环境逼真模拟，首先要进行治安管理及相关问题处理环境设计，即将治安管理及相关问题处理环境进行数字处理，这种把环境建构处理成符合治安管理及相关问题处理模拟训练要求的设计过程，就是治安管理环境的仿真设计。为了能够真实模拟治安管理及相关问题处理过程，就需要经过设计使用和验证过程，以保证模拟效果和质量。

治安管理虚拟训练系统涉及数据处理和感知虚拟现实。通过治安管理及相关问题处理数据来识别虚拟环境，并将其模型化，也就是将虚拟环境数据转变为计算机认知虚拟环境模型。虚拟环境感知是以运用虚拟环境影像、声音等内容呈现治安管理环境，训练者运用操作系统体验感觉管理环境，实现现场情况观察、态势走向把握以及决策辅助的目的，并评估和接受感知结果。治安管理虚拟训练系统是以数据处理虚拟仿真为核心，由于模型驱动导致数据信息变化可通过虚拟环境感知转递到训练者，同时，人机交互也可改变数据处理的结果。

建立虚拟治安管理环境需要现实调研获得特征数据。特征数据拥有精确坐标和特征编码，用于表现虚拟现实环境，比如建筑、道路、广场等。对于虚拟三维环境设计，要根据标准数据生成街区等公共场所中的静态以及运动物体，然后覆盖纹理，生成虚拟场景。对于治安管理环境，可以用航拍照片和特征纹理的方法建模，纹理可以通过扫描用数字相机拍摄场景照片和手工绘制图片生成，三维模型建立完成后，可以进行特殊效果处理。

三、虚拟现实在治安学中的应用前景

高速发展的信息技术，虚拟现实与GIS技术的有效结合实现了虚拟仿真，治安管理及问题处理训练仿真系统就是利用虚拟现实和GIS技术的仿真系统。近年来，公安院校大力加强校内外实践教学，虚拟仿真实验教学是公安院校实践教学建设的重要内容，是公安实战能力的重要基础。虚拟现实技术创造了一个新的训练环境，将训练领域和结果接近真实的展示，使其沉浸于其中，激发训练创造性思维，这将学生技能提高到一个前所未有的水平，通过虚拟仿真实验教学，也促进治安学实践教学的整体素质和教育水平。

（一）学生的教育训练

虚拟现实技术运用于教育训练，将更能引起受教育者的兴趣，提高教学训练效果。对治安学有关的教育训练，传统的治安专业知识大都以教科书来呈现，通过讲授以及借助于文字案例、有关的视频等教学工具来实现，但如能借助于虚拟现实技术，就可以将直观的综合性治安信息搭建模型，利用虚拟现实系统的功能系统，让受训者通过一次次足不出户的虚拟经历就能置身于治安问题处理和能力训练。治安学虚拟仿真训练主要结合接处警、公共安全危机处置、公共场所治安防控、治安事故现场处置等，包括的内容涵盖人群管控、违法犯罪的现场制止、公共安全危机管理、治安秩序管控、应急救援等教学训练模块，每个模块根据实际工作内容的复杂程度和工作量的大小不同定制开发一个或多个虚拟三维仿真模拟场景，旨在尽可能真实的还原公共安全工作的真实环境和人物行为，让参训者沉浸在高仿真的环境中，产生身临其境的感观体验，从而达到最佳的教学实训效果。目前，公安院校在处置训练上存在较多问题，由于受现实训练条件限制，实训展开次数少，如果训练操作不当还可能出现危险，如果运用仿真系统实现模拟发生及处置全过程，可以实现训练者在场景中沉浸，并能运用多种方法控制现场、处置事态，观察处置中的变化过程，可以让处置训练者体验并学习到如何对各种处置环节和情形做出反应，并且对处置结果进行直观评价。

（二）研究者理论研究

虚拟现实技术为治安学理论研究提供了特殊手段和方法，利用它可以为治安学理论进行全过程研究，让学者完全沉浸于计算机环境中的三维场景，充分表达学者构想，并得到构想形成的结果，获得规律性的认识。特别是一些难以记忆、掌握的统计数据可以转换成直观性强三维图形图像，寻找各种治安现象之间的关系，更能理解和把握，达到研究目的。比如警察巡逻规划和治安防控制w系建设研究。

（三）课程虚拟实验

利用虚拟现实技术可创建一个基于计算机为核心的虚拟实验平台，利用虚拟仿真技术进行技能训练、虚拟实验，创设的虚拟环境的演示物可摆脱实验室所需昂贵的器材，降低实验成本，而实验效果基本接近现实技能训练的教学效果。对于不具备现实条件开展训练的项目，也能在此环境实现。比如：对公共场所危爆物品处置，传统的教学训练主要依靠讲授和视频展开，而虚拟现实技术提供体验公共场所危爆物品的处置现实环境，并将结果呈现以此检验科学性、合理性。

（四）治安实践应用

第9篇：虚拟仿真技术的特点范文

关键词 计算机网络课程；仿真技术；NS；民办院校

中图分类号：G642.3 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2016）21-0008-03

1 在教学中应用计算机仿真技术的研究背景

国外研究现状 20世纪60年代，仿真技术的概念被提出。1961年，G.W.Morgenhtler首次对仿真一词作了技术性的解释，为之后仿真技术的研究提供了基本概念和动力。华盛顿大学和美国西屋科学基金在1994年开展了第一次流动教学计划，开着装置有电脑三维虚拟设备的流动教学车行驶在华盛顿，为中小学生接受三维动画虚拟教学提供服务。采用这种教学模式，使教学过程更加直观化和形象化，使学生参与教学能力得到提高。当前，仿真教学已经在国外军事、会计类等课程中得到广泛应用，构建适应不同对象的模拟训练课程体系。这种仿真技术在教学中的应用起步早、效果良好，值得借鉴。

国内研究现状 目前，仿真技术集中在电子电气领域、数控设计领域，主要将其应用于高端设计、重大工程。虽取得较好的成绩，但这种仿真技术开发的软件、程序十分复杂，不适宜教学使用。这种应用是在实验室、虚拟环境中进行的。如浙江大学已经将其应用到建筑工程方面的教学中，利用其进行虚拟规划和虚拟设计。这种仿真技术的应用对学生理论要求较高，不适合民办大学教学使用。

这种教学是以简单的技术应用为主。天津中德中学在具体教学实践中，以虚拟仪器为基础，在设备故障诊断教学中采用仿真技术。这种教学单方面注重学生对虚拟仪器的具体操作，缺乏对学生学习理论知识的指导。

民办院校教育要合理处理学历教育和职业教育的关系，更好地满足高等教育大众化的要求，必须以培养社会需求的应用型人才为主。结合时展，要求计算机类课程的教学必须满足新时代应用型人才培养的条件，而应用型人才的培养注重的是知识的高效管理和应用的特点，这就要求目前应做的重点工作是计算机类课程的应用。计算机网络课程作为计算机专业的必修课，突破了现有的计算机网络课程教学模式，通过使用仿真技术达到更好的教学效果，从而加速计算机网络课程由学到用的演变过程。计算机网络是一门应用性很强的专业基础课，如何改革民办高校的计算机网络课程教学模式，研究创新型高效教学的理念与策略，就显得十分迫切与必要。

2 基于仿真技术的计算机网络课程教学模式构建

该教学模式的研究思路 本文从陕西省几所重点民办院校实际需求出发，结合调查分析计算机网络课程教学现状，从计算机网络课程教学的实证、实例入手，提出基于仿真技术教学的主要要素和提升策略，进而形成一套完整、可行且适合民办院校培养应用型人才的计算机网络课程教学模式改革策略。

该教学模式的研究假设 民办大学的学生计算机基础知识欠缺，采取传统的教学方法显然不能够满足目前的教学要求。经调查，学生对现行的计算机网络课程教学方式已产生一些不满意的情绪，计算机网络课程教学的改革势在必行。基于以上两点原因，提出改革计算机网络课程教学方式的假设：1）计算机网络课程“仿真”教学与学生可接受程度之间的关系；2）计算机网络课程“仿真”教学与学生兴趣之间的关系；3）计算机网络课程“仿真”教学与学生独立学习之间的关系；4）计算机网络课程“仿真”教学与各民办大学对这种教学改革支持力度之间的关系。

该教学模式的构建

1）根据学生的接受能力和课程的培养目标，选择效果较好的仿真技术。NS（NetworkSimulator，网络仿真器）源于1989年美国加州大学伯克利分校开发的REAL网络模拟器，REAL能够为网络协议机算法提供更好的环境，在对各种网络协和体系结构进行模拟时更加轻松。

2）仿真技术在计算机网络课程中应用的主要教学要素和教学策略。

①教学要素。针对课堂教学和实验教学中师生的良好沟通过程，提出教学过程中的三大要素：教师、学生和教学资源。

②教学策略。

课堂教学3种策略。a.理论―仿真的“实例式”教学策略：教师将一些抽象的概念仿真为多媒体信息，使学生迅速理解概念。b.问题―探讨的“探究式”教学策略：教师提供问题，之后积极引导学生进行独立思考、提问，并且对知识进行延伸和拓展，在教学中需要发挥学生的主体作用，创建一个平等教学空间。c.课题―研究的“研究性”教学策略：教师设置一个有难度的主动探究课题，通过引导，使学生进行自主探究学习。

实验教学3种策略。a.仿真―实操的“循环式”教学策略：教师教与学生学，在仿真推演―实际操作―发现问题―再次推演仿真的循环过程中完成。b.故障―分析的“发现式”教学策略：学生能够在故障中进行学习，是培养学生研究能力、完成知识发现的一种学习方式。c.自学―指导的“启发式”教学模式：是在教师的指导下，学生独立进行学习的模式。

依据教学过程中提出的三大要素，使用提出的教学策略开展教学，调动学生学习的兴趣与积极性，并有效结合仿真技术NS，获得最佳的教学效果，从而形成最适合本地区民办大学计算机网络课程的仿真教学模式。

3 基于仿真技术的计算机网络课程教学模式的实施

根据学生、专业、学校的差异，结合计算机网络课程本身抽象难懂、实践性强的特性，依据计算机网络课程的培养目标、各个层次学生的能力以及不同专业对计算机网络课程教学目标要求的不同，运用仿真技术，结合上面所提出的教学模式的要素和策略，实施该课程的仿真教学模式。

课堂教学的实施 在计算机网络教学中设计的概念十分多，在进行具体教学时，学生普遍反映网络体系结构与各层的协议的工作原理很难掌握。及时采用多媒体课件教学，学生依然感觉教学工作十分空洞，对知识难以全面进行把握。如在实践教学工作中进行载波监听多路访问/碰撞检测教学工作时，虽然通过多媒体教学技术能够进行演示，在课程结束之后，学生表示可以明白冲突检测和退避策略，但是采用这一技术究竟会对整个局域网造成什么的影响，学生的了解并不是很清晰。如果在进行教学中使用NS进行实际网络模拟，不仅会使教学工作更加生动、形象，而且能够极大提高学生对学习知识的理解程度，提高学生利用所学知识分析、解决实际问题的能力。

又比如在NS中提供了各种改进的TCP版本的协议，其中包括TCP慢启动、拥塞避免以及快速重传和快速回复机制。在课堂教学过程中，可以通过利用NAM观看数据报文和ACK报文的发送过程，使学生能够观察动画窗口，同时能够通过监视窗口了解当前数据库报文和ACK报文的序号、窗口的大小以及队列的长度等信息。在教学中，教师可以对仿真结果进行分析，通过图标的形式对不同版本的协议进行比较，使学生更加了解协议的工作原理。

实验教学的实施 计算机网络课程教学仅仅依靠课堂教学是远远不足的，因此将实验室教学工作作为补充。根据计算机网络课程的性质和教学要求，主要的实验课程内容包括网线制作、局域网组建以及网络操作系统的配置等，这些实验都会受到实验条件的限制。因此，在进行具体实验时，可以在实验中安排一些仿真实验，一方面可以有效弥补教学实验条件不足的问题，另一方面可以使学生通过实验对所学的理论知识进行验证。

实验教学工作的步骤一般包括实验准备、实验内容安排、实验过程、实验结果分析与实验报告。在实验教学中，由于选择NS以及不同学生呈现出来的不同特质，教师必须提前对实验进行充分准备。在实验中涉及的NS模块、相关协议参数以及实验步骤等内容，都需要详细体现在实验指导书中。在实验中，针对不同学生的不同情况，可以指导学生将NS安装到他们的实验器械上，这样可以方便学生在课外进行实验。在安排实验内容时，可以指导学生利用NS搭建网络仿真平台，直观了解各协议行为，洞察其工作模

式；可以通过改变其协议参数，使学生认识到不同因素对网络带来的不同影响。

如在教学中，当完成网络互连课程教学时，教师可以指导学生建立一个基于NS的网络，并且积极了解不同路由协议的工作原理，还可以引导学生对各种路由协议的性能指标进行对比研究。在进行实验教学时，可以将全班学生划分为不同的学习小组，将学习好的学生指定为小组长，带领学生根据实验指导书的内容共同完成实验教学任务。在完成教学实验之后，要求小组对实验结果进行认真分析和讨论，并撰写实验报告。

通过一个学期的实施，进行统计、分析调查结果；对仿真教学要素进行分析；针对课堂教学和实验教学中师生的良好沟通过程，提出教学过程中三大要素，即教师、学生和教学资源，有助于确定出建立教师、学生和教学资源三者之间良好的交互关系的基于NS仿真技术教学软件的可靠性和有效性。经过一个教学阶段的试验，根据学生的接受情况，最终形成实用的、基于NS仿真技术的计算机网络课程教学模式。

4 基于仿真技术的计算机网络课程教学模式的创新

1）鉴于仿真教学的快速发展，在计算机课程中应用这一技术是必然的趋势，但就我国现状来看，主要应用侧重于国内重点公办大学及部分高职高专的个别专业，以民办院校为对象进行研究和应用这一技术的教学模式较少。本课题正是以此为切入点，使得这一教学模式的发展更加全面。

2）在教学中以课程培养目标为导向，把仿真技术与学生的理论学习和实践学习相结合，让学生快速理解抽象的理论知识，提高学生的学习效率，并运用于实际工作中，做到活学活用。

5 小结

在计算机网络课程教学中，如何在教学活动中真实地展现网络场景，实施网络行为，使教学课堂更加生动，使教学形式更加活泼，进而提高学生在学习中的积极性和主动性，是当前计算机网络课程教学的重点。通过文中的分析发现，将NS仿真器和其开放接口应用在计算机网络课程教学中，使其作为一种辅助教学工具，通过与相应的教学方法相结合，能够取得更好的教学效果，革除传统教学模式的弊端。同时对教师提出更多挑战，一方面要求教师必须能够熟练使用NS开发体系；另一方面要求其在教学中必须选择合适的案例，并且在具体教学环节中要坚持循序渐进的原则，如此才能取得更好的教学效果。

参考文献

[1]Shreiner D. OpenGL编程指南[M].7版.李军，徐波，译.

北京：机械工业出版，2010.

[2]谢希仁.计算机网络[M].5版.北京：电子工业出版社，