導(dǎo)語：如何才能寫好一篇虛擬仿真技術(shù)教學(xué)，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

隨著社會的發(fā)展和進步,人們的生活水平和生活質(zhì)量都得到了很大的改善,因此,對醫(yī)學(xué)的發(fā)展也提高了關(guān)注。目前,醫(yī)學(xué)教學(xué)觀念和教學(xué)模式都發(fā)生了很大的轉(zhuǎn)變,學(xué)校也開始了對高素質(zhì)人才的有效培養(yǎng)和教學(xué),其中,虛擬仿真技術(shù)是醫(yī)學(xué)教學(xué)中的重要手段和方式,對傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)實驗教學(xué)提出了很大的改進。虛擬仿真技術(shù)對推動醫(yī)學(xué)教學(xué)改革、創(chuàng)新教學(xué)模式和培養(yǎng)學(xué)生的綜合技能都有著重要的作用和影響。本文主要介紹了虛擬仿真技術(shù)的概念,并分析了虛擬仿真技術(shù)在醫(yī)學(xué)實驗教學(xué)中的具體應(yīng)用。

關(guān)鍵詞:

虛擬仿真技術(shù)；醫(yī)學(xué)；實驗教學(xué)

隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展,醫(yī)學(xué)實驗教學(xué)方面出現(xiàn)了許多的新技術(shù)和應(yīng)用,對醫(yī)學(xué)教學(xué)產(chǎn)生了很大的影響。其中虛擬仿真技術(shù)是目前比較先進的技術(shù)應(yīng)用,且獲得了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展,特別是對計算機技術(shù)和多媒體技術(shù)的應(yīng)用,提高了醫(yī)學(xué)實驗的教學(xué)質(zhì)量,創(chuàng)新了醫(yī)學(xué)實驗教學(xué)的模式。虛擬實驗教學(xué)是一種在計算機技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的情景模擬技術(shù),能夠讓用戶體驗到一種身臨其境的感覺,實現(xiàn)和具體的情景接觸,產(chǎn)生一定的體驗,為實際的操作提供一定的基礎(chǔ)。

1虛擬仿真技術(shù)的概述

虛擬仿真技術(shù)是在計算機技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新興的科學(xué)技術(shù),是指利用多媒體技術(shù)的結(jié)合,創(chuàng)造形成一個有視覺、聽覺和觸覺的虛擬現(xiàn)實環(huán)境,讓用戶體驗到一種身臨其境的感覺。在這個虛擬的環(huán)境中,用戶能夠感受到空間中客體的存在,也可以和虛擬空間中的客體進行相關(guān)的互動,這項技術(shù)的應(yīng)用,主要是加快用戶對相關(guān)知識的認(rèn)識效率。虛擬仿真技術(shù)涉及的方面比較多,主要包括計算機技術(shù)、多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和人工智能技術(shù)等,另外,還有計算機的圖像處理和模式的識別等,是現(xiàn)代仿真技術(shù)的有效發(fā)展和外延[1]。虛擬仿真技術(shù)的主要特點就是,讓用戶獲得真實的體驗,和虛構(gòu)的客體進行交互,并產(chǎn)生一定的想象。在虛擬的空間中,實驗人員可以進行和現(xiàn)實世界中同樣的活動和實驗,而且受到的外界影響因素比較小,實驗產(chǎn)生的效果也更好一些。特別是在醫(yī)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用,能夠有效的提高學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力,因此,虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用具有重要的意義。

2虛擬仿真技術(shù)在醫(yī)學(xué)實驗教學(xué)中的應(yīng)用

虛擬仿真技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用對醫(yī)學(xué)實驗教學(xué)產(chǎn)生了很大的影響,特別是對傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)實驗教學(xué)方式和實驗?zāi)Ｊ竭M行了很大的改進。傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)實驗教學(xué)中,缺少實驗的設(shè)備和實驗的客體,學(xué)生的實際操作能力得不到有效的鍛煉,所以,對學(xué)生的學(xué)習(xí)和操作能力培養(yǎng)不到位[2]。虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用為學(xué)生進行實驗操作提供了一定的基礎(chǔ),也實現(xiàn)了對學(xué)生的有效培養(yǎng)。目前虛擬仿真技術(shù)在醫(yī)學(xué)實驗教學(xué)中的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下四個方面。

2.1虛擬仿真技術(shù)改善了醫(yī)學(xué)實驗教學(xué)設(shè)備在醫(yī)學(xué)實驗教學(xué)中,對設(shè)備的要求比較高,主要包括一些實驗用的動物或者尸體、實驗用到的儀器和設(shè)備以及相關(guān)的實驗經(jīng)費等,都對實驗教學(xué)的有效進行產(chǎn)生了一定的影響。隨著社會的發(fā)展,解剖學(xué)在目前獲得了很大的發(fā)展,也是醫(yī)學(xué)教學(xué)中最基礎(chǔ)和最重要的課程,所以,一定的實驗設(shè)備在教學(xué)中是非常關(guān)鍵的,對教學(xué)的有效性影響也很大。目前,虛擬仿真技術(shù)的廣泛應(yīng)用和發(fā)展,很好的解決了醫(yī)學(xué)實驗教學(xué)中的這些問題,不但豐富了實驗教學(xué)設(shè)備,學(xué)生可以利用虛擬的“尸體”進行操作和實踐,也很好的鍛煉了學(xué)生的實踐動手操作能力。

2.2虛擬仿真技術(shù)能夠提高學(xué)生的興趣虛擬仿真技術(shù)能夠為學(xué)生提供相關(guān)的實驗環(huán)境,創(chuàng)造一定的基礎(chǔ)性實驗條件,同時,還能夠?qū)崿F(xiàn)學(xué)生在虛擬的空間環(huán)境中和客體進行有效的交流,提高學(xué)生對相關(guān)內(nèi)容的認(rèn)識和理解。虛擬仿真技術(shù)在醫(yī)學(xué)試驗教學(xué)中的應(yīng)用,能夠?qū)⒙曇簟D像和相關(guān)的多媒體演示功能進行結(jié)合,豐富實驗教學(xué)過程和教學(xué)內(nèi)容,充分的提高了學(xué)生的興趣[3]。同時,將具體的教學(xué)內(nèi)容變得形象和生動,而且有一定的視覺沖擊力,方便了學(xué)生的理解和掌握,因此,提高了實驗教學(xué)的效率和質(zhì)量。比如,在進行細(xì)胞膜的教學(xué)時,可以利用虛擬仿真技術(shù)建立細(xì)胞結(jié)構(gòu),動態(tài)化的展示,可以讓學(xué)生更好的觀察和學(xué)習(xí)。

2.3虛擬仿真技術(shù)突破了時間和空間上的限制虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用,對傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)實驗教學(xué)產(chǎn)生了很大改變,打破了時間和空間上的限制,學(xué)生可以通過虛擬仿真技術(shù)對動物的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行有效的觀察,以及實現(xiàn)動態(tài)化的觀察[4]。比如要了解一些藥物的成分和產(chǎn)生的身體反應(yīng),在傳統(tǒng)的教學(xué)中,通過一定的講述過程是無法實現(xiàn)有效教學(xué)的,學(xué)生也難以理解。因此,虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用,實現(xiàn)了這些過程的快速進行和變化,同時,將這些反應(yīng)過程和變化情況能夠清晰的表現(xiàn)出來,幫助學(xué)生進行學(xué)習(xí)和理解。

2.4虛擬仿真技術(shù)避免了在具體實驗中的危險情況醫(yī)學(xué)實驗過程存在一定的危險性,會對人體的健康產(chǎn)生一定的危害,比如一些感染性的疾病等。所以,隨著虛擬仿真技術(shù)在實驗教學(xué)中的應(yīng)用,避免了學(xué)生和實驗對象的直接接觸,而是通過虛擬的方式產(chǎn)生實驗的客體,所以,不需要考慮實驗過程中產(chǎn)生一些危險性的因素,因此,對相關(guān)的實驗進行有很大的幫助。除此之外,虛擬仿真技術(shù)也很好的幫助學(xué)生積累了臨床經(jīng)驗,有效的鍛煉了學(xué)生的實際操作能力,有利于學(xué)生的綜合水平提高和發(fā)展。

3結(jié)語

隨著虛擬仿真技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用,改善了醫(yī)學(xué)實驗教學(xué),虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用,加深了學(xué)生對于醫(yī)學(xué)知識的認(rèn)識和理解,提高了醫(yī)學(xué)實驗教學(xué)的質(zhì)量和效率。另外,虛擬仿真技術(shù)打破了時間和空間上的限制,完善了實驗教學(xué)的設(shè)備,并有效的避免了在試驗中的不安全因素,對醫(yī)學(xué)實驗教學(xué)具有重要的意義。

參考文獻

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篇2

【摘 要】隨著社會科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，電子科技也在不斷更新，并且逐漸滲透到社會的各個領(lǐng)域，虛擬仿真技術(shù)在中職學(xué)校也得到了廣泛的運用和發(fā)展，取代了大部分電子設(shè)計。電子技術(shù)是一門實踐性很強的學(xué)科，對學(xué)生的要求也很高。在中職學(xué)校，電子技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用也存在著一些問題，本文針對中職學(xué)校電子技術(shù)教學(xué)對虛擬仿真技術(shù)運用的現(xiàn)狀，分析了虛擬仿真技術(shù)在中職學(xué)校電子技術(shù)教學(xué)中的不足和優(yōu)勢。

關(guān)鍵詞 虛擬仿真技術(shù)；中職；電子技術(shù)；教學(xué)應(yīng)用

中圖分類號：G718.3 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-0568（2015）20-0122-02

電子技術(shù)是一門專業(yè)技能課，它在中職學(xué)校中的快速發(fā)展，不僅推動了現(xiàn)代教育的進步，而且還提高了中職的教學(xué)水平和質(zhì)量、學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，豐富了課堂知識內(nèi)容。在電子技術(shù)教學(xué)中，應(yīng)用虛擬仿真技術(shù)是把理論和實踐相結(jié)合的重要方法，也是讓學(xué)生們提高綜合素質(zhì)的重要方式。

一、虛擬仿真技術(shù)的概念

虛擬仿真技術(shù)是虛擬系統(tǒng)對真實系統(tǒng)的模仿，在電子技術(shù)教學(xué)中一直被使用，是電子計算機發(fā)展過程中研究出來的新方法。隨著科技的飛速發(fā)展，虛擬仿真技術(shù)也在不斷變革，并漸漸成為不可缺少的一部分。

二、虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

在虛擬仿真技術(shù)不斷發(fā)展的情況下，該技術(shù)在實踐應(yīng)用中開始普及，虛擬仿真技術(shù)在電子技術(shù)教學(xué)中，已經(jīng)成為教學(xué)的重要教學(xué)工具，其他很多行業(yè)也在開始引進虛擬仿真技術(shù)。虛擬仿真技術(shù)到目前為止，一直使用的是Multisim仿真軟件，并且該軟件已經(jīng)更新到了EWB5.0，這個軟件是建立在PC平臺上的一個圖形操作界面，模仿一個真實版的電子電路實驗臺，可以對所有工作臺進行操作和指揮，體驗真實的電子電路實驗。目前，我國普遍采用的是EDA軟件，主要是對電子電路進行分析、設(shè)計和仿真。

三、虛擬仿真技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用

1.理論教學(xué)。理論教學(xué)是電工電子教學(xué)中不可缺少的一部分。理論教學(xué)可以使學(xué)生有足夠的專業(yè)理論知識，為實踐教學(xué)打下基礎(chǔ)。專業(yè)理論課一般比較枯燥無味，有些學(xué)生基礎(chǔ)比較差，比較薄弱，就沒有很大的興趣，老師教起來就相對來說比較困難，而且還影響教學(xué)效果。隨著虛擬仿真技術(shù)的發(fā)展，課堂上漸漸地引進了這項技術(shù)，在進行理論講解的同時，利用仿真技術(shù)進行多媒體演練，把理論教學(xué)中抽象的概念形象化、簡單化、直觀化。例如：在基本放大電路中，對靜態(tài)工作的選擇，直接影響到放大器的性能。一般在理論課上，學(xué)生都會利用公式進行推理，這樣就不能深刻理解，會對基本放大電路的知識掌握不好。但是，通過虛擬仿真的演示，學(xué)生很直觀地去了解和認(rèn)識；在模擬電子線路中，三根管的公式是：Ie=Ic+Ib，在理論教學(xué)中都是用表格的方式列出相應(yīng)的數(shù)據(jù)，證明是很多實驗之后的出來的結(jié)果，學(xué)生只有死記硬背，沒有真實體驗，所以用虛擬仿真的技術(shù)，讓學(xué)生們自己動手去驗證公式的到來，這樣就會更容易牢記。

2.實踐教學(xué)。電子技術(shù)教學(xué)更注重實踐，是一門實踐性很強的課程。在實驗過程中安全第一，但是也避免不了出現(xiàn)一些意外，存在很多安全隱患。而虛擬仿真技術(shù)只需要在計算機房就可以完成實驗，可以避免安全隱患的發(fā)生。虛擬仿真技術(shù)可以讓學(xué)生不受任何因素的限制，只要有計算機就可以完成實驗，可以更好地把理論和實踐相結(jié)合，提高學(xué)生的應(yīng)用能力和課堂效果。例如：實踐工作中沒有邏輯轉(zhuǎn)換儀器，但是仿真技術(shù)中有，在數(shù)學(xué)電路中，利用邏輯轉(zhuǎn)換儀器，將邏輯電路和邏輯表達方式、真值表之間進行轉(zhuǎn)換，可以讓學(xué)生學(xué)習(xí)起來更加方便。

四、虛擬仿真技術(shù)在中職電子技術(shù)教學(xué)中的意義

1.虛擬仿真技術(shù)在教學(xué)環(huán)境中創(chuàng)造了很多種場景，讓教學(xué)環(huán)境多元化，因為仿真技術(shù)具有交互性強、生動形象等特殊特點，可以把各種各樣的假設(shè)模型通過系統(tǒng)更直觀的讓學(xué)生們看到各種假設(shè)所出現(xiàn)的結(jié)果，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)新思維。這樣課堂就不會枯燥無味，學(xué)生們就會更加積極地參與到課堂中。例如，在學(xué)習(xí)《彩色電視機原理及維修》時，可以借助多媒體信息軟件，為學(xué)生展示電視劇發(fā)展的歷程，講解彩色電視機市場的特點，結(jié)合實際生活，提問“自己家中使用的電視劇是什么樣的”，形成互動型教學(xué)模式。所以，虛擬仿真技術(shù)不僅能夠使學(xué)生掌握專業(yè)的技能知識，還能激發(fā)學(xué)生對專業(yè)知識的興趣，還能有效地提高課堂效率。

2.在傳統(tǒng)實訓(xùn)教學(xué)中，學(xué)生和教師反映適應(yīng)性差是普遍問題之一，其只要因素是硬件設(shè)備。仿真技術(shù)使用廣泛，兼容性強，適用于教學(xué)的全過程，并且不受專業(yè)技術(shù)、學(xué)科類別的影響，如電子專業(yè)的實訓(xùn)項目教學(xué)、基礎(chǔ)實驗等，都可利用具有仿真功能的通用型軟件Protel和Multisim來完成。

3.仿真技術(shù)不僅僅可以解決實訓(xùn)費用過高的問題，還能夠降低環(huán)境污染、意外問題的發(fā)生。在傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)中，經(jīng)常會有危險的環(huán)節(jié)，而仿真技術(shù)可以提前讓學(xué)生掌握其流程，減小危險事故的發(fā)生，可以使學(xué)生放心大膽地去完成每一個試驗。

五、虛擬仿真技術(shù)在中職電子技術(shù)教學(xué)中存在的問題

雖然虛擬仿真技術(shù)改善了教學(xué)手段，豐富了教學(xué)內(nèi)容，但是教學(xué)中完全使用仿真技術(shù)會大大降低學(xué)生對真實元器件的封裝、檢測的認(rèn)識度，降低對儀器的操作能力和削弱對電子產(chǎn)品的布線能力、安裝調(diào)試能力等。為了避免這種現(xiàn)象，必須采取兩種相結(jié)合的方法，在強調(diào)仿真技術(shù)對教學(xué)的輔的同時，還要強調(diào)實際動手能力的重要性，兩者有效結(jié)合。對仿真實驗合理地安排，提供科學(xué)、合理的仿真實驗，讓學(xué)生多自己動手設(shè)計、制作，提高學(xué)生的動手能力。

六、虛擬仿真技術(shù)在中職電子技術(shù)教學(xué)中應(yīng)用方法的研究

1.仿真技術(shù)與經(jīng)濟發(fā)展緊密結(jié)合。目前，大多數(shù)仿真技術(shù)軟件都是外國開放的，這些軟件不僅價格昂貴，而且不適合我國的教育發(fā)展。所以我國應(yīng)該建立仿真技術(shù)服務(wù)平臺，研究開發(fā)適合我國教育發(fā)展的仿真軟件，開發(fā)仿真軟件要緊密的與經(jīng)濟發(fā)展相結(jié)合，跟上科技發(fā)展的腳步，全力開發(fā)先進的、適用的、全面覆蓋的仿真技術(shù)。

2.仿真技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化。許多中職學(xué)校在自行研發(fā)仿真技術(shù)軟件，但是到目前為止沒有一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。所以對仿真技術(shù)要標(biāo)準(zhǔn)化，學(xué)生的使用要流程化、對軟件的設(shè)計要規(guī)范化，把仿真技術(shù)和多媒體技術(shù)緊密結(jié)合，提高仿真技術(shù)在中職電子技術(shù)教學(xué)中的教學(xué)質(zhì)量。

3.堅持虛實結(jié)合。雖然仿真技術(shù)能夠很大程度的提高學(xué)生的理解能力和動手能力，但是仿真技術(shù)缺乏實物感，與真實的實驗不一樣。比如：在網(wǎng)絡(luò)實訓(xùn)中，利用到的一些設(shè)備路由器、交換機等，雖然在仿真技術(shù)中學(xué)生都會使用，但是實物和仿真存在著差異，會導(dǎo)致在實物訓(xùn)練中無從下手。所以，應(yīng)該合理的安排仿真實驗，有計劃地進行實訓(xùn)，把仿真技術(shù)和實物訓(xùn)練結(jié)合在一起，提高教學(xué)的質(zhì)量和效果。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，虛擬仿真技術(shù)在我們生活用廣泛使用，在中職電子教學(xué)技術(shù)中也具有重要的意義。它使理論教學(xué)概念變得生動化、形象化，不僅創(chuàng)新了電子技術(shù)教學(xué)的模式，而且還提高了學(xué)生的電子技術(shù)綜合能力，使學(xué)生對專業(yè)理論知識更加深入的掌握。學(xué)生通過實踐，形成了一定的創(chuàng)新意識和思維想法，為未來的工作和發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

參考文獻：

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篇3

關(guān)鍵詞：虛擬仿真技術(shù)；數(shù)控技術(shù)專業(yè)；數(shù)控仿真軟件；中職學(xué)校

中圖分類號：G642

1虛擬數(shù)控仿真系統(tǒng)

虛擬數(shù)控技術(shù)是利用計算機來模仿真實的數(shù)控設(shè)備工作環(huán)境和工作過程的一門技術(shù)。它以計算機仿真和數(shù)控加工技術(shù)為基礎(chǔ)，集計算機圖形學(xué)、人工智能、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)和虛擬現(xiàn)實技術(shù)為一體，在虛擬的條件下，對數(shù)控設(shè)備的工作過程和環(huán)境進行全面的仿真。目前國內(nèi)外研究人員在加工過程仿真方面做了許多工作，如美國Maryland大學(xué)開發(fā)了用于培訓(xùn)數(shù)控操作人員的虛擬數(shù)控機床仿真器。同濟大學(xué)研制的數(shù)控程序微機動畫仿真系統(tǒng)。清華大學(xué)CIMS工程研究中心開發(fā)的“通用加工過程仿真器”等等，但目前的虛擬系統(tǒng)都屬于幾何仿真的范疇，將刀具與零件視為剛體，不考慮切削參數(shù)、切削力及其他物理因素對切削加工的影響，只是對數(shù)控程序進行翻譯，產(chǎn)生刀具位置數(shù)據(jù)，并以此數(shù)據(jù)驅(qū)動機床運動部件和刀架運動，對工件進行虛擬切削，同時檢查是否有干涉和碰撞。未來虛擬數(shù)控技術(shù)的主要發(fā)展方向是向物理仿真發(fā)展，包括加工精度分析，切削過程的熱變形，切削力作用下的系統(tǒng)彈性變形、夾緊變形，以及機床的動態(tài)和靜態(tài)分析等。

2虛擬數(shù)控仿真系統(tǒng)在中職數(shù)控教學(xué)中的應(yīng)用

2.1傳統(tǒng)數(shù)控實訓(xùn)教學(xué)中存在的問題

職業(yè)教育以崗位需求和職業(yè)能力為本位，突出實踐技能的訓(xùn)練。目前很多學(xué)校都投入購置了數(shù)控設(shè)備，雖然數(shù)控機床的數(shù)量增加了很多，但仍不能滿足實訓(xùn)教學(xué)的需要，教學(xué)只能“在黑板上開機床，在練習(xí)本上編工藝”；學(xué)生從理論學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)入實際操作缺少中間過渡環(huán)節(jié)，實訓(xùn)的危險性增加；實訓(xùn)教師在現(xiàn)場指導(dǎo)多名學(xué)生同時操作時，環(huán)境嘈雜，且很多學(xué)生圍著一臺機床，教學(xué)效果不好；數(shù)控機床結(jié)構(gòu)復(fù)雜緊湊，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中觀察了解機床的工作狀態(tài)和工作原理及機床的機構(gòu)時，觀察角度受到限制等等。基于這些在實訓(xùn)教學(xué)中存在的問題，我們利用計算機虛擬現(xiàn)實技術(shù)，對數(shù)控機床的工作過程和環(huán)境進行全面的仿真,開發(fā)了《虛擬數(shù)控機床仿真實訓(xùn)與考核系統(tǒng)》。

2.2利用虛擬仿真技術(shù)實現(xiàn)的數(shù)控加工仿真教學(xué)系統(tǒng)

《虛擬數(shù)控機床仿真實訓(xùn)與考核系統(tǒng)》總體上設(shè)計了三個部分，即學(xué)習(xí)幫助、仿真實訓(xùn)和仿真考核。

學(xué)習(xí)幫助部分是入門學(xué)習(xí)的資源庫,包括了自動操作、手動操作和學(xué)生難以掌握的對刀操作的過程。軟件的核心部分是采用虛擬現(xiàn)實技術(shù)實現(xiàn)的仿真實訓(xùn)與考核部分，對機床、工件和刀具進行了三維實體造型，通過實體間的布爾運算來實現(xiàn)整個數(shù)控加工過程的仿真，系統(tǒng)采用OPEN GL作為圖形開發(fā)引擎，使動態(tài)仿真過程變得流暢，實現(xiàn)了機床操作全過程仿真和加工運行的全環(huán)境仿真。學(xué)生根據(jù)圖紙確定加工工藝、編制好程序后，就可以在平臺上輸入程序，完成對刀及零件加工的全部工作。

圖2虛擬數(shù)控仿真系統(tǒng)

軟件針對中職學(xué)生的特點，注重過程性，強調(diào)細(xì)節(jié)，增加了安全性訓(xùn)練和工藝性訓(xùn)練功能。比如背吃刀量是根據(jù)機床、工件和刀具的剛度決定的，當(dāng)加工不同的材料時，其取值是不同的，學(xué)生往往給出很大的背吃刀量，而這在實際的機床上加工時，是非常危險的，我們的軟件中充分考慮了這一點，教師可以根據(jù)加工需要來設(shè)置背吃刀量，當(dāng)學(xué)生給出的數(shù)值過大時，系統(tǒng)就會提示，并停止運行，讓學(xué)生養(yǎng)成正確的加工習(xí)慣。

考核平臺，可利用試題生成工具生成試題，通過考試服務(wù)界面導(dǎo)入到系統(tǒng)，還可以導(dǎo)入報名表、進行成績處理等。系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)嵅俚娜^程進行考核，對編程中出現(xiàn)的語法錯誤和操作運行時發(fā)生的碰撞進行檢測并扣分，考試結(jié)束后學(xué)生可查詢什么地方出現(xiàn)了錯誤以及扣掉了多少分。

軟件通過三個平臺的設(shè)置，學(xué)生在訓(xùn)練的過程中發(fā)現(xiàn)的問題，可以在學(xué)習(xí)平臺上找到答案，之后還可以通過考試系統(tǒng)檢驗自己學(xué)習(xí)的效果，使學(xué)生能夠自主學(xué)習(xí)、獨立操作和自我測評。

3基于《虛擬數(shù)控機床仿真實訓(xùn)與考核系統(tǒng)》課堂教學(xué)模式實驗

為了檢驗基于《虛擬數(shù)控機床仿真實訓(xùn)與考核系統(tǒng)》的教學(xué)模式對數(shù)控技術(shù)專業(yè)教學(xué)的應(yīng)用效果，選取了《數(shù)控設(shè)備與編程》，這一中職數(shù)控技術(shù)專業(yè)的主干課程。該課程在內(nèi)容相同的情況下，采用《虛擬數(shù)控機床仿真實訓(xùn)與考核系統(tǒng)》后，在沈陽市裝備制造工程學(xué)校的教學(xué)課時數(shù)從原來的160學(xué)時減少為120學(xué)時。我們選取開設(shè)同樣課程、學(xué)生總體水平相同的兩個班級作為實驗研究對象，實驗班為09數(shù)控1班，對照班為09數(shù)控3班，兩個班均為38人，其中實驗班采用基于《虛擬數(shù)控機床仿真實訓(xùn)與考核系統(tǒng)》的課堂教學(xué)模式，對照班采用傳統(tǒng)教學(xué)模式。

通過一學(xué)年教學(xué)實踐，《數(shù)控設(shè)備與編程》課程對照班與實驗班教學(xué)情況如表1所示：

表1數(shù)控教學(xué)情況對比分析表

班級 09數(shù)控3班38人（對照班） 09數(shù)控1班38人（實驗班）

理論教學(xué)學(xué)時 54 54

實驗教學(xué)學(xué)時 16 6

實訓(xùn)教學(xué)學(xué)時 3周 2周

總教學(xué)學(xué)時 160 120

教學(xué)組織形式 傳統(tǒng)的集體授課 基于數(shù)控仿真軟件的小班小組教學(xué)

教學(xué)模式 理論課 教師講解，并運用有相關(guān)示意圖演示，學(xué)生聽、記。 基于虛擬仿真軟件的數(shù)控課課堂模式

實驗課 采用先在黑板上理論講解，再動手操作。 小組探究，仿真展示、驗證，動手操作。

實訓(xùn)課 采用教師指導(dǎo)，學(xué)生操作練習(xí)。 教師布置項目，學(xué)生自主探究、仿真驗證、操作練習(xí)。

實驗班和對照班數(shù)控專業(yè)技能考試后測對比分析如表2所示：

表2控制班與實驗班數(shù)控專業(yè)后測情況對比分析表

09數(shù)控3班38人

（對照班） 09數(shù)控1班38人

（實驗班）

數(shù)控編程正確率 61％（23人） 79％（30人）

操作撞刀 17人次 5人次

工件合格率 53％（20人） 76％（29人）

4結(jié)語

《虛擬數(shù)控機床仿真實訓(xùn)與考核系統(tǒng)》在數(shù)控教學(xué)實踐中起到了很好的助學(xué)和助教的作用，受到老師和學(xué)生的歡迎。系統(tǒng)彌補了實訓(xùn)設(shè)備的不足，節(jié)約了大量的實訓(xùn)材料的投入；仿真系統(tǒng)作為學(xué)生從理論學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)入實際操作過程的中間過渡環(huán)節(jié)，降低了實訓(xùn)的危險性；仿真軟件通過三維建模，可以放大、縮小、隨意旋轉(zhuǎn)查看機床，直觀、清晰，有良好的助教功能，改善了教學(xué)效果；學(xué)習(xí)平臺的設(shè)立有助于引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。比如一個學(xué)生，學(xué)完數(shù)控車床的操作后，對仿真操作產(chǎn)生了濃厚的興趣，自己學(xué)習(xí)了數(shù)控銑床的相關(guān)知識，編程加工出了自己的名字；對于數(shù)控操作中的難點，采用信息技術(shù)進行“虛擬現(xiàn)實”的仿真教學(xué)，不僅可提高操作學(xué)習(xí)的安全性，也很容易讓技能操作符合規(guī)范；仿真系統(tǒng)擴展了課堂容量，提高了教學(xué)質(zhì)量。信息化教學(xué)資源的應(yīng)用打破了傳統(tǒng)以教師為“中心”或“標(biāo)準(zhǔn)”的“說教”式教學(xué)模式，換之以師生互動、共同探究的“引導(dǎo)式”教學(xué)模式，師生之間變得平等。相互尊重的氛圍，極大地調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了課堂教學(xué)質(zhì)量。

數(shù)控仿真軟件將課堂教學(xué)的知識點和實踐教學(xué)的實訓(xùn)點整合在一起，改變了傳統(tǒng)教學(xué)模式，讓學(xué)生在做中學(xué)、在學(xué)中做，使我們的數(shù)控教學(xué)取得了事半功倍的效果。

參考文獻：

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篇4

關(guān)鍵詞：虛擬仿真；Matlab；電力電子技術(shù)；實驗實訓(xùn)

中圖分類號：G642.0文獻標(biāo)志碼：A文章編號：1674-9324（2016）02-0134-02

作者簡介：王波（1982-），男，浙江義烏人，博士研究生，副教授，研究方向：電工、電子和自動化

一、引言

電力電子技術(shù)是目前最活躍、發(fā)展最快的一門新興學(xué)科，且廣泛應(yīng)用于工業(yè)、交通、IT、通信、國防以及民用電器、新能源發(fā)電等領(lǐng)域，它的應(yīng)用領(lǐng)域幾乎涉及國民經(jīng)濟的各個工業(yè)部門。

二、電力電子技術(shù)課程教學(xué)現(xiàn)狀

當(dāng)前高職院校基本都采取理論教學(xué)加實踐操作的模式進行電力電子技術(shù)課程的教學(xué)。首先，講解電力電子器件的工作原理、特性以及使用方法；然后對各種變流電路（包括整流、逆變、斬波和交流變換等）的電路構(gòu)成、工作原理和波形等進行分析；最后在實驗實訓(xùn)臺上進行實操、搭建電路、觀察波形等進行驗證。電力電子技術(shù)課程本身屬于電類各專業(yè)課程中較難的課程之一，教學(xué)對象又為高職學(xué)生，他們理論基礎(chǔ)差，計算能力弱，因此教學(xué)重心一定偏向?qū)嵅佟Ｈ缓螅趯﹄娏﹄娮与娐愤M行實驗實訓(xùn)分析的過程中，由于電力電子器件具有非線性等特點以及電力電子電路的復(fù)雜性，造成實驗實訓(xùn)結(jié)果不明顯，單從示波器顯示波形不能很好地檢測電路的正確性。而且電力電子技術(shù)的實驗實訓(xùn)都涉及到220V或者380V的高電壓，具有一定的危險性。往往造成學(xué)生實驗實訓(xùn)項目做得迷迷糊糊，不知道結(jié)果是否正確，即使知道錯誤了也很難進行排故，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)興趣減低，形成惡性循環(huán)。

三、虛擬仿真技術(shù)在電力電子技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用

虛擬仿真技術(shù)是近年來隨著計算機技術(shù)迅猛發(fā)展而逐步形成的一類實驗研究的新技術(shù)，它在各類專業(yè)各種類型的課程當(dāng)中被廣泛應(yīng)用。虛擬仿真技術(shù)的優(yōu)點主要有：（1）實驗硬件門檻低，基本不需要專業(yè)的實驗設(shè)備，只需要普通計算機即可；（2）實驗過程安全可靠，不涉及高電壓、高電流；（3）實驗過程迅速、結(jié)果清晰明顯，能快速地在計算機屏幕上顯示所需要的所有結(jié)果，一目了然；（4）糾錯排故簡單，基本的仿真實驗修改只需要在仿真環(huán)境下進行器件或者連接的修改。鑒于以上優(yōu)點，虛擬仿真技術(shù)在電力電子技術(shù)課程實驗當(dāng)中進行應(yīng)用十分合適，并能有效地提高電力電子技術(shù)課程的教學(xué)效果。目前，可對電力電子電路及系統(tǒng)進行虛擬仿真的軟件較多，如Matlab、Pspise、Saber以及Multisim等。這些模擬仿真軟件的出現(xiàn)，為電力電子電路及系統(tǒng)的分析提供了方便、有效的手段，大大簡化了電力電子電路及系統(tǒng)的設(shè)計和分析過程。其中Matlab軟件由于其Simulink環(huán)境下提供的SimPow-erSystems工具箱在電力系統(tǒng)分析、電力電子電路分析中令人滿意的表現(xiàn)、友好的界面和模塊化的形式受到廣大用戶的青睞。根據(jù)電力電子技術(shù)課程教學(xué)的要求，結(jié)合課程實驗操作內(nèi)容，我們設(shè)計、建立并實現(xiàn)了涵蓋高職教學(xué)要求的十五個電力電子技術(shù)Matlab仿真項目。下面以直流升壓斬波電路為例，詳細(xì)介紹使用Matlab軟件進行模擬仿真的方法和步驟。

四、仿真實例

本節(jié)以直流升壓斬波電路為例，詳細(xì)介紹使用Matlab軟件進行電力電子電路仿真的方法和步驟。直流升壓斬波電路是典型的直流斬波電路之一，它通過電容、電感元件的儲能以及電力電子器件（此處使用IGBT）的通斷控制，使負(fù)載上得到比電源電壓高的電壓。根據(jù)電路原理圖，在Matlab的Simulink中建立直流升壓斬波電路仿真模型，步驟如下：

1.仿真平臺建立。啟動MATLAB，進入MATLAB環(huán)境，點擊工具欄中的Simulink選項，進入所需的仿真環(huán)境，點擊File/New/Model新建一個仿真平臺。

2.模塊提取。在Simulink環(huán)境中拉取所需要的模塊到仿真平臺中，具體做法是點擊左邊的器件分類，電力電子仿真實驗一般只用到Simulink和SimPowerSys-tems兩個，分別在它們的下拉選項中找到我們所需的模塊，用鼠標(biāo)左鍵點擊所需的模塊不放，然后直接拉到仿真平臺中。

3.仿真模型建立。將提取的各模塊，按照原理圖布局好位置并進行連線。具體做法是移動鼠標(biāo)到一個模塊的連接點上，會出現(xiàn)一個“+”字型光標(biāo)，按住鼠標(biāo)左鍵不放，一直拉到所要連接的另一個模塊的連接點上，放開左鍵，連線就完成了。

4.參數(shù)設(shè)置。參數(shù)設(shè)置分為模塊參數(shù)設(shè)置和仿真參數(shù)設(shè)置。模塊參數(shù)設(shè)置如下：直流電壓源的幅值設(shè)置為100V。電阻負(fù)載設(shè)置為1Ω。控制脈沖電壓由脈沖發(fā)生器產(chǎn)生，電壓幅值設(shè)置為3V，周期設(shè)置為0.001S，脈沖寬度比的大小設(shè)置可改變輸出負(fù)載電壓的大小。IGBT、功率二極管、信號分解器、電感和電容可保持默認(rèn)設(shè)置。示波器根據(jù)需要輸出的波形個數(shù)設(shè)置輸入端口數(shù)。仿真參數(shù)設(shè)置如下：將開始時間設(shè)置為0，終止時間設(shè)置為0.01，算法設(shè)置為ode23tb。

5.仿真。完成以上步驟后便可以開始仿真，仿真結(jié)束后雙擊示波器觀察波形。直流升壓斬波電路在控制脈沖電壓寬度比為80%和40%時的仿真波形如圖3所示，與理論分析值一致。五、小結(jié)虛擬仿真技術(shù)隨著計算機技術(shù)的發(fā)展在近些年得到了長足的發(fā)展，越來越多的課程在教學(xué)中引入了虛擬仿真技術(shù)，它對課程教學(xué)效果的提供具有較大的作用。文章在分析教學(xué)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，引入了使用Matlab軟件的虛擬仿真技術(shù)，并以直流升壓斬波電路為例，詳細(xì)介紹使用Matlab軟件進行電力電子電路仿真的方法和步驟。

參考文獻：

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篇5

【關(guān)鍵詞】三維虛擬仿真；高等職業(yè)教育；實驗實訓(xùn)

The Researching in The Three-dimensional Virtual Simulation Technology Applied in Higher Vocational Education Teaching

ABSTRACT：This paper expounds the three-dimensional virtual simulation technology application in each industry，analysis of the virtual simulation technology in higher vocational teaching in urgent need and application prospect，the three-dimensional virtual simulation technology application in higher vocational teaching existing problems，put forward recommendations.

KEY WORDS：Three-dimensional virtual simulation；Higher vocational teaching；Experiment and Practice

1.前言

三維虛擬仿真技術(shù)在國外一些發(fā)達國家得到非常重視，在教育、科學(xué)研究、工業(yè)、交通、軍事、航空等領(lǐng)域得到大量的開發(fā)和應(yīng)用。韓國三星公司早已采用仿真虛擬技術(shù)在其網(wǎng)站上進行新產(chǎn)品展示；英國陸虎汽車也采用了人性化的仿真虛擬技術(shù)向客戶提供模擬車型體驗；雪佛蘭樂馳品牌的官方網(wǎng)站上提供了該車型生動有趣的360?虛擬體驗窗口；美國先靈葆雅公司出品的抗過敏藥開瑞坦在廣告中將三維虛擬技術(shù)應(yīng)用于廣告人物形象。

在我國，三維虛擬仿真技術(shù)也正在蓬勃發(fā)展。在這領(lǐng)域做出杰出貢獻的單位代表有中視典數(shù)字科技有限公司和上海景格汽車科技有限公司。中視典數(shù)字科技有限公司于2002年注冊于深圳高新技術(shù)園區(qū)，先后研發(fā)的產(chǎn)品有：虛擬現(xiàn)實編輯器、三維網(wǎng)絡(luò)平臺、工業(yè)仿真平臺等。這些虛擬仿真軟件能夠滿足不同領(lǐng)域不同層次對虛擬現(xiàn)實的需求。上海景格汽車科技有限公司，是近幾年新崛起的一家專業(yè)從事多媒體仿真系統(tǒng)、教學(xué)軟件開發(fā)等業(yè)務(wù)的高科技企業(yè)。該公司自主研發(fā)的數(shù)字化汽車實訓(xùn)中心具有強大的三維仿真虛擬功能。

綜上所述，三維虛擬仿真技術(shù)已廣泛應(yīng)用于教育教學(xué)培訓(xùn)及實驗實訓(xùn)、軍事訓(xùn)練及軍事仿真演習(xí)、商業(yè)產(chǎn)品介紹及廣告宣傳等各行業(yè)。然而，三維虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用于教育教學(xué)的情況尚處于自發(fā)的狀態(tài)，尚未形成完善的、良性循環(huán)的、自覺開發(fā)和應(yīng)用的體制，尤其在高等職業(yè)教育方面的應(yīng)用，更是存在著許多問題。

因此，開展三維虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用于高職教學(xué)的研究，便顯得迫在眉睫以及具有深遠的意義。

2.高職教育的現(xiàn)狀突出顯示了實驗實訓(xùn)設(shè)備不足的問題

高等職業(yè)教育的現(xiàn)狀突出顯示了實驗實訓(xùn)設(shè)備不足的問題。這問題從以下兩方面進行闡述。

（1）高等職業(yè)教育的辦學(xué)定位，決定了在人才培養(yǎng)過程中，需要大量的與社會生產(chǎn)實際相符的實訓(xùn)實驗設(shè)備。

高等職業(yè)教育是國民教育體系中高等教育的一種類型和層次，是和高等本科教育不同類型不同層次的高等教育。高等職業(yè)教育的人才培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)生產(chǎn)、經(jīng)營、管理與服務(wù)一線的高等技術(shù)應(yīng)用型人才，培養(yǎng)模式為“以能力為中心”，強調(diào)職業(yè)性和適應(yīng)性。這種辦學(xué)定位具有以下幾個特征：以培養(yǎng)適應(yīng)生產(chǎn)、建設(shè)、管理、服務(wù)第一線需要的高等技術(shù)應(yīng)用型人才為根本任務(wù)；以社會需求為目標(biāo)、技術(shù)應(yīng)用能力的培養(yǎng)為主線設(shè)計教學(xué)體系和培養(yǎng)方案；以“應(yīng)用”為主旨構(gòu)建課程和教學(xué)內(nèi)容體系，基礎(chǔ)理論教學(xué)以應(yīng)用為目的，以“必需、夠用”為度；專業(yè)課加強針對性和實用性；實踐教學(xué)的主要目的是培養(yǎng)學(xué)生的技術(shù)應(yīng)用能力，在教學(xué)計劃中占有較大比例。

高等職業(yè)教育的辦學(xué)定位決定了在人才培養(yǎng)過程中，需要大量的與社會生產(chǎn)實際相符的實訓(xùn)實驗設(shè)備。

（2）高等職業(yè)教育辦學(xué)規(guī)模及在校學(xué)生總數(shù)的大幅擴大，迫切需要與之配套的大量實訓(xùn)實驗設(shè)備。

1995年深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院的創(chuàng)辦，標(biāo)志著中國高等職業(yè)教育的起步。十多年，我國高等職業(yè)教育實現(xiàn)了跨越式的發(fā)展。如今高職教育已迅猛發(fā)展成為中國高等教育的“半壁江山”。近這兩三年，我國高等職業(yè)院校在數(shù)量上已基本穩(wěn)定，在辦學(xué)規(guī)模方面，許多院校正在加快擴大發(fā)展，然而辦學(xué)規(guī)模及在校學(xué)生總數(shù)的大幅擴大，給辦學(xué)條件帶來很大的壓力。尤其突出的是實驗實訓(xùn)設(shè)備的不足與在校學(xué)生快速增長的矛盾。

3.三維虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用于高職教學(xué)的分析

高等職業(yè)教育的辦學(xué)定位及發(fā)展現(xiàn)狀，迫切需要與之配套的大量實訓(xùn)實驗設(shè)備，然而，這些設(shè)備大多數(shù)都是比較昂貴，高等職業(yè)院校的辦學(xué)經(jīng)費相當(dāng)有限，能在這方面的投入更是不足。如何更好地解決實驗實訓(xùn)設(shè)備不足的問題，成為當(dāng)今高等職業(yè)教育最關(guān)心的問題之一。

三維虛擬仿真技術(shù)是一種采用以計算機技術(shù)為核心的現(xiàn)代高科技手段生成逼真的視、聽、可操控性一體化的特定范圍的虛擬環(huán)境，用戶借助必要的設(shè)備（鼠標(biāo)、方向盤等外部配件）以自然的方式與虛擬環(huán)境中的對象進行交互作用、相互影響，從而產(chǎn)生親臨真實環(huán)境的感受和體驗。

三維虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用于高職教學(xué)的方案是應(yīng)用三維虛擬仿真技術(shù)開發(fā)出實驗實訓(xùn)設(shè)備的仿真系統(tǒng)，將該仿真系統(tǒng)安裝在許多計算機上，讓學(xué)生在計算機上進行仿真操作實訓(xùn)，待熟練后再安排少量時間到真實設(shè)備上進行實訓(xùn)。該教學(xué)解決方案主要優(yōu)勢表現(xiàn)為：

1）仿真系統(tǒng)運行操作平臺是計算機，不受場地限制。

2）仿真系統(tǒng)表現(xiàn)效果更為優(yōu)美、逼真，具有很強的交互性，走進三維虛擬仿真中的虛擬環(huán)境，恰如身臨其境。

3）大多數(shù)真實的實訓(xùn)設(shè)備比個人計算機昂貴。該教學(xué)解決方案可以做到每個學(xué)生使用一臺計算機進行獨立操作實訓(xùn)，對于給每一個學(xué)生購買一臺真實的實訓(xùn)設(shè)備，將大幅減少經(jīng)費的投入。

4）該教學(xué)解決方案，可做到每個學(xué)生使用一臺計算機進行獨立操作實訓(xùn)，教師可進行聯(lián)網(wǎng)教學(xué)，提高了教學(xué)效率。

5）該教學(xué)解決方案，相對于學(xué)生一開始就直接到真實的設(shè)備上進行實訓(xùn)，大幅降低了危險性以及設(shè)備損耗率。

三維虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用于高等職業(yè)教育，就教學(xué)效率、技術(shù)先進性、資源利用、經(jīng)濟投入、節(jié)能環(huán)保方面，順應(yīng)國家關(guān)于職業(yè)教育的發(fā)展方向及職業(yè)教學(xué)理念，在整個教學(xué)過程貫穿了數(shù)字化教學(xué)方法，使學(xué)校教學(xué)資源充分利用。三維虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用于高等職業(yè)教育，有諸多優(yōu)勢表現(xiàn)，可以大幅減少真實的實驗實訓(xùn)設(shè)備的投入，能夠很好地解決高職教育中實驗實訓(xùn)設(shè)備不足的問題。

4.三維虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用于高職教學(xué)的成功案例

筆者工作所在單位廣西電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院，我校的豐田花冠A245E自動變速器實訓(xùn)設(shè)備只有5臺，隨著我校汽車類專業(yè)的發(fā)展擴大，花冠A245E自動變速器實訓(xùn)設(shè)備遠遠滿足不了教學(xué)及實訓(xùn)的需要。教師通過科研立項研發(fā)了豐田花冠A245E自動變速器的三維虛擬仿真模型，以軟件的形式展現(xiàn)，安裝在計算機上。有了該項目的仿真模型，改變了原來整個班學(xué)生圍觀在少數(shù)設(shè)備旁聽教師講解原理及檢修過程的教學(xué)模式，形成了一人一臺計算機，教師可進行廣播教學(xué)的新模式，提高了教學(xué)質(zhì)量；同時，實訓(xùn)教學(xué)時可以讓學(xué)生先在計算機上像玩電腦游戲似的進行仿真操作，待操作熟練時再到實物上進行，這樣可大幅降低設(shè)備的損耗率，提高了學(xué)生進行實訓(xùn)操作的興趣，而且可以很大程度上解決了汽車類專業(yè)的快速發(fā)展與實訓(xùn)設(shè)備不足的矛盾。

5.三維虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用于高職教育存在的問題及解決辦法

三維虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用于高等職業(yè)教育，有諸多優(yōu)勢表現(xiàn)，然而，三維虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用于高等職業(yè)教育教學(xué)的情況尚處于自發(fā)的狀態(tài)，存在著許多問題。

（1）就單獨一所高等職業(yè)院校而言，可供應(yīng)用于教學(xué)的三維虛擬仿真軟件非常稀少，因此，三維虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用于高職教學(xué)雖好，但無法在許多課程中普及。

（2）高等職業(yè)院校內(nèi)部，尚未形成能夠調(diào)動教師隊伍積極參與開發(fā)和應(yīng)用三維虛擬仿真技術(shù)的體制。

針對三維虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用于高等職業(yè)教育存在的上述問題，提出擬解決問題的幾點建議：

（1）相關(guān)教育主管部門建立一個全國性的三維虛擬仿真軟件共享平臺，同時建立相應(yīng)的管理制度，讓每個高校都積極地貢獻出自己學(xué)校開發(fā)出的三維虛擬仿真軟件到該共享平臺，同時，每個高校可根據(jù)自己的貢獻大小或通過付費的方式獲得一定的分享權(quán)限，即相當(dāng)于參考“中國知網(wǎng)（http：///）”的運營模式來組織一個三維虛擬仿真軟件共享平臺，這樣我們就有了一個永不枯竭的三維虛擬仿真軟件庫。

（2）對于高校內(nèi)部，學(xué)校可制定一系列的規(guī)章制度及獎勵制度，促進教師隊伍開發(fā)和應(yīng)用三維虛擬仿真技術(shù)軟件，如鼓勵教師進行三維虛擬仿真軟件開發(fā)方面的科研立項以及給予相應(yīng)的經(jīng)費支持；將三維虛擬仿真軟件開發(fā)和應(yīng)用作為職稱評聘的條件之一。從而，學(xué)校內(nèi)部在三維虛擬仿真技術(shù)方面形成了良性循環(huán)的、自覺開發(fā)和應(yīng)用的體制。

6.結(jié)論

三維虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用于高等職業(yè)教育，有諸多優(yōu)勢表現(xiàn)，可以大幅減少真實的實驗實訓(xùn)設(shè)備的投入，能夠很好地解決高職教育中實驗實訓(xùn)設(shè)備不足的問題。然而，三維虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用于高職教育教學(xué)的情況尚處于自發(fā)的狀態(tài)，尚未形成完善的、良性循環(huán)的、自覺開發(fā)和應(yīng)用的體制。因此，呼吁相關(guān)教育主管部門建立一個全國性的三維虛擬仿真軟件共享平臺，形成“眾人拾柴火焰高”的領(lǐng)域；同時，對于高校內(nèi)部，學(xué)校可制定一系列的規(guī)章制度及獎勵制度，促進教師隊伍開發(fā)和應(yīng)用三維虛擬仿真技術(shù)軟件。從而，全社會在三維虛擬仿真技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用方面，形成“百花齊放”人人共享的良性循環(huán)的局面。

參考文獻

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[2]周立元，石明忱，武立偉.利用VR技術(shù)開發(fā)三維虛擬實訓(xùn)項目的研究[J].職教研究，2009年02期.

科研項目：豐田花冠A245E自動變速器三維仿真模型的研發(fā)。

作者簡介：

鄭軍龍（1978—），男，壯族，廣西南寧人，碩士，講師，主要從事汽車運用領(lǐng)域的科研和教學(xué)工作。

羅黎（1981—），男，廣西羅城人，工程碩士，講師，廣西電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子與信息工程系教師，主要研究方向：汽車電子控制系統(tǒng)。

篇6

關(guān)鍵詞：電機學(xué)；虛擬仿真；教學(xué)

一、 電機學(xué)授課中存在的問題

教學(xué)內(nèi)容涉及直流電機、變壓器、異步電機以及同步電機的基本結(jié)構(gòu)、工作原理以及電磁感應(yīng)、能量轉(zhuǎn)化等多方面的問題，使學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中感覺授課內(nèi)容較為繁重，并且由于其計算量非常大，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中往往有很大的厭學(xué)思想。同時電機學(xué)又是一門實踐性非常強的課程，如果只講授理論，不能很好地與工程實際相結(jié)合，理論與實踐脫節(jié)，那么學(xué)生很快就會失去學(xué)習(xí)興趣，造成學(xué)習(xí)基礎(chǔ)不牢固。

其次，電機學(xué)課程實驗教學(xué)裝置一般情況下由多個掛箱組成一個實驗臺，在使用過程中根據(jù)不同的實驗內(nèi)容來摘、掛各種不同的實驗箱體，由于使用量大，經(jīng)常性的拔插，使得設(shè)備損壞情況非常嚴(yán)重，尤其是每個電機實驗都會使用的電阻箱，其完好率非常低，這就需要在實驗教學(xué)過程中，學(xué)生必須將很大一部分的精力和時間去解決由于設(shè)備老化帶來的信號失真等問題，嚴(yán)重影響對實驗內(nèi)容的理解。

二、虛擬仿真軟件在電機學(xué)教學(xué)中的作用

電機學(xué)教學(xué)的自身特點決定了其授課方式應(yīng)該是增加較多綜合性和工程實踐類的授課內(nèi)容，以此來提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。但是由于高校擴招，高校的實驗條件受到很大制約，無法滿足學(xué)生實踐操作，尤其是“電機學(xué)”教學(xué)中模擬的工程實際項目，如串勵直流電動機的輕載運行、異步電機起動與停止、變壓器的極性和聯(lián)結(jié)組以及電機學(xué)中磁場的分布等內(nèi)容，僅僅依靠教師的講解學(xué)生很難有較深入的理解，只能依靠仿真手段直觀演示。

將虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用在電機學(xué)授課過程中，能夠加強學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，改變了傳統(tǒng)教師講，學(xué)生被動接受的授課模式。針對提出的項目要求，學(xué)生不像以前只是重復(fù)教師的操作，而是能夠發(fā)揮主觀能動性，可以自己設(shè)計電路，建立仿真模型、調(diào)試仿真參數(shù)并驗證最后的結(jié)果，整個過程教師充當(dāng)指引方向的角色，而將具體的設(shè)計、調(diào)試過程交由學(xué)生獨立完成，培養(yǎng)他們獨立分析問題和解決實際問題的能力。

虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用另一個大的優(yōu)勢在于學(xué)生對于授課內(nèi)容的理解不一定非要在實驗室完成，可以擺脫昂貴的儀器與設(shè)備的束縛，僅僅需要一臺筆記本學(xué)生在寢室內(nèi)就可以模擬出的電機實際運行情況。

三、將虛擬仿真技術(shù)有效融入教學(xué)中的主要方式

（一）傳統(tǒng)教學(xué)為主、仿真教學(xué)為輔有機結(jié)合

傳統(tǒng)教學(xué)方法的優(yōu)勢在于授課教師通過此種教學(xué)方法能夠充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用，將教師多年來對教學(xué)內(nèi)容的理解在短時間內(nèi)傳遞給學(xué)生，但是存在學(xué)生容易產(chǎn)生依賴心理，造成學(xué)習(xí)的積極性和主動性不高以及教學(xué)形式單一等問題。虛擬仿真教學(xué)則體現(xiàn)了學(xué)生作為教學(xué)主體，教師的作用更多地體現(xiàn)在提出問題設(shè)想以及引導(dǎo)學(xué)生思路，這樣能夠充分發(fā)揮學(xué)生自主性，但也容易產(chǎn)生教學(xué)內(nèi)容講述深度不夠以及學(xué)生由于個體的差異產(chǎn)生的教學(xué)進度不易統(tǒng)一的問題。因此將傳統(tǒng)教學(xué)方法和虛擬仿真教學(xué)有機結(jié)合起來可以既發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用又發(fā)揮學(xué)生的主體作用，可以很好地提升教學(xué)質(zhì)量。例如對異步電動機工作原理進行講解時，就可以采用傳統(tǒng)教學(xué)方式，通過教師對內(nèi)容理解概括出工作原理的幾個方面，大大節(jié)約學(xué)生的理解時間。而電機內(nèi)部由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜并且電磁轉(zhuǎn)化過程又比較抽象，學(xué)生的工程實際經(jīng)驗又少，很難對其產(chǎn)生較為直觀的理解，這個時候就可以將虛擬仿真技術(shù)加入，產(chǎn)生較好的教學(xué)效果。

（二）進行教材改革

現(xiàn)行各個高校所用的電機學(xué)授課教程大部分是對電機的結(jié)構(gòu)、原理進行講解，極少涉及到將虛擬仿真技術(shù)和電機學(xué)授課內(nèi)容相結(jié)合，因此想要改變傳統(tǒng)的教學(xué)授課模式，改革電機學(xué)授課教程，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，就必須要應(yīng)用虛擬仿真軟件對授課具體實例進行軟件仿真，將課程中許多抽象的概念和原理以具體圖形的形式表現(xiàn)出來，以便促進學(xué)生更好地理解課程中的重點和難點知識。例如在講授他勵直流電動機的起動過程，在教材傳統(tǒng)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，可以增加MATLAB的Simulink工具箱程序，來進行一個簡單的仿真設(shè)計，通過仿真模塊的建立，參數(shù)的調(diào)試過程，學(xué)生能夠非常直觀地觀察起動電流的變化過程，同時也可以觀察其他變量的動態(tài)過程。將課程實例與虛擬仿真技術(shù)融合在一起，能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣并提高學(xué)生對工程的認(rèn)識，達到改善教學(xué)質(zhì)量的目的。

（三）教師科研工作與授課相結(jié)合，引入最新科研成果，豐富教學(xué)內(nèi)容

將教師的科研項目與授課內(nèi)容相結(jié)合，以便增長學(xué)生的見識。如在科研課題中，經(jīng)常會用到三相異步電動機啟動、調(diào)速和制動，教師可以在授課過程中給出課題的基本要求，組織學(xué)生獨立開展課題設(shè)計研究，然后在班級內(nèi)部對課題設(shè)計內(nèi)容進行討論，最后由教師決定通過后學(xué)生獨立進行各個階段的實施方案的設(shè)計，然后根據(jù)設(shè)計方案在虛擬仿真軟件上完成實驗內(nèi)容并處理實驗數(shù)據(jù)，最后撰寫實驗報告。另外，還可采用MATLAB軟件完成課題中復(fù)雜的參數(shù)計算，以便學(xué)生能夠把更多的精力放在研究各參數(shù)的相互關(guān)系上，很好地提升了學(xué)習(xí)效率。

（四）充分發(fā)揮實踐基地作用，將實驗項目與虛擬仿真軟件相結(jié)合

即實踐――理論――實踐的教學(xué)模式。在實驗教學(xué)過程中首先教師進行演示，以便學(xué)生能夠有目的地觀察電機運行時的各種現(xiàn)象，然后針對本節(jié)所講述的內(nèi)容，讓學(xué)生帶著問題有目的去聽課，針對剛才的教師授課內(nèi)容將實驗現(xiàn)象上升到理論高度分析，得出結(jié)論，最后再通過MATLAB仿真軟件將實驗進一步理論深化，以達到事半功倍的效果。通過學(xué)生主動構(gòu)思實驗設(shè)計內(nèi)容，提出設(shè)計實驗方案和實驗電路，教師的作用僅僅起到側(cè)面輔導(dǎo)，而不實際參與到實驗的具體操作過程中。為此實驗中心應(yīng)創(chuàng)造條件在課外對學(xué)生開放，給有興趣的學(xué)生以更多的鍛煉機會，培養(yǎng)學(xué)生的綜合實踐能力與創(chuàng)造思維能力。

（五）應(yīng)用虛擬仿真技術(shù)，完善網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)

目前隨著社會的不斷進步，計算機技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的蓬勃發(fā)展，使得網(wǎng)絡(luò)教學(xué)獨特的優(yōu)勢越來越明顯。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)能夠克服傳統(tǒng)課堂教學(xué)受時間、空間上的限制，使學(xué)生可以利用零星時間隨時學(xué)習(xí)，同時網(wǎng)絡(luò)課程作為課堂教學(xué)的補充，方便教師與學(xué)生的互動。較好的網(wǎng)絡(luò)課程需要不斷地完善教學(xué)內(nèi)容，增加方便學(xué)生獨立學(xué)習(xí)的資源，這時虛擬仿真技術(shù)的優(yōu)勢便體現(xiàn)出來，可以應(yīng)用MATLAB軟件中的Simulink工具箱來動態(tài)的顯示一些電機運行狀況，這樣能夠提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性與學(xué)習(xí)效率，取得較好的教學(xué)效果。

虛擬仿真技術(shù)在電機學(xué)教學(xué)中應(yīng)用，能夠真實再現(xiàn)實際工程項目運行狀況，使許多較為抽象的概念和原理形象化，大大改善了教學(xué)效果，提高了電機學(xué)課程的教學(xué)質(zhì)量，學(xué)生接受效果要好于傳統(tǒng)電機學(xué)授課方式。

參考文獻：

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[3]李祥瑞.利用計算機軟件技術(shù)促進電機學(xué)實訓(xùn)課程的改革[J].中國電力教育，2012， （22）：100-101.

篇7

關(guān)鍵詞：石油化工 實驗教學(xué) 虛擬仿真技術(shù) 教學(xué)模式

對于石油化工加工這樣實踐性很強的課程，實驗教學(xué)是極其重要的。課堂教學(xué)+工廠實習(xí)的模式在理論上雖然可以達到教學(xué)預(yù)期目標(biāo)，但實際應(yīng)用起來存在一定的弊端，實際教學(xué)效果離預(yù)期目標(biāo)存在一定差距。

一、石油化工加工實驗教學(xué)模式與存在的問題

1.目前石油化工實驗教學(xué)模式

目前石油化工實驗教學(xué)課程一般采取課堂教學(xué)+工廠實習(xí)的模式進行。具體按照以下步驟進行：

1.1課堂教學(xué)

石油化工加工教學(xué)內(nèi)容主要包括加工原理、加工工藝流程、工藝參數(shù)、主要設(shè)備、操作規(guī)程及故障處理。

多媒體技術(shù)興起之前，教師通過口頭講述和粉筆書寫傳授石油化工加工知識。但如設(shè)備元素是如何構(gòu)建成設(shè)備、操作規(guī)程和故障處理教師很難通過圖畫等方式來講述，主要是因為一般操作規(guī)程和故障處理步驟繁多復(fù)雜非常耗費時間而且讓學(xué)生感覺枯燥無趣，所以此類課程課堂教學(xué)一般只講述加工工藝流程，而不具體講解實際生產(chǎn)中操作規(guī)程和故障處理。

多媒體技術(shù)興起后廣泛應(yīng)用于石油化工加工課堂教學(xué)。采用多媒體教學(xué)，教師可以節(jié)省書寫的時間，擁有更多的時間來講解。同時，課件變得豐富多彩，比如設(shè)備結(jié)構(gòu)可以有具體的實物圖，甚至可以采用動畫的形式來演示設(shè)備各組成元素如何構(gòu)建成為設(shè)備。但針對石油化工加工操作規(guī)程及故障處理，多媒體技術(shù)依然無能為力，教師雖然能將規(guī)程和故障處理呈現(xiàn)在課件上，但通常只能放映給學(xué)生粗略看看。

此外，部分高校課堂教學(xué)會配合一些按實物比例縮小的模型輔助教學(xué)。但模型只能針對實體物件，對于石油化工加工原理、流程、參數(shù)、操作的教學(xué)等無法應(yīng)用。

1.2工廠實習(xí)

工廠實習(xí)內(nèi)容主要包括加工原理、加工工藝流程、工藝參數(shù)（調(diào)試及范圍、影響）、主要設(shè)備（結(jié)構(gòu)及控制指標(biāo)）、操作規(guī)程及故障處理。

實習(xí)時由工廠技術(shù)人員對加工原理進行口頭講述，引導(dǎo)著學(xué)生沿著加工流程路線講解加工流程、工藝參數(shù)、設(shè)備；操作規(guī)程和故障處理一般只是簡單講解，學(xué)生自學(xué)為主。講解完成后學(xué)生可以自主在允許范圍內(nèi)參觀學(xué)習(xí)，在此過程中，學(xué)生若有不清楚的地方可向技術(shù)人員咨詢。

2.目前石油化工實驗教學(xué)模式存在的問題

2.1課堂教學(xué)的抽象性與枯燥性

在多媒體技術(shù)應(yīng)用于石油化工教學(xué)之前傳統(tǒng)的教學(xué)模式非常陳舊，沒有調(diào)動起學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，教學(xué)效果比較差。雖然近年來運用多媒體教學(xué)手段，教學(xué)形式相對豐富，但是由于時間與空間的限制，學(xué)生也很難深入有效地學(xué)習(xí)。

2.2工廠實習(xí)的局限性

工廠實習(xí)是課堂教學(xué)的補充與完善，是學(xué)生綜合能力培養(yǎng)與訓(xùn)練的重要教學(xué)環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的工廠實習(xí)是將學(xué)生帶入企業(yè)，請技術(shù)人員講解理論和實踐經(jīng)驗。由于學(xué)生人數(shù)不斷增加，實習(xí)時間和經(jīng)費有限，企業(yè)內(nèi)部各項管理措施的限制，學(xué)生在實習(xí)中只能增加感性認(rèn)識，很少有動手操作的機會。只能從表面上對企業(yè)的生產(chǎn)情況、工藝流程與設(shè)備性能形成感官認(rèn)識，無法接觸生產(chǎn)的工程實際問題，使生產(chǎn)實習(xí)的預(yù)期效果大打折扣，難以達到教學(xué)目標(biāo)的要求[1]。又由于工廠現(xiàn)場存在機器噪音，而實習(xí)一般安排全班同學(xué)一起進行，因此，工廠實習(xí)時技術(shù)人員的講解作用有所減弱。此外，石油化工加工有一定危險性，一般學(xué)生實習(xí)只能到相對安全的地方，看到工藝流程和設(shè)備的一部分，學(xué)生在生產(chǎn)實習(xí)后還是很難把課本理論知識和現(xiàn)場實際相結(jié)合。

2.3課堂教學(xué)與工廠實習(xí)的銜接性

實驗課的真正目的就是讓學(xué)生通過課程的學(xué)習(xí)能透徹清晰地理解理論知識，鞏固其專業(yè)技能[2]。但傳統(tǒng)教學(xué)模式是在理論課之后，根據(jù)學(xué)生的課程安排并結(jié)合實習(xí)企業(yè)的生產(chǎn)管理要求安排工廠實習(xí)。因此，工廠實習(xí)與課堂教學(xué)存在一個較長的時間間隔，此類課程課堂教學(xué)本身比較枯燥，學(xué)生可能對一些知識有所遺忘，課堂教學(xué)與工廠實習(xí)銜接性不好。

二、虛擬仿真技術(shù)在石油化工加工實驗教學(xué)中的應(yīng)用

虛擬仿真技術(shù)是一門多學(xué)科的綜合性技術(shù)，將先進的仿真技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合。石油化工加工虛擬仿真就是以化工生產(chǎn)過程基本規(guī)律為依據(jù)，利用數(shù)學(xué)建立模型方法，在計算機上再現(xiàn)該生產(chǎn)過程的一種應(yīng)用技術(shù)。各種單元操作以及生產(chǎn)工藝過程都可以通過仿真軟件真實地再現(xiàn)其生產(chǎn)過程，使學(xué)生在一個逼真的環(huán)境中獲得對工藝知識的徹底理解、對實際操作技能的熟練掌握[3]。

石油化工加工課程是一門實踐性很強的學(xué)科，但受客觀條件的限制，目前石油化工加工的實驗教學(xué)難以達到預(yù)期教學(xué)目標(biāo)。模擬仿真教學(xué)提出了真實現(xiàn)場實物演示的教學(xué)模式，可以彌補客觀條件的不足，有利于提高石油化工加工教學(xué)的教學(xué)水平[4]。

1.仿真技術(shù)在石油化工實踐教學(xué)中的功能

石油化工加工課程與工程實際聯(lián)系緊密，在實踐條件有限的情況下，通過虛擬仿真軟件進行仿真教學(xué)，使學(xué)生親自體驗整個過程，培養(yǎng)其綜合運用知識的能力及化強其工程意識。

1.1仿真課堂教學(xué)

仿真課堂教學(xué)與傳統(tǒng)的課堂教學(xué)不同之處在于，仿真課堂教學(xué)在仿真實驗室內(nèi)進行，教師一方面通過多媒體技術(shù)進行傳統(tǒng)意義上的講授；另一方面可以結(jié)合仿真現(xiàn)場各種設(shè)備模型和參數(shù)調(diào)試來講解；在這種課堂教學(xué)模式下，學(xué)生對設(shè)備裝置、工藝指標(biāo)的控制都有了深刻的認(rèn)識和理解。

1.2虛擬仿真實訓(xùn)

學(xué)生根據(jù)所學(xué)的內(nèi)容在相應(yīng)仿真環(huán)境中進行仿真實訓(xùn)操作，可以自由調(diào)試各個工藝的參數(shù)，自由控制各個節(jié)點實訓(xùn)內(nèi)容，對工藝流程動態(tài)參數(shù)及注意事項作詳細(xì)分析和設(shè)定。虛擬仿真技術(shù)和實際情境實驗結(jié)合的模式可合理有效配置教學(xué)資源，解決實踐課時少的問題，形成多元化的教學(xué)環(huán)境。

2.仿真技術(shù)在石油化工實驗教學(xué)中的價值

仿真教學(xué)提高了教學(xué)效率，調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。其次，仿真教學(xué)中的演示和實驗，可以讓學(xué)生更生動形象地觀察，讓其能夠快速地掌握操作步驟和工藝原理。最后，仿真實訓(xùn)只是一種模擬，學(xué)生進行實驗時不會因錯誤操作而引起不良效果；反復(fù)操作時，也不會造成原料的浪費；仿真實訓(xùn)在故障分析中具有獨到作用，沒有實際生產(chǎn)可能存在的潛在危險，保證了學(xué)生的安全。

三、小結(jié)

采用“仿真課堂教學(xué)+仿真實訓(xùn)+工廠實習(xí)”模式，學(xué)生可以結(jié)合所學(xué)的理論知識，分析判斷模擬操作中出現(xiàn)的問題，并根據(jù)幫助提示加以解決處理，仿真訓(xùn)練完成后，學(xué)生再進行工廠實習(xí)。通過前期仿真課堂教學(xué)和仿真實訓(xùn)階段，學(xué)生已經(jīng)熟悉企業(yè)生產(chǎn)所采用的DCS控制系統(tǒng)，并且對操作室的DCS系統(tǒng)的使用能夠很快地理解[3]。因此，采用“仿真課堂教學(xué)+仿真實訓(xùn)+工廠實習(xí)”模式可以顯著提高石油化工加工實驗教學(xué)效果。

參考文獻

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篇8

1虛擬仿真技術(shù)在基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)教育中的應(yīng)用

基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)教育中的教學(xué)方式一般分為理論授課和實驗操作兩部分。其中理論教學(xué)的方式是課堂講授加傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)插圖，學(xué)生大多感覺學(xué)習(xí)過程枯燥、不好理解、不好記憶。而利用虛擬仿真技術(shù)可以在虛擬的環(huán)境下，將人體各器官的解剖、生理學(xué)、病理學(xué)的數(shù)學(xué)模型存在數(shù)據(jù)庫中，利用計算機顯示屏上有意識地顯示某些細(xì)節(jié)，學(xué)生可以將病人的各種病變部位分開或合在一起觀察病變情況，同時可以利用此技術(shù)培養(yǎng)學(xué)生的人體解剖理論的認(rèn)知能力。舉例來說，目前解剖教學(xué)上應(yīng)用的虛擬仿真人體解剖圖的數(shù)字化的解剖圖譜，利用這一圖譜，學(xué)習(xí)者在虛擬的環(huán)境中可以自由地選擇、觀察、移動虛擬對象，并且虛擬的組織器官還能及時給予學(xué)習(xí)者感官上的反饋，這樣就更容易理解和掌握解剖結(jié)構(gòu)。比較典型的應(yīng)用實例就是利用“虛擬人”數(shù)字化數(shù)據(jù)集進行三維重建，即“人體數(shù)字化解剖學(xué)”研究，創(chuàng)立虛擬仿真解剖學(xué)，同時提供CT、MRI及PET等方面的斷層圖像，進行一系列醫(yī)學(xué)臨床、教學(xué)及研究的虛擬模擬。具體步驟就是利用一臺人體虛擬解剖電腦，教師可以講授人體各部分結(jié)構(gòu)的解剖知識，學(xué)生也可以在虛擬的組織和器官間的模擬操作感受觸覺反饋，使學(xué)生更快地掌握手術(shù)要領(lǐng)和技術(shù)。學(xué)生在課堂上能以三維的形式看到人體數(shù)千個解剖結(jié)構(gòu)的形狀、位置及器官間的相互空間關(guān)系等，學(xué)習(xí)興趣和效果顯著提高。

2虛擬仿真技術(shù)在臨床醫(yī)學(xué)教育中的應(yīng)用

在臨床醫(yī)學(xué)教育中，臨床實踐是重要的教學(xué)方式，臨床實踐是對醫(yī)學(xué)學(xué)生動手能力培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)，加強實踐技能訓(xùn)練已成為醫(yī)學(xué)教育改革的重點。虛擬仿真技術(shù)引入醫(yī)學(xué)臨床實踐教學(xué)是非常行之有效的教學(xué)方式。虛擬仿真技術(shù)在臨床醫(yī)學(xué)教育中最顯著的應(yīng)用是虛擬手術(shù)教學(xué)，即通過虛擬臨床手術(shù)技術(shù)讓學(xué)生在手術(shù)之前學(xué)習(xí)新的手術(shù)方法和流程，練習(xí)所制定的手術(shù)計劃，在虛擬仿真手術(shù)之后，也能讓學(xué)生溫習(xí)或重復(fù)全部手術(shù)過程，并且能夠?qū)W(xué)生的臨床技能進行一個客觀的評定。現(xiàn)今醫(yī)學(xué)院校的學(xué)生和教師都不能只是局限于書本的知識，必須不斷地學(xué)習(xí)和提高自己的臨床技能，而在實踐中常會遇到教育資源有限的問題，解決這一問題行之有效的手段就是利用虛擬仿真技術(shù)模擬復(fù)制手術(shù)場景，讓學(xué)生不斷在虛擬現(xiàn)實場景中進行實踐訓(xùn)練。這種應(yīng)用虛擬仿真技術(shù)的臨床實踐教育方式不僅可以讓教師在教學(xué)中演示不同策略的手術(shù)流程，教授學(xué)生應(yīng)對各種突況、避免手術(shù)失誤、降低手術(shù)風(fēng)險、減少病人損傷、提高手術(shù)成功率，而且同時還節(jié)約了教育資源，具有零風(fēng)險、可反復(fù)操作等優(yōu)勢，學(xué)生可利用它完成手術(shù)的各個操作步驟，并對操作的過程和結(jié)果進行分析和總結(jié)，達到更多地積累臨床實踐技巧和經(jīng)驗的目的。虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用于醫(yī)學(xué)臨床實踐教學(xué)能使學(xué)生有更多接觸臨床的經(jīng)驗，可以提高學(xué)生臨床技能操作的能力、臨床綜合診斷思維能力，還可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和潛力，使他們能夠運用課堂上所學(xué)的臨床理論知識較快地掌握臨床診療實踐規(guī)律，還有利于學(xué)生職業(yè)道德和行為規(guī)范的養(yǎng)成。

3虛擬仿真技術(shù)在遠程醫(yī)學(xué)教育中的應(yīng)用

在遠程醫(yī)學(xué)教學(xué)中，經(jīng)常會由于教學(xué)設(shè)備、試驗場地或教學(xué)經(jīng)費等方面的原因，使得一些應(yīng)該開設(shè)的教學(xué)內(nèi)容無法進行。利用虛擬仿真技術(shù)可以彌補這些方面的不足，學(xué)生足不出戶便可以學(xué)習(xí)各種各樣的知識，獲得與現(xiàn)場學(xué)習(xí)一樣的效果，從而加深對教學(xué)內(nèi)容的理解。以往對于一些醫(yī)學(xué)實驗，在遠程醫(yī)學(xué)教學(xué)過程中一般采用電視錄像的方式來取代實驗課程，學(xué)生無法直接參與實驗，利用虛擬仿真技術(shù)進行虛擬遠程醫(yī)學(xué)實驗，則可以增加學(xué)生動手學(xué)習(xí)的機會。虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用于遠程醫(yī)學(xué)教育的基礎(chǔ)是基于遠程醫(yī)療的分支網(wǎng)真醫(yī)學(xué)，即遠程呈現(xiàn)醫(yī)學(xué)，它把專家的知識通過通訊網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)叫枰倪h程位置，在遠程醫(yī)療應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)揮其獨特的優(yōu)勢。網(wǎng)真醫(yī)學(xué)是虛擬仿真技術(shù)的一個全新領(lǐng)域，它結(jié)合了高清視頻、音頻和交互式組件（計算機軟件和硬件），在網(wǎng)絡(luò)上創(chuàng)建獨特的“面對面”體驗的新型技術(shù)。使用者可以進入某個共享網(wǎng)絡(luò)空間的圖形環(huán)境，以遠程控制操作或觀察為目的的進行人機通信和交互，用這個方法幫助醫(yī)生有效地進行手術(shù)和診療。網(wǎng)真醫(yī)學(xué)應(yīng)用與遠程教育可以確保醫(yī)學(xué)生以更有效的方式進行培訓(xùn)，例如記錄操作過程、讓學(xué)生探討操作細(xì)節(jié)并擁有沉浸于運作房間的感覺。醫(yī)學(xué)學(xué)生可以進入虛擬的手術(shù)是或?qū)嶒炇遥谔摂M環(huán)境下激勵一個完整的操作過程，教師也可以將操作中常見問題反饋給學(xué)生，從而提高每個人對某個問題的訓(xùn)練。利用虛擬仿真技術(shù)可以創(chuàng)建大量的三維人體組織結(jié)構(gòu)，用于醫(yī)學(xué)教學(xué)。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，把創(chuàng)建的三維醫(yī)學(xué)教學(xué)資源應(yīng)用與遠程醫(yī)學(xué)教育，可以使學(xué)習(xí)者隨時隨地的學(xué)習(xí)，是資源得到充分利用。虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用于遠程醫(yī)學(xué)教育可以將生動的動態(tài)三維場景展現(xiàn)給學(xué)習(xí)者，提高了教學(xué)的質(zhì)量和效果。

4虛擬仿真技術(shù)在醫(yī)學(xué)教育中應(yīng)用的意義

醫(yī)學(xué)教育注重的是直觀、形象、生動，傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)教學(xué)往往不夠生動，難以具體化，難以直接展示人體的結(jié)構(gòu)，疾病發(fā)生及發(fā)展過程等教學(xué)內(nèi)容，同時又存在著醫(yī)學(xué)教學(xué)成本大，不可重復(fù)執(zhí)行的問題，這些弊端對學(xué)生更好的掌握醫(yī)學(xué)知識極為不利。為了改善原有醫(yī)學(xué)教學(xué)模式中存在的這些問題，使虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用于醫(yī)學(xué)教學(xué)中的教學(xué)模式意義重大，該教學(xué)模式不僅調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而且將抽象的內(nèi)容具體化、形象化，給學(xué)生留下深刻的記憶，也給教師在教學(xué)中提供方便，從而達到提高教學(xué)水平和科研水平的目的。

作者:姜燕 李亢 單位:湖北醫(yī)藥學(xué)院

參考文獻:

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篇9

關(guān)鍵詞：離心泵；虛擬仿真；教學(xué)課件；flash；

在現(xiàn)代的教育環(huán)境下，許多教師除了運用傳統(tǒng)的教學(xué)方式，更多的應(yīng)用了現(xiàn)代教育技術(shù)來輔助教學(xué)。如應(yīng)用 PowerPoint 制作教學(xué)課件； 應(yīng)用 Authorware制作具有交互功能的學(xué)習(xí)系統(tǒng)； 應(yīng)用計算機高級語言(如VB)

制作具有交互功能的學(xué)習(xí)系統(tǒng)、考試系統(tǒng)；應(yīng)用 Flash制作虛擬仿真教學(xué)課件；建設(shè)教育網(wǎng)站輔助教學(xué)等等。

在多年的教學(xué)實踐中，我們應(yīng)用以上方法進行了教學(xué)改革嘗試，我們感覺其各有所長。根據(jù)《離心泵的檢修與安裝》課程需要多次反復(fù)實驗、消耗較多耗材等特點，我們選擇應(yīng)用 Flash技術(shù)來制作虛擬仿真交互的教學(xué)課件，使學(xué)生能在任何地方任何時間來加強《離心泵檢修與安裝》課程的實操和理論知識的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以像玩游戲一樣來體驗離心泵的檢修與安裝技術(shù)，這將極大的提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。

一、使用 Flash 制作多媒體課件的優(yōu)點

1、圖形、文字處理功能強大

Flash 把文本、圖形、圖像、音頻、視頻、動畫等多種信息集成在一起。利用 Flash可將任意文字、圖形制作成動畫片段。利用錄音設(shè)備錄制的教師真實的聲音文件或選擇較好音效的聲音文件，可方便地插入到用 Flash 制作的多媒體課件中，從而實現(xiàn)文字演示、圖形展示與教師的解說同步進行。

2、交互性強

利用圖形交互界面和窗口技術(shù)，使學(xué)生能通過友好的人機交互界面來操縱控制多媒體信息的顯示，學(xué)生可以像玩游戲一樣去學(xué)習(xí)，并可實現(xiàn)學(xué)習(xí)者對信息的主動選擇和控制。利用 Flash技術(shù)可實現(xiàn)虛擬仿真交互的實驗，可將任意文本或圖形制成按鈕，對按鈕賦以動作（例如播放、返回等）就可實現(xiàn)對仿真實驗流程的操縱控制，學(xué)生可以像在真實的實驗環(huán)境下去操縱離心泵的檢修與安裝，如果操作錯誤的話，會有錯誤的提示，操作正確才能繼續(xù)后面的操作步驟。

3、便于遠程網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)

方便利用網(wǎng)絡(luò)進行教學(xué)。學(xué)生可不受時空的限制，在任意時間任意地點都可通過網(wǎng)絡(luò)獲得教學(xué)資源進行自主學(xué)習(xí)。基于 WEB 的學(xué)習(xí)方式是一種新興的教學(xué)方式，在網(wǎng)站中可方便地演示由 Flash 開發(fā)的多媒體課件，從而可方便地在學(xué)校建立的局域網(wǎng)及遠程互聯(lián)網(wǎng)上實現(xiàn)基于 WEB 的學(xué)習(xí)。

4、修改方便，可擴展性強

與 Authorware、PowerPoint 等軟件比起來，F(xiàn)lash 在修改課件方面更加方便。比如，要修改課件中所有按鈕的顏色，只需要在庫中修改按鈕元件的顏色，在舞臺上所有的按鈕的顏色就都會改變，而無需逐個修改。在 Flash 課件中如果要修改層次關(guān)系、配音效果、運動路線、某個角色的形狀等等，都只要簡單的幾個步驟就行了，這就提高了課件的可擴展性和再使用率。

5、生成的文件小，使用方便

由于 Flash 中使用的是矢量圖形，因此，生成的文件所占的存儲空間比較小。此外，F(xiàn)lash 對于圖像、聲音和視頻文件都可以進行相應(yīng)的壓縮處理，這就使得導(dǎo)出后的 SWF 文件非常小，方便攜帶以及在網(wǎng)絡(luò)上共享。

二、應(yīng)用FLASH制作《離心泵的檢修與安裝》虛擬仿真交互教學(xué)課件的設(shè)計思路與實踐

根據(jù)教學(xué)需要，我們認(rèn)為仿真交互教學(xué)課件可以制作為如下幾種類型：1、用于仿真交互自學(xué)的課件2、動態(tài)教學(xué)課件；3、相關(guān)知識點集成課件；4、利用屏錄軟件制作課件。

以《離心泵的檢修與安裝》課程為例，我們把這門課程分成了五大項目，按照項目化來組織課程內(nèi)容，每個項目又分為若干個任務(wù)來完成，完全是按照企業(yè)的項目化來組織本門課程的教學(xué)，為此在虛擬仿真交互教學(xué)課件的設(shè)計與實現(xiàn)中，我們進行了如下的教學(xué)改革。

1、用于虛擬仿真交互自學(xué)課件

我們制作課件的目標(biāo)之一是調(diào)動學(xué)生的自主學(xué)習(xí)興趣，強調(diào)學(xué)習(xí)過程以學(xué)生為中心，充分發(fā)揮學(xué)生的自主學(xué)習(xí)性，使學(xué)習(xí)者能積極主動地建構(gòu)他們自己的知識。因此課件設(shè)計中強調(diào)學(xué)生以玩游戲的心態(tài)主動參與。學(xué)生可以依據(jù)所學(xué)的離心泵的知識來進行離心泵的安裝和檢修測試，如果某個步驟不正確的話，仿真系統(tǒng)會馬上顯示出來，并根據(jù)評分標(biāo)準(zhǔn)自動打分，同時還有按鈕可用來提示所需知識的要點，要求學(xué)生能在出錯后明白錯在哪里，下次自主學(xué)習(xí)的時候就能避免錯誤，從而掌握離心泵檢修與安裝的基本知識。

2、 動態(tài)教學(xué)課件

配合項目化驅(qū)動的課程內(nèi)容我們制作了揭示離心泵內(nèi)部運行機制的動態(tài)教學(xué)課件。傳統(tǒng)教學(xué)中離心泵的工作過程和離心泵內(nèi)部模塊的運行機制的講解，往往采取將內(nèi)容用文字配以圖形加以介紹，呆板枯燥學(xué)生不易理解，學(xué)習(xí)沒有興趣。我們采用FLASH制作動態(tài)教學(xué)課件。如：動態(tài)演示離心泵的安裝過程。畫面中包含構(gòu)成離心泵的各個部分：聯(lián)軸器、管線、泵體、葉輪、泵軸及軸承等，這些為靜態(tài)圖形。教學(xué)課件按照離心泵安裝和拆卸的過程動態(tài)演示各個步驟，并在關(guān)鍵的知識點加以文字提示。

2、相關(guān)知識點集成課件

用 PPT 制作的課件，雖有許多優(yōu)點亦有一些不足。如內(nèi)容為一屏屏顯示，需要用到相關(guān)知識時往往不在本屏，需前后翻頁查找，擾亂了學(xué)生的思路。可以按知識點用 FLASH 制作集成課件，較好的解決此類問題。屏幕演示 PPT 課件時，需講解某元器件時，打開 FLASH 課件，相關(guān)知識點全部包含。如，涉及到離心泵內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作方式及檢修注意事項。我們將其內(nèi)容分別放于 Flash 的各層，第一層為目錄，其它每個知識點各占一層，將其集成打包在一起。使用時由按鈕引導(dǎo)到相關(guān)內(nèi)容，應(yīng)用靈活方便。

此課件雖制作簡單但應(yīng)用起來得心應(yīng)手，起到事半功倍的效果。

3、利用屏錄軟件制作課件

為了便于自學(xué)及學(xué)生課后復(fù)習(xí)，發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢。我們將課程各小節(jié)及重要的知識點利用屏錄軟件制作成流媒體文件（FLASH 類型），放在網(wǎng)站樹形目錄結(jié)構(gòu)中。學(xué)生點擊相應(yīng)內(nèi)容，其知識點的音頻、視頻效果使學(xué)生的記憶深刻，同時可以操作控制按鈕，對沒聽清、不理解的內(nèi)容反復(fù)觀看，提高了學(xué)習(xí)質(zhì)量。

三、《離心泵檢修與安裝技術(shù)》課程的教學(xué)實踐

現(xiàn)就如何在教學(xué)中應(yīng)用教學(xué)課件， 以及教育網(wǎng)站的實際應(yīng)用，提出和大家探討。

《離心泵檢修安裝技術(shù)》課程的特點是教學(xué)內(nèi)容多、信息量大，對基礎(chǔ)性、先進性和前沿性都有很高的要求，同時具有很強的工程實踐性。而授課學(xué)時僅幾十個學(xué)時，因此很難使學(xué)生能完全掌握課程的所有內(nèi)容，如何提高課內(nèi)教學(xué)質(zhì)量和課外輔助教學(xué)效果成為我們對本門課程的基本教學(xué)改革思路。

在教改實踐中我們采取如下作法。

1、 在課堂講授中應(yīng)用多媒體課件和板書相結(jié)合

課堂講授中，應(yīng)用PPT制作的多媒體課件和黑板上板書相結(jié)合。PPT課件圖文并茂，和諧的文字顏色與字體，配以動畫效果或嵌入Flash制作的動畫課件，其感官效果好，重點突出，信息量大。對于一些教學(xué)難點，配以板書進行講解。有助于同學(xué)們對知識的理解，并有效節(jié)約了課時。

2、 教學(xué)網(wǎng)站輔助教學(xué)

我們開發(fā)出網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)系統(tǒng)——離心泵檢修安裝技術(shù)的虛擬仿真網(wǎng)站。通過網(wǎng)絡(luò)課程的相應(yīng)學(xué)習(xí)模塊激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情、擴展課外知識面。如網(wǎng)站“素材庫”模塊包含各知識點的動畫教學(xué)課件；“教師授課”模塊是以小節(jié)為單位的屏錄FLASH課件；“學(xué)生自學(xué)”模塊也是以五大項目為主結(jié)構(gòu)，項目下又分成具體的工作任務(wù)，完全從工作過程來講解課程的知識點。為了方便學(xué)生對課程內(nèi)容的理解，將實驗指導(dǎo)及實驗錄像放于網(wǎng)站“實踐指導(dǎo)”模塊，便于學(xué)生實驗前預(yù)習(xí)，使學(xué)生對實驗的全過程做到心中有數(shù)。

3、運用網(wǎng)絡(luò)考試功能鞏固及測試學(xué)習(xí)效果

我們提出網(wǎng)站輔助教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)考試的教改模式，在虛擬仿真網(wǎng)站的“習(xí)題解答”和“疑難解答”庫中含有大量習(xí)題及疑難問題解答，并且可以輸入關(guān)鍵詞搜索相關(guān)知識點的問題，縮小了查找范圍。通過網(wǎng)站輔助教學(xué)可有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促進學(xué)生對相關(guān)知識的不斷溫習(xí)；通過在線的網(wǎng)絡(luò)考試對這部分內(nèi)容進行測試，并在最終的課程成績中占據(jù)約30％的份額，而期末的測試內(nèi)容以實操為主，并在最終的課程成績中占據(jù)50％的份額。

參考文獻：

篇10

關(guān)鍵詞：虛擬仿真技術(shù)；食品專業(yè)；改革；發(fā)展

中圖分類號：G642.0 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）23-0120-02

一、虛擬仿真技術(shù)

虛擬仿真技術(shù)（virtual reality，VR）又稱虛擬現(xiàn)實技術(shù)、靈境技術(shù)或模擬技術(shù)，是利用計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、人工智能技術(shù)、自動化控制技術(shù)儀器儀表c測量技術(shù)等交叉產(chǎn)生的一種現(xiàn)代信息技術(shù)，是虛擬的系統(tǒng)模仿另一個真實系統(tǒng)的技術(shù)，能夠創(chuàng)造一種高端的人機接口，包括通過視覺、聽覺、觸覺、嗅覺和味覺等多種感覺同等的實時模擬和交互，可以獲得多維交互體驗的虛擬環(huán)境。虛擬仿真技術(shù)有三個突出的特征：沉浸感、交互感和構(gòu)想性。隨著空間信息科學(xué)、計算機圖形、多媒體技術(shù)、數(shù)字圖像處理、人機接口技術(shù)、人工智能技術(shù)、傳感器技術(shù)等的快速發(fā)展，虛擬仿真技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于建筑、醫(yī)療、教育、軍事、航天、服裝、生產(chǎn)制造等領(lǐng)域。目前，也有一些文獻論述了虛擬仿真技術(shù)在食品加工、食品檢測、食品機械制造中的應(yīng)用。

二、食品專業(yè)改革發(fā)展遇到的問題

1.傳統(tǒng)教育方式無法激發(fā)學(xué)生對食品專業(yè)理論課的興趣。興趣是學(xué)習(xí)最好的老師。食品專業(yè)的理論課程中含有大量的基本概念、原理、公式推導(dǎo)，這些基礎(chǔ)知識點比較抽象。即使教師結(jié)合實例講解也很難激發(fā)學(xué)生對理論課的興趣。例如：《食品工程原理》的基礎(chǔ)知識比較廣，理論公式比較多，主要教學(xué)目標(biāo)是使學(xué)生利用數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)及物理化學(xué)等學(xué)科知識去解決食品工業(yè)中所遇到的實際問題，該課程具有較強的設(shè)計、選型、安裝和操作等工程特點。學(xué)生對課程中的理論、公式感覺很抽象，學(xué)習(xí)起來掌握不住要領(lǐng)，往往只能學(xué)習(xí)到一些簡單的片段，在分析和解決具體問題時感到無從下手。

2.現(xiàn)有食品實驗課程無法提高學(xué)生的食品專業(yè)實驗技能。食品實驗教學(xué)主要是教師講解演示，學(xué)生模仿驗證。這種“填鴨式”、完成任務(wù)式的實驗教學(xué)，不能對學(xué)生針對性地進行創(chuàng)新和能力的培養(yǎng)。例如：食品化學(xué)實驗課的教學(xué)通常是指定幾個實驗項目，如粉絲的制備與質(zhì)量感官評價、蛋白質(zhì)的鹽析及透析、果蔬褐變機理等實驗內(nèi)容，老師將所需的試劑配置好，學(xué)生按四人一組分成若干小組，教師詳細(xì)講解實驗原理、操作步驟，學(xué)生按部就班地模仿老師的操作步驟完成實驗，最后撰寫實驗報告。這種教學(xué)方式使得學(xué)生主動學(xué)習(xí)的積極性不高，而且該教學(xué)方法在一定程度上限制了學(xué)生主觀能動性的發(fā)揮和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

3.食品工廠實習(xí)無法達到預(yù)期的教學(xué)效果。食品專業(yè)本科教學(xué)體系中有一個重要的環(huán)節(jié)就是工廠實習(xí)。但是，隨著市場競爭日益激烈，工廠以不斷提高企業(yè)效益為主要目標(biāo)，而接收大學(xué)生實習(xí)已不再是必須履行的義務(wù)；其次，現(xiàn)代食品工廠趨向自動化、連續(xù)化，為了保證產(chǎn)品質(zhì)量與安全，廠房絕對不允許學(xué)生動手操作；再次，學(xué)生在實習(xí)現(xiàn)場基本就是看和聽，沒有參與和動手的機會，學(xué)生也逐漸失去新鮮感，結(jié)果導(dǎo)致工廠實習(xí)形式化，無法達到預(yù)期的教學(xué)效果。

4.食品專業(yè)知識和實驗技術(shù)片段化，沒有形成一個整體的結(jié)構(gòu)。現(xiàn)在食品學(xué)科被分割成多個課程進行學(xué)習(xí)，學(xué)生學(xué)習(xí)完各個課程后往往沒有將食品學(xué)科整個知識點和實驗技術(shù)整合起來。知識點和實驗技術(shù)的片段化使得學(xué)生無法提高自身的綜合水平，無法將所學(xué)知識和技能靈活應(yīng)用于生產(chǎn)實踐。例如：《食品加工》主要介紹了各個食品的加工方式和原理，《食品營養(yǎng)學(xué)》主要介紹了各個營養(yǎng)素的功能，這兩個課程的內(nèi)容似乎沒有關(guān)聯(lián)性，學(xué)生只能片段化地學(xué)習(xí)，無法將兩者綜合起來。

三、基于虛擬仿真技術(shù)促進食品專業(yè)改革，推動食品專業(yè)的發(fā)展

1.通過虛擬仿真技術(shù)激發(fā)學(xué)生對食品專業(yè)理論課程的興趣。研究表明：在理論課程上應(yīng)用虛擬仿真技術(shù)，可以將抽象的概念形象化，靜態(tài)的知識點動態(tài)化，可以形象地展示結(jié)構(gòu)功能，提高食品理論課的授課效果。例如：《食品工程原理》這門課結(jié)合虛擬仿真技術(shù)，讓學(xué)生可以看到食品工業(yè)生產(chǎn)過程中各個單元操作的基本原理及典型設(shè)備的結(jié)構(gòu)原理、操作性能，使學(xué)生將食品工程原理的知識與虛擬仿真平臺上看到的生產(chǎn)設(shè)備和工藝過程聯(lián)系起來，使學(xué)生深切體會到食品工程原理課程中所講述的每個單元操作都與食品專業(yè)學(xué)習(xí)密切相關(guān)。生動形象的學(xué)習(xí)便于學(xué)生理解，提高教學(xué)質(zhì)量。

2.將虛擬仿真技術(shù)與食品實驗教學(xué)相結(jié)合，提高食品實驗教學(xué)的效果，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新性。隨著虛擬仿真技術(shù)引入實驗教學(xué)中，許多研究表明：虛擬實驗可完善食品真實實驗不具備或難以完成的教學(xué)功能，如一些成本較高、需要用高檔儀器操作的實驗等。食品實驗教學(xué)中大部分是分組實驗、分工合作，學(xué)生個人沒有機會操作完整的實驗。通過虛擬仿真技術(shù)平臺，學(xué)生可完整地操作一遍實驗技能，掌握每個實驗細(xì)節(jié)。例如：食品化學(xué)實驗通過虛擬仿真平臺可以讓學(xué)生自己思考做什么實驗，用哪些試劑，設(shè)計實驗方案。學(xué)生通過在虛擬仿真平臺上操作，驗證自己實驗設(shè)計的合理性，激發(fā)了學(xué)生的思維能力和創(chuàng)新能力；同時，通過失敗經(jīng)驗獲取知識和要點，思考失敗的原因，鞏固了所學(xué)的知識，提高了動手能力。

3.構(gòu)建實景虛擬仿真門戶，增強食品工廠實習(xí)類課程的果效。實景虛擬仿真門戶，可在食品工廠原地取景，從廠房布置、車間設(shè)備擺設(shè)等方面按照實習(xí)基地實際比例進行排布。結(jié)合實習(xí)基地的真實情形，提煉實習(xí)教學(xué)素材，配建廠房設(shè)計講解、工廠設(shè)備操作講解、實習(xí)提示等內(nèi)容，讓學(xué)生在進入工廠實習(xí)前，先通過實景虛擬仿真門戶了解實習(xí)基地的完整情況，并提出專業(yè)問題。教師在后臺收集這些問題，在實習(xí)基地現(xiàn)場進行講解。以果蔬飲料生產(chǎn)實習(xí)為例，學(xué)生先通過虛擬仿真平臺了解果蔬飲料生產(chǎn)的基本原理、工業(yè)化生產(chǎn)流程及各工序的主要參數(shù)，通過虛擬仿真平臺向老師提出自己的疑問，在參觀果蔬飲料工廠的時候，教師邀請企業(yè)技術(shù)人員通過現(xiàn)場講解和專題講座為學(xué)生答疑解惑，讓學(xué)生了解到工廠的生產(chǎn)、企業(yè)的經(jīng)營和管理。

4.利用虛擬仿真技術(shù)，綜合食品專業(yè)課程，完善食品課程資源的建設(shè)。自從虛擬仿真技術(shù)在教學(xué)中廣泛應(yīng)用之后，大量研究表明利用虛擬仿真技術(shù)可優(yōu)化教學(xué)資源的建設(shè)和積累，提高教學(xué)質(zhì)量。食品專業(yè)課程可基于虛擬仿真技術(shù)，優(yōu)化教學(xué)流程。例如：讓學(xué)生在課前通過虛擬仿真平臺自學(xué)課程內(nèi)容，在課堂上與老師探討自學(xué)過程中的疑點和難點，使得學(xué)生從被動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)化為主動學(xué)習(xí)，教師從“填鴨式”授課轉(zhuǎn)化為探討式授課。其次，食品專業(yè)課程可基于虛擬仿真技術(shù)，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容。例如：食品專業(yè)的課程內(nèi)容有一些是重復(fù)的，那么重復(fù)的內(nèi)容可以讓學(xué)生在虛擬仿真平臺上自己鞏固，而新的知識點可以作為課堂教學(xué)的主要內(nèi)容。再次，通過虛擬仿真技術(shù)平臺，片段化的食品專業(yè)課程可以被綜合起來。例如：在平臺上要求學(xué)生設(shè)計一款具備一定功能的產(chǎn)品，學(xué)生需要市場調(diào)研獲得市場缺乏哪方面的產(chǎn)品，根據(jù)產(chǎn)品功能，再依據(jù)所學(xué)的食品原料學(xué)、食品營養(yǎng)學(xué)和食品化學(xué)等知識提出產(chǎn)品配方，依據(jù)食品工藝學(xué)、食品工程原理、食品加工學(xué)等知識提出產(chǎn)品工藝，依據(jù)食品毒理學(xué)和食品衛(wèi)生學(xué)控制產(chǎn)品的安全性；最后，基于虛擬仿真技術(shù)，教師可跟蹤學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，收集學(xué)生的學(xué)習(xí)難點，這樣可以使課堂教學(xué)內(nèi)容有針對性，提高教學(xué)效率和效果。

⒖嘉南祝

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The Influence of Virtual Reality Technology on the Reform and Development of Food Specialty

LI Jing，CHEN Nuo，DEND Ze-yuan，RUAN Zheng

（Nanchang University，Nanchang，Jiangxi 330047，China）