虚拟仿真技术教学篇1
随着社会的发展和进步,人们的生活水平和生活质量都得到了很大的改善,因此,对医学的发展也提高了关注。目前,医学教学观念和教学模式都发生了很大的转变,学校也开始了对高素质人才的有效培养和教学,其中,虚拟仿真技术是医学教学中的重要手段和方式,对传统的医学实验教学提出了很大的改进。虚拟仿真技术对推动医学教学改革、创新教学模式和培养学生的综合技能都有着重要的作用和影响。本文主要介绍了虚拟仿真技术的概念,并分析了虚拟仿真技术在医学实验教学中的具体应用。
关键词:
虚拟仿真技术；医学；实验教学
随着科学技术的迅速发展,医学实验教学方面出现了许多的新技术和应用,对医学教学产生了很大的影响。其中虚拟仿真技术是目前比较先进的技术应用,且获得了广泛的应用和发展,特别是对计算机技术和多媒体技术的应用,提高了医学实验的教学质量,创新了医学实验教学的模式。虚拟实验教学是一种在计算机技术基础上发展起来的情景模拟技术,能够让用户体验到一种身临其境的感觉,实现和具体的情景接触,产生一定的体验,为实际的操作提供一定的基础。
1虚拟仿真技术的概述
虚拟仿真技术是在计算机技术的基础上发展起来的新兴的科学技术,是指利用多媒体技术的结合,创造形成一个有视觉、听觉和触觉的虚拟现实环境,让用户体验到一种身临其境的感觉。在这个虚拟的环境中,用户能够感受到空间中客体的存在,也可以和虚拟空间中的客体进行相关的互动,这项技术的应用,主要是加快用户对相关知识的认识效率。虚拟仿真技术涉及的方面比较多,主要包括计算机技术、多媒体技术、网络技术和人工智能技术等,另外,还有计算机的图像处理和模式的识别等,是现代仿真技术的有效发展和外延[1]。虚拟仿真技术的主要特点就是,让用户获得真实的体验,和虚构的客体进行交互,并产生一定的想象。在虚拟的空间中,实验人员可以进行和现实世界中同样的活动和实验,而且受到的外界影响因素比较小,实验产生的效果也更好一些。特别是在医学教学中的应用,能够有效的提高学生的实践能力和创新能力,因此,虚拟仿真技术的应用具有重要的意义。
2虚拟仿真技术在医学实验教学中的应用
虚拟仿真技术的发展和应用对医学实验教学产生了很大的影响,特别是对传统的医学实验教学方式和实验模式进行了很大的改进。传统的医学实验教学中,缺少实验的设备和实验的客体,学生的实际操作能力得不到有效的锻炼,所以,对学生的学习和操作能力培养不到位[2]。虚拟仿真技术的应用为学生进行实验操作提供了一定的基础,也实现了对学生的有效培养。目前虚拟仿真技术在医学实验教学中的优势主要体现在以下四个方面。
2.1虚拟仿真技术改善了医学实验教学设备在医学实验教学中,对设备的要求比较高,主要包括一些实验用的动物或者尸体、实验用到的仪器和设备以及相关的实验经费等,都对实验教学的有效进行产生了一定的影响。随着社会的发展,解剖学在目前获得了很大的发展,也是医学教学中最基础和最重要的课程,所以,一定的实验设备在教学中是非常关键的,对教学的有效性影响也很大。目前,虚拟仿真技术的广泛应用和发展,很好的解决了医学实验教学中的这些问题,不但丰富了实验教学设备,学生可以利用虚拟的“尸体”进行操作和实践,也很好的锻炼了学生的实践动手操作能力。
2.2虚拟仿真技术能够提高学生的兴趣虚拟仿真技术能够为学生提供相关的实验环境,创造一定的基础性实验条件,同时,还能够实现学生在虚拟的空间环境中和客体进行有效的交流,提高学生对相关内容的认识和理解。虚拟仿真技术在医学试验教学中的应用,能够将声音、图像和相关的多媒体演示功能进行结合,丰富实验教学过程和教学内容,充分的提高了学生的兴趣[3]。同时,将具体的教学内容变得形象和生动,而且有一定的视觉冲击力,方便了学生的理解和掌握,因此,提高了实验教学的效率和质量。比如,在进行细胞膜的教学时,可以利用虚拟仿真技术建立细胞结构,动态化的展示,可以让学生更好的观察和学习。
2.3虚拟仿真技术突破了时间和空间上的限制虚拟仿真技术的应用,对传统的医学实验教学产生了很大改变,打破了时间和空间上的限制,学生可以通过虚拟仿真技术对动物的内部结构进行有效的观察,以及实现动态化的观察[4]。比如要了解一些药物的成分和产生的身体反应,在传统的教学中,通过一定的讲述过程是无法实现有效教学的,学生也难以理解。因此,虚拟仿真技术的应用,实现了这些过程的快速进行和变化,同时,将这些反应过程和变化情况能够清晰的表现出来,帮助学生进行学习和理解。
2.4虚拟仿真技术避免了在具体实验中的危险情况医学实验过程存在一定的危险性,会对人体的健康产生一定的危害,比如一些感染性的疾病等。所以,随着虚拟仿真技术在实验教学中的应用,避免了学生和实验对象的直接接触,而是通过虚拟的方式产生实验的客体,所以,不需要考虑实验过程中产生一些危险性的因素,因此,对相关的实验进行有很大的帮助。除此之外,虚拟仿真技术也很好的帮助学生积累了临床经验,有效的锻炼了学生的实际操作能力,有利于学生的综合水平提高和发展。
3结语
随着虚拟仿真技术的发展和应用,改善了医学实验教学,虚拟仿真技术的应用,加深了学生对于医学知识的认识和理解,提高了医学实验教学的质量和效率。另外,虚拟仿真技术打破了时间和空间上的限制,完善了实验教学的设备,并有效的避免了在试验中的不安全因素,对医学实验教学具有重要的意义。
参考文献
[1]陈章宝,肖国君,邓君,罗红丽.虚拟仿真技术在药学实验教学中的应用研究[J]中国管理信息化,2015(10):86-87.
[2]冯军,胡晓松.虚拟仿真技术在医学实验教学中的应用[J].科技创新导报,2015(20):118-119.
[3]曹丁,李文建.虚拟现实技术在医学实验教学中的应用[J].中国医药指南,2013(03):367-368.
虚拟仿真技术教学篇2
关键词：虚拟仿真技术；电子技术；教学建议
虚拟仿真技术作为一种新型的科学技术越来越为人们所关注，在中职电子技术教学中引进这项技术，是中职院校发展的需要，也是时展的必然趋势。
一、虚拟仿真技术在中职电子技术教学中运用的重要性
虚拟仿真技术又称模拟技术或者虚拟现实技术，通俗上讲就是用一个虚拟的系统模仿一个真实系统的技术。随着计算机科学技术的迅猛发展，虚拟仿真技术已应用在生产生活的多个领域。近几年，在中职电子技术教学中也引入了虚拟仿真技术，它不仅提供了新型的教学手段，优化了教学模式，而且弥补了传统教学的不足，给教学带来了全新的体验。
二、满足电子技术教学的需要
电子技术是一门理论性和实践性都很强的学科。作为学生而言，首先必须要有扎实的理论知识作基础，掌握各种复杂的数学计算公式、识别各种电子元件并熟知其性能，同时还得掌握电子维修、电子技术开发等基本理论知识，最终才能将所学的知识运用于实践。要真正提高学生的电子技术水平，必须有大量的实践经验，没有丰富的实践经验，即使掌握再丰富的电子技术理论也无济于事。而虚拟仿真技术能够为学生模拟一个仿真情境，让学生在这个情境中进行电子技术操作，使学生将平时所学的电子技术理论知识运用于实践，并在实践操作中加深对理论知识的理解和巩固，让学生真正做到在“学中做，做中学”，不断提高自身的电子技术水平。
（一）创新教学方法
在中职电子技术教学中运用虚拟仿真技术属于实验教学法，改变了传统的以教师传授为主的枯燥乏味的教学方法，能够有效提高教学效率。虚拟仿真技术通过各种可操作的动态实例，能够比较有效地吸引学生的注意力，激发学生的学习兴趣，营造浓厚的学习氛围，让学生在实践操作中发散思维，提高学生的动手能力，从而实现电子技术教学的真正意义。
（二）符合学情需要
中职的学生大多数文化基础比较薄弱，对于课堂教师讲授的理论知识的接受能力较差，学习的积极性比较低，不喜欢枯燥乏味的课堂。与学习复杂的电子技术理论相比，中职学生显然更愿意动手操作。而虚拟仿真技术则刚好满足了学生这一方面的需求，给学生提供了动手操作的机会，它可以帮助学生积累实践经验，提高操作能力，为以后的工作奠定基础。
（三）减少意外情况的发生
电子技术在实践操作的过程中，由于操作人员的粗心或者不熟练，可能会出现电路起火、爆炸等意外情况，容易造成相关人员受伤。而虚拟仿真技术的运用，可以模拟操作情境，控制意外的发生，减少意外伤害，保障人员安全。
三、虚拟仿真技术在中职电子技术教学中的运用现状
目前，随着科学技术的不断发展，虚拟仿真技术水平也在不断提高，很多技术生产行业中大量引进这种虚拟技术。而在电子技术教学实践中，虚拟仿真技术也逐渐成为辅助教师教学的重要工具。
（一）教师教学的得力助手
虚拟仿真技术在中职电子技术教学中的运用，在很大程度上减轻了教师的教学负担，成为教师教学的得力助手。在以往的电子技术教学中，教师仅靠课堂上的理论知识传授让学生掌握相应的电子技术应用水平，其难度较大。再加上学生消极学习的态度也让教学效果大打折扣，而虚拟仿真技术则在很大程度上解决了这一问题。虚拟仿真技术通过模拟真实的操作情境，将静态的知识转换为动态的知识，让学生更容易吸收。正所谓“说上一百遍，不如做一遍”，有时候复杂的理论讲解不如一个操作更容易让人明白。在虚拟仿真技术的辅助下，学生学得轻松，教师教得也轻松。
（二）学生喜爱的教学手段
虚拟仿真技术在中职电子技术教学中的运用，将学生从复杂难懂的理论知识海洋中解放出来，凸显了学生的主体地位，学生学习的积极性也明显提高。虚拟仿真技术在电子技术教学中的应用，打破了理论知识一统课堂的局面，带来了教学模式和教学手段的创新，营造出更加适合学生学习的氛围，对提高学生的电子技能水平大有裨益。
（三）教师的虚拟仿真技术的操作能力有待加强
随着虚拟仿真技术的不断推广，这项技术也逐渐在中职的各项实验实训教学中得到广泛运用。但由于部分教师没有经过专门的培训，对虚拟仿真技术的不熟悉和操作方面的不熟练，导致对虚拟仿真技术的运用成效并不明显。
（四）教师和学生过度依赖虚拟仿真技术
虚拟仿真技术拥有明显的优势，深受学生的喜爱，它在中职电子技术教学中的运用，给课堂教学带来了全新的体验，但在虚拟仿真技术的运用中仍然存在一些问题。一些教师过度依赖虚拟仿真技术带来的便利，完全不考虑课堂的实际需要，即使在理论性很强的课堂上仍然依赖虚拟仿真技术。比如，有的教师在学生没有掌握扎实的理论知识的情况下就盲目使用虚拟仿真技术，不仅没有达到预期的教学效果，反而降低了教学效率。不仅教师如此，在学生身上也存在着过度依赖虚拟仿真技术的现象。虽然虚拟仿真技术能够有效地提高学生的动手操作能力，但是模拟操作与实际操作仍然有区别，模拟操作并不能完全取代实际操作。毕竟现实生活中和以后的工作中需要的是实际操作经验，无论是教师还是学生，在教学中绝不能用模拟操作完全取代实际操作。
四、关于虚拟仿真技术在中职电子技术教学中运用
虚拟仿真技术在中职电子技术课程教学中的应用是我国教育信息化发展的必然趋势，同时也是提高电子课程教育教学质量和水平的重要途径。在中职电子技术教学中，应该充分发挥虚拟仿真技术的优势，提高教学效率和学生的实践应用能力。
（一）利用虚拟技术模拟教学情境，提高学习效率
利用虚拟技术模拟生产、生活中的实际场景，让学生有一种身临其境的感觉，使学生在这种教学情境中轻松愉快地获取知识。这种教学方法不仅能激发学生的学习兴趣，而且能使学生较快地融入到学习中，主动思考，积极合作，从而提高学生的学习效率。在中职电子技术教学中，教师完全可以通过虚拟仿真技术模拟一个教学情境。例如，教师可以模拟一个电路操作台，展现出现实中真实的电路数据，让学生积极参与到操作中，在操作中获取并巩固知识，从而提高实践能力。
（二）组织小组合作探究式学习
在运用虚拟仿真技术模拟操作时，可以将学生分成几个小组，通过小组内部的团结协作开展探究学习。在模拟操作时，一个人独自操作容易出现纰漏，而团体合作则可以利用集体的智慧，提高操作能力，往往能取得一加一大于二的效果。同时，为了提高小组合作的积极性，教师可以通过组织小组竞赛的方式激励学生的学习，从而有利于提高学生的学习效率和课堂教学效率。
（三）加强教师对虚拟仿真技术的运用能力
虚拟仿真技术对于中职学校来说是一种新型的教学辅助技术，许多教师对这种技术还不够熟悉，甚至不能熟练地运用。因此，中职学校应该建设一支能够熟练运用虚拟仿真技术的教师队伍，同时，电子技术专业的教师也应该积极地学习这项技术，让课堂教学因这一新技术的应用而变得更加生动活泼。
（四）模拟操作与实际操作相结合
虚拟仿真技术提供的模拟操作让学生在课堂上也能真切地体会到操作的滋味，但模拟操作并不能完全取代实际操作。模拟操作毕竟是人工模拟的，对于一些人们无法预料的情况并不能完全模拟出来，而真切实际的操作体验对于学生来说不仅是必要的，对于提高学生的电子技术应用水平也更为重要。因此，在电子技术教学中运用虚拟仿真技术时，绝不能忽视实际操作的重要性，应该将模拟操作与实际操作相结合，发挥二者的长处以提高学生的综合应用能力。总之，在中职电子技术教学中，我们应该充分发挥虚拟仿真技术的作用，合理利用虚拟仿真技术的优势，提高课堂教学效果和学生的学习效率，从而全面提高学生对电子技术的实际应用水平。
参考文献：
［1］李松湘.虚拟仿真技术在电子技术课程教学中的应用研究［D］.湖南师范学院，2012.
虚拟仿真技术教学篇3
关键词：虚拟仿真技术；高职实践教学；原则；问题
高职院校的实践教学是实现其培养目标的重要途径，对提高毕业生的创新创业能力非常重要，也反应出院校的办学特色。近几年，全国高职院校正在进行着一场如火如荼的实践教学改革，虚拟仿真技术的发展又推动了将仿真技术应用到高职实践教学的发展进程。但是其发展的速度不是很快，由于虚拟仿真软件的有效性及先进程度严重制约着其发展的速度。怎样才能将虚拟仿真技术科学地、有效地应用到高职实践教学中去，充分发挥并优化实践教学在高职人才培养工作中的重要作用，全面提升高职毕业生的职业能力、就业创业能力及创新能力是摆在所有高职院校面前的新挑战。
1实践教学中应用虚拟仿真技术的原则
虚拟仿真技术是应用计算机技术模拟出逼真的虚拟现实的场景，使用者通过应用设备与虚拟环境进行相互作用及影响来体验到一种身临其境的感觉。虚拟仿真技术能使人不受时间和空间的限制去接触非现实的环境，这样在不受条件和环境的限制下去探索和发现现象的本质。虚拟仿真技术给高职实践教学的改革提供了更广阔的空间，将虚拟仿真技术应用到高职实践教学中还要注意以下几个方面。
1.1高职实践教学的目标是提高学生的岗位职业能力，这就要求学生在实践教学的过程中要深入到实际岗位，在一线进行实践操作学习。从而，实践教学中应用虚拟仿真技术的第一步就是要认真分析和调查学生的实践岗位的职业特点和要求，以实际工作过程和真实的工作任务为基础去设计和整合实践教学内容及任务，做到充分利用虚拟仿真技术去构造不受时间及空间限制的符合教学目标要求的立体化实践教学环境，实现对真实职业场景的模拟再现，使学生在具体的场景中完成学习任务，做到传授、学习、操作融为一体，能够在不同的场景中学习自如，做到职业性与场景性相结合。
1.2当今随着市场经济的发展和科技的进步，高职院校越来越重视培养毕业生的职业岗位技能，高职院校不断进行教育教学方面的改革，更加注重提升毕业生的就业能力和适应整个职业生涯发展的要求。所以，高职院校设计的实践教学任务就要和企业生产一线的实际工作和学生参加工作后的实际岗位相适应，培养学生的职业岗位能力。在设计虚拟仿真的实践教学体系的过程里，要挑选具有代表性的，技术先进的设备及工艺技术等，应该注重体现与情境相关的基于工作过程的知识与技能的学习，使学生在完成一个学习任务之后能够对完整的工作流程、操作模式和岗位具体情况得以学习和掌握，从而能够与相关的职业实践活动联系起来，掌握完成工作任务的方法及解决相对复杂的综合问题的技巧，能够适应未来岗位对高职毕业生提出更高的职业能力要求。除此之外，应该重点开发设计那些以培养核心与关键技能为目标的实践教学项目，做到先进性与典型性相结合。
1.3把虚拟仿真技术应用到高职实践教学的过程中，要充分抓住虚拟仿真技术构想性的特点，按照学生心理和认知方面的水平，根据教学内容来设计构思实践的教学场景，培养学生的学习兴趣，拓展学生的想象空间，使学生学习到知识，充分理解概念的含义，领会实践教学所传授的知识点，提高学生的创新创造能力。运用虚拟仿真技术选择适量的教学内容，把抽象的内容具体化，复杂的问题简单化，微观的内容宏观化，这样能够有助于学生理解和掌握操作方法，并达到熟练操作的程度，使得实践教学的效果达到预期的目标。
1.4利用虚拟仿真技术来进行实践教学系统的设计过程中，应该抓住仿真技术交互性强的特点，设计出互动性强、协作性高的实践教学任务，使学生在虚拟现实的实践场景中完成自己的实践操作工作，在整个过程中要注重培训学生们共同解决实际问题的能力。并且，利用虚拟仿真技术设计的实践教学系统要突出其智能性的特点，该系统能够对学生的实践操作成果进行及时的跟踪与反馈，并且可以依据学生的操作情况给予合理的评价，还能够及时给予有针对性、个别化的指导，做到交互性与智能性相结合。
2虚拟仿真技术在应用中应该注意的问题
2.1虚拟实训不能替代实操实训。高职实践教学中利用虚拟仿真技术，实现了实训环境的改善，教学过程的优化，还解决了很多实训教学方面的难题。不过利用虚拟仿真技术来设计高职实践教学内容，不代表虚拟实训可以完全替代实操实训，两者存在着本质的区别。虚拟仿真技术只是通过去模仿一些实际的生产和工作实践过程，让学生在过程中学到一种间接的经验，而不能完全替代真实的现场操作。所以，在应用虚拟仿真技术的实践过程中，必须认清虚拟实训和实操实训的本质区别。设计虚拟实训的思路是：首先是把实操实训无法实现任务利用虚拟仿真技术来设计虚拟实训教学来实现；其次是要依据现代教育理论来设计实践教学任务，把虚拟仿真技术设计的虚拟实训教学内容放在前面进行，而把实操实训安排在后面，并将二者完美的结合在一起，获得最好的教学效果。
虚拟仿真技术教学篇4
关键词：虚拟仿真技术；土建类专业；高职；
作者简介：刘镇（1978-），男，大连职业技术学院讲师，硕士，注册一级建造师、造价师，研究方向为工程管理、工程造价。
中图分类号：G712
文献标识码：a
文章编号：1001－7518（2012）17－0034－02
一、虚拟仿真技术的含义
仿真技术，也被人称之为模拟技术，即用一个系统模仿另一个真实系统的技术。而虚拟现实技术则是在仿真技术的基础上发展而来的，当前仿真系统正在向虚拟环境的系统演变。虚拟现实技术和仿真技术作为对现实世界的模拟，都是基于模型而开展的，都是对现实世界尽可能的再现，因此，由仿真技术和虚拟现实技术两者相结合形成了虚拟仿真技术。
虚拟仿真技术是指运用计算机和专用物理效应设备，借助相应的系统模型，对实际的或假想的系统进行相关动态试验研究的一种新技术，具有可控性、经济性、快速性等特点，有助于解决抽象与实体之间相互联系的问题。
二、目前虚拟仿真教学与高职土建类专业教育的关系
职业教育是以就业为导向的教育，技能教育是职业教育的核心，同样职业教育信息化也要为职业技能服务，信息技术已经成为提高教育质量的重要手段。教育部《关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》（［2006］16号文件）指出，要充分利用现代信息技术，开发虚拟工厂、虚拟车间、虚拟工艺、虚拟实验。
当前，建筑技术含量要求越来越高，不断呈现出结构多样、工艺复杂、施工难度加大等特点，这就需要教育和培养出更多的建筑技术人才，不仅能进行工程设计，而且具有较强的实践技术指导和管理能力。根据2010年统计，开办土建类高职学校达1099所、专业3423个、招生人数307412人。数据表明高职土建类教育不仅规模大、分布广，而且发展速度快。高职土建类教育在强调系统地设计基于学科系统性原则的理论教学体系基础上，应系统地设计基于工作过程化的实践教学体系。而虚拟仿真技术通过交互式环境、情景复现功能，实现对抽象概念的具体化，对传统教学进行革新的一种方式，能够很好的满足“情景教学”与“项目教学”需要。目前，虚拟仿真技术已在多学科领域的教学及实践中使用，并且虚拟仿真技术已运用于工程建设。这些都表明了在土建类教学中采用虚拟仿真技术是可行的、必要的。
三、虚拟仿真技术在土建类专业教学中的应用
（一）形象直观，利用情景教学
心理学指出：传统的课堂教学，学生一般只能吸收不到三成的内容，并且随着时间推移，所掌握的知识会逐步遗忘。[3]同时，研究证实：阅读到的信息我们能学习到10%；听到的信息我们能学习到18%，但所亲身体验过的事我们能学习到80%。毫无疑问，学习体验是最好的方式。土建类学科是一门技术复杂多样，设备材料繁多，实践性强的学科，在教学中需要学生有亲身经历体验。虚拟仿真技术通过虚拟现场情景，仿真施工工艺和过程等，充分调动学生的积极性。将学习目标与教学主题相结合，通过形象直观的方式让学生学习知识。在情景体验教学中，教师与学生更加的积极主动，使教学效果得到明显提高。
（二）提高学生空间想象能力
土建工程是将二维表现的设计图纸实现为三维的、立体的、复杂的建筑物。这就对学生的空间立体想象能力提出了较高的要求。但刚接触该专业的学生，总有想象不出或理解困难的感觉，以往授课中需要通过教师绘图、模型展示等，但效果一般。利用虚拟仿真技术，能够模拟出建筑物的建筑构造，能够真实展示建筑物的各个结点，空间布局、立体图形的生成过程。通过虚拟仿真技术能够使学生置身虚拟建筑空间内，从而对这些建筑空间的认识和理解更形象、更全面、更深刻。
（三）改进管理类课程授课方式
在土建类专业课程体系中，存在很多管理类的课程，这些课程突出特点是很难看到真实场景，甚至在学习中也不可能亲身经历，只能阅读到成果性资料。以工程招投标与合同管理为例，标书制作、合同签订，开标过程等，教学中很难体验这类过程的工作流程和内涵。虚拟仿真技术则能够虚拟相关情景，让学生在课堂中，分角色扮演，经历开标、评标、谈判这些工作，使学生得到充分体验，真实的领悟，从而有效的促进管理类知识转化，完成项目教学。
（四）促进实践教学
土建类专业的实践课程是非常重要的，对学生理解知识点，以及理论与实践相结合有着很强的促进作用。土建类专业需要的实训项目及设备种类数量繁多，各院校受资金、场地、安全教学管理等多方面的制约，很难具有全面的实践条件，而虚拟仿真技术利用自身优势，能够很好的促进实践教学。
第一，保证实训科目的质量，节约成本。为确保实践项目教学的效果，传统的实践教学模式需要巨大的资金投入及购置教学所用的设备，并且在教学过程中会消耗大量的材料，容易淘汰教学仪器和设备，因此很难满足教学所需。从教学资源全过程管理来看，虚拟仿真技术实践减少投入包括占地、建筑投入、设备投入、材料投入、指导教师投入，经过考察统计可以降低30%~80%。同时也降低实训污染（如粉尘实训、噪声污染等），而学生因为得到多次实践机会，效果也远远好于传统教学。
第二，容错功能强，可开展探究性实验。土建类专业实践存在较高的安全风险，尤其是学生到施工现场实训，而企业也为回避对安全事故的各种约束处罚而不愿意接收学生现场实训。为了防止意外事故的发生，通常是采取增加实训操作过程的相关约束条件来确保师生的安全。但限制的越多，与实践就越脱节，教学质量难以得到保障。虚拟仿真技术可引导学生积极在仿真实践中进行实训，不必担心出现任何以外的风险，保证实训安全性（设备安全、人身安全）。通过运用虚拟仿真技术，教师在教学中可以设置各种不同的故障等状态，“虚拟”不同的事故，学生通过反复试验，运用各种方式方法，分析问题、解决问题，在这方面实际实训是无法做到的。
第三，科学定量考核，与职业资格接轨。在土建类的实践项目的考核常常仅是一份报告（施工组织设计、合同、招投标文件等）或是实践指导教师根据学生在实践中的表现，依靠主观给学生评定成绩。而在虚拟仿真实践的软件中，可根据不同需求，设计不同性质的考试、考核方式。而虚拟仿真实践软件通过采取随机出题、海量题库、在线考试等方式，保证考试考核的公平、真实。从而实现了考教分离、分量一致，实现了以考试、考核额成绩来衡量教学质量、评价教学效果、评估学生的学习能力的可能性。
四、如何制作虚拟仿真教学软件
仿真教学软件的研制的总体过程基本上可划分为两大阶段，即教学设计阶段和软件制作阶段，如图1所示。
虚拟仿真教学软件制作是一项复杂的项目管理工程。编制适应高职教育的虚拟仿真软件要把握以下几点:
（一）树立职业教育理念
教学设计应以教育科学的观点和方法为指导，按照职业教育额教学目标、教学内容、教学对象的特点等，结合国家相关职业（工种）标准，优化教学软件的系统结构与模块设计，并选择适当的媒体信息，使其在系统中得到有机结合，以实现课程与实训的教学目标。
（二）创作团队进行脚本编写
脚本作为仿真教学软件的第一关，事关教学实训内容的正确性与科学性，贯穿于脚本编写之中的教学设计，决定了教学软件的生命。
土建类虚拟仿真软件脚本通常由具有丰富教学与实训经验并了解现代教育技术的人来编写。因此，需要组成专业教师、现场工程师、教育技术专家组成的创作队伍。脚本创作中的整体结构要依据研制大纲的要求进行，除了在保证科学性的前提下，重视教学实训项目、任务、技能点、操作步骤的设计，重视文字符号图形的标准化外，还要格外重视屏幕设计，重视交互性设计，重视操作工艺、安全规范等方面的设计。
（三）素材制作要保证质量
素材不仅是构成教学软件的基本单元，也是教学软件完成系统合成的重要前提与基础。素材的制作（包括三维建模）是制作环节中耗费时间最多的环节，据统计，素材制作将占用70%~80%的制作工作量，因此，素材制作是数字化教学资源开发的重心，是制作的重要环节，是制约开发周期的主要环节之一。土建类虚拟仿真软件中的素材要实物、现场场景严格匹配，这样就能保证软件的质量，防止给后期合成带来隐患。
五、虚拟仿真教学与实操教学之间的关系
（一）互补关系：实操教学不能实现的，利用仿真教学可以实现。
（二）融入关系：—份完整的现代化的教学方案，必定是仿真教学与实操教学的完美融入的方案。
（三）顺序关系：一般情况下，仿真教学在前，实操教学在后。
（四）不可替代关系：仿真教学与实操教学，二者不可替代。
（五）随着计算机技术快速发展，仿真教学对实操教学的互补作用会越来越强，同时，实操教学对虚拟仿真教学的依赖程度会越来越高。对于实操教学的设备，有与虚拟仿真系统实现一体化的趋势。
六、结束语
从微观层面看，高等职业教育是以技术人员的职业劳动为导向的，是产生于技术人员的能力、知识和素质，是一种专业劳动。因此，作为高职土建类专业的教学，应以生产目标为导向，有针对性地对学生进行体验式教学。应该通过虚拟仿真技术和赴实地现场进行教学，在课本之外给学生更生动易懂的知识，并通过虚拟的或者真实的实验、实训、实习等实践教学培养具备较高的知识、能力和素质等综合性的高端土建专业技能型人才。
参考文献：
[1]吕爱民，项秉人.生态建筑的数字化构建[J].新建筑，2005（6）：7-9.
虚拟仿真技术教学篇5
关键词虚拟技术园林实训教学
abstractthispaperanalyzestheadvantagesofVirtualRealityinLandscapetrainingteaching.proposetheconditionsandassumptionsoftheVirtualRealitytrainingbaseconstruction.Fromtheperspectiveofcurriculumsystem，exploringVirtualRealityinLandscapepracticeteaching.objectistoprovidenewideas，newapproachesandnewdirectionsfortheLandscapepracticalteachingreformoftechnicalCollegeeducation.
Keywordsvirtualreality；landscapearchitecture；practicalteaching
虚拟现实技术（VirtualReality），简称VR，是利用电脑模拟产生一个三度空间的虚拟世界。这种技术的特点在于，能产生一种人为虚拟的环境，为用户提供视觉、听觉和触觉等感官的模拟，通过交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真，使用户沉浸到该环境中。随着数字化进程的不断加速，电脑多媒体技术的飞速发展和广泛应用，虚拟现实技术也逐步走进课堂。教育部文件中明确指出高等职业教育要大力推行工学结合，突出实践能力培养，改革人才培养模式，其中实验、实训、实习是3个关键环节。①
1虚拟仿真技术在园林实训教学中的优越性
园林是一门综合性学科，它运用植物、水体、木材、石材、不锈钢等多种材料，通过改造地形，筑山、叠石、理水，种植树木花草，营造建筑和布置园路等途径创作，同时吸收文化、历史等人文内容，并结合特定环境创造出形态各异的美的空间。这就需要园林设计师具有高度丰富的想象力和时空观，因此虚拟现实技术在现代园林设计中具有重要的作用。②由于虚拟仿真技术的情境性、交互性和多感知性等特点，其在园林实训教学中同样也具优越性。
1.1情景性
利用VR技术可以虚拟建立园林景观，展现园林丰富的景观内容。例如，植物的色、香及季相变化，景观亭子的造型、材质、大小，经典的古典园林空间，居住区小区园林环境空间，甚至大型森林公园的整体环境展现。学生可以不出教室，就获得与亲临真实场景一样的体会，在空间中随意游走，从而充分感受园林景观中的色彩、光影和动静变化，从而丰富感性认识，加深对空间场景的理解。
1.2交互性
首先，在实训教学阶段，教师可以运用虚拟仿真平台实现对学生的管理和指导。例如教师登录虚拟实训平台，根据实训课程要求先对实训内容进行相应的理论讲解，然后通过互动平台学生实训的目的、内容、计划、流程、具体要求和注意事项。其次，学生在听教师讲解完理论知识后，可以根据自己掌握到的知识进行在线练习，完成一定量的练习后才可以进行相应技能的在线测试。最后，师生之间、学生之间也可以通过虚拟实训平台进行交流和互动。学生在实训过程中如果遇到困惑和问题都可以随时咨询老师或者与其他同学讨论解决，加强师生间的互动交流，同时也提高了学生之间的团队协作能力。
1.3创造性
通过使用VR技术可以发挥学生的主观能动性。在亲身体验三维空间的同时，学生可以实时进行可视化编辑，调整三维空间场景、调整模型的大小、材质、空间位置，对不同场景效果进行推敲和比对，从而激发学生的创造性思维。
2园林专业虚拟仿真实训基地建设的相关支持条件
2.1虚拟仿真实训基地建设所需的硬件设备
为了实现虚拟显示的沉浸特性，必须具备人体的感官特性，包括视觉、听觉、触觉、味觉、嗅觉等。因此建立虚拟仿真实训室，首先需要虚拟现实技术领域相关的硬件设备。F阶段虚拟现实中常用到的硬件设备，大致可以分为四类。（1）建模设备，如计算机和3D扫描仪；（2）显示设备，如虚拟现实头盔，双目全方位显示器，CRt终端-液晶光闸眼镜，大屏幕投影-液晶光闸眼镜，CaVe洞穴式虚拟现实显示系统等。（3）声音设备，如三维立体声和语音识别。（4）交互设备，如数据手套，力矩球，操纵杆，触觉反馈装置，力觉反馈装置，运动捕捉系统，机械式运动捕捉，声学运动捕捉等。
2.2虚拟仿真实训平台所需的软件技术
虚拟仿真实训平台的搭建还需要有相关软件技术的支撑。包括以下几种：
（1）虚拟仿真实训教学管理系统：针对在线教育而研发的管理后台，可以让老师和学生进行实时交流。其功能需要有通过权限号和密码登录，分管理端和客户端。包括个人信息中心、教学管理、教学资源库、翻转课堂、实训任务、仿真实训等模块。
（2）虚拟仿真实训识图与构造软件：将二维图纸与三维模型对应展示，完成对一些建筑小品、构件大样、植物种类的细节进行展示。利于初学者克服对于二维表现抽象思维的不理解，帮助学生培养空间想象的能力，使学生构思得以在实时生成的三维世界中充分发展，协助教师完成课堂识图教学。
（3）虚拟仿真园林规划和设计软件：软件需具备相关的绘图功能，如设置坐标，添加设计素材图库，绘制图框等。此外，软件还需具备兼容功能，支持autoCaD，3Dmax，Sketchup，photoshop等相关设计软件。
2.3专业软件技术团队与园林专业教师合作建立数字库
为了使虚拟仿真实训平台更能切合园林专业的实训教学体系需求，园林专业教师需要参与配合建立数字库系统。首先，园林专业教师需搭建虚拟仿真实训课程体系，根据课程需要提出数字库所需要的各种素材。例如，提供景观建筑小品实训课程中所需要的各类亭子、花架、景墙的相关设计图纸。其次，由专业的软件技术团队提供技术指导和支持，将二维图纸素材变成三维虚拟仿真实训素材。最后，搭建分类数字库系统，用户可以在使用中随时能方便地提取任意模型素材。
3园林实训实践中适用虚拟技术辅助教学的课程
园林虚拟仿真实训系统具需要根据针对专业特色进行开发，为园林实训提供一种交互性教学和实训性体验环境，协助教师完成课程教学与实训。老师可以通过虚拟技术来深化教材内容，学生可以通过虚拟技术软件完成相应的实训操作。虚拟仿真实训系统的开发需要具有良好的延续性、实用性、可操作性和开放性，使其功能可适用于园林设计类、园林工程类以及一些专业基础类课程的实训环节。
3.1设计类课程实训
设计类的课程实训包括园林规划设计课程实训，居住区景观设计实训，景观建筑小品设计实训等。传统的园林设计教学在课堂上无法实现从各个空间角度去鉴赏、剖析园林案例及体验园林景观设计的全过程。③而虚拟仿真实训平台可以在课堂上虚拟展示出案例场景，可以实现无需走出课堂学生就能亲身体验和考察成功案例，实现让学生身临其境地“进入”园林，从任意角度w验设计作品，充分感受园林的空间、色彩、尺度、材料、肌理、质感甚至声音。例如，景观建筑小品实训课程中，学生可以通过虚拟实训平台，将自己设计的成果建立成为三维的立体模型，让学生直观感受自己的设计方案，从空想的平面图纸直接实现虚拟的模型，学生可以直观感受建筑小品造型、构造、材质、体量和空间，从而增加学习兴趣，提高设计能力，培养应用型设计人才。又如，在居住区景观设计实训课程中，虚拟仿真实训系统设置有专门的居住区场地模块。学生可以根据自己的设计构想，在虚拟仿真的场地中通过改造地形，放置园林建筑小品模型，放置园林植物模型等手段去进行空间设计实训。在视角的选择上，还可以根据需要进行选择，如人视步行、匀速车行、甚至鸟瞰飞行等不同运动方式和速度从不同角度去体验。例如，在园林规划设计实训课程中，学生可以选择鸟瞰视角，从空中看到全局的设计景观，从整体角度分析规划设计的可行性和合理性。
3.2园林工程类实训
园林工程施工课程对学生动手能力要求很高，需要进行大量的实训训练。而工程类的某些施工现场含有一定的危险系数，不适合还没熟练掌握施工技能的学生直接到去现场实训。虚拟仿真实训系统能提供真实的360度全方位三维施工现场模型场景，提供给学生进行模拟操作的实训场地，使学生身临其境，模拟相应的工作角色，为学生将来到现场实习打下良好的基础。同时由于真实性强，学生对于遇到的问题也会产生较强的求知欲，提高学习的兴趣，自觉练习施工技巧操作，从而能更好更扎实地掌握各项操作技术。
学生可以像玩游戏一样进行各种实训通关。首先，由教师先启动虚拟动画进行技能示范演示，向学生讲解和展示每个实训技能操作的内容、步骤和要求，使学生对实训任务有直观的了解。然后，学生通过反复操作练习，熟悉并掌握某个施工流程和技术要点进行通关检测。学生在进行通关检测实训中，每通过一关即是完成一项实训作业，评价系统会自动对每项操作进行打分，分数需要达到设定值以上，才能晋级下一个实训任务。以驳岸施工实训为例，学生可以使用皮尺、石块、铁锹、碎石、石灰、水泥、砂石等工具模型，先通关“测量放线”关卡，才能晋级下面的“挖槽”、“夯实基础”、“浇筑基础”、“砌筑岸墙”等关卡。最后，系统会对学生总体的实训情况进行评价，教师通过启动互动交流平台，指导和解决学生在实训时遇到的问题。例如哪些同学的动作不标准，哪些同学操作的步骤出现错误，哪些同学所选用的材料有误等问题，都能通过互动交流平台指出。同时，老师一方面可根据学生实训反应出的问题，如某些触控界面指示不清，某些色彩和实物反差较大，某些预设步骤可控性不强等，对相应的模块进行调整和改进；另一方面，教师可与时俱进地在模块中添加新技术或是新材料使之与现行的施工程序和行业规范保持一致，保证学以致用，提高模拟效果。
3.3专业基础类课程
园林制图与识图属于专业基础类课程，课程内容中轴测、透视、投影等占有很大比例，相对于其他专业课程来说比较枯燥乏味。虽然现今课堂已经使用ppt和FLaSH等多媒体教学辅助，但是其给出的形体直视图方向单一，不能进行多方向观察，也不能进行现场实时编辑修改，精度效果仍然不能满足教学要求。虚拟仿真实训平台设置的课程实训系统，可以根据教材章节划分模块内容，如绘图基本知识、投影基本知识、轴测图、透视图、剖面与断面、施工图绘制、构造识别等。使用虚拟仿真实训平台，可以通过点击平面图纸来对应三维模型，每个模型都可以任意变换观察角度和形状，随意拆分叠加和剖切，并且生成对应的二维图纸。实训系统数据库中内置大量的建筑构建模型，通过点击能读取构造知识点及相应的制图规范，模型界面和图纸界面可以相互转换进入或是同时打开对比，大大提高学生对制图规范的记忆能力以及空间思维能力。
4结语（下转第129页）（上接第102页）
科技在飞速发展，技术也在完善，园林专业需要紧跟时代的步伐，园林实训课程要不断改革创新，探索一种新的教学模式，调动学生的主观能动性，培养学生成为有创新意识、有过硬专业技术的人才。
注释
①耿晓东，戴群，丁小晏.虚拟实训在园路工程施工课程实践教学中的应用[J].现代农业科技，2013（9）：328-331.
虚拟仿真技术教学篇6
关键词：数控教学计算机虚拟仿真技术应用
随着我国经济的快速发展，作为基础行业的制造业需要满足其他行业更高的要求。数控技术是机械制造行业的核心技术，它的水平将会影响到产品的机械产品的加工水平。如今，我国的数控技术人才十分缺乏，如何让学习者掌握数控技术的核心，是数控技术教学过程中的一个重要方面，也是一个难点。由于数控教学和培训的工具都是数控机床，其价格本身就很昂贵，机床的配备能力与学习的实力有关，为了加强学生对数控技术的了解和掌握能力，如果采用计算机仿真技术对数控加工教学环境进行模拟，则也可以很快让学生投入到加工学习过程中，从而可以提高数控教学的质量和教学效果。
1、计算机虚拟仿真技术的意义
传统数控教学模式还是存在很多的弊端。首先，由于数控实验的机械设备都很昂贵，因此，设备的数量与学生的需要是不匹配的，即使是进行分组实验也不能满足。其次，数控教材中所涉及的机械设备范围很广泛，而实验设备就没有办法完全齐全，更没有更新。再次，真是的机械设备给初次进行实验的学生操作带来一些安全的隐患，尤其是没有使用过的人员，操作中更易出现问题，这些都是数控教学遇到的一些阻碍。随着信息技术在各行各业的应用越来越广泛，其发展程度也越来越深层次，数控教学中也出现了计算机虚拟仿真技术。随着该技术的的不断改进，为人、机之间的交互提供了极好的平台，对数控教学具有深远的意义。
2、计算机虚拟仿真技术在数控教学中的应用
2.1建立了全新的学习情景
数控本身就是一门难度系数比较大的学科，学生一开始并不具备任何数控实验、原理结构等方面的基础知识。利用虚拟仿真技术，可以彻底打破原有的空间限制，不仅可以给学生展示机械设备的外部信息，也可以让学生对机械设备的内部原理和工作情况有详细的了解，可以生动直观的体验到设备的学习。比如，在对机床的结构构成、运行原理等方面教学中，如果引入了计算机虚拟仿真技术，可以让学生有一目了然的感觉，凸显出教学意义。其次，仿真教学也可以突破时间的限制，比如在实际过程中加工一套模具肯定需要很漫长的时间，如果运用了虚拟仿真技术，就可以节约大量的时间，比如那些需要经过漫长的加工才能呢个显现出来的变化过程，就可以利用仿真技术，在短时间内给学生一个立体的展示，有助于学生理解数控技术的原理、加工过程等。
2.2节约教育成本
传统数控教学过程中，无论是数控机床编程还是具体的操作都是在真实的机床上进行。受经济因素的影响，教学过程中的实验机床有限。然而国家对数控方面的专业人才需求则在迅速增加，学校有限的资源不能满足学生上机操作的要求，对学生发展有一定阻碍。在数控教学中引入计算机虚拟仿真技术后，对实际设备的需求量就可以相对减少，可以通过相关的软件应用来实现具体的操作等。在传统的操作实习中，也会有大量的材料消耗，举一个简单的例子，如果一个班级的人数为40人，学生实践时间为4周，实践过程中利用10台数控车床，以4人为一个小组进行教学，假设一周完成教师布置的一个项目，则每人每周要消耗2根40×100规格的棒料，整个实践过程中平均每人要消耗8根，总计24元；按正常损耗来计算，刀具的消耗约为30元；其他损耗费约为100元，总计154元，一个班级的总体实践费用则是6160元，学生的消耗费用还是比较高的，另外，还有教师在实践过程中的人力成本。如果在教学过程中引入计算机虚拟仿真技术，则可以节约很大一部分成本，从长期来看，更有助于其可持续发展。
2.3便于教学
在数控教学过程中，如果采用实际的机械设备进行教学讲解，十分不便。在机床上给学生示范时，不能完全保证每个学生都能清楚地了解到每一个动作和注意事项，往往导致教学效果不太理想。而计算机仿真技术的应用，教师可以利用多媒体的方式在学生的计算机屏幕上进行教学内容的演示，使学生可以清晰地了解每一个操作细节，计算机仿真技术也有助于教师对学生进行指导。另外，计算机虚拟仿真软件在数控教学中的应用越来越广泛，还促进了教学过程中制定参数化的评分标准，检验加工程序好坏等，该技术的不断应用为学校与社会化的技能考核与学生水平的鉴定提供了广阔的平台。
另外，由于计算机仿真教学可以极少甚至不用真实的机械设备，因此可以减少其中的不安全因素。由于学生没有形成良好的操作习惯，对加工工艺的了解也不多，因此利用机械设备进行实验时容易发生对刀、编程、输入等方面的错误，导致过限位、撞车等众多安全事故。利用仿真技术就可以很好的解决这一问题。
随着计算机信息技术的不断发展，计算机虚拟仿真技术的应用程度也逐渐加深。由于数控加工是各种制造行业的关键和基础，国家对数控专业人才的需求也不断增大。然而由于多方面的限制，导致学生的数控实践不能采用完全实际机械化，例如资金有限、安全因素等都是数控教学过程中的一些阻碍因素。因此，加强计算机虚拟仿真技术在数控教学中的应用具有重要意义。目前，该技术在数控教学中的应用也越来越广泛。
参考文献
[1]廖建钢.计算机虚拟仿真技术在数控教学中的应用[J].新课程（中），2011（01）.
虚拟仿真技术教学篇7
[关键词]虚拟仿真；中职院校；电子技术
[中图分类号]G712[文献标志码]a[文章编号]2096-0603（2017）21-0084-01
随着现代科技水平的不断提高，虚拟仿真技术愈来愈被更多的人所认识并了解，运用领域亦变得更加广泛。虚拟技术蓬勃的发展背景下，在中职电子技术教学中加强其工作的推进不仅有利于虚拟仿真技术社会价值的实现，更有利于推动我国中职教育事业的进步与发展。为此，加强虚拟仿真技术在中职电子技术教学中的应用势在必行。
一、虚拟仿真技术在中职电子技术教学中的应用现状
（一）教师教学的得力手段
虚拟仿真技術在中职电子技术教学中的应用有效提高了教学质量，在传统的中职电子技术教学中，教师往往采用“填鸭式”的理论教学手法进行教学，然而电子技术教学的理论教学抽象、难懂，加之学生的实操课安排比例较少，从而导致其教学质量不高。而虚拟仿真技术的应用不仅有效地将抽象的理论知识进行具体化、形象化，使学生更好地理解相关知识，更有助于减轻教师的教学负担，使教师能够腾出更多的时间进行备课设计工作，并借此提高整体教学质量。
（二）学生学习的“好帮手”
中职院校的学生往往文化课基础较为薄弱，其在抽象、难懂的电子技术课堂学习中受个人学习基础的限制，难以激发自身的学习积极性。虚拟仿真技术的应用能够将系统的理论知识运用图文并茂的形式在荧幕中呈现，学生被新的动态教学模式所吸引，便会提高自己的学习积极性和主动性。此外，虚拟仿真技术在电子技术教学中的应用还能够打破传统理论知识统一的课堂局面，从而给教学模式带来更多的创新，使电子技术教学质量不断提升[1]。
（三）教师的虚拟仿真技术应用有待提高
虚拟仿真技术的应用确定能够提高学生的学习积极性和电子技术教学质量，然而，作为一种新型的教学模式，虚拟仿真技术的应用对教师自身的应用水平有着较高的要求。当前，我国中职院校多数教师在教学工作中已经形成了理论讲解为主的习惯，对突如其来的教学改革很难在一时间适应，并缺乏对虚拟仿真技术的深入了解，使其在实践教学工作中难以保持长远的教学价值。为此，强化教师对虚拟仿真技术的应用能力成为中职院校电子技术教学工作任务的重点。
二、关于虚拟仿真技术在中职电子技术教学中的具体应用
（一）利用虚拟仿真技术创设教学情境
虚拟仿真技术对生活中的情境进行模拟，让教学资源更加直观地呈现在学生眼前，同时将教学资源的影像要素与生活化相关联，借以激发学生的积极性，使学生有种身临其境之感，并轻松、愉快地获取电子技术专业知识。此外，这种教学技术的应用不仅能够促进学生学习主动性的提高，更能让学生更加充分地理解和运用电子技术知识并提高学生的学习效率。为此，在实际教学中，教师可以构建一个虚拟仿真技术的情境平台，让学生模拟电路操作来展示电路数据，不仅能促使学生在课堂学习中清晰地掌握理论知识，而且能提高他们的实践操作能力[2]。
（二）虚拟仿真技术在小组合作学习中的应用
小组合作学习的教学模式在传统的电子技术教学工作中便有所应用，但学生整体对其知识点内容缺乏明确的认识和理解，继而导致在小组写作学习过程中容易产生较大的分歧，进而影响学习效果。而虚拟仿真技术与小组合作学习模式的融合不仅能够促进学生团队协作学习能力的提升，更能让每个学生清晰地了解技术与理论领域的知识点，让学生更能够在不同的观点下进行积极探索，极大地提高学生的学习效率。此外，教师在运用虚拟仿真技术授课时，其自身要不断加强对该技术的练习，在教学中不断学习，可以提高自身对虚拟仿真技术的应用能力，从而满足电子技术教学工作的要求。
（三）模拟操作与实际操作相结合
鉴于中职院校电子技术教学中的设备数量限制和人数配比限制，必须加强虚拟仿真技术的引进，从而促进全体学生能够更好地进行实操训练。虚拟仿真技术能够为学生构建虚拟的实操平台，让学生能够在模拟操作中切实感受到现实的操作滋味。值得强调的是，模拟器操作虽然能够培养学生的实操能力，但却无法模拟出现实设备出现的各种突发问题，为此，在进行模拟操作教学中亦要充分与实际操作相结合，让学生在虚拟仿真技术的辅佐下进行更好的实操训练，从而促进学生综合应用能力的提高[3]。
在信息化时展背景下，中职院校的教育模式要积极顺应时代的发展潮流，在电子技术教学工作中尽可能融入现代化教学手段，积极推进虚拟仿真技术在教学工作中的应用，科学、合理地利用虚拟仿真技术的优势来提高课堂教学质量，从而全面提升学生的实际应用水平。
作者：杨健
参考文献：
[1]陈闽蜀.虚拟仿真技术在中职电子技术教学中的应用分析[J].兰州教育学院学报，2015（3）：111-112.
虚拟仿真技术教学篇8
关键词：虚拟仿真；Lte；职业教育
1.研究的背景
工信部于2013年12月4日正式向三大运营商发放首批tD-Lte牌照，2014年2月27日向中国电信和中国联通发放FDD-Lte牌照。我国通信行业进入4G时代。
三大运营商2016年12月公布了运营数据，中国移动4G用户数达到5.35亿户，中国联通1.046亿户，中国电信1.22亿户，中国4G用户总数超过了5.5亿。我国4G用户数已突破7亿大关。
随着Lte网络的发展，电信行业对Lte建设、维护、优化人才的需求一直增加。面对发展得4G，国内各高等职业院校纷纷开设Lte课程。
2.教学中为什么会增加虚拟仿真技术
职业教育以“培养生产、建设、服务和管理第一线高素质技能型专门人才”为目标，在真实的岗位环境学习和练习是职教学生掌握技能的最佳途径。
由于Lte技术商用不久，实际设备价格高昂，并且需要专业人员维护；通常一般院校配备的enodeB，epC、承载网设备种类和数量都比较少，网络不成规模，跟真正的电信网络实际环境存在很大的差距。一般教学内容以无线网络为主，无法满足4G全网建设的教学要求，难以开展大型网络的规划、安装、配置、测试等内容的实验实训，用真实设备安装调试、参数设置的教学中，系统只允许一个操作账户加载数据，不能多人同时操作，教学效率比较低；而且真实设备规模很小，难以支持按照不同人口、规模的城市，对应不同网络的规模、类型，对Lte网络的无线网接入网、核心网、承载网进行网络拓扑设计、容量规划、机房配置、设备配置、数据配置、业务验证等实验实习教学内容，更无法进行多城市大规模复杂网络的教学活动。虚拟仿真教学打破时空限制，具有灵活性。
4G移动通信理论知识繁杂、枯燥，学生往往缺乏学习兴趣。模拟仿真系统呈现的场景贴近实际网络和设备，内容和种类丰富，知识内容和实际操作相结合，具有直观的形象，学习、实验进程画面精美，犹如网络游戏，还可以进行组队竞赛，可以生成学习成绩分数，容易激起学生的学习兴趣。
3.虚拟仿真技术在Lte课程教学中的探索和实践
职业教育强调贴近企业，贴近实际工作场景，Lte网络的建设不仅涉及无线网络，也涉及核心网、承载网，包括无线接入、交换、ip网络、传输、光纤通信等内容。
在教学实践中，人们在已有的Lte实验室真实设备以外，按照虚实结合、能实不虚的原则，建设了Lte全网仿真实验室，其中实际设备主要有nodeB包括RRU，BBU，天馈，核心网epC包括统一移动接入控制网元（mme设备）、用户数据网元（HSS设备）、融合分组网关网元（pGw，sGw设备）、服务器等设备。另外还有各网元之间的光纤及传输设备等承载网部分。虚拟仿真系统主要由软件、终端及服务器等组成。
真实设备教学的时候，由于机房场地限制，设备已经安装好，硬件安装教学时，只能让学生观看，无法进行设备硬件安装的操作；由于安全原因，也无法进行天馈的安装操作；由于实际设备只能由一个账户设置、加载数据，因此不能让学生同时进行数据调试和配置练习，教学效率低；另外，整个系统跨多个机房，学生不容易掌握整个网络结构。而实际运行的网络规模很大，结构复杂，有各种不同的构型和组合，实际设备并不能一一反映。
因此，需要虚拟仿真系统的补充，虚拟仿真系统可以提供各种设备的硬件结构安装、天馈、线缆的安装连接，能够供所有学生同时进行数据配置和调试；能够在实验室每个学生同时进行网络测试，能提供近乎真实的省级复杂网络，按照城市规模、用户数量、业务模型、设备规模反映各种不同结构和规模的网络。
通过真实设备和虚拟仿真技术结合，整个教学系统包含Lte网络建设、维护的全部环节和主要设备，以Lte建设、维护各个阶段的内容为主线，划为5个学习情境：网络拓扑规划、容量规划、设备配置、数据配置、业务调测；每个学习情境包含若干个学习任务，以任务为导向，学习相应的知识点和技能点，在教学实践中，充分利用真实设备和虚拟仿真系统，虚实结合，扬长避短。摆脱通信设备实操环境制约，快速掌握设备的组网、硬件结构、软硬件工程安装、开通调试等过程。通过建立一个以高仿真商用设备机房为背景的虚拟4G网络，即包含无线接入、核心网、承载网，tD，FDD混合组网，省级规模自成体系的Lte仿真网络，可以进行无线接入网、核心网、承载网的拓扑设计、容量规划、设备选型、硬件配置、线缆连接、数据配置、开通调试、故障排查、实现业务验证，涵盖4G全网规划、建设、维护各阶段。
虚拟仿真技术的使用改变以往专业学习以纵向知识为主线，各个专业课程之间衔接不紧密，横向知识难以融会贯通的弊病。例如：移动网络的学习只涉及移动网络的理论和实训，光纤通信只涉及光纤通信理论和实训，交换机技术只涉及交换机理论和实训。
把不同专业知识按照工程项目串联起来，以工程为主线，实现知识纵向、横向衔接，把无线接入、核心网、ip网、光传输网知识在Lte建设中有机地关联起来，以工程应用为目的，训练学生的Lte网络全局思维，建立全网全通的概念。
让学生在学校就能掌握行业领先的全网全套移动通信技术。同时，促进教师融会贯通，移动、交换、传输知识，全面掌握Lte网络全网拓扑规划、容量规划、设备配置、数据配置、业务验证等专业技能，提高综合能力。
通过一个多学期的教学实践，不仅顺利完成了Lte课程的教学任务，学生得到了接近实际电信网络的练，取得了较好的学习效果，而且部分优秀学生在省级职业技能竞赛中取得了优异的成绩。
4.结语
虚拟仿真系统是当前职业教育改革的重要方向。教育部指出职业教育要“大力推动仿真、多媒体课件等数字化教学资源开发”“要充分利用现代信息技术，开发虚拟工厂、虚拟车间、虚拟工艺、虚拟实验”；并提出“遴选和开发1500套虚拟仿真实训实验系统”“创新仿真实训资源应用模式，提高使用效益”。
虚拟仿真技术教学篇9
【论文摘要】将虚拟仿真技术引入教学领域后对传统教学手段产生了强烈冲击。本文针对航空电子装备教学中如何应用虚拟仿真技术给出了应用方法和体会。
1．引言
自20世纪9o年代以来，以计算机仿真技术、多媒体技术和虚拟现实技术为特征的“虚拟仿真实验室”开始在世界各地出现，并逐步渗透到教学领域。作为一种新型的实验教学手段，虚拟仿真教学对传统的教学手段产生了强烈冲击，并引发了教学领域一系列深刻的变化。种种迹象表明，虚拟仿真教学将是今后实验教学改革的一个重要发展方向。本文结合多年来在航空电子装备教学中应用虚拟仿真技术的经验，探讨在航空电子装备教学软件中应用虚拟仿真技术的方法和体会。
2．虚拟仿真技术简介
虚拟仿真技术是对虚拟现实技术和系统仿真技术的合称。
2．1虚拟现实技术
虚拟现实技术就是利用三维建模技术，构建一个与现实世界的物体和环境相同或相似的虚拟三维场景，并能响应用户的输入，根据用户的不同动作做出相应的反应。虚拟现实的关键技术主要有动态环境建模技术、实时三维图形生成技术、立体显示和传感器技术等。虚拟现实技术主要侧重于对真实物体物理特征的仿真，也称为视景仿真，它主要用于产品设计与展示、商业广告、游戏设计等。
在航空电子装备教学中，大量用到对装备的外观、结构、组成、连接、机安装位置的展示，传统教学大都采用实物展示的方法。近年来随着大量航空电子装备的更新换代，因受经费、场地及使用寿命等因素的限制，传统教学方法已远远不能满足要求，而采用虚拟现实技术的展示方法则以其廉价、无场地限制和效果良好得以广泛应用。
目前有大量成熟的软件平台可以进行视景仿真的开发，主流平台CreatorVegaVegaprimeVtreeopenGVSQUeSt3DVRtoLLSeon、weB3D、JaVa3D、GLStudio等。其中，mULtiGen公司的虚拟现实数据库openFLiGHt已经成为了工业标准，在军事、航空航天等领域应用都比较成熟。在航空电子装备虚拟仿真软件的开发中我们采用rVegaprime、GLStudio和eon作为视景仿真开发的技术平台，解决物理模型的创建、场景显示等问题。该平台可以达到照片级的视景仿真效果．同时采用嵌入openGL技术来解决物理模型的交互问题。
2．2系统仿真技术
系统仿真技术是伴随着计算机技术的发展而逐步形成的一门新兴学科．它通过建立实际系统的数学模型，利用计算机运算来达到对被仿真系统的分析、研究、设计等目的。系统仿真技术主要侧重于对真实系统的内在机理、运动方式的仿真，也称为行为仿真。系统仿真技术最初主要用于航空、航天、原子反应堆等价格昂贵、周期长、危险性大实际系统试验难以实现等少数领域，后来逐步发展到电力、石油、化工、冶金、机械等一些主要工业部门，并进一步扩大到社会系统、经济系统、交通运输系统、生态系统等一些非工程系统领域。
在航空电子装备教学中，对装备工作原理的讲解既是重点也是难点。传统教学方法主要通过教员的讲述，配合一些静态的图形帮助学员理解．教学效果主要依赖于教员的授课水平和技巧。近年来．我们尝试将系统仿真技术应用到航空电子装备教学中，根据被仿真装备的工作原理，建立系统的数学模型，并根据装备的不同工作状态，对模型进行动态运行．结合虚拟现实技术实现的逼真场景．较好地模拟实际装备的工作情况。利用该技术开发、研制的教学软件不但可供教员教学使用．也可供学员自学，并达到了较好的教学效果。
目前，有许多成熟的系统仿真开发平台软件．如Simulink、SystemView等，这些软件以其功能强大和使用方便、易用性受到广大用户欢迎．但价格较为昂贵，且大多未提供对外的仿真数据接口．仿真系统应用的灵活性、扩展性和可变性受到很多限制。当然也可自行开发适用的仿真开发平台软件。在航空电子装备虚拟仿真软件的开发中我们采用的是自行开发的系统仿真平台软件。
3．虚拟仿真技术在航空电子装备教学中的应用方法和步骤
3．1建立仿真模型
这里所说的仿真模型既包括反映航空电子装备外观、结构的三维物理模型，也包括揭示其内在工作机理及行为的数学模型。对三维物理模型的建立，主要依据装备本身的物理状态，其原则就是在尽量减小面数的同时提高逼真度。对系统数学模型的建立，则需要视系统的复杂程度进行取舍和优化，本着够用为度的原则，以尽量减小运算量。建立数学模型时，还应考虑到系统运行时的参数调整。
3．2创建仿真装备的虚拟场景并驱动
对于虚拟场景的驱动，根据使用方式的不同采用了不同的方式如果进行的仅是装备外观、结构的展示，可使用eon进行动作的编辑和驱动；如果需要对装备进行虚拟操作仿真，则使用GLStudio软件先进行操作面板、虚拟仪表的编辑和制作，然后再利用Vegaprime驱动以实现更复杂的交互操作。
3.3系统集成
系统集成就是将上述做好的模型、场景按照教学软件所需的形式将其有机的整合在一起，使之成为_个完整的、规范的教学软件。系统集成可以使用目前常用的软件开发平台如VB、vc++等。由于上述虚拟现实驱动软件如eon、GLStudio及Vegaprime等均以activeX控件方式提供了可用于常用软件开发平台的运行插件，因此，系统集成变得十分方便。编写程序时，只需考虑软件功能的安排，注意程序间的兼容性即可。
系统集成时，还需要将系统行为仿真的结果通过视景仿真表现出来，即用行为仿真的数据来驱动三维物理模型的动作。由于系统行为仿真采用了专门的运行平台，与视景仿真处于不同的系统进程中．因此这种驱动是通过两进程间的实时通信来完成的。这里还需要考虑进程间的同步问题。
虚拟仿真技术教学篇10
关键词：电机学；虚拟仿真；教学
一、电机学授课中存在的问题
教学内容涉及直流电机、变压器、异步电机以及同步电机的基本结构、工作原理以及电磁感应、能量转化等多方面的问题，使学生在学习的过程中感觉授课内容较为繁重，并且由于其计算量非常大，学生在学习过程中往往有很大的厌学思想。同时电机学又是一门实践性非常强的课程，如果只讲授理论，不能很好地与工程实际相结合，理论与实践脱节，那么学生很快就会失去学习兴趣，造成学习基础不牢固。
其次，电机学课程实验教学装置一般情况下由多个挂箱组成一个实验台，在使用过程中根据不同的实验内容来摘、挂各种不同的实验箱体，由于使用量大，经常性的拔插，使得设备损坏情况非常严重，尤其是每个电机实验都会使用的电阻箱，其完好率非常低，这就需要在实验教学过程中，学生必须将很大一部分的精力和时间去解决由于设备老化带来的信号失真等问题，严重影响对实验内容的理解。
二、虚拟仿真软件在电机学教学中的作用
电机学教学的自身特点决定了其授课方式应该是增加较多综合性和工程实践类的授课内容，以此来提高学生的学习兴趣。但是由于高校扩招，高校的实验条件受到很大制约，无法满足学生实践操作，尤其是“电机学”教学中模拟的工程实际项目，如串励直流电动机的轻载运行、异步电机起动与停止、变压器的极性和联结组以及电机学中磁场的分布等内容，仅仅依靠教师的讲解学生很难有较深入的理解，只能依靠仿真手段直观演示。
将虚拟仿真技术应用在电机学授课过程中，能够加强学生创新能力的培养，提高了学生的学习兴趣，改变了传统教师讲，学生被动接受的授课模式。针对提出的项目要求，学生不像以前只是重复教师的操作，而是能够发挥主观能动性，可以自己设计电路，建立仿真模型、调试仿真参数并验证最后的结果，整个过程教师充当指引方向的角色，而将具体的设计、调试过程交由学生独立完成，培养他们独立分析问题和解决实际问题的能力。
虚拟仿真技术的应用另一个大的优势在于学生对于授课内容的理解不一定非要在实验室完成，可以摆脱昂贵的仪器与设备的束缚，仅仅需要一台笔记本学生在寝室内就可以模拟出的电机实际运行情况。
三、将虚拟仿真技术有效融入教学中的主要方式
（一）传统教学为主、仿真教学为辅有机结合
传统教学方法的优势在于授课教师通过此种教学方法能够充分发挥教师的主导作用，将教师多年来对教学内容的理解在短时间内传递给学生，但是存在学生容易产生依赖心理，造成学习的积极性和主动性不高以及教学形式单一等问题。虚拟仿真教学则体现了学生作为教学主体，教师的作用更多地体现在提出问题设想以及引导学生思路，这样能够充分发挥学生自主性，但也容易产生教学内容讲述深度不够以及学生由于个体的差异产生的教学进度不易统一的问题。因此将传统教学方法和虚拟仿真教学有机结合起来可以既发挥教师的主导作用又发挥学生的主体作用，可以很好地提升教学质量。例如对异步电动机工作原理进行讲解时，就可以采用传统教学方式，通过教师对内容理解概括出工作原理的几个方面，大大节约学生的理解时间。而电机内部由于结构复杂并且电磁转化过程又比较抽象，学生的工程实际经验又少，很难对其产生较为直观的理解，这个时候就可以将虚拟仿真技术加入，产生较好的教学效果。
（二）进行教材改革
现行各个高校所用的电机学授课教程大部分是对电机的结构、原理进行讲解，极少涉及到将虚拟仿真技术和电机学授课内容相结合，因此想要改变传统的教学授课模式，改革电机学授课教程，提高学生的学习兴趣，就必须要应用虚拟仿真软件对授课具体实例进行软件仿真，将课程中许多抽象的概念和原理以具体图形的形式表现出来，以便促进学生更好地理解课程中的重点和难点知识。例如在讲授他励直流电动机的起动过程，在教材传统内容的基础上，可以增加matLaB的Simulink工具箱程序，来进行一个简单的仿真设计，通过仿真模块的建立，参数的调试过程，学生能够非常直观地观察起动电流的变化过程，同时也可以观察其他变量的动态过程。将课程实例与虚拟仿真技术融合在一起，能够激发学生的学习兴趣并提高学生对工程的认识，达到改善教学质量的目的。
（三）教师科研工作与授课相结合，引入最新科研成果，丰富教学内容
将教师的科研项目与授课内容相结合，以便增长学生的见识。如在科研课题中，经常会用到三相异步电动机启动、调速和制动，教师可以在授课过程中给出课题的基本要求，组织学生独立开展课题设计研究，然后在班级内部对课题设计内容进行讨论，最后由教师决定通过后学生独立进行各个阶段的实施方案的设计，然后根据设计方案在虚拟仿真软件上完成实验内容并处理实验数据，最后撰写实验报告。另外，还可采用matLaB软件完成课题中复杂的参数计算，以便学生能够把更多的精力放在研究各参数的相互关系上，很好地提升了学习效率。
（四）充分发挥实践基地作用，将实验项目与虚拟仿真软件相结合
即实践――理论――实践的教学模式。在实验教学过程中首先教师进行演示，以便学生能够有目的地观察电机运行时的各种现象，然后针对本节所讲述的内容，让学生带着问题有目的去听课，针对刚才的教师授课内容将实验现象上升到理论高度分析，得出结论，最后再通过matLaB仿真软件将实验进一步理论深化，以达到事半功倍的效果。通过学生主动构思实验设计内容，提出设计实验方案和实验电路，教师的作用仅仅起到侧面辅导，而不实际参与到实验的具体操作过程中。为此实验中心应创造条件在课外对学生开放，给有兴趣的学生以更多的锻炼机会，培养学生的综合实践能力与创造思维能力。
（五）应用虚拟仿真技术，完善网络课程建设
目前随着社会的不断进步，计算机技术、互联网技术的蓬勃发展，使得网络教学独特的优势越来越明显。网络教学能够克服传统课堂教学受时间、空间上的限制，使学生可以利用零星时间随时学习，同时网络课程作为课堂教学的补充，方便教师与学生的互动。较好的网络课程需要不断地完善教学内容，增加方便学生独立学习的资源，这时虚拟仿真技术的优势便体现出来，可以应用matLaB软件中的Simulink工具箱来动态的显示一些电机运行状况，这样能够提高学生学习的主动性与学习效率，取得较好的教学效果。
虚拟仿真技术在电机学教学中应用，能够真实再现实际工程项目运行状况，使许多较为抽象的概念和原理形象化，大大改善了教学效果，提高了电机学课程的教学质量，学生接受效果要好于传统电机学授课方式。
参考文献：
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