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虛擬仿真技術的特點范文1
【關鍵詞】計算機 仿真技術 發展 應用
1 計算機仿真技術簡介
隨著計算機技術的發展，計算機仿真成為可能，使用專門的軟件，借助多媒體技術可以給人身臨其境的感覺。仿真技術的發展，很大程度上得益于控制工程技術的發展，在控制工程中需要使用計算機進行仿真實驗。計算機仿真技術的應用能夠加快產品開發周期，提高產品質量，提高工作效率，減少經費開支。
2 計算機仿真技術原理
通常情況下，計算機不能夠對外界信息進行認知，因此需要建立相應的數學模型來反映事物的本質特點。
通過數學模型能夠清楚地反映出研究對象的特點，通過模型轉換，使用計算機算法等將數學模型轉化成計算機能夠處理的形式，也即建立仿真模型。仿真模型是計算機仿真的關鍵，再進行仿真實驗，通過仿真實驗對之前設置好的模型進行模擬，獲得仿真結果。對仿真實驗的結果進行評價通常采用反向驗證和置信通道法。
3 計算機仿真技術應用
隨著信息技術的發展，計算機仿真技術得到了廣泛的應用，改變著傳統的生產生活方式。計算機仿真在交通工程、制造領域、教育領域等都得到了較好的應用。
3.1 交通領域
人和車輛是交通的主要組成部分，要考慮安全的前提下，提高交通效果。交通安全仿真通過虛擬技術，增加各種誘發因素，進而對某一路段的交通安全情況進行評價。
計算機仿真可以有效地對交通安全進性評價。仿真過程能夠實現可視化操作，能夠更加直觀地進行分析，不同于傳統的數值仿真。比如，對某路段進行交通安全評價時，傳統的絕對數和事故率方法可以進行評價， 還可以在虛擬環境中設置不同的交通工具，考慮人的行為感知的情況下，進行評價。
3.2 制造領域
制造業是國家的第二產業，對各行各業影響深遠，汽車制造是制造業的重要組成部分。實驗課題難度大，成本高。計算機仿真可以很好地解決這個問題，比如對碰撞試驗來說，通過建立相應的數學模型，可以對實驗過程進行模擬。
3.3 教育領域
使用計算機進行模擬仿真分析已經成為當前重要的研究方法，在教學模擬實驗中，采用多媒體可以很好地提高教學水平。計算機模擬實驗能夠在相關實驗設計思想和方法的指導下，改變傳統教與學、理論與實踐的關系，發揮研究人員的主動性。計算機仿真模擬可以加深對相關理論的理解，提高實驗水平。
3.4 計算機仿真技術在其他領域的應用
計算機不僅僅在交通、制造、教育領域得到大量應用，在軍事領域、消防、音樂等領域均有較廣泛的應用。通過計算機仿真，可以使用模擬駕駛器進行模擬，從而降低戰機、戰車、燃油的損耗，在進行軍事武器研發時，可以縮短研發周期，降低研發成本。計算機仿真在消防中的應用，可以對現場的溫度、空氣流動速度、火荷載、逃生路線等進行模擬，從而提高應對突發事件的能力，提高設計科學性。
4 計算機仿真技術的發展方向和趨勢
4.1 計算機仿真技術發展方向
網絡化仿真。仿真系統開發兼容性不強、開始周期長，費用昂貴，難以實現信息共享，隨著計算機技術和網絡技術的發展，計算機仿真技術取得了較大水平的提高。利用網絡技術的優勢，可以實現仿真系統共享。系統的網絡共享能夠提高資源的利用效率，避免不必要的重復開發，減少科研經費。
虛擬制造技術。虛擬制造技術發揮計算機仿真技術的虛擬現實技術的優勢，使用計算機完成對產品的管理和控制，虛擬制造技術已經成為計算機仿真技術發展的重要方向。
4.2 計算機仿真技術發展趨勢
隨著計算機技術和仿真技術的發展，仿真技術很好地解決了各學科發展中的問題，很大程度上提高了工作效率，更加形象直觀地進行仿真實驗，節約了產品開發周期，降低了開發成本，提高了產品質量。計算機軟硬件性能得到了較大水平的提高，進一步促進了仿真技術的發展。仿真技術主要朝著面向對象的仿真建模、分布式仿真、智能仿真等方向發展。
4.2.1 面向對象仿真建模
發揮計算機的符號處理能力，可以提高人們對仿真對象的認知速度，與傳統的人工建模有著較大的進步。面向對象的仿真建模，可以最大程度提高系統的建模能力。此外，面向對象的仿真建模操作難度小，更容易使用，可以發揮仿真技術的優勢。
4.2.2 分布式仿真
分布式仿真將不同分布位置的計算機通過網絡進行連接，形成時間空間相互禍合虛擬仿真環境。分布式仿真系統由幾個子模型組成。部分是仿真系統中，主要有動態、靜態數據分割技術、功能分割技術等。
4.2.3 智能仿真
在仿真的不同階段引入知識表達和處理技術，可以縮短仿真建模時間，提高模型效率，幫助用戶做出最優決策，及時修正模型，界面更加智能化，增加仿真系統的尋優能力。
4.2.4 其他仿真
一些仿真可以實現高度的可視化，對仿真過程進行形象展示，便于研究人員真實地對仿真過程進行分析，易于理解。踴仿真能夠將聲音、視圖等元素加入其中，交互性更強。
5 結語
計算機仿真伴隨著其他學科的發展而快速發展，隨著計算機技術的快速發展，計算機仿真技術很好滴解決了其他學科的問題。計算機仿真經歷了從簡單的原型到物理模型，再到今天的動態顯示仿真過程，并可實現可視化操作。多媒體技術、人工智能、可視化等技術同仿真技術的結合，仿真技術的發展和應用將更加廣泛。在不遠的將來，計算機仿真技術在生產生活中會發揮更大的作用，促進社會經濟的發展。
參考文獻
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虛擬仿真技術的特點范文2
[關鍵詞]游戲引擎；機械動力仿真；虛擬現實技術
中圖分類號：TP391.9；TD672 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）33-0225-02
一、引言
三維游戲由于引擎技術在建模技術、物理引擎技術、復雜環境的高質量實時渲染技術、動畫技術、人工智能技術、對象的行為控制技術等各方面不斷的完善和強大，已經極大地引起了人們的關注和重視。游戲引擎不再僅用于游戲娛樂產業的開發，更多的滲透到了教育軟件開發、虛擬現實應用、動畫影視（特技）制作、軍事訓練、實時模擬等人類生活的各個領域。極大地改變了人們的生活方式和思維方式。
游戲引擎技術尤其物理引擎技術不斷的研究發展，讓我們意識到仿真虛擬機械動力的可能性。利用游戲引擎虛擬機械運動，將為開發教育游戲中的虛擬物理實驗、網上數字科技館、娛樂型游戲中的機械道具和多樣化游戲任務等具有重要的應用價值和研究意義。
傳統的機械動力仿真技術和虛擬現實技術雖然在一定程度上也能虛擬機械的運動，但是由于那些技術不可避免的弊端對機械動力仿真技術應用在其他領域形成了瓶頸。傳統的機械工業仿真技術缺乏交互性，設計復雜，表現單調。隨著多媒體技術、計算機動畫技術、虛擬現實技術、網絡技術等技術的滲入，以VRML（Virtual Reality Modeling Language虛擬現實造型語言）或Cult3D為代表的技術給機械仿真領域帶來了交互性，但是由于傳統的虛擬現實技術固有的特性，如運動行為的硬編碼、交互性差、畫面不流暢、系統實現復雜等，使得基于游戲引擎技術虛擬機械動力的技術具有很大的優勢和更大的發展前景。
本論文研究的技術充分利用了游戲平臺的優勢，它不僅具有傳統虛擬現實系統所有的優點，而且具有3D游戲般的交互性和逼真的動力學模擬。從開發角度而言，游戲引擎的實時渲染能力、快速的計算能力、組件化、可重用性以及面向對象的編程方式等，都使得應用游戲引擎成為一種非常便捷和有效的仿真技術手段。本文描述了利用游戲引擎模擬簡單的機械動力實例的核心技術。
二、機械動力仿真技術研究背景
概念設計是機械設計過程中的最初階段，主要目的是獲得產品的本質形狀。[3]機械仿真技術的發展為機械工業概念設計注入了新的活力。計算機運算處理能力的提高為機械系統的仿真提供了更好的基礎。
我國機械系統傳統的計算機輔助工具多數是AutoCAD， Pro/E， Solid Works， Solid Edge， 3D MAX等2D和3D軟件，此類建模軟件含有大量的圖形文件，容量較大，不利于網上傳輸和遠程控制。同時這種方式建立的三維模型是靜態的，動畫是設計者事先設計好的一副副二維動畫，用戶只是被動的接受，而不能按照自己的意愿進行實時交互式仿真。
虛擬現實技術作為一種更為人性化的交互技術，近幾年來逐漸滲透到各個應用領域。虛擬現實技術的沉浸特征、交互特征和構想特征，剛好彌補了上述傳統方法的不足。因此，運用虛擬現實的方法實現機械設計系統成為必然。傳統的機械仿真都是代碼編寫控制的運動效果，沒有實現通過物體間力的作用而讓物體產生運動，所以不免比較生硬，不能具有可復用性和柔性。
綜上可知，機械工業虛擬仿真技術由于其復雜性、綜合性決定了開發的困難，因此勢必需要一些工具來輔助開發，游戲引擎由于其本身的特點，成為開發機械工業虛擬系統的有力工具。
三、游戲引擎技術
1.三維游戲引擎
一般而言，三維游戲引擎包括：引擎內核、三維圖形引擎、物理引擎、人工智能系統、3D模型和圖像庫、網絡引擎、輸入系統。三維游戲引擎中各子系統關系可由（圖1）表示。
2.游戲引擎技術的優勢
（1）利用游戲引擎可以簡化系統制作的復雜度，縮短開發時間，降低制作成本。
（2）游戲引擎中強大的物理引擎為該機械動力仿真系統提供了保障，這也是不同于其他虛擬現實技術的閃光點。
（3）該游戲引擎能快速嵌入到網頁中運行，因此，極大的活躍了網頁式三維虛擬現實技術，因為傳統的三維網頁虛擬技術在WEB中運行效果不是很好，運行緩慢，效果單調，交互性差，游戲引擎技術的支持在一定程度上可彌補這些不足。
（4）游戲引擎的最大特點是可以實時渲染，這樣使得開發者可以及時瀏覽和調整系統。Unity3D游戲引擎甚至可以支持在程序運行時改動場景中物體的屬性。這樣的實時性改變，使得開發者能迅速獲得最佳的設置效果值。
（5）基于游戲引擎技術開發的機械動力仿真系統，具有游戲般的交互能力，活躍了機械展示的表達方式。
（6）在游戲引擎平臺上的二次編程代碼被稱為“腳本”，大多數腳本語言都是面向對象的編程特點，具有封裝、多態、可復用性等特性。簡單易學，使虛擬系統設計者易于開發應用。
四、主要結論
3D游戲引擎技術最大的特點就是它把一個程序中可以重復利用的部分，以精巧的模塊組織起來，將其規格化、最佳化，以利于程序重用技術。利用引擎不僅可以開發出“景物真實、動作真實、感覺真實”的三維系統，更重要的是利用它我們可以節省大量的人員和資金，簡化系統制作的復雜度，縮短開發時間，降低制作成本，并且游戲引擎普遍具有的FPS（First Person Shooting第一人稱射擊游戲）特性，這一特點可以巧妙的應用于交互設計中。游戲引擎的實時渲染、動態編譯和可視化編輯功能有效解決了傳統的虛擬現實技術中存在的渲染耗費時間和硬件成本的問題。
3D游戲引擎最吸引人的是它的強大的PhysX物理引擎和真實的圖形渲染引擎。強大的功能會提升研究的成功性。從開發方面考慮，該引擎的腳本語言近似c#或javascript，使得開發輕車熟路，而且腳本是動態編譯的，運行速度和匯編接近，不會因為腳本的問題而影響系統的執行效率。從方面考慮，該引擎支持跨平臺，而且用該引擎開發的作品可以通過網頁直接運行，是3D虛擬現實作品輕松實現網頁漫游的良好解決方案。
參考文獻
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虛擬仿真技術的特點范文3
關鍵詞：虛擬仿真技術；實踐教學；學習場景；教學訓練
一、概述
虛擬仿真技術是對虛擬現實技術和系統仿真技術的合稱。虛擬現實技術是先進的人――計算機接口技術，其實質是利用計算機產生一個三維的、基于感知信息的臨場環境。人可以參與和控制環境，同時環境能夠對人的控制行為做出動態的交互反應。系統仿真技術是隨著計算機技術的發展而形成的新興學科，它是通過建立真實系統的數學模型，利用計算機來達成對系統的分析、研究、設計等目的。目前，虛擬仿真技術在軍事、教育、醫學、工業設計等多個領域都得到了應用。在教育教學領域，虛擬仿真技術能夠進行教學活動或實驗操作的模擬，具有經濟性好、安全性高以及可重復等多種優勢，已經開始替代某些費時、費力、費錢的真實試驗和教學演示，對傳統的教學活動產生了強烈沖擊，引發了教學領域產生一系列深刻的變化。
虛擬現實仿真技術在高職實踐教學中應用研究的意義：利用虛擬仿真技術可以構建一個虛擬的實訓場地和教學場景，在沒有實際設備的情況下可以有效提高教學效果。并且可以減少高職院校因設備不足的高額開支。通過仿真技術可以進一步整合教學資源，提高實訓設備的利用率，提高學生知識和技能。在教學中對仿真技術感興趣的學生可以做再次開發，這樣能更好的提高實踐教學效果和學生的實踐應用能力。
二、虛擬現實仿真技術在高職實踐教學中的研究內容
傳統設計是設計者根據產品用戶的需要，將所設計產品的結構通過圖紙表現出來，經過計算或者經驗認證后，再投入生產試制中進一步檢驗其結構設計的正確性與合理性。而虛擬現實仿真技術在實踐教學應用研究中主要體現在以下幾個方面：
1. 利用虛擬現實仿真技術開展三維模塊實踐教學的應用研究
Solidworks作為一款三維設計軟件，功能強大，組件繁多。Solidworks有功能強大、易學易用和技術創新三大特點，這使得SolidWorks 成為領先的、主流的三維CAD解決方案。對于熟悉微軟的Windows系統的用戶，基本上就可以用SolidWorks 來搞設計了。SolidWorks獨有的拖拽功能使用戶在比較短的時間內完成大型裝配設計。SolidWorks資源管理器是同Windows資源管理器一樣的CAD文件管理器，用它可以方便地管理CAD文件。使用SolidWorks ，學生能在比較短的時間內完成更多的工作，能夠更快地將高質量的設計應用到虛擬設備中。
在強大的設計功能和易學易用的操作（包括Windows風格的拖/放、點/擊、剪切/粘貼）協同下，使用SolidWorks ，整個產品設計是可百分之百可編輯的，零件設計、裝配設計和工程圖之間的是全相關的。
（1）全動感用戶界面：
①只有SolidWorks 才提供了一整套完整的動態界面和鼠標拖動控制?！叭珓痈械摹钡挠脩艚缑鏈p少設計步驟，減少了多余的對話框，從而避免了界面的零亂。
②嶄新的屬性管理員用來高效地管理整個設計過程和步驟。屬性管理員包含所有的設計數據和參數，而且操作方便、界面直觀。
③用SolidWorks資源管理器可以方便地管理CAD文件。SolidWorks資源管理器是唯一一個同Windows資源器類似的CAD文件管理器。
④特征模版為標準件和標準特征，提供了良好的環境。用戶可以直接從特征模版上調用標準的零件和特征，并與同事共享。
⑤SolidWorks 提供的AutoCAD模擬器，使得AutoCAD用戶可以保持原有的作圖習慣，順利地從二維設計轉向三維實體設計。
（2）裝配設計：
①在SolidWorks 中，當生成新零件時，你可以直接參考其他零件并保持這種參考關系。在裝配的環境里，可以方便地設計和修改零部件。對于超過一萬個零部件的大型裝配體，SolidWorks 的性能得到極大的提高。
②SolidWorks 可以動態地查看裝配體的所有運動，并且可以對運動的零部件進行動態的干涉檢查和間隙檢測。
③用智能零件技術自動完成重復設計。智能零件技術是一種嶄新的技術，用來完成諸如將一個標準的螺栓裝入螺孔中，而同時按照正確的順序完成墊片和螺母的裝配。
④鏡像部件是SolidWorks技術的巨大突破。鏡像部件能產生基于已有零部件（包括具有派生關系或與其他零件具有關聯關系的零件）的新的零部件。
2. 利用虛擬現實仿真技術開展三維動畫交互實踐教學的應用研究
虛擬現實系統的目的是為了開發虛擬現實應用，所以任何一個完整的細膩顯示系統都需要有一套功能完備的虛擬現實應用開發平臺，一般包括兩個部分，一是硬件開發平臺，即高性能的圖像生成及處理系統，通常為高性能的圖形計算機或者虛擬現實工作站；另一部分為軟件開發平臺，即面向應用對象的虛擬顯示應用軟件開發平臺。VRP（Virtual Reality Platform，簡稱VR-Platform或VRP）即虛擬現實平臺，VRP是一款由中視典數字科技有限公司獨立開發的具有完全自主知識產權的直接面向三維美工的一款虛擬現實軟件。VRP可廣泛的應用于城市規劃、室內設計、工業仿真、古跡復原、橋梁道路設計、房地產銷售、旅游教學、水利電力、地質災害等眾多領域，為其提供切實可行的解決方案。
三、虛擬現實仿真技術在實踐教學中擬解決的關鍵問題
1. 虛擬現實仿真技術在高職實踐教學中的應用與研究，有效地避免了高校實驗實訓設備不足的影響因素。學生通過虛擬實驗項目的學習與訓練，減少其真機操作時出現許多失誤問題。
2. 虛擬現實仿真技術在高職實踐教學中的應用與研究，教師利用虛擬現實仿真技術教學時，與實訓室技師經常切磋技藝、探討操作問題，提高了教師的實踐教學水平。
3. 虛擬現實仿真技術在高職實踐教學中的應用與研究，改變了學生被動學習的方式，提高了學生學習興趣、綜合實踐能力和高職實踐課堂教學效果。
四、結束語
隨著科學技術的不斷進步，虛擬現實仿真技術也進入了一個充滿活力和具有廣闊市場前景的高新技術領域，它的出現也漸漸取代了傳統模式中許多教學的新方法與新手段。目前，利用我院現有和二次開發虛擬現實仿真實訓軟件系統，進一步完善學院虛擬仿真實訓室的硬件和軟件設施，構建虛擬實訓室嶄新的教學與學習場景，實施機電產品虛擬仿真設計、制造、裝配等模塊實踐教學的應用與研究。對提高我院課堂教學改革實踐效果，具有深遠的意義。
參考文獻
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虛擬仿真技術的特點范文4
【關鍵詞】虛擬仿真 現場實習 教學效果
【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）10-0189-02
【Abstract】This paper briefly describes the necessity of introducing virtual simulation technology into the field practice， the characteristics of virtual simulation technology and the implementation method of the virtual simulation teaching； the effect of the introduction of virtual simulation technology on the field practice teaching was also summarized in this article.
【Key words】 Virtual simulation； Field practice； The teaching effect
化工虛擬仿真是通過數學模型的方法，將集散控制DCS操作與化工生產相結合，對過程參數進行精確控制與調節，建立一個與真實系統相似的操作控制系統，模擬真實的生產裝置，再現真實的生產過程。目前，仿真軟件琳瑯滿目，挑選合適的虛擬仿真軟件與學生的認知實習和生產實習相結合，既可以讓學生在學習理論知識的同時，學習實踐知識，理論與實踐相結合，增強學生的感性認識，解決學生對實際應用知識的欠缺問題，又能在進入工廠實習前使學生首先了解原料、中間產物、最終產品的生產原理、流程和重要工段的主要問題，節省了學生需要在工廠實習的時間和學校在這方面所需花費的資金。因此，引入虛擬仿真技術用于實踐教學是增強學生感性認識、實際操作技能和提升實習實踐教學效果的重要手段。重點結合我院實際情況分析虛擬仿真技術在實習實踐教學中的具體應用。
一、引入虛擬仿真技術的必要性
1.化工專業課程門類多，學生學習任務重，很少有時間被安排到工廠中進行實踐應用知識的學習，盡管在大四上學期通過認知實習和生產實習環節被安排到化工廠中，但由于化工生產具有易燃易爆、高溫高壓、有毒有害等特點，生產過程都是在相對封閉的環境中進行，學生們不能動手操作，只能是看看設備、摸摸流程，被動地聽講解員講解一遍，難以深入掌握實際的知識，短暫的實習結束回到學校，幾乎沒有理解和記住任何東西，使該十分重要的環節成為了過場，造成了理論學習與實踐操作的脫節[1]。
2.作為工科，化工專業培養出來的學生除了應該具有比較扎實的專業知識外，還應該具有較強的實踐動手能力，化工虛擬仿真軟件可以實現化工生產設備的冷態開車、正常運行、故障處理和正常停車等操作，學生在進入工廠前就能搶先了解化工產品的生產和設備操作過程，從而帶著問題去有目的進行認知和生產實習。
因此，無論從理論與實踐相結合的角度，還是從培養學生的實際動手能力和分析解決實際問題的能力的角度，在化工認知實習和生產實習實踐教學環節引入化工虛擬仿真技術都是很有必要的。
二、化工虛擬仿真技術的特點
1.化工虛擬仿真技術首先可以實現理論知識和實踐知識的結合，在理論知識的學習過程中，由于無法看到實物，老師對設備和單元操作的講解比較抽象，學生也很難對設備產生實際的感官理念，無法真正理解基本的原理并與實際工 業生產中的裝置相聯系?；ぬ摂M仿真可以將各種設備的結構以及運行方式等直觀地顯示在計算機上，學生可以根據所學理論知識對設備進行操作。操作錯誤，系統會做出提示并將錯誤的原因一一列出，指導學生去進行相應的調試，直到得到正確的結果[2]。讓學生進一步理解生產過程的基本原理，使理論知識與實踐緊密的聯系起來。
2.化工虛擬仿真技術具有直觀性和可調節性，它能夠模擬真實的生產設備，通過冷態開車、正常運行、停車以及出現事故時數據的波動，再現生產過程的實際動態特性，使學生直觀地看到生產過程中涉及的參數及其變化，形象生動展現設備結構、基本原理和工藝流程等。仿真軟件還可以設定各種故障、極限運行狀態等，鍛煉學生分析和解決實際問題的能力。
3.化工虛擬仿真技術還具有安全、綠色、經濟的特點，通過仿真系統模擬實際生產過程，因不會生產出實際的化工產品，故不會造成設備破壞和環境污染，也不會發生人身傷亡。另外，通過一次購買軟件可以節省大量的空間和購買設備、每次設備運行、購買原料的大量費用。因此，采用虛擬仿真軟件是最安全、綠色、經濟的實習方法。
4.虛擬仿真技術也具有不足之處，首先它缺乏真實性，畢竟只是輔助培訓，只是學生接觸實際過程的一種手段，其與現場操作靈活性、不可預見性還有相當的距離[3]。這往往需要操作人員憑借豐富的經驗和技術迅速反應并及時果斷處理。其次是實踐性差，即使開始選擇的數據有很大的偏差，也可以通過后續的調整，彌補前一次的過失。而在實際生產中參數控制比較嚴格，如果在實際生產中控制參數隨意變化，后續生產將無法進行下去。
三、虛擬仿真教學的實施
1.虛擬仿真設備的接入。我學院是化學化工學院，本科專業包括化學工程與工藝、應用化學、材料科學與工程、環境與生物工程等?？紤]到距離問題，我院選擇實習單位為新疆心連心能源化工有限公司、新疆大全新能源有限公司、石河子污水處理廠等，針對這些單位的產品生產情況，我們從東方仿真軟件技術有限公司相應購買了尿素工藝仿真軟件（煤頭）、多晶硅生產工藝仿真實訓軟件、城市污水處理工藝仿真軟件和企業運營教學模擬平臺等幾款軟件，同時，學院配套有 70多臺電腦，每臺都配套了高性能的CPU、顯卡及顯示器。并且對既懂專業又懂計算機的專任教師進行培訓[4]。
2.生產過程仿真內容的學習。在現場實習前的兩周內，安排學生進入化工仿真實訓技術中心有目的地進行仿真軟件和工藝過程的學習，內容包括化工生產設備的冷態開車、正常運行、故障處理和正常停車等操作生產過程中涉及的參數及其變化，讓學生熟悉設備結構、基本原理和工藝流程等[5]；最后，老師通過教師站管理系統自由組卷（思考題和工藝題），向學生編輯及下發考題，考察學生對工藝過程的掌握情況，合格后準備開始現場實習。
3.開展現場實習。根據仿真工藝內容的學習情況，分配學生到相應的工廠進行有目的的現場實習。目前，大多數化工廠不愿意接收實習學生，一方面是由于化工企業具有易燃易爆、有毒有害的特點。另一方面是由于工作人員比較緊張，還要抽身顧及實習學生的講解和安全[6]；所以，得到來之不易的機會，首先就必須要求學生做好計劃，實地驗證自己學習到的知識，帶著化工仿真中遇到的問題去現場向師傅請教。其次對學生高標準、嚴要求。到化工企業實習最大的要求是強調安全性，必須要求學生嚴格遵守企業規定。
四、結語
一線生產過程中復雜化和連續性程度比較高，現場實習使學生親臨現場掌握全方面知識，這是化工虛擬仿真所不可比擬的；化工虛擬仿真雖只是對生產操作的初步接觸，但其因具有很強的直觀性、安全、綠色和經濟的特點而對現場實習效果起到極大的提升作用。虛擬仿真技術與現場實習相結合可以做到理論聯系應用實踐，鍛煉學生分析和解決實際問題的能力，提高學生的學習興趣和就業競爭力，真正培養出優質的技能人才，為化工企業注入新鮮血液。
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虛擬仿真技術的特點范文5
關鍵詞：虛擬仿真；醫學；實踐操作
中圖分類號：G642.0 ？搖文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）39-0043-03
隨著高等教育改革的不斷深化，傳統的教學模式受到場地、設備、師資等眾多因素的限制，極大地制約著學生創新意識和創新能力的培養。新興的虛擬仿真技術在高等學校教學、實驗中向著網絡化、智能化以及互動化等方向發展，可以發展現代教育思想、提高教學水平、改善實驗環境以及優化教學過程，從而增強學生的實驗動手能力。虛擬仿真化教學模式可以極大地克服傳統教學模式的一些弊端，必將成為現代化高等教育的重要途徑和方式之一，并在飛速發展的信息化時代日趨完善和成熟，承擔起培養現代化創新人才的重任。
一、虛擬仿真教學平臺
虛擬仿真（Virtual Reality，VR）是一種可以創建和體驗虛擬世界的計算機系統，具有交互性、真實性以及多感知性等特點。其以計算機軟件及硬件為基礎，相關的技術手段為輔助，通過對己知或未知世界的仿真，使人獲得真實感受的一種先進的計算機應用技術。虛擬仿真技術可以依靠計算機的圖形處理進行圖像再現，與傳統的圖像再現手段，如電影、電視以及DV等相比，有著本質的飛躍。虛擬仿真技術對于圖像的再現不僅僅局限在對實物的再現，它更多地被應用在超現實畫面的再現上。隨著計算機硬件技術發展的突飛猛進，虛擬仿真技術已普遍應用于各個領域，如訓練、教學、仿真、娛樂、遙控操作以及模擬預測等方面。[4]現階段，盡管虛擬仿真技術優點諸多，越來越受教育界所青睞，但是虛擬仿真教學平臺在醫學教育領域的應用還處于起步階段。如果能將虛擬仿真技術成功地運用到醫學教育領域，勢必會具有廣闊的發展前景。
二、現代醫學教育引入虛擬仿真教學平臺的迫切性
醫學是一門實踐性非常強的學科，實驗室操作和臨床實習貫穿著整個教學的過程。實驗教學環境的優良與否直接關系到學生們能否掌握好該門課程。心理學家瑞特拉研究表明，同樣的知識采用不同的教學方式呈現時，其效果有著顯著的差異，采取對不同感官進行多方面的刺激，所達到的記憶效果會有所不同。因此，現代教育技術有必要把多媒體技術、虛擬仿真技術、網絡技術以及控制技術等進行綜合運用并引入課堂，虛擬各種實驗設備和實訓環境；充分發揮現代信息技術的集成性、交互性和控制性，生動形象地展示教學內容，綜合處理超文本、圖形、圖像、動畫、視頻、聲音等多媒體信息，展現那些在傳統的教學模式中無法實現的教學過程。現代醫學教育也是如此，虛擬仿真教學平臺正是在現代教育思想的指導下，使用新技術改進教學方法的嘗試。在現代醫學教育課程中，醫學生只有通過足夠的實驗室訓練操作才能獲得必要的綜合技能，并初步具備一定的臨床實際工作能力。在虛擬仿真技術平臺中，教師能夠采用“做中學”的教學模式，多種媒介的信息同時作用于學生的各個感官，有助于提高學生的理解能力和實踐能力，直到形成合適的行為模式以及行為系統。同時，循序漸進的教學過程也符合學生的認知規律。三維虛擬仿真教學平臺的引入，可對現代醫學教育起到很大的促進和推動作用。虛擬仿真教學平臺和虛擬課堂系統相結合，能夠突破課堂實驗教學的制約，打破時間和空間的局限性，充分發揮學生的自覺性，利用其各自適合的時間在本地計算機上完成實驗過程，為學生提供真正“開放性”的教學環境。但是，由于虛擬仿真技術是20世紀末才興起的一門嶄新的綜合性信息技術。[7]同時，醫學領域又有著極強的專業性，其專業技術的要求比較高；另一方面，人體是一個非常復雜的系統，即使超大型的計算機虛擬仿真系統也與醫學的模擬要求有相當的差距。現階段，虛擬仿真技術在醫學教育中的應用仍處于比較早期的純畫面展示類型，僅僅是將傳統的圖片、圖譜變成了3D動畫，缺乏應有的交互性。在少量有一定交互性的使用中，也局限于多角度的觀看。因此，有必要在現代醫學教學中引入虛擬仿真教學平臺，充分發揮虛擬仿真技術的優勢。
三、虛擬仿真教學平臺在醫學教育中的優勢
醫學虛擬仿真教學平臺環境是虛擬仿真技術與醫學教學實踐高級復雜的結合，是信息化教學的高級應用。隨著現代信息技術的飛速發展、軟硬件性價比的大幅度提高，醫學虛擬仿真技術正逐漸從科研院所、實驗室走向實際的臨床教學應用中，有著傳統教學手段所沒有的眾多優勢。
1.虛擬仿真教學平臺運用計算機全面仿真臨床中現實的世界，為醫學生提供生動、逼真的學習環境，在虛擬環境中模擬給患者進行操作。例如在口腔醫學實踐教學中，由于口腔視野狹窄、結構復雜、與顱頜面又是一個整體，學生掌握實驗操作技能比較困難。然而醫學虛擬仿真技術可以充分發揮其優勢，利用仿真軟件進行現場模擬構建，使教學活動更加生動形象、直觀易懂，以此激發學生學習的興趣和提高教學的效率。
2.虛擬仿真教學系統能夠使學生們主動成為虛擬教學環境中的一名參與者，不僅僅成為教學“教”的工具，也起到與“學”的互動作用。這對調動其學習積極性、突破教學的重點難點、培養學生的臨床操作技能都將起到積極的作用。同時，虛擬仿真教學平臺可以解決許多真實實驗中實現不了的困難，使學生在虛擬環境中接受多感官的刺激，并進行具體操作、感受和體驗，更容易調動學生的情感參與，將抽象的內容具體化、形象化，留下深刻的記憶，以提高學習效率。
3.虛擬仿真教學平臺提供開放性的實驗平臺，能夠解除課堂實驗教學時間、地點的限制，打破時間和空間的局限性，充分發揮學生的自覺性，利用其各自適合的時間在本地計算機上完成實驗過程，為學生提供真正“開放性”的教學環境。在課堂上沒能按要求通過實驗的學生可以在課余時間利用網上虛擬仿真系統進行模擬實驗，隨時隨地進行實踐操作訓練。
4.虛擬仿真教學平臺為學生提供平等的實踐操作資源。實驗室操作與實踐教學在整個教學過程中起著舉足輕重的作用，能夠促使學生將所學知識進行靈活運用，引導學生掌握規范操作的技能技巧，培養學生觀察、分析和動手操作的能力。由于醫學院校教學條件依然存在其多變性、復雜性等客觀原因，各個學校實驗環境存在一定的差異，虛擬仿真教學系統能夠充分發揮網絡的優勢，使教學實驗資源共享，以彌補實驗室資源的不足。
5.虛擬仿真教學系統的應用還能在實驗教學中節約相當的成本。在虛擬系統中訓練可以為學生在實驗室的實踐操作奠定一定的基礎，能在實踐中收獲更多，體會更加深刻。其次，虛擬仿真教學系統也可以代替傳統實驗條件下無法完成的實驗操作，或由于實驗設備昂貴而難以實現的實驗訓練。因此，虛擬教學和實驗室相結合也是合理地利用、開發教育資源的一種途徑。盡管計算機虛擬仿真系統與臨床醫學中的模擬要求還有相當的差距，但是也可以作為醫學實驗室操作訓練的另一種補充。通過運用形象、直觀、生動的現代教育技術手段為學生們創設學習情境，開拓教育信息交流的新渠道，使課堂教學具有交互性，其組織形式更加豐富和完善，可以充分調動學生的學習興趣，發揮其主觀能動性、獨立性和創造性，讓他們盡快熟練掌握臨床操作技能。
四、虛擬仿真教學平臺在醫學教育中的前景
隨著現代信息技術的發展，應用于醫學實驗室操作與實踐教學的系統也將不斷推陳出新，給教育的發展和改革帶來了機遇、動力和挑戰。虛擬仿真教學平臺為學習者提供了一個既先進又靈活的環境，可以鍛煉學生的獨立構思和設計能力，激發其學習的興趣，對提高教育技術水平、改善教學及實驗實訓環境、優化教學過程、提高教學效率、節約教學成本、加速培養現代化的醫學專業技術人才產生深遠的影響，并將推動學科研究，促進教學改革。
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基金項目：重慶市教學改革研究項目：結合口腔醫學專業認證標準，優化口腔正畸學PBL教學模式（1203112），重慶市研究生教育優質課程（2011-56）
虛擬仿真技術的特點范文6
關鍵詞：多媒體；建筑專業；信息技術
建筑專業是一門以學習如何設計建筑為主，同時學習相關基礎技術課程的學科。主要學習的內容是通過對一塊空白場地的分析，同時依據其建筑對房間功能的要求、建筑的類型、建筑建造所用的技術及材料等，對建筑物從平面、外觀立面及其內外部空間進行從無到有的設計。隨著社會的發展，信息技術為我們提供了諸多的便利，本文就現代信息技術為手段的現代教育技術在建筑專業的應用進行了探討。
一、利用多媒體技術進行理論教學
多媒體技術是使用計算機對文字、數據、圖形圖像、聲音動畫等媒體信息進行綜合處理和管理，制作成有序的播放媒體，對用戶進行多感官的刺激。多媒體技術以其豐富的內容、生動的形象、動靜結合、聲形并茂的特點，已經越來越多地被廣泛應用到教學中。使用多媒體技術主要有以下優勢：
1.激發學生興趣
多媒體課件色彩豐富、動靜結合、聲像并茂，這些特點可以對學生的視聽等感官產生有效的刺激，使學生提高對課堂的感興趣度，吸引學生的注意力，促使他們的思維跟上教師的節奏，有效提高他們參與教學的積極性，激發其對學習的興趣。
2.降低學習難度
在建筑專業中，很多抽象的概念和理論知識單靠教師的講解學生是很難理解的。如果利用多媒體，將抽象的事物形象生動地展現出來，可以有效地降低教學難度，提高學習效率。
3.拓展教學內容
多媒體技術信息容量大，兼容性強，更新快，可以有效地拓展教學內容，使學生在有限的課堂時間里獲得更多的知識和方法。在建筑專業教學中，我們可以利用多媒體技術，向學生展示更多的建筑設計樣板，讓學生能獲得更多的比較，從而加強對知識的理解和拓展。
二、利用虛擬現實仿真技術進行實操教學
虛擬現實仿真技術是在多媒體技術、虛擬現實技術和網絡通信技術迅猛發展的基礎上，將仿真技術與虛擬現實技術相結合的產物，源于仿真技術，高于仿真技術。
虛擬現實仿真技術的主要特點有：①高度綜合化；②給人身臨其境的感覺；③環境大規模集成化；④數據表示可以實現多樣化和標準化，數據存儲容量大，傳輸速度高，數據處理具有分布式和并行化的特點。正是這些特點的存在，可以使操作者沉浸其中，并通過來自于多媒體的多感官刺激，對要解決的問題有了更清晰直觀的認識。
虛擬現實仿真技術現在已經在各個領域得到應用，如影視、建筑設計、室內設計、數字城市、工業仿真等很多方面。在職高建筑專業教學中，通過虛擬現實仿真技術，對實景進行模擬再現，給學生更直觀的視覺刺激，能有效提高學生對實操內容的掌握。在教學中，我們可以通過虛擬現實仿真技術模擬建筑的整體風格、內部構造、設計理念等，讓學生足不出戶就可以感受到建筑的實際情況，還能觀察到肉眼看不到的內部構造，從而有效促進教學。
三、利用網絡技術促進學生學習
隨著網絡技術的迅速發展，網絡所帶來的便利也越來越多。
在教學方面，利用網絡技術可以達到擴展學生知識、促進交流、輔助教學的目的。
1.利用網絡技術，擴展學生知識
互聯網包羅萬象，各方面各學科的知識以及最新動態都包含在內。建筑專業也是如此，通過讓學生使用互聯網，可以讓他們查找自己所需要的知識，了解行業的最新動態，從而更有效地掌握知識，提升教學效果。
2.利用網絡技術，促進學科交流
網絡通信技術的發展，尤其是即時通訊技術的發展，為學科交流提供了諸多便利。師生或者學生之間可以通過QQ的即時通訊來交流知識，答疑解難；也可以通過QQ群功能實現一對多、多對多的討論，還可以通過電子郵件功能來布置作業；也可以通過論壇等功能學習心得，供需要者查閱；還可以通過QQ的遠程協助功能，教師遠程連接到學生的電腦，幫助其解決實時的問題。
3.利用網絡技術，實現輔助教學
教師可以從網絡上摘選符合教學內容的文章，對網址進行整理，發給學生，讓他們自行選擇學習的內容；還可以通過QQ群功能，將學習的重點、難點等出來，讓學生加深對這方面知識的學習和記憶；還可以通過QQ視頻功能，實現課后的一對一或一對多的指導。
總之，現代教育技術在職業高中建筑專業的應用，能給學生更加直觀形象的學習方式，讓學生對知識的理解和記憶更加深刻，教學效果也能得到有效的提升。我們應該切實樹立現代化的教育思想和觀念，掌握現代教育技術和信息處理能力，為社會培養合格的人才。
參考文獻：
