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虚拟仿真技术优点范文1
关键词：仿真 计算机仿真 计算机仿真技术
一、引言
仿真是对现实系统的某一层次抽象属性的模仿，人们利用这样的模型进行试验，从中得到所需的信息，然后帮助人们对现实世界中某一层次的问题做出决策。计算机仿真就是建立系统模型的仿真模型进而在电子计算机上对该仿真模型进行模拟实验的研究过程。计算机仿真技术即以计算机仿真为手段，通过仿真模型模拟实际系统的运动来认识其规律的一种研究方法，也称计算机仿真方法。在科技飞速发展的今天，它已经成为控制系统分析、研究、设计不可缺少的重要工具。
二、计算机仿真技术的特点
1.模型参数可根据要求任意调整、修改和补充。人们可以得到各种可能的仿真效果，为进一步完善研究方案提供了可能。与传统的实物实验相比，具有运行费用低、无风险、方便灵活等优点。
2.系统模型求解快速。运用计算机仿真，能够在较短的时间内得出仿真运算的结果，为生产实践提供最及时的指导。
3.仿真运算结果可靠、准确。在机器没有故障的前提下，只要系统模型、仿真模型、仿真程序科学合理，那么计算机的运算结果是准确无误的。
4.实物、实时仿真直观、逼真。这一特点使它在一些复杂工程系统中例如核电、航天等领域得到了广泛应用。
传统的仿真技术是一个迭代过程，即针对实际系统某一层次的特性（过程），抽象出一个模型，然后假设态势（输入），进行试验，由试验者判读输出结果和验证模型，根据判断的情况反复修改模型和有关的参数，不仅效率低，也存在环境、安全等因素的限制，所以很难达到实验者满意的仿真效果。而计算机仿真技术是利用计算机科学和技术的成果建立被仿真的系统的模型，并在试验条件下对模型进行动态实验，它具有高效、安全、受环境条件的约束较少、可改变时间比例尺等优点，已成为分析、设计、运行、评价、培训系统尤其是复杂系统的重要工具。
三、计算机仿真技术的研究现状
计算机仿真技术的发展与计算机的发展是密不可分的。20世纪50年代的计算机仿真大部分是以电子模拟计算机为主机实现的，在部分特殊应用领域内也有以液压机、气压机或阻抗网络作为主要模拟设备的。由于电子模拟计算机的精度较差等缺点，从70年代初开始，数字模拟混合计算机仿真得到发展。从70年代末起，以数字机为主机的各种各样的专用和通用计算机仿真得到了普及和推广。转贴于 由于高性能工作站、巨型机、小巨机、软件技术和人工智能技术取得了引人瞩目的进展，在80年代人们对智能化的计算机仿真寄予了希望，也在综合集成数字仿真和模拟仿真优势的基础上，设计出了在更高层次上的数字模拟混合仿真技术，在一些特定的仿真领域内，这种智能计算机仿真和高层次的数字模拟计算机仿真都取得了令人鼓舞的结果。80年代初推出了一些仿真机，SYSTEM10和SYSTEM100就是这类仿真技术的代表。90年代又开始了交互式仿真和虚拟仿真的研究并取得了一定的成绩。特别是近20年来，随着系统工程与科学的迅速发展，计算机仿真技术也得到了蓬勃发展，已经从传统的工程领域扩展到非工程领域，在社会经济系统、环境生态系统、生物医学系统、能源系统、教育培训系统等得到了广泛应用。
四、计算机仿真技术的展望
随着计算机应用技术和网络技术的发展，计算机仿真技术也在不断地发展。未来的发展主要有两个方向：
1.仿真技术的网络化
众所周知，现在已经开发研制出来的仿真系统有很多，它们不能互相兼容，可移植性差，实现共享困难，与开发的高成本、低效率、长时间不成正比，更不能充分加以利用。要想解决这些问题，首先要解决的是采用兼容性好的计算机语言来编写仿真系统，其次是采用网络化技术实现仿真系统的共享。尤其是后者，在将来的仿真系统开发中具有重要的意义。实现仿真系统的网络共享，不但可以在一定程度上避免不必要的社会资源的浪费，而且可以通过适当的收费来弥补开发成本的不足。
2.仿真技术的虚拟制造
计算机仿真技术发展的另一个大方向是在虚拟制造技术领域的深入应用。虚拟制造技术是20世纪90年展起来的一种先进的制造技术，它利用计算机仿真技术和虚拟现实技术的结合，在计算机上实现了从产品设计到产品出厂以及企业各级过程的管理与控制。这使得制造技术不再主要依靠经验，便可实现对制造的全方位预测，为机械制造领域开辟了一个广阔的新天地。
参考文献
[1] 王中鲜 MATLAB建模与仿真应用.机械工业出版社，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.
关键词：三维空间结构；模拟仿真技术；课程教学；应用
Key words: three-dimensional structure；simulation technology；teaching；application
中图分类号：G42文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）05-0161-02
1工程造价课程的发展瓶颈
在实际的工程造价课程教学中，学生由于缺乏空间想象，对工程结构没有感性认识，无法理解抽象的理论，给教师教学及学生学习带来了瓶颈。因此，我们希望通过虚拟仿真系统来解决传统工程造价教学中存在的种种弊端。在教学中使用仿真技术，可以充分调动学习者的感觉和思维器官，使所观察的事物栩栩如生地展现在面前，任学习者正面、侧面、反面仔细观察仿真技术的发展被认为是解决传统工程造价教学瓶颈的一把利器。
本文正是从当前工程造价教学的基本情况以及教学难点出发，将仿真技术引入到开发工程造价教学软件的过程中。本研究选择隧道工程作为研究的案例，通过利用目前比较成熟的计算机模拟仿真技术，为老师和学生提供一个模型展示平台。
2模拟仿真技术的应用的效果
模拟是指用一个数据处理系统，来全部或部分地模仿某一数据处理系统，使得模仿的系统能像被模仿的系统一样接受同样的数据，执行同样的程序，获得同样的结果。有时也简称为仿真，是用模型（物理模型或数学模型）来模仿实际系统，代替实际系统进行实验和研究，是产品设计和制造中的常用技术手段。
从国内外职业教育专业信息化可以看出，模拟仿真技术具有先进、便捷、安全等优点，仿真教学系统向工程类职业学校提供了培训学生的高技术工具，将专业课程和实习环节相结合，培养学生了解生产操作、熟悉生产原理的能力，提高了学生动手操作的兴趣与水平。以较少的投入满足了学生的实践需要。许多专业课程由于受到设备、场地和经费等条件的限制，可以选择采用模拟仿真技术。但模拟仿真技术应用于工程造价课程教学实践的研究很少，可参考的研究成果几乎没有。
3研究方法
3.1 文献研究法在研究中，通过对多种学习资料的阅读、分析，了解到了当前研究的发展状况，为论文的撰写奠定了必要的理论基础。
3.2 个案研究法在研究中，通过具体的案例，对工程造价教学进行研究，发现问题、解决问题、优化教学策略，设计教学软件开发方案，最终完成系统的设计与开发。（图1）
4模拟仿真技术在造价教学中的应用
重点是构建土木工程中公路、桥梁、隧道的立体全景展示。在三维仿真动画展示过程中，可自由控制观看角度及画面缩放，配合实景照片，效果直观。施工流程部分以简单的工程施工3D动画，配以实景图片及施工工艺文本说明，使学生能更直观地了解工程施工的流程步骤。公路、桥梁、隧道的分解结构模块通过点击结构图中的交互热点，显示该局部结构的名称、所在位置以及该结构的详细说明窗口，其中包含局部结构3d展示、工程量复核、定额、工程图纸。为了满足课堂教学的需要，支持文本和图纸的缩放、自由拖动功能，以增强课堂教学实际效果。人性化的人机交互界面及流程分类设计，学生在课余时间也能通过简单直观的软件操作进行学习。选题立足于公路工程造价专业，重点在于利用该模拟仿真技术将造价及工程量复核等内容更加形象地展示出来，使课程的实效性更强（表1）。
5隧道工程案例
在传统课程教学中，教师都会按照既定的教学过程来实施教学活动，那么在仿真公路系统中，学习者的学习活动应当如何开展？隧道模型概述为由以下几个部分：
5.1 用户界面呈现在工程仿真系统中，学习者必须是通过用户界面与仿真系统进行交互。因此，构建和谐友好、方便操作、逼近工程实体虚拟系统要解决的首要问题。仿真系统的真实性可以丰富学习者在虚拟情境中的体验，方便性主要表现在学习中按照学习者的进度，适时的为其提出指导性建议（图2）。
5.2 仿真情景设计仿真系统要依据学习者的经验、知识背景及需求，呈现具体的公路工程、桥梁工程、隧道工程等信息。设计工程实例，仿真场景和工程对象，通过情境设计，以激发学习者的兴趣（图3）。
5.3 工程造价数据分析通过仿真系统的现象观察，具体进行工程造价结果的分析，处理工程数据，并根据反馈信息及时调整策略，这有助于提高学习者对造价编制过程的反应能力以及对因果关系的敏感性。该过程中须关注在工程内容的一致性、工程过程的交互性等问题（图4）。
6实用价值和重要的现实意义
6.1 课件制作方法的探索使用直观的设计方法取代繁琐的传统编程式的课件制作，老师把更多精力放在课程本身的教学设计上，只需根据实际教学需求，设计课件，向学生展示工程结构；体现新一代课件的广阔应用前景。
6.2 促进学生探索性的学习现在的教学所采用的方法比较单一，学生在上课中往往很被动，面对各种各样的公路、桥梁、挡土墙，结构物感觉一片茫然，老师怎么说，学生就照着怎么做。很多时候上课只停留在不动脑的机械劳动阶段，达不到提高学生动手能力的目的，这样的知识传递过程较为单调，效果也不明显。在仿真平台上，学生可以摆脱了原有模型设备条件的约束,在更形象的知识领域内自主探索，促进了学生创新意识和创新能力的培养。
6.3 降低了各类开支费用工程仿真系统降低了科研成本，节省研究经费，并能够充分发挥现有计算机技术、,提高使用效率。
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【关键词】虚拟仿真技术；建筑施工；信息化综合化
1 虚拟仿真技术简要论述
1.1 系统仿真技术的新发展
随着计算机技术的普及和发展,在建筑工程施工中采用智能方法极大地促进了施工技术和管理水平的提高,从而推动着施工学科的不断进步和发展。目前施工领域应用较成熟的软件系统有:CAD 辅助设计技术、专家系统、智能管理系统、办公自动化系统等,这些计算机技术的应用改造了传统的施工方法和理论,带来了新的理念。通过在建筑工程施工中引入虚拟技术的工程实践证明,建筑工程施工应用虚拟技术已成为可能,用虚拟技术研究建筑工程施工,将创造极大的经济性和促进技术的进步。虚拟现实技术综合了计算机图形技术、计算机仿真技术、传感器技术、显示技术等多种学科的优势,为人机交互对话提供了更直接和真实的三维界面,并能在多维信息空间上创建一个虚拟信息环境,使用户身临其境。虚拟现实技术不但具有仿真技术的优点还能提供真实的环境效果,在许多应用领域取得飞速发展。国内外的土木工程界在“大坝安全在线监控系统”和建筑消防研究方面也有一些尝试。仿真技术是对系统动态模型的一种实验手段,在安全性和经济性方面有较大的优越性,使其广泛地被航空、航天、军事、电力、交通等行业采用,在化工、煤炭、冶金等方面也有较好应用。
1.2 虚拟现实技术的前沿性问题
虚拟仿真技术能否在建筑工程施工领域得以推广和应用取决于计算机硬件和仿真软件本身的发展方面。目前应用虚拟仿真施工系统存在以下问题:第一，虚拟仿真系统开发和应用要求的硬件平台较高,需要在较高的专用工作站或实验室上进行,企业自行开发系统时,要建造专用虚拟实验室,购买国外进口设备和软件,这需投入一定的资金和人力。另外系统的演示受设备的限制,移动不方便。第二，在对单项工程进行开发时,需从国外进口VR 软件平台。由于虚拟仿真系统在工程施工中集成型软件几乎没有,再加上工程施工中影响因素较多,客观上造成开发一个项目所需成本较高,努力开发出一套面向建筑工程施工的专用集成型软件系统,为单项工程的开发提供一个方便的开发平台(模块) 是重要的前提。开发骨干,会增加施工企业的开支。
1.3 系统仿真技术与虚拟现实技术的结合
目前,我国一些大型建筑企业集团建立了自己的设计研究院,这为施工企业的技术人才培养和蓄纳创造了条件。我国施工企业的工程技术人员已具有一定的软件研发能力和应用水平,省、市级建筑施工集团已成为开发和应用施工定额软件、施工管理软件的主力。高等院校和科研机构也积极开发各种工程施工中所需的计算机辅助设计软件,另外在工程实践方面对计算机的工艺集成控制技术也有不少探索和应用,并取得了丰硕的成果。整个施工学科领域应用计算机辅助软件正逐步形成,完成完整的、适用的人工智能方法研究和实际推广已具备可能性。仿真技术的应用使仿真软件取得了飞速发展,新的并行计算方法、新的仿真平台和编程技术使其具有更好的可扩展性,因而能被更多的领域所使用。
2 虚拟仿真技术在建筑施工中的应用
2.1 虚拟建造技术的现实意义
使用虚拟现实技术对施工过程进行模拟,在施工前了解各种构件在实际结构中的相对位置及相互关系,实验多种施工方法,计算相应工况应力,对方案进行优化,这对以下几方面将产生重大意义。建筑工程施工方案的选择和优化建筑工程施工的施工方法及施工组织的选择和优化主要是建立在施工经验的基础上,存在一定局限性。同时,现代建筑基本都具有鲜明的个性,建筑工程施工成为不可完全重复的过程。使用施工虚拟仿真技术将可以直观、科学地展示不同施工方法和施工组织措施的效果,可以定量地完成方案的对比,有助于施工方案的选择和优化,真正实现最优施工。施工技术革新和新技术引入施工虚拟仿真技术一方面能使广大施工技术人员低成本地试验施工新工艺和革新思路,有助于创造性的充分发挥,同时能真切展示新技术的成效,缩短建筑业新技术的引入期和推广期,降低新技术、新工艺的实验风险。施工管理施工虚拟仿真技术能事先模拟施工全过程,能提前发现施工管理中质量、安全等方面存在的隐患,因而可以采取有效的预防和强化措施,提高工程施工质量和施工现场管理效果。
2.2 三维动画技术在建筑施工领域的应用
建筑施工全程虚拟是在现实建筑工程施工之前技术对施工全过程的各环节进行模拟真实展示和体验施工各阶段预期结果并应用系统软件适时调整施工变更或偏差#实现施工方案决策优化施工全程，虚拟技术的首要功能是虚拟预演即从待施工的建筑造型设计结构施工方案施工场地及施工组织设计施工关键技术，设计建筑施工各阶段控制过程中有关信息的集成管理，直至建筑工程竣工验收全过程进行虚拟预演将虚拟施工过程真实呈现于施工方及管理人员，虚拟施工环境下的全方位仿真可准确预演实际施工过程及其结果，它与传统实际建造施工过程相比，可提前发现施工方案设计中的缺陷和施工过程中可能发生的质量和安全问题，缩短施工工期更便于施工方案的监控与调整技术的另一突出功能是反演决策即在虚拟施工环境中，通过时间反演改变参数设置使施工过程与结果可根据业主要求及施工组织设计需要进行适时调整由于参数选择的不同可建立多样化施工比较方案根据实际情况选择最优方案。
3 建筑施工领域引人虚拟技术的发展趋势
建立在计算机应用基础上的虚拟现实技术可以模拟现有的事实或即将实施的工程。在三维世界中，计算机用户依靠虚拟技术去认知虚拟的工程，诸如开灯或关灯、驾驶汽车、搬运物体等，为达到这样的目的，视频、音频、三维模型等组成部分经过整合才能产生真实感。虚拟技术起源于美国的飞机模拟器，1989 年,美国VPL Research 公司的奠基人Jaron Lanier提出了Virtual Reality一词,用以统一表述当前纷纷涌现的各种借助计算机技术及最新研制的传感装置所创建的一种崭新的模拟环境的概念,目前大家都称它为虚拟现实。虚拟现实是利用计算机技术生成一个逼真的, 具有视、听、触、嗅、味等多种感知的虚拟环境,置身于该环境中的人可以通过各种传感交互设备与这一虚构的现实进行相互作用, 达到彼此交替更迭、融为一体的程度。虚拟现实系统由五个关键部分构成：虚拟世界、虚拟现实软件、计算机、输入设备和输出设备。虚拟现实技术是八十年代末出现，并迅速成为科学界和工程界关注的热点，它汇集了计算机图形学、计算机仿真技术、人机接口技术、传感技术、多媒体技术、人工智能技术和人的行为研究等多项技术，虚拟现实技术是这些技术高层次的集成和渗透,它给用户以逼真的体验,为人们探索宏观世界和微观世界中由于种种原因不便直接观察的事物运动变化规律,提供了极大的便利。
4 结论
使用虚拟现实技术对施工过程进行模拟,在施工前了解各种构件在实际结构中的相对位置及相互关系,实验多种施工方法,计算相应工况应力,对方案进行优化这对建筑施工技术性的发展将产生重大意义。
参考文献:
[1]张希黔,张利. 虚拟仿真技术在建筑工程施工中的应用现状和展望[J] . 施工技术,2001 ,30 (8) .
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[关键词]计算机仿真电子商务仿真
电子商务作为一个新兴领域,各个院校在电子商务专业建设中,培养目标和课程体系不是完全统一，因此侧重点是不同的。普遍存在的问题是重理论而轻实践的现象非常严重,不利于电子商务人才地培养。原因很简单，就是实践的电子商务平台很难搭建，应用仿真技术可以解决这一问题。利用计算机技术、网络技术等现代信息技术从事商务活动,突出学生的动手能力,培养融IT与商务于一身的高素质复合型人才。
随着互联网的全面普及，基于互联网的电子商务也应运而生，并在近年来获得了巨大的发展，成为一种全新的商务模式，被许多经济专家认为是新的经济增长点。这种电子商务模式对管理水平、信息传递技术都提出了更高的要求，其中安全体系的构建又显得尤为重要。如何建立一个安全、便捷的电于商务应用环境，对信息提供足够的保护，是商家和用户都十分关注的话题。
一、概述
计算机仿真技术可以为学生提供虚拟的仿真情境,为学生创设一种开放的、主动的、发现式的探索式的学习环境,发展学生的高级思维能力和问题解决能力,从而通过对该情境的操纵、观察和思考得出合理的结论。计算机仿真可以在很大程度上激发学生的高水平思维活动,让学生通过反省性的、高水平的思维活动来建构深层的、灵活的、真正的知识,近几年,计算机模拟教学在国内外的电子商务课程中屡见不鲜,但仿真教学在计算机教学中的应用、尤其是在计算机网络课程中的应用还处于探索研究的阶段,将计算机模拟应用于教学活动中,往往能够收到事半功倍的效果。
电子商务引起人们的普遍关注，细说起来也不过是最近几年的事情。电子商务网络仿真实验室可以提供一个真实的环境,在这个环境中,学生可以模拟电子商务的各种活动。因此,电子商务网络仿真实验室具有可操作性、仿真性及适应性强的特点。可操作性,是指电子商务网络仿真实验室中的计算机所需软件;仿真性,是指学生在电子商网络实验室的计算机上安装了相关软件后,能够模拟IT环境,进行各种电子商务活动等;适应性强,是指电子商务网络仿真实验室能够成为与电子商务相关的多门课程的实习实训基地。在电子商务网络仿真实验室,学生可以学习基本的电子商务网站的建设流程。
二、计算机仿真技术
计算机仿真技术(computer?simulation?technology)是利用计算机科学和技术的成果建立被仿真系统的模型，并在某些实验条件下对模型进行动态实验的一门综合性技术。它具有高效、安全、受环境条件的约束较少、可改变时间比例尺等优点，已成为分析、设计、运行、评价、培训系统（尤其是复杂系统）的重要工具。计算机仿真，是在研究系统过程中，根据形式性原理，利用计算机来逼真模仿研究对象。研究对象可以是真实的系统，也可以是设想中的系统。传统的仿真方法是一个迭代过程，即针对实际系统某一层次的特性（过程），抽象出一个模型，然后假设态势（输入），进行试验，由试验者判读输出结果和验证模型，根据判断的情况来修改模型和有关的参数。在没有计算机以前，仿真都是利用实物或者它的模型来进行研究的，这种方法的优点是直接、形象、易信，但模型受限、容易破坏、难以重用。而计算机仿真是将研究对象进行数学描述，建模编程，且在计算机上运行实现。它不怕破坏、容易修改、可重用。因此在现代化生产建设中得到了广泛的采用。并取得了丰硕的成果，带来了可观的经济效益。
计算机仿真技术的核心是按系统工程原理建立真实系统的计算机仿真模型，然后利用模型代替真实系统在计算机上进行实验和研究。由于近年来信息技术的发展特别是高性能海量并行处理技术，可视化技术，分布处理技术，多媒体技术，虚拟现实技术的发展，使得建立人——机——环境一体化的分布的多维信息交互的仿真模型和仿真环境成为可能，从而使仿真方法有了一些新的发展，形成了一些新的研究仿真方法热点，如：定性仿真方法；面向对象的仿真方法；分布式交互仿真方法；人——机和谐仿真环境建立方法学。
三、电子商务网络仿真实验室
利用仿真技术可以构建电子商务仿真实验室，通用的通信网络硬件实验平台《计算机网络》或《计算机网络与通信》是计算机专业的必修专业课程。它的实验主要是从以下几个方面进行设计的:网络技术做实验:它包括网络布线与制作,计算机操作系统的安装与配置,局域网的设计与实现,广域网的设计与实现。其目的主要是让学生了解常用网络的设备的连接、安装与配置。通过设计、连线和配置,完成网络数据通信实验。计算机网络原理的模拟与仿真:计算机网络模型,有许多协议支持实现,每种协议实现都有些算法。原理的模拟与仿真就是解决其中的一些算法实验,这种实验通常用软件加以实现,但同时也需一些硬件配合完成。其目的主要是使学生通过实验对算法应用理解更深刻。如:数据链路层的连续ARQ,网络安全中的加密算法等。网页虚拟实现交互指导实验:有些网络设备费用很高,也没有必要全部实做,设计一些虚拟网页,通过网络的操作达到实验的目的。如:网络的测试仪的使用,高端网络设备的使用和配置等。
在教学应用中，通过仿真技术不但可以节约教学成本，而且能取得良好的教学效果。
四、结束语
虚拟仿真技术优点范文5
电工电子技术课程，对中职的学生来讲，是一门专业技能课，有理论课、实验课、实训课。其中实验、实训都可以归结到实践课，目的是培养学生操作技能和解决实际问题的能力。将计算机仿真技术引入教学中，不仅改善了教学手段，减少了教学成本，更重要的是丰富了教学内容，提高了课堂教学效率，对于培养学生的自主能力、创新能力、分析和解决问题的能力都起到了潜移默化的作用。
一、理论教学中的应用
电工电子技术课程中，理论教学是必须的。理论是实践的基础和支撑。理论课教学的目的是更好地服务实践教学，更好地用理论知识支持技能的学习，同时也为学生将来的职业发展提供足够的基础。所以，我们不能轻视理论学习。但是面对现今的中职学生，讲理论知识，老师们都会感到头疼，因为学生的素质比较差，数学和物理基础比较薄弱，课堂上基本是老师灌输，学生被动接受，一点也调动不起学生学习的兴趣。再加上电子类的课程比较枯燥无味、抽象难懂、课程逻辑性强等特点，学生学习的确感到困难。对于教师来讲，费了好大力气，也很难达到理想的教学效果。
随着计算机技术的发展，出现了虚拟仿真技术。我们将仿真软件的虚拟实验功能引进课堂，在讲解理论的同时，利用计算机进行多媒体演示，搭建电路，设置参数，通电实验，在显示屏上可以直接显示实验结果，使一些抽象的概念形象化、直观化、简单化，弥补了理论上的抽象性。例如，在基本放大电路中，静态工作点选择的是否适合，直接影响到放大器的性能。若设置不当将会产生饱和失真或截止失真。在理论课上，学生往往对于公式的推导及曲线的讲解不能深刻体会，导致对于基本放大电路的知识点不能较好地掌握。而通过仿真软件EWB的展示，可以给学生一种直观的认识。同时，有兴趣的同学还可以自己设参数，观察静态工作点选择的是否合适，如果不合适会产生什么样的失真结果。这样的理论课学生学起来有积极性，学习效果也就有很大提高。再举个例子，在模拟电子线路中，三极管的基极（b）、集电极（c）和发射极（e）三个极之间的电流，存在Ie=Ic+Ib这样的关系，教材中指出这个公式是经过多次实验得出的结论，同时列出实验数据表格。然后，老师在课堂上让学生验证一下表格里的数据，的确符合上述规律。这样的理论教学，学生没有体验，就事论事，学生只有死记硬背。但如果利用模拟仿真，搭建电路，让学生亲手用EWB软件中提供的电流表实际测量一下，自己得出上述结论，那效果就会不一样，学生很快就会记住三极管三个极之间的电流关系。正如一位教育学家总结的：“你告诉我，我会忘记；你给我示范，我会记住；你让我自己做，我会明白，而且一辈子都不会忘记。”
所以，利用模拟仿真技术进行理论教学，可以将复杂问题简单化，抽象问题形象化，理性知识感性化，让我们的学生在理论学习时不感到枯燥，调动起他们的思维，让学生在不断的探索中学习。
二、实践教学中的应用
实践教学在电工电子技术的课程中安排比重较大，因为这是一门专业技能课，实践性很强。在上电工电子技术课的第一天，老师就要重点讲用电安全，因为做任何事情，安全总是第一位的。学生进行各种实验操作，一定要规范操作，注意操作规程，但仍不排除会有意外的发生。所以，作为电类的教师，在上实验课时难免会有各种担心。这是其一。其二是由于经费的问题，很多实验，由于实验室元器件、设备不全，规格不合适等原因而不能完成。就算能完成，也要花很大一笔开销。
如果采用虚拟仿真技术，我们只需要计算机，在计算机房就能完成很多实验，而且不存在安全隐患和设备不足的问题，特别是验证性的实验，很快就能得到结果。虚拟实践教学平台的建立，使学生可以不受场地与设备限制，只要有计算机，就可以进行各种相关电路的设计与仿真，有效做到理论与实践的结合，加深了学生对理论知识的理解，提高了学生的应用能力及实践能力，培养了学生学习的自主性，大大改善了教学效果。
例如，在数字电路的实践教学中，仿真软件中的逻辑转换仪非常有用。实际工作中并没有这个仪器，它能够将逻辑电路和真值表、逻辑表达式之间进行转换。利用这一功能，学生在设计组合逻辑电路时，非常的方便实用。另外，在项目实训中，对于设计各种电路而言，利用仿真模型，可以减少元器件损耗，方便更换不同型号规格的元件，减少设计成本。再比如，在整流滤波实验中，我们也可以让同学利用仿真技术进行先行实验。首先，搭建整流滤波电路，在仪表栏中调出双踪示波器，A通道接输入端，B通道接输出端，接通仿真电源，在示波器上就可以看到整流的效果，改变电路中电容参数，还可以观察波形的变化，不同电容量，波形脉动的成分是不同的。这表明了电容滤波的效果。这样的仿真实验，让学生在实物实验之前就有一个深刻的了解，包括实验步骤、实验结果、注意事项等，在实物操作时，做到心中有数，提高了实物实验的效率。虽然，仿真实验有很多优点，但实践性的教学不能完全依靠仿真技术，我们还是要将仿真实验和实物实验结合起来，充分发挥仿真技术的作用，让仿真技术为真正的实验教学服务，达到提高学生操作技能的目的。
三、仿真技术应用的思考
仿真技术应用于教学中，毫无疑问地提高了教学效果和效率。首先，利用仿真教学，激发了学生的学习兴趣，有利于突破教学中的难点。仿真技术引入课堂后，把许多抽象、难以理解的教学内容变得生动有趣，动态地显示实验现象和结果，化难为易，能够促使学生积极思考，提高自主学习和创新思维能力。其次，仿真教学在一定程度上可以弥补实验设备不足，并且可以模拟一些实物实验不易进行的实验项目。但是，在实际应用中，不能完全用仿真教学代替实物实践教学。仿真教学，只能起到辅助作用，实际动手操作能力，必须要通过实物性的实验操作才能得到提高。而且，真正的实验不能因此而减少。
模拟仿真软件种类比较多，选择一款简单易学、适合教学的才是最好的。经过教学实践证明，运用电子仿真技术作辅助，在优化课堂教学、提高教学效率、增强教学效果方面起到了重要作用，是一种先进的教学手段，很值得推广。
参考文献：
[1]周绍敏.电工技术基础与技能[M].高等教育出版社.
[2]张金华.电子技术基础与技能[M].高等教育出版社.
虚拟仿真技术优点范文6
陈润文（1974-），男，河源理工学校教师，本科，机械讲师。主要研究方向：机械自动化。
摘 要：随着计算机在中职学校教学的普及和仿真技术的日益提高，把仿真技术引入到实习教学中，特别是机电、数控专业的实习，成为了很多学校采用的一种手段。本文就围绕如何在中职学校教学中运用仿真技术进行一番探索。
关键词：中职；学校教学；仿真技术
中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1005-1422（2014）03-0117-02
近年来，社会对技能型人才的要求越来越高，中职学校学生的实习教学也日益重要，中职的实习教学，开始由传统的实习内容向新技术新工艺实习内容的转变，对职业教育也提出了新要求。由于机床等设备的购置、使用、维护费用动辄几万到十几万，对资金来源缺乏充足保障的中职学校来说，要想按照传统的实习模式，为每个学生提供一个实习工位和充足的材料消耗显然是不现实的。而气动仿真软件的开发和多媒体技术在教学中的应用，能很好地解决这个问题。
一、仿真实习的可行性
仿真可以分为物理仿真和计算机仿真两大类。物理仿真的优点是直接、形象、易信，但模型受限、易破坏、难以重用。而计算机仿真是将研究对象进行数学描述，建模编程，且在计算机中运行实现。它不怕破坏、易修改、可重用。实践证明，作为职校实习教学，一些常设专业，如电工、数控、汽车驾驶、服装等，在常规实习开设的同时，完全可以逐步引入仿真实习训练。虽然仿真技术初衷是用于科学研究，通过仿真进行科学预测和检验，但职校实习引入仿真，最明显的好处是节能降耗，在一定程度上可缓解实习工位和实习材料的不足。例如，我校两台CNC加工中心设备承担200多名学生的数控实习任务，很大程度上依赖于数控仿真实习。一些职校的汽驾专业利用仿真器进行模拟驾驶训练，也可获得良好的教学效果。
二、仿真实习的优点
仿真技术应用于中职学校的实习教学，至少在以下几个方面拥有明显的优点：
1.仿真实习能创造一个与实际近乎相同的特性环境。如西门子数控机床仿真软件，仿真操作面板与机床实际操作面板可以完全吻合，仿真操作与实际机床操作在面板控制部分近乎完全一致，通过软件，学生可以观察数控机床加工过程，加工的毛坯变为成品的过程历历在目，仿真过程形象生动。
2.仿真实习不同于电化教学，因为电化教学学生是被动式、单向式地习得知识，虽然直观但不具备互动性。仿真实习过程中，学生与实习对象能进行互动，可以大大激发学生的学习兴趣。学生参与仿真，建立起使人感到身临其境的“互动式虚拟现实世界”。仿真过程具有“沉浸――互动――构想”三个基本特征，以虚拟现实技术创造虚拟环境，特别强调学生参与其中的身临其境的沉浸感，同时学生与虚拟环境之间可以有多维信息互动作用，学生从定性和定量综合集成的虚拟环境中，可以获得对实习对象的感性和理性的认识。
3.仿真实习不会对操作对象如仪表、元件、工件、刀具等造成实质性损害，更不会因操作失误对学生造成人身危害。如数控机床仿真，不会因为学生操作失误，造成设备本身损坏，如撞刀、毛坏报废等；而且，仿真中的声、光、文字警报，完全可以对学生操作错误进行提醒和纠正。
4.职校引入仿真实习，最大的好处是对原材料、量具、仪表设备的节约。如数控仿真，虚拟毛坏替代实际材料，虚拟冷却液替代实际冷却液，极大降低实习消耗，且刀具不会因为进给量过大而损坏。
5.仿真实习可缩短材料、仪器或量具的准备过程，实习完成后，也节省了回收时间。在仿真实习过程中，学生可以轻松对实习过程初始化，对未能完成的实习进行状态存贮，对已完成的实习进行调入回顾，极大提高了实习效率。
三、如何引入仿真实习
职校引入仿真实习特别是计算机仿真应具备两个条件：（1）选择合适的仿真软件；（2）配备一定数量的计算机。其实，职校的大部分工种专业都可以引入仿真实习。但各工种适用仿真实习的程度目前还有所不同，这主要制约于各工种的技能特点和仿真软件的发展状况。比如，职校电工专业可以引入电工基础实验仿真、电气元件性能仿真、电子线路测量仿真、PLC控制仿真等。目前，电力系统的仿真软件发展较为迅速，例如，大型电力系统仿真软件具有以下功能：能模拟千余个节点的大型电力系统的稳态运行，包括断路器与隔离开关的倒闸操作；发电机及负荷的有功、无功和电压的调节；变压器的分接头的调节，电力系统调频、调压等运行状态，并能在瞬间反映在屏幕上。可以瞬间调出整个电力系统及各个发电厂或变电所的实时运行的主接线图，图上的数据是一致的。能模拟大型电力系统的故障运行，可以人为地制造包括各输电线路、发电机及变压器的各种故障，可以在屏幕上观察系统在故障下运行情况。另外，数控仿真、汽驾仿真已通过实践证明相对成熟。
四、仿真实习的注意事项
仿真实习作为一种新的教学模式，可给实习教学带来许多改变和效益，但必须指出的是，仿真实习毕竟不是对真正的实际对象进行操作，本身有一定的局限性。必须注意，采用仿真实习后，可缩短但决不能完全抛开真实的实习过程。这表现在以下几个方面：（1）无论采用物理仿真还是计算机仿真，其原理只是逼近，而不是等同于客观过程；（2）由于仿真软件在中职教学领域的发展还处于起步阶段，仿真水平还有待进一步提高。（3）部分工种专业仿真难度大，仿真过程难以达到实习训练要求。所以，职校引入仿真实习，应作为节能降耗的手段，在一定工种范围内进行。无论哪个工种专业采用仿真辅助实习，都要给学生安排必须的实际操作实习，一方面让学生掌握实际操作，另一方面也是对仿真实习的检验和提高。同时，仿真实习对学生所生成的安全观念淡簿的影响，只有通过实际操作才能加以纠正。
・教学教法・谈仿真技术在中职学校教学中的应用
五、仿真实习的现状
利用仿真软件进行设计、验证，实现了我们的目的，教师借助软件把学生容易犯的错误给警示出来，这就不会像在实验时担心出现安全问题，保证了学生的人身安全。同时，教师还可以利用仿真软件，对实习项目进行深入研究，在这样教学的过程中，使学生学到了分析问题、解决问题的方法，分析问题时，把复杂的问题简单化，简化成一个一个的小问题，解决问题时，由易到难，由简单到复杂，逐步地进行改进、实现，不要想着一下子就能解决问题。这也能够培养学生认真踏实、一丝不苟的工作作风。
当然，再好的仿真软件也代替不了实际物体，但它可以使抽象的物体形象化，使教学变得轻松、有趣。而且仿真技术也有缺陷，并不是十全十美的。因此，有条件的学校还是要购置一些实验实训设备，结合着仿真软件教学，效果会更好。在数控CNC仿真和电气仿真中较为集中，部分正版仿真软件价格不菲。国外职业教育实习仿真软件发展较快，但由于涉及知识产权和软件汉化等制约因素，国内引入这些仿真软件还需假以时日。但可以肯定的是，职校实习仿真类软件将具有较大的应用需求和发展空间。
中职学校的实习教学不应该总停留在传统的实习模式上，仿真实习有利于全面提高学生素质和综合职业能力，激发学生的独立思考能力和创新意识，但传统的实习手段，基础教学和基本功的训练、学习仍是职业学校培养学生实操能力的基础；两者不可偏废，不能因为有新的手段方法而抛弃传统教学方法，也不能因为有好的传统方法而不引进新的手段。学校要抓住科技发展带来的契机，恰当引入仿真实习，利用先进的科技手段为学校节能降耗，从而降低办学成本，提高办学效率。将传统的实习手段和现代的仿真实习两者完美结合，培养出的学生一定能适应社会经济发展的需要。
参考文献：
