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仿真科學與技術范文1
關鍵詞 金屬切削加工 有限元 Deform 教學改革
中圖分類號：G642 文獻標識碼：A DOI：10.16400/ki.kjdkz.2016.01.028
Thinking and Practice of Process Simulation
Technology in Undergraduate Teaching
LIU Yu， BIE Hainan
Abstract With the development and application of computer technology， process simulation technology more and more industry attention. This paper studies the machining process simulation technology in the demonstration of metal cutting process aimed at strengthening students for metal cutting machining process understanding in this way， while allowing students to understand the machining process simulation technology in the actual process， inspire students enthusiasm for learning， learning on the basis of a good theory to learn the application process simulation technology to analyze and create a positive atmosphere in the classroom teaching to achieve the desired effect.
Key words metal cutting; FEM; Deform; teaching reform
0 引言
金屬切削加工技術仍然是機械制造行業的主要加工方法。它通過刀具和工件的相互作用去除工件表面的多余材料，以獲得理想的加工形狀、加工精度和表面質量的工件。因此，金屬切削加工技術在本科生的教學工作中占有重要的地位，機械類本科生都開設有關于數控機床、機械加工制造技術等相關課程。隨著技術的發展，越來越多的數控仿真軟件的出現使本科生在數控機床操作水平上有了很大的提升，但是對金屬切削過程中涉及的理論并沒有很大改觀?，F在許多專家學者都對金屬切削過程進行了研究，但是由于切削過程的復雜性，還沒有統一的理論來解釋加工過程中的各種物理現象，這對本科生對加工過程的理解造成了一定的困難。而加工過程仿真技術的出現為這一問題帶來了轉機，本文主要研究加工過程仿真技術在演示切削加工過程方面對于本科生教學工作的幫助。
1 有限元仿真技術
有限單元法（Finite Element Method， FEM）是一種以計算機為手段，通過離散化將研究對象變換成一個與原結構近似的數學模型，再經過一系列規范化的步驟以求解應力，應變和位移等參數的數值計算方法。它是一種通用的近似計算方法，也是解決工程實際問題的強有力的數值計算工具。目前，有限元法在航空，航天，機械，汽車，鐵路，船舶，交通，建筑，電子，地質礦產，水利水電，石油化工，生物醫學以及科學研究領域得到了非常廣泛的應用，并越來越受到業界的高度重視。
現在較為流行的有限元分析軟件有ANSYS、ABAQUS、Deform和AdvantEdge等，這些軟件對研究金屬切削過程中的溫度、切屑形狀、刀具應力等提供了良好的前后處理和求解環境。各個有限元軟在單元、建模、材料模型和自適應網格能力等方面具有各自的特點和優勢。因此為了有效地模擬切削過程中所關心的方面和問題，需要綜合考慮分析問題的難易程度和仿真結果表現形式等多方面的因素，合理地選擇有限元分析軟件。
2 加工仿真實驗平臺建設
2.1 系統組成
該實驗平臺由一臺小型車床和自組的小型銑床以及裝有Deform軟件的微機組成。車床和銑床的作用在于演示車刀和銑刀與工件作用的物理過程，觀察特定加工條件下的切屑和工件表面狀態，同時也是有限元的仿真數據（如刀具尺寸，切深、背吃刀量等）的來源，仿真結果實際上相當于對實際物理過程的一個“慢放”，讓學生能夠仔細觀察刀具去除多余材料的過程，明白其作用機理。
Deform軟件是SFTC公司生產的一款商業有限元軟件，它專注于金屬成型和加工工藝過程的仿真，可以實現車、銑、鉆、鍛壓等多種加工形式的仿真，同時也可以對材料的正火、退火、淬火等工藝流程進行仿真分析。它的優點如下：
（1）界面交互性好，與其他有限元軟件相比，Deform軟件為用戶考慮，在一個界面就可以定義好所有需要參數，設置參數的位置清楚明了。
（2）操作性好。Deform軟件包含了大量的材料庫，材料數據不必再自己去尋找，而且設定網格數量后可以自動劃分網格，在運行過程中出現大的變形量（如切屑去除過程）時可自動的進行網格的重劃分，不需要人工干預。相比于其他的有限元軟件，Deform在前處理過程中可以自動定義物體的邊界條件，需要設定的參數量很少。
（3）后處理功能豐富。具有點跡示蹤、變形、云圖、矢量圖、力―行程曲線等多種功能，而且具有2D的切片功能，可以顯示工件或者刀具的剖面結果。
因此選擇Deform作為有限元分析軟件，但是必須提前用CAD軟件繪制好刀具和工件的三維模型，然后導入Deform進行分析。（如圖1所示）
（a） （b）
圖1 Deform仿真示意圖（a為銑削，b為車削）
2.2 試驗臺在教學中的作用
本科生課程中的金屬加工常常以車削為例，講解前刀面、后刀面以及各個傾角對加工過程的影響，這些知識理論性太強，學生看到這些內容并不能與真正的加工過程聯系起來，因此對這一部分的知識總是抱著死記硬背的態度，并沒有認真對待。而有的學校有條件帶學生參觀真正的加工過程，但是由于機床轉速過高，加工過程很快就完成了，人肉眼無法觀察清楚整個過程，人靠近觀察還有可能產生一定的危險，而且耗費加工材料和刀具，針對上述情況，有限元仿真是一個較好解決該問題的方法。
有限元仿真是對實際過程的近似，只要輸入正確的模擬參數，其結果與實際過程極為接近。該實驗平臺將仿真過程與實際加工過程相結合，由老師選定加工工況，通過有限元仿真的結果演示，讓學生明白加工過程是如何運作的，然后再用實際加工過程作對比，達到驗證的目的。
2.3 實驗平臺建設實踐
2.3.1 實驗手冊的編寫
由于金屬加工過程涉及到很多的影響因素，而且仿真計算過程花費時間過長，授課老師并不能在短短的課堂上一一呈現，因此將仿真的過程建立成為實驗手冊，分別對不同的影響因素進行仿真，由老師演示一部分，另外的部分由學生自行根據手冊進行仿真學習，在熟悉有限元軟件的過程中了解有限元解決實際問題的過程。
2.3.2 助教的設立
由于有限元仿真軟件需要一定時間的學習，授課老師可能沒有時間，或者與該研究方向不相符，因此需要設立助教進行有限元軟件的操作及課堂演示視頻的制作。助教可以由研究金屬加工有限元仿真方向的研究生或者由授課老師設立專人來擔任。助教首先要熟悉有限元軟件的操作過程，然后與授課老師進行溝通，針對本科教學的授課目的，選擇具有代表性的工況進行有限元仿真，并將結果做成演示視頻等易于在課堂展示的方式。對于操作過程中遇到的問題要做到心中有數，同時做好與同學的交流工作，能夠積極回答學生的疑問。
3 加工仿真技術本科生教學實踐的思考
加工過程仿真技術是對本科生在金屬切削加工教學方面的一個說明和補充，可以生動形象地說明金屬切削過程中刀具和工件相互作用的過程和機理，改變以往公式加配圖的教學方式，使整個課本“動”起來，更能激發出學生的好奇心和學習興趣，同時提升學生對加工過程仿真技術的應用，確立學生以加工過程仿真技術輔助學習的方法。由于實驗平臺建設時間較短，在整個實踐過程中仍有許多值得我們思考的地方。
3.1 應用擴展
（1）有限元仿真技術對于本科生來說是一個演示說明的過程，但是對于研究生來說是進行研究的一個必不可少的手段。但是研究生有需求時常獨立進行摸索學習，效率低而且耗費時間，許多疑問也得不到解答。因此對于研究金屬加工過程的研究生來說，也可以組織起來進行有限元仿真軟件的操作教學，幫助他們快速熟悉掌握該軟件，盡快進入研究工作。
（2）通過blackboard平臺建立與學生交流的通道，可以在平臺上放置一些仿真過程的演示視頻，幫助學生進行實驗的學習，同時在平臺上建立與學生交流的通道，學生在使用仿真軟件過程中遇到的問題或者在學習上遇到的問題都可以與助教進行溝通，對于學生的要求，助教進行匯總后與授課老師合作，改進課程教學計劃，使教學過程更進一步。
3.2 下一步的工作
有限元方法的優點是對過程的離散化，可將每一步清晰的表現出來，但是這也注定了有限元的求解過程比較緩慢，并不適合當場演示操作過程，只能對仿真的結果進行加工制作，制作成視頻等這些易于演示的方式，導致效率低下，不能對金屬切削加工的所有情況進行演示。針對這種情況可以發動本科學生中對有限元仿真比較感興趣的學生，或者實驗做得比較好的學生做一些特定條件下的加工仿真操作，吸收到教學演示過程中，可安排這些學生進行相應章節的講解等教學工作。
Deform是一款功能強大的軟件，觀察仿真結果時還伴隨著很多的數據，這些數據并沒有在教學工作中得到很好地利用，比如切削溫度分布圖、應力應變分布圖、速度分布圖等，這些都應該加以合理的應用，融入到教學工作中來。
4 結束語
加工仿真技術是以有限元仿真技術為核心，以提升學生對金屬切削加工過程的理解為目的而建立起來的，并與本科的教學工作相互補充，使學生在學習理論的基礎上對加工過程有一個清晰的認識，并提升學生對于有限元分析方法的認識，增強學生用有限元方法解決問題的能力。該課程改革仍處在探索研究階段，可以根據課程需要和教學目的的不同進行調整，在本科生教學工作中必將發揮更大的作用。
參考文獻
[1] 王曉軍.航空航天結構中有限元方法理論與實踐的教學銜接.科教導刊，2012.
[2] 李偉民.deform5.03金屬成形有限元分析實例指導教程.機械工業出版社，2007.
[3] 徐看.金屬切削過程有限元仿真技術研究.工具技術，2013.
仿真科學與技術范文2
【摘要】醫學物理學因在整個醫學基礎學科教育中處于非核心地位，一直被人們所忽視。眾多醫學院校的醫學物理實驗開展情況參差不齊，嚴重影響了學生學習醫學物理學的主觀能動性，為此我們采用ASP動態網頁技術和數據庫訪問模型ADO技術，以計算機為平臺，設計了基于ASP的醫學物理仿真實驗課程，為醫學物理實驗的展開教學提供新的思路。
【關鍵詞】ASP 物理仿真實驗 課程設計
中圖分類號：R197文獻標識碼：A文章編號：1005-0515（2011）2-264-02
傳統的醫學物理實驗是以大學物理學中常見的設備與儀器為基礎展開。而在許多醫學院校，由于受到教學經費支持及教學場地的限制，許多經典實驗項目不能開展，或者已開展的實驗項目缺乏良好的檢測儀器。導致許多實驗說服力不夠，成功率不高，部分同學上實驗課的主動性和積極性下降[1]。為此我們設計了基于ASP的醫學物理仿真實驗課程，采用ASP動態網頁技術和數據庫訪問模型ADO技術，以計算機為平臺，利用仿真實驗來完成特定實驗項目。同時具備了語音、圖像、動畫和文字等信息，實驗成功率高，并且能提供相關課程理論知識。為醫學物理實驗的展開教學提供新的思路。
1 系統的總體設計
1.1 設計思想
以往的物理實驗或多或少的都存在內容繁雜，原理難于理解等問題。而教師在實驗教學中由于時間的限制，通常采用演示實驗的方式進行說明和講解。這過程中就存在部分學生可能看不到或聽不明白的情況，而使得實驗教學的效率下降。因此，我們將真實與虛擬相結合，利用語音、圖像、動畫等多媒體信息的對實驗中涉及到的儀器\講解圖像、動畫和文字原理進行闡述和講解。并通過ASP動態網頁技術將信息資源整合，在實驗中增加與學生的互動交流，進而提高實驗教學的質量和效率。
1.2 系統的界面與導航設計
為方便學生進行學習使用，系統整體采用“T”型的iframe框架結構。
代碼如下：
其中*/*.htm為不同頁面所在的相對路徑，導航欄位于左側，各個子頁面位于右側。為增強交互性與促進學習，我們對導航欄的各個鏈接增加一定的限制，根據使用者登錄的權限不同。普通用戶只能按實驗順序逐個瀏覽實驗內容并完成實驗。超級用戶可以任意瀏覽實驗中的任何內容并完成實驗。這是充分考慮到學生間的水平不同而采用不同的實驗教學模式。
1.3 系統的功能設計
本系統主要分為個8能模塊，分別是：登錄系統、實驗預習子系統、儀器介紹子系統、實驗原理子系統、實驗步驟子系統、仿真試驗子系統、數據處理子系統、課后復習子系統。
1.3.1 登錄系統
用戶登錄機制是對用戶身份的合法性進行檢查和對用戶的權限進行檢測的方法與手段。用戶在登錄界面輸入用戶名和密碼后，將輸入信息和用戶信息數據庫中的信息進行比較，如果一致則通過身份驗證，否則提示出錯信息。用戶信息數據庫的字段除了包含學號、密碼外，還包括一個等級字段，用來區別數據庫中教師和學生身份；其中“0”代表教師，“1”代表學生超級用戶，“2”代表學生普通用戶，通用戶要數據庫以此來確定用戶在系統中的操作權限。
1.3.2 實驗預習子系統
與以往的實驗課相比，本軟件整合了實驗前預習習題檢測及實驗后檢測題等操作項目。當學生通過學號登陸軟件選定指定實驗開始后，會先進行預習題的檢測。題目由學生機終端從數據庫中隨機選出，多為選擇題或判斷題，4~5道不等。全部題目均為教師結合書本考慮學生知識理解水平而給出。全部檢測題完成后，通過ASP網頁向服務器端提交答案，服務器端會自動返回相應的分數。80分以上者可繼續進行下一步的實驗了解步驟的學習。80分以下者會強制返回檢測題的初始狀態，使學生再次思考相關問題并作答。直到通過80分的水平方可開始下一步的操作。此法可用來督促學生的課前預習，糾正部分學生不認真的學習態度和試圖蒙混過關的僥幸心理。一定程度上提高實驗課的教學質量。
1.3.3 儀器介紹子系統
儀器設備功能，使用方法介紹使用錄像教學的方法。錄像為教師親手操作配合語音說明和文字標示錄制。這部分主要作為選擇性演示的操作出現。主要目的是考慮到學生的水平不一。實際操作強，以前接觸過此種一起的同學可以選則略過，直接開始下一步的是實驗操作。動手能力較差，以前接觸先進實驗儀器較少的同學可以選擇觀看。里面有關于此實驗涉及到的相關儀器設備的詳細介紹。這在以往的實驗中都是在實驗課開始后由教師詳細演示操作。所以此法可大大減少教師的工作量和節省學生實際的實驗操作時間。
1.3.4 實驗原理子系統
實驗原理部分我們采用通過在原實驗原理說明的基礎上，添加大量網上搜集和自己制作相關物理現象或原理的Flash。將以往復雜，難以說明的物理現象以更直觀，更形象的方式直接展示在學生面前。使得學生能夠在第一時間對所作實驗原理部分獲得最直接的感性認識。進而使其加深印象和加強理解。以便可以更好的完成所做實驗的學習工作。
1.3.5 實驗步驟子系統
實驗步驟方面同樣采用錄像教學的方法。使學生通過觀看演示視頻達到與教師實際演示實驗步驟相同的效果。一方面大大減少以往教師的課前準備工作量，和課堂上繁瑣的演示工作。另一方面使學生更清楚，更直觀地了解各種儀器的操作方法與實驗操作規程。避免了以往枯燥乏味的文字說明。特別是實驗步驟比較復雜時，部分學生理解困難進而失去學習耐性，消極完成實驗的現象。
1.3.6 仿真試驗子系統
仿真實驗部分采用《大學物理仿真實驗》[2]中的實驗操作完成。因其技術水平較為成熟，各種實驗操作，現象展示較為完善。能較好的使學生完成和理解實驗中所蘊含的相關知識。
1.3.7 數據處理子系統
實驗數據（包括實驗中得到的原始數據和經計算得到的最終實驗結果數據）的處理完全通過計算機實現，簡化了以往繁瑣的計算過程。數據處理程序采用ASP技術實現，同時連接數據庫。學生機終端在向程序輸入數據和計算同時，會將輸入數據與計算過程中所得到的各關鍵數據項存入數據庫。教師機終端可根據學生學號查詢數據庫以查看實驗結果，評分與審核。這樣可以減輕以往學生在實驗課后花費大量時間處理復雜的實驗數據的工作量，和便利以往教師對實驗結果的查詢，評分與審核工作。一定程度上減少以往學生在實驗所得數據不理想時篡改原實驗數據以獲得較好實驗結果的不良現象。
1.3.8 課后復習子系統
課后檢測題的作用與課前預習題類似。但主要用以驗證學生對本課堂內所做實驗相關知識理論的掌握情況。測試結果同樣通過服務器存入數據庫。由教師端根據相應標準給出分數，并作為實驗課完成情況的一項評價指標。
2 系統實現的關鍵技術和方法
2.1 關鍵技術
2.1.1動態網頁技術
目前，最常用的3種動態網頁交互技術為ASP(Active Server Pages)、JSP(Java Server Pages)、PHP(Hypertext Preprocessor)。系統采用簡單易用的ASP技術編寫。ASP全名Active Server Pages，是一個WEB服務器端的開發環境，利用它可以產生和運行動態的、交互的、高性能的WEB服務應用程序。ASP采用腳本語言VB Script（Java script）作為自己的開發語言。ASP的網頁文件的格式是*.asp，ASP網頁可以包含HTML標記、普通文本、腳本命令以及COM組件等。利用ASP可以向網頁中添加交互式內容（如在線表單），也可以創建使用HTML網頁作為用戶界面的web應用程序[3]。
2.1.2數據庫訪問技術
本系統采用數據庫對相關的數據進行管理，這些數據庫有：用戶信息數據庫，預習題數據庫，復習題數據庫等。在對數據庫進行訪問時系統采用ADO技術。ADO (ActiveX Data Objects) 是一個用于存取數據源的COM組件。它提供了編程語言和統一數據訪問方式OLE DB的一個中間層。允許開發人員編寫訪問數據的代碼而不用關心數據庫是如何實現的，而只用關心到數據庫的連接。利用SQL語句可以方便地實現對數據庫的修改、添加、刪除、查詢等操作。
2.2 系統主要功能的實現
2.2.1系統的數據庫設計
系統的主要數據庫有:
Infor數據庫(用戶信息數據庫)
Ques1數據庫（預習題數據庫）
Ques2數據庫（復習題數據庫）
2.3 訪問數據庫
在具體實現ASP訪問數據庫時,系統采用ADO數據庫模型。當教師機終端要查詢學生的實驗數據時，需要執行相應的數據庫結構化查詢語言SQL命令，讓服務器終端進行相應操作來完成。使用ADO訪問數據庫一般分為以下幾個步驟：
2.3.1 與數據庫建立連接
通過建立Connection對象的實例db來連接數據庫。
dim db
Set db = Server.CreateObject("ADODB.Connection")
2.3.2 打開數據庫
db.Open "Dbq="&Server.Mappath("wwwlink.mdb")&";Driver={Microsoft Access Driver (*.mdb)}"
2.3.3 系統登錄的實現語句
mandText= "sel xuehao from infor where xuehao = '"&Trim(Txtname.text)&"' and 密碼 = '"&Trim(Txtpass.text)&"'"Cmd.ExecuteNonQuery()
2.3.4 系統記錄學生數據的實現語句
mandText= "insert into infor (data1,data2,…datan) value ('" &TextBox1.Text & "','" & TextBox2.Text & "','" &…& "',"& TextBox2.Text& ")"
2.3.5 教師查分的實現語句
Dim strSql
sqlstr1=”select * from link where infor_xuehao=*”
另外，本系統中預習題和復習題的隨機給出都是利用SQL命令語句實現的。
2.4 用戶權限管理
首先，用戶在進入系統之前需進行身份驗證，只有合法用戶才能進入系統。合法用戶通過身份驗證進入系統后，系統會為其在Server端申請Session變量，用來保留用戶標識，以便后續功能的使用。
Session( userid )=txtname．text
其次，在用戶登錄時，系統就根據用戶名提取了數據庫中的“級別”字段值，在后續功能設計時，就可以根據用戶權限不同進行相應的處理。
最后，為了避免用戶不經登錄直接調用系統頁面，在用戶登錄的同時系統設置了用戶的Cookies值，用戶在調用系統每一個頁面時都要對用戶的Cookies值進行判斷，如果此值不存在則重新定向到登錄頁面。
3 結語
目前，由于眾多醫學院校學科建設側重點的不同，導致醫學物理學的發展在很大程度上受到限制。特別是實驗教學方面，存在資金短缺，設備不齊，課時缺乏等一系列問題。眾多醫學院校的物理實驗教學都在探索新的道路。為此，我們提出一種基于ASP技術的醫學物理仿真實驗課程。希望能夠為眾多醫學院校的物理實驗教學方面的改革提供新的思路。
參考文獻
[1]王紹章.轉變觀念創新物理實驗教學[J].成人教育，2007，12：8-83.
仿真科學與技術范文3
關鍵詞：農民教育；課程；教學；探索
中圖分類號：S8-01 文獻標識碼：A 文章編號：1674-0432（2011）-08-0260-2
1 研讀教材，把握教材特點
《作物病蟲草鼠害診斷與防治基礎》是中央農業廣播電視學校編制的百萬中專生計劃《現代種植專業》的一門重要課程，也是各地對農業推廣系統內沒有專業學歷人員培訓的必選課程，是一門重要的職業基礎課，對農業生產的指導作用很大，教材內容多，涵蓋面廣，講授起來難度大，培訓是以效果為目標的，如何提高培訓質量，確保教學效果是培訓教師必須思考的問題。
熟悉教材，研究教材，研究教學大綱是上課教師備課的第一步，這本書包括植物害蟲、病害、農田雜草，農田鼠害和農藥方面的知識。這是植物保護專業的幾門專業課經過專家精心編寫融匯而成的，具有職業性、基礎性、先進性、針對性和實用性的特點，打破了原學科體系而精選的內容，這就要求教師必須掌握各學科體系的相關知識。根據本教材特點，突出實際實用的教學原則，思考怎樣切入相關的知識點，結合生產實際，怎樣展示課程內容，對提高技能，實現培訓效果最有效。
2 研究學員，把握培訓對象的學習特點
2.1 掌握成人學習一般規律
首先，成人的學習動機非常明確，很有針對性，既圍繞職業要求、又關注直接效益；其次，在人才的培養上，成人教育更要突出主體特征，根據成人社會實踐經驗豐富，理解能力強等，開發其心智潛能，以突顯成人的個性和創造性；第三，成人教育作為繼續教育、終身教育，無時不與社會經濟的發展相聯系，所以我們必須瞄準產業和市場的現實變化與預期要求，有針對性地為從業人員實現個人發展，轉崗就業，提高層次設計教育模式，這些規律的遵循要求我們要依據區域經濟的發展的差異，形成與之相應的成人教育教學和管理體系。
2.2 研究學習對象的特點
掌握了成人學習的一般規律，但不同批次的學員又有不同特點。若招收的以應屆初中生為主的中等專業學歷層次的學生，則他們具有年齡均較小，精力相對充沛，學習勁頭大，學習記憶好，學習時間也較多，而且社會經歷少，對農業感性認識差，實踐經驗差。但他們是被升學浪淘下來的學生，有的人發展不全面，學習偏科，有的接受能力本來就不好，學習的目的性不強。但這樣的學生課時多，能允許充分系統地講解，重復的實踐操作，反復的演練，才達到學習要求，鞏固學習效果。
若是村社干部或留守農民，他們指揮著村社戶的農業生產，有著豐富的農業生產實踐經驗，有強烈的求知欲，渴望成為指揮農業生產的內行。他對課堂知識有較強的理解能力，但他們因年齡偏大，記憶力不好，還承擔著繁重的家庭生存壓力和繁重的生產勞動，有的集家長、社長、村長一身，承擔基層工作的壓力，學習時間少。對這樣的學員則以結合生產實際，結合案例，講授重點，突破難點，自學與授課輔導相結全，確保工作學習兩不誤。
在崗的農業系統內的在職學員，因崗位工作的原因，對農業生產有一定的實踐經驗，因沒有系統地學習作物病蟲草鼠害診斷與防治方面的知識，在工作中遇到很多難題，有強烈的求知欲望，成為指揮農業生產的專家，但因崗位工作忙而時間相對緊張，要求學習知識系統而全面，不但要知其然，還要知其所以然。他們學到了知識，更要傳授給農民；工作中遇到的問題還要帶到課堂來，這對課堂教學要求更高。這樣的學員一定講深講透，提出問題就要解答。
2.3 研究學員的社會層次
學員的社會層次不同，學習目的不同，對教學的要求也不一樣，這在備課、授課上是有差異的。應屆初中生為主，中專學歷生為輔，由于年齡較輕的原因，沒有社會實踐，他們的目的性不強，講授知識要力求系統，加強操作實踐，真正全面系統掌握的課本知識，為他們今后的發展提供更大的空間。同時，還要教育他們學一行愛一行鉆一行的敬業精神，積極投身農業科技實踐。對于村社干部和留守農民、在崗的農業系統內的在職學員，他們的學習目的性強，從事的行業決定了需要這些知識來解決生產中的實際問題，思想活躍，接觸一線生產實踐多，帶來的問題多，我們要有能力、有耐心解決這些問題。
3 收集資料， 擴充展示教學的內容
教師教授的知識一是來源于已掌握的書本理論知識，二是來源于工作的實踐經驗的積累，三是來于現代網絡大量的信息資料的學習和收集。予人一杯水，自己必有一桶水。否則就是半壺響叮當，隨時有可能被學員掛在講臺上，同時也誤人寶貴的時間。因此，在熟悉教材的同時，必須努力學習，收集閱覽大量的相關書籍和資料、圖片。教材上的知識點是要教師去思考怎樣處理，用什么教法、教具來讓學員接受這點知識。這門課生產一線有大量的實物標本的、網絡上有豐富的圖片資料，就看你去怎樣收集，生活中有很多的案例，怎么去組織采用。這些教具、案例的使用，擴充了教材的內容，是教材的延伸。比如說要講昆蟲的形態特征，我先收集蝗蟲、蝴蝶、金龜子，螟蟲等成蟲、幼蟲各個蟲態，上課時就可以打開蝗蟲、蝴蝶、金龜子，螟蟲等成蟲圖片，讓學員了解這些就是昆蟲，再打開這些昆蟲的卵、幼蟲、蛹，了解每種昆蟲有不同的蟲態，使文字理論形象化，復雜的文字融化在圖片的介紹中，比較他們的形態，找它們的共同特點，讓學員掌握什么是昆蟲。再打開蝗蟲口器的圖片，介紹咀嚼式口器的構造，要求學員掌握口器的基本構造及其衍化，再從口器各部位的衍變特化，介紹刺吸式口器和其他口器類型，為防治害蟲選用藥劑作鋪墊，學員喜歡聽，聽得懂、記得住。
4 探究教學方法精心教學
4.1 課程的時間設計
成人學習一般以90分鐘計，時間分配以引入新課回顧占10%，授課占75%，結論占15%。
4.2 授課方法的應用
靈活采用不同的教學方法，盡量教、學互動。常用的教學方法有講課法、案例分析法、討論法、練習法，現場參觀方法等。教學的方法是否有效，決定培訓的效果，這門課的實踐性強，要求教師要會使用多媒體、有豐富的生產實踐經驗，上課內容結合生產，掛圖、多媒體展示的圖片內容緊聯本地產業，內容講解要聯系生產實際。教師備好了課，準備了大量的教學資料，怎樣去組織教學呢？這就是教學方法的問題，恰當的教學方法可事半功倍。比如昆蟲的趨性我利用討論法講了5分鐘，學員回顧生活中有夜蛾子撲燈、見過糖醋誘蛾、黃板誘蚜，有的做過枯把誘蟲產卵等，從而懂得了昆蟲的幾種趨性。對一些抽象的則以含義、重要性、如何進行（步驟1、2、3），全面結論的邏輯推理方法講解。合理地選擇應用教學資料，選擇恰當的教具如多媒體、圖片、實物標本，各種教學方法靈活交替。
4.3 教學內容的選擇
教材中的內容是針對全國各地的農業生產實際，涵蓋面廣，作為教師，要以本地農業生產所涉及的作物和病、蟲、草、害為重點，而不是簡單的照本宣課，要對學員的創業和崗位工作有實際的指導作用。對與當地產業關聯性不強的就略講或自學，對本地的傳統產業要多講，而且是增加內容講，重點產業的病蟲害要細講，講辯認，講區別，講發生發展規律和如何防治。
4.4 教師的講解要求
講解層次分明，吐詞清楚，快慢適中，要聲音宏亮、抑揚頓挫，風趣幽默，運用各種培訓技巧，提高課堂注意力，增強課堂掌控力，讓課堂教學生動有趣，學員輕松學習，快樂學習。
4.5 重視實踐課
這門課具有很強的操作性，安排適當的時間現場培訓，一定要對當地的主要病蟲草害鼠讓學員能辨認、用什么方法去防治及化學防治用哪些農藥，什么濃渡，怎樣配制，怎樣施藥及其農藥的安全使用，都要一個一個、一步一步地手把手地教，把技能學到手。
仿真科學與技術范文4
關鍵詞：全宇宙，最優探索方法，物質系統反設計，并行-云-系統仿真工程，有止境的科學探索
中圖分類號：N3文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）01（a）-0000-00
1. 引言
人類自然科學探索研究的最終目標是占領控制全部宇宙多維空間，并完全自由地應用全部宇宙物質[1-4]。為此，人類祖先與人類一直在探索宇宙物質中的無窮無盡的未知現象、無數的未解之謎，等等。所謂科學研究，是基于當時的物質環境、生存與發展條件與科學技術基礎，研究者采用全部可能的各種科技手段，來探索宇宙物質世界的全部未知的各種客觀現象及規律，希望探索出新發現，并且該新發現能夠經過各個學科在不同環境條件下的長期實踐檢驗，以及廣泛實際工程應用等，以確認新發現的正確性[2-3]。從人類科學技術研究發展史可以看到[5-14]，人類祖先對未知物質及特性的探索從零開始，不斷發展，自近代以來，人類的科學技術研究有了突飛猛進的、爆炸式的發展，但新的“未來科學問題”不斷呈現[10]。值得指出：人類的祖先（如原始人、猴子、.....、微生物、.....）一直在進行科學探索研究，否則，人類不可能可以不斷地生存、發展壯大而進化成今天的人類?？茖W探索研究并非（但包括）只是在實驗室中由科技工作者進行......。
值得注意：對全宇宙系統，人類最優的科學探索方法是什么？人類通過什么科學探索研究的技術方法，可以付出最小的代價并最盡快地實現人類自然探索的最終目標？
基于宇宙物質原始自然運行的統一數值算法與數值仿真過程[1]，考慮到在人類的潛意識中對宇宙物質的科學探索研究的最終目標，本文提出人類科學探索研究的最優科學探索技術方法是基于系統數值仿真而對全宇宙物質系統的反設計；同時文中分析了該全宇宙物質的系統反設計方法，結論是該系統反設計可以盡快實現人類科學探索研究的最終目標：占領、控制與自由地使用全部的多維宇宙空間與全部的各種物質；而人類傳統的自然探索研究方法需要人類付出無比巨大的代價、付出太長太長的時間才有可能（但不一定可以）實現人類科學探索研究的最終目標。因此，本文提出的科學探索全宇宙的最優的方法，可以回避掉人類傳統自然探索科學的嚴重缺陷。
2. 科學探索全宇宙系統的最優化方法問題的描述
在人類生存的多維空間與現有科技儲備條件下，現代人類對全宇宙系統的科學探索，需要尋找最優的探索方法 ，使得科學探索研究的成果與代價比 達到最大：
（1）
式中， --- 科學探索研究的成果； ---科學探索研究的代價比，包括付出的探索研究時間，人類生存的多位空間的損失； --- 科學探索研究的方法； 依次是時間、3維幾何空間，NS是指空間的維數（NS>4）。
同時，需要滿足以下約束條件：即人類的多維生存空間
（2）
即人類必須有足夠大的NS維生存空間，使人類不僅保持生存狀態，而且可以不斷進行相關的科學探索研究而發展壯大自己。
， 如果 （3）
式中， 是宇宙物質系統的根基底（即全宇宙物質構成及其運行過程與特性，該多維宇宙空間與物質的內部參數， ），是人類科學探索的最終目標； 是人類尋找宇宙物質系統的根基底過程中系統仿真（第k次迭代）產生的物質現象； 是（數字化的）人類積累的知識庫； 是可以接受的系統仿真誤差。
3. 全宇宙物質構成及運行過程與特性的數學模型
人類科學探索研究的對象是：完全徹底系統地、準確可靠地、高精度地掌握充滿在全宇宙多維空間中的物質構成及其運行過程與特性，該多維宇宙空間與物質的內部參數， 。因此，需要可以對全宇宙物質進行系統數值仿真，關于系統數值仿真的數學模型，即宇宙物質的構成、物質運行的統一基理及其運行過程的普適性數值算法[1]，現介紹如下：
3.1 宇宙物質的構成與運行過程
宇宙空間S是一個NS維的空間，其大小為： ，其中， Ai（i=1，2， ， NS）是第i維空間的大小（A1為時間，A2， A3， A4為三維幾何物理空間，…）。宇宙由一系列（共NMax種）物質基素（物質最底層的基本元素）及其轉變成的物質組合體構成，這些各物質基素單元與（各層次級別的各類）物質組合體之間，以及各層次級別的各類物質組合體之間，是在NS維空間中作不停的運動，并且相互不停地（分解與組合）轉變，該相互轉變如圖1所示，各層次級別的各類物質組合體的NS維運動過程如圖2所示，多維運動過程中物質體的邏輯關系如圖3所示，前面的眾多種類的大量現象是后面一個現象的條件，后面的一個現象是前面眾多個種類的大量現象共同協同對抗產生的結果。
宇宙物質的NS維對抗運行過程與形成的構成，遵循宇宙物質運行的統一基理，詳細運行過程的結果可由宇宙物質運行過程的普適性數值算法作數值仿真獲得。
3.2 宇宙物質運行過程的普適性數值算法
基于宇宙物質運行統一基理體系[2][3]，在一個NS維空間區域 中，宇宙物質運行統一的普適性數值算法 Universal為：
（4）
式中，宇宙物質普適性算法 Universal具有以下功能：輸入宇宙空間維數與大小以及充滿在其中的物質的基底參數，以及指定的一個宇宙子空間，等；經過 Universal的運行（即：全部宇宙物質的NS維對抗運行）。全部宇宙物質基素單元的NS維運動之后，輸出在NS維全宇宙空間中，表現為無窮無盡（巨大數量）的、奧妙無窮的、無奇不有的、……現象。
宇宙物質運行統一的普適性數值算法 Universal的具體詳細的數學描述，數值仿真的數學表達，全程計算步驟，數值仿真計算流程圖，等等，參見文獻[1]。
具體的輸入如下：
（1） 宇宙空間的維數為NS維。
（2） 各維宇宙空間大?。篈1為時間，A2， A3， A4為三維幾何空間，…，第NS維空間，構成NS維空間S。
（3） 宇宙物質基素信息：①在NS維空間全區域中，存在NMax種類（系列）的宇宙物質基素單元，各類具有不同的特征功能與數量，如第k類物質基素存在Nk，Max個單元（k=1，2， …， NMax）；②在宇宙空間全區域中總共存在 種類基素，全部種類基素單元總數 ；③內部參數： 是物質基素單元 的內部參數；④約束條件：各種類物質基素單元的內部參數約束函數 ；⑤各種類物質基素單元的功能運動方程 ，第k類物質基素，k=1，2， …， BMax，第i個物質基素單元；⑥物質基素控制量 ；⑦基素單元的性能指標 為追求掌控最大的NS維空間（及充滿在其中的全部物質）。
（4） 指定一個NS維子空間區域 。
具體的輸出如下（在全宇宙 維空間中）：
（1） 全部物質體的總體信息：①全部物質組合體級別的總數 。②全部物質組合體級別各種類的總數 。③全部各級別種類物質組合體的總數 。
（2） 各種物質體（基素單元與物質組合體）的詳細信息：①全部各種類物質基素單元的狀態 ，全部各級別種類物質組合體的狀態 [在NS維空間中的參數，如時間、三維空間、…，（包括相互之間的導數，即速度，等等）]。② 物質組合體運動方程。③（所導出的）該物質體的一序列的概念及概念性參數【如：約束條件（物質基素單元或組合體的狀態變量約束函數 、控制對策約束函數 、性能指標約束函數 ），運動方程，子性能指標，…】。④各種物質基素的不同單元、與各層次各種類的不同物質組合體的性能指標P= ，如物質體所占據的NS維空間，如（人類在不同條件下可以觀測到的）物質體形狀隨著NS維空間的變化，以及這形狀在不同條件下觀測到的結果不一樣，等等。⑤各種物質基素單元與物質組合體的控制量 。⑥ 是物質相互作用特性方程， 是（在該物質系統所在的 維宇宙空間 區域內）各級別各種類物質組合體對周圍物質（如對物質基素單元 ）的作用特性現象，如物質體的各種特性：各種作用力，如“萬有”引力、磁場力、電作用力、等等；物質體的形狀；…。⑦各物質體所在更高級別的一些物質組合體，以及該物質體的組成（由較低級別物質體，…，物質基素單元）。⑧各物質體在 維運動過程中的分解與重新組合。⑨不同級別層次、不同種類的眾多物質組合體分別采用各自的對策 追求各自的性能指標 達最優。
（3） 針對一個指定的 維子空間區域 ，存在的物質體，可觀察的現象信息：①總共存在 種類（系列）宇宙物質基素，各種基素分別存在 個單元；②在該子空間 中，所存在的物質組合體級別的總數 ，物質組合體級別各種類的總數 ，各級別種類物質組合體的總數 ，各種類物質基素單元的狀態 ，各級別種類物質組合體的狀態 ，等等。
4. 人類科學探索全宇宙物質系統的最優方法是：基于超大系統-云-并行數字仿真的系統反設計
科學探索研究的方法 起源于人類祖先發源的地球及其附近的多維空間，“優化計算”到現在， 的選取是非常規的、“非科學的無稽之談”，主要技術方法是超大系統數值仿真，最后獲得宇宙物質最底層的基素時，再進行實物物理實驗作驗證，宇宙物質反設計的流程如圖4所示。
人類探索到宇宙物質的最底層的基素及其各種特性，可以直接接近基素單元法：宇宙物質基底的系統反設計數值仿真方案，宇宙物質的系統反設計數值仿真優化計算方法與步驟是：
第0步：整理人類長期探索宇宙物質所積累的巨大的、全部各種類學科領域中所知的全部現象、概念、原理等知識庫 ，將該巨大知識庫 全面系統地整理成數字化表達；
第1步：猜想而設立宇宙物質基素單元及其內部特性參數、運動方程等的初始方案 ，（k=0）；
第2步：采用 與宇宙物質的數學模型，進行超大系統-云-并行數值仿真，生成不同層次、不同種類、數量巨大的物質及其運動現象，該仿真結果 以數字化形式表達；
第3步：將仿真結果 與巨大知識庫 進行比較，并計算比較誤差，如果比較誤差很大（不可接受），則進入以下第4步，否則（即仿真計算誤差可以接受）進入以下第5步，這里指出，采用系統數值仿真方法進行宇宙物質系統的反設計仿真，如圖3中從宇宙物質基底人類可以理解的現象的過程中，反設計仿真不考慮中間仿真結果（即物質結構及其運行的現象等）是否正確，而只考慮人類已經積累的膨大的知識庫（即與該知識庫作與比較，如圖4所示）；
第4步：基于系統仿真結果誤差，迭代修改物質基素單元及其運動方程的方案 ，再轉入第2步；
第5步：已經獲得最優的宇宙物質的系統反設計數值仿真結果 ，進行物理實驗，作最終的驗證。
基于本文提出的宇宙物質基素、宇宙物質運行的統一基理與物質自然運行的普適性數值算法，以及人類長期探索宇宙物質所積累的巨大的學科原理等知識庫（這些即是宇宙物質的系統數值仿真反設計的條件），采用圖4所示的宇宙物質反設計方法，經過超大規模系統并行-云-仿真計算，直接探索發現宇宙物質的最底層的基素及其內部特性參數、運動方程等。最后進行物理實驗，驗證在反設計過程中生成的且人類無法想象猜測的物質現象：物質的組成結構、在宇宙的分布、各種物質形式、層次種類、各種類物質運動現象及其規律，等等，進行最終的驗證。
5. 超大系統數字仿真進行全宇宙物質系統反設計的優點
宇宙物質的反設計的系統并行-云仿真研究方案與人類傳統的傳統自然探索科學方法相比，人類傳統的自然探索科學方法不是探索全宇宙系統基底的最優科學探索方法[1-4]，而采用超大系統數字仿真避免了歷時上億年的人類傳統自然探索科學方法的缺陷，是現在最優的方案，體現在：
5.1 全局大范圍進行宇宙物質的尋根探索，所付出的成本代價很小，探索研究的速度很快
宇宙物質系統基底探索所需付出的代價很小，主要需要數以千計萬計的計算機進行超大系統-云-并行數字仿真，以及各個專業的研發人員等將人類積累的知識庫數值化；如果采用傳統科學探索方法，只是從人類自身生存環境出發，“摸著石頭過河”，想盡一切辦法“獲得一個歷史性驚人重大突破的新發現，再更深入探索多步”地靠近宇宙物質系統基底，所付出的成本代價太大太大……太大。
顯然，“一步一批物理實驗室”將付出巨大巨大的代價，付出太長太長的時間，即 太大；而采用全宇宙物質系統的全局最高精度數值仿真反設計，需要成千上萬臺計算機與各個專業的研發者，這些成本代價是很微小，系統數值仿真幾年就可能出一些結果，探索研究的速度是“快的離譜”，即 。避免了“人類沿著傳統科學研究路徑進行下去，人類可能不能滿足約束條件（2）式”。
另外，由宇宙物質系統仿真產生的因果關系邏輯圖（如文獻[1]中圖3）可知，采用物質反設計系統數值仿真方法可以“胡思亂想地”、“答非所問地”、……“不符合邏輯地”、“偷換概念地”假設宇宙物質的最底層根基 ，存在一定的可能性探索到全宇宙物質基底。
5.2 全局大范圍進行宇宙物質的尋根探索，效率極高，探索不是無止境的，可行性很強：人類已經到了結束宇宙無窮無盡探索的沖刺階段
傳統自然探索科學尋找宇宙物質基底過程中，付出無比巨大的多維代價，經過“無窮無盡的”探索，取得了大量的“歷史性、驚人的重大新發現”等時，才探索向前走了一小步，并且大量的“一小步”在全局中都可能是無效的。與人類傳統自然探索科學方法相比，宇宙物質的反設計系統仿真過程中將出現“無窮無盡的”、“無奇不有的”、“不符合科學原理的”、“不合邏輯的”、“不可思議不可想象的”、……、“可以想象的”、“符合科學原理的”現象，因此，這個超大規模系統-云-并行數字仿真是效率極高的，探索不是無止境的；同時實現該宇宙物質的反設計，所需的人力、物力等并不多，是可行性很強的，因此，全局大范圍進行宇宙物質的尋根探索，宇宙物質的反設計系統仿真研究方案是一個可行的方案。
因此，基于超大規模系統-云-并行數字仿真的宇宙物質反設計系統仿真研究方法，是全局大范圍進行宇宙物質的尋根探索的全局最優的方法 ，將獲得最優效果 ，并能夠容易滿足約束條件（2）與（3）式。
總之，基于現代人類計算機技術，人類積累的知識庫以及宇宙物質的反設計方法，人類現在已經到了尋找到宇宙物質基底的時候了，即人類已經到了結束宇宙無窮無盡探索的沖刺階段。
6. 采用超大系統數字仿真進行科學探索全宇宙系統時存在的問題
6.1 可能還需要更多的宇宙物質的反設計的標本，有可能得出的一些結果，現代科學不能解釋
在宇宙物質的反設計系統仿真過程中將出現“無窮無盡的”、“無奇不有的”、……、“符合科學原理的”現象 ，在這些無數的多維現象中，如果可以尋找到一群現象與人類積累的知識庫 完全重合，這就可能是反設計的系統仿真成功（即滿足約束條件（3）式）；如果可以尋找到一群現象 與人類積累的知識庫 基本重合，即一些是完全重合，另一些是現代科學不能解釋，這可能是反設計的系統仿真成功嗎？是否一定要等待現代科學探索到這些不能解釋現象與規律，才能說明反設計的系統仿真成功了，而現代科學探索到這些現象與規律，是要付出太長的時間與太大的代價 等。
6.2 宇宙物質的反設計是超大系統-云-并行數字仿真，數字仿真量太大-太大-…-太大
宇宙物質的反設計是超大系統-云-并行數字仿真，一個系統仿真反設計組就需要成千上萬臺計算機來進行，即使是很多系統仿真反設計組同時來進行宇宙物質系統的反設計，也不一定會很快反設計成功，數字仿真量太大-太大-…-太大，但在這個宇宙物質的反設計的超大系統-云-并行數字仿真過程中，探索是有止境的，有待我們去嘗試。
7. 結論
基于人類科學研究的歷史與現狀，以及宇宙物質結構組成及其運行的統一基理，基于超大規模系統-云-并行數字仿真，本文給出了全宇宙物質系統反設計的數值仿真算法（包括仿真步驟以及流程圖），通過與人類自然探索科學發展歷史與現狀的比較分析，認為該基于并行-云-數字系統仿真的全宇宙物質系統反設計數值仿真算法是科學探索全宇宙物質系統基底的最優方法，是全宇宙中第一優工程。
該基于超大規模系統-云-并行數字仿真而進行全宇宙物質系統基底反設計，其優越性主要體現在：①探索速度很快，超大規模系統-云-并行數字仿真幾年內就可以獲得一些不太正確的（臨時迭代）宇宙物質系統基底仿真結果，以供系統仿真反設計迭代；②宇宙物質系統基底的探索效率很高，科學探索不是無止境的，雖然反設計迭代過程中的臨時迭代結果不對，但人類無法想象與猜測的、現代最先進設備無法觀測的物質也可能被仿真出來，避免了人類上億年形成的人類特色自然探索方法的缺陷；③宇宙物質系統基底探索所需付出的代價很小，主要需要數以千計萬計的計算機，以及各個專業的研發人員等，明顯優越于人類傳統自然科學探索方法，即可以想象到的就可不擇手段地探索，并且“一步一批實驗室”，因而，全宇宙物質反設計是探索全宇宙系統基底的最優科學探索方法。
因此，未來人類科學探索研究的發展方向，是進行宇宙物質基底系統反設計的云-并行數字仿真。建議人類未來的科學探索研究的技術與方法是：基于我們人類長期科學研究取得并積累的巨大而臨時有效的因果關系知識庫，以及宇宙物質構造組成及其原始物質運行的普適性數值算法，進行宇宙物質基底的系統反設計，尋找到宇宙物質的最根基要素，即實現人類科學探索研究的最終目標：占領、控制與自由地使用全部的多維宇宙空間與全部各種物質；不需要任何科學探索，不需要任何科技創新。
人類已經到了結束在宇宙中進行無窮無盡探索的沖刺階段，該宇宙探索的沖刺階段是全宇宙物質系統反設計，這是人類針對全宇宙的第一優工程。
參考文獻
[1]南英，丁全心，陳哨東，等，基于自然數值算法的眾多飛行器軌跡一體化全局優化設計，中國科學：技術科學，2013，43（6）： 636 ～ 659
[2]Nan Ying， Methodologies on Scientific Researches： An Overview and Future Direction， International Journal of Engineering & Technology， Dec. 2013， Vol：13 No：06.
[3]南英，人類特色的科學探索研究：總結與未來方向，科技縱覽，2014，No：184：88～100.
[4]Nan Ying， Methodologies on Scientific Researches： Traditional Nature Sciences Are Unoptimizable Methodologies to Explore Whole Universe， International Journal of Scientific and Statistical Computing， 2014， Vol：5， ISSUE 1.
[5]Andrew Robinson， The Scientists - An Epic of Discovery， Thames and Hudson， 2012
[6]Michael Frieldman， History and Philosophy of Science in A New Key[J]， ISIS， Vol 99， March 2008： 125-134
[7]宋健，中國科學技術回顧與展望，中國科學技術出版社，2003年12月
[8]路甬祥，中國近現代科學的回顧與展望，自然科學史研究，第21卷，第3期，2002年： 193-209
[9]王鴻生，世界科學技術史，中國人民大學出版社，2003年8月
[10]What we don't know： 125 questions， Science Vol.309， No.5731， 1 July 2005， pp.75-102
[11]Biju Dharmapalan， Scientific Research Methodology， Alpha Science International Limited ， 2012
[12]欒玉廣，自然科學技術研究方法，中國科學技術大學出版社，2010年9月
仿真科學與技術范文5
該項目側重于研究如何利用視覺、聽覺、嗅覺，使虛擬仿真技術更加逼真，并擁有更高的質量與更出色的功能。項目將為制造業提供創新、一流的仿真工具與流程，為工程師配備性能更加出色的計算機，提供更加直觀的設計效果。舉例來講，此類研發將助力汽車制造商如捷豹路虎，更高效完成復雜的汽車項目。虛擬仿真技術減少了制造商在生產過程中對于實體原型的依賴，為產品開發過程縮減了成本，并極大有助于環境保護。五項學術科研的啟動，標志著英國 20年戰略計劃已開啟第一階段，該計劃有助于加快英國將虛擬仿真技術推向世界前沿的步伐。
捷豹路虎工程總監Bob Joyce表示：“我們在新車型的設計、制造和測試階段，早已廣泛應用虛擬技術，但我們熱切需要虛擬仿真能力的不斷提升，并期望能為汽車產品開發定制虛擬技術。我們希望以更加逼真的視覺、聽覺甚至嗅覺效果，不斷優化虛擬駕乘體驗。項目也將極大有益于整車、系統及零部件方面日趨復雜的分析工作。不僅如此，先進的虛擬仿真技術還將優化計算機功能，以深度挖掘更多、更復雜的數據。捷豹路虎堅信，在工業創新方面，英國會始終在全球保持強大的競爭力。”
該項目的者Cable博士表示：“擁有像捷豹路虎這種世界頂尖公司以及世界一流大學的鼎力支持，英國將有望在未來成為促進創新、發展高科技的引領者。此次投資將促進英國制造業的發展，并助力英國提升全球競爭力，這是對英國政府工業戰略的全面支持。”
該五項科研項目是英國仿真創新項目（PSI）的重要部分。仿真創新項目將在未來五年中，分為兩個階段進行，由捷豹路虎（出資400萬英鎊）、英國工程和自然科學研究理事會（出資400萬英鎊）、拉夫堡大學、利茲大學、劍橋大學和華威大學制造工程學院（四所大學共出資200萬英鎊）共同支持完成。
項目包括：
車輛復雜系統分析
多物理場與多功能仿真
模擬駕駛
高性能計算與仿真知識調研歸納
可視化與虛擬體驗
英國工程和自然科學研究理事會首席執行官David Delpy教授表示：“這是一次完美的合作，這種企業與學術機構的緊密協作會將技術、工業推向極致。作為創新科研的支持者，我們將繼續與捷豹路虎攜手并肩，共同致力于工業領域的長遠發展，并呼吁業界同儕互相監督，共同進步?！?/p>
TIPS：英國工程和自然科學研究理事會
仿真科學與技術范文6
關鍵詞：虛擬仿真技術；電氣工程類專業；應用
0引言
在電氣工程類專業中運用虛擬仿真技術，不僅可以讓學生全面詳細了解電力工程的運行以及相關的專業知識，同時還能保證師生的安全[1]。筆者結合自身的工作經驗，就虛擬仿真技術在電氣工程類專業中的應用談一談自己的看法。
1虛擬仿真技術在電氣工程類專業中應用的重要意義
1.1實現資源的有效共享
虛擬仿真技術是一項基于互聯網基礎上的信息技術，在電氣工程類專業教學中運用虛擬仿真技術，可以為學生在任何地點和任何時間進行實驗提供相應的條件。與此同時，在電氣工程類專業教學中運用虛擬仿真技術，還可以開放優秀的實驗教學資源，給社區、企業以及兄弟院校等提供教學服務，從而實現資源的有效共享。
1.2實現不可逆以及不可及過程
電氣工程類專業的實驗教學面臨著強電的威脅，很多實驗必須要在極端或者高危的環境下才能完成，操作過程也是不可及或者不可逆的，對學生相關技能的訓練需要高消耗和高成本，不僅危險而且能夠被學生掌握和吸收的知識和技能少之又少。但是如果在電氣類專業教學中運用虛擬仿真技術，就可以有效改觀這一局面，虛擬仿真技術可以為電氣工程類專業教學提供經濟、安全、可靠的實驗手段，既能消除強電威脅，又能促進學生把握和吸收相關專業知識。譬如，在高電壓虛擬仿真實驗當中，學生可以近距離觀察高壓放電的情景，還可以反復觀看[2]。
1.3教學環節更加靈活
在電氣工程類專業教學中運用虛擬仿真技術，學生可以按照自己的學習能力和學習需求靈活選擇實驗內容。同時，學生還可以隨著學習進度的變化回顧以前的學習內容，或者跨越教學層次進行提升。在這種虛擬化的教學情境之中，學生真正掌握了學習的自，不僅得到更多創新實踐和接觸專業實驗的機會，學習興趣和學習積極性也得到有效的提升。教學環節更具有靈活性，學生可以充分展現自己的才華。
2虛擬仿真技術在電氣工程類專業中應用策略
2.1轉變傳統教學思想，建立科學的教學目標
電氣工程類專業教師還要在此基礎上建立科學的教學目標，科學合理的教學目標能夠讓教學取得事半功倍的效果[3]。由于學生在興趣愛好、學習進度以及專業方向上等各個方面存在一定的差異，所以在學習過程中就需要不同的學習和實驗平臺，同時，這些平臺之間必須要有較強的聯系。尤其當教學資源出現學科交叉的時候，老師要按照系統構建、綜合設計、理論應用三個層次構建虛擬實驗教學平臺，將虛擬仿真技術的優勢充分發揮出來。例如，電氣工程類專業老師可以從基礎課程實驗、綜合實驗和生產練習這三個方面制定實驗教學綜合培養計劃?；A課程實驗主要包括專業的課程實驗和工程設計基礎訓練；綜合實驗主要包括課程設計和工程設計綜合訓練；生產實習主要有畢業設計和創新設計訓練。
2.2構建互通互融教學理念，完善課程教學體系
在電氣工程類專業中運用虛擬仿真技術，可以給老師的教學以及學生的學習提供安全的環境和可靠的保障。其課程教學體系可以細分為專業基礎課程實驗、工程設計基礎以及專業課程實驗。其中，專業基礎課程實驗還可以細分為專業基礎實驗和專業綜合實驗，專業課程實驗可以細分為綜合實驗和課程設計。老師需要根據教學目的和教學要求設計教學平臺的教學資源，在資源當中有效貫穿課程內容。同時，要以培養學生應用能力為目標建立教學層次，利用橫向連接的方式將不同平臺的教學資源有效結合起來。在注重因材施教、專業培養的同時要保證教學平臺之間互通互融，同時還要保證教學層次之間呈現出一個相互補充的狀態。在當前的教育形勢下，電氣工程類專業的老師要敢于打破學科專業的界限，建立一體化的教學理念，在此基礎上實現資源的有效共享和創新型人才的培養。
2.3以教學環節為導向，創建合理的實驗教學平臺
第一，創新與實踐訓練平臺。針對電氣工程類專業的教學特色，利用虛擬仿真技術結合“新型傳感器”、“工業自動化”、“機器人”、“航空航天”、“智能電網”等專業領域的先進技術建立虛擬化的仿真系統，從而加強學生對有關學科先進成果以及專業知識的理解。第二，專業綜合實驗教學平臺。該實驗平臺主要包括工程設計綜合訓練、綜合實驗、課程設計等集中的教學環節。利用虛擬仿真技術構建專業綜合實驗教學平臺，一切的不可能都會變成可能。虛擬仿真技術可以給學生創建一個近似真實的虛擬環境，從而實現對學生實踐技能的訓練，也能有效實現生產現場和實驗室的無縫對接。第三，基礎實驗教學平臺。創建該平臺主要是為了進行基礎知識教學，通過仿真技術對一些技術原理以及基礎科學進行驗證，讓學生能夠全面掌握基礎知識和相關技能。除此之外，虛擬仿真技術能夠打破時間和空間的限制，學生可以隨時隨地開展實驗，從而培養學生解決問題的能力和獨立思考的能力。
3結論
在電氣工程類專業中應用虛擬仿真技術，可以實現資源的有效共享，讓教學環節變得更加靈活，同時還能讓一些不可能的實驗轉化為可能實現的實驗。電氣工程類專業教師要重視虛擬仿真技術，首先要轉變傳統教學思想，建立科學的教學目標，其次要構建互通互融教學理念，完善課程教學體系，最后要以教學環節為導向，創建合理的實驗教學平臺，將虛擬仿真技術的價值和功能最大限度發揮出來。
參考文獻
[1]黃文力,苗滿香.電氣工程及其自動化專業課程體系的改革[J].鄭州航空工業管理學院學報(社會科學版).2011(04)：32-33.
