虛擬仿真技術(shù)的基本步驟精選(九篇)

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第1篇：虛擬仿真技術(shù)的基本步驟范文

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)仿真；工業(yè)工程；實(shí)驗(yàn)教學(xué)

計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)是繼數(shù)學(xué)推理與科學(xué)試驗(yàn)之后認(rèn)識(shí)世界自然規(guī)律的第三類基礎(chǔ)方法。基于計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的虛擬教學(xué)是指利用實(shí)物和計(jì)算機(jī)軟件共同模擬出真實(shí)的情境，讓學(xué)生在模擬的情境下進(jìn)行探究和學(xué)習(xí)。這種教學(xué)方法生動(dòng)形象，接近現(xiàn)實(shí)工作場景，有利于提高學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)入相應(yīng)情境，真實(shí)的體驗(yàn)如在現(xiàn)實(shí)中執(zhí)行任務(wù)的感覺，以達(dá)到更快掌握技術(shù)手段的目的，而且這種教學(xué)方法可以利用計(jì)算機(jī)軟件的優(yōu)勢創(chuàng)造出靈活多樣的工作場景且不受行業(yè)限制，使學(xué)生對(duì)實(shí)踐問題的認(rèn)識(shí)更深入，采用的應(yīng)對(duì)方法更靈活。由此“計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)”便成為專業(yè)學(xué)習(xí)及實(shí)際應(yīng)用中的重要方法和技術(shù)手段。工業(yè)工程作為管理科學(xué)與工程的二級(jí)學(xué)科，其人才培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)出面向生產(chǎn)、管理、服務(wù)的高級(jí)專業(yè)技術(shù)和管理人才，面向的工作崗位主要有制造業(yè)現(xiàn)場管理、產(chǎn)能計(jì)算、生產(chǎn)計(jì)劃與控制、項(xiàng)目管理、精益生產(chǎn)等，以及服務(wù)業(yè)的流程優(yōu)化、工作研究等。其中，制造業(yè)涉及行業(yè)范圍廣、產(chǎn)品種類多、工序過程各異，因此，在教學(xué)過程中需要通過一系列系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)的問題提煉能力及問題分析能力，并采用專業(yè)的技術(shù)方法和手段有針對(duì)性的對(duì)問題本質(zhì)進(jìn)行處理。然而，正是由于工業(yè)工程方法應(yīng)用行業(yè)的廣泛性及多樣性，使得我們不可能如其他5類工程學(xué)科般擁有自己典型的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)設(shè)備，亟需我們?cè)趯?shí)踐教學(xué)過程中探索新的教學(xué)方法與實(shí)驗(yàn)支撐技術(shù)。

1工業(yè)工程實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)現(xiàn)狀分析

工業(yè)工程類實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)，在傳統(tǒng)的教學(xué)模式中，主要是以“理論課+實(shí)驗(yàn)室”的模式，強(qiáng)調(diào)學(xué)生對(duì)工業(yè)工程專業(yè)基本方法和技能的掌握與應(yīng)用，如，工作研究、動(dòng)素分析、人機(jī)工程、物流工程、流程優(yōu)化、現(xiàn)場改善等基本技能與方法論。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，基本上遵照如下流程：首先，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行以上理論課的學(xué)習(xí)，使學(xué)生知道、了解并掌握這些基本的專業(yè)手法與技能；其次，通過開設(shè)相關(guān)實(shí)驗(yàn)課程讓學(xué)生對(duì)所學(xué)的這些技術(shù)方法展開實(shí)踐，從而幫助學(xué)生達(dá)到訓(xùn)練并養(yǎng)成工業(yè)工程專業(yè)素養(yǎng)的目的。然而，目前所開設(shè)的相關(guān)實(shí)驗(yàn)課程均是就某一獨(dú)立技術(shù)方法而展開的較為單純的技能訓(xùn)練，如，工作研究的實(shí)驗(yàn)主要是針對(duì)動(dòng)作研究、動(dòng)素分析、生產(chǎn)節(jié)拍平衡開展具體分析過程實(shí)踐，幫助學(xué)生深刻體會(huì)這些基本專業(yè)手法的實(shí)際應(yīng)用場合；人因工程，主要是通過系列人因?qū)嶒?yàn)帶領(lǐng)學(xué)生親身體驗(yàn)，感受高度、亮度、顏色、頻繁度、規(guī)律度等人因影響因素帶給人視覺、聽覺等感官的切實(shí)感受，從而探討基于人因的合理化設(shè)計(jì)、布局及工作安排；設(shè)施規(guī)劃布局則是基于物流分析方法，通過物流強(qiáng)度度量，分析部門間的相關(guān)性強(qiáng)度，從而為合理布局、物流優(yōu)化提供有效參考。以上這些實(shí)驗(yàn)均對(duì)學(xué)生在工業(yè)工程專業(yè)基本方法技能的培訓(xùn)上起到了有效效果。然而，卻并未在促進(jìn)學(xué)生養(yǎng)成工業(yè)工程職業(yè)素養(yǎng)上發(fā)揮強(qiáng)化作用。原因在于，缺乏像物流工程、系統(tǒng)工程、系統(tǒng)建模及仿真優(yōu)化等這類有關(guān)工業(yè)工程系統(tǒng)設(shè)計(jì)、管理及優(yōu)化的主干課程的綜合性實(shí)踐項(xiàng)目，要設(shè)計(jì)出針對(duì)本專業(yè)基本技能方法的綜合性實(shí)踐項(xiàng)目，需要的制造業(yè)相關(guān)設(shè)備、產(chǎn)品品種等數(shù)量巨大，且耗費(fèi)大、成本高，很難從實(shí)際操作入手，計(jì)算機(jī)仿真方法不失為解決此問題的一種有效方法?；谟?jì)算機(jī)仿真技術(shù)的虛擬教學(xué)則以其高效率、低成本、內(nèi)容豐富、性能有效和安全等優(yōu)勢得到越來越多的應(yīng)用和推廣。因此，應(yīng)該將“項(xiàng)目教學(xué)”“案例教學(xué)”“教、學(xué)、做”一體化和基于計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的虛擬教學(xué)的方法結(jié)合起來，充分發(fā)揮各自的優(yōu)點(diǎn)，提升實(shí)踐教學(xué)效果?；谟?jì)算機(jī)仿真技術(shù)的虛擬教學(xué)很容易與其它先進(jìn)的教學(xué)方法相結(jié)合，因此，在工業(yè)工程類實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)中，將基于計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的虛擬教學(xué)與其它教學(xué)方法相結(jié)合，有助于提高實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)效果，而且成本低、效率高，使學(xué)生可以不受場地、行業(yè)、設(shè)備與產(chǎn)品的限制，使學(xué)生更好的掌握專業(yè)技能和方法，并通過基于計(jì)算機(jī)仿真平臺(tái)開發(fā)的綜合性實(shí)踐項(xiàng)目，鍛煉學(xué)生的工業(yè)工程系統(tǒng)設(shè)計(jì)、管理及優(yōu)化的綜合能力，培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)，從而促進(jìn)本專業(yè)人才培養(yǎng)效果的提升，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在工業(yè)工程類實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)中具有重要的意義。

2計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)中的應(yīng)用

計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)為人們提供了一個(gè)理想的實(shí)踐教學(xué)手段，目前國內(nèi)外已經(jīng)普遍將其應(yīng)用于軍事訓(xùn)練、課程教學(xué)、運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練以及醫(yī)學(xué)研究等方方面面。美國是計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)虛擬現(xiàn)實(shí)的起源地，現(xiàn)在美國計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)的發(fā)展水平也比較高，在這個(gè)領(lǐng)域代表了國際先進(jìn)水平，也是第一個(gè)把虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用在教育教學(xué)中的國家，目前在感知、用戶界面、后臺(tái)軟件和硬件等幾個(gè)方面，形成了一個(gè)比較系統(tǒng)的虛擬仿真教學(xué)儀器架構(gòu)。如，美國的卡羅萊納州立大學(xué)利用Java技術(shù)建立了基于Web的探索式虛擬物理實(shí)驗(yàn)室，主要有以下幾個(gè)模塊：基于JavaApplet的虛擬實(shí)驗(yàn)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)設(shè)施、相關(guān)的實(shí)驗(yàn)課程模塊、實(shí)驗(yàn)結(jié)果評(píng)價(jià)模塊、協(xié)作模塊。在歐洲，英國在計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)虛擬現(xiàn)實(shí)的相關(guān)領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位，研究出了虛擬仿真軟件包，并應(yīng)用在教學(xué)儀器和工業(yè)安全培訓(xùn)等方面。如，英國的諾丁漢大學(xué)在教育和學(xué)術(shù)方面對(duì)虛擬仿真技術(shù)進(jìn)行了研究與探索，其目標(biāo)主要在于探索桌面虛擬仿真的輸入設(shè)備應(yīng)用上。此外，該小組還和其他學(xué)校緊密合作，將其仿真系統(tǒng)應(yīng)用在了特殊學(xué)生教育中。在中國，目前各個(gè)大學(xué)和科研機(jī)構(gòu)也廣泛采用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)建立虛擬場景進(jìn)行相關(guān)領(lǐng)域的教學(xué)與研究。例如：中國科技大學(xué)開發(fā)出第一套基于虛擬仿真的教學(xué)儀器系統(tǒng)——利用虛擬仿真技術(shù)進(jìn)行幾何光學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的開發(fā)，系統(tǒng)將計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)儀器的智能化儀器、計(jì)算機(jī)技術(shù)、虛擬仿真和物理教學(xué)儀器等有機(jī)結(jié)合，把物理教學(xué)儀器系統(tǒng)推進(jìn)到了新的領(lǐng)域；北京潤尼爾網(wǎng)絡(luò)科技有限公司以北京郵電大學(xué)強(qiáng)勢的網(wǎng)絡(luò)、通訊、電子三門學(xué)科為基礎(chǔ)，采用JavaApplet技術(shù)、B/S結(jié)構(gòu)、J2EE框架，為解決高校日趨緊張的實(shí)驗(yàn)設(shè)備及實(shí)驗(yàn)場地等實(shí)驗(yàn)教學(xué)問題，由北京郵電大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育技術(shù)研究所組織精英力量，經(jīng)過多年研究，開發(fā)出了配套的虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。通過對(duì)國內(nèi)、外的基于計(jì)算機(jī)仿真的虛擬現(xiàn)實(shí)教學(xué)應(yīng)用情況進(jìn)行對(duì)比，我們發(fā)現(xiàn)：當(dāng)前，國外基于計(jì)算機(jī)仿真的虛擬實(shí)驗(yàn)比國內(nèi)開發(fā)時(shí)間早，應(yīng)用相對(duì)成熟，不管是在仿真器材還是仿真軟件上都比較豐富、且功能較多；同時(shí)，國外很多成熟的仿真實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品價(jià)格普遍偏高，且技術(shù)難度也不太適合本科學(xué)生，更適合研究所或工程師使用。盡管如此，我國還是有很多現(xiàn)行的成熟的計(jì)算機(jī)仿真軟件供我們選擇，這些成熟的仿真軟件具有界面友好、可擴(kuò)充性、支持二次開發(fā)等特性，甚至大多實(shí)現(xiàn)模塊化利于定制化實(shí)驗(yàn)的開發(fā)，基本上能滿足國內(nèi)高等院校實(shí)驗(yàn)教學(xué)需要及豐富的仿真實(shí)驗(yàn)需求。因此，國內(nèi)很多高校及科研院所普遍采用購買成熟的仿真軟件產(chǎn)品，基于自身的仿真實(shí)驗(yàn)需求進(jìn)行對(duì)應(yīng)的二次開發(fā)，從而設(shè)計(jì)出適合自己的基于計(jì)算機(jī)仿真的虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，并得到了很好的應(yīng)用發(fā)展。就工業(yè)工程類實(shí)驗(yàn)課程而言，現(xiàn)在市面上流行的仿真軟件，如，F(xiàn)lexsim、witness、em-plan等都能提供給我們一個(gè)良好的仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，供我們?cè)谶@些平臺(tái)上進(jìn)行綜合性實(shí)踐項(xiàng)目的構(gòu)建和開發(fā)。

3基于計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式開發(fā)

在深度分析學(xué)生學(xué)習(xí)特點(diǎn)和企業(yè)真實(shí)需求的基礎(chǔ)上，基于建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論和混合式學(xué)習(xí)理論，按照社會(huì)發(fā)展對(duì)人才培養(yǎng)的要求，結(jié)合計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)的基本原則，借鑒信息化和項(xiàng)目教學(xué)、案例教學(xué)設(shè)計(jì)方法，探索出基于實(shí)踐項(xiàng)目、真實(shí)案例和工作任務(wù)的計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，實(shí)現(xiàn)了“教、學(xué)、做”一體化的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。該模式由“項(xiàng)目導(dǎo)入、制定計(jì)劃、實(shí)施計(jì)劃和成果展示與評(píng)價(jià)”4個(gè)環(huán)節(jié)組成，其中，計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)貫穿了該模式的所有環(huán)節(jié)。下面簡單介紹該模式的具體實(shí)施方案。

（1）在“項(xiàng)目導(dǎo)入”環(huán)節(jié)，專業(yè)教師的活動(dòng)包括：借助選定的計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，導(dǎo)入項(xiàng)目任務(wù)及目標(biāo)、展示項(xiàng)目結(jié)果，讓學(xué)生對(duì)項(xiàng)目有一個(gè)直觀的認(rèn)識(shí)，然后再布置具體的實(shí)踐任務(wù)；利用計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，讓學(xué)生明確自己應(yīng)當(dāng)完成的具體任務(wù)和完成任務(wù)后可以獲得哪些知識(shí)以及達(dá)到什么樣的技能水平；在充分考慮學(xué)生的現(xiàn)有知識(shí)和能力水平的基礎(chǔ)上，適當(dāng)采取分工協(xié)作方式，安排具體的任務(wù)完成時(shí)間及成果的評(píng)定方法等。

（2）在“制定計(jì)劃”環(huán)節(jié)，學(xué)生的活動(dòng)包括：通過自主學(xué)習(xí)、分工協(xié)作等方式，對(duì)具體實(shí)踐項(xiàng)目的目標(biāo)、任務(wù)進(jìn)行分析；確定任務(wù)所涉及的專業(yè)方法和技能手段，充分應(yīng)用已掌握的專業(yè)知識(shí)和能力，借助計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，設(shè)計(jì)出仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛶椭鷽Q策與優(yōu)化；確定仿真實(shí)驗(yàn)任務(wù)的實(shí)施步驟，為仿真實(shí)驗(yàn)任務(wù)的實(shí)施做好充分的準(zhǔn)備。

（3）在“實(shí)施計(jì)劃”環(huán)節(jié)，學(xué)生的活動(dòng)包括：在計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上，按照擬定的計(jì)劃，逐步完成實(shí)踐項(xiàng)目的仿真任務(wù)；在完成實(shí)踐項(xiàng)目仿真任務(wù)的過程中，學(xué)生通過應(yīng)用所學(xué)專業(yè)知識(shí)和技能，建構(gòu)自己的專業(yè)知識(shí)，從而幫助自己養(yǎng)成專業(yè)素養(yǎng)。

（4）在“展示與評(píng)價(jià)”環(huán)節(jié)，學(xué)生的工作包括：在計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上展示自己的實(shí)踐項(xiàng)目仿真成果；參與討論和評(píng)價(jià)；通過對(duì)比分析，學(xué)生對(duì)自己的實(shí)踐項(xiàng)目展開進(jìn)一步的仿真優(yōu)化處理。

4結(jié)語

將計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)與項(xiàng)目教學(xué)、案例教學(xué)更加緊密的結(jié)合起來，能夠更好的實(shí)現(xiàn)“教、學(xué)、做”一體化，并且，在顯著改善實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件、提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果的同時(shí)，減少了設(shè)備消耗，尤其是耗材的使用量，節(jié)省了實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)，而且克服了時(shí)間與空間上的限制，使工業(yè)工程綜合實(shí)驗(yàn)課的開課率和學(xué)生的專業(yè)綜合能力得到顯著提升。計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面的應(yīng)用前景廣泛,值得深入研究。

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第2篇：虛擬仿真技術(shù)的基本步驟范文

Abstract： According to the syllabus of electronic technology course in higher vocational education， the teaching method of electronic technology classroom teaching is reformed. With the setting of static working point of amplifier circuit as teaching case， this paper introduces how to introduce Multisim into classroom teaching and realize informational teaching. After implementation of this method， the students' interest in learning and the teaching effectiveness have been greatly improved.

關(guān)鍵詞： Multisim；電子技術(shù)；仿真實(shí)驗(yàn)；信息化教學(xué)

Key words： Multisim；electronic technology；simulation experiment；information-based teaching

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2016）34-0165-02

1 電子技術(shù)教學(xué)改革的意義

《電子技術(shù)》是高職院電類和機(jī)類學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)課程，其主要任務(wù)在于培養(yǎng)生科學(xué)思維能力、創(chuàng)新能力，樹立理論聯(lián)系實(shí)際的工程觀念。學(xué)生通過該課程的學(xué)習(xí)，將掌握電子的基本技術(shù)，具有熟練制作與監(jiān)測電子線路的能力，提高專業(yè)素質(zhì)，并為后續(xù)專業(yè)課打下基礎(chǔ)。因此， 其教學(xué)效果對(duì)高職人才的培養(yǎng)至關(guān)重要。

傳統(tǒng)教學(xué)的弊端：第一、理論抽象，電路復(fù)雜。教師按教材傳授，重視微觀結(jié)構(gòu)原理講解，忽視器件的實(shí)際應(yīng)用，教師在講臺(tái)上講，學(xué)生聽，缺少互動(dòng)，抽象而枯燥，學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)興趣。第二、教學(xué)手段簡單，落后。雖然教師采用了多媒體投影教學(xué)，但是他們將教材中的原理、公式、電路圖等照搬上了投影，這種“滿堂灌”的教學(xué)使得學(xué)生課堂上昏昏欲睡。第三、學(xué)時(shí)安排不合理。學(xué)時(shí)少而內(nèi)容多，實(shí)驗(yàn)課時(shí)更是少得可憐。實(shí)驗(yàn)設(shè)備陳舊，器件少，三四個(gè)學(xué)生擠在一起實(shí)驗(yàn)，大部分學(xué)生動(dòng)手甚少。損壞的設(shè)備和器件不能及時(shí)得到維修，實(shí)驗(yàn)成功率太低，老師也不能給予學(xué)生及時(shí)的指導(dǎo)。針對(duì)以上諸多弊端，將EDA仿真技術(shù)引入電子技術(shù)課堂教學(xué)，通過對(duì)仿真實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和觀察來幫助學(xué)生理解難點(diǎn)并掌握重點(diǎn)，提高教學(xué)效果。

2 采用仿真軟件Multisim優(yōu)化教學(xué)

傳統(tǒng)的教學(xué)模式和手段已經(jīng)不適應(yīng)教學(xué)的需要，Multisim仿真軟件的出現(xiàn)，為優(yōu)化我們的教學(xué)提供了幫助。采用了虛擬仿真技術(shù)的教學(xué)，教師在教學(xué)中一邊講授理論，一邊以仿真實(shí)驗(yàn)為支撐，學(xué)生能更好的掌握電子技術(shù)的理論和工作原理，做到真正的理實(shí)一體化。虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用，方便學(xué)生根據(jù)實(shí)際需要設(shè)計(jì)新電路，提供學(xué)生電子技術(shù)的應(yīng)用水平和創(chuàng)新能力。虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用使得實(shí)驗(yàn)成本低、效率高，不受場地和設(shè)備的限制，讓學(xué)生掌握更多的技能。

3 應(yīng)用舉例

單管共射放大電路是《電子技術(shù)基礎(chǔ)》的基礎(chǔ)也是重點(diǎn)，而放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置是否合理將影響放大器能否正常工作，結(jié)合Multisim以圖形曲線顯示電路的變化過程，改變電路參數(shù)，讓學(xué)生觀察輸出結(jié)果，使學(xué)生加深對(duì)基本放大電路的理解。

操作步驟一：按照原理圖創(chuàng)建圖1所示的仿真電路。

操作步驟二：Rb=750kΩ時(shí)，輸出波形如圖2所示，輸出波形正常。

操作步驟三：Rb過小，Rb=100kΩ時(shí)，輸出波形如圖3所示，輸出波形飽和失真。

操作步驟四：Rb過大，Rb=50MΩ時(shí)，輸出波形如圖4所示，輸出波形截止失真。

教師引導(dǎo)學(xué)生分析，畫出直流通路圖，計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)，可見靜態(tài)工作點(diǎn)的大小與VCC、β、Rb、Rc有關(guān)，電路中直流電源VCC和三極管的放大倍數(shù)β都不易改變，Rb是改變靜態(tài)工作點(diǎn)的主要因素，它與IBQ成反比。

Rb合適時(shí)，IBQ、ICQ合適，靜態(tài)工作點(diǎn)在輸出特性曲線的放大區(qū)，輸出波形正常，如圖2。Rb過小時(shí)，IBQ、ICQ過大，靜態(tài)工作點(diǎn)在輸出特性曲線的飽和區(qū)，輸出波形飽和失真，如圖3。Rb過大時(shí)，IBQ、ICQ過小，靜態(tài)工作點(diǎn)在輸出特性曲線的截止區(qū)，輸出波形截止失真，如圖4。

步驟五：利用計(jì)算機(jī)仿真進(jìn)一步拓展知識(shí)，在放大電路中，即使靜態(tài)工作點(diǎn)合適，當(dāng)輸入信號(hào)過大時(shí)，輸出波形仍會(huì)失真。如當(dāng)V1=50mV時(shí)，Rb=750Ω，輸出波形的頂部和底部同時(shí)失真，如圖5。

4 結(jié)論

綜上所述，在高職《電子技術(shù)》的教學(xué)中，應(yīng)用Multisim軟件實(shí)現(xiàn)EDA仿真，不僅能使學(xué)生形象直觀的理解電子電路的原理和難點(diǎn)，還可以通過修改參數(shù)的形式，引導(dǎo)學(xué)生討論電路的“奇妙”現(xiàn)象，促進(jìn)學(xué)生思考?；贛ultisim仿真軟件的《電子技術(shù)》信息化教學(xué)實(shí)現(xiàn)了“學(xué)做統(tǒng)一”，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、動(dòng)手能力、創(chuàng)新思維、學(xué)習(xí)成績都有顯著提高。

參考文獻(xiàn)：

[1]康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京：高等教育出版社，2004.

[2]王紫婷，吳蓉.EDA技術(shù)與應(yīng)用[M].蘭州：蘭州大學(xué)出版社，2003.

第3篇：虛擬仿真技術(shù)的基本步驟范文

關(guān)鍵詞：虛擬仿真技術(shù)；土建類專業(yè)；高職；

作者簡介：劉鎮(zhèn)（1978-），男，大連職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師，碩士，注冊(cè)一級(jí)建造師、造價(jià)師，研究方向?yàn)楣こ坦芾?、工程造價(jià)。

中圖分類號(hào)：G712

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1001－7518（2012）17－0034－02

一、虛擬仿真技術(shù)的含義

仿真技術(shù)，也被人稱之為模擬技術(shù)，即用一個(gè)系統(tǒng)模仿另一個(gè)真實(shí)系統(tǒng)的技術(shù)。而虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)則是在仿真技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，當(dāng)前仿真系統(tǒng)正在向虛擬環(huán)境的系統(tǒng)演變。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和仿真技術(shù)作為對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的模擬，都是基于模型而開展的，都是對(duì)現(xiàn)實(shí)世界盡可能的再現(xiàn)，因此，由仿真技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)兩者相結(jié)合形成了虛擬仿真技術(shù)。

虛擬仿真技術(shù)是指運(yùn)用計(jì)算機(jī)和專用物理效應(yīng)設(shè)備，借助相應(yīng)的系統(tǒng)模型，對(duì)實(shí)際的或假想的系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)動(dòng)態(tài)試驗(yàn)研究的一種新技術(shù)，具有可控性、經(jīng)濟(jì)性、快速性等特點(diǎn)，有助于解決抽象與實(shí)體之間相互聯(lián)系的問題。

二、目前虛擬仿真教學(xué)與高職土建類專業(yè)教育的關(guān)系

職業(yè)教育是以就業(yè)為導(dǎo)向的教育，技能教育是職業(yè)教育的核心，同樣職業(yè)教育信息化也要為職業(yè)技能服務(wù)，信息技術(shù)已經(jīng)成為提高教育質(zhì)量的重要手段。教育部《關(guān)于全面提高高等職業(yè)教育教學(xué)質(zhì)量的若干意見》（［2006］16號(hào)文件）指出，要充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)，開發(fā)虛擬工廠、虛擬車間、虛擬工藝、虛擬實(shí)驗(yàn)。

當(dāng)前，建筑技術(shù)含量要求越來越高，不斷呈現(xiàn)出結(jié)構(gòu)多樣、工藝復(fù)雜、施工難度加大等特點(diǎn)，這就需要教育和培養(yǎng)出更多的建筑技術(shù)人才，不僅能進(jìn)行工程設(shè)計(jì)，而且具有較強(qiáng)的實(shí)踐技術(shù)指導(dǎo)和管理能力。根據(jù)2010年統(tǒng)計(jì)，開辦土建類高職學(xué)校達(dá)1099所、專業(yè)3423個(gè)、招生人數(shù)307412人。數(shù)據(jù)表明高職土建類教育不僅規(guī)模大、分布廣，而且發(fā)展速度快。高職土建類教育在強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)地設(shè)計(jì)基于學(xué)科系統(tǒng)性原則的理論教學(xué)體系基礎(chǔ)上，應(yīng)系統(tǒng)地設(shè)計(jì)基于工作過程化的實(shí)踐教學(xué)體系。而虛擬仿真技術(shù)通過交互式環(huán)境、情景復(fù)現(xiàn)功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)抽象概念的具體化，對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)進(jìn)行革新的一種方式，能夠很好的滿足“情景教學(xué)”與“項(xiàng)目教學(xué)”需要。目前，虛擬仿真技術(shù)已在多學(xué)科領(lǐng)域的教學(xué)及實(shí)踐中使用，并且虛擬仿真技術(shù)已運(yùn)用于工程建設(shè)。這些都表明了在土建類教學(xué)中采用虛擬仿真技術(shù)是可行的、必要的。

三、虛擬仿真技術(shù)在土建類專業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用

（一）形象直觀，利用情景教學(xué)

心理學(xué)指出：傳統(tǒng)的課堂教學(xué)，學(xué)生一般只能吸收不到三成的內(nèi)容，并且隨著時(shí)間推移，所掌握的知識(shí)會(huì)逐步遺忘。[3]同時(shí)，研究證實(shí)：閱讀到的信息我們能學(xué)習(xí)到10%；聽到的信息我們能學(xué)習(xí)到18%，但所親身體驗(yàn)過的事我們能學(xué)習(xí)到80%。毫無疑問，學(xué)習(xí)體驗(yàn)是最好的方式。土建類學(xué)科是一門技術(shù)復(fù)雜多樣，設(shè)備材料繁多，實(shí)踐性強(qiáng)的學(xué)科，在教學(xué)中需要學(xué)生有親身經(jīng)歷體驗(yàn)。虛擬仿真技術(shù)通過虛擬現(xiàn)場情景，仿真施工工藝和過程等，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。將學(xué)習(xí)目標(biāo)與教學(xué)主題相結(jié)合，通過形象直觀的方式讓學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)。在情景體驗(yàn)教學(xué)中，教師與學(xué)生更加的積極主動(dòng)，使教學(xué)效果得到明顯提高。

（二）提高學(xué)生空間想象能力

土建工程是將二維表現(xiàn)的設(shè)計(jì)圖紙實(shí)現(xiàn)為三維的、立體的、復(fù)雜的建筑物。這就對(duì)學(xué)生的空間立體想象能力提出了較高的要求。但剛接觸該專業(yè)的學(xué)生，總有想象不出或理解困難的感覺，以往授課中需要通過教師繪圖、模型展示等，但效果一般。利用虛擬仿真技術(shù)，能夠模擬出建筑物的建筑構(gòu)造，能夠真實(shí)展示建筑物的各個(gè)結(jié)點(diǎn)，空間布局、立體圖形的生成過程。通過虛擬仿真技術(shù)能夠使學(xué)生置身虛擬建筑空間內(nèi)，從而對(duì)這些建筑空間的認(rèn)識(shí)和理解更形象、更全面、更深刻。

（三）改進(jìn)管理類課程授課方式

在土建類專業(yè)課程體系中，存在很多管理類的課程，這些課程突出特點(diǎn)是很難看到真實(shí)場景，甚至在學(xué)習(xí)中也不可能親身經(jīng)歷，只能閱讀到成果性資料。以工程招投標(biāo)與合同管理為例，標(biāo)書制作、合同簽訂，開標(biāo)過程等，教學(xué)中很難體驗(yàn)這類過程的工作流程和內(nèi)涵。虛擬仿真技術(shù)則能夠虛擬相關(guān)情景，讓學(xué)生在課堂中，分角色扮演，經(jīng)歷開標(biāo)、評(píng)標(biāo)、談判這些工作，使學(xué)生得到充分體驗(yàn)，真實(shí)的領(lǐng)悟，從而有效的促進(jìn)管理類知識(shí)轉(zhuǎn)化，完成項(xiàng)目教學(xué)。

（四）促進(jìn)實(shí)踐教學(xué)

土建類專業(yè)的實(shí)踐課程是非常重要的，對(duì)學(xué)生理解知識(shí)點(diǎn)，以及理論與實(shí)踐相結(jié)合有著很強(qiáng)的促進(jìn)作用。土建類專業(yè)需要的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目及設(shè)備種類數(shù)量繁多，各院校受資金、場地、安全教學(xué)管理等多方面的制約，很難具有全面的實(shí)踐條件，而虛擬仿真技術(shù)利用自身優(yōu)勢，能夠很好的促進(jìn)實(shí)踐教學(xué)。

第一，保證實(shí)訓(xùn)科目的質(zhì)量，節(jié)約成本。為確保實(shí)踐項(xiàng)目教學(xué)的效果，傳統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)模式需要巨大的資金投入及購置教學(xué)所用的設(shè)備，并且在教學(xué)過程中會(huì)消耗大量的材料，容易淘汰教學(xué)儀器和設(shè)備，因此很難滿足教學(xué)所需。從教學(xué)資源全過程管理來看，虛擬仿真技術(shù)實(shí)踐減少投入包括占地、建筑投入、設(shè)備投入、材料投入、指導(dǎo)教師投入，經(jīng)過考察統(tǒng)計(jì)可以降低30%~80%。同時(shí)也降低實(shí)訓(xùn)污染（如粉塵實(shí)訓(xùn)、噪聲污染等），而學(xué)生因?yàn)榈玫蕉啻螌?shí)踐機(jī)會(huì)，效果也遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于傳統(tǒng)教學(xué)。

第二，容錯(cuò)功能強(qiáng)，可開展探究性實(shí)驗(yàn)。土建類專業(yè)實(shí)踐存在較高的安全風(fēng)險(xiǎn)，尤其是學(xué)生到施工現(xiàn)場實(shí)訓(xùn)，而企業(yè)也為回避對(duì)安全事故的各種約束處罰而不愿意接收學(xué)生現(xiàn)場實(shí)訓(xùn)。為了防止意外事故的發(fā)生，通常是采取增加實(shí)訓(xùn)操作過程的相關(guān)約束條件來確保師生的安全。但限制的越多，與實(shí)踐就越脫節(jié)，教學(xué)質(zhì)量難以得到保障。虛擬仿真技術(shù)可引導(dǎo)學(xué)生積極在仿真實(shí)踐中進(jìn)行實(shí)訓(xùn)，不必?fù)?dān)心出現(xiàn)任何以外的風(fēng)險(xiǎn)，保證實(shí)訓(xùn)安全性（設(shè)備安全、人身安全）。通過運(yùn)用虛擬仿真技術(shù)，教師在教學(xué)中可以設(shè)置各種不同的故障等狀態(tài)，“虛擬”不同的事故，學(xué)生通過反復(fù)試驗(yàn)，運(yùn)用各種方式方法，分析問題、解決問題，在這方面實(shí)際實(shí)訓(xùn)是無法做到的。

第三，科學(xué)定量考核，與職業(yè)資格接軌。在土建類的實(shí)踐項(xiàng)目的考核常常僅是一份報(bào)告（施工組織設(shè)計(jì)、合同、招投標(biāo)文件等）或是實(shí)踐指導(dǎo)教師根據(jù)學(xué)生在實(shí)踐中的表現(xiàn)，依靠主觀給學(xué)生評(píng)定成績。而在虛擬仿真實(shí)踐的軟件中，可根據(jù)不同需求，設(shè)計(jì)不同性質(zhì)的考試、考核方式。而虛擬仿真實(shí)踐軟件通過采取隨機(jī)出題、海量題庫、在線考試等方式，保證考試考核的公平、真實(shí)。從而實(shí)現(xiàn)了考教分離、分量一致，實(shí)現(xiàn)了以考試、考核額成績來衡量教學(xué)質(zhì)量、評(píng)價(jià)教學(xué)效果、評(píng)估學(xué)生的學(xué)習(xí)能力的可能性。

四、如何制作虛擬仿真教學(xué)軟件

仿真教學(xué)軟件的研制的總體過程基本上可劃分為兩大階段，即教學(xué)設(shè)計(jì)階段和軟件制作階段，如圖1所示。

虛擬仿真教學(xué)軟件制作是一項(xiàng)復(fù)雜的項(xiàng)目管理工程。編制適應(yīng)高職教育的虛擬仿真軟件要把握以下幾點(diǎn):

（一）樹立職業(yè)教育理念

教學(xué)設(shè)計(jì)應(yīng)以教育科學(xué)的觀點(diǎn)和方法為指導(dǎo)，按照職業(yè)教育額教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)對(duì)象的特點(diǎn)等，結(jié)合國家相關(guān)職業(yè)（工種）標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)化教學(xué)軟件的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與模塊設(shè)計(jì)，并選擇適當(dāng)?shù)拿襟w信息，使其在系統(tǒng)中得到有機(jī)結(jié)合，以實(shí)現(xiàn)課程與實(shí)訓(xùn)的教學(xué)目標(biāo)。

（二）創(chuàng)作團(tuán)隊(duì)進(jìn)行腳本編寫

腳本作為仿真教學(xué)軟件的第一關(guān)，事關(guān)教學(xué)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容的正確性與科學(xué)性，貫穿于腳本編寫之中的教學(xué)設(shè)計(jì)，決定了教學(xué)軟件的生命。

土建類虛擬仿真軟件腳本通常由具有豐富教學(xué)與實(shí)訓(xùn)經(jīng)驗(yàn)并了解現(xiàn)代教育技術(shù)的人來編寫。因此，需要組成專業(yè)教師、現(xiàn)場工程師、教育技術(shù)專家組成的創(chuàng)作隊(duì)伍。腳本創(chuàng)作中的整體結(jié)構(gòu)要依據(jù)研制大綱的要求進(jìn)行，除了在保證科學(xué)性的前提下，重視教學(xué)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目、任務(wù)、技能點(diǎn)、操作步驟的設(shè)計(jì)，重視文字符號(hào)圖形的標(biāo)準(zhǔn)化外，還要格外重視屏幕設(shè)計(jì)，重視交互性設(shè)計(jì)，重視操作工藝、安全規(guī)范等方面的設(shè)計(jì)。

（三）素材制作要保證質(zhì)量

素材不僅是構(gòu)成教學(xué)軟件的基本單元，也是教學(xué)軟件完成系統(tǒng)合成的重要前提與基礎(chǔ)。素材的制作（包括三維建模）是制作環(huán)節(jié)中耗費(fèi)時(shí)間最多的環(huán)節(jié)，據(jù)統(tǒng)計(jì)，素材制作將占用70%~80%的制作工作量，因此，素材制作是數(shù)字化教學(xué)資源開發(fā)的重心，是制作的重要環(huán)節(jié)，是制約開發(fā)周期的主要環(huán)節(jié)之一。土建類虛擬仿真軟件中的素材要實(shí)物、現(xiàn)場場景嚴(yán)格匹配，這樣就能保證軟件的質(zhì)量，防止給后期合成帶來隱患。

五、虛擬仿真教學(xué)與實(shí)操教學(xué)之間的關(guān)系

（一）互補(bǔ)關(guān)系：實(shí)操教學(xué)不能實(shí)現(xiàn)的，利用仿真教學(xué)可以實(shí)現(xiàn)。

（二）融入關(guān)系：—份完整的現(xiàn)代化的教學(xué)方案，必定是仿真教學(xué)與實(shí)操教學(xué)的完美融入的方案。

（三）順序關(guān)系：一般情況下，仿真教學(xué)在前，實(shí)操教學(xué)在后。

（四）不可替代關(guān)系：仿真教學(xué)與實(shí)操教學(xué)，二者不可替代。

（五）隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)快速發(fā)展，仿真教學(xué)對(duì)實(shí)操教學(xué)的互補(bǔ)作用會(huì)越來越強(qiáng)，同時(shí)，實(shí)操教學(xué)對(duì)虛擬仿真教學(xué)的依賴程度會(huì)越來越高。對(duì)于實(shí)操教學(xué)的設(shè)備，有與虛擬仿真系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)一體化的趨勢。

六、結(jié)束語

從微觀層面看，高等職業(yè)教育是以技術(shù)人員的職業(yè)勞動(dòng)為導(dǎo)向的，是產(chǎn)生于技術(shù)人員的能力、知識(shí)和素質(zhì)，是一種專業(yè)勞動(dòng)。因此，作為高職土建類專業(yè)的教學(xué)，應(yīng)以生產(chǎn)目標(biāo)為導(dǎo)向，有針對(duì)性地對(duì)學(xué)生進(jìn)行體驗(yàn)式教學(xué)。應(yīng)該通過虛擬仿真技術(shù)和赴實(shí)地現(xiàn)場進(jìn)行教學(xué)，在課本之外給學(xué)生更生動(dòng)易懂的知識(shí)，并通過虛擬的或者真實(shí)的實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)、實(shí)習(xí)等實(shí)踐教學(xué)培養(yǎng)具備較高的知識(shí)、能力和素質(zhì)等綜合性的高端土建專業(yè)技能型人才。

參考文獻(xiàn)：

[1]呂愛民，項(xiàng)秉人.生態(tài)建筑的數(shù)字化構(gòu)建[J].新建筑，2005（6）：7-9.

第4篇：虛擬仿真技術(shù)的基本步驟范文

【關(guān)鍵詞】仿真技術(shù) 電子裝備 教學(xué)

【中圖分類號(hào)】G712 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-4810（2013）32-0177-01

實(shí)踐作為電子課程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對(duì)于增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的動(dòng)手能力具有重要意義，還有利于學(xué)生在實(shí)踐中自主發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。然而隨著學(xué)校的擴(kuò)招，學(xué)生數(shù)量的增多，使學(xué)校有限的試驗(yàn)場地和實(shí)驗(yàn)設(shè)備越來越難以滿足學(xué)生實(shí)踐活動(dòng)的需要，一些較復(fù)雜和設(shè)計(jì)性較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)，多數(shù)學(xué)校不能提供相應(yīng)的設(shè)備，對(duì)電子設(shè)備課程教學(xué)非常不利。隨著科學(xué)技術(shù)的日益普及和應(yīng)用，電子仿真技術(shù)的出現(xiàn)較好地解決了這一問題。

一 仿真技術(shù)及在電子裝備課程教學(xué)中應(yīng)用的必要性

仿真技術(shù)，即在三維建模技術(shù)的基礎(chǔ)上，建立一個(gè)和實(shí)際物體與實(shí)際環(huán)境都完全相同或接近的虛擬三維場景，這種技術(shù)的優(yōu)勢還在于能響應(yīng)用戶的輸入，依照用戶的相關(guān)動(dòng)作及時(shí)給出相對(duì)應(yīng)的反應(yīng)。仿真技術(shù)的仿真對(duì)象主要是現(xiàn)實(shí)物體的物理特征，現(xiàn)階段產(chǎn)品設(shè)計(jì)和展示、商業(yè)廣告以及游戲設(shè)計(jì)中都得到了廣泛引用。

在電子裝備教學(xué)中，很多時(shí)候都需要對(duì)裝備的外觀、結(jié)構(gòu)、組成以及連接方法、機(jī)上安裝位置等方面做出直觀的展示。近年來，隨著電工電子技術(shù)的不斷發(fā)展，電子裝備也處在不斷的更新?lián)Q代中，學(xué)校經(jīng)費(fèi)、場地和電子裝備使用壽命方面都面臨著巨大的挑戰(zhàn)，而學(xué)生人數(shù)的日益增多無疑加劇了這一問題的嚴(yán)重性。而仿真技術(shù)具有的獨(dú)特優(yōu)勢則能有效解決上述問題。

二 應(yīng)用方法和應(yīng)用步驟

第一，建立仿真模型。在電子裝備教學(xué)中，我們建立的仿真模型應(yīng)涵蓋電子裝備的外觀、機(jī)構(gòu)等重要物理屬性，也應(yīng)涵蓋對(duì)其內(nèi)在工作機(jī)理包括行為等的相關(guān)數(shù)學(xué)模型。建立三維物理模型時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格依照裝備本身的物理狀態(tài)進(jìn)行，在對(duì)其面數(shù)進(jìn)行最大限度地減小的基礎(chǔ)上提高逼真度。在建立相關(guān)的系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型時(shí)，應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的復(fù)雜程度實(shí)施必要的取舍以及優(yōu)化，應(yīng)在夠用的原則上，最大限度地縮減運(yùn)算量。當(dāng)然，系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的參數(shù)調(diào)整也應(yīng)作為建立數(shù)學(xué)模型的一個(gè)重要方面加以重視。

第二，創(chuàng)建仿真設(shè)備的虛擬場景并驅(qū)動(dòng)。通常來說，在虛擬場景的驅(qū)動(dòng)上如果只是裝備的外觀和機(jī)構(gòu)展示，則可通過EON來實(shí)施相關(guān)工作的編輯和驅(qū)動(dòng)；實(shí)施裝備的虛擬操作仿真時(shí)，則應(yīng)當(dāng)通過GLStudio首先對(duì)操作面板以及虛擬儀表等實(shí)施編輯和制作，完成之后，再通過Vega Prime軟件進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，以完成更復(fù)雜的交互操作。

第三，系統(tǒng)集成。把上述已完成的模型和場景根據(jù)教學(xué)軟件應(yīng)具備的形式進(jìn)行整合，最終成為一個(gè)較為標(biāo)準(zhǔn)化的教學(xué)軟件就是所謂的系統(tǒng)集成?，F(xiàn)階段，市面上已經(jīng)退出的虛擬現(xiàn)實(shí)驅(qū)動(dòng)軟件有EON、GLStudio等，這些軟件平臺(tái)都是采用ActiveX控件來實(shí)現(xiàn)的，在編寫程序時(shí)只需關(guān)注軟件功能的安排以及程序間的兼容性。

三 教學(xué)實(shí)施內(nèi)容和目標(biāo)

第一，幫助學(xué)生夯實(shí)理論功底。教師在進(jìn)行電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)教學(xué)時(shí)，可以引入仿真技術(shù)，利用其具有的結(jié)果精確、圖像清晰等優(yōu)勢，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)于電路調(diào)試、修改以及優(yōu)化能力的培養(yǎng)，尤其是對(duì)于電路的功率、抗干擾、隔離、處理速度和精度等方面內(nèi)容，使學(xué)生能掌握智能電子系統(tǒng)的電路和器件選擇等理論知識(shí)，以逐步提高現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)技術(shù)的知識(shí)和電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)水平。為了充分挖掘仿真軟件的潛力，還可以通過仿真電路進(jìn)行驗(yàn)證，對(duì)于電路中的放大倍數(shù)、穩(wěn)定性、頻帶寬度等多種參數(shù)進(jìn)行分析。在使用仿真技術(shù)時(shí)也應(yīng)結(jié)合傳統(tǒng)教學(xué)手段，讓學(xué)生通過查閱書籍等手段，促進(jìn)理論和實(shí)踐相結(jié)合、相互補(bǔ)充的能力。

第二，鍛煉學(xué)生電路調(diào)試的綜合能力。教師可通過仿真軟件自帶的設(shè)障功能，對(duì)于電路元件等設(shè)置任意的人為故障，促進(jìn)學(xué)生快速尋找故障以及調(diào)試電路能力的培養(yǎng)。在這一過程中，教師應(yīng)積極引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合學(xué)過的理論知識(shí)對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行發(fā)現(xiàn)和排除，切實(shí)訓(xùn)練學(xué)生調(diào)試電路、排除故障的能力，部分較為優(yōu)秀的學(xué)生還可以進(jìn)一步激發(fā)其創(chuàng)新能力。

第三，樹立學(xué)生優(yōu)化設(shè)計(jì)的概念。仿真技術(shù)中提供了優(yōu)化設(shè)計(jì)的子系統(tǒng)、關(guān)鍵字電路包括組建等功能，能幫助學(xué)生對(duì)于軟件中的所有組成部分處于多種參數(shù)變化情況下的狀態(tài)進(jìn)行觀察和分析，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)多種參數(shù)的任意組合，尤其能較為直觀地選擇出最佳的設(shè)計(jì)參數(shù)，進(jìn)而能幫助學(xué)生樹立起優(yōu)化設(shè)計(jì)這一概念，從而在以后的設(shè)計(jì)中盡量考慮產(chǎn)品參數(shù)和性能的優(yōu)化。

第四，提高學(xué)生的產(chǎn)品合格率和產(chǎn)品成本意識(shí)。傳統(tǒng)教學(xué)方法下難以幫助學(xué)生樹立產(chǎn)品合格率和產(chǎn)品成本意識(shí)，而在實(shí)際的電子裝備仿真設(shè)計(jì)時(shí)，學(xué)生能較直觀地感受到處理精度、可靠性、成本、生產(chǎn)合格率等具體要求，從而不斷改進(jìn)設(shè)計(jì)，最終生產(chǎn)出合格率高、成本低廉的產(chǎn)品。

四 結(jié)束語

將仿真軟件應(yīng)用到電子裝備課程教學(xué)中，能夠提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，拓寬學(xué)生的思維空間，為學(xué)生順利掌握高層次電子裝備知識(shí)提供了有利條件，對(duì)培養(yǎng)適應(yīng)信息時(shí)代趨勢的高素質(zhì)人才具有重要意義。

參考文獻(xiàn)

第5篇：虛擬仿真技術(shù)的基本步驟范文

關(guān)鍵詞：車床實(shí)訓(xùn)；虛擬仿真技術(shù)；工程實(shí)訓(xùn)教學(xué)

在工程實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，傳統(tǒng)的普通車床實(shí)訓(xùn)教學(xué)項(xiàng)目比較注重動(dòng)手操作，但是由于工程實(shí)訓(xùn)中心的設(shè)備數(shù)量不足，加上有經(jīng)驗(yàn)的實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)教師人數(shù)、學(xué)生實(shí)訓(xùn)操作安全等方面的限制，傳統(tǒng)車床的實(shí)訓(xùn)教學(xué)已無法滿足學(xué)生的需求[1]。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，由計(jì)算機(jī)控制的數(shù)控車床逐步取代人工操作的普通車床，已經(jīng)成為一個(gè)不可逆轉(zhuǎn)的趨勢[2]，但是普通車床作為數(shù)控車床的基礎(chǔ)，依然很重要，高等學(xué)校所開設(shè)的工程實(shí)訓(xùn)課程中仍將普通車床作為一個(gè)重要的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目[3]。依托計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、圖像處理等技術(shù)的成熟，虛擬仿真技術(shù)已應(yīng)用于各實(shí)訓(xùn)教學(xué)項(xiàng)目中，其能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)的虛擬化、三維可視化；實(shí)現(xiàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)項(xiàng)目的交互與沉浸，使學(xué)生能夠更主動(dòng)地進(jìn)行實(shí)訓(xùn)操作；還能解決車床實(shí)訓(xùn)教學(xué)過程中存在危險(xiǎn)、車床設(shè)備數(shù)量不足等問題。與此同時(shí)，在注重工程專業(yè)認(rèn)證的當(dāng)下，虛擬仿真技術(shù)在工程實(shí)訓(xùn)方面的應(yīng)用，對(duì)工程專業(yè)認(rèn)證也有著重要的加分作用[4-5]。

1車削加工虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想

普通車床實(shí)訓(xùn)涉及的內(nèi)容較多，學(xué)生需要掌握的知識(shí)不僅包括刀具、夾具和切削加工基礎(chǔ)知識(shí)，還包括C6132D普通車床的相關(guān)操作知識(shí)。要想通過系統(tǒng)自學(xué)普通車床的加工操作過程，就不能抱著只是在系統(tǒng)上用鼠標(biāo)、鍵盤簡單地點(diǎn)擊幾下或敲幾個(gè)按鍵的想法。使用虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)學(xué)習(xí)，學(xué)生須扎扎實(shí)實(shí)地掌握相關(guān)知識(shí)。基于這個(gè)目的，該系統(tǒng)從設(shè)計(jì)開始就需要有知識(shí)學(xué)習(xí)、操作演示、動(dòng)手實(shí)踐等基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)思想，給學(xué)生提供豐富的車削加工知識(shí)，通過向?qū)W生演示車削加工的實(shí)例，方便學(xué)生進(jìn)行模擬操作。因此，該系統(tǒng)應(yīng)是一個(gè)集實(shí)訓(xùn)教學(xué)與實(shí)訓(xùn)操作于一體的系統(tǒng)，同時(shí)可以依靠網(wǎng)絡(luò)打破時(shí)間、空間的限制，讓學(xué)生實(shí)現(xiàn)自主實(shí)訓(xùn)。

2車削加工虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)的開發(fā)軟件構(gòu)想

在車削加工虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)中，需要模擬出一個(gè)真實(shí)的工件從毛坯到車削加工成型的過程，使學(xué)生能身臨其境地感受到車削加工的過程。AuthorWare作為備選軟件，能將圖像、聲音、圖片和動(dòng)畫等結(jié)合在一起形成一個(gè)完善的系統(tǒng)；非專業(yè)的編程人員也能創(chuàng)造出一個(gè)與車削加工操作相關(guān)的多媒體應(yīng)用軟件。在車削加工虛擬仿真開發(fā)方面，VisualBasic作為主要編程軟件，基于可視化編程技術(shù)與多媒體功能，能搭建出集聲音、動(dòng)畫和圖像于一體的多媒體應(yīng)用程序，營造出與車床實(shí)際操作過程相同的實(shí)訓(xùn)環(huán)境。為了使界面更加完美，動(dòng)畫顯示更加真實(shí)，還可以使用Photoshop、Flash和3dsMax軟件來處理圖像和制作動(dòng)畫，實(shí)現(xiàn)虛擬仿真系統(tǒng)的各種功能。

3車削加工虛擬仿真教學(xué)內(nèi)容

車削加工虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)是2020年山東科技大學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)建設(shè)的項(xiàng)目之一，該系統(tǒng)在人機(jī)交互界面上力求反映真實(shí)的車床加工實(shí)際操作過程，具備較強(qiáng)的真實(shí)感、順暢的交互性和一定范圍內(nèi)的容錯(cuò)性。該虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)可分為3個(gè)模塊：3.1車削基礎(chǔ)知識(shí)模塊。該模塊主要功能是為初次參與工程實(shí)訓(xùn)的學(xué)生提供一個(gè)車削加工設(shè)備的認(rèn)知過程，學(xué)生在此模塊中可以學(xué)到車削加工的基本知識(shí)，內(nèi)容如下：（1）車削加工實(shí)訓(xùn)目的及要求：讓學(xué)生在操作前充分掌握實(shí)訓(xùn)目的，了解與車削加工相關(guān)的專業(yè)知識(shí)。（2）車削加工實(shí)訓(xùn)安全技術(shù)要求：雖然學(xué)生通過虛擬仿真模擬車削加工過程沒有危險(xiǎn)性，但是虛擬模擬的最終目的還是要回歸于實(shí)際的操作中，因此，詳細(xì)地告知學(xué)生在實(shí)際操作過程中的注意事項(xiàng)十分必要。要明確說明什么可以做，什么不可以做，避免學(xué)生在實(shí)際操作過程中出現(xiàn)失誤，導(dǎo)致實(shí)訓(xùn)設(shè)備損壞或發(fā)生嚴(yán)重的人身傷害事故。（3）車削加工的概念與工作原理：涉及車削加工的介紹，車削加工的優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)，車削加工的范圍等，學(xué)生可多角度觀察車削加工過程。（4）車床結(jié)構(gòu)（C6132D普通車床的結(jié)構(gòu)）：通過車床模型可多角度任意旋轉(zhuǎn)、縮放觀察車床的結(jié)構(gòu)，包括主軸箱、進(jìn)給箱、掛輪箱、床身、溜板箱、尾架、光杠、絲杠、車床上各種按鈕和手柄的功能等。（5）常用量具：讓學(xué)生認(rèn)識(shí)常用量具，例如游標(biāo)卡尺、螺旋測微器等，并輔以動(dòng)態(tài)圖演示常用量具的結(jié)構(gòu)及使用方法。（6）常用車刀與夾具介紹：向?qū)W生介紹常用車刀，包括內(nèi)孔車刀、偏刀、切槽刀等，輔以車刀模型的結(jié)構(gòu)、名稱的展示，包括夾持部分、切削部分，夾具常使用的三爪卡盤、頂尖、中心支架等，并介紹它們的主要結(jié)構(gòu)，輔以動(dòng)態(tài)模型演示不同夾具的裝夾原理。該模塊還向?qū)W生介紹常見的車削加工設(shè)備，介紹車床的發(fā)展與演化過程，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。此外，該模塊還提供了大量的車削設(shè)備實(shí)際加工過程的視頻錄像和動(dòng)畫演示，以便學(xué)生理解車削加工操作中車削設(shè)備的運(yùn)行情況。3.2車削實(shí)訓(xùn)操作模塊。此模塊涉及車削加工的基本操作內(nèi)容，學(xué)生不僅能夠通過系統(tǒng)演示進(jìn)行觀察，還可以通過車削加工虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)來模擬相關(guān)操作。主要內(nèi)容如下：（1）車刀安裝：在虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)中，學(xué)生可通過三維模型動(dòng)態(tài)演示學(xué)習(xí)車刀安裝操作，并在系統(tǒng)演示后自行操作模擬安裝車刀的過程。安裝過程中需要注意，車刀安裝在方刀架上，刀尖一般應(yīng)與車床主軸中心等高。此外，車刀在方刀架上伸出的長度要適宜，墊刀片要放平整，車刀與方刀架均要鎖緊。（2）三爪卡盤安裝工件方法：三爪卡盤是車床上最常用的裝夾工具，在虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)中，學(xué)生可通過三維模型動(dòng)態(tài)演示學(xué)習(xí)如何將工件安裝到三爪卡盤上，并在演示后自行模擬將工件安裝到三爪卡盤上的過程。（3）車端面：車端面是車削加工中最基本、最常見的工序之一，改變的是工件的長度。車端面時(shí)，車刀的刀尖應(yīng)對(duì)準(zhǔn)工件的中心，以免車出的端面中心留有凸臺(tái)；當(dāng)背吃刀量較大時(shí)，容易扎刀；凸臺(tái)是逐漸車掉的，所以車端面時(shí)使用彎頭刀較為有利。（4）車外圓：車外圓也是車削加工中最基本、最常見的工序之一，改變的是工件的直徑。為使車刀的主切削刃垂直于工件的軸線，可在先車好的端面上對(duì)刀，使主切削刃與端面貼平。3.3車削實(shí)訓(xùn)考核模塊。該模塊的作用是對(duì)學(xué)生進(jìn)行考核，即學(xué)生在學(xué)習(xí)過車削加工的基本知識(shí)，以及車削加工的操作后，給學(xué)生一個(gè)具體的操作項(xiàng)目讓學(xué)生在虛擬仿真系統(tǒng)上進(jìn)行操作。在學(xué)生進(jìn)行操作的過程中，該模塊可以對(duì)學(xué)生的操作過程進(jìn)行監(jiān)督預(yù)警，如果操作步驟出現(xiàn)問題，可以及時(shí)提醒學(xué)生加以改正。在操作結(jié)束后，該模塊還能對(duì)學(xué)生的操作過程進(jìn)行評(píng)價(jià)，并給出一個(gè)分?jǐn)?shù)。這個(gè)分?jǐn)?shù)可以作為學(xué)生能否繼續(xù)參加線下車削加工實(shí)訓(xùn)的標(biāo)準(zhǔn)，此外，這個(gè)分?jǐn)?shù)還可以按一定比例折合算入學(xué)生車削加工實(shí)訓(xùn)的總成績。

4車削加工虛擬仿真存在的問題

4.1虛擬仿真系統(tǒng)建設(shè)成本較高。虛擬仿真系統(tǒng)除了軟件以外還需要有相關(guān)的硬件設(shè)備，最基礎(chǔ)的設(shè)備就是計(jì)算機(jī)。學(xué)生通過計(jì)算機(jī)的鼠標(biāo)、鍵盤與虛擬仿真實(shí)訓(xùn)軟件進(jìn)行信息交互，如果想讓學(xué)生有更好的虛擬仿真實(shí)訓(xùn)體驗(yàn)，還需要有相應(yīng)的配套設(shè)備，如VR眼鏡、VR數(shù)據(jù)手套、VR手柄等。這些外置設(shè)備單價(jià)較高，如果要滿足一個(gè)班的學(xué)生同時(shí)進(jìn)行實(shí)訓(xùn)的需求，那么建成一個(gè)完整的虛擬仿真實(shí)訓(xùn)教室的費(fèi)用就會(huì)相當(dāng)可觀。4.2虛擬仿真實(shí)訓(xùn)存在局限性。虛擬仿真實(shí)訓(xùn)也有其局限性，虛擬仿真無法全面模擬實(shí)訓(xùn)過程。例如，對(duì)實(shí)訓(xùn)中出現(xiàn)的一些偶發(fā)性問題可能無法全面模擬，學(xué)生就不能掌握其具體的解決方法，導(dǎo)致學(xué)生在實(shí)際操作機(jī)床的過程中遇到類似問題也不知道怎么處理。此外，實(shí)訓(xùn)操作中一些具體的過程，如裝刀、裝工件，以及操作過程中緊急情況下制動(dòng)的使用等內(nèi)容可能都無法涉及。

5結(jié)語

依托虛擬仿真技術(shù)在教學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展，可實(shí)現(xiàn)車削加工實(shí)訓(xùn)的虛擬仿真，建設(shè)車削加工虛擬仿真系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)車削加工實(shí)訓(xùn)的虛擬體驗(yàn)教學(xué)。學(xué)生可以使用基本的計(jì)算機(jī)等設(shè)備在虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)技能、知識(shí)的交互，增強(qiáng)認(rèn)知，學(xué)習(xí)車床的基本知識(shí)、操作技能等內(nèi)容，并通過考核模塊對(duì)自主實(shí)訓(xùn)效果進(jìn)行檢驗(yàn)，提高實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)老師的教學(xué)效率，提高車削加工實(shí)訓(xùn)的質(zhì)量。

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第6篇：虛擬仿真技術(shù)的基本步驟范文

關(guān)鍵詞：微機(jī)原理與接口技術(shù)；教學(xué)改革；實(shí)驗(yàn)教學(xué)

微機(jī)原理與接口技術(shù)是高等學(xué)校電子信息類專業(yè)的主干本科專業(yè)課程。該課的教學(xué)目的是，通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生從應(yīng)用的角度出發(fā)，在理論和實(shí)踐的基礎(chǔ)上掌握微型計(jì)算機(jī)的基本組成、工作原理、匯編語言程序設(shè)計(jì)、接口電路及硬件的連接，建立系統(tǒng)的整體概念，具有微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)軟、硬件開發(fā)的初步能力[1]?？梢姡n程內(nèi)容兼顧了硬件和軟件兩方面的特點(diǎn)，具有涉及的知識(shí)面廣、實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)，而且隨著當(dāng)代信息科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和社會(huì)對(duì)人才要求的提高，各種新型的微型計(jì)算機(jī)技術(shù)和虛擬仿真和設(shè)計(jì)技術(shù)大量使用[2-4]，所以有必要對(duì)這門課程進(jìn)行教學(xué)改革和優(yōu)化[5-7]，達(dá)到教學(xué)相長的目的。

1課程內(nèi)容與結(jié)構(gòu)優(yōu)化

微機(jī)原理與接口技術(shù)課程以高級(jí)語言程序設(shè)計(jì)、數(shù)字/模擬電子技術(shù)為前級(jí)課程，概念多、專有名詞多、接口芯片多，學(xué)生普遍反映課程內(nèi)容抽象，學(xué)起來較困難，從而失去了學(xué)習(xí)的信心，教學(xué)效果不理想。但是該課程是后續(xù)課程，如單片機(jī)技術(shù)、可編程控制器原理及應(yīng)用、DSP原理及應(yīng)用、嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)等課程學(xué)習(xí)的重要基礎(chǔ)，具有重要的地位，如圖1所示。因此，對(duì)該課程的教學(xué)內(nèi)容和結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化具有很大意義。

計(jì)算機(jī)科學(xué)發(fā)展迅猛，新技術(shù)層出不窮，從八十年代初的8位機(jī)Z80模型機(jī)到現(xiàn)在的Pentium系列模型機(jī)或高端嵌入式技術(shù)，相應(yīng)地，微機(jī)課程的教學(xué)對(duì)基礎(chǔ)性、先進(jìn)性和前沿性都有很高的要求，要求對(duì)傳統(tǒng)和現(xiàn)代的內(nèi)容進(jìn)行協(xié)調(diào)。

大學(xué)專業(yè)課程教學(xué)不同于職業(yè)技術(shù)培訓(xùn)[8]，必須強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)和分析能力，為進(jìn)一步的深造作應(yīng)有的準(zhǔn)備，而不能盲目追求最新或最實(shí)用技術(shù)的講解介紹。因此，微機(jī)原理教學(xué)內(nèi)容組織的指導(dǎo)思想是：從熟悉基本原理、基本概念入手，培養(yǎng)學(xué)生的分析和擴(kuò)展能力，在保證基礎(chǔ)的前提下，注意引入計(jì)算機(jī)發(fā)展中涌現(xiàn)的新技術(shù)，科學(xué)合理地更新課程內(nèi)容，保持先進(jìn)性和時(shí)代性。

首先，由于這門課程概念多、比較抽象、內(nèi)容相對(duì)枯燥，在具體課程內(nèi)容組織中，教師仍舊以Intel的16位微處理器8086為主，詳細(xì)講解其執(zhí)行部件EU和總線接口部件BIU架構(gòu)、管腳定義與作用、各種總線操作時(shí)序、指令系統(tǒng)和匯編程序設(shè)計(jì)方法。在I/O接口部分，則以并行接口、串行接口和定時(shí)器/計(jì)數(shù)器接口為例，教師重點(diǎn)講解I/O接口的基本原理及典型電路。因?yàn)橐?086 CPU為核心的講授在內(nèi)容和方法上都比較成熟，有利于基本概念和基本原理的引入介紹。教學(xué)實(shí)踐證明，如果一下子將教學(xué)內(nèi)容全面提升到32位，如Pentium系列微機(jī)，則很多概念和技術(shù)成了沒有根基的東西，學(xué)生糾纏于高端CPU的技術(shù)細(xì)節(jié)中，無法理解和領(lǐng)會(huì)微機(jī)硬件結(jié)構(gòu)和接口技術(shù)發(fā)展的過程，學(xué)習(xí)起來難度太大，無法達(dá)到應(yīng)有的教學(xué)效果。

其次，在教學(xué)內(nèi)容中適當(dāng)?shù)匮a(bǔ)充最新的微機(jī)技術(shù)，并保持對(duì)國外原版計(jì)算機(jī)系列優(yōu)秀教材的關(guān)注，主動(dòng)學(xué)習(xí)和消化吸收其先進(jìn)的技術(shù)和方法，將之引入課程教學(xué)中。例如，筆者在教學(xué)中將ARM32位嵌入式芯片的開發(fā)技術(shù)引入到課程內(nèi)容講解中，使大學(xué)的課程教學(xué)能和現(xiàn)階段主流項(xiàng)目研發(fā)中使用的技術(shù)相銜接，開闊了學(xué)生的視野，也為學(xué)生走出課堂、適應(yīng)社會(huì)技術(shù)發(fā)展作準(zhǔn)備。

2課堂教學(xué)方式優(yōu)化

2.1靈活應(yīng)用多媒體教學(xué)輔助手段

在教學(xué)中，良好的教學(xué)方式和手段是通過課程內(nèi)容傳授培養(yǎng)學(xué)生能力和素質(zhì)的保證。在微機(jī)原理課堂教學(xué)中，相當(dāng)多的內(nèi)容只是用文字描述和定義，其對(duì)象看不見、摸不著，學(xué)生普遍感覺比較抽象和枯燥，只知其然不知其所以然。因此，必須要摒棄傳統(tǒng)照本宣科的講授方法，通過多媒體輔助教學(xué)手段的靈活應(yīng)用加以改變。多媒體技術(shù)是先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)與視頻、音頻和通信等技術(shù)融為一體而形成的新技術(shù)。通過使用多媒體教學(xué)手段，把文字、圖形、聲音、動(dòng)畫等媒體形式有機(jī)地組合在一起，抽象知識(shí)具體化和形象化，可以有效加強(qiáng)學(xué)生的理解和記憶。

例如，在講授指令系統(tǒng)的尋址方式時(shí)，教師可以把執(zhí)行部件EU、接口部件BIU和存儲(chǔ)器等部件執(zhí)行不同尋址方式指令的變化，做成Flash課件演示。讓學(xué)生清楚地了解指令執(zhí)行過程中EU、BIU中的寄存器等部件以及存儲(chǔ)器存儲(chǔ)單元中內(nèi)容的變化，并理解各部件之間的構(gòu)造、功能和指令執(zhí)行過程中的互相配合過程。這樣一來，學(xué)生通過感性的認(rèn)識(shí)，可以記得更加牢靠。

2.2引入現(xiàn)代仿真技術(shù)加強(qiáng)教學(xué)

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，虛擬儀器和仿真技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)代科學(xué)研究和技術(shù)開發(fā)的利器。同樣，將這些現(xiàn)代仿真技術(shù)引入課堂教學(xué)中，彌補(bǔ)課堂教學(xué)中只有枯燥講解而缺乏實(shí)際操作環(huán)境的不足，可以大大提高教學(xué)質(zhì)量。

例如，EMU8086仿真軟件可以很好地輔助課堂教學(xué)。EMU8086是基于8086 CPU的仿真軟件，與8086的功能十分相近，其內(nèi)部集成了匯編程序編輯器、匯編器、連接器、參考資料、例程、學(xué)習(xí)指南和虛擬硬件等。它能模擬真實(shí)微處理器的每一步驟，并顯示內(nèi)部寄存器、存儲(chǔ)器、堆棧、變量和標(biāo)志寄存器，而且其中任何一個(gè)數(shù)值都可通過鼠標(biāo)雙擊來改變。同時(shí)，它還虛擬了微機(jī)顯示器、交通紅綠燈、直流步進(jìn)電機(jī)、LED等外設(shè)，因此是一款可以很好地輔助微機(jī)原理教學(xué)的仿真軟件。圖2所示是筆者將EMU8086用于輔助匯編語言程序設(shè)計(jì)教學(xué)的例子。由圖可知，程序可以單步執(zhí)行或全速執(zhí)行，每步執(zhí)行過程中，各寄存器內(nèi)容變化一目了然，學(xué)生可以設(shè)置觀察窗口觀察變量與堆棧變化等。其他的仿真軟件有Proteus等。

2.3加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的應(yīng)用

為了延伸課堂教學(xué)，打破課堂教學(xué)時(shí)間和空間的限制，筆者將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展引入微機(jī)原理課程的教學(xué)中，建立了網(wǎng)絡(luò)教室。課堂教學(xué)的每個(gè)課件和多媒體動(dòng)畫都會(huì)上傳到網(wǎng)絡(luò)教室中，學(xué)生可以在課前下載預(yù)習(xí)，提高課堂的參與度。同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)教室也提供工程項(xiàng)目技術(shù)資料、課外擴(kuò)展閱讀材料以及其他相關(guān)英文資源、國外著名高校的課堂講課錄像等，學(xué)生在這里可以獲取原汁原味的國外相關(guān)技術(shù)知識(shí)。網(wǎng)絡(luò)教室不僅提供了一個(gè)資源共享的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，還可以使老師和學(xué)生突破時(shí)空局限，通過網(wǎng)上授課、網(wǎng)上提問、網(wǎng)上作答甚至網(wǎng)上實(shí)驗(yàn)和網(wǎng)上考試等，更大程度地提高學(xué)生與老師交流的便利性。

3實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)優(yōu)化

3.1上機(jī)實(shí)習(xí)和操作實(shí)驗(yàn)結(jié)合，增加設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)

如前所述，微機(jī)原理與接口技術(shù)是實(shí)踐性和操作性很強(qiáng)的課程，實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)是課程教學(xué)的重要方面。筆者根據(jù)教學(xué)實(shí)際需要，把實(shí)驗(yàn)劃分成上機(jī)實(shí)習(xí)和操作實(shí)驗(yàn)兩部分。

上機(jī)實(shí)習(xí)是理論課程的上機(jī)作業(yè)，主要針對(duì)指令系統(tǒng)和匯編語言程序設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)。由淺入深地分為驗(yàn)證性題目和設(shè)計(jì)性題目。在教學(xué)實(shí)踐中，筆者要求學(xué)生在個(gè)人電腦上安裝EMU8086仿真軟件，進(jìn)行程序的編制和調(diào)試，并最終提交上機(jī)實(shí)習(xí)報(bào)告。

操作實(shí)驗(yàn)需要到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容也是由淺入深地分為I/O接口基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性綜合實(shí)驗(yàn)兩部分。主要針對(duì)微機(jī)I/O接口的學(xué)習(xí)和系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)。I/O接口基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)是為了鞏固學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)理論知識(shí)的理解，并培養(yǎng)學(xué)生基本的實(shí)驗(yàn)操作技能和方法；設(shè)計(jì)性綜合實(shí)驗(yàn)是以某一設(shè)計(jì)目標(biāo)為導(dǎo)向的開放性設(shè)計(jì)題目，學(xué)生也可以在教師的指導(dǎo)下自擬設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)題目。

以前的微機(jī)原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)都是在設(shè)定好的條件和環(huán)境下進(jìn)行驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和創(chuàng)造力都沒有得到發(fā)揮。筆者進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的優(yōu)化，將上機(jī)實(shí)習(xí)和操作實(shí)驗(yàn)靈活結(jié)合，有效地協(xié)調(diào)教學(xué)內(nèi)容多和教學(xué)學(xué)時(shí)數(shù)逐步減少的矛盾，有利于學(xué)生課后的學(xué)習(xí)思考、鞏固加深。而且設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的開出可以鍛煉學(xué)生的綜合程序設(shè)計(jì)能力和綜合創(chuàng)新能力。

3.2先進(jìn)虛擬仿真技術(shù)在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用

根據(jù)實(shí)際教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，在操作實(shí)驗(yàn)中，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)時(shí)間較短，學(xué)生沒有充分時(shí)間對(duì)一些異?，F(xiàn)象或程序預(yù)期輸出和實(shí)際輸出不相符的情況進(jìn)行仔細(xì)觀測、研究和試驗(yàn)，只得草草收兵?；蛴捎趯?shí)驗(yàn)設(shè)備的大部分連線已經(jīng)固定，學(xué)生實(shí)際連線操作較少或較簡單，實(shí)驗(yàn)未能使學(xué)生對(duì)理論課程內(nèi)容有深刻的感性理解。甚至由于實(shí)驗(yàn)設(shè)備接口的頻繁插拔，造成設(shè)備的損壞而一時(shí)難以修復(fù)，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)無法繼續(xù)進(jìn)行。

因此，我們?cè)谡n程教學(xué)，特別是實(shí)驗(yàn)教學(xué)中引入了先進(jìn)的虛擬儀器仿真技術(shù)-Proteus，來彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)的缺陷，增加實(shí)驗(yàn)的靈活性，加深學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容的理解。

Proteus是一款嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)和仿真軟件，可以分析、仿真各種模擬器件和集成電路，同時(shí)提供示波器、邏輯分析儀、信號(hào)發(fā)生器等虛擬儀器儀表。在Proteus7.5SP3版本中，已經(jīng)開始提供對(duì)8086芯片及相關(guān)接口的支持，可以用于微機(jī)原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的虛擬仿真。圖3給出了一個(gè)利用8086 CPU、8255A，8251A和8253A進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)的仿真原理圖，加上相應(yīng)匯編程序，則可實(shí)現(xiàn)計(jì)算器的仿真。

同樣地，我們可以利用Proteus實(shí)現(xiàn)微機(jī)原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的內(nèi)存擴(kuò)展、并行接口、串行接口、A/D和D/A轉(zhuǎn)換、中斷等實(shí)驗(yàn)。同時(shí)，也可以利用Proteus仿真軟件進(jìn)行開放性實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，提高學(xué)生的綜合知識(shí)應(yīng)用能力。

4結(jié)論

從實(shí)際教學(xué)效果來看，通過從課程內(nèi)容與結(jié)構(gòu)的優(yōu)化、課堂教學(xué)方式的優(yōu)化和實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的優(yōu)化三個(gè)方面對(duì)微機(jī)原理與接口技術(shù)課程進(jìn)行改革后，學(xué)生學(xué)習(xí)的積極主動(dòng)性有了明顯提高，課堂氣氛活躍，參與度高。對(duì)相關(guān)后續(xù)課程和設(shè)計(jì)的跟蹤調(diào)查也表明，學(xué)生在此課程中普遍提高了知識(shí)綜合和設(shè)計(jì)能力。

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Exploration on Teaching Optimization of Microcomputer Principle and Interface Technology

CHEN Zhiming

(Department of Electronic Science, Huizhou University, Huizhou 516007, China)

第7篇：虛擬仿真技術(shù)的基本步驟范文

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī) 虛擬制造技術(shù) 現(xiàn)代制造業(yè) 應(yīng)用

中圖分類號(hào)：G623.58 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

前言

所謂的虛擬制造,目前還沒有統(tǒng)一的定義標(biāo)準(zhǔn),但綜合地講,虛擬制造可定義為是利用仿真與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),在高性能計(jì)算機(jī)及高速網(wǎng)絡(luò)的支持下,采用群組協(xié)同工作,通過模型來模擬和預(yù)估產(chǎn)品功能、性能及可加工性等各方面可能存在的問題,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品制造的本質(zhì)過程,包括產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、工藝規(guī)劃、加工制造、性能分析、質(zhì)量檢驗(yàn),并進(jìn)行過程管理與控制。

一、虛擬制造的關(guān)鍵技術(shù)

虛擬制造是一種新的制造技術(shù),它以信息技術(shù)、仿真技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為支持。虛擬制造技術(shù)涉及面很廣,諸如環(huán)境構(gòu)成技術(shù)、過程特征抽取、元模型、集成基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的體系結(jié)構(gòu)、制造特征數(shù)據(jù)集成、多學(xué)科交駐功能、決策支持工具、接口技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、建模與仿真技術(shù)等。其中后3項(xiàng)是虛擬制造的核心技術(shù)。

1、建模技術(shù)

虛擬制造系統(tǒng)VMS (VirtualManufacturing System)是現(xiàn)實(shí)制造系統(tǒng)RMS(RealManufacturing Systern)在虛擬環(huán)境下的映射,是RMS的模型化、形式化和計(jì)算機(jī)化的抽象描述和表示。VMS的建模應(yīng)包括:生產(chǎn)模型、產(chǎn)品模型和工藝模型的信息體系結(jié)構(gòu)。

(1) 生產(chǎn)模型可歸納為靜態(tài)描述和動(dòng)態(tài)描述2 個(gè)方面。靜態(tài)描述是指系統(tǒng)生產(chǎn)能力和生產(chǎn)特性的描述。動(dòng)態(tài)描述是指在己知系統(tǒng)狀態(tài)和需求特性的基礎(chǔ)上預(yù)測產(chǎn)品生產(chǎn)的全過程。

(2) 產(chǎn)品模型是制造過程中,各類實(shí)體對(duì)象模型的集合。目前產(chǎn)品模型描述的信息有產(chǎn)品結(jié)構(gòu)明細(xì)表、產(chǎn)品形狀特征等靜態(tài)信息。而對(duì)VMS來說,要使產(chǎn)品實(shí)施過程中的全部活動(dòng)集成,就必須具有完備的產(chǎn)品模型,所以虛擬制造下的產(chǎn)品模型不再是單一的靜態(tài)特征模型,它能通過映射、抽象等方法提取產(chǎn)品實(shí)施中各活動(dòng)所需的模型。

(3) 工藝模型將工藝參數(shù)與影響制造功能的產(chǎn)品設(shè)計(jì)屬性聯(lián)系起來。以反應(yīng)生產(chǎn)模型與產(chǎn)品模型之間的交互作用。工藝模型必須具備以下功能:計(jì)算機(jī)工藝仿真、制造數(shù)據(jù)表、制造規(guī)劃、統(tǒng)計(jì)模型以及物理和數(shù)學(xué)模型。

2、仿真技術(shù)

仿真就是應(yīng)用計(jì)算機(jī)對(duì)復(fù)雜的現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)經(jīng)過抽象和簡化形成系統(tǒng)模型,然后在分析的基礎(chǔ)上運(yùn)行此模型,從而得到系統(tǒng)一系列的統(tǒng)計(jì)性能。由于仿真是以系統(tǒng)模型為對(duì)象的研究方法,而不干擾實(shí)際生產(chǎn)系統(tǒng),同時(shí)仿真可以利用計(jì)算機(jī)的快速運(yùn)算能力,用很短時(shí)間模擬實(shí)際生產(chǎn)中需要很長時(shí)間的生產(chǎn)周期,因此可以縮短決策時(shí)間,避免資金、人力和時(shí)間的浪費(fèi)。計(jì)算機(jī)還可以重復(fù)仿真,優(yōu)化實(shí)施方案。

仿真的基本步驟為:研究系統(tǒng)收集數(shù)據(jù)建立系統(tǒng)模型確定仿真算法建立仿真模型運(yùn)行仿真模型輸出結(jié)果并分析。

產(chǎn)品制造過程仿真,可歸納為制造系統(tǒng)仿真和加工過程仿真。虛擬制造系統(tǒng)中的產(chǎn)品開發(fā)涉及到產(chǎn)品建模仿真、設(shè)計(jì)過程規(guī)劃仿真、設(shè)計(jì)思維過程和設(shè)計(jì)交互行為仿真等,以便對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià),實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)過程早期反饋,減少或避免產(chǎn)品設(shè)計(jì)錯(cuò)誤。加工過程仿真,包括切削過程仿真、裝配過程仿真,檢驗(yàn)過程仿真以及焊接、壓力加工、鑄造仿真等。目前上述兩類仿真過程是獨(dú)立發(fā)展起來的,尚不能集成,而VM中應(yīng)建立面向制造全過程的統(tǒng)一仿真。

3、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)VRT(Virtual Reality Technology)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是為改善人與計(jì)算機(jī)的交互萬式,提高計(jì)算機(jī)可操作性中產(chǎn)生的,是人的想象力和電子學(xué)等相結(jié)合而產(chǎn)生的一項(xiàng)綜合技術(shù),它綜合利用計(jì)算機(jī)圖形系統(tǒng),各種顯示和控制等接口設(shè)備及多媒體計(jì)算機(jī)仿真技術(shù),在計(jì)算機(jī)上生成一種特殊的、可交互的三維環(huán)境(稱為虛擬環(huán)境) ,虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)VRS(Virtual Reality Systern)包括操作者、機(jī)器和人機(jī)接口3個(gè)基本要素,用戶可以通過各種傳感系統(tǒng)與這種環(huán)境進(jìn)行自然交互,使人產(chǎn)生身臨其境的沉浸感覺。它不僅提高了人與計(jì)算機(jī)之間的和諧程度,也成為一種有力的仿真工具。利用VR系統(tǒng)可以對(duì)真實(shí)世界進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬,計(jì)算機(jī)能夠跟蹤用戶的交互輸入,并及時(shí)按輸入修改虛擬環(huán)境,使人產(chǎn)生身臨其境的感覺,充分發(fā)揮用戶的想象力。交互性、沉浸性和想象力是VR系統(tǒng)在人—機(jī)關(guān)系上的基本特征。這3個(gè)特征充分反映了人的主導(dǎo)作用:從過去只能從外部觀看計(jì)算機(jī)的處理結(jié)果,到能沉浸到計(jì)算機(jī)創(chuàng)建的環(huán)境中去;從只能通過鍵盤、鼠標(biāo)同計(jì)算機(jī)環(huán)境中單維數(shù)字化信息發(fā)生交互作用,到有可能從定性和定量綜合的環(huán)境中得到感性和理性的認(rèn)識(shí),讓用戶沉浸其中,以獲取知識(shí)和形成新的概念。

二、虛擬制造技術(shù)在制造業(yè)中的應(yīng)用

虛擬制造技術(shù)在制造業(yè)中的應(yīng)用:機(jī)床是制造業(yè)的主要生產(chǎn)設(shè)備,制造業(yè)中許許多多產(chǎn)品的零件都直接或間接地經(jīng)過機(jī)床加工。隨著社會(huì)的進(jìn)步,人們對(duì)各類產(chǎn)品的要求也越來越高,像汽車這樣大批量生產(chǎn)的產(chǎn)品,也要求其個(gè)性化,因此不能采用傳統(tǒng)的剛性生產(chǎn)線,要考慮適當(dāng)?shù)娜嵝?。一些個(gè)批量生產(chǎn)的產(chǎn)品,其復(fù)雜度要求和精度要求也使通用機(jī)床難以勝任。相比之下數(shù)控機(jī)床恰恰滿足了這些要求?；谔摂M制造技術(shù)的數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)方法不僅能在各種虛擬環(huán)境中真實(shí)地模擬機(jī)床和的運(yùn)動(dòng),并對(duì)其在各種工況下的運(yùn)動(dòng)和受力情況進(jìn)行仿真分析,觀察并實(shí)驗(yàn)機(jī)床各組成部件的相互運(yùn)動(dòng)情況,以此來修改設(shè)計(jì)上的缺陷,這樣對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行不斷改進(jìn),直至獲得最優(yōu)化設(shè)計(jì)方案,不但可以縮短開發(fā)周期,而且設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率得到了提高。這種設(shè)計(jì)方法將逐漸被企業(yè)所采用。

吊具在機(jī)械、有色金屬、冶金行業(yè)中已得到廣泛應(yīng)用,但在實(shí)際開發(fā)設(shè)計(jì)中,由于不同用戶根據(jù)自身需求對(duì)產(chǎn)品提出了不同指標(biāo)、性能等諸多方面的設(shè)計(jì)要求,從而使設(shè)計(jì)單位重復(fù)工作多,工作任務(wù)量大,同時(shí)在關(guān)鍵結(jié)構(gòu)技術(shù)及改造也有一定的難度。對(duì)于大型吊具的設(shè)計(jì),引入虛擬制造技術(shù),可以大大提高設(shè)計(jì)效率、優(yōu)化設(shè)計(jì)質(zhì)量。

三、虛擬制造技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

1、產(chǎn)品的外形設(shè)計(jì):采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的外形設(shè)計(jì),可以進(jìn)行復(fù)雜的造型設(shè)計(jì), 并對(duì)其參數(shù)可隨時(shí)修改、評(píng)測。它可以直接用于裝配、仿真和加工。

2、產(chǎn)品的布局設(shè)計(jì):在復(fù)雜產(chǎn)品的布局設(shè)計(jì)中, 通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以直觀地進(jìn)行設(shè)計(jì), 避免可能出現(xiàn)的干涉和其它不合理問題。

3、產(chǎn)品的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力學(xué)仿真:產(chǎn)品設(shè)計(jì)必須解決運(yùn)動(dòng)構(gòu)件工作時(shí)的運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)關(guān)系, 運(yùn)動(dòng)范圍設(shè)計(jì), 可能的運(yùn)動(dòng)干涉檢查, 產(chǎn)品動(dòng)力學(xué)性能、強(qiáng)度、剛度等。

4、熱加工工藝模擬:利用數(shù)值模擬和物理模擬方法,對(duì)金屬材料熱成形過程和材料成形過程進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真,預(yù)測不同條件下成形的材料的組織、性能及質(zhì)量, 進(jìn)而實(shí)現(xiàn)熱成形件的質(zhì)量與性能的優(yōu)化設(shè)計(jì)。

5、加工過程仿真:產(chǎn)品設(shè)計(jì)的合理性、可加工性、加工方法, 機(jī)床和工藝參數(shù)的選用, 以及加工過程中可能出現(xiàn)的加工缺陷等, 這些問題需要經(jīng)過仿真、分析與處理。

6、產(chǎn)品裝配仿真:機(jī)械產(chǎn)品的配合性和可裝配性是設(shè)計(jì)人員常易出現(xiàn)錯(cuò)誤的地方, 以往要到產(chǎn)品裝配的時(shí)候才能發(fā)現(xiàn), 但采用虛擬制造技術(shù)可以在設(shè)計(jì)階段就對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行裝配, 發(fā)現(xiàn)裝配問題可進(jìn)行修改,確保設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確。

7、虛擬樣機(jī)與產(chǎn)品工作性能評(píng)測:在虛擬制造中可以模擬出產(chǎn)品的使用情況, 對(duì)存在問題的地方進(jìn)行修改,提高產(chǎn)品一次試驗(yàn)成功率。

8、企業(yè)生產(chǎn)過程的仿真與優(yōu)化:產(chǎn)品生產(chǎn)過程的合理制定、工廠人力資源、制造資源的合理配置, 對(duì)縮短生產(chǎn)周期和降低成本有更大影響。

結(jié)束語

虛擬制造（Virtual Manufacture) 出現(xiàn)于上世紀(jì)90 年代，是以計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展為基礎(chǔ)的一種全新的制造體系和模式。作為一種先進(jìn)的制造模式，虛擬制造的應(yīng)用范圍必然會(huì)不斷擴(kuò)大，給更多的企業(yè)帶來更大的收益。

參考文獻(xiàn)

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[2] 朱煥立,李響.虛擬制造技術(shù)的產(chǎn)生、應(yīng)用及研究現(xiàn)狀[J]. 科技風(fēng). 2009(06)

第8篇：虛擬仿真技術(shù)的基本步驟范文

關(guān)鍵詞：粒子系統(tǒng)；虛擬現(xiàn)實(shí)；沉浸感

中圖分類號(hào)：TP391文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-3044(2007)12-21677-02

Research of Virtual Experimental Phenomenon Simulation

YANG Wei-ping, ZANG Wei, ZHAI Yong, YU Liang

(Shandong University of Science and Technology, Qingdao 266510, China)

Abstract:Take that particle system in virtual experiment, special efficiency simulating in virtual training as an example, the article mainly discussed the important effect of the particle system which incorporating flexibility, randomness and suitable into an integral whole in virtual teaching.

Key words:particle system; virtual reality; immersion

1 引言

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、圖形學(xué)技術(shù)、光電子技術(shù)、仿真技術(shù)等的飛速發(fā)展，綜合運(yùn)用上述技術(shù)，高度逼真地模擬仿真人在現(xiàn)實(shí)世界中視、聽、觸等行為的人機(jī)界面的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)也日趨完善。在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)構(gòu)建的接近真實(shí)的虛擬環(huán)境中，人可以通過形體動(dòng)作與其它仿真實(shí)體交互并達(dá)到一種沉浸的感覺。主動(dòng)地交互學(xué)習(xí)比被動(dòng)地接受說教更具折服力，因而基于具有強(qiáng)大交互能力的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的虛擬教學(xué)，如雨后春筍迅速發(fā)展起來。目前，大多數(shù)虛擬教學(xué)局限于簡單的二維仿真與演示，或者是操作的簡單交互，缺乏對(duì)特殊現(xiàn)象及過程的三維動(dòng)態(tài)仿真，使得現(xiàn)有的虛擬教學(xué)在生動(dòng)性、逼真性上與理想意義上的“靈境”交互教學(xué)有很大差距，粒子系統(tǒng)的引入恰好能彌補(bǔ)上述不足。本文通過研究粒子系統(tǒng)在虛擬實(shí)驗(yàn)、虛擬教學(xué)效仿真，進(jìn)一步探討了它在虛擬教學(xué)中的重要作用。

2 虛擬教學(xué)發(fā)展現(xiàn)狀

在高校連年擴(kuò)招造成的資金嚴(yán)重不足、實(shí)驗(yàn)設(shè)備的折損嚴(yán)重、高精度昂貴設(shè)備誤操作易導(dǎo)致重大損失、高危險(xiǎn)性實(shí)驗(yàn)對(duì)初學(xué)者人身安全存在的潛在威脅等因素影響下，又有綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、圖形學(xué)技術(shù)、仿真技術(shù)等的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的日趨成熟的外界動(dòng)力下，虛擬教學(xué)出現(xiàn)并在虛擬實(shí)驗(yàn)、虛擬培訓(xùn)等很多方面得到成功運(yùn)用。虛擬教學(xué)比傳統(tǒng)教學(xué)更能充分調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)者的感官及學(xué)習(xí)激情，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)營造自主學(xué)習(xí)的環(huán)境，學(xué)習(xí)者由傳統(tǒng)的“以聽而學(xué)”的學(xué)習(xí)方式變?yōu)橐酝ㄟ^自身與虛擬環(huán)境的相互交互獲取知識(shí)、技能的“以動(dòng)而學(xué)”。本文簡單介紹虛擬教學(xué)的以下幾方面：

2.1 虛擬課堂

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與課堂教學(xué)的完美結(jié)合打破了教學(xué)活動(dòng)的時(shí)空局限性，學(xué)習(xí)者可在虛擬教室根據(jù)自身基礎(chǔ)與愛好自主進(jìn)行課程內(nèi)容選擇，避免了傳統(tǒng)課堂的“同時(shí)、同地、同內(nèi)容”的授課形式與學(xué)習(xí)者基礎(chǔ)參差不齊之間的矛盾，使得教與學(xué)更人性化。

2.2 虛擬實(shí)驗(yàn)

在傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中由于受設(shè)備、經(jīng)費(fèi)、危險(xiǎn)性、時(shí)空限制等外因所限，許多實(shí)驗(yàn)無法開設(shè)，而利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)建立的物理、化學(xué)等各種虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境中，學(xué)生可以安全操作各種虛擬實(shí)驗(yàn)，并可獲得與真實(shí)實(shí)驗(yàn)相近的體驗(yàn)。虛擬實(shí)驗(yàn)?zāi)軓氐状蚱茣r(shí)空限制，在虛擬環(huán)境中學(xué)習(xí)者只需花費(fèi)幾分鐘時(shí)間便可觀測到現(xiàn)實(shí)中需要幾天甚至幾年才能完成的過程，并且不會(huì)產(chǎn)生誤操作帶來的人身傷害和財(cái)產(chǎn)損失，使得知識(shí)的獲取更高效、更安全。

2.3 虛擬培訓(xùn)

針對(duì)職工崗前培訓(xùn)，特別是高危行業(yè)的崗前安全培訓(xùn)，傳統(tǒng)培訓(xùn)方式中通常采用文字形式或簡單二維形式，缺乏生動(dòng)性及真實(shí)性，學(xué)員在接受完培訓(xùn)后僅在短期內(nèi)對(duì)培訓(xùn)內(nèi)容有二維的記憶，遇到突發(fā)事件由于現(xiàn)場實(shí)景與各自對(duì)培訓(xùn)內(nèi)容的理解相去甚遠(yuǎn)，往往無法快速運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決生產(chǎn)實(shí)際問題。虛擬培訓(xùn)使受訓(xùn)者在培訓(xùn)過程中感觸現(xiàn)場，在接受培訓(xùn)后，對(duì)培訓(xùn)內(nèi)容有三維、逼真的系統(tǒng)理解，能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識(shí)準(zhǔn)確應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)際，當(dāng)真正經(jīng)歷事故時(shí)能迅速反應(yīng)，安全逃生。

3 粒子系統(tǒng)

3.1 粒子系統(tǒng)基本原理

粒子系統(tǒng)算法是Reeve于1983年提出，它通過采用大量形狀簡單且具有一定屬性的基本粒子作為基礎(chǔ)元素來表示不規(guī)則模糊物體，這些基本粒子都有一定的生命周期，基于它們不斷改變形狀、不斷運(yùn)動(dòng)，所以粒子系統(tǒng)能充分體現(xiàn)模糊物體的動(dòng)態(tài)性與隨機(jī)性。粒子系統(tǒng)不是靜態(tài)的系統(tǒng)，而是一個(gè)動(dòng)態(tài)表現(xiàn)過程，是隨時(shí)間變化處在不斷運(yùn)動(dòng)中的粒子群，粒子群的分布狀態(tài)可以隨機(jī)改變，動(dòng)力學(xué)性質(zhì)決定各粒子位置的移動(dòng)方式，新粒子的不斷產(chǎn)生同時(shí)可以伴隨著舊粒子的消亡。

3.2 粒子系統(tǒng)繪制的基本步驟

Step1 由粒子源產(chǎn)生新的粒子并加入系統(tǒng)中；

Step2 給每一個(gè)新粒子分配一定的靜態(tài)屬性；

Step3 刪除系統(tǒng)中已存在且超過其生存期的所有粒子；

Step4 根據(jù)系統(tǒng)中剩余粒子的動(dòng)態(tài)屬性對(duì)粒子進(jìn)行移動(dòng)和變換；

Step5 繪制并顯示由有生命的粒子組成的圖象。

可將粒子系統(tǒng)與所描述物體的自身特征與運(yùn)動(dòng)模型結(jié)合，進(jìn)行相應(yīng)的模型建立。為體現(xiàn)系統(tǒng)的隨機(jī)特性，常采用隨機(jī)過程進(jìn)行粒子形狀、運(yùn)動(dòng)等的控制。每個(gè)粒子都有各自的變化范圍，該范圍內(nèi)隨機(jī)給數(shù)以確定它的大小，而變化范圍則由即定的期望與方差來確定，基本表達(dá)式為：Para=MeanPara+Rand()'VarPara，其中Para代表需隨機(jī)確定的參數(shù)；Rand()為[-1，1]中的均勻分布的隨機(jī)函數(shù)；MeanPara為該參數(shù)的期望值；VarPara為其方差值。

4 粒子系統(tǒng)與虛擬教學(xué)

因在虛擬實(shí)驗(yàn)與虛擬培訓(xùn)環(huán)節(jié)中需進(jìn)行大量特效模擬，因此本文僅以粒子系統(tǒng)在這兩方面的應(yīng)用來介紹并說明它在虛擬教學(xué)中的重要地位。

第9篇：虛擬仿真技術(shù)的基本步驟范文

關(guān)鍵詞：偵查初訊 網(wǎng)絡(luò)仿真 輔助教學(xué)

中圖分類號(hào)：G4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）07（c）-0175-02

1 網(wǎng)絡(luò)仿真訓(xùn)練偵查初訊的因由

公安業(yè)務(wù)教學(xué)中如何解決好理論與實(shí)踐，教學(xué)與應(yīng)用的結(jié)合問題是公安教學(xué)改革的首要問題。如何改變傳統(tǒng)的教學(xué)和實(shí)踐形式，更好地運(yùn)用現(xiàn)代科技手段，實(shí)現(xiàn)專業(yè)教學(xué)的目的等要求，促使可以遠(yuǎn)程的、基于網(wǎng)絡(luò)仿真的訓(xùn)練模式建立想法的出現(xiàn)。

1.1 偵查實(shí)踐彰顯偵查初訊重要性

偵查活動(dòng)中，偵查訊問犯罪嫌疑人是法定的一個(gè)程序，偵查初訊是其中的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。偵查初訊作為典型的程序性手段，對(duì)查清案件事實(shí)和收集證據(jù)及審案線索具有重要的作用。偵查初訊成功與否，對(duì)于案件審理的質(zhì)量和法律的正確實(shí)施都是至關(guān)重要的。

1.2 偵查初訊在教學(xué)中的突出問題

隨著時(shí)代的發(fā)展，在公安院校的專業(yè)教學(xué)工作中，實(shí)踐教學(xué)簡單模擬不全面、不真實(shí)、難以提高綜合能力的問題更加突出。傳統(tǒng)的訊問模式及舊的偵查活動(dòng)受到重大的影響和挑戰(zhàn)。公安專業(yè)教學(xué)如何利用便捷的現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和信息資源，采用多媒體仿真的高效教學(xué)方法就是一個(gè)切實(shí)的嘗試。

1.3 大型實(shí)景三維游戲的啟發(fā)

實(shí)景三維游戲是把實(shí)際與虛幻體驗(yàn)相融合的一種方式，是現(xiàn)在生活體驗(yàn)的“前期展覽”。如大批玩過網(wǎng)游的“粉絲”都積極參與網(wǎng)絡(luò)游戲情境旅游（俗稱網(wǎng)景游）。在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中以網(wǎng)絡(luò)游戲中地圖作為基礎(chǔ)，創(chuàng)建出游戲內(nèi)的場景、設(shè)施以及對(duì)應(yīng)環(huán)境的實(shí)景，讓旅游者像在游戲內(nèi)部存在一樣，進(jìn)行實(shí)地、實(shí)景技能應(yīng)用。使旅游者能夠在實(shí)際中體驗(yàn)到虛幻世界中的真實(shí)存在。

正是由于公安業(yè)務(wù)實(shí)踐和教學(xué)中存在問題解決的需要、實(shí)景三維游戲的啟發(fā)，產(chǎn)生了研究和建立網(wǎng)絡(luò)仿真訓(xùn)練偵查初訊的想法。

2 類似網(wǎng)絡(luò)仿真訓(xùn)練的情況調(diào)查

2.1 電腦游戲?qū)Σ僮髡叩挠?xùn)練

通過電腦游戲的方式進(jìn)行操作訓(xùn)練是有效的。如排雷游戲，筆者認(rèn)為最初感受是對(duì)使用鼠標(biāo)的訓(xùn)練，然后才是邏輯分析、判斷等內(nèi)容的訓(xùn)練。駕駛汽車和飛行訓(xùn)練游戲中所用到的訓(xùn)練模擬器就是一種操作動(dòng)作型的模擬仿真。如“模擬城市”等智能加動(dòng)作操作型的模擬仿真大型游戲的內(nèi)容更廣泛、情況更復(fù)雜。從小型游戲到大型游戲、從單機(jī)游戲到網(wǎng)絡(luò)配合、從簡單游戲到復(fù)雜游戲、從二維游戲到三維游戲，要求的不斷提高也使這些電腦終端的操作者得到了很好的訓(xùn)練。

2.2 實(shí)用性的電腦模擬仿真訓(xùn)練與對(duì)抗

電腦游戲的廣泛應(yīng)用也得到了軍方的重視。發(fā)達(dá)國家早在90年代就已經(jīng)運(yùn)用電腦游戲模擬“虛擬戰(zhàn)場”對(duì)士兵進(jìn)行訓(xùn)練了。幾年前中美進(jìn)行的電子對(duì)抗演習(xí)就是以網(wǎng)絡(luò)仿真的形式進(jìn)行的。2003年末，“阿爾法”特種部隊(duì)?wèi)?yīng)用電腦模擬手段，憑借著模擬出的數(shù)據(jù)制定作戰(zhàn)計(jì)劃后，安全地救出被挾持在俄羅斯文化宮的人質(zhì)。電腦模擬仿真技術(shù)的應(yīng)用為這次營救行動(dòng)的成功起到不可磨滅的作用。據(jù)報(bào)道，美軍在對(duì)伊戰(zhàn)爭中戰(zhàn)后的統(tǒng)計(jì)，未參加過對(duì)抗游戲訓(xùn)練的人員首次執(zhí)行任務(wù)生存概率只有60%，接受過游戲訓(xùn)練的人員生存概率提高到90%。游戲可以供給被訓(xùn)練的軍人一種利用數(shù)字化虛擬技術(shù)模擬出“人工虛擬氛圍”，讓訓(xùn)練的軍人們?cè)谙鄬?duì)逼真的戰(zhàn)爭氛圍（尤其是模擬未來戰(zhàn)爭氛圍）里開展“現(xiàn)實(shí)”的練習(xí)。模擬手段解決了現(xiàn)實(shí)中實(shí)戰(zhàn)的預(yù)案設(shè)計(jì)和預(yù)演。

3 網(wǎng)絡(luò)仿真訓(xùn)練的優(yōu)勢分析

3.1 運(yùn)用電腦模擬技術(shù)能夠節(jié)約時(shí)間、降低成本

傳統(tǒng)的、常規(guī)的模擬訓(xùn)練中會(huì)有時(shí)間以及空間等因素的抑制，可能會(huì)因?yàn)轵?yàn)證一個(gè)實(shí)際操作必須要進(jìn)行多次的重復(fù)演練，如此下來，不但耗費(fèi)的時(shí)間長，同時(shí)其費(fèi)用也十分高昂。假如訓(xùn)練的初始階段使用電腦模擬技術(shù)，就能增加全面性、縮短訓(xùn)練時(shí)間、降低訓(xùn)練成本。同時(shí)能夠利用反復(fù)的演練或者單次的演練很多種方案。

3.2 運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以隨時(shí)、隨地進(jìn)行

借助先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)仿真技術(shù)和課件資源，有效構(gòu)造出“仿真虛擬初訊場景”，學(xué)員能夠跨越時(shí)空，隨時(shí)隨地參與模擬教學(xué)，向同行、有經(jīng)驗(yàn)者或老師請(qǐng)教，與同學(xué)進(jìn)行實(shí)時(shí)探討，研究和試驗(yàn)不同的技術(shù)實(shí)施方案及其可能性、可行性和必要性。尤其是靈感突發(fā)的時(shí)候，通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行記錄和交流，會(huì)激發(fā)和調(diào)動(dòng)集體的智慧和能量，更好地完成訓(xùn)練的任務(wù)和工作。

3.3 運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)模擬可以進(jìn)行真實(shí)對(duì)抗

許多軍事研究機(jī)構(gòu)通過研究和實(shí)踐認(rèn)為，運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)模擬可以進(jìn)行真實(shí)對(duì)抗。借助構(gòu)建的虛擬現(xiàn)場環(huán)境，模擬對(duì)抗演練平臺(tái)來實(shí)現(xiàn)模擬作戰(zhàn)的情形，不僅能夠提升受訓(xùn)者技能和素養(yǎng)，還能進(jìn)行多種對(duì)抗訓(xùn)練。

3.4 運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)模擬可以進(jìn)行在線指導(dǎo)及主導(dǎo)仿真訓(xùn)練

通過仿真環(huán)境組織對(duì)抗演練，組織操控和指揮者、可以在線指導(dǎo)、指揮，充分利用網(wǎng)絡(luò)的便利條件，制造矛盾，激化矛盾，使參與訓(xùn)練的雙方?jīng)_突更激烈，氛圍更緊張，情形更逼真，塑造出有聲有色、豐富多彩的訓(xùn)練場景?？梢园凑帐孪戎贫ê玫挠?xùn)練方案為主線，根據(jù)訓(xùn)練的過程和情況進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，提高訓(xùn)練的趣味性和復(fù)雜性；也可以根據(jù)情況調(diào)低技術(shù)難度，達(dá)到因人施教，因材施教的目的。

3.5 運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)模擬可以進(jìn)行總結(jié)、回顧

借助網(wǎng)絡(luò)和電腦技術(shù)的強(qiáng)大存儲(chǔ)功能，使得網(wǎng)絡(luò)模擬可以不受限制地再現(xiàn)出來，通過視頻功能展現(xiàn)訓(xùn)練的細(xì)節(jié)和過程，提供認(rèn)真分析和總結(jié)的條件，對(duì)訓(xùn)練的整個(gè)過程、細(xì)節(jié)和個(gè)人作用加以回顧進(jìn)行糾正和規(guī)范，以有效避免再次出現(xiàn)失誤，取得訓(xùn)練的成效。同時(shí)也便于進(jìn)行總結(jié)、回顧參訓(xùn)人員的訓(xùn)練效果，改進(jìn)訓(xùn)練的內(nèi)容和方式方法，促進(jìn)仿真模擬訓(xùn)練的發(fā)展。

3.6 變枯燥的學(xué)習(xí)、訓(xùn)練為趣味性體驗(yàn)

網(wǎng)絡(luò)仿真訓(xùn)練可以變枯燥的學(xué)習(xí)、訓(xùn)練為趣味性仿真體驗(yàn)。將數(shù)字化的仿真訓(xùn)練場景及相關(guān)環(huán)境、設(shè)施和設(shè)備，以逼真動(dòng)態(tài)形式生動(dòng)地呈現(xiàn)在參訓(xùn)者面前，在虛擬仿真平臺(tái)中，仿真出現(xiàn)的各種環(huán)境、道具、季節(jié)、人員，使參訓(xùn)者置身于仿真的模擬系統(tǒng)中，體驗(yàn)訓(xùn)練過程帶來的真實(shí)感和明確的震撼。虛擬仿真平臺(tái)就能集趣味性、知識(shí)性、掌握技能的應(yīng)用于一身適合于現(xiàn)代人的習(xí)慣和興趣愛好。

4 偵查初訊網(wǎng)絡(luò)仿真訓(xùn)練可行性探討

訊問是當(dāng)今公安院校偵查業(yè)務(wù)教學(xué)的主要內(nèi)容之一。是一項(xiàng)實(shí)踐性和操作性都很強(qiáng)的業(yè)務(wù)活動(dòng)。偵查初訊是訊問當(dāng)中的一個(gè)重要組成部分，是整個(gè)偵查訊問的基礎(chǔ)活動(dòng)。無論是在學(xué)習(xí)專業(yè)的過程中，或是公安預(yù)審業(yè)務(wù)的實(shí)踐當(dāng)中，都是起著相當(dāng)重要的作用。網(wǎng)絡(luò)仿真訓(xùn)練的建立對(duì)于這一業(yè)務(wù)活動(dòng)的學(xué)習(xí)和掌握是切實(shí)可行的。

4.1 解決模擬人員主觀干擾的問題

模擬訊問是培養(yǎng)學(xué)員模擬實(shí)戰(zhàn)的一種手段。然而，在實(shí)際的教學(xué)過程中，卻遇到了種種不可預(yù)見的問題。如很多模擬訊問由于模擬者的內(nèi)在動(dòng)因影響，沒有實(shí)質(zhì)性地貼近真實(shí)感覺進(jìn)行深入模擬，存在一定的主觀干擾，導(dǎo)致教學(xué)效果不佳。具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：第一，模擬者扮演的角色不夠深入生活。在具體的模擬訊問中，由于條件的限制，所有的角色都是由共同學(xué)習(xí)的學(xué)員來擔(dān)當(dāng)，由于學(xué)員之間都彼此相互了解，很難入戲，在一定程度上制約著真實(shí)感覺和場景的體現(xiàn)。第二，模擬訊問程序和模擬訊問內(nèi)容沒有充分地相結(jié)合。在模擬訊問前如果學(xué)員對(duì)模擬訊問課沒有做足充分的準(zhǔn)備工作和沒有得到有關(guān)教師的指導(dǎo)，就會(huì)導(dǎo)致學(xué)員在模擬訊問過程中只匆匆地走完訊問程序，卻沒有掌握訊問犯罪嫌疑人的方法和技巧。

4.2 編程技術(shù)成熟并有可資借鑒樣本

當(dāng)今，偵查訊問數(shù)字仿真重構(gòu)理論已通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、仿真重構(gòu)技術(shù)等獲取了在數(shù)據(jù)共享等方面的技術(shù)支持。從發(fā)展觀的角度來看，計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)和相應(yīng)支撐軟件的出現(xiàn)，使信息科學(xué)與偵查訊問有機(jī)地結(jié)合在一起，利于偵查訊問教學(xué)工作的開展。目前，雖然偵查訊問數(shù)字仿真重構(gòu)理論的技術(shù)支持還不趨向成熟，但在具體的教學(xué)過程中，只需考慮其中的核心技術(shù)就可以完成偵查訊問仿真教學(xué)的目的。較為經(jīng)濟(jì)可行的方案是利用現(xiàn)有的高檔計(jì)算機(jī)，把相應(yīng)的網(wǎng)路技術(shù)和仿真軟件相互融合，通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)偵查初訊數(shù)字仿真，同時(shí)也可用于偵查訊問的某一個(gè)特定過程。而且計(jì)算機(jī)編程技術(shù)的成熟，以及豐富的可資借鑒樣本，都為偵查初訊仿真模擬提供了借鑒。

4.3 具有偵查初訊教學(xué)訓(xùn)練的基礎(chǔ)

經(jīng)過多年的教學(xué)實(shí)踐，積累了一定的偵查初訊教學(xué)訓(xùn)練經(jīng)驗(yàn)。偵查初訊專業(yè)模擬實(shí)訓(xùn)課程教學(xué)已逐步走向成熟，并取得了顯著的教學(xué)效果，為網(wǎng)絡(luò)仿真訓(xùn)練提供各種條件。

一是具備警學(xué)相結(jié)合的基礎(chǔ)和條件。通過上級(jí)主管部門協(xié)調(diào)批準(zhǔn)，讓公安預(yù)審教師參加有關(guān)的公安預(yù)審業(yè)務(wù)會(huì)議，對(duì)公安機(jī)關(guān)的預(yù)審現(xiàn)狀有所了解和熟悉；對(duì)于那些難度比較大的案件，公安預(yù)審實(shí)踐基地的辦案單位邀請(qǐng)專業(yè)教師參與、共同審訊，充分發(fā)揮出專業(yè)教師的特長；專業(yè)教師與基層公安機(jī)關(guān)建立長期合作關(guān)系，公安預(yù)審部門將成功審訊的案例提供給專業(yè)教師參考。

二是人力資源齊備，實(shí)踐專家、專業(yè)教師和編程技術(shù)的人才相結(jié)合。通過“走出去，請(qǐng)進(jìn)來”的方法，派教師到基層公安機(jī)關(guān)去學(xué)習(xí)審訊經(jīng)驗(yàn)，并邀請(qǐng)骨干預(yù)審員和專家來校授課，請(qǐng)編程技術(shù)人員對(duì)模擬審訊過程進(jìn)行數(shù)字模擬。

三是素材條件充裕。擁有大量的實(shí)踐案例和相關(guān)資料的基礎(chǔ)，學(xué)院前身于十多年前開展綜合訓(xùn)練，并設(shè)置了偵查初訊訓(xùn)練的項(xiàng)目，主要有“模擬訊問”和“模擬犯罪現(xiàn)場勘查”等，是“偵查初訊學(xué)”和“犯罪現(xiàn)場勘查”理論教學(xué)中的一個(gè)環(huán)節(jié)。

四是形勢發(fā)展需要，學(xué)院支持。提倡教學(xué)改革以來，學(xué)院對(duì)實(shí)訓(xùn)課程所占全部課程的比重有大幅度的增加，陸續(xù)開設(shè)了偵查技術(shù)實(shí)訓(xùn)和刑事偵查綜合實(shí)訓(xùn)等專業(yè)課程。在偵查初訊和模擬勘察等實(shí)訓(xùn)課的效果來看，教學(xué)大綱完備、模擬實(shí)訓(xùn)實(shí)施方案詳實(shí)、業(yè)務(wù)教材豐富權(quán)威、教學(xué)實(shí)踐指導(dǎo)的經(jīng)驗(yàn)積累等等，已具備了網(wǎng)絡(luò)仿真訓(xùn)練實(shí)訓(xùn)課的基礎(chǔ)。

五是網(wǎng)絡(luò)仿真模擬訓(xùn)練的資源豐富，有大量案件審理材料和實(shí)戰(zhàn)部門及人員可提供的成功經(jīng)驗(yàn)和素材等資料為藍(lán)本。具有一批業(yè)務(wù)能力強(qiáng)，熱情高、團(tuán)隊(duì)意識(shí)好的計(jì)算機(jī)和公安預(yù)審專業(yè)教師。

5 偵查初訊網(wǎng)絡(luò)仿真模擬訓(xùn)練設(shè)計(jì)舉例

偵查初訊模擬訓(xùn)練內(nèi)容涵蓋模擬仿真、虛擬場景和訓(xùn)練內(nèi)容三個(gè)方面。要想通過模擬仿真訓(xùn)練的方式達(dá)到教學(xué)的預(yù)期目的，就要讓訓(xùn)練者處在相應(yīng)的訓(xùn)練環(huán)境中，被虛擬場景所吸引并產(chǎn)生興趣，然后才能全身心投入模擬過程。在模擬訓(xùn)練教學(xué)過程中，無論是電腦游戲還是模擬仿真，其實(shí)大家最為關(guān)注的還是模擬的效果。不論是認(rèn)知還是訓(xùn)練，最終所關(guān)注的是參與訓(xùn)練之后的結(jié)果，是訓(xùn)練前后對(duì)參訓(xùn)學(xué)員帶來的變化和提高。

根據(jù)上述事實(shí)，在構(gòu)建偵查初訊網(wǎng)絡(luò)仿真訓(xùn)練模式探討的基礎(chǔ)上，可以構(gòu)建成型的仿真系統(tǒng)。初步設(shè)想擬建系統(tǒng)采用VR技術(shù)、仿真技術(shù)和分布式交互通訊技術(shù)， 實(shí)現(xiàn)對(duì)偵查初訊專業(yè)進(jìn)行教學(xué)和訓(xùn)練的計(jì)算機(jī)模擬仿真訓(xùn)練系統(tǒng)。構(gòu)建內(nèi)容見圖1。

偵查初訊網(wǎng)絡(luò)仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)過程主要包括需求分析、仿真邏輯、模型設(shè)計(jì)、代碼實(shí)現(xiàn)、系統(tǒng)集成等步驟，在項(xiàng)目實(shí)施過程中設(shè)計(jì)的技術(shù)有以下幾方面。

5.1 場景建模

為了構(gòu)造一個(gè)真實(shí)的虛擬化偵查初訊教學(xué)環(huán)境，要按照系統(tǒng)分析真實(shí)體現(xiàn)場景，場景建模所用主要是3DMAX系統(tǒng)。

5.2 場景仿真

業(yè)內(nèi)常用的VR場景仿真軟件有Converse3D、multisim、softimage、maya等，其中EON Studio較為完善。EON Studio是一種依據(jù)圖形使用者接口，主要設(shè)計(jì)實(shí)景程序，常在教育訓(xùn)練、數(shù)字旅游、建筑空間等領(lǐng)域應(yīng)用。研發(fā)步驟包括輸入3D對(duì)象，通常這些對(duì)象會(huì)先由3D繪圖軟件完成，如3D Studio MAX、Lightwave等等，或者CAD應(yīng)用軟件如ArchiCAD、ProENGINEER、AutoCAD等。最后，EON程序檔案可以經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)或封包展示，也可以與其它支持微軟ActiveX組件的工具進(jìn)行互動(dòng)，（Powerpoint、Word、Macormedia、Authorware、Director、Shockwave、Visual Basic等等）。

6 結(jié)語

綜上所述，偵查初訊仿真模擬系統(tǒng)可以作為公安預(yù)審課程的新型教學(xué)組件，參與教學(xué)，使學(xué)員通過網(wǎng)絡(luò)仿真系統(tǒng)達(dá)到學(xué)習(xí)、掌握、提高和練習(xí)實(shí)際技能的目的。通過觀摩審訊場景，感受訊問范圍，親身體驗(yàn)，回顧總結(jié)等環(huán)節(jié)，加深加強(qiáng)理論與實(shí)踐的結(jié)合和技能的提高，進(jìn)而更好地把握初訊基本技能和技巧。在達(dá)到教學(xué)大綱要求的基礎(chǔ)上提高和實(shí)現(xiàn)教、學(xué)、練、戰(zhàn)一體化，培養(yǎng)應(yīng)用性人才。這一模式還將為相關(guān)的業(yè)務(wù)訓(xùn)練和實(shí)踐能力的提高訓(xùn)練奠定基礎(chǔ)并在實(shí)踐中進(jìn)一步完善，不斷改進(jìn)，更好地發(fā)揮實(shí)訓(xùn)與教學(xué)結(jié)合，提高教學(xué)質(zhì)量的作用。相信隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，仿真模擬訓(xùn)練還將有新的課題在等待人們的開發(fā)。

參考文獻(xiàn)

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