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仿真科学与技术范文1
关键词 金属切削加工 有限元 Deform 教学改革
中图分类号：G642 文献标识码：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
金属切削加工技术仍然是机械制造行业的主要加工方法。它通过刀具和工件的相互作用去除工件表面的多余材料，以获得理想的加工形状、加工精度和表面质量的工件。因此，金属切削加工技术在本科生的教学工作中占有重要的地位，机械类本科生都开设有关于数控机床、机械加工制造技术等相关课程。随着技术的发展，越来越多的数控仿真软件的出现使本科生在数控机床操作水平上有了很大的提升，但是对金属切削过程中涉及的理论并没有很大改观。现在许多专家学者都对金属切削过程进行了研究，但是由于切削过程的复杂性，还没有统一的理论来解释加工过程中的各种物理现象，这对本科生对加工过程的理解造成了一定的困难。而加工过程仿真技术的出现为这一问题带来了转机，本文主要研究加工过程仿真技术在演示切削加工过程方面对于本科生教学工作的帮助。
1 有限元仿真技术
有限单元法（Finite Element Method， FEM）是一种以计算机为手段，通过离散化将研究对象变换成一个与原结构近似的数学模型，再经过一系列规范化的步骤以求解应力，应变和位移等参数的数值计算方法。它是一种通用的近似计算方法，也是解决工程实际问题的强有力的数值计算工具。目前，有限元法在航空，航天，机械，汽车，铁路，船舶，交通，建筑，电子，地质矿产，水利水电，石油化工，生物医学以及科学研究领域得到了非常广泛的应用，并越来越受到业界的高度重视。
现在较为流行的有限元分析软件有ANSYS、ABAQUS、Deform和AdvantEdge等，这些软件对研究金属切削过程中的温度、切屑形状、刀具应力等提供了良好的前后处理和求解环境。各个有限元软在单元、建模、材料模型和自适应网格能力等方面具有各自的特点和优势。因此为了有效地模拟切削过程中所关心的方面和问题，需要综合考虑分析问题的难易程度和仿真结果表现形式等多方面的因素，合理地选择有限元分析软件。
2 加工仿真实验平台建设
2.1 系统组成
该实验平台由一台小型车床和自组的小型铣床以及装有Deform软件的微机组成。车床和铣床的作用在于演示车刀和铣刀与工件作用的物理过程，观察特定加工条件下的切屑和工件表面状态，同时也是有限元的仿真数据（如刀具尺寸，切深、背吃刀量等）的来源，仿真结果实际上相当于对实际物理过程的一个“慢放”，让学生能够仔细观察刀具去除多余材料的过程，明白其作用机理。
Deform软件是SFTC公司生产的一款商业有限元软件，它专注于金属成型和加工工艺过程的仿真，可以实现车、铣、钻、锻压等多种加工形式的仿真，同时也可以对材料的正火、退火、淬火等工艺流程进行仿真分析。它的优点如下：
（1）界面交互性好，与其他有限元软件相比，Deform软件为用户考虑，在一个界面就可以定义好所有需要参数，设置参数的位置清楚明了。
（2）操作性好。Deform软件包含了大量的材料库，材料数据不必再自己去寻找，而且设定网格数量后可以自动划分网格，在运行过程中出现大的变形量（如切屑去除过程）时可自动的进行网格的重划分，不需要人工干预。相比于其他的有限元软件，Deform在前处理过程中可以自动定义物体的边界条件，需要设定的参数量很少。
（3）后处理功能丰富。具有点迹示踪、变形、云图、矢量图、力―行程曲线等多种功能，而且具有2D的切片功能，可以显示工件或者刀具的剖面结果。
因此选择Deform作为有限元分析软件，但是必须提前用CAD软件绘制好刀具和工件的三维模型，然后导入Deform进行分析。（如图1所示）
（a） （b）
图1 Deform仿真示意图（a为铣削，b为车削）
2.2 试验台在教学中的作用
本科生课程中的金属加工常常以车削为例，讲解前刀面、后刀面以及各个倾角对加工过程的影响，这些知识理论性太强，学生看到这些内容并不能与真正的加工过程联系起来，因此对这一部分的知识总是抱着死记硬背的态度，并没有认真对待。而有的学校有条件带学生参观真正的加工过程，但是由于机床转速过高，加工过程很快就完成了，人肉眼无法观察清楚整个过程，人靠近观察还有可能产生一定的危险，而且耗费加工材料和刀具，针对上述情况，有限元仿真是一个较好解决该问题的方法。
有限元仿真是对实际过程的近似，只要输入正确的模拟参数，其结果与实际过程极为接近。该实验平台将仿真过程与实际加工过程相结合，由老师选定加工工况，通过有限元仿真的结果演示，让学生明白加工过程是如何运作的，然后再用实际加工过程作对比，达到验证的目的。
2.3 实验平台建设实践
2.3.1 实验手册的编写
由于金属加工过程涉及到很多的影响因素，而且仿真计算过程花费时间过长，授课老师并不能在短短的课堂上一一呈现，因此将仿真的过程建立成为实验手册，分别对不同的影响因素进行仿真，由老师演示一部分，另外的部分由学生自行根据手册进行仿真学习，在熟悉有限元软件的过程中了解有限元解决实际问题的过程。
2.3.2 助教的设立
由于有限元仿真软件需要一定时间的学习，授课老师可能没有时间，或者与该研究方向不相符，因此需要设立助教进行有限元软件的操作及课堂演示视频的制作。助教可以由研究金属加工有限元仿真方向的研究生或者由授课老师设立专人来担任。助教首先要熟悉有限元软件的操作过程，然后与授课老师进行沟通，针对本科教学的授课目的，选择具有代表性的工况进行有限元仿真，并将结果做成演示视频等易于在课堂展示的方式。对于操作过程中遇到的问题要做到心中有数，同时做好与同学的交流工作，能够积极回答学生的疑问。
3 加工仿真技术本科生教学实践的思考
加工过程仿真技术是对本科生在金属切削加工教学方面的一个说明和补充，可以生动形象地说明金属切削过程中刀具和工件相互作用的过程和机理，改变以往公式加配图的教学方式，使整个课本“动”起来，更能激发出学生的好奇心和学习兴趣，同时提升学生对加工过程仿真技术的应用，确立学生以加工过程仿真技术辅助学习的方法。由于实验平台建设时间较短，在整个实践过程中仍有许多值得我们思考的地方。
3.1 应用扩展
（1）有限元仿真技术对于本科生来说是一个演示说明的过程，但是对于研究生来说是进行研究的一个必不可少的手段。但是研究生有需求时常独立进行摸索学习，效率低而且耗费时间，许多疑问也得不到解答。因此对于研究金属加工过程的研究生来说，也可以组织起来进行有限元仿真软件的操作教学，帮助他们快速熟悉掌握该软件，尽快进入研究工作。
（2）通过blackboard平台建立与学生交流的通道，可以在平台上放置一些仿真过程的演示视频，帮助学生进行实验的学习，同时在平台上建立与学生交流的通道，学生在使用仿真软件过程中遇到的问题或者在学习上遇到的问题都可以与助教进行沟通，对于学生的要求，助教进行汇总后与授课老师合作，改进课程教学计划，使教学过程更进一步。
3.2 下一步的工作
有限元方法的优点是对过程的离散化，可将每一步清晰的表现出来，但是这也注定了有限元的求解过程比较缓慢，并不适合当场演示操作过程，只能对仿真的结果进行加工制作，制作成视频等这些易于演示的方式，导致效率低下，不能对金属切削加工的所有情况进行演示。针对这种情况可以发动本科学生中对有限元仿真比较感兴趣的学生，或者实验做得比较好的学生做一些特定条件下的加工仿真操作，吸收到教学演示过程中，可安排这些学生进行相应章节的讲解等教学工作。
Deform是一款功能强大的软件，观察仿真结果时还伴随着很多的数据，这些数据并没有在教学工作中得到很好地利用，比如切削温度分布图、应力应变分布图、速度分布图等，这些都应该加以合理的应用，融入到教学工作中来。
4 结束语
加工仿真技术是以有限元仿真技术为核心，以提升学生对金属切削加工过程的理解为目的而建立起来的，并与本科的教学工作相互补充，使学生在学习理论的基础上对加工过程有一个清晰的认识，并提升学生对于有限元分析方法的认识，增强学生用有限元方法解决问题的能力。该课程改革仍处在探索研究阶段，可以根据课程需要和教学目的的不同进行调整，在本科生教学工作中必将发挥更大的作用。
参考文献
[1] 王晓军.航空航天结构中有限元方法理论与实践的教学衔接.科教导刊，2012.
[2] 李伟民.deform5.03金属成形有限元分析实例指导教程.机械工业出版社，2007.
[3] 徐看.金属切削过程有限元仿真技术研究.工具技术，2013.
仿真科学与技术范文2
【摘要】医学物理学因在整个医学基础学科教育中处于非核心地位，一直被人们所忽视。众多医学院校的医学物理实验开展情况参差不齐，严重影响了学生学习医学物理学的主观能动性，为此我们采用ASP动态网页技术和数据库访问模型ADO技术，以计算机为平台，设计了基于ASP的医学物理仿真实验课程，为医学物理实验的展开教学提供新的思路。
【关键词】ASP 物理仿真实验 课程设计
中图分类号：R197文献标识码：A文章编号：1005-0515（2011）2-264-02
传统的医学物理实验是以大学物理学中常见的设备与仪器为基础展开。而在许多医学院校，由于受到教学经费支持及教学场地的限制，许多经典实验项目不能开展，或者已开展的实验项目缺乏良好的检测仪器。导致许多实验说服力不够，成功率不高，部分同学上实验课的主动性和积极性下降[1]。为此我们设计了基于ASP的医学物理仿真实验课程，采用ASP动态网页技术和数据库访问模型ADO技术，以计算机为平台，利用仿真实验来完成特定实验项目。同时具备了语音、图像、动画和文字等信息，实验成功率高，并且能提供相关课程理论知识。为医学物理实验的展开教学提供新的思路。
1 系统的总体设计
1.1 设计思想
以往的物理实验或多或少的都存在内容繁杂，原理难于理解等问题。而教师在实验教学中由于时间的限制，通常采用演示实验的方式进行说明和讲解。这过程中就存在部分学生可能看不到或听不明白的情况，而使得实验教学的效率下降。因此，我们将真实与虚拟相结合，利用语音、图像、动画等多媒体信息的对实验中涉及到的仪器\讲解图像、动画和文字原理进行阐述和讲解。并通过ASP动态网页技术将信息资源整合，在实验中增加与学生的互动交流，进而提高实验教学的质量和效率。
1.2 系统的界面与导航设计
为方便学生进行学习使用，系统整体采用“T”型的iframe框架结构。
代码如下：
其中*/*.htm为不同页面所在的相对路径，导航栏位于左侧，各个子页面位于右侧。为增强交互性与促进学习，我们对导航栏的各个链接增加一定的限制，根据使用者登录的权限不同。普通用户只能按实验顺序逐个浏览实验内容并完成实验。超级用户可以任意浏览实验中的任何内容并完成实验。这是充分考虑到学生间的水平不同而采用不同的实验教学模式。
1.3 系统的功能设计
本系统主要分为个8能模块，分别是：登录系统、实验预习子系统、仪器介绍子系统、实验原理子系统、实验步骤子系统、仿真试验子系统、数据处理子系统、课后复习子系统。
1.3.1 登录系统
用户登录机制是对用户身份的合法性进行检查和对用户的权限进行检测的方法与手段。用户在登录界面输入用户名和密码后，将输入信息和用户信息数据库中的信息进行比较，如果一致则通过身份验证，否则提示出错信息。用户信息数据库的字段除了包含学号、密码外，还包括一个等级字段，用来区别数据库中教师和学生身份；其中“0”代表教师，“1”代表学生超级用户，“2”代表学生普通用户，通用户要数据库以此来确定用户在系统中的操作权限。
1.3.2 实验预习子系统
与以往的实验课相比，本软件整合了实验前预习习题检测及实验后检测题等操作项目。当学生通过学号登陆软件选定指定实验开始后，会先进行预习题的检测。题目由学生机终端从数据库中随机选出，多为选择题或判断题，4~5道不等。全部题目均为教师结合书本考虑学生知识理解水平而给出。全部检测题完成后，通过ASP网页向服务器端提交答案，服务器端会自动返回相应的分数。80分以上者可继续进行下一步的实验了解步骤的学习。80分以下者会强制返回检测题的初始状态，使学生再次思考相关问题并作答。直到通过80分的水平方可开始下一步的操作。此法可用来督促学生的课前预习，纠正部分学生不认真的学习态度和试图蒙混过关的侥幸心理。一定程度上提高实验课的教学质量。
1.3.3 仪器介绍子系统
仪器设备功能，使用方法介绍使用录像教学的方法。录像为教师亲手操作配合语音说明和文字标示录制。这部分主要作为选择性演示的操作出现。主要目的是考虑到学生的水平不一。实际操作强，以前接触过此种一起的同学可以选则略过，直接开始下一步的是实验操作。动手能力较差，以前接触先进实验仪器较少的同学可以选择观看。里面有关于此实验涉及到的相关仪器设备的详细介绍。这在以往的实验中都是在实验课开始后由教师详细演示操作。所以此法可大大减少教师的工作量和节省学生实际的实验操作时间。
1.3.4 实验原理子系统
实验原理部分我们采用通过在原实验原理说明的基础上，添加大量网上搜集和自己制作相关物理现象或原理的Flash。将以往复杂，难以说明的物理现象以更直观，更形象的方式直接展示在学生面前。使得学生能够在第一时间对所作实验原理部分获得最直接的感性认识。进而使其加深印象和加强理解。以便可以更好的完成所做实验的学习工作。
1.3.5 实验步骤子系统
实验步骤方面同样采用录像教学的方法。使学生通过观看演示视频达到与教师实际演示实验步骤相同的效果。一方面大大减少以往教师的课前准备工作量，和课堂上繁琐的演示工作。另一方面使学生更清楚，更直观地了解各种仪器的操作方法与实验操作规程。避免了以往枯燥乏味的文字说明。特别是实验步骤比较复杂时，部分学生理解困难进而失去学习耐性，消极完成实验的现象。
1.3.6 仿真试验子系统
仿真实验部分采用《大学物理仿真实验》[2]中的实验操作完成。因其技术水平较为成熟，各种实验操作，现象展示较为完善。能较好的使学生完成和理解实验中所蕴含的相关知识。
1.3.7 数据处理子系统
实验数据（包括实验中得到的原始数据和经计算得到的最终实验结果数据）的处理完全通过计算机实现，简化了以往繁琐的计算过程。数据处理程序采用ASP技术实现，同时连接数据库。学生机终端在向程序输入数据和计算同时，会将输入数据与计算过程中所得到的各关键数据项存入数据库。教师机终端可根据学生学号查询数据库以查看实验结果，评分与审核。这样可以减轻以往学生在实验课后花费大量时间处理复杂的实验数据的工作量，和便利以往教师对实验结果的查询，评分与审核工作。一定程度上减少以往学生在实验所得数据不理想时篡改原实验数据以获得较好实验结果的不良现象。
1.3.8 课后复习子系统
课后检测题的作用与课前预习题类似。但主要用以验证学生对本课堂内所做实验相关知识理论的掌握情况。测试结果同样通过服务器存入数据库。由教师端根据相应标准给出分数，并作为实验课完成情况的一项评价指标。
2 系统实现的关键技术和方法
2.1 关键技术
2.1.1动态网页技术
目前，最常用的3种动态网页交互技术为ASP(Active Server Pages)、JSP(Java Server Pages)、PHP(Hypertext Preprocessor)。系统采用简单易用的ASP技术编写。ASP全名Active Server Pages，是一个WEB服务器端的开发环境，利用它可以产生和运行动态的、交互的、高性能的WEB服务应用程序。ASP采用脚本语言VB Script（Java script）作为自己的开发语言。ASP的网页文件的格式是*.asp，ASP网页可以包含HTML标记、普通文本、脚本命令以及COM组件等。利用ASP可以向网页中添加交互式内容（如在线表单），也可以创建使用HTML网页作为用户界面的web应用程序[3]。
2.1.2数据库访问技术
本系统采用数据库对相关的数据进行管理，这些数据库有：用户信息数据库，预习题数据库，复习题数据库等。在对数据库进行访问时系统采用ADO技术。ADO (ActiveX Data Objects) 是一个用于存取数据源的COM组件。它提供了编程语言和统一数据访问方式OLE DB的一个中间层。允许开发人员编写访问数据的代码而不用关心数据库是如何实现的，而只用关心到数据库的连接。利用SQL语句可以方便地实现对数据库的修改、添加、删除、查询等操作。
2.2 系统主要功能的实现
2.2.1系统的数据库设计
系统的主要数据库有:
Infor数据库(用户信息数据库)
Ques1数据库（预习题数据库）
Ques2数据库（复习题数据库）
2.3 访问数据库
在具体实现ASP访问数据库时,系统采用ADO数据库模型。当教师机终端要查询学生的实验数据时，需要执行相应的数据库结构化查询语言SQL命令，让服务器终端进行相应操作来完成。使用ADO访问数据库一般分为以下几个步骤：
2.3.1 与数据库建立连接
通过建立Connection对象的实例db来连接数据库。
dim db
Set db = Server.CreateObject("ADODB.Connection")
2.3.2 打开数据库
db.Open "Dbq="&Server.Mappath("wwwlink.mdb")&";Driver={Microsoft Access Driver (*.mdb)}"
2.3.3 系统登录的实现语句
mandText= "sel xuehao from infor where xuehao = '"&Trim(Txtname.text)&"' and 密码 = '"&Trim(Txtpass.text)&"'"Cmd.ExecuteNonQuery()
2.3.4 系统记录学生数据的实现语句
mandText= "insert into infor (data1,data2,…datan) value ('" &TextBox1.Text & "','" & TextBox2.Text & "','" &…& "',"& TextBox2.Text& ")"
2.3.5 教师查分的实现语句
Dim strSql
sqlstr1=”select * from link where infor_xuehao=*”
另外，本系统中预习题和复习题的随机给出都是利用SQL命令语句实现的。
2.4 用户权限管理
首先，用户在进入系统之前需进行身份验证，只有合法用户才能进入系统。合法用户通过身份验证进入系统后，系统会为其在Server端申请Session变量，用来保留用户标识，以便后续功能的使用。
Session( userid )=txtname．text
其次，在用户登录时，系统就根据用户名提取了数据库中的“级别”字段值，在后续功能设计时，就可以根据用户权限不同进行相应的处理。
最后，为了避免用户不经登录直接调用系统页面，在用户登录的同时系统设置了用户的Cookies值，用户在调用系统每一个页面时都要对用户的Cookies值进行判断，如果此值不存在则重新定向到登录页面。
3 结语
目前，由于众多医学院校学科建设侧重点的不同，导致医学物理学的发展在很大程度上受到限制。特别是实验教学方面，存在资金短缺，设备不齐，课时缺乏等一系列问题。众多医学院校的物理实验教学都在探索新的道路。为此，我们提出一种基于ASP技术的医学物理仿真实验课程。希望能够为众多医学院校的物理实验教学方面的改革提供新的思路。
参考文献
[1]王绍章.转变观念创新物理实验教学[J].成人教育，2007，12：8-83.
仿真科学与技术范文3
关键词：农民教育；课程；教学；探索
中图分类号：S8-01 文献标识码：A 文章编号：1674-0432（2011）-08-0260-2
1 研读教材，把握教材特点
《作物病虫草鼠害诊断与防治基础》是中央农业广播电视学校编制的百万中专生计划《现代种植专业》的一门重要课程，也是各地对农业推广系统内没有专业学历人员培训的必选课程，是一门重要的职业基础课，对农业生产的指导作用很大，教材内容多，涵盖面广，讲授起来难度大，培训是以效果为目标的，如何提高培训质量，确保教学效果是培训教师必须思考的问题。
熟悉教材，研究教材，研究教学大纲是上课教师备课的第一步，这本书包括植物害虫、病害、农田杂草，农田鼠害和农药方面的知识。这是植物保护专业的几门专业课经过专家精心编写融汇而成的，具有职业性、基础性、先进性、针对性和实用性的特点，打破了原学科体系而精选的内容，这就要求教师必须掌握各学科体系的相关知识。根据本教材特点，突出实际实用的教学原则，思考怎样切入相关的知识点，结合生产实际，怎样展示课程内容，对提高技能，实现培训效果最有效。
2 研究学员，把握培训对象的学习特点
2.1 掌握成人学习一般规律
首先，成人的学习动机非常明确，很有针对性，既围绕职业要求、又关注直接效益；其次，在人才的培养上，成人教育更要突出主体特征，根据成人社会实践经验丰富，理解能力强等，开发其心智潜能，以突显成人的个性和创造性；第三，成人教育作为继续教育、终身教育，无时不与社会经济的发展相联系，所以我们必须瞄准产业和市场的现实变化与预期要求，有针对性地为从业人员实现个人发展，转岗就业，提高层次设计教育模式，这些规律的遵循要求我们要依据区域经济的发展的差异，形成与之相应的成人教育教学和管理体系。
2.2 研究学习对象的特点
掌握了成人学习的一般规律，但不同批次的学员又有不同特点。若招收的以应届初中生为主的中等专业学历层次的学生，则他们具有年龄均较小，精力相对充沛，学习劲头大，学习记忆好，学习时间也较多，而且社会经历少，对农业感性认识差，实践经验差。但他们是被升学浪淘下来的学生，有的人发展不全面，学习偏科，有的接受能力本来就不好，学习的目的性不强。但这样的学生课时多，能允许充分系统地讲解，重复的实践操作，反复的演练，才达到学习要求，巩固学习效果。
若是村社干部或留守农民，他们指挥着村社户的农业生产，有着丰富的农业生产实践经验，有强烈的求知欲，渴望成为指挥农业生产的内行。他对课堂知识有较强的理解能力，但他们因年龄偏大，记忆力不好，还承担着繁重的家庭生存压力和繁重的生产劳动，有的集家长、社长、村长一身，承担基层工作的压力，学习时间少。对这样的学员则以结合生产实际，结合案例，讲授重点，突破难点，自学与授课辅导相结全，确保工作学习两不误。
在岗的农业系统内的在职学员，因岗位工作的原因，对农业生产有一定的实践经验，因没有系统地学习作物病虫草鼠害诊断与防治方面的知识，在工作中遇到很多难题，有强烈的求知欲望，成为指挥农业生产的专家，但因岗位工作忙而时间相对紧张，要求学习知识系统而全面，不但要知其然，还要知其所以然。他们学到了知识，更要传授给农民；工作中遇到的问题还要带到课堂来，这对课堂教学要求更高。这样的学员一定讲深讲透，提出问题就要解答。
2.3 研究学员的社会层次
学员的社会层次不同，学习目的不同，对教学的要求也不一样，这在备课、授课上是有差异的。应届初中生为主，中专学历生为辅，由于年龄较轻的原因，没有社会实践，他们的目的性不强，讲授知识要力求系统，加强操作实践，真正全面系统掌握的课本知识，为他们今后的发展提供更大的空间。同时，还要教育他们学一行爱一行钻一行的敬业精神，积极投身农业科技实践。对于村社干部和留守农民、在岗的农业系统内的在职学员，他们的学习目的性强，从事的行业决定了需要这些知识来解决生产中的实际问题，思想活跃，接触一线生产实践多，带来的问题多，我们要有能力、有耐心解决这些问题。
3 收集资料， 扩充展示教学的内容
教师教授的知识一是来源于已掌握的书本理论知识，二是来源于工作的实践经验的积累，三是来于现代网络大量的信息资料的学习和收集。予人一杯水，自己必有一桶水。否则就是半壶响叮当，随时有可能被学员挂在讲台上，同时也误人宝贵的时间。因此，在熟悉教材的同时，必须努力学习，收集阅览大量的相关书籍和资料、图片。教材上的知识点是要教师去思考怎样处理，用什么教法、教具来让学员接受这点知识。这门课生产一线有大量的实物标本的、网络上有丰富的图片资料，就看你去怎样收集，生活中有很多的案例，怎么去组织采用。这些教具、案例的使用，扩充了教材的内容，是教材的延伸。比如说要讲昆虫的形态特征，我先收集蝗虫、蝴蝶、金龟子，螟虫等成虫、幼虫各个虫态，上课时就可以打开蝗虫、蝴蝶、金龟子，螟虫等成虫图片，让学员了解这些就是昆虫，再打开这些昆虫的卵、幼虫、蛹，了解每种昆虫有不同的虫态，使文字理论形象化，复杂的文字融化在图片的介绍中，比较他们的形态，找它们的共同特点，让学员掌握什么是昆虫。再打开蝗虫口器的图片，介绍咀嚼式口器的构造，要求学员掌握口器的基本构造及其衍化，再从口器各部位的衍变特化，介绍刺吸式口器和其他口器类型，为防治害虫选用药剂作铺垫，学员喜欢听，听得懂、记得住。
4 探究教学方法精心教学
4.1 课程的时间设计
成人学习一般以90分钟计，时间分配以引入新课回顾占10%，授课占75%，结论占15%。
4.2 授课方法的应用
灵活采用不同的教学方法，尽量教、学互动。常用的教学方法有讲课法、案例分析法、讨论法、练习法，现场参观方法等。教学的方法是否有效，决定培训的效果，这门课的实践性强，要求教师要会使用多媒体、有丰富的生产实践经验，上课内容结合生产，挂图、多媒体展示的图片内容紧联本地产业，内容讲解要联系生产实际。教师备好了课，准备了大量的教学资料，怎样去组织教学呢？这就是教学方法的问题，恰当的教学方法可事半功倍。比如昆虫的趋性我利用讨论法讲了5分钟，学员回顾生活中有夜蛾子扑灯、见过糖醋诱蛾、黄板诱蚜，有的做过枯把诱虫产卵等，从而懂得了昆虫的几种趋性。对一些抽象的则以含义、重要性、如何进行（步骤1、2、3），全面结论的逻辑推理方法讲解。合理地选择应用教学资料，选择恰当的教具如多媒体、图片、实物标本，各种教学方法灵活交替。
4.3 教学内容的选择
教材中的内容是针对全国各地的农业生产实际，涵盖面广，作为教师，要以本地农业生产所涉及的作物和病、虫、草、害为重点，而不是简单的照本宣课，要对学员的创业和岗位工作有实际的指导作用。对与当地产业关联性不强的就略讲或自学，对本地的传统产业要多讲，而且是增加内容讲，重点产业的病虫害要细讲，讲辩认，讲区别，讲发生发展规律和如何防治。
4.4 教师的讲解要求
讲解层次分明，吐词清楚，快慢适中，要声音宏亮、抑扬顿挫，风趣幽默，运用各种培训技巧，提高课堂注意力，增强课堂掌控力，让课堂教学生动有趣，学员轻松学习，快乐学习。
4.5 重视实践课
这门课具有很强的操作性，安排适当的时间现场培训，一定要对当地的主要病虫草害鼠让学员能辨认、用什么方法去防治及化学防治用哪些农药，什么浓渡，怎样配制，怎样施药及其农药的安全使用，都要一个一个、一步一步地手把手地教，把技能学到手。
仿真科学与技术范文4
关键词：全宇宙，最优探索方法，物质系统反设计，并行-云-系统仿真工程，有止境的科学探索
中图分类号：N3文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）01（a）-0000-00
1. 引言
人类自然科学探索研究的最终目标是占领控制全部宇宙多维空间，并完全自由地应用全部宇宙物质[1-4]。为此，人类祖先与人类一直在探索宇宙物质中的无穷无尽的未知现象、无数的未解之谜，等等。所谓科学研究，是基于当时的物质环境、生存与发展条件与科学技术基础，研究者采用全部可能的各种科技手段，来探索宇宙物质世界的全部未知的各种客观现象及规律，希望探索出新发现，并且该新发现能够经过各个学科在不同环境条件下的长期实践检验，以及广泛实际工程应用等，以确认新发现的正确性[2-3]。从人类科学技术研究发展史可以看到[5-14]，人类祖先对未知物质及特性的探索从零开始，不断发展，自近代以来，人类的科学技术研究有了突飞猛进的、爆炸式的发展，但新的“未来科学问题”不断呈现[10]。值得指出：人类的祖先（如原始人、猴子、.....、微生物、.....）一直在进行科学探索研究，否则，人类不可能可以不断地生存、发展壮大而进化成今天的人类。科学探索研究并非（但包括）只是在实验室中由科技工作者进行......。
值得注意：对全宇宙系统，人类最优的科学探索方法是什么？人类通过什么科学探索研究的技术方法，可以付出最小的代价并最尽快地实现人类自然探索的最终目标？
基于宇宙物质原始自然运行的统一数值算法与数值仿真过程[1]，考虑到在人类的潜意识中对宇宙物质的科学探索研究的最终目标，本文提出人类科学探索研究的最优科学探索技术方法是基于系统数值仿真而对全宇宙物质系统的反设计；同时文中分析了该全宇宙物质的系统反设计方法，结论是该系统反设计可以尽快实现人类科学探索研究的最终目标：占领、控制与自由地使用全部的多维宇宙空间与全部的各种物质；而人类传统的自然探索研究方法需要人类付出无比巨大的代价、付出太长太长的时间才有可能（但不一定可以）实现人类科学探索研究的最终目标。因此，本文提出的科学探索全宇宙的最优的方法，可以回避掉人类传统自然探索科学的严重缺陷。
2. 科学探索全宇宙系统的最优化方法问题的描述
在人类生存的多维空间与现有科技储备条件下，现代人类对全宇宙系统的科学探索，需要寻找最优的探索方法 ，使得科学探索研究的成果与代价比 达到最大：
（1）
式中， --- 科学探索研究的成果； ---科学探索研究的代价比，包括付出的探索研究时间，人类生存的多位空间的损失； --- 科学探索研究的方法； 依次是时间、3维几何空间，NS是指空间的维数（NS>4）。
同时，需要满足以下约束条件：即人类的多维生存空间
（2）
即人类必须有足够大的NS维生存空间，使人类不仅保持生存状态，而且可以不断进行相关的科学探索研究而发展壮大自己。
， 如果 （3）
式中， 是宇宙物质系统的根基底（即全宇宙物质构成及其运行过程与特性，该多维宇宙空间与物质的内部参数， ），是人类科学探索的最终目标； 是人类寻找宇宙物质系统的根基底过程中系统仿真（第k次迭代）产生的物质现象； 是（数字化的）人类积累的知识库； 是可以接受的系统仿真误差。
3. 全宇宙物质构成及运行过程与特性的数学模型
人类科学探索研究的对象是：完全彻底系统地、准确可靠地、高精度地掌握充满在全宇宙多维空间中的物质构成及其运行过程与特性，该多维宇宙空间与物质的内部参数， 。因此，需要可以对全宇宙物质进行系统数值仿真，关于系统数值仿真的数学模型，即宇宙物质的构成、物质运行的统一基理及其运行过程的普适性数值算法[1]，现介绍如下：
3.1 宇宙物质的构成与运行过程
宇宙空间S是一个NS维的空间，其大小为： ，其中， Ai（i=1，2， ， NS）是第i维空间的大小（A1为时间，A2， A3， A4为三维几何物理空间，…）。宇宙由一系列（共NMax种）物质基素（物质最底层的基本元素）及其转变成的物质组合体构成，这些各物质基素单元与（各层次级别的各类）物质组合体之间，以及各层次级别的各类物质组合体之间，是在NS维空间中作不停的运动，并且相互不停地（分解与组合）转变，该相互转变如图1所示，各层次级别的各类物质组合体的NS维运动过程如图2所示，多维运动过程中物质体的逻辑关系如图3所示，前面的众多种类的大量现象是后面一个现象的条件，后面的一个现象是前面众多个种类的大量现象共同协同对抗产生的结果。
宇宙物质的NS维对抗运行过程与形成的构成，遵循宇宙物质运行的统一基理，详细运行过程的结果可由宇宙物质运行过程的普适性数值算法作数值仿真获得。
3.2 宇宙物质运行过程的普适性数值算法
基于宇宙物质运行统一基理体系[2][3]，在一个NS维空间区域 中，宇宙物质运行统一的普适性数值算法 Universal为：
（4）
式中，宇宙物质普适性算法 Universal具有以下功能：输入宇宙空间维数与大小以及充满在其中的物质的基底参数，以及指定的一个宇宙子空间，等；经过 Universal的运行（即：全部宇宙物质的NS维对抗运行）。全部宇宙物质基素单元的NS维运动之后，输出在NS维全宇宙空间中，表现为无穷无尽（巨大数量）的、奥妙无穷的、无奇不有的、……现象。
宇宙物质运行统一的普适性数值算法 Universal的具体详细的数学描述，数值仿真的数学表达，全程计算步骤，数值仿真计算流程图，等等，参见文献[1]。
具体的输入如下：
（1） 宇宙空间的维数为NS维。
（2） 各维宇宙空间大小：A1为时间，A2， A3， A4为三维几何空间，…，第NS维空间，构成NS维空间S。
（3） 宇宙物质基素信息：①在NS维空间全区域中，存在NMax种类（系列）的宇宙物质基素单元，各类具有不同的特征功能与数量，如第k类物质基素存在Nk，Max个单元（k=1，2， …， NMax）；②在宇宙空间全区域中总共存在 种类基素，全部种类基素单元总数 ；③内部参数： 是物质基素单元 的内部参数；④约束条件：各种类物质基素单元的内部参数约束函数 ；⑤各种类物质基素单元的功能运动方程 ，第k类物质基素，k=1，2， …， BMax，第i个物质基素单元；⑥物质基素控制量 ；⑦基素单元的性能指标 为追求掌控最大的NS维空间（及充满在其中的全部物质）。
（4） 指定一个NS维子空间区域 。
具体的输出如下（在全宇宙 维空间中）：
（1） 全部物质体的总体信息：①全部物质组合体级别的总数 。②全部物质组合体级别各种类的总数 。③全部各级别种类物质组合体的总数 。
（2） 各种物质体（基素单元与物质组合体）的详细信息：①全部各种类物质基素单元的状态 ，全部各级别种类物质组合体的状态 [在NS维空间中的参数，如时间、三维空间、…，（包括相互之间的导数，即速度，等等）]。② 物质组合体运动方程。③（所导出的）该物质体的一序列的概念及概念性参数【如：约束条件（物质基素单元或组合体的状态变量约束函数 、控制对策约束函数 、性能指标约束函数 ），运动方程，子性能指标，…】。④各种物质基素的不同单元、与各层次各种类的不同物质组合体的性能指标P= ，如物质体所占据的NS维空间，如（人类在不同条件下可以观测到的）物质体形状随着NS维空间的变化，以及这形状在不同条件下观测到的结果不一样，等等。⑤各种物质基素单元与物质组合体的控制量 。⑥ 是物质相互作用特性方程， 是（在该物质系统所在的 维宇宙空间 区域内）各级别各种类物质组合体对周围物质（如对物质基素单元 ）的作用特性现象，如物质体的各种特性：各种作用力，如“万有”引力、磁场力、电作用力、等等；物质体的形状；…。⑦各物质体所在更高级别的一些物质组合体，以及该物质体的组成（由较低级别物质体，…，物质基素单元）。⑧各物质体在 维运动过程中的分解与重新组合。⑨不同级别层次、不同种类的众多物质组合体分别采用各自的对策 追求各自的性能指标 达最优。
（3） 针对一个指定的 维子空间区域 ，存在的物质体，可观察的现象信息：①总共存在 种类（系列）宇宙物质基素，各种基素分别存在 个单元；②在该子空间 中，所存在的物质组合体级别的总数 ，物质组合体级别各种类的总数 ，各级别种类物质组合体的总数 ，各种类物质基素单元的状态 ，各级别种类物质组合体的状态 ，等等。
4. 人类科学探索全宇宙物质系统的最优方法是：基于超大系统-云-并行数字仿真的系统反设计
科学探索研究的方法 起源于人类祖先发源的地球及其附近的多维空间，“优化计算”到现在， 的选取是非常规的、“非科学的无稽之谈”，主要技术方法是超大系统数值仿真，最后获得宇宙物质最底层的基素时，再进行实物物理实验作验证，宇宙物质反设计的流程如图4所示。
人类探索到宇宙物质的最底层的基素及其各种特性，可以直接接近基素单元法：宇宙物质基底的系统反设计数值仿真方案，宇宙物质的系统反设计数值仿真优化计算方法与步骤是：
第0步：整理人类长期探索宇宙物质所积累的巨大的、全部各种类学科领域中所知的全部现象、概念、原理等知识库 ，将该巨大知识库 全面系统地整理成数字化表达；
第1步：猜想而设立宇宙物质基素单元及其内部特性参数、运动方程等的初始方案 ，（k=0）；
第2步：采用 与宇宙物质的数学模型，进行超大系统-云-并行数值仿真，生成不同层次、不同种类、数量巨大的物质及其运动现象，该仿真结果 以数字化形式表达；
第3步：将仿真结果 与巨大知识库 进行比较，并计算比较误差，如果比较误差很大（不可接受），则进入以下第4步，否则（即仿真计算误差可以接受）进入以下第5步，这里指出，采用系统数值仿真方法进行宇宙物质系统的反设计仿真，如图3中从宇宙物质基底人类可以理解的现象的过程中，反设计仿真不考虑中间仿真结果（即物质结构及其运行的现象等）是否正确，而只考虑人类已经积累的膨大的知识库（即与该知识库作与比较，如图4所示）；
第4步：基于系统仿真结果误差，迭代修改物质基素单元及其运动方程的方案 ，再转入第2步；
第5步：已经获得最优的宇宙物质的系统反设计数值仿真结果 ，进行物理实验，作最终的验证。
基于本文提出的宇宙物质基素、宇宙物质运行的统一基理与物质自然运行的普适性数值算法，以及人类长期探索宇宙物质所积累的巨大的学科原理等知识库（这些即是宇宙物质的系统数值仿真反设计的条件），采用图4所示的宇宙物质反设计方法，经过超大规模系统并行-云-仿真计算，直接探索发现宇宙物质的最底层的基素及其内部特性参数、运动方程等。最后进行物理实验，验证在反设计过程中生成的且人类无法想象猜测的物质现象：物质的组成结构、在宇宙的分布、各种物质形式、层次种类、各种类物质运动现象及其规律，等等，进行最终的验证。
5. 超大系统数字仿真进行全宇宙物质系统反设计的优点
宇宙物质的反设计的系统并行-云仿真研究方案与人类传统的传统自然探索科学方法相比，人类传统的自然探索科学方法不是探索全宇宙系统基底的最优科学探索方法[1-4]，而采用超大系统数字仿真避免了历时上亿年的人类传统自然探索科学方法的缺陷，是现在最优的方案，体现在：
5.1 全局大范围进行宇宙物质的寻根探索，所付出的成本代价很小，探索研究的速度很快
宇宙物质系统基底探索所需付出的代价很小，主要需要数以千计万计的计算机进行超大系统-云-并行数字仿真，以及各个专业的研发人员等将人类积累的知识库数值化；如果采用传统科学探索方法，只是从人类自身生存环境出发，“摸着石头过河”，想尽一切办法“获得一个历史性惊人重大突破的新发现，再更深入探索多步”地靠近宇宙物质系统基底，所付出的成本代价太大太大……太大。
显然，“一步一批物理实验室”将付出巨大巨大的代价，付出太长太长的时间，即 太大；而采用全宇宙物质系统的全局最高精度数值仿真反设计，需要成千上万台计算机与各个专业的研发者，这些成本代价是很微小，系统数值仿真几年就可能出一些结果，探索研究的速度是“快的离谱”，即 。避免了“人类沿着传统科学研究路径进行下去，人类可能不能满足约束条件（2）式”。
另外，由宇宙物质系统仿真产生的因果关系逻辑图（如文献[1]中图3）可知，采用物质反设计系统数值仿真方法可以“胡思乱想地”、“答非所问地”、……“不符合逻辑地”、“偷换概念地”假设宇宙物质的最底层根基 ，存在一定的可能性探索到全宇宙物质基底。
5.2 全局大范围进行宇宙物质的寻根探索，效率极高，探索不是无止境的，可行性很强：人类已经到了结束宇宙无穷无尽探索的冲刺阶段
传统自然探索科学寻找宇宙物质基底过程中，付出无比巨大的多维代价，经过“无穷无尽的”探索，取得了大量的“历史性、惊人的重大新发现”等时，才探索向前走了一小步，并且大量的“一小步”在全局中都可能是无效的。与人类传统自然探索科学方法相比，宇宙物质的反设计系统仿真过程中将出现“无穷无尽的”、“无奇不有的”、“不符合科学原理的”、“不合逻辑的”、“不可思议不可想象的”、……、“可以想象的”、“符合科学原理的”现象，因此，这个超大规模系统-云-并行数字仿真是效率极高的，探索不是无止境的；同时实现该宇宙物质的反设计，所需的人力、物力等并不多，是可行性很强的，因此，全局大范围进行宇宙物质的寻根探索，宇宙物质的反设计系统仿真研究方案是一个可行的方案。
因此，基于超大规模系统-云-并行数字仿真的宇宙物质反设计系统仿真研究方法，是全局大范围进行宇宙物质的寻根探索的全局最优的方法 ，将获得最优效果 ，并能够容易满足约束条件（2）与（3）式。
总之，基于现代人类计算机技术，人类积累的知识库以及宇宙物质的反设计方法，人类现在已经到了寻找到宇宙物质基底的时候了，即人类已经到了结束宇宙无穷无尽探索的冲刺阶段。
6. 采用超大系统数字仿真进行科学探索全宇宙系统时存在的问题
6.1 可能还需要更多的宇宙物质的反设计的标本，有可能得出的一些结果，现代科学不能解释
在宇宙物质的反设计系统仿真过程中将出现“无穷无尽的”、“无奇不有的”、……、“符合科学原理的”现象 ，在这些无数的多维现象中，如果可以寻找到一群现象与人类积累的知识库 完全重合，这就可能是反设计的系统仿真成功（即满足约束条件（3）式）；如果可以寻找到一群现象 与人类积累的知识库 基本重合，即一些是完全重合，另一些是现代科学不能解释，这可能是反设计的系统仿真成功吗？是否一定要等待现代科学探索到这些不能解释现象与规律，才能说明反设计的系统仿真成功了，而现代科学探索到这些现象与规律，是要付出太长的时间与太大的代价 等。
6.2 宇宙物质的反设计是超大系统-云-并行数字仿真，数字仿真量太大-太大-…-太大
宇宙物质的反设计是超大系统-云-并行数字仿真，一个系统仿真反设计组就需要成千上万台计算机来进行，即使是很多系统仿真反设计组同时来进行宇宙物质系统的反设计，也不一定会很快反设计成功，数字仿真量太大-太大-…-太大，但在这个宇宙物质的反设计的超大系统-云-并行数字仿真过程中，探索是有止境的，有待我们去尝试。
7. 结论
基于人类科学研究的历史与现状，以及宇宙物质结构组成及其运行的统一基理，基于超大规模系统-云-并行数字仿真，本文给出了全宇宙物质系统反设计的数值仿真算法（包括仿真步骤以及流程图），通过与人类自然探索科学发展历史与现状的比较分析，认为该基于并行-云-数字系统仿真的全宇宙物质系统反设计数值仿真算法是科学探索全宇宙物质系统基底的最优方法，是全宇宙中第一优工程。
该基于超大规模系统-云-并行数字仿真而进行全宇宙物质系统基底反设计，其优越性主要体现在：①探索速度很快，超大规模系统-云-并行数字仿真几年内就可以获得一些不太正确的（临时迭代）宇宙物质系统基底仿真结果，以供系统仿真反设计迭代；②宇宙物质系统基底的探索效率很高，科学探索不是无止境的，虽然反设计迭代过程中的临时迭代结果不对，但人类无法想象与猜测的、现代最先进设备无法观测的物质也可能被仿真出来，避免了人类上亿年形成的人类特色自然探索方法的缺陷；③宇宙物质系统基底探索所需付出的代价很小，主要需要数以千计万计的计算机，以及各个专业的研发人员等，明显优越于人类传统自然科学探索方法，即可以想象到的就可不择手段地探索，并且“一步一批实验室”，因而，全宇宙物质反设计是探索全宇宙系统基底的最优科学探索方法。
因此，未来人类科学探索研究的发展方向，是进行宇宙物质基底系统反设计的云-并行数字仿真。建议人类未来的科学探索研究的技术与方法是：基于我们人类长期科学研究取得并积累的巨大而临时有效的因果关系知识库，以及宇宙物质构造组成及其原始物质运行的普适性数值算法，进行宇宙物质基底的系统反设计，寻找到宇宙物质的最根基要素，即实现人类科学探索研究的最终目标：占领、控制与自由地使用全部的多维宇宙空间与全部各种物质；不需要任何科学探索，不需要任何科技创新。
人类已经到了结束在宇宙中进行无穷无尽探索的冲刺阶段，该宇宙探索的冲刺阶段是全宇宙物质系统反设计，这是人类针对全宇宙的第一优工程。
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[12]栾玉广，自然科学技术研究方法，中国科学技术大学出版社，2010年9月
仿真科学与技术范文5
该项目侧重于研究如何利用视觉、听觉、嗅觉，使虚拟仿真技术更加逼真，并拥有更高的质量与更出色的功能。项目将为制造业提供创新、一流的仿真工具与流程，为工程师配备性能更加出色的计算机，提供更加直观的设计效果。举例来讲，此类研发将助力汽车制造商如捷豹路虎，更高效完成复杂的汽车项目。虚拟仿真技术减少了制造商在生产过程中对于实体原型的依赖，为产品开发过程缩减了成本，并极大有助于环境保护。五项学术科研的启动，标志着英国 20年战略计划已开启第一阶段，该计划有助于加快英国将虚拟仿真技术推向世界前沿的步伐。
捷豹路虎工程总监Bob Joyce表示：“我们在新车型的设计、制造和测试阶段，早已广泛应用虚拟技术，但我们热切需要虚拟仿真能力的不断提升，并期望能为汽车产品开发定制虚拟技术。我们希望以更加逼真的视觉、听觉甚至嗅觉效果，不断优化虚拟驾乘体验。项目也将极大有益于整车、系统及零部件方面日趋复杂的分析工作。不仅如此，先进的虚拟仿真技术还将优化计算机功能，以深度挖掘更多、更复杂的数据。捷豹路虎坚信，在工业创新方面，英国会始终在全球保持强大的竞争力。”
该项目的者Cable博士表示：“拥有像捷豹路虎这种世界顶尖公司以及世界一流大学的鼎力支持，英国将有望在未来成为促进创新、发展高科技的引领者。此次投资将促进英国制造业的发展，并助力英国提升全球竞争力，这是对英国政府工业战略的全面支持。”
该五项科研项目是英国仿真创新项目（PSI）的重要部分。仿真创新项目将在未来五年中，分为两个阶段进行，由捷豹路虎（出资400万英镑）、英国工程和自然科学研究理事会（出资400万英镑）、拉夫堡大学、利兹大学、剑桥大学和华威大学制造工程学院（四所大学共出资200万英镑）共同支持完成。
项目包括：
车辆复杂系统分析
多物理场与多功能仿真
模拟驾驶
高性能计算与仿真知识调研归纳
可视化与虚拟体验
英国工程和自然科学研究理事会首席执行官David Delpy教授表示：“这是一次完美的合作，这种企业与学术机构的紧密协作会将技术、工业推向极致。作为创新科研的支持者，我们将继续与捷豹路虎携手并肩，共同致力于工业领域的长远发展，并呼吁业界同侪互相监督，共同进步。”
TIPS：英国工程和自然科学研究理事会
仿真科学与技术范文6
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
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