计算机仿真技术论文精品(七篇)
时间：2022-09-26 14:59:43
序论：写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隐藏在内心深处的真相，好投稿为您带来了七篇计算机仿真技术论文范文，愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂，助力您的创作。
篇(1)
1对系统仿真类型进行概述
顾名思义，“仿真”就是对现实世界的物体进行模拟的一种状态，使其达到逼真的情形。在工程技术领域，经常采用系统仿真技术来研究相关事物，如通过系统模型的相关实验来研究设计或者存在的某个系统。
2对计算机仿真技术在制造业中的应用以及发展现状进行概述
由于我国是一个制造业大国，并且制造业在我国的国民经济收入中也占很大的比例，因此，国家及企业都非常重视我国制造业技术的发展。随着我国科学技术及制造业的进步，使得CIMS、NC、FMS、CAPP、MRP等都得到了快速发展。而系统仿真技术作为工程领域里面的一个重要手段，其被大量应用到我国制造业进行研究及实践，从而产生出一些先进制造技术。对于系统仿真技术而言，如果从本质上面来讲，其就是通过建立仿真模型，然后再对仿真模型不断进行实践模拟的一种先进技术。它的实现过程主要是由仿真语言、计算机高级语言、以及计算机仿真软件来实现，具体情况如上图2-1所示。可以很明显的看出，对于一个典型的仿真软件来讲，它主要包括程序包、仿真语言、仿真环境三种不同的形式，它的覆盖功能也不是完全相同的，并且，从下到上是大致的反映了计算机仿真软件的一个发展情况。随着相关技术的发展，直到上个世纪80年代后期，出现了一体化的仿真环境。随着我国计算机技术的进一步发展，开始出现了面向对象的并发执行机制，这样，就非常容易的实现在数据库管理的基础之上来对实验及模型数据、以及实验仿真的结果等进行统一的管理，与此同时，人工智能等相关的先进技术也开始应用到仿真建模、运行以及对仿真的结果进行分析之中。另外，广义的制造系统的相关仿真器也开始大量出现，在某种程度上面很好的实现了对制造系统进行的非语言建模、以及模型数据驱动等相关的重要功能。比较典型的一体化仿真软件有TESS等，广义的仿真器有FATOR等。
3计算机仿真研究的热点以及对我国制造业的相关影响
自从上世纪末以来，随着我国制造业的竞争不断加剧，产品生产周期不断缩短，这样就导致系统仿真技术不断向横向的方向发展，在制造业里面比较典型的就是“虚拟制造技术”的发展。根据虚拟制造的概念可以得知，需要先采取计算机来模拟整个产品的设计及制造过程，这样便于发现各种问题，并且在产品制造之前就把问题解决掉，从而提高生产效率及产品质量。随着制造业的发展，仿真技术在我国制造行业里面的又一个重要研究热点诞生，即虚拟产品的开发（VPD），它最早是来源于并行工程的思想。并行工程技术（CE）在对产品进行开发之前就对产品的整个生命周期进行全面的考虑，这样，对解决相关产品的设计以及开发之间的矛盾是非常有益的。而虚拟产品开发是在并行工程的指导下，把大规模的产品数据管理系统以及CAD等产品设计系统等进行综合起来，从而进一步的形成虚拟产品的开发环境，这样就可以在该环境下进行产品的策划、设计等，以及预测产品在真实环境下的相关特征、功能及性能等，这样在进行实际设计、生产的过程中，可以减少反复或者变更等的次数。VPD技术能够深入到各种复杂产品的制造之中，从而为企业产生巨大的经济效益。随着计算机技术的高度快速发展，对仿真技术的相关应用已由单一的形式向复杂性的方向进行发展。由于现代制造企业面向全国甚至全世界，因此，它的仿真对象也是分布在不同的时空，在这样的背景下就产生了分布交互化仿真技术（DIS）。对于这种仿真系统来讲，它所包括的内容有：构造实体、实体-虚体、真实方面的实体等，并且，这些实体是可以基于不同时期的相关技术、不同产品的相互组成、不同的系统方面的目的、以及不同生产厂家的相关技术等，对于这样的复杂情况是允许他们进行交换操作的。分布交互化仿真技术（DIS）通过采用计算机网络将分布在不同地点的仿真设备进行连接起来，这样便可以通过实体之间的数据方面的交换构成时空到合成仿真环境的一种比较先进的仿真技术。如今，在我国制造业中已经产生了虚拟企业或者类似于DIS的虚拟研究开发中心等。就目前来讲，比较出名的就是香港城市大学与香港生产力方面的促进局共同构建的快速科技中心，它就是虚拟研究开发中心。由于当今社会是动态快速发展变化的，人们的需求更多转向个性化、多样化等方向，因此，对于制造企业来讲，它们就要抓住市场的需求，然后采取方式（如柔性生产制造）来快速响应市场需求，这样才能够为企业获取更多的市场利润，但是，通常情况之下，由于企业在短期内存在相关资源欠缺等方面的局限性，在这样的背景下，企业要想获得市场机会，它们就有可能通过互联网来临时连接成一种动态方面的联盟-也就是所谓的虚拟企业。
4结束语
随着我国社会的不断发展，导致计算机仿真技术的发展也日新月异。在制造业中，对于整个产品的生命周期来讲，仿真技术都表现出其强大的发展潜力。在当今制造业竞争激烈的社会，计算机仿真技术在制造领域的应用及发展在不断的扩展，其功能也更多的面向可视化、智能化生产、绿色制造等方面不断发展。
参考文献
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篇(2)
【关键词】教育技术；计算机仿真；教学平台
【中图分类号】G420 【文献标识码】A 【论文编号】1009―8097（2009）06―0124―03
引言
现代信息技术环境为信息教育的开展提供了重要保证。在这样的环境下，如何对学与教的过程和学与教的资源进行设计、开发、使用、评价和管理，是一个有待于开发和探讨的课题[1]。
作为现代信息技术的重要组成部分−− 机器人仿真技术一般 用于工程设计，还没有用于高等学校听障学生学习计算机编程语言先例，它优良的计算机界面图象仿真功能，从视觉补偿角度非常适用于听障学生的特点。利用这一特性，我们将计算机编程语言学习中听障学生所遇到的难点，教学点用仿真图示的方法进行新的教学方法组合。例如：流程图设计与编写计算机指令的关系，我们抛开听障学生不易明白的技术术语，以工程设计项目为方式，机器人创新教育的教学训练的模式[2] ，设计了流程图与指令对应同时与所写指令有明确执行效果的教学方法（见下图1）。
由于是工程项目设计，目标易于理解，听障学生可以很容易地根据目标选用流程图中的图形进行过程组合，而在流程图的组合过程中对应的计算机指令也实事 的显示出来。指令的用法也一目了然。听障学生通过这一方法，首先知道流程图的基本画法，其中每一个图框中应写那 条指令，而且明白所写指令对应的实际效果是什么。利用这种图、文、做一体的简便方式，听障学生可以很清楚的看到计算机语言的编写过程和机器指令的使用方法。针对结果中出现的问题可以很清楚地知道在何处修改，同时可实时看到修改的结果。用这种教学模式可使听障学生的“入门” 较轻松，沟通较容易，这样便 使他们对学习编程建立信心。
一 基本设计思路
常规的计算机高级语言的教学一般选用指令分类的形式讲解, 每条指令的含义可用语言、文字解释。教材可以简洁明了。但听障学生由于听力障碍, 基础术语、语言文字能力较差，简洁的教材, 使得讲解十分困难, 同时没有听障学生适用的辅助教具, 更增加了听障学生的理解难度。为解决以上所涉及的难题，在本教学环节设计中引入仿真机器人，采用了屏幕机器人仿真和流程图与计算机语言对照的方式来讲解计算机高级语言, 大家知道：在计算机辅助教学系统中，被计算机程序化的影像起着视听教材的作用[3]。根据这一原理，我们将语言的学习变成屏幕游戏的编写, 不刻意强调每条指令的结构, 用简单的图面对比来告诉听障学生指令的意义和用法。这种视觉补偿的方式, 可很好地兼顾听障学生的生理特点, 扬长避短。设计原理框图见图2：
二 课程设计方案
1教学对象分析
在教学过程中, 我们发现听障学生极易放弃他们认为不易掌握的知识, 尽管有些在正常人看来是及其 简单的。为使听障学生能达到既定的学习目标，教师必须考虑听障学生达到此教学目标所经历的心理历程。本教学环境选用了视觉补偿的概念, 利用计算机仿真技术从基础知识入手，利用显、浅、易、懂的方式引导听障学生进入教学情景, 最大限度的集中听障学生在课堂上学习的注意力，积极参与到既定的教学过程中,提高学习效率。
从教学内容来讲，要分析掌握技能与听障学生原有学习习惯之间存在的差异，面向学生的学习需要[4]，听障学生还有多少知识没有掌握。从教材上来讲，教师应努力以鲜活的知识、通俗易懂的教授形式把生硬的教材符号简单化。
以往教学目标关注较多的是知识， 技能。缺少为达到此目标所进行的感情、能力的关注。对听障学生而言，教学目标与他们的生理、心里、认知能力之间有很大的联系, 而沟通难是工科学科教学中的一大难点。因此教学目标的设计首先要以如何使听障学生能够学会为主要目的，即用仿、学、做结合的方式改变“沟通难” 的问题。
2 教学目标
（1）根据知识的性质确定教学方式[5]。通过仿真教学辅具的帮助，听障学生能够较有成效地学习计算机编程语言的知识及基本操作，培养听障学生建立基本工程设计的概念，使听障学生能运用计算机仿真的手段将制定项目 设计构思以直观形象表达 出来，同时听障学生可用此方法完成自定义项目的练习。
（2）教学设计过程要根据听障学生的生理特点和知识水平选择教授知识的切入点，教师应“激活” 以符号为主要载体的书本知识，并对其进行个性化解读和诠释[6]。教授给 听障学生学会选择，正确使用，把学习内容分解成为一系列更易处理的单一子任务，从而使听障学生获得一种较为轻松的学习环境。感受到科学的有用和研究的
乐趣，在亲历体验的过程中构建他们动态的知识体系，从而学会学习、乐于学习。
三 设计方法
1 课前准备
（1）教学点：流程图设计与编写计算机指令的关系及设计效果。
（2）构建计算机仿真技术支持的学与教实践教学环境。
学生每人一台教学计算机，在机器上装有仿真教学辅助软件。
学生自由组合组成练习小组，搭建实践教学用仿真场地同时配备教学机器人一台。
2 教学流程
（1）复习流程图的基本知识。
（2）利用仿真教学平台中流程图设计子系统，建立指定项目的设计流程。观察流程图的设计过程与指定项目之间的逻辑关系，流程图的图示化选择是否正确，并分析原因。
（3）观察流程图的图形模块所生成的计算机指令与单一指令设计的不同。
（4）将流程图对应生成的计算机指令调入到计算机语言的编译环境中，进行语法检查，通过后，进入仿真。
例如：―― 设计一个《机器人走四边形》的工程训练项目，学习条件转移语句的使用。
首先：抛开听障学生不易明白的技术术语，以工程设计项目为方式，利用《聋教育仿真教学平台》设计了流程图与指令对应同时与所写指令有明确执行效果的教学方法（见图3）。
第二：对应学习计算机编程语言指令― 讲解用while实现虚拟前行的方法，条件循环走正方形指令。
第三：指导学生利用教学软件在计算机屏幕上利用图形化C语言编译环境工具完成指定教学科目的训练，教授对应学习的手段和方法。让学生了解语言编程的基本方法和调试手段。
3 教学过程
根据图2我们可知，这是一个虚拟机器人运动的工程项目，我们将此单元课程设计为：
第一：设定工程目标： 虚拟机器人向前行走一段距离然后右转,重复进行。
第二：选用流程图与机器指令对应的设计方法讲解计算机语言。
首先用图形化编辑的方法列出流程图，此时每一个流程图形所对应的机器指令亦同时在屏幕上对应显示出来。
第三：学习机器指令，讲解使用方法。
第四：屏幕仿真，观看设计结果。见图4。若有误差对应修改。
第五：保存结果。
四 小结
利用这种图、文、做一体的简便方式，听障学生可以很清楚的看到计算机语言的编写过程和机器指令的使用方法。针对结果中出现的问题可以很清楚地知道在何处修改，同时可实时看到修改的结果。用这种教学模式可使听障学生的“入门” 阶段的学习较轻松，技术沟通较容易，这样便使他们对学习编程这门课程建立信心。用这种方法作为“入门”阶段的的教学途径，降低入门难度，从教学结果看听障同学掌握较好，课堂氛围轻松。
仿真技术用于听障学生的计算机语言教学实际上是一个新的课题。本着浅显易懂的教学理念，在教学时进行了如下设计：
第一：课前准备。将现代仿真技术成为听障学生课堂教学的组成元素。创建一个新颖的实践教学环境。减轻听障学生学习难度, 树立学习的信心。这样可以减轻听障学生学习计算机高级语言普遍存在的畏难情绪。
第二：从整个教学设计中关注学生自主参与，要照顾聋生的思维进程[7]，将合作学习贯穿在查找、收集、交流、构思（设计）和运行等各个教学环节之中，确立学生的主体地位，培养了合作精神。提倡项目式合作训练，使学生把学习过程当成一种“游戏” ，轻松愉快，减轻了学习过程中的心理压力。
第三：重视以发展的眼光来评价学生的设计，尽可能挖掘学生在学习中的闪光点，并给予充分的肯定，让每个学
生都有成功的体验，从而让他们树立信心，初步学会计算机语言的编程规律。 有一个良好的开端。
五 教学后记
通过教学辅具在听障教学中的使用，以构建计算机仿真技术支持的学与教创新环境为出发点，利用计算机仿真的教学手段，同时运用身心障碍补偿和技能训练的方法，对有听力障碍的学生进行现代技术知识的传授。教师利用这一教学载体，通过机器人创新教育的教学训练模式，力求解决听障学生学习计算机语言“入门难” 的问题，听障学生能借助此技术来改善学习境况，同时建立一种新的听障教学的实践模式。
特殊教育象征着一个社会的文明程度和发展水平，特教教学是一个复杂而细腻的过程, 教师的一个手势，一个微笑，一句称赞等各种表示都会对聋哑学生产生很大的影响，更由于听障教学人文主义色彩较为浓厚，这种作用就更为重要。而我们在发展的同时要始终把握好一个原则，那就是技术只能是一种工具，无法代替人的情感因素。根据听障学生认知活动的特点来选择恰当的教学策略[8]。将情感因素带入教学中，帮助听障学生克服心理障碍，提高学习质量，达到最终教学目标。
参考文献
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The Design and Practice of Computer Programming Language Teaching for Deafness Students
HAN Yu-min
(Special Education College of Beijing Union University Beijing100075,China)
篇(3)
【关键词】物流系统仿真；Flexsim软件
随着我国经济的发展，物流业迅速地成长，全国各地的物流工程建设也在逐步展开，但在项目的投资建设中产生了一系列的合理性分析的问题，如技术、经济可行性和管理方法等。如物流配送中心在规划建设过程中的选址是否恰当，其容量设计、装备配置和场地规划是否合理，是否能够更好简化工作，节约成本和时间，对理货、存储、分拣等工作区的划分是否能够更加方便各项作业的进展和管理。对于这些实际的问题，如果只凭经验和感觉来判断，难免会有些方面被疏忽，建成后再进行调整就会增加建设的成本，耽误正常的工作，从而带来巨大的损失。
物流仿真技术是借助计算机技术、网络技术和数学手段，采用虚拟现实方法，对物流系统进行实际模仿的一项应用技术。它需要借助计算机仿真技术对现实物流系统进行系统建模与求解算法分析，通过仿真实验得到各种动态活动及其过程的瞬间仿效记录，进而研究物流系统的性能和输出效果。物流仿真技术最大的优点就是不需要实际设备的安装，不需要实际实施相应的方案，即可验证如下目标：①增加新设备后给企业带来的效应；②设计新的生产线的好坏；③比较各种设计方案的优劣等等。本文主要研究物流系统仿真技术的基本理论，并通过Flexsim仿真软件进行说明说明。
1.物流系统仿真的特点
物流系统仿真的特点主要体现在以下3个方面。
（1）物流系统中流的仿真：对于物流系统中的多种流，如货流、车流、信息流、资金流等，可以采用动态仿真 描述流的产生、流动、消失、积累和转换等。
（2）物流系统中排队的仿真：由一个或多个服务台和等待服务的顾客组成的离散系统成为排队系统。物流系统是复杂的离散事件系统，并且各种设施设备可以看作是服务台，各种实体货物等可以看作是顾客等待接收服务。
（3）物流系统组织中资源的因素仿真：物流组织是通过各种人员和设备参与实现的，这些都是物流系统中的资源。通过对各种资源不同的规划，物流服务质量和运作效率也是有差异。利用计算机仿真技术描述人和设备的行为过程，可以得出较优的物流体统组织方案。
2.物流系统仿真的优势
在构建物流系统时，由于建设投资巨大，存在一定的投资风险，且建成后发现了不合理的地方需要改造，成本将会非常的高。利用仿真技术实现物流系统各个模块的运行状况，并得出适应发展、经济有效的设计方案。物流系统仿真技术的主要有以下优点。
（1）对于复杂的物流系统可以采用仿真的方法构建模型；（2）对于新的物流系统，无需实际建设投资，可先利用计算机仿真模拟对新系统进行可行性和效率做出正确的评判，如方案合理再实施，降低投资风险；（3）可以对多个方案进行分析对比，从中选择最优方案；（4）通过仿真调整目标函数和约束条件来优化方案。
3.物流系统仿真的步骤
物流系统仿真的一般步骤：（1）弄清问题，掌握实际情况；（2）收集整理资料；（3）确定各个因素之间的相互关系；（4）构造仿真模型模型；（5）确定模型参数；（6）检验模型的正确性；（7）仿真模型的运行及结果分析。
4.Flexsim仿真软件
4.1 Flexsim仿真软件介绍
Flexsim是由美国的Flexsim Software Production公司出品的，是一款商业化离散事件系统仿真软件。Flexsim采用面向对象技术，并具有三维显示功能。建模快捷方便，显示能力强大，特别适合于生产制造、配送、交通运输等领域。其主要特点包括：（1）基于面向对象技术建模；（2）突出的3D图形显示功能；（3）建模和调试的方便；（4）建模的扩展性强；（5）开放性好。
4.2 应用Flexsim仿真软件建模仿真方法
（1）设置模型布局
Flexsim对象库中的对象基本能够反映各项实际设施。如进货源和出货源可以分别用发生器和吸收器来表示，加工作业可以用处理器表示，货架、运输机、操作员分别有相应的实体表示。并根据各个实体的数量尺寸，将其调整到适当的位置，使其与实际方案相符。在设置这些参数时，要根据具体的对象特征设置参数才能正确的模拟显示。
（2）定义“流”
根据系统中各对象之间的逻辑关系，连接相应的端口，构建模型的逻辑流程。
实体与实体之间的联系可用输入输出（A）连接或者中间端点（S）连接。作业的流程要与实际作业时的流程相符合。
（3）设施参数的设计
根据每个对象所描述的物流系统的特征，设定对象的参数。Flexsim中常用的一些仿真参数主要有：
①生成器参数：可按到达时间间隔模式、到达时间表模式、到达序列模式创建临时实体。通过生成器可以设置货物的到达类型和到达时间分布等。
②处理器参数：处理器参数一般用到的是处理器容量、处理时间、预置时间、平均故障时间和平均维修时间等。
③暂存区参数：暂存区参数主要有暂存区容量、暂存区大小、暂存区货物堆放形式等。
④货架参数：货架参数主要有货架容量、货架列数、层数、列宽、层高、最小停留时间和堆存方式等。
⑤运输工具参数：运输工具包括工人、运输叉车、堆垛机等，参数主要有装载时间、卸载时间、运行速度、装载量、加速度以及运输线路设计等。
⑥临时实体流参数：临时实体流参数决定实体如何将临时实体送到下游。这些参数主要有送往端口、是否使用运输工具、是否拉动、拉动条件、优先级等。
4.3 编译运行与仿真结果分析
在完成模型的建立后，可以对仿真模型进行编译运行。为了减小误差，可以通过反复多次的运行或根据不同的设定条件运行，得出仿真的结果。分析实验中各个对象的工作状况及效率，对比不同的实验的结果，提出改进优化措施，并再次进行验证。最终得出最优的方案。
【参考文献】
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篇(4)
参考文献的写作要是真实可靠的，是随时都可以查阅到的，标准的参考文献规范格式的书写是每个论文作者都必须要有的素养。关注学术参考网查看更多优秀的论文参考文献，下面是小编整理的关于软件开发论文参考文献，欢迎大家阅读借鉴。
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篇(5)
首先将模拟电子技术课程的教学体现在三个方面：课堂理论教学、计算机仿真技术辅助教学和实践教学。其次，模拟电子技术相关知识点的实践应用则贯穿于大二（下）到四年级的毕业设计，如大二的电子技术基本技能训练、模拟电子技术课程设计，大三的综合电子系统设计，大四的毕业设计等。其三，除了这些必修科目以外，在一些选修类项目，如大学生科技创新、电子设计竞赛、社团组织中也体现了模拟电子技术知识的运用。通过培养方案的调整，可以行之有效的保证学生在校学习期间不断学习、实践模拟电子的相关知识，将学以致用的理念贯穿于整个在校学习期间，使学生在反复学习实践中不断拓展知识的深度和广度，具有分析问题、解决问题的工程实践能力。
二、改革探索更加有效的教学模式
（一）教学手段不断改革
为了改进教学质量，提高教学效果，为培养应用型人才提供有力支持，近年来，我们在教学手段的不断改进方面做了有益的尝试。第一，引入计算机仿真技术，将理论与实践有机结合。在教学中引入仿真技术，有效的改进了教学效果，增强了学生分析问题、解决问题的能力。首先，站在教师的角度，仿真技术的使用，使教师在原有电子课件的基础上，加入了对实际电路的分析过程，使得教学生动直观，加深学生对概念和规律的理解和掌握。通过仿真软件，不仅可以帮助学生理解一些抽象概念，并且可以使其深刻理解在电路中，各元件参数对电路的影响。其次，从学生的角度看，将计算机仿真技术与模拟电子技术教学内容有效结合，使学生通过仿真直观的了解本课程研究中所能解决的实际问题，有利于激发学生的学习兴趣与参与探索的求知欲。如在学习完相关理论后，引导学生利用仿真软件自行设计波形信号发生器、多路输出的直流稳压电源、心电图信号放大器、低频功率放大器、光电报警器等。学生通过这样一些模拟电路的实际应用，了解了课程的作用，明确了学习目标，产生了好奇心，激发了学习动力。在教学中引入计算机仿真技术，使学生在教师的引导下带着问题进行自发学习，使整个学习过程始终处于探索研究、再探索研究到最终验证的良性循环过程。第二，开放实验室，提供探究和创新的良好环境。模拟电子技术是一门实践性很强，并且面向工程的课程，基本的应用电路在掌握了基本理论后，都需要实验来验证。通过实验验证理论→发现问题→结合理论修正问题→再次进行实验验证，通过这样一个螺旋式过程，学生学习知识的深度和广度均不断拓展。同时，也让学生深刻体会到了实践和理论的差异，在实践中切实锻炼了学生分析解决问题的能力。院系面向电子信息类学生开放电子技术实验室，为学生提供了理论联系实践的场所，更为学生进行探究式学习提供了不可取代的自主学习平台，是培养学生探究未知能力、实践能力和创新能力的必要途径。除集中实验外，课后及其他学期学生根据自己的兴趣及时间安排，自行登记到实验室进行实验和研究。电子技术实验室安排值班教师为实验学生答疑，帮助学生探究和创新。实验室的开放，满足了不同层次学生培养实践能力的要求，体现了因人而异、因材施教的教育理念。第三，充分利用网络资源，引导学生自主学习。模拟电子技术课程为校级精品课程，目前在建校级资源共享课程。现有的精品课程网站，为学生的课外学习提供了一个高效的研究型学习平台。精品课程网站提供了丰富的和教学相关的资讯。学生可以根据自己的兴趣和爱好，进行探索式研究式自主学习。这样的学习模式不受空间和时间的制约，延伸了学生获取知识的途径，不仅使得学生的学习变得更加便捷，而且学习起来更加自主、高效，更重要的是在学生能力培养方面起到了不可或缺的作用。
（二）教学方法不断改进
教学是一个获取知识、启迪思想、激发潜能、培养能力的过程，它需要教师根据自己的教学能力设计一种教学策略，通过优化的教学手段和教学方法，在课堂上将教学内容精彩而生动地展示给学生，并且在课后进一步挖掘学生自主学习的潜力。在培养应用型人才思想指导下，我们不断在教学方法上进行探索和改进，侧重培养学生的工程应用能力。
1.采用启发探索式教学激发学生学习兴趣，提高教学质量。
采用启发探索式教学提高学生的学习兴趣，教师在教学中主要承担主导作用。在对课程进行教学设计时，在保证基本概念的基础上部分重点采用案例式教学，通过分析实际电路，引入知识点。通过课堂讨论、仿真软件演示、习题研究等环节，引导学生自主学习，让学生由被动的接受知识转化为主动的探索知识，充分发挥学生在教学中的主体作用。教师在完成一个知识点或一个章节的教学后，布置两到三个综合性的问题，让学生自由分组形成课题组。利用课余时间自行通过查阅资料完成题目的分析、方案选择、电路仿真设计、结果分析，并制作出一份多媒体课件及电子文档说明原理、分析过程、重难点及注意事项，由课题组选派一名同学在课堂上进行讲解，并且接受老师和同学的提问，进行讨论。在这个过程中，学生不仅从中领会自学的思路，学会分析问题和解决问题，而且还培养了团队协作能力和科技论文的写作能力。还有一点也是很重要的，即讲解之后还要接受老师和同学的提问，进行讨论。在这个环节中，不仅可以查漏补缺，检查出学生在学习过程中的薄弱环节，及时加以弥补，而且也可以有效的促进教学相长，教师可以根据讨论中学生反映出的兴趣点对教学过程进行进一步优化。最后，在教与学的位置互换中，学生亲身体验了“教”，这有助于加强师生之间的互相理解。
2.鼓励支持学生自主学习，拓展知识广度与深度。
课堂教学无论在时间和内容上都是有限的，除了课堂教学，课后可供学生自主支配的时间很多。引导学生利用好课余时间，是提高学习质量的一个有效工具。如在初期给出参考书目，让学生阅读，撰写读书报告；给出优秀的模拟电子技术学习网站或电子论坛，指导学生进行自主学习；订好答疑时间，定期解答学习过程中遇到的问题；鼓励学生参加专业社团及校省级大学生创新项目；在学生自愿报名的基础上，优选学生参与省及国家的电子设计竞赛和智能车大赛；鼓励和帮助学生在校学习期间发表学术论文等。参与以上活动的优秀学生，根据培养方案中规定，均奖励相应的学分，旨在鼓励和培养学生的研究创新能力。通过近几年的实践，反映出学生普遍对面向实际、有挑战性的课题比较感兴趣。而兴趣是促进学习的强大动力，在强大的兴趣驱动下，在团队精神的鼓舞下，学生自发学习，分析问题、解决问题的能力得到了迅速的提高。近年来，电信专业的学生在大学生电子设计竞赛、智能车大赛中均获得省级以上奖项。
（三）重组优化教学内容，充分发挥课堂教学的效果
在课时压缩的客观条件下，教学内容必须进行优化重组。教学内容在保证本课程基础及关键知识点完整的前提下进行了合适的优选。在电子教案中增加了本学科领域的技术前沿和新科技成果的应用介绍，在不多占用课时的基础上扩展了知识的广度，提高了学生的学习兴趣，同时也为学生的自主学习指引了方向。
三、教学改革的进一步探索
篇(6)
关键词：虚拟现实；计算机仿真技术；建筑工程
Abstract: This paper deals with the application of virtual simulation technology in architectural engineering structure the meaning of teaching, and combined with the reality of the foreground of application of virtual simulation technology.
Keywords: virtual reality; computer simulation; construction
中图分类号：C42文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）
1、建筑教学重要性
随着建筑行业发展，建筑市场竞争越来越激烈，建筑企业对人才的要求越来越挑剔，要求毕业生除具备扎实的工程理论基础、合理的工程知识结构外；还要有较强的创新意识及解决建筑工程实际问题的能力。对于建筑类毕业生，要求毕业生到单位就能编制预算和进行工程技术指导及工程质量监督。因此原有以理论教学为重点的教学模式已经远不能适应现代人才市场的需求，必须加强实践性教学改革，注重学生实际能力的培养，使学生毕业后上手快、动手能力强，把学生培养成为单位满意的实用型人才。
2、现阶段传统教学存在弊端
而传统实践性教学环节主要是通过两点进行开展的。1、开展实训项目，如：墙面抹灰、钢筋绑扎等比较简单的实训操作。这种方式可以一定程度上加深学生学习的印象，可以起到一定的实训教学的作用，但是，对于整个工程项目的流程实训则是无法完成的。并且，有些高职院校的实训条件有限，建筑材料无法循环使用，导致实训成本过高，大大影响实训的可操作性。2、带领学生去工地参观。带领学生到现场参观是最为直接的实训教学，也是最贴近实际工作环境的实训教学，但是这种方式也有弊端。比如天气原因有可能导致工地停工，学生无法进行参观学习。另外建筑工地危险因素多，存在很多安全隐患，也会给建筑实训带来一定的问题。
因此，有没有一种方法即能让学生学习到现场才能学到的东西，直观的学习工地上的知识，又能不受天气等环境条件的约束，可以在室内就可以进行多种角度和全过程的实训模拟呢？答案是肯定的，那就是虚拟仿真技术。
3、三维仿真的优点
什么是虚拟仿真呢？虚拟（Virtual Reality)，仿真(simulation)，就是依托计算机通过人的视觉、听觉等进行现实情况的再现。90年代初，美国将虚拟现实技术应用于军事领域，开发有虚拟战场模拟、单兵训练的模拟、诸兵种联合训练模拟以及训练指挥系统等。虚拟现实技术随着网络、经济、社会的发展在各个领域得到了广泛的应用，其中在虚拟建筑施工的应用中，钢结构施工方面的研究显得尤为多。
分析国内外的现状总结得出: 虚拟建筑施工的开发工具有 Open GL、CAD、3ds max、3dsviz、Ansys、UG、Virtools、X3D 等。Virtools主界面见图1，应用于辅助教学的虚拟房屋建筑的系统，目前有学者和专家已经提出，并有部分一线的教师开始着手研究，改革传统建筑教学先进理念、理论和设计相关的论文也在报刊杂志中有刊登，但针对《建筑结构》的虚拟辅助教学系统具体的开发和应用尚处于萌芽状态，笔者也在积极地探索中。
本文所使用的三维仿真主要是利用 CAD、Photoshop 和 3Ds max 在 Virtools 开发平台上开发一款适合于土木工程专业、工民建专业和建筑施工人员岗位培训的辅助教学系统。通过观摩建筑虚拟形成过程的动画展示，自主进行房屋建筑搭建的实践操作，达到学习新知识，复习旧知识的目的。观察形成过程，模拟施工工序的步骤，充分培养学习者把二维图纸三维实物化的能力，使学习者不仅能形象生动观摩房屋建筑形成的过程，而且通过自主构建房屋主体结构的练习使得施工技术的概念得到不断的强化和巩固，并最终掌握相关知识。全面认识房屋构造结构，把书本上的知识统筹、梳理清楚，具体应用在以后的工作中。激发学习兴趣，进行更深入的自主探索房屋建筑施工过程，创造性的理解施工组织与设计，从而更好地掌握《建筑结构》课程的知识内容。
4、三维仿真在教学中的应用
建筑结构虚拟教学系统的建立可以通过计算机虚拟一个可控制的、无破坏性、安全性强、并允许多次重复操作的平台，利用虚拟现实技术的特性，造就桌面式房屋建筑虚拟环境。它不仅能提高教学效果，更重要的是让缺乏实践和观摩条件的学生不受时间、地点等多方面条件的限制，通过屏幕就能够“身临其境”观摩建筑过程，并且通过计算机的虚拟，掌握施工设计的技术，对《建筑结构》中不容易理解的知识点有了更具体的认识。因此，房屋建筑过程和结构的可视化模拟是一个很重要的研究方向，有着广阔的应用前景，具有较高的实用价值和现实意义：
⑴克服了房屋建筑施工现场实习、见习活动在时间和空间的限制，学生可以在计算机平台上利用系统辅助见习，教师针对教学内容进行演示操作等相关的教学活动。
⑵把抽象的理论知识具体化，学生不但可以直观明了的观看整个建筑形成的过程，而且还能通过系统掌握二维图纸三维化识别的能力以及建筑设计能力。
⑶解决了学生由于缺乏现场感观而学习效率底的教学难点，一定程度上摆脱了安全、材料消耗、没有见习场地等方面的制约。降低了实践教学的成本和节省施工所用材料、机械设备、交通等方面的经费。按照教学需求或施工图纸进行反复演示或操作，让学生观看内部构造结构，正好弥补了现实施工中不可“复制、再生、切割”的这一缺陷。
⑷教学系统的运用改变了传统《建筑结构》的教学模式，促使理论教学更有效率、向更加科学化的方向发展，为突破传统的房屋建筑教学颈瓶，提供了良好的条件。
篇(7)
【关键字】网络虚拟实验室；过程流体机械；WebCT平台；虚拟现实技术
【中图分类号】G40057 【文献标识码】A 【论文编号】1009―8097（2008）13―0052―03
在高等教育教学过程中，实验教学占有非常重要的地位，它是对学生进行创新素质教育的一个重要手段。目前，各高校的实验教学，大都存在着实验形式、内容、要求越来越高与实验设备、器材、场地、经费的保障相对滞后的矛盾，这在一定程度上影响了实验教学的开展和学生实践创新能力的培养。“网络虚拟实验室”是指在互联网环境下建立的“虚拟实验室”，即利用网络技术、数学建模技术和多媒体技术等在计算机上所营造的可辅助、部分替代甚至全部替代传统实验各操作环节的相关操作环境。“网络虚拟实验室”以其开放性、实用性、动态特性、经济性和扩展性等特点，已成为高校实验教学改革的发展方向[1,2]。
《过程流体机械》是过程装备与控制工程专业的核心课程，经过多年的不断建设，该课程于2006年被评为黑龙江省省级精品课程。在课程建设过程中，实验教学环节一直是课程建设的重点内容。由于过程流体机械课程实验设备复杂，成本高等诸多客观原因，限制了实验教学水平的提高，部分主要实验项目仍停留在演示教学的层次上，不利于学生实践创新能力的培养，也制约了课程建设水平的提高。为此，课程组采用现代网络及计算机虚拟仿真技术，构建“过程流体机械网络虚拟实验室”，突破时间与空间的限制，为学生提供更加灵活的实验手段，为探索新型的现代实验教学模式提供指导。
一 网络虚拟实验室总体结构及教学方案设计
1 过程流体机械网络虚拟实验室设计指导思想
实验教学作为高校人才培养的重要环节之一，是一个相对独立的教学过程。网络虚拟实验室的主要功能是通过现代计算机相关技术，实现远程实验教学任务。根据这一目的，过程流体机械网络虚拟实验室的设计指导思想是：以现代网络教学平台为依托，综合采用虚拟现实技术、仿真设计技术和动画制作技术相结合的方法，建设集实验教学管理、学生管理、虚拟实验教学、虚拟实验辅导和虚拟实验考核等功能与一体的过程流体机械网络虚拟实验教学系统，实现远程虚拟实验教学。
2 过程流体机械网络虚拟实验室总体结构设计
根据过程流体机械网络虚拟实验室设计的指导思想，进行网络虚拟实验室的总体结构设计，其功能框图如图1所示。其中，根据虚拟实验项目是网络虚拟实验室建设的主要内容。根据过程流体机械课程实验的特点和要求，将虚拟实验项目分为三种类型，即：
（1） 虚拟设计型实验：包括建立“活塞压缩机综合性能测试及调节”、“离心压缩机综合性能测试及调节”和“离心泵综合性能测试及调节”虚拟设计型实验；
（2） 虚拟仿真型实验：包括建立“活塞式压缩机结构拆装（2D型，L型）”、“水平剖分式离心压缩机结构拆装”、“离心泵结构拆装（单级和多级）”以及“其它类型流体机械的结构拆装（如螺杆泵、齿轮泵等）”虚拟仿真型实验；
（3） 模拟演示型实验：包括建立“典型过程流体机械工作原理”和“典型过程流体机械特殊工况产生机理”等模拟演示型实验。
3 过程流体机械网络虚拟实验室教学方案设计
远程虚拟实验教学正处于实践探索阶段，如何实现网络虚拟实验的学、做、考、辅等教学环节，是过程流体机械网络虚拟实验室教学方案设计考虑的主要内容。根据实验教学过程，结合远程教学实践经验，设计了过程流体机械网络虚拟实验室教学方案，如图2所示。
二 网络虚拟实验室的开发
随着计算机硬件性能的迅速提高，计算机及其附属设备的价格也随之降低；同时，虚拟现实技术的实现手段也越来越丰富。因此，以虚拟现实为主要技术基础的网络虚拟实验室的研制与应用在教育领域广泛开展。经过充分调研，项目组确定以校园网为硬件基础，依托WebCT网络课程开发平台，综合利用虚拟现实技术、计算机仿真技术及现代多媒体制技术，完成了过程流体机械网络虚拟实验室的建设工作。过程流体机械网络虚拟实验室建设中采用的关键技术如下：
1 网络虚拟实验室的系统平台
根据过程流体机械网络虚拟实验室建设的原则，网络虚拟实验室应具备系统的远程教学管理功能。WebCT（Web Course Tools）网络课程建设平台是一套功能完备、易用、高效的网上教学支撑系统。可提供系统的课程开发工具、全面的教学管理工具、强大的交流工具、完善的测验功能以及定期的统计功能等。[3]因此，过程流体机械网络虚拟实验室选择WebCT网络课程建设平台为开发工具。
2 虚拟实验项目的设计及实现
虚拟实验项目的设计是网络虚拟实验室的核心内容，也是技术上的主要难点。以“营造真实的实验场景，制作准确的仿真过程，培养学生的创新意识”为原则，提出综合采用虚拟现实制作技术、Flas仿真制作技术和三维动画制作技术相结合的方法，完成过程流体机械虚拟实验项目的研制工作。
通过对比分析，确定选用MultiGen Creator/Vega 虚拟现实制作软件，完成虚拟实验场景的制作和实时漫游工作。MultiGen是SGI图形工作站上著名的实时三维仿真建模工具软件，在拥有强大建模工具的同时，MultiGen的突出特点是拥有强大的兼容性，例如可以转换VRML，3DS，AutoCAD，Photoshop，Wavefront的数据。这为制作过程带来方便。Vega是MultiGen Paradigm公司应用于实时视景仿真、声音仿真和虚拟现实等领域的软件环境,它将易用的工具和高级仿真功能巧妙地结合起来,可使用户简单迅速地创建、编辑、运行复杂的仿真应用。[4]
选用Flash MX 2004作为虚拟实验仿真设计软件，该软件是Macromedia公司的一个网页交互动画制作工具，利用它所提供的面向对象程序设计语言ActionSeript2.0，可开发出交互性较强的过程流体机械虚拟仿真实验。同时，该软件还具有强大的二维动画制作技术，与3D MX5.0三维制作软件配合使用，可完成虚拟实验中所需的各种仪器、仪表和实验器材的制作。
三 离心泵综合性能测试虚拟实验实例
综合应用现代网络技术、虚拟现实技术、计算机仿真设计技术和多媒体技术，完成过程流体机械网络虚拟实验室的建设工作。下面以离心泵综合性能测试虚拟实验为例，说明综合应用上述技术建设虚拟实验项目的过程。
离心泵综合性能测试实验是过程流体机械课程的一个重要实验。目前实验教学中所用实验装置是大庆石油学院与北京化工大学联合研制的离心泵综合性能测试实验台。该实验台在硬件和软件方面涉及了变频控制技术、温度、液位、转速及转矩的测试技术、计算机数据采集技术、化工过程PID控制技术以及计算机通讯技术等，是比较典型的集过程、设备及控制于一体的多学科交叉实验装置。
由于客观条件的限制，本专业仅有一套离心泵综合性能测试实验装置，无法满足专业实验教学的需要。因此，在网络虚拟实验室中，该实验项目是重点研制的内容之一。
离心泵综合性能测试虚拟实验由实验装置浏览、实验装置部件库、实验项目操作演示和实验项目虚拟仿真等四项内容组成。其中实验装置浏览部分利用MultiGen Creator/Vega 虚拟现实软件制作完成，通过键盘控制可模拟进行实验装置的浏览，给学生以一种身临其境的视觉效果，其虚拟实验装置场景如图3所示；实验装置部件库则采用3D制作技术，完成各种实验装置部件的制作，并可显示其相关性能参数；采用Flas技术完成预定实验项目的操作演示，使学生对开放性实验项目进行预习，以掌握虚拟实验装置的正确使用；采用Flas仿真技术完成离心泵综合性能测试实验的教学工作，学生可根据实验内容，自己动手调用实验装置部件库中的相关部件组成实验装置，完成相应的实验内容。离心泵综合性能测试仿真实验装置如图4所示。
四 结束语
综合采用现代网络技术、虚拟仿真技术、数学建模技术和多媒体技术，以校园网络为平台，以“过程流体机械”省级精品课程为背景，构建“过程流体机械网络虚拟实验室”。完成“典型过程流体机械虚拟结构拆装实验”、“典型过程流体机械综合性能测试及调节虚拟设计型实验”、“典型过程流体机械工作原理及特殊工况模拟实验”等共6项过程流体机械课程主要实验项目的建设；建设“虚拟实验室”实验管理及学生管理体系；实现“过程流体机械虚拟实验”的资源共享。
参考文献
[1] 李欣.《现代教育技术》虚拟实验室的设计与开发[J].现代教育技术,2008,18(2):115-120.
[2] 朱敏,张际平.虚拟实验室及其教学应用[J].实验室研究与探索,2006,25(5):626-628.
