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虛擬仿真技術優點范文1
關鍵詞：仿真 計算機仿真 計算機仿真技術
一、引言
仿真是對現實系統的某一層次抽象屬性的模仿，人們利用這樣的模型進行試驗，從中得到所需的信息，然后幫助人們對現實世界中某一層次的問題做出決策。計算機仿真就是建立系統模型的仿真模型進而在電子計算機上對該仿真模型進行模擬實驗的研究過程。計算機仿真技術即以計算機仿真為手段，通過仿真模型模擬實際系統的運動來認識其規律的一種研究方法，也稱計算機仿真方法。在科技飛速發展的今天，它已經成為控制系統分析、研究、設計不可缺少的重要工具。
二、計算機仿真技術的特點
1.模型參數可根據要求任意調整、修改和補充。人們可以得到各種可能的仿真效果，為進一步完善研究方案提供了可能。與傳統的實物實驗相比，具有運行費用低、無風險、方便靈活等優點。
2.系統模型求解快速。運用計算機仿真，能夠在較短的時間內得出仿真運算的結果，為生產實踐提供最及時的指導。
3.仿真運算結果可靠、準確。在機器沒有故障的前提下，只要系統模型、仿真模型、仿真程序科學合理，那么計算機的運算結果是準確無誤的。
4.實物、實時仿真直觀、逼真。這一特點使它在一些復雜工程系統中例如核電、航天等領域得到了廣泛應用。
傳統的仿真技術是一個迭代過程，即針對實際系統某一層次的特性（過程），抽象出一個模型，然后假設態勢（輸入），進行試驗，由試驗者判讀輸出結果和驗證模型，根據判斷的情況反復修改模型和有關的參數，不僅效率低，也存在環境、安全等因素的限制，所以很難達到實驗者滿意的仿真效果。而計算機仿真技術是利用計算機科學和技術的成果建立被仿真的系統的模型，并在試驗條件下對模型進行動態實驗，它具有高效、安全、受環境條件的約束較少、可改變時間比例尺等優點，已成為分析、設計、運行、評價、培訓系統尤其是復雜系統的重要工具。
三、計算機仿真技術的研究現狀
計算機仿真技術的發展與計算機的發展是密不可分的。20世紀50年代的計算機仿真大部分是以電子模擬計算機為主機實現的，在部分特殊應用領域內也有以液壓機、氣壓機或阻抗網絡作為主要模擬設備的。由于電子模擬計算機的精度較差等缺點，從70年代初開始，數字模擬混合計算機仿真得到發展。從70年代末起，以數字機為主機的各種各樣的專用和通用計算機仿真得到了普及和推廣。轉貼于 由于高性能工作站、巨型機、小巨機、軟件技術和人工智能技術取得了引人矚目的進展，在80年代人們對智能化的計算機仿真寄予了希望，也在綜合集成數字仿真和模擬仿真優勢的基礎上，設計出了在更高層次上的數字模擬混合仿真技術，在一些特定的仿真領域內，這種智能計算機仿真和高層次的數字模擬計算機仿真都取得了令人鼓舞的結果。80年代初推出了一些仿真機，SYSTEM10和SYSTEM100就是這類仿真技術的代表。90年代又開始了交互式仿真和虛擬仿真的研究并取得了一定的成績。特別是近20年來，隨著系統工程與科學的迅速發展，計算機仿真技術也得到了蓬勃發展，已經從傳統的工程領域擴展到非工程領域，在社會經濟系統、環境生態系統、生物醫學系統、能源系統、教育培訓系統等得到了廣泛應用。
四、計算機仿真技術的展望
隨著計算機應用技術和網絡技術的發展，計算機仿真技術也在不斷地發展。未來的發展主要有兩個方向：
1.仿真技術的網絡化
眾所周知，現在已經開發研制出來的仿真系統有很多，它們不能互相兼容，可移植性差，實現共享困難，與開發的高成本、低效率、長時間不成正比，更不能充分加以利用。要想解決這些問題，首先要解決的是采用兼容性好的計算機語言來編寫仿真系統，其次是采用網絡化技術實現仿真系統的共享。尤其是后者，在將來的仿真系統開發中具有重要的意義。實現仿真系統的網絡共享，不但可以在一定程度上避免不必要的社會資源的浪費，而且可以通過適當的收費來彌補開發成本的不足。
2.仿真技術的虛擬制造
計算機仿真技術發展的另一個大方向是在虛擬制造技術領域的深入應用。虛擬制造技術是20世紀90年展起來的一種先進的制造技術，它利用計算機仿真技術和虛擬現實技術的結合，在計算機上實現了從產品設計到產品出廠以及企業各級過程的管理與控制。這使得制造技術不再主要依靠經驗，便可實現對制造的全方位預測，為機械制造領域開辟了一個廣闊的新天地。
參考文獻
[1] 王中鮮 MATLAB建模與仿真應用.機械工業出版社，2010。
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Abstract: In the actual teaching of project cost, if take the simulation technology in engineering cost course to construct the three-dimensional panoramic display of highways, bridges and tunnels in civil engineering, we can freely control the viewing angle and picture zoom, with real pictures, the effect is direct and can improve the effect of learning. This paper, taking the tunnel project as an example, talks about the applications of simulation technology in engineering cost courses.
關鍵詞：三維空間結構；模擬仿真技術；課程教學；應用
Key words: three-dimensional structure；simulation technology；teaching；application
中圖分類號：G42文獻標識碼：A文章編號：1006-4311（2011）05-0161-02
1工程造價課程的發展瓶頸
在實際的工程造價課程教學中，學生由于缺乏空間想象，對工程結構沒有感性認識，無法理解抽象的理論，給教師教學及學生學習帶來了瓶頸。因此，我們希望通過虛擬仿真系統來解決傳統工程造價教學中存在的種種弊端。在教學中使用仿真技術，可以充分調動學習者的感覺和思維器官，使所觀察的事物栩栩如生地展現在面前，任學習者正面、側面、反面仔細觀察仿真技術的發展被認為是解決傳統工程造價教學瓶頸的一把利器。
本文正是從當前工程造價教學的基本情況以及教學難點出發，將仿真技術引入到開發工程造價教學軟件的過程中。本研究選擇隧道工程作為研究的案例，通過利用目前比較成熟的計算機模擬仿真技術，為老師和學生提供一個模型展示平臺。
2模擬仿真技術的應用的效果
模擬是指用一個數據處理系統，來全部或部分地模仿某一數據處理系統，使得模仿的系統能像被模仿的系統一樣接受同樣的數據，執行同樣的程序，獲得同樣的結果。有時也簡稱為仿真，是用模型（物理模型或數學模型）來模仿實際系統，代替實際系統進行實驗和研究，是產品設計和制造中的常用技術手段。
從國內外職業教育專業信息化可以看出，模擬仿真技術具有先進、便捷、安全等優點，仿真教學系統向工程類職業學校提供了培訓學生的高技術工具，將專業課程和實習環節相結合，培養學生了解生產操作、熟悉生產原理的能力，提高了學生動手操作的興趣與水平。以較少的投入滿足了學生的實踐需要。許多專業課程由于受到設備、場地和經費等條件的限制，可以選擇采用模擬仿真技術。但模擬仿真技術應用于工程造價課程教學實踐的研究很少，可參考的研究成果幾乎沒有。
3研究方法
3.1 文獻研究法在研究中，通過對多種學習資料的閱讀、分析，了解到了當前研究的發展狀況，為論文的撰寫奠定了必要的理論基礎。
3.2 個案研究法在研究中，通過具體的案例，對工程造價教學進行研究，發現問題、解決問題、優化教學策略，設計教學軟件開發方案，最終完成系統的設計與開發。（圖1）
4模擬仿真技術在造價教學中的應用
重點是構建土木工程中公路、橋梁、隧道的立體全景展示。在三維仿真動畫展示過程中，可自由控制觀看角度及畫面縮放，配合實景照片，效果直觀。施工流程部分以簡單的工程施工3D動畫，配以實景圖片及施工工藝文本說明，使學生能更直觀地了解工程施工的流程步驟。公路、橋梁、隧道的分解結構模塊通過點擊結構圖中的交互熱點，顯示該局部結構的名稱、所在位置以及該結構的詳細說明窗口，其中包含局部結構3d展示、工程量復核、定額、工程圖紙。為了滿足課堂教學的需要，支持文本和圖紙的縮放、自由拖動功能，以增強課堂教學實際效果。人性化的人機交互界面及流程分類設計，學生在課余時間也能通過簡單直觀的軟件操作進行學習。選題立足于公路工程造價專業，重點在于利用該模擬仿真技術將造價及工程量復核等內容更加形象地展示出來，使課程的實效性更強（表1）。
5隧道工程案例
在傳統課程教學中，教師都會按照既定的教學過程來實施教學活動，那么在仿真公路系統中，學習者的學習活動應當如何開展？隧道模型概述為由以下幾個部分：
5.1 用戶界面呈現在工程仿真系統中，學習者必須是通過用戶界面與仿真系統進行交互。因此，構建和諧友好、方便操作、逼近工程實體虛擬系統要解決的首要問題。仿真系統的真實性可以豐富學習者在虛擬情境中的體驗，方便性主要表現在學習中按照學習者的進度，適時的為其提出指導性建議（圖2）。
5.2 仿真情景設計仿真系統要依據學習者的經驗、知識背景及需求，呈現具體的公路工程、橋梁工程、隧道工程等信息。設計工程實例，仿真場景和工程對象，通過情境設計，以激發學習者的興趣（圖3）。
5.3 工程造價數據分析通過仿真系統的現象觀察，具體進行工程造價結果的分析，處理工程數據，并根據反饋信息及時調整策略，這有助于提高學習者對造價編制過程的反應能力以及對因果關系的敏感性。該過程中須關注在工程內容的一致性、工程過程的交互性等問題（圖4）。
6實用價值和重要的現實意義
6.1 課件制作方法的探索使用直觀的設計方法取代繁瑣的傳統編程式的課件制作，老師把更多精力放在課程本身的教學設計上，只需根據實際教學需求，設計課件，向學生展示工程結構；體現新一代課件的廣闊應用前景。
6.2 促進學生探索性的學習現在的教學所采用的方法比較單一，學生在上課中往往很被動，面對各種各樣的公路、橋梁、擋土墻，結構物感覺一片茫然，老師怎么說，學生就照著怎么做。很多時候上課只停留在不動腦的機械勞動階段，達不到提高學生動手能力的目的，這樣的知識傳遞過程較為單調，效果也不明顯。在仿真平臺上，學生可以擺脫了原有模型設備條件的約束,在更形象的知識領域內自主探索，促進了學生創新意識和創新能力的培養。
6.3 降低了各類開支費用工程仿真系統降低了科研成本，節省研究經費，并能夠充分發揮現有計算機技術、,提高使用效率。
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【關鍵詞】虛擬仿真技術；建筑施工；信息化綜合化
1 虛擬仿真技術簡要論述
1.1 系統仿真技術的新發展
隨著計算機技術的普及和發展,在建筑工程施工中采用智能方法極大地促進了施工技術和管理水平的提高,從而推動著施工學科的不斷進步和發展。目前施工領域應用較成熟的軟件系統有:CAD 輔助設計技術、專家系統、智能管理系統、辦公自動化系統等,這些計算機技術的應用改造了傳統的施工方法和理論,帶來了新的理念。通過在建筑工程施工中引入虛擬技術的工程實踐證明,建筑工程施工應用虛擬技術已成為可能,用虛擬技術研究建筑工程施工,將創造極大的經濟性和促進技術的進步。虛擬現實技術綜合了計算機圖形技術、計算機仿真技術、傳感器技術、顯示技術等多種學科的優勢,為人機交互對話提供了更直接和真實的三維界面,并能在多維信息空間上創建一個虛擬信息環境,使用戶身臨其境。虛擬現實技術不但具有仿真技術的優點還能提供真實的環境效果,在許多應用領域取得飛速發展。國內外的土木工程界在“大壩安全在線監控系統”和建筑消防研究方面也有一些嘗試。仿真技術是對系統動態模型的一種實驗手段,在安全性和經濟性方面有較大的優越性,使其廣泛地被航空、航天、軍事、電力、交通等行業采用,在化工、煤炭、冶金等方面也有較好應用。
1.2 虛擬現實技術的前沿性問題
虛擬仿真技術能否在建筑工程施工領域得以推廣和應用取決于計算機硬件和仿真軟件本身的發展方面。目前應用虛擬仿真施工系統存在以下問題:第一，虛擬仿真系統開發和應用要求的硬件平臺較高,需要在較高的專用工作站或實驗室上進行,企業自行開發系統時,要建造專用虛擬實驗室,購買國外進口設備和軟件,這需投入一定的資金和人力。另外系統的演示受設備的限制,移動不方便。第二，在對單項工程進行開發時,需從國外進口VR 軟件平臺。由于虛擬仿真系統在工程施工中集成型軟件幾乎沒有,再加上工程施工中影響因素較多,客觀上造成開發一個項目所需成本較高,努力開發出一套面向建筑工程施工的專用集成型軟件系統,為單項工程的開發提供一個方便的開發平臺(模塊) 是重要的前提。開發骨干,會增加施工企業的開支。
1.3 系統仿真技術與虛擬現實技術的結合
目前,我國一些大型建筑企業集團建立了自己的設計研究院,這為施工企業的技術人才培養和蓄納創造了條件。我國施工企業的工程技術人員已具有一定的軟件研發能力和應用水平,省、市級建筑施工集團已成為開發和應用施工定額軟件、施工管理軟件的主力。高等院校和科研機構也積極開發各種工程施工中所需的計算機輔助設計軟件,另外在工程實踐方面對計算機的工藝集成控制技術也有不少探索和應用,并取得了豐碩的成果。整個施工學科領域應用計算機輔助軟件正逐步形成,完成完整的、適用的人工智能方法研究和實際推廣已具備可能性。仿真技術的應用使仿真軟件取得了飛速發展,新的并行計算方法、新的仿真平臺和編程技術使其具有更好的可擴展性,因而能被更多的領域所使用。
2 虛擬仿真技術在建筑施工中的應用
2.1 虛擬建造技術的現實意義
使用虛擬現實技術對施工過程進行模擬,在施工前了解各種構件在實際結構中的相對位置及相互關系,實驗多種施工方法,計算相應工況應力,對方案進行優化,這對以下幾方面將產生重大意義。建筑工程施工方案的選擇和優化建筑工程施工的施工方法及施工組織的選擇和優化主要是建立在施工經驗的基礎上,存在一定局限性。同時,現代建筑基本都具有鮮明的個性,建筑工程施工成為不可完全重復的過程。使用施工虛擬仿真技術將可以直觀、科學地展示不同施工方法和施工組織措施的效果,可以定量地完成方案的對比,有助于施工方案的選擇和優化,真正實現最優施工。施工技術革新和新技術引入施工虛擬仿真技術一方面能使廣大施工技術人員低成本地試驗施工新工藝和革新思路,有助于創造性的充分發揮,同時能真切展示新技術的成效,縮短建筑業新技術的引入期和推廣期,降低新技術、新工藝的實驗風險。施工管理施工虛擬仿真技術能事先模擬施工全過程,能提前發現施工管理中質量、安全等方面存在的隱患,因而可以采取有效的預防和強化措施,提高工程施工質量和施工現場管理效果。
2.2 三維動畫技術在建筑施工領域的應用
建筑施工全程虛擬是在現實建筑工程施工之前技術對施工全過程的各環節進行模擬真實展示和體驗施工各階段預期結果并應用系統軟件適時調整施工變更或偏差#實現施工方案決策優化施工全程，虛擬技術的首要功能是虛擬預演即從待施工的建筑造型設計結構施工方案施工場地及施工組織設計施工關鍵技術，設計建筑施工各階段控制過程中有關信息的集成管理，直至建筑工程竣工驗收全過程進行虛擬預演將虛擬施工過程真實呈現于施工方及管理人員，虛擬施工環境下的全方位仿真可準確預演實際施工過程及其結果，它與傳統實際建造施工過程相比，可提前發現施工方案設計中的缺陷和施工過程中可能發生的質量和安全問題，縮短施工工期更便于施工方案的監控與調整技術的另一突出功能是反演決策即在虛擬施工環境中，通過時間反演改變參數設置使施工過程與結果可根據業主要求及施工組織設計需要進行適時調整由于參數選擇的不同可建立多樣化施工比較方案根據實際情況選擇最優方案。
3 建筑施工領域引人虛擬技術的發展趨勢
建立在計算機應用基礎上的虛擬現實技術可以模擬現有的事實或即將實施的工程。在三維世界中，計算機用戶依靠虛擬技術去認知虛擬的工程，諸如開燈或關燈、駕駛汽車、搬運物體等，為達到這樣的目的，視頻、音頻、三維模型等組成部分經過整合才能產生真實感。虛擬技術起源于美國的飛機模擬器，1989 年,美國VPL Research 公司的奠基人Jaron Lanier提出了Virtual Reality一詞,用以統一表述當前紛紛涌現的各種借助計算機技術及最新研制的傳感裝置所創建的一種嶄新的模擬環境的概念,目前大家都稱它為虛擬現實。虛擬現實是利用計算機技術生成一個逼真的, 具有視、聽、觸、嗅、味等多種感知的虛擬環境,置身于該環境中的人可以通過各種傳感交互設備與這一虛構的現實進行相互作用, 達到彼此交替更迭、融為一體的程度。虛擬現實系統由五個關鍵部分構成：虛擬世界、虛擬現實軟件、計算機、輸入設備和輸出設備。虛擬現實技術是八十年代末出現，并迅速成為科學界和工程界關注的熱點，它匯集了計算機圖形學、計算機仿真技術、人機接口技術、傳感技術、多媒體技術、人工智能技術和人的行為研究等多項技術，虛擬現實技術是這些技術高層次的集成和滲透,它給用戶以逼真的體驗,為人們探索宏觀世界和微觀世界中由于種種原因不便直接觀察的事物運動變化規律,提供了極大的便利。
4 結論
使用虛擬現實技術對施工過程進行模擬,在施工前了解各種構件在實際結構中的相對位置及相互關系,實驗多種施工方法,計算相應工況應力,對方案進行優化這對建筑施工技術性的發展將產生重大意義。
參考文獻:
[1]張希黔,張利. 虛擬仿真技術在建筑工程施工中的應用現狀和展望[J] . 施工技術,2001 ,30 (8) .
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[關鍵詞]計算機仿真電子商務仿真
電子商務作為一個新興領域,各個院校在電子商務專業建設中,培養目標和課程體系不是完全統一，因此側重點是不同的。普遍存在的問題是重理論而輕實踐的現象非常嚴重,不利于電子商務人才地培養。原因很簡單，就是實踐的電子商務平臺很難搭建，應用仿真技術可以解決這一問題。利用計算機技術、網絡技術等現代信息技術從事商務活動,突出學生的動手能力,培養融IT與商務于一身的高素質復合型人才。
隨著互聯網的全面普及，基于互聯網的電子商務也應運而生，并在近年來獲得了巨大的發展，成為一種全新的商務模式，被許多經濟專家認為是新的經濟增長點。這種電子商務模式對管理水平、信息傳遞技術都提出了更高的要求，其中安全體系的構建又顯得尤為重要。如何建立一個安全、便捷的電于商務應用環境，對信息提供足夠的保護，是商家和用戶都十分關注的話題。
一、概述
計算機仿真技術可以為學生提供虛擬的仿真情境,為學生創設一種開放的、主動的、發現式的探索式的學習環境,發展學生的高級思維能力和問題解決能力,從而通過對該情境的操縱、觀察和思考得出合理的結論。計算機仿真可以在很大程度上激發學生的高水平思維活動,讓學生通過反省性的、高水平的思維活動來建構深層的、靈活的、真正的知識,近幾年,計算機模擬教學在國內外的電子商務課程中屢見不鮮,但仿真教學在計算機教學中的應用、尤其是在計算機網絡課程中的應用還處于探索研究的階段,將計算機模擬應用于教學活動中,往往能夠收到事半功倍的效果。
電子商務引起人們的普遍關注，細說起來也不過是最近幾年的事情。電子商務網絡仿真實驗室可以提供一個真實的環境,在這個環境中,學生可以模擬電子商務的各種活動。因此,電子商務網絡仿真實驗室具有可操作性、仿真性及適應性強的特點?？刹僮餍?是指電子商務網絡仿真實驗室中的計算機所需軟件;仿真性,是指學生在電子商網絡實驗室的計算機上安裝了相關軟件后,能夠模擬IT環境,進行各種電子商務活動等;適應性強,是指電子商務網絡仿真實驗室能夠成為與電子商務相關的多門課程的實習實訓基地。在電子商務網絡仿真實驗室,學生可以學習基本的電子商務網站的建設流程。
二、計算機仿真技術
計算機仿真技術(computer?simulation?technology)是利用計算機科學和技術的成果建立被仿真系統的模型，并在某些實驗條件下對模型進行動態實驗的一門綜合性技術。它具有高效、安全、受環境條件的約束較少、可改變時間比例尺等優點，已成為分析、設計、運行、評價、培訓系統（尤其是復雜系統）的重要工具。計算機仿真，是在研究系統過程中，根據形式性原理，利用計算機來逼真模仿研究對象。研究對象可以是真實的系統，也可以是設想中的系統。傳統的仿真方法是一個迭代過程，即針對實際系統某一層次的特性（過程），抽象出一個模型，然后假設態勢（輸入），進行試驗，由試驗者判讀輸出結果和驗證模型，根據判斷的情況來修改模型和有關的參數。在沒有計算機以前，仿真都是利用實物或者它的模型來進行研究的，這種方法的優點是直接、形象、易信，但模型受限、容易破壞、難以重用。而計算機仿真是將研究對象進行數學描述，建模編程，且在計算機上運行實現。它不怕破壞、容易修改、可重用。因此在現代化生產建設中得到了廣泛的采用。并取得了豐碩的成果，帶來了可觀的經濟效益。
計算機仿真技術的核心是按系統工程原理建立真實系統的計算機仿真模型，然后利用模型代替真實系統在計算機上進行實驗和研究。由于近年來信息技術的發展特別是高性能海量并行處理技術，可視化技術，分布處理技術，多媒體技術，虛擬現實技術的發展，使得建立人——機——環境一體化的分布的多維信息交互的仿真模型和仿真環境成為可能，從而使仿真方法有了一些新的發展，形成了一些新的研究仿真方法熱點，如：定性仿真方法；面向對象的仿真方法；分布式交互仿真方法；人——機和諧仿真環境建立方法學。
三、電子商務網絡仿真實驗室
利用仿真技術可以構建電子商務仿真實驗室，通用的通信網絡硬件實驗平臺《計算機網絡》或《計算機網絡與通信》是計算機專業的必修專業課程。它的實驗主要是從以下幾個方面進行設計的:網絡技術做實驗:它包括網絡布線與制作,計算機操作系統的安裝與配置,局域網的設計與實現,廣域網的設計與實現。其目的主要是讓學生了解常用網絡的設備的連接、安裝與配置。通過設計、連線和配置,完成網絡數據通信實驗。計算機網絡原理的模擬與仿真:計算機網絡模型,有許多協議支持實現,每種協議實現都有些算法。原理的模擬與仿真就是解決其中的一些算法實驗,這種實驗通常用軟件加以實現,但同時也需一些硬件配合完成。其目的主要是使學生通過實驗對算法應用理解更深刻。如:數據鏈路層的連續ARQ,網絡安全中的加密算法等。網頁虛擬實現交互指導實驗:有些網絡設備費用很高,也沒有必要全部實做,設計一些虛擬網頁,通過網絡的操作達到實驗的目的。如:網絡的測試儀的使用,高端網絡設備的使用和配置等。
在教學應用中，通過仿真技術不但可以節約教學成本，而且能取得良好的教學效果。
四、結束語
虛擬仿真技術優點范文5
電工電子技術課程，對中職的學生來講，是一門專業技能課，有理論課、實驗課、實訓課。其中實驗、實訓都可以歸結到實踐課，目的是培養學生操作技能和解決實際問題的能力。將計算機仿真技術引入教學中，不僅改善了教學手段，減少了教學成本，更重要的是豐富了教學內容，提高了課堂教學效率，對于培養學生的自主能力、創新能力、分析和解決問題的能力都起到了潛移默化的作用。
一、理論教學中的應用
電工電子技術課程中，理論教學是必須的。理論是實踐的基礎和支撐。理論課教學的目的是更好地服務實踐教學，更好地用理論知識支持技能的學習，同時也為學生將來的職業發展提供足夠的基礎。所以，我們不能輕視理論學習。但是面對現今的中職學生，講理論知識，老師們都會感到頭疼，因為學生的素質比較差，數學和物理基礎比較薄弱，課堂上基本是老師灌輸，學生被動接受，一點也調動不起學生學習的興趣。再加上電子類的課程比較枯燥無味、抽象難懂、課程邏輯性強等特點，學生學習的確感到困難。對于教師來講，費了好大力氣，也很難達到理想的教學效果。
隨著計算機技術的發展，出現了虛擬仿真技術。我們將仿真軟件的虛擬實驗功能引進課堂，在講解理論的同時，利用計算機進行多媒體演示，搭建電路，設置參數，通電實驗，在顯示屏上可以直接顯示實驗結果，使一些抽象的概念形象化、直觀化、簡單化，彌補了理論上的抽象性。例如，在基本放大電路中，靜態工作點選擇的是否適合，直接影響到放大器的性能。若設置不當將會產生飽和失真或截止失真。在理論課上，學生往往對于公式的推導及曲線的講解不能深刻體會，導致對于基本放大電路的知識點不能較好地掌握。而通過仿真軟件EWB的展示，可以給學生一種直觀的認識。同時，有興趣的同學還可以自己設參數，觀察靜態工作點選擇的是否合適，如果不合適會產生什么樣的失真結果。這樣的理論課學生學起來有積極性，學習效果也就有很大提高。再舉個例子，在模擬電子線路中，三極管的基極（b）、集電極（c）和發射極（e）三個極之間的電流，存在Ie=Ic+Ib這樣的關系，教材中指出這個公式是經過多次實驗得出的結論，同時列出實驗數據表格。然后，老師在課堂上讓學生驗證一下表格里的數據，的確符合上述規律。這樣的理論教學，學生沒有體驗，就事論事，學生只有死記硬背。但如果利用模擬仿真，搭建電路，讓學生親手用EWB軟件中提供的電流表實際測量一下，自己得出上述結論，那效果就會不一樣，學生很快就會記住三極管三個極之間的電流關系。正如一位教育學家總結的：“你告訴我，我會忘記；你給我示范，我會記住；你讓我自己做，我會明白，而且一輩子都不會忘記?！?/p>
所以，利用模擬仿真技術進行理論教學，可以將復雜問題簡單化，抽象問題形象化，理性知識感性化，讓我們的學生在理論學習時不感到枯燥，調動起他們的思維，讓學生在不斷的探索中學習。
二、實踐教學中的應用
實踐教學在電工電子技術的課程中安排比重較大，因為這是一門專業技能課，實踐性很強。在上電工電子技術課的第一天，老師就要重點講用電安全，因為做任何事情，安全總是第一位的。學生進行各種實驗操作，一定要規范操作，注意操作規程，但仍不排除會有意外的發生。所以，作為電類的教師，在上實驗課時難免會有各種擔心。這是其一。其二是由于經費的問題，很多實驗，由于實驗室元器件、設備不全，規格不合適等原因而不能完成。就算能完成，也要花很大一筆開銷。
如果采用虛擬仿真技術，我們只需要計算機，在計算機房就能完成很多實驗，而且不存在安全隱患和設備不足的問題，特別是驗證性的實驗，很快就能得到結果。虛擬實踐教學平臺的建立，使學生可以不受場地與設備限制，只要有計算機，就可以進行各種相關電路的設計與仿真，有效做到理論與實踐的結合，加深了學生對理論知識的理解，提高了學生的應用能力及實踐能力，培養了學生學習的自主性，大大改善了教學效果。
例如，在數字電路的實踐教學中，仿真軟件中的邏輯轉換儀非常有用。實際工作中并沒有這個儀器，它能夠將邏輯電路和真值表、邏輯表達式之間進行轉換。利用這一功能，學生在設計組合邏輯電路時，非常的方便實用。另外，在項目實訓中，對于設計各種電路而言，利用仿真模型，可以減少元器件損耗，方便更換不同型號規格的元件，減少設計成本。再比如，在整流濾波實驗中，我們也可以讓同學利用仿真技術進行先行實驗。首先，搭建整流濾波電路，在儀表欄中調出雙蹤示波器，A通道接輸入端，B通道接輸出端，接通仿真電源，在示波器上就可以看到整流的效果，改變電路中電容參數，還可以觀察波形的變化，不同電容量，波形脈動的成分是不同的。這表明了電容濾波的效果。這樣的仿真實驗，讓學生在實物實驗之前就有一個深刻的了解，包括實驗步驟、實驗結果、注意事項等，在實物操作時，做到心中有數，提高了實物實驗的效率。雖然，仿真實驗有很多優點，但實踐性的教學不能完全依靠仿真技術，我們還是要將仿真實驗和實物實驗結合起來，充分發揮仿真技術的作用，讓仿真技術為真正的實驗教學服務，達到提高學生操作技能的目的。
三、仿真技術應用的思考
仿真技術應用于教學中，毫無疑問地提高了教學效果和效率。首先，利用仿真教學，激發了學生的學習興趣，有利于突破教學中的難點。仿真技術引入課堂后，把許多抽象、難以理解的教學內容變得生動有趣，動態地顯示實驗現象和結果，化難為易，能夠促使學生積極思考，提高自主學習和創新思維能力。其次，仿真教學在一定程度上可以彌補實驗設備不足，并且可以模擬一些實物實驗不易進行的實驗項目。但是，在實際應用中，不能完全用仿真教學代替實物實踐教學。仿真教學，只能起到輔助作用，實際動手操作能力，必須要通過實物性的實驗操作才能得到提高。而且，真正的實驗不能因此而減少。
模擬仿真軟件種類比較多，選擇一款簡單易學、適合教學的才是最好的。經過教學實踐證明，運用電子仿真技術作輔助，在優化課堂教學、提高教學效率、增強教學效果方面起到了重要作用，是一種先進的教學手段，很值得推廣。
參考文獻：
[1]周紹敏.電工技術基礎與技能[M].高等教育出版社.
[2]張金華.電子技術基礎與技能[M].高等教育出版社.
虛擬仿真技術優點范文6
陳潤文（1974-），男，河源理工學校教師，本科，機械講師。主要研究方向：機械自動化。
摘 要：隨著計算機在中職學校教學的普及和仿真技術的日益提高，把仿真技術引入到實習教學中，特別是機電、數控專業的實習，成為了很多學校采用的一種手段。本文就圍繞如何在中職學校教學中運用仿真技術進行一番探索。
關鍵詞：中職；學校教學；仿真技術
中圖分類號：G712 文獻標識碼：A 文章編號：1005-1422（2014）03-0117-02
近年來，社會對技能型人才的要求越來越高，中職學校學生的實習教學也日益重要，中職的實習教學，開始由傳統的實習內容向新技術新工藝實習內容的轉變，對職業教育也提出了新要求。由于機床等設備的購置、使用、維護費用動輒幾萬到十幾萬，對資金來源缺乏充足保障的中職學校來說，要想按照傳統的實習模式，為每個學生提供一個實習工位和充足的材料消耗顯然是不現實的。而氣動仿真軟件的開發和多媒體技術在教學中的應用，能很好地解決這個問題。
一、仿真實習的可行性
仿真可以分為物理仿真和計算機仿真兩大類。物理仿真的優點是直接、形象、易信，但模型受限、易破壞、難以重用。而計算機仿真是將研究對象進行數學描述，建模編程，且在計算機中運行實現。它不怕破壞、易修改、可重用。實踐證明，作為職校實習教學，一些常設專業，如電工、數控、汽車駕駛、服裝等，在常規實習開設的同時，完全可以逐步引入仿真實習訓練。雖然仿真技術初衷是用于科學研究，通過仿真進行科學預測和檢驗，但職校實習引入仿真，最明顯的好處是節能降耗，在一定程度上可緩解實習工位和實習材料的不足。例如，我校兩臺CNC加工中心設備承擔200多名學生的數控實習任務，很大程度上依賴于數控仿真實習。一些職校的汽駕專業利用仿真器進行模擬駕駛訓練，也可獲得良好的教學效果。
二、仿真實習的優點
仿真技術應用于中職學校的實習教學，至少在以下幾個方面擁有明顯的優點：
1.仿真實習能創造一個與實際近乎相同的特性環境。如西門子數控機床仿真軟件，仿真操作面板與機床實際操作面板可以完全吻合，仿真操作與實際機床操作在面板控制部分近乎完全一致，通過軟件，學生可以觀察數控機床加工過程，加工的毛坯變為成品的過程歷歷在目，仿真過程形象生動。
2.仿真實習不同于電化教學，因為電化教學學生是被動式、單向式地習得知識，雖然直觀但不具備互動性。仿真實習過程中，學生與實習對象能進行互動，可以大大激發學生的學習興趣。學生參與仿真，建立起使人感到身臨其境的“互動式虛擬現實世界”。仿真過程具有“沉浸――互動――構想”三個基本特征，以虛擬現實技術創造虛擬環境，特別強調學生參與其中的身臨其境的沉浸感，同時學生與虛擬環境之間可以有多維信息互動作用，學生從定性和定量綜合集成的虛擬環境中，可以獲得對實習對象的感性和理性的認識。
3.仿真實習不會對操作對象如儀表、元件、工件、刀具等造成實質性損害，更不會因操作失誤對學生造成人身危害。如數控機床仿真，不會因為學生操作失誤，造成設備本身損壞，如撞刀、毛壞報廢等；而且，仿真中的聲、光、文字警報，完全可以對學生操作錯誤進行提醒和糾正。
4.職校引入仿真實習，最大的好處是對原材料、量具、儀表設備的節約。如數控仿真，虛擬毛壞替代實際材料，虛擬冷卻液替代實際冷卻液，極大降低實習消耗，且刀具不會因為進給量過大而損壞。
5.仿真實習可縮短材料、儀器或量具的準備過程，實習完成后，也節省了回收時間。在仿真實習過程中，學生可以輕松對實習過程初始化，對未能完成的實習進行狀態存貯，對已完成的實習進行調入回顧，極大提高了實習效率。
三、如何引入仿真實習
職校引入仿真實習特別是計算機仿真應具備兩個條件：（1）選擇合適的仿真軟件；（2）配備一定數量的計算機。其實，職校的大部分工種專業都可以引入仿真實習。但各工種適用仿真實習的程度目前還有所不同，這主要制約于各工種的技能特點和仿真軟件的發展狀況。比如，職校電工專業可以引入電工基礎實驗仿真、電氣元件性能仿真、電子線路測量仿真、PLC控制仿真等。目前，電力系統的仿真軟件發展較為迅速，例如，大型電力系統仿真軟件具有以下功能：能模擬千余個節點的大型電力系統的穩態運行，包括斷路器與隔離開關的倒閘操作；發電機及負荷的有功、無功和電壓的調節；變壓器的分接頭的調節，電力系統調頻、調壓等運行狀態，并能在瞬間反映在屏幕上。可以瞬間調出整個電力系統及各個發電廠或變電所的實時運行的主接線圖，圖上的數據是一致的。能模擬大型電力系統的故障運行，可以人為地制造包括各輸電線路、發電機及變壓器的各種故障，可以在屏幕上觀察系統在故障下運行情況。另外，數控仿真、汽駕仿真已通過實踐證明相對成熟。
四、仿真實習的注意事項
仿真實習作為一種新的教學模式，可給實習教學帶來許多改變和效益，但必須指出的是，仿真實習畢竟不是對真正的實際對象進行操作，本身有一定的局限性。必須注意，采用仿真實習后，可縮短但決不能完全拋開真實的實習過程。這表現在以下幾個方面：（1）無論采用物理仿真還是計算機仿真，其原理只是逼近，而不是等同于客觀過程；（2）由于仿真軟件在中職教學領域的發展還處于起步階段，仿真水平還有待進一步提高。（3）部分工種專業仿真難度大，仿真過程難以達到實習訓練要求。所以，職校引入仿真實習，應作為節能降耗的手段，在一定工種范圍內進行。無論哪個工種專業采用仿真輔助實習，都要給學生安排必須的實際操作實習，一方面讓學生掌握實際操作，另一方面也是對仿真實習的檢驗和提高。同時，仿真實習對學生所生成的安全觀念淡簿的影響，只有通過實際操作才能加以糾正。
?教學教法?談仿真技術在中職學校教學中的應用
五、仿真實習的現狀
利用仿真軟件進行設計、驗證，實現了我們的目的，教師借助軟件把學生容易犯的錯誤給警示出來，這就不會像在實驗時擔心出現安全問題，保證了學生的人身安全。同時，教師還可以利用仿真軟件，對實習項目進行深入研究，在這樣教學的過程中，使學生學到了分析問題、解決問題的方法，分析問題時，把復雜的問題簡單化，簡化成一個一個的小問題，解決問題時，由易到難，由簡單到復雜，逐步地進行改進、實現，不要想著一下子就能解決問題。這也能夠培養學生認真踏實、一絲不茍的工作作風。
當然，再好的仿真軟件也代替不了實際物體，但它可以使抽象的物體形象化，使教學變得輕松、有趣。而且仿真技術也有缺陷，并不是十全十美的。因此，有條件的學校還是要購置一些實驗實訓設備，結合著仿真軟件教學，效果會更好。在數控CNC仿真和電氣仿真中較為集中，部分正版仿真軟件價格不菲。國外職業教育實習仿真軟件發展較快，但由于涉及知識產權和軟件漢化等制約因素，國內引入這些仿真軟件還需假以時日。但可以肯定的是，職校實習仿真類軟件將具有較大的應用需求和發展空間。
中職學校的實習教學不應該總停留在傳統的實習模式上，仿真實習有利于全面提高學生素質和綜合職業能力，激發學生的獨立思考能力和創新意識，但傳統的實習手段，基礎教學和基本功的訓練、學習仍是職業學校培養學生實操能力的基礎；兩者不可偏廢，不能因為有新的手段方法而拋棄傳統教學方法，也不能因為有好的傳統方法而不引進新的手段。學校要抓住科技發展帶來的契機，恰當引入仿真實習，利用先進的科技手段為學校節能降耗，從而降低辦學成本，提高辦學效率。將傳統的實習手段和現代的仿真實習兩者完美結合，培養出的學生一定能適應社會經濟發展的需要。
參考文獻：
