虛擬仿真技術(shù)論文范文第1篇

切削加工仿真技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向包括兩個(gè)方面，其一是開發(fā)NC仿真軟件，借以顯示刀具運(yùn)動(dòng)軌跡，并判斷刀具、刀夾與工件及其夾具是否產(chǎn)生干涉。

在進(jìn)行立銑加工時(shí)，最基本的任務(wù)是切除刀具切削刃包絡(luò)面通過(guò)部分的被加工材料，使保留下來(lái)的部分成為已加工面。完成這類加工所用的軟件應(yīng)包括如下內(nèi)容：刀具、刀具夾頭、工件、夾具等的協(xié)調(diào)，機(jī)床主軸的構(gòu)成及其可工作的范圍，能真實(shí)地仿真機(jī)床和刀具的動(dòng)作等。特別是近幾年來(lái)，由于五坐標(biāo)切削加工的不斷增加，在實(shí)際加工前應(yīng)進(jìn)行NC仿真的重要性日益突出。這類NC仿真軟件中，有不少軟件具有極為優(yōu)異的性能，如可從金屬切除體積計(jì)算出加工效率；根據(jù)金屬切除體積來(lái)判斷切削加工是否產(chǎn)生過(guò)載；如果負(fù)荷固定，由于進(jìn)給速度過(guò)高而產(chǎn)生過(guò)載，仿真軟件可調(diào)整進(jìn)給速度，防止過(guò)載產(chǎn)生，并可縮短切削加工時(shí)間等。

切削加工仿真技術(shù)的另一發(fā)展動(dòng)向是研究解析切削加工過(guò)程中的物理現(xiàn)象，如被加工材料因塑性變形而產(chǎn)生熱量，被切除材料不斷擦過(guò)刀具前刀面形成刀屑后被排出，以及由刀具切削刃切除不需要的材料而在工件上形成已加工面等，并將這一系列切削過(guò)程通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬出來(lái)，目前能達(dá)到這種理想目標(biāo)的產(chǎn)品還為數(shù)不多。Thirdwavesystems公司的“advantedge”是采用有限元法對(duì)切削加工進(jìn)行特殊優(yōu)化解析的軟件產(chǎn)品，與用于構(gòu)造解析的有限元法程序包比較，其最大優(yōu)點(diǎn)是用戶界面優(yōu)良，機(jī)械加工的技術(shù)人員能方便地進(jìn)行解析。美國(guó)scientificformingtechnologies公司的“deform”是鍛造等塑性變形加工用有限元法解析程序包，最近已被轉(zhuǎn)用于切削加工。

切削過(guò)程是切屑、被加工材料的彈性變形和塑性變形的變形過(guò)程，與沖壓、鍛造等塑性變形比較，變形速度（單位時(shí)間產(chǎn)生的變形量）非常大，由此產(chǎn)生的塑性變形能量和前刀面上由摩擦產(chǎn)生的能量將引起發(fā)熱，從而使溫度大幅度升高，刀尖在連續(xù)而狹小的范圍使被加工材料破壞、分離成切屑和已加工面等，這是切削過(guò)程的顯著特征。而這些現(xiàn)象彼此間存在復(fù)雜的相互影響。

如果用有限元解析方式，需輸入下列內(nèi)容：被加工材料特性及摩擦狀態(tài)等物理特性；切削條件及刀具形狀等邊界條件。通過(guò)有限元解析剛性方程，可輸出切削力、剪切角、切削溫度等帶有切屑生成狀態(tài)特征的量化參數(shù)，在此過(guò)程中，無(wú)需建立數(shù)學(xué)模型或提出假設(shè)。根據(jù)有限元解析的結(jié)果，還易于將切屑生成過(guò)程、應(yīng)力、變形等物理量實(shí)現(xiàn)可視化。

要獲得高精度解析結(jié)果，最為重要的輸入內(nèi)容是反映被加工材料應(yīng)力——變形關(guān)系的材料特性，而材料特性的獲取是極為費(fèi)力的工作。今后，隨著計(jì)算機(jī)功率的增大，這種切削過(guò)程的物理仿真技術(shù)將會(huì)逐漸普及。能否迅速普及的關(guān)鍵在于能否及時(shí)向用戶提供所需的被加工材料的材料特性。

按需開發(fā)切削加工仿真技術(shù)軟件

目前，許多科技人員正在進(jìn)行生產(chǎn)工程中最基礎(chǔ)的切削加工技術(shù)的研究，其中多數(shù)研究的目的是在弄清楚加工現(xiàn)象的同時(shí)，對(duì)加工過(guò)程進(jìn)行預(yù)測(cè)。如果這些研究?jī)?nèi)容實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)軟件化，就意味著能形成一個(gè)切削仿真技術(shù)軟件。如東京農(nóng)工大學(xué)機(jī)械學(xué)院的實(shí)驗(yàn)室就正在進(jìn)行幾種預(yù)測(cè)性的有關(guān)切削加工仿真技術(shù)軟件的研究。工藝流程和實(shí)用仿真采用了橫向和縱向相匹配的研究體系，橫向與產(chǎn)品設(shè)計(jì)到加工工序相對(duì)應(yīng)；在縱向上越往上，實(shí)用性越好，往下則不僅是實(shí)用性，還包括加工現(xiàn)象的解析和實(shí)現(xiàn)可視化。

1．刀具信息數(shù)據(jù)庫(kù)和解析仿真技術(shù)并用的切削條件選擇系統(tǒng)

在實(shí)際的切削過(guò)程中，不應(yīng)照搬工具廠提供的推薦切削條件，而應(yīng)根據(jù)機(jī)床、工具系統(tǒng)、工件裝卡等具體情況，反復(fù)進(jìn)行試切削來(lái)修正切削條件。同時(shí)還應(yīng)將過(guò)去加工中積累的行之有效的參考數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)庫(kù)，在有效利用這些數(shù)據(jù)的同時(shí)，借助解析方法使切削條件達(dá)到最佳化；對(duì)于沒(méi)有參考數(shù)據(jù)的新的切削加工，則應(yīng)開發(fā)與此相關(guān)的切削條件選擇系統(tǒng)。該系統(tǒng)中把振動(dòng)、加工精度、刀具升溫、刀具壽命、殘余應(yīng)力等設(shè)定為解析內(nèi)容，在解析的基礎(chǔ)上，就能選擇出最佳的刀具和調(diào)整切削條件。

本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)大致分為三個(gè)部分：刀具信息數(shù)據(jù)、工具系統(tǒng)組成、切削條件。在切削條件中可積累有效的切削加工技術(shù)參數(shù)。

本文擬用圖例表示平頭立銑刀加工的最佳銑削效率和最佳化側(cè)面的形狀誤差。根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)選擇所需刀具和刀夾，預(yù)測(cè)由立銑刀和刀夾的彎曲度及卡頭和主軸錐度結(jié)合部分的旋轉(zhuǎn)變化所導(dǎo)致的加工誤差。切削力的預(yù)測(cè)采用刀尖處的切削力乘以比切削抗力的模式。這是一種最簡(jiǎn)便的的方法，但卻得到了切削力波形與實(shí)測(cè)值一致的良好結(jié)果。計(jì)算出每一瞬間由切削力引起的刀具撓曲量，將其和形成已加工面的切削刃位置的位移相連就能得到已加工面的形狀。與大規(guī)模有限元法的計(jì)算比較，計(jì)算時(shí)間是非常少的，輸入刀具信息和切削條件信息，就能容易地仿真加工誤差。

盡管數(shù)據(jù)庫(kù)里已具有確實(shí)適應(yīng)的切削加工條件，人們?nèi)韵Ｍ�進(jìn)一步減少加工誤差，提高加工效率。實(shí)例表明，用這種仿真和實(shí)現(xiàn)最佳化方式來(lái)修正切削條件是完全可能的。

2．立銑刀加工時(shí)的刀具溫度

近年來(lái)，高速銑削已很普遍，由經(jīng)驗(yàn)得知，它適用于小切深、大進(jìn)給的銑削條件，而把握最佳條件卻相當(dāng)困難。銑削加工與車削加工不同，前者屬于斷續(xù)切削，在加工過(guò)程中，刀具升溫和冷卻高速地反復(fù)進(jìn)行。由于熱傳導(dǎo)給刀具－切屑接觸部分是斷續(xù)進(jìn)行的，必須根據(jù)這一特征來(lái)解析刀具溫度的變化。熱傳導(dǎo)量對(duì)預(yù)測(cè)精度影響很大，但不需要對(duì)切屑生成狀態(tài)的變形和熱解析相聯(lián)系進(jìn)行大規(guī)模計(jì)算，因此可快速獲得解析結(jié)果。切削速度、切深、進(jìn)給的組合將影響最高溫度，當(dāng)加工效率一定時(shí)，提高進(jìn)給速度，刀具溫度就會(huì)降低，溫度降低往往會(huì)使進(jìn)給速度的提高達(dá)到極限，而提高進(jìn)給速度，加工表面就會(huì)變得粗糙。因此，如果能很好地平衡粗糙度和溫度的關(guān)系，就能夠選擇到兩者相互平衡的切削條件。

3．用有限元法進(jìn)行切削過(guò)程的物理仿真

在用有限元法進(jìn)行切削過(guò)程的物理仿真中，作為切削條件輸入的內(nèi)容包括：切削速度、切削厚度、刀具前角、刀具后角、工件材料特性等。對(duì)這些參數(shù)進(jìn)行解析后，就能獲得切削力、切屑形狀、刀具和切屑上的溫度分布、應(yīng)力分布、形變分布、殘余應(yīng)力分布等物理特性輸出結(jié)果。

虛擬仿真技術(shù)論文范文第2篇

[關(guān)鍵詞]虛擬仿真技術(shù) 運(yùn)動(dòng)生理學(xué) 實(shí)驗(yàn) 立體化

[中圖分類號(hào)]G712 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]1009-5349（2023）06-0236-02

運(yùn)動(dòng)生理學(xué)主要是研究人體在體育活動(dòng)和運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練影響下機(jī)體在結(jié)構(gòu)和機(jī)能方面的各種變化，探索人體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)能變化的規(guī)律，以及形成和發(fā)展運(yùn)動(dòng)技能的生理學(xué)規(guī)律，探討人體運(yùn)動(dòng)能力發(fā)展和完善的生理學(xué)機(jī)理，論證并確立各種科學(xué)的訓(xùn)練制度和訓(xùn)練方法。人體在體育活動(dòng)和運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練影響下機(jī)體機(jī)能變化的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)是運(yùn)動(dòng)生理學(xué)研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)。因其變化的動(dòng)態(tài)性和不易感知性，使學(xué)生學(xué)習(xí)起來(lái)特別抽象，難以理解。單純的依據(jù)課本的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，就更加沒(méi)有說(shuō)服力，極大增加了學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握的難度。在運(yùn)動(dòng)生理學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂上開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程是增加降低理論學(xué)習(xí)難度，提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性的有效措施，但在目前的運(yùn)動(dòng)生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，由于受實(shí)驗(yàn)標(biāo)本的采集與存放、試劑的調(diào)配與更新、實(shí)驗(yàn)器材的種類限制、教師預(yù)實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備、場(chǎng)所與時(shí)間限制和一些復(fù)雜設(shè)備的影響等，很多實(shí)驗(yàn)課開展的效果并不理想，學(xué)生獲得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)較少并且缺乏說(shuō)服力，后期重復(fù)實(shí)驗(yàn)更是無(wú)法獨(dú)立操作完成。很多大型實(shí)驗(yàn)由于沒(méi)有時(shí)間準(zhǔn)備預(yù)實(shí)驗(yàn)，教師操作的效果也不理想，開設(shè)運(yùn)動(dòng)生理學(xué)大型實(shí)驗(yàn)的成本較高，耗費(fèi)人力、物力較大卻收效甚微，使學(xué)生深刻理解運(yùn)動(dòng)生理學(xué)知識(shí)受到很大限制。

為了節(jié)約成本，很多學(xué)校就只開展幾個(gè)傳統(tǒng)型的簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)，但是最新的理論知識(shí)和科學(xué)研究，學(xué)生就難以接觸，且這幾個(gè)實(shí)驗(yàn)由于脫離高端技術(shù)使學(xué)生難以對(duì)實(shí)驗(yàn)印象深刻。實(shí)驗(yàn)知識(shí)的匱乏也影響了學(xué)生獨(dú)立感知，自主研究的積極性，理論應(yīng)用起來(lái)更加捉襟見(jiàn)肘。因此，我們迫切需要一項(xiàng)技術(shù)既可以節(jié)省實(shí)驗(yàn)成本，提高實(shí)驗(yàn)成功率，又能使學(xué)生自主感知，自主鉆研，使學(xué)生得到專業(yè)便捷的技能訓(xùn)練，虛擬仿真技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。他不但簡(jiǎn)化了實(shí)驗(yàn)課程準(zhǔn)備工作，而且高速的數(shù)據(jù)處理庫(kù)提高了實(shí)驗(yàn)的精確度和動(dòng)態(tài)呈現(xiàn)機(jī)體對(duì)刺激反應(yīng)的敏感度，大大激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，大量數(shù)據(jù)的多角度呈現(xiàn)，更加激起學(xué)生探索的欲望，可以說(shuō)完美解決了運(yùn)動(dòng)生理學(xué)實(shí)驗(yàn)所必須的多項(xiàng)技術(shù)。

一、虛擬仿真技術(shù)簡(jiǎn)介

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)又稱虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)或模擬技術(shù)，就是通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)將一個(gè)真實(shí)的系統(tǒng)在另一個(gè)占用空間比較小的、制作相對(duì)容易的虛擬系統(tǒng)中進(jìn)行模仿實(shí)現(xiàn)真實(shí)人機(jī)對(duì)話體驗(yàn)的技術(shù)。隨著計(jì)算機(jī)人工智能技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，虛擬仿真技術(shù)越來(lái)越精良并逐步自成體系，成為繼數(shù)學(xué)推理、科學(xué)實(shí)驗(yàn)之后人類認(rèn)識(shí)自然界客觀規(guī)律的第三類基本方法。人投入到這種環(huán)境中，立即有“身臨其境”的感覺(jué)，并可親自操作，自然地與虛擬環(huán)境進(jìn)行交互，虛擬環(huán)境還能夠?qū)崟r(shí)地做出相應(yīng)的反應(yīng)。

虛擬仿真技術(shù)，是仿真技術(shù)與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)結(jié)合而產(chǎn)生的一種更高級(jí)的仿真技術(shù)。在多媒體技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等信息科技迅猛發(fā)展的基礎(chǔ)上，虛擬仿真技術(shù)以構(gòu)建全系統(tǒng)統(tǒng)一的完整的虛擬環(huán)境為典型特征，并通過(guò)虛擬環(huán)境集成與控制為數(shù)眾多的實(shí)體。實(shí)體可以是模擬器，也可以是其他的虛擬仿真系統(tǒng)，也可用一些簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)模型表示。實(shí)體在虛擬環(huán)境中相互作用，或與虛擬環(huán)境作用，以表現(xiàn)客觀世界的真實(shí)特征。虛擬仿真技術(shù)的這種集成化、虛擬化與網(wǎng)絡(luò)化的特征，充分滿足了現(xiàn)代仿真技術(shù)的發(fā)展需求。

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的特點(diǎn)：首先虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的仿真引擎代替了實(shí)物，實(shí)驗(yàn)過(guò)程不再需要反復(fù)消耗標(biāo)本和試劑，且實(shí)驗(yàn)結(jié)束不需要廢料收集和處理，完美解決了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中所缺乏的節(jié)能和環(huán)保處理；第二，學(xué)生做實(shí)驗(yàn)不再受到實(shí)驗(yàn)器材的限制，學(xué)生沒(méi)有理解的實(shí)驗(yàn)允許反復(fù)操作，增強(qiáng)了學(xué)生動(dòng)手動(dòng)腦的實(shí)踐能力，大型實(shí)驗(yàn)也省去了繁瑣的準(zhǔn)備過(guò)程，節(jié)約了教師的準(zhǔn)備工作；第三，虛擬仿真技術(shù)因其技術(shù)的成熟性，允許學(xué)生自我提升與拓展，課本之外的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生也可以自主鉆研，不受材料限制，大大提高學(xué)生學(xué)習(xí)與思考的積極性。此外，虛擬仿真技術(shù)平臺(tái)還為學(xué)生提供在線測(cè)評(píng)功能，網(wǎng)絡(luò)化的學(xué)習(xí)模式，為學(xué)生自我鞏固與提升提供了一個(gè)良好空間，抓住了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣點(diǎn)。

二、運(yùn)動(dòng)生理學(xué)實(shí)驗(yàn)與虛擬仿真技術(shù)相結(jié)合

以前學(xué)校進(jìn)行的運(yùn)動(dòng)生理學(xué)實(shí)驗(yàn)主要是通過(guò)課本理論的教授進(jìn)行理論學(xué)習(xí)，然后再通過(guò)小白鼠、青蛙等動(dòng)物進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，這種探究方法單一而且讓學(xué)生很難完全信服。幾乎所有運(yùn)動(dòng)生理學(xué)實(shí)驗(yàn)的理論，都來(lái)自觀察動(dòng)物在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的機(jī)能活動(dòng)并對(duì)其因果關(guān)系的分析來(lái)實(shí)現(xiàn)。放到人體之后的結(jié)論顯得單薄而且缺乏說(shuō)服力。另外，由于人力及物力資源的種種限制，實(shí)驗(yàn)課本身課時(shí)較短，很多實(shí)驗(yàn)結(jié)果本身缺乏科學(xué)性和完整系統(tǒng)性，所以很多實(shí)驗(yàn)的結(jié)果與最終需要印證的結(jié)論相關(guān)性不符，做得有名無(wú)實(shí)。

近年來(lái)虛擬仿真技術(shù)的廣泛應(yīng)用大大提高了運(yùn)動(dòng)生理學(xué)實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用廣度和深度，很多難以實(shí)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)經(jīng)過(guò)模式過(guò)程之后學(xué)生可以真切地感受到學(xué)習(xí)起來(lái)更加容易，記憶也更加深刻。將虛擬仿真技術(shù)運(yùn)用到運(yùn)動(dòng)生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，是傳統(tǒng)教育手段與現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)的創(chuàng)造性結(jié)合。虛擬仿真技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在：多媒體展示的集成性、人機(jī)交互的操作性、大容量存儲(chǔ)的豐富性、高速傳輸?shù)谋憬菪浴⒊瑫r(shí)空交流的共享性等。

虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)可以分為三個(gè)階段：一是初級(jí)階段，即學(xué)生剛開始接觸系統(tǒng)階段，這個(gè)時(shí)期學(xué)生對(duì)虛擬仿真系統(tǒng)還比較陌生，很多的功能還不熟悉，教師需要對(duì)學(xué)生加以引導(dǎo)，根據(jù)學(xué)生的反饋對(duì)系統(tǒng)加以修改和調(diào)整，盡量達(dá)到彼此合作融洽；二是模塊建立階段，當(dāng)學(xué)生對(duì)系統(tǒng)有了初步的了解之后，就需要根據(jù)教學(xué)的進(jìn)度和學(xué)生學(xué)習(xí)的側(cè)重點(diǎn)對(duì)系統(tǒng)里面的實(shí)驗(yàn)加以增減和調(diào)整，做到既能滿足學(xué)生知識(shí)掌握，又可以達(dá)到能力提升效果，并將最前沿的知識(shí)嵌入實(shí)驗(yàn)?zāi)�塊，讓學(xué)生一起走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室觀摩也是很好的教學(xué)方式，觀摩過(guò)程中學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和應(yīng)用會(huì)更加深刻，讓學(xué)生明白科學(xué)探索的過(guò)程其實(shí)就是知識(shí)應(yīng)用的過(guò)程，這個(gè)過(guò)程真正存在并不是遙不可及，培養(yǎng)起多思考多動(dòng)腦的習(xí)慣；三是模塊應(yīng)用階段，即通過(guò)所學(xué)的知識(shí)，所做的實(shí)驗(yàn)，探究人體運(yùn)動(dòng)生理學(xué)知識(shí)的運(yùn)用與開發(fā)，這個(gè)過(guò)程是一個(gè)開放的過(guò)程，根據(jù)每個(gè)人理解的不同，所能探索的結(jié)果也各有千秋，沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)的答案，探索永無(wú)止境。

例如在學(xué)習(xí)“人體安靜與運(yùn)動(dòng)過(guò)程中心率和動(dòng)脈血壓變化”課程時(shí)，單純的文字說(shuō)明和表格對(duì)比雖然可以使學(xué)生直觀的看到數(shù)值的變化，但是體現(xiàn)在人體中的動(dòng)態(tài)變化卻很難發(fā)現(xiàn)和感受。通過(guò)查閱大量文獻(xiàn)，進(jìn)行總結(jié)歸納，并通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)把實(shí)驗(yàn)課的內(nèi)容搬到理論課上，經(jīng)過(guò)文本、圖片、動(dòng)畫、視頻、仿真空間體驗(yàn)等幾步的動(dòng)態(tài)體感之后，讓學(xué)生直觀地觀察到人體從靜態(tài)到運(yùn)動(dòng)再到運(yùn)動(dòng)逐步加快的過(guò)程中心率和動(dòng)脈血壓的直觀的、動(dòng)態(tài)的、連續(xù)的變化過(guò)程，把實(shí)驗(yàn)的結(jié)論與學(xué)生的多種感官相互關(guān)聯(lián)，把知識(shí)的傳授過(guò)程由被動(dòng)的灌輸、被迫接受轉(zhuǎn)化為學(xué)生自己總結(jié)、歸納、探索，使學(xué)習(xí)過(guò)程變得快樂(lè)且學(xué)生更加容易接受。運(yùn)動(dòng)的方法有好多種，速跑和慢跑是兩種不同的運(yùn)動(dòng)方式，他所牽動(dòng)的器官不同，達(dá)到的效果不同，學(xué)生為此進(jìn)行了一次愉快的辯論，最終大家都為自己的觀點(diǎn)鼓掌叫好。每種運(yùn)動(dòng)背后都包含著大量的科學(xué)知識(shí)，合理的運(yùn)動(dòng)就是最好的科學(xué)。

三、現(xiàn)狀與前景展望

實(shí)驗(yàn)課一定要“重視學(xué)生在教學(xué)活動(dòng)中的主體地位，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性和創(chuàng)造性”，一門課程的學(xué)習(xí)，結(jié)果只是一方面，重視學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的參與度和知識(shí)獲得過(guò)程，才是我們教學(xué)的目的。對(duì)于運(yùn)動(dòng)生理學(xué)的掌握我們完全可以直接告訴學(xué)生結(jié)果：做擴(kuò)胸訓(xùn)練有助于增加肺活量，做引體向上可以鍛煉背闊肌，仰臥起坐可以鍛煉腹肌，等等，我們單純的教授完畢對(duì)學(xué)生有什么效果呢？他的擴(kuò)胸運(yùn)動(dòng)很到位，肺活量大有增加；他的引體向上很到位，卻導(dǎo)致了肌肉拉傷；他的仰臥起坐連貫而有力，卻導(dǎo)致脊柱受損……這種風(fēng)險(xiǎn)不僅對(duì)普通人是存在的，而且對(duì)那些經(jīng)常鍛煉的人亦然�，F(xiàn)代人的養(yǎng)生觀念很強(qiáng)，每個(gè)人都需要運(yùn)動(dòng)，但是運(yùn)動(dòng)也需要講究技巧與方法，我們學(xué)習(xí)運(yùn)動(dòng)生理學(xué)的目的就是知其然，更要知其所以然。大量逼真完備的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，解放了學(xué)生的思想，相應(yīng)的研究過(guò)程中碰到的問(wèn)題也就越多，為了滿足學(xué)生探索的需求與我們?nèi)粘Ｃ媾R的挑戰(zhàn)，我們的路任重而道遠(yuǎn)。

隨著人們對(duì)虛擬仿真技術(shù)的逐步完善，虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣，下一步我們將搜集更多的文字、圖片、音頻、動(dòng)畫等素材，組建更多的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ�，讓虛擬仿真技術(shù)更好地服務(wù)于運(yùn)動(dòng)生理學(xué)及各個(gè)學(xué)科的實(shí)驗(yàn)，尤其是以后更可以豐富中小學(xué)課堂的教學(xué)課堂。通過(guò)虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用讓學(xué)生處于一種多層次、多角度、立體化的學(xué)習(xí)空間中，直觀真切地感受到外部因素變化對(duì)身體的影響，改善了學(xué)生對(duì)體育運(yùn)動(dòng)的理解形式，提高了運(yùn)動(dòng)生理學(xué)課程的趣味性，提高學(xué)生學(xué)習(xí)運(yùn)動(dòng)生理學(xué)實(shí)驗(yàn)的積極性，也提高了學(xué)習(xí)效率。虛擬仿真技術(shù)的廣泛應(yīng)用，必將使運(yùn)動(dòng)生理學(xué)迎來(lái)新的生機(jī)和活力，根據(jù)教師的指導(dǎo)得到更加專業(yè)的技能訓(xùn)練，使人們更加科學(xué)的通過(guò)體育訓(xùn)練，改善人體技能，提高身體素質(zhì)。

四、小結(jié)

體育學(xué)科是一門理論與實(shí)踐完美結(jié)合的基礎(chǔ)學(xué)科，越來(lái)越受到學(xué)生及普通民眾的歡迎。運(yùn)動(dòng)生理學(xué)作為體育科學(xué)的輔助學(xué)科也是一門非常重要的理論課程，他主要研究人體在體育活動(dòng)和運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練影響下機(jī)體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和機(jī)能的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律，進(jìn)而探討出完善人體運(yùn)動(dòng)能力發(fā)展的科學(xué)機(jī)理，指導(dǎo)人們科學(xué)準(zhǔn)確的完成各種訓(xùn)練。虛擬仿真技術(shù)作為一門理論與科學(xué)結(jié)合的科學(xué)手段，極大地提高了運(yùn)動(dòng)生理學(xué)實(shí)驗(yàn)的可操作性和趣味性，滿足了當(dāng)前運(yùn)動(dòng)生理學(xué)實(shí)驗(yàn)的操作需求，可以加深學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識(shí)，使學(xué)生通過(guò)豐富多彩的教學(xué)手段，多層次、多角度、立體化、真實(shí)化的得到專業(yè)便捷的技能訓(xùn)練，加深學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的理解和鞏固，提高學(xué)習(xí)的效率和應(yīng)用的直觀性，更加深刻地理解所研究的內(nèi)容和意義，從而提高運(yùn)動(dòng)生理學(xué)實(shí)驗(yàn)課的應(yīng)用效果。

【參考文獻(xiàn)】

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[2]柯中爐，牟惠康，楊林生.以虛擬仿真技術(shù)提升高職實(shí)踐教學(xué)有效性的探索――以生化制藥技術(shù)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)為例[J].中國(guó)職業(yè)技術(shù)教育，2009（05）：64-66.

虛擬仿真技術(shù)論文范文第3篇

關(guān)鍵詞：虛擬仿真技術(shù)；房建施工；應(yīng)用研究

中圖分類號(hào)：TU74 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

我國(guó)在將虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用在房建施工方面，有許多成功的案例，比如中央電視臺(tái)新址、上海的環(huán)球金融中心以及廣州珠江新城西塔等等。在房建施工中，應(yīng)用虛擬仿真技術(shù)具有很多的優(yōu)勢(shì)，可以對(duì)其進(jìn)行推廣和應(yīng)用。

1、虛擬仿真技術(shù)

虛擬仿真技術(shù)指的是人們借助于計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感技術(shù)、仿真技術(shù)以及多媒體技術(shù)等，來(lái)研究外界環(huán)境感知模型。以往的系統(tǒng)仿真技術(shù)很少涉及到這個(gè)領(lǐng)域，因此，可以說(shuō)虛擬仿真技術(shù)是一項(xiàng)重大的科技突破。

2、虛擬仿真技術(shù)在房建施工中的應(yīng)用

虛擬施工技術(shù)的應(yīng)用研究：從理論層面上來(lái)講，依據(jù)相關(guān)的要求來(lái)將施工設(shè)計(jì)圖具體的實(shí)施，是非常簡(jiǎn)單的過(guò)程，但是，在實(shí)際的施工中，這個(gè)過(guò)程卻是十分困難的。因?yàn)�，在具體的施工中，會(huì)遇到各種各樣的地質(zhì)情況，會(huì)選擇各種各樣的施工方法，那么在施工的過(guò)程中，必然會(huì)遇到一些突發(fā)的事情。在以往，我們遇到困難的時(shí)候，總是依靠施工經(jīng)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行解決，優(yōu)化施工方法和施工組織，但是施工經(jīng)驗(yàn)會(huì)有一定的局限存在，那么在局限的經(jīng)驗(yàn)下指導(dǎo)施工，就很可能出現(xiàn)一些失誤。特別是隨著建筑風(fēng)格和結(jié)構(gòu)的多樣化，這種全新的建筑是沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)可循的，如果依然走過(guò)去那種老路，就會(huì)產(chǎn)生很多的問(wèn)題，施工的質(zhì)量和施工的安全得不到保證，此外，還會(huì)增加施工成本和能源資源消耗。

在建筑施工中應(yīng)用虛擬施工技術(shù)，就可以有效的解決這些問(wèn)題；利用虛擬施工技術(shù)，可以依據(jù)相關(guān)的工程情況來(lái)建立幾何模型，有著高度的仿真性和交互性。工作人員可以依據(jù)相關(guān)的要求來(lái)進(jìn)行模擬施工，在施工中尋找最為合適的方法和手段。相對(duì)于傳統(tǒng)的方法，這種方法可以有效的降低施工成本，縮短工期，并且還可以有效的提升施工質(zhì)量。目前，很多的企業(yè)都開始應(yīng)用虛擬施工技術(shù)，他們只需要建立一個(gè)三維模型，可視化模擬施工的全過(guò)程，在實(shí)際施工之前，就可以對(duì)各種構(gòu)件的關(guān)系和位置進(jìn)行準(zhǔn)確的把握，這樣施工安全控制參數(shù)就可以依據(jù)比對(duì)來(lái)有效地的出來(lái)。

仿真技術(shù)在建筑施工中的應(yīng)用研究：在建筑施工中應(yīng)用仿真技術(shù)，主要的作用就是讓虛擬的建筑物更加的真實(shí)。應(yīng)用仿真技術(shù)，可以讓建筑物周圍環(huán)境的外景十分逼真。只需要按照設(shè)計(jì)圖紙的樣本來(lái)進(jìn)行建筑物的施工，就可以建模渲染建筑物和周圍的各種元素，比如周圍的建筑、場(chǎng)景和道路等等。在仿真場(chǎng)景中，任何一個(gè)物體的高度都和現(xiàn)實(shí)中一樣，并且有靜有動(dòng)，有著十分強(qiáng)烈的真實(shí)感，讓人仿佛身臨其境。設(shè)計(jì)人員要想體驗(yàn)其中，只需要從多個(gè)角度來(lái)觀察仿真環(huán)境即可。目前，在很多的建筑中都應(yīng)用了這種仿真技術(shù)，并且取得了不錯(cuò)的效果。

虛擬仿真技術(shù)在復(fù)雜空間鋼結(jié)構(gòu)施工中的應(yīng)用：現(xiàn)代建筑中鋼結(jié)構(gòu)施工十分常見(jiàn)，它非常重要，并且十分復(fù)雜；它的復(fù)雜性指的是鋼結(jié)構(gòu)并不是一下子完成的，需要一個(gè)部分一個(gè)部分來(lái)進(jìn)行，在不同的施工階段，會(huì)有著不同的結(jié)構(gòu)形態(tài)、受力特性、邊界條件和負(fù)載情況，那么下一個(gè)環(huán)節(jié)施工的時(shí)候，平衡狀況可能就達(dá)不到相應(yīng)的要求。并且，再接著進(jìn)行下一個(gè)階段的施工時(shí)，新的平衡又會(huì)產(chǎn)生。也就是說(shuō)，接下來(lái)的每一個(gè)階段都需要重新尋找平衡。要想保證這么復(fù)雜的工程質(zhì)量，就需要在實(shí)施的過(guò)程中認(rèn)真的把握每一個(gè)微小細(xì)節(jié)，對(duì)所有的因素進(jìn)行綜合的考慮。鋼結(jié)構(gòu)工程對(duì)建筑整體十分的重要，如果在這個(gè)工程的施工分析中出現(xiàn)了問(wèn)題，那么就不能有效的指導(dǎo)具體的施工，從而增加資源浪費(fèi)和施工成本，還有可能導(dǎo)致一些重大安全事故的發(fā)生。如果依然采用的是傳統(tǒng)的施工方法和經(jīng)驗(yàn)，那么就不能保證這個(gè)工程的質(zhì)量，針對(duì)這種情況，就可以采用虛擬仿真技術(shù)；通過(guò)實(shí)踐研究證明，在工程施工中采用虛擬仿真技術(shù)，可以全程跟蹤分析復(fù)雜的空間鋼結(jié)構(gòu)施工，這樣比較危險(xiǎn)的階段就可以及時(shí)的找出來(lái)，從而采取一系列的措施來(lái)進(jìn)行控制和防范，降低事故發(fā)生的幾率。

虛擬仿真的三維動(dòng)畫在施工中的應(yīng)用：在以往，分析研究工程進(jìn)度的時(shí)候，依據(jù)的是主觀的判斷和經(jīng)驗(yàn)，這樣研究出來(lái)的結(jié)果也不具備指導(dǎo)意義，因?yàn)樗鼪](méi)有足夠的科學(xué)性。而在建筑施工中應(yīng)用了虛擬仿真技術(shù)中的三維動(dòng)畫，就可以科學(xué)合理的分析施工的全過(guò)程。采用虛擬仿真技術(shù)的三維動(dòng)畫，可以詳細(xì)的表現(xiàn)出施工過(guò)程中的每一個(gè)細(xì)節(jié)；那么設(shè)計(jì)員、業(yè)主和專家就可以迅速的找到工程施工中的一些重難點(diǎn)、關(guān)鍵環(huán)節(jié)以及注意事項(xiàng)等等；并且依據(jù)具體的需要來(lái)及時(shí)的調(diào)整和修改施工方案。虛擬仿真技術(shù)不需要投入大量的資金，也沒(méi)有很大的難度，因此，可以進(jìn)行積極的推廣和應(yīng)用。

虛擬仿真技術(shù)在施工安全方面的應(yīng)用：主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面，一是可以實(shí)現(xiàn)施工安全控制方案的最優(yōu)化；如果采用傳統(tǒng)的模式，很可能會(huì)遺漏一些安全隱患；而采用虛擬仿真技術(shù)就不會(huì)出現(xiàn)這個(gè)問(wèn)題，因?yàn)樗�可以模擬演練各種各樣的施工安全管理方案，對(duì)演練效果進(jìn)行分析，采用科學(xué)的手段來(lái)綜合比較施工中不安全的人、物以及可能存在的一些安全隱患等等，制定出合理的施工方案，既能夠減小安全事故發(fā)生幾率，又可以保證工程施工的質(zhì)量。二是可以實(shí)現(xiàn)安全預(yù)防和演練的最優(yōu)化，首先依據(jù)虛擬仿真模擬，工程師就可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)一些可能存在安全隱患的環(huán)節(jié)和部位，并且，三維動(dòng)態(tài)仿真模型的建立，也可以起到協(xié)助的作用，總結(jié)本次現(xiàn)場(chǎng)模擬的分析和演示結(jié)果，避免日后發(fā)生類似的事故；其次，緊急逃生可以用三維動(dòng)態(tài)仿真模型來(lái)進(jìn)行有效的模擬，現(xiàn)場(chǎng)人員可以依據(jù)在模型中出現(xiàn)的建筑物事故模型，來(lái)充分的了解并且有效的選擇事故發(fā)生現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)急措施、自救方式以及逃生路線，從而在很大程度上降低事故所造成的損失。

3、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)大量的實(shí)踐研究表明，在建筑施工中應(yīng)用虛擬仿真技術(shù)，可以有效的控制施工成本和安全風(fēng)險(xiǎn)，提高施工質(zhì)量。隨著時(shí)代的發(fā)展和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步，虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用范圍將會(huì)越來(lái)越廣。本文簡(jiǎn)要分析了虛擬仿真技術(shù)在房建施工中的應(yīng)用，希望可以提供一些有價(jià)值的參考意見(jiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]嚴(yán)勇.建筑施工中虛擬仿真技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用探究[J].建筑與文化，2023,2（3）：123-125.

[2]范振學(xué).淺談虛擬仿真技術(shù)在建筑施工中的應(yīng)用[J].城市建設(shè)理論研究，2023,2（4）：87-89.

虛擬仿真技術(shù)論文范文第4篇

關(guān)鍵詞：虛擬仿真技術(shù)；“電子技術(shù)”；教學(xué)

1虛擬教學(xué)法應(yīng)用背景

在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，除了掌握“電子技術(shù)”課程必需的基礎(chǔ)知識(shí)外，還需要培養(yǎng)學(xué)生“電子技術(shù)”方面的創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力，進(jìn)而鍛煉學(xué)生的思維，提高教師“電子技術(shù)”課程教學(xué)的水平。把虛擬教學(xué)法應(yīng)用到“電子技術(shù)”教學(xué)中，可以有效增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，最終提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和學(xué)習(xí)水平。因此，高職院校擔(dān)任“電子技術(shù)”課程教學(xué)的教師應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)虛擬仿真技術(shù)的分析和應(yīng)用，明確在“電子技術(shù)”課程教學(xué)中應(yīng)用虛擬教學(xué)法的重要性、有效性和創(chuàng)新性，從而研究、制定出相關(guān)的方法和措施，促進(jìn)學(xué)生整體學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)技巧的提升。

2“電子技術(shù)”課程的特點(diǎn)

“電子技術(shù)”課程是電氣工程專業(yè)、自動(dòng)化專業(yè)以及其他相關(guān)專業(yè)的主要課程，其教學(xué)內(nèi)容是和電子、控制技術(shù)以及電氣相互融合在一起的，“電子技術(shù)”課程具有很多特點(diǎn)，具體如下：第一，“電子技術(shù)”課程的教學(xué)理論性較強(qiáng)，在實(shí)際的教學(xué)過(guò)程中，課程內(nèi)容較為單一和枯燥，因此，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中通常情況下都會(huì)出現(xiàn)理解上的困難，影響學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。第二，“電子技術(shù)”課程的系統(tǒng)模式化特點(diǎn)較為鮮明，且模型參數(shù)的變化也較為明顯，其中的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目反而相對(duì)是獨(dú)立存在的。第三，“電子技術(shù)”課程的項(xiàng)目設(shè)計(jì)的綜合性較高，且技術(shù)的推廣應(yīng)用也較廣，在實(shí)際的技術(shù)開發(fā)過(guò)程中，相關(guān)的案例也較為成熟。故而教師在教學(xué)過(guò)程中也可以將虛擬教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)相互結(jié)合起來(lái)，改變傳統(tǒng)教學(xué)方式的局限性，幫助學(xué)生對(duì)抽象理論知識(shí)的理解，最終促進(jìn)“電子技術(shù)”專業(yè)課程的創(chuàng)新發(fā)展。

3虛擬仿真平臺(tái)的選用

“電子技術(shù)”課程的系統(tǒng)化程度較高，且理論分析上也較為復(fù)雜，因此，教師在采取虛擬教學(xué)法的過(guò)程中，在虛擬仿真平臺(tái)的選擇上，Matlab仿真平臺(tái)是最佳選擇，其在使用過(guò)程中具有很多的優(yōu)勢(shì)，具體如下：第一，Matlab仿真平臺(tái)的計(jì)算功能較為強(qiáng)大，且在使用過(guò)程中，Matlab仿真平臺(tái)的運(yùn)算速度也較快，將其應(yīng)用在“電子技術(shù)”課程的教學(xué)中，可以有效解決課程中的計(jì)算問(wèn)題，提高教學(xué)水平。第二，Matlab仿真平臺(tái)也可以提供兩種虛擬仿真的形式，即利用編寫代碼文件進(jìn)行仿真和利用Simulink的仿真平臺(tái)進(jìn)行圖形化仿真，其教學(xué)效果非常直觀且形象。第三，對(duì)于Simulink的仿真平臺(tái)來(lái)說(shuō)，將其應(yīng)用在“電子技術(shù)”課程教學(xué)過(guò)程中，不僅可以提供實(shí)體圖形化的模型和相關(guān)的仿真儀器等，還可以提供專門的電氣系統(tǒng)模型，雖然并不是真實(shí)的物體，但是卻具有真實(shí)物體的特征和屬性，也具有較高的使用價(jià)值。另外，Matlab仿真平臺(tái)的應(yīng)用成本也相對(duì)較低，根據(jù)相關(guān)調(diào)查顯示，其虛擬仿真結(jié)果和實(shí)際的實(shí)驗(yàn)結(jié)果相比較也具有一致性，教師在應(yīng)用時(shí)，可以將Matlab仿真平臺(tái)和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)結(jié)合起來(lái)，以此來(lái)提高“電子技術(shù)”課程的教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效率[1]。

4在“電子技術(shù)”課程中應(yīng)用虛擬教學(xué)法的可靠性

4.1教學(xué)條件上滿足應(yīng)用條件

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，我國(guó)各大高校在教學(xué)條件上也得到了相應(yīng)的完善，大部分高校在教學(xué)過(guò)程中采取的都是多媒體教學(xué)的方式，為虛擬教學(xué)法的應(yīng)用提供了可靠的教學(xué)條件。教師通過(guò)在計(jì)算機(jī)上安裝相關(guān)的虛擬仿真軟件，就可以利用多媒體技術(shù)進(jìn)行“電子技術(shù)”課程的教學(xué)。另外，完善的硬件設(shè)施使得教師也可以利用虛擬仿真軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行演示教學(xué)，解決了我國(guó)傳統(tǒng)“電子技術(shù)”課程教學(xué)中的實(shí)驗(yàn)教學(xué)問(wèn)題。

4.2開發(fā)虛擬仿真技術(shù)的條件較為完善

在計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展過(guò)程中，我國(guó)高校的電子類專業(yè)實(shí)驗(yàn)室也設(shè)置了相關(guān)的計(jì)算機(jī)設(shè)備，使得高校具備了開發(fā)虛擬仿真技術(shù)的條件。另外，我國(guó)的很多高校的“電子技術(shù)”專業(yè)中也具備了較為完善的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及數(shù)字信號(hào)處理等實(shí)驗(yàn)室也配備了相關(guān)的微機(jī)。同時(shí)，高校也在微機(jī)上安裝了Matlab等仿真平臺(tái)，為“電子技術(shù)”課程的虛擬仿真教學(xué)提供了完善的條件。除此之外，部分高校的學(xué)生也有自己的電腦，可以在電腦中安裝相關(guān)的虛擬仿真軟件，可以不受時(shí)間和空間地限制進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。

5在“電子技術(shù)”課程中應(yīng)用虛擬教學(xué)法的重要性

5.1有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性

通過(guò)在“電子技術(shù)”課程中應(yīng)用虛擬教學(xué)法，有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。第一，高校在電子信息技術(shù)課程的教學(xué)過(guò)程中，通過(guò)建立實(shí)驗(yàn)基地，可以打造出鍛煉學(xué)生的實(shí)踐能力的綜合性平臺(tái)，幫助學(xué)生將所學(xué)到的理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際的操作過(guò)程中，從而加深對(duì)理論知識(shí)的理解，提高自身的實(shí)踐能力。第二，在實(shí)際的虛擬仿真軟件的操作過(guò)程中，也可以將學(xué)生難理解的理論知識(shí)用更加形象的方式表達(dá)出來(lái)，讓學(xué)生更加直觀地感受到“電子技術(shù)”課程的相關(guān)知識(shí)，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。第三，教師在應(yīng)用虛擬教學(xué)法進(jìn)行教學(xué)的時(shí)候，也可以通過(guò)教學(xué)節(jié)奏的把控，來(lái)幫助學(xué)生探索并思考相關(guān)的知識(shí)結(jié)構(gòu)，使其主動(dòng)參與到教學(xué)過(guò)程中，凸顯學(xué)生學(xué)習(xí)的主體地位，最終實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。

5.2有利于提升學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，企業(yè)生產(chǎn)工藝更新加快，新技術(shù)被采用的步伐加快，這對(duì)高職院校人才培養(yǎng)提出了更高的要求，高職院校在“電子技術(shù)”課程的教學(xué)過(guò)程中著重以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為教學(xué)目標(biāo)，在教學(xué)過(guò)程中，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的分析能力、動(dòng)手能力和實(shí)踐能力。而通過(guò)在“電子技術(shù)”課程教學(xué)過(guò)程中應(yīng)用虛擬教學(xué)法，可以有效提升學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力。高校通過(guò)為學(xué)生提供實(shí)踐操作平臺(tái)和操作環(huán)境，可以引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)理論知識(shí)的應(yīng)用，加深對(duì)“電子技術(shù)”課程的了解。虛擬教學(xué)法在教學(xué)實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，更加強(qiáng)調(diào)學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性，學(xué)生通過(guò)虛擬技術(shù)體驗(yàn)知識(shí)要點(diǎn)和能力要點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)理論知識(shí)和實(shí)踐操作完美融合，進(jìn)一步提高“電子技術(shù)”課程教學(xué)的趣味性、有效性，幫助學(xué)生及時(shí)地發(fā)現(xiàn)并解決問(wèn)題。

6我國(guó)高校在“電子技術(shù)”教學(xué)中的問(wèn)題

6.1相關(guān)的學(xué)習(xí)環(huán)境有待完善

“電子技術(shù)”課程是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，對(duì)于學(xué)習(xí)情景的要求也較高，但是在我國(guó)傳統(tǒng)的教學(xué)工作中，教師一般選擇生活中的例子來(lái)演示和創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。生活中的例子只能說(shuō)明結(jié)果，無(wú)法獲取演進(jìn)過(guò)程，學(xué)生在學(xué)習(xí)中只能知道是什么，卻難以知道因?yàn)槭裁�。另外，�?duì)于演示實(shí)驗(yàn)所需的教材，由于學(xué)校經(jīng)費(fèi)有限，相關(guān)儀器設(shè)備缺乏或陳舊，導(dǎo)致部分實(shí)驗(yàn)無(wú)法完成。即使能進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)，由于人員、空間、溫度、濕度等諸多因素，實(shí)驗(yàn)結(jié)果會(huì)受到一定的影響，產(chǎn)生一定的誤差，難以實(shí)現(xiàn)預(yù)期的教學(xué)目的。

6.2學(xué)生的主動(dòng)探索意識(shí)有待加強(qiáng)

在傳統(tǒng)的教學(xué)模式下，教師在進(jìn)行“電子技術(shù)”課程教學(xué)時(shí)，教學(xué)內(nèi)容主要來(lái)自于教材，主要教具是粉筆和黑板，即使有演示實(shí)驗(yàn)，也大多是驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。學(xué)生在學(xué)習(xí)知識(shí)的過(guò)程中總是被動(dòng)的，即只記錄和標(biāo)記老師的講解。在學(xué)習(xí)過(guò)程中，即使有自己獨(dú)到的見(jiàn)解，也由于缺乏必要的實(shí)驗(yàn)測(cè)試，最終無(wú)法實(shí)現(xiàn)，學(xué)生的主動(dòng)探索意識(shí)有待加強(qiáng)[2]。

7基于虛擬教學(xué)法下的“電子技術(shù)”教學(xué)措施

7.1將虛擬仿真技術(shù)融入教學(xué)課堂

我國(guó)以往的“電子技術(shù)”課程教學(xué)模式，通常情況下注重理論知識(shí)的掌握而忽視實(shí)踐能力的培養(yǎng)，課堂大部分時(shí)間也用在了理論知識(shí)的傳授上，課堂氣氛較為活躍，很容易影響學(xué)生聽(tīng)課積極性。另外，如果理論知識(shí)沒(méi)有得到實(shí)踐的補(bǔ)充和驗(yàn)證，無(wú)形中也會(huì)增加學(xué)生的學(xué)習(xí)難度，因此，教師需要將虛擬仿真技術(shù)融入教學(xué)課堂，解決我國(guó)傳統(tǒng)的“電子技術(shù)”課堂實(shí)驗(yàn)的困境。教師在講解理論知識(shí)的同時(shí)，要充分利用多媒體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示，通過(guò)演示抽象的理論概念，幫助學(xué)生進(jìn)行理解，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使其愿意主動(dòng)思考問(wèn)題，愿意動(dòng)手進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，進(jìn)而鞏固相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。

7.2創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法

“電子技術(shù)”課程的技術(shù)性很強(qiáng)，而學(xué)生的技術(shù)能力是需要在實(shí)踐中進(jìn)行不斷積累的，因此，教師在實(shí)際的教學(xué)過(guò)程中，理論知識(shí)只是對(duì)技術(shù)實(shí)踐的知識(shí)補(bǔ)充，兩者需要進(jìn)行充分結(jié)合方能實(shí)現(xiàn)最好應(yīng)用。同時(shí)，教師需要?jiǎng)?chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)用虛擬教學(xué)法，通過(guò)應(yīng)用虛擬仿真軟件，讓學(xué)生將所學(xué)到的理論知識(shí)在實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行強(qiáng)化。另外，教師在實(shí)際應(yīng)用虛擬教學(xué)法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，還需要加強(qiáng)和學(xué)生之間的交流，及時(shí)了解學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到的問(wèn)題，幫助其制定解決問(wèn)題的方案。同時(shí)，教師也要鼓勵(lì)學(xué)生之間加強(qiáng)交流，通過(guò)學(xué)生之間的相互學(xué)習(xí)、相互影響，主動(dòng)尋找實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的知識(shí)支撐，從而提高學(xué)生之間的相互協(xié)作能力，完善實(shí)驗(yàn)方案，提高學(xué)生主動(dòng)尋找問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，最終提高學(xué)生“電子技術(shù)”課程的整體學(xué)習(xí)水平。

7.3增多課程設(shè)計(jì)實(shí)踐環(huán)節(jié)

教師在應(yīng)用虛擬教學(xué)法進(jìn)行“電子技術(shù)”課程教學(xué)時(shí)，還需要增加實(shí)踐環(huán)節(jié)的課程設(shè)計(jì)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)時(shí)間目標(biāo)、教學(xué)目標(biāo)的有效控制。首先需要教師對(duì)“電子技術(shù)”課程的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行多個(gè)單元模塊的劃分，以此來(lái)提高虛擬教學(xué)法的有效性；其次，教師在教學(xué)過(guò)程中，需要對(duì)學(xué)生進(jìn)行“電子技術(shù)”課程的演示實(shí)驗(yàn)，在按步驟規(guī)范地操作一次以后，要將實(shí)驗(yàn)的主動(dòng)權(quán)交給學(xué)生，讓學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)，自主分析，獨(dú)立思考，獨(dú)立制定實(shí)驗(yàn)計(jì)劃；最后，教師在學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作結(jié)束以后，要安排學(xué)生對(duì)自己的實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行簡(jiǎn)單的講解和總結(jié)，引發(fā)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的思考，讓學(xué)生在總結(jié)的過(guò)程中實(shí)現(xiàn)二次思考，最終實(shí)現(xiàn)理論知識(shí)的牢固掌握[3]。

8結(jié)語(yǔ)

虛擬仿真技術(shù)論文范文第5篇

關(guān)鍵詞:虛擬仿真;教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng);應(yīng)用

中圖分類號(hào):TP391.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1007-9599 (2023) 05-0000-01

Application of Teaching&Experiment System in Virtual Reality

ShanzengLiangjie

(Northwest University for Nationalities,Mathematics and Computer Science College,Lanzhou730000,China)

Abstract:The paper introduced the conception of virtual reality and virtual labs in the field of education,and constructed the structure model of teaching and experiment system with virtual reality.A design example of computer interface experiment teaching and experiment system with virtual reality was presented,and the major problems which need to be aroused during the process of making application of virtual reality in virtual labs were pointed out.

Keywords:Virtual reality;Teaching and Experiment System;Application

一、引言

虛擬仿真技術(shù)是對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和系統(tǒng)仿真技術(shù)的合稱。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是先進(jìn)的人―計(jì)算機(jī)接口技術(shù),其實(shí)質(zhì)是利用計(jì)算機(jī)產(chǎn)生一個(gè)三維的、基于感知信息的臨場(chǎng)環(huán)境。人可以參與和控制環(huán)境,同時(shí)環(huán)境能夠?qū)θ说目刂菩袨樽龀鰟?dòng)態(tài)的交互反應(yīng)。系統(tǒng)仿真技術(shù)是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而形成的新興學(xué)科,它是通過(guò)建立真實(shí)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,利用計(jì)算機(jī)來(lái)達(dá)成對(duì)系統(tǒng)的分析、研究、設(shè)計(jì)等目的。目前,虛擬仿真技術(shù)在軍事、教育、醫(yī)學(xué)、工業(yè)設(shè)計(jì)等多個(gè)領(lǐng)域都得到了應(yīng)用。在教育教學(xué)領(lǐng)域,虛擬仿真技術(shù)能夠進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)或?qū)嶒?yàn)操作的模擬,具有經(jīng)濟(jì)性好、安全性高以及可重復(fù)等多種優(yōu)勢(shì),已經(jīng)開始替代某些費(fèi)時(shí)、費(fèi)力、費(fèi)錢的真實(shí)試驗(yàn)和教學(xué)演示,對(duì)傳統(tǒng)的教學(xué)活動(dòng)產(chǎn)生了強(qiáng)烈沖擊,引發(fā)了教學(xué)領(lǐng)域產(chǎn)生一系列深刻的變化。

二、虛擬實(shí)驗(yàn)的概念

虛擬實(shí)驗(yàn)是指借助于多媒體、系統(tǒng)仿真和虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)在計(jì)算機(jī)上營(yíng)造輔助實(shí)驗(yàn)、部分替代甚至全部替代傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)各個(gè)操作環(huán)節(jié)的相關(guān)軟硬件平臺(tái)。虛擬實(shí)驗(yàn)是建立在一個(gè)虛擬的實(shí)驗(yàn)環(huán)境(仿真平臺(tái))之上,其重點(diǎn)關(guān)注的是實(shí)驗(yàn)操作的交互性和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的真實(shí)性,因此,在虛擬實(shí)驗(yàn)室或者實(shí)驗(yàn)設(shè)備上,實(shí)驗(yàn)者可以完全像在真實(shí)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境中一樣完成各種實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,所進(jìn)行的操作就像是在真實(shí)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備上進(jìn)行的,并且能夠取得不低于或者超出在真實(shí)實(shí)驗(yàn)環(huán)境中或者在真實(shí)設(shè)備上所取得的實(shí)驗(yàn)效果。尤其對(duì)于一些對(duì)經(jīng)費(fèi)、場(chǎng)地和器材等方面都要求較高的實(shí)驗(yàn),虛擬實(shí)驗(yàn)具有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢(shì)。尤其隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,基于網(wǎng)絡(luò)的虛擬實(shí)驗(yàn)更是突破了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)對(duì)“時(shí)間和空間”方面的限制,不論是實(shí)驗(yàn)者還是指導(dǎo)教師都可以方便的上網(wǎng)進(jìn)入虛擬實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行各種實(shí)驗(yàn),虛擬實(shí)驗(yàn)的開展極大的促進(jìn)了教學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的進(jìn)行。

三、虛擬仿真教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的模型結(jié)構(gòu)和實(shí)例分析

(一)虛擬仿真教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的模型

虛擬教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的著眼點(diǎn)主要建立在對(duì)實(shí)物實(shí)驗(yàn)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)環(huán)境的仿真上,包括對(duì)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景和實(shí)驗(yàn)對(duì)象的實(shí)體仿真以及實(shí)驗(yàn)對(duì)象內(nèi)部的數(shù)學(xué)仿真,對(duì)應(yīng)的仿真模型是實(shí)體模型和數(shù)學(xué)模型,具體的模型結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1虛擬仿真教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的模型結(jié)構(gòu)

在這樣的模型結(jié)構(gòu)中,實(shí)體模型的優(yōu)劣程度直接影響虛擬實(shí)驗(yàn)的真實(shí)感與交互性,而數(shù)學(xué)模型的精確程度則影響著實(shí)驗(yàn)的效果和實(shí)驗(yàn)質(zhì)量。在虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的模擬中,為了逼真地模擬出實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景,使實(shí)驗(yàn)儀器和元器件等對(duì)象在外形上與操作上都具有真實(shí)感,一般采用三維建模技術(shù)進(jìn)行場(chǎng)景和實(shí)體的建模。對(duì)于數(shù)學(xué)模型的構(gòu)建,則是依據(jù)系統(tǒng)之間的相互關(guān)系和內(nèi)在聯(lián)系機(jī)制,依據(jù)成熟的理論和模型在分系統(tǒng)之間建立確定的對(duì)應(yīng)關(guān)系。因此,對(duì)于不同的虛擬實(shí)驗(yàn)類型,一般具有不同的數(shù)學(xué)模型。

(二)微機(jī)接口電路教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的虛擬仿真設(shè)計(jì)實(shí)例

下面介紹了基于虛擬仿真技術(shù)建立的微機(jī)接口電路教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例。傳統(tǒng)微機(jī)接口電路實(shí)驗(yàn)中,需要專門的硬件實(shí)驗(yàn)設(shè)備與普通微機(jī)相連,實(shí)驗(yàn)的主要過(guò)程是在微機(jī)中利用asm等工具軟件進(jìn)行接口實(shí)驗(yàn)程序的調(diào)試操作。其基本過(guò)程如圖2所示。

圖2微機(jī)接口電路“半虛擬化”設(shè)計(jì)方案

對(duì)這一基本實(shí)驗(yàn)采用虛擬仿真技術(shù)進(jìn)行虛擬教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì),應(yīng)該主要針對(duì)“專用硬件實(shí)驗(yàn)臺(tái)”進(jìn)行虛擬化設(shè)計(jì),其實(shí)現(xiàn)難點(diǎn)在于真實(shí)的實(shí)驗(yàn)軟件與虛擬的接口電路之間進(jìn)行虛擬“連接”。利用Windows對(duì)底層硬件設(shè)備的管理和訪問(wèn)控制方法,可以設(shè)計(jì)專門的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序(VxD)軟件來(lái)代替外部的實(shí)驗(yàn)接口電路。具體的應(yīng)用技術(shù)和設(shè)計(jì)方法如圖3。

圖3虛擬硬件接口電路實(shí)現(xiàn)方法

(三)虛擬仿真技術(shù)在教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中應(yīng)用需要注意的問(wèn)題

隨著虛擬仿真技術(shù)在教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的應(yīng)用日益廣泛,在具體實(shí)踐中也需要注意兩個(gè)問(wèn)題:首先,注意強(qiáng)化虛擬仿真技術(shù)與多媒體技術(shù)的有機(jī)結(jié)合。多媒體技術(shù)具有直觀、逼真的視覺(jué)效果,有利于構(gòu)建和營(yíng)造逼真的實(shí)驗(yàn)環(huán)境,要充分利用、虛擬技術(shù)來(lái),營(yíng)造逼真的訓(xùn)練工作環(huán)境,仿真技術(shù)則通過(guò)建立真實(shí)的數(shù)學(xué)模型,能夠進(jìn)行實(shí)時(shí)仿真,這兩者之間的融合,有利于構(gòu)建真實(shí)環(huán)境下的實(shí)時(shí)仿真平臺(tái),實(shí)現(xiàn)虛擬與仿真的無(wú)縫聯(lián)接。其次,根據(jù)不同實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)確定虛擬教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想和仿真工具。虛擬教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的開發(fā)應(yīng)該注意將實(shí)驗(yàn)工程環(huán)境的開發(fā)和實(shí)驗(yàn)仿真過(guò)程開發(fā)進(jìn)行結(jié)合,一般把仿真過(guò)程主要在后臺(tái)運(yùn)行,強(qiáng)調(diào)實(shí)時(shí)性和可靠性,而具體的實(shí)驗(yàn)工程環(huán)境的運(yùn)行作為前臺(tái),強(qiáng)調(diào)真實(shí)性和高仿真性。因此需要根據(jù)具體的實(shí)驗(yàn)需求加以側(cè)重。

三、結(jié)束語(yǔ)

虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用于教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),是對(duì)實(shí)物實(shí)驗(yàn)的補(bǔ)充、完善和擴(kuò)展,能夠保證實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)中具有良好的開放性和具有真實(shí)感的交互,必將引發(fā)實(shí)驗(yàn)教學(xué)領(lǐng)域的深刻變化,虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)也將成為實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的一個(gè)重要方向。

參考文獻(xiàn):