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【關(guān)鍵詞】仿真技術(shù) 電子裝備 教學(xué)

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

實踐作為電子課程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對于增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的動手能力具有重要意義，還有利于學(xué)生在實踐中自主發(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)校有限的試驗場地和實驗設(shè)備越來越難以滿足學(xué)生實踐活動的需要，一些較復(fù)雜和設(shè)計性較強(qiáng)的實驗，多數(shù)學(xué)校不能提供相應(yīng)的設(shè)備，對電子設(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，建立一個和實際物體與實際環(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)動作及時給出相對應(yīng)的反應(yīng)。仿真技術(shù)的仿真對象主要是現(xiàn)實物體的物理特征，現(xiàn)階段產(chǎn)品設(shè)計和展示、商業(yè)廣告以及游戲設(shè)計中都得到了廣泛引用。

在電子裝備教學(xué)中，很多時候都需要對裝備的外觀、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、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，應(yīng)嚴(yán)格依照裝備本身的物理狀態(tài)進(jìn)行，在對其面數(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，應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的復(fù)雜程度實施必要的取舍以及優(yōu)化，應(yīng)在夠用的原則上，最大限度地縮減運算量。當(dāng)然，系統(tǒng)運行時的參數(shù)調(diào)整也應(yīng)作為建立數(shù)學(xué)模型的一個重要方面加以重視。

第二，創(chuàng)建仿真設(shè)備的虛擬場景并驅(qū)動。通常來說，在虛擬場景的驅(qū)動上如果只是裝備的外觀和機(jī)構(gòu)展示，則可通過EON來實施相關(guān)工作的編輯和驅(qū)動；實施裝備的虛擬操作仿真時，則應(yīng)當(dāng)通過GLStudio首先對操作面板以及虛擬儀表等實施編輯和制作，完成之后，再通過Vega Prime軟件進(jìn)行驅(qū)動，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)實驅(qū)動軟件有EON、GLStudio等，這些軟件平臺都是采用ActiveX控件來實現(xiàn)的，在編寫程序時只需關(guān)注軟件功能的安排以及程序間的兼容性。

三 教學(xué)實施內(nèi)容和目標(biāo)

第一，幫助學(xué)生夯實理論功底。教師在進(jìn)行電路系統(tǒng)設(shè)計教學(xué)時，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)生對于電路調(diào)試、修改以及優(yōu)化能力的培養(yǎng)，尤其是對于電路的功率、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，以逐步提高現(xiàn)代電子設(shè)計技術(shù)的知識和電子系統(tǒng)的設(shè)計水平。為了充分挖掘仿真軟件的潛力，還可以通過仿真電路進(jìn)行驗證，對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)過的理論知識對故障點進(jìn)行發(fā)現(xiàn)和排除，切實訓(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)計的概念。仿真技術(shù)中提供了優(yōu)化設(shè)計的子系統(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，可以實現(xiàn)對多種參數(shù)的任意組合，尤其能較為直觀地選擇出最佳的設(shè)計參數(shù)，進(jìn)而能幫助學(xué)生樹立起優(yōu)化設(shè)計這一概念，從而在以后的設(shè)計中盡量考慮產(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。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，而在實際的電子裝備仿真設(shè)計時，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，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提供了有利條件，對培養(yǎng)適應(yīng)信息時代趨勢的高素質(zhì)人才具有重要意義。

參考文獻(xiàn)

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關(guān)鍵詞：三維實體造型 虛擬仿真 液壓與氣動 教學(xué)資源制作

液壓與氣動課程是機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)重要的技術(shù)基礎(chǔ)課。該課程重要性是由其在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、礦業(yè)、國防、軍事等各個領(lǐng)域應(yīng)用的廣泛性和優(yōu)越性所決定的。該課程理論和實踐聯(lián)系緊密，具有概念抽象、公式推導(dǎo)煩瑣、結(jié)構(gòu)和原理復(fù)雜等特點，所涉及的專業(yè)知識面廣、教學(xué)內(nèi)容多，在課時有限、實驗室資源缺乏的情況下，完成教學(xué)大綱所規(guī)定的任務(wù)，并在課程教學(xué)中達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生自主創(chuàng)新和綜合思維能力的要求，具有很大的難度。在教學(xué)實踐中，它是一門教師難教、學(xué)生難學(xué)的課程，我們雖然在課程體系及教學(xué)內(nèi)容方面進(jìn)行了一些有益的嘗試和改革，取得了一些成績，但仍存在一些不足，比如：實驗設(shè)備配置滯后于課程內(nèi)容的更新，有些重要的教學(xué)內(nèi)容沒有相應(yīng)的實驗設(shè)備支撐；現(xiàn)有多媒體課件中多是平面結(jié)構(gòu)圖，缺乏課程教學(xué)的直觀性，阻礙了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和創(chuàng)新性；實物教學(xué)操作的局限性，浪費了教師大量的教學(xué)時間，限制了教學(xué)信息量的擴(kuò)充。為了解決課程教學(xué)中遇到的這些問題，不能完全參照其他高校的做法[1-3]，應(yīng)根據(jù)自己的實際教學(xué)要求和條件，積極探索有效的措施，因此，我們提出將三維實體造型技術(shù)和虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用到液壓與氣動課程教學(xué)中，以齒輪液壓泵為例闡述教學(xué)資源的制作過程。這對機(jī)械類其他專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課和專業(yè)技術(shù)課的教學(xué)實踐也有借鑒作用。

1 三維實體造型與虛擬仿真軟件的選擇

三維實體造型技術(shù)和虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用離不開相應(yīng)的軟件，目前在市場上流行的三維軟件中，SolidWorks是世界銷量最多，占有率居于首位，最為顧客所滿意的，是市場快速增長的領(lǐng)軍者，重要的是，該軟件在三維造型等方面，相對其他軟件是非常容易掌握的，并且與其無縫連接功能強(qiáng)大的三維虛擬仿真軟件COSMOSMotion以菜單的形式添加其中，使用起來非常方便。SolidWorks的建模核心采用Parasolid形式，與著名的機(jī)械系統(tǒng)動力學(xué)仿真軟件ADAMS相同，COSMOSMotion仿真算法得到ADAMS的支持[4]。因此，從操作方便性和資源可升級的角度，選用三維造型軟件SolidWorks和虛擬仿真軟件COSMOSMotion來進(jìn)行教學(xué)資源的制作。首先用SolidWorks進(jìn)行零件三維實體造型、裝配，然后轉(zhuǎn)換到COSMOSMotion環(huán)境中，裝配約束會自動轉(zhuǎn)化為仿真模型的約束，添加必要的運動、驅(qū)動力、工作負(fù)載阻力以及COSMOSMotion特有的其他約束，建立仿真模型，就可以模擬液壓和氣壓元件的運行狀況，進(jìn)行運動和動力分析。仿真結(jié)果可以用動畫、圖形、數(shù)據(jù)等多種形式輸出，為教學(xué)質(zhì)量的提升提供了一種切實有效的手段和途徑。

2 SolidWorks三維實體造型

2.1 零件造型

齒輪液壓泵的零件較多，以從動軸和齒輪的零件實體建模為例說明。

運行SolidWorks，選擇文件新建零件命令，建立一個新零件文件，以“從動軸”命名后保存。在特征管理器中選擇材質(zhì)編輯材料命令，選用“普通碳鋼”。選擇前視基準(zhǔn)面，再選擇插入草圖繪制，工具欄中出現(xiàn)草圖繪制命令，繪制從動軸外輪廓草圖，并標(biāo)注草圖尺寸。選擇插入凸臺/基體旋轉(zhuǎn)命令，旋轉(zhuǎn)草圖。選擇上視基準(zhǔn)面，再選擇插入草圖繪制，繪制鍵槽輪廓，標(biāo)注尺寸。選擇插入凸臺/基體切除命令，作等距給定深度切除。選擇插入特征倒角命令，進(jìn)行倒角。最后得到從動軸零件實體（如圖1所示）。

圖1 從動軸造型

SolidWorks沒有提供齒輪漸開線輪廓的直接繪制工具，可利用SolidWorks內(nèi)嵌的VBA語言進(jìn)行二次開發(fā)。在SolidWorks新建的零件文件環(huán)境中，選擇工具宏新建，創(chuàng)建VBA程序，并打開VBA編輯界面，進(jìn)行漸開線齒廓程序代碼編寫，運行代碼，可得漸開線齒廓草圖。齒輪其他部分的實體建模操作過程與從動軸類似。得到的齒輪三維實體造型如圖2所示。

圖2 齒輪造型

2.2 裝配

為了方便總體裝配和模擬仿真，先完成5個子裝配體。

（1）中殼子裝配體，由中殼和兩個相同的密封圈組成，中殼零件已在零件造型中創(chuàng)建完成，密封圈與中殼配合在一起更能方便地確定尺寸，所以在裝配圖里進(jìn)行。新建一個裝配體文件，保存后選擇插入零部件現(xiàn)有零件/裝配體命令，添加中殼零件。選擇插入零部件新零件命令，以文件名“中殼密封圈”保存該零件文件，在裝配圖中繪制密封圈零件圖，同時完成配合裝配（如圖3所示）。

圖3 中殼子裝配體 圖4 后端蓋子裝配體

（2）后端蓋子裝配體，新建裝配體文件，插入后端蓋、滾針軸承、連接螺栓、定位銷，進(jìn)行各種配合操作（如圖4所示）。

（3）前端蓋子裝配體，新建裝配體文件，插入前端蓋、滾針軸承、骨架密封圈、骨架密封支撐環(huán)，O型密封圈，完成各種配合操作（如圖5所示）。

（4）主動軸子裝配體，包括主動軸、平鍵、彈簧擋圈、齒輪（如圖6所示）。

（5）從動軸子裝配體，除了從動軸與主動軸尺寸和結(jié)構(gòu)不同外，其余零件與主動軸子裝配體中的相應(yīng)零件相同（如圖7所示）。

新建一個裝配體文件，插入各子裝配體，進(jìn)行各種配合，得到總裝配體（如圖8所示）。

3 COSMOSMotion仿真

在特征管理器里選擇運動分析命令，總裝配體自動轉(zhuǎn)換到運動仿真環(huán)境中，設(shè)置主從動軸子裝配體為運動零部件，在主動軸上添加360度/秒的運動驅(qū)動，主從動齒輪間添加3D碰撞、阻尼、摩擦等，設(shè)置仿真參數(shù)，進(jìn)行仿真（如圖9所示）。圖9中右下曲線圖為從動軸角速度，不為定值，在360度/秒附近上下波動，這是由齒面碰撞引起，符合實際情況，減小齒面嚙合間隙，速度波動會降低。右上曲線圖為主動軸產(chǎn)生360度/秒運動速度時需要的驅(qū)動力矩。曲線圖和實體動作圖一一對應(yīng)，易于理解和掌握基本原理，探索本質(zhì)規(guī)律。仿真結(jié)果還可以動畫、數(shù)據(jù)等其他形式輸出，便于演示和進(jìn)一步處理。

4 結(jié)束語

從齒輪液壓泵教學(xué)資源的制作，可以看出，SolidWorks三維造型和COSMOSMotion運動仿真軟件的操作簡單、容易掌握，尤其從SolidWorks三維實體模型到COSMOSMotion運動仿真模型的自動轉(zhuǎn)換，極大地方便了課程教學(xué)資源制作的實際應(yīng)用，是一種提升教學(xué)質(zhì)量的輔助手段。無論是對學(xué)生的課程學(xué)習(xí)，還是課外科技活動、自主創(chuàng)新能力培養(yǎng)、畢業(yè)設(shè)計等，都有很大的幫助。

參考文獻(xiàn)

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[2] 鄧曉剛，李良.液壓與氣動技術(shù)教學(xué)思考與探索[J].黑龍江教育：高教研究與評估，2011（10）：27-28.

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【關(guān)鍵詞】虛擬現(xiàn)實技術(shù) 建筑裝飾 微課教學(xué)

【Abstract】With the development of virtual reality technology， virtual reality technology is increasingly integrated into the teaching， the virtual reality technology in architectural design of micro teaching with traditional production methods elusive advantage； modern interior design education and curriculum integration of theory and the practice is a great supplement.

【Keyword】Virtual reality technology；Building Decoration；Micro Teaching

近年來微課形式的出現(xiàn)吸引了不少教育研究者和一線教師。微課作為傳統(tǒng)教育的輔工具，為師生提供了一種全新教學(xué)模式。在裝飾設(shè)計教學(xué)中微課的運用豐富了教學(xué)手段，有助于提高裝飾設(shè)計教學(xué)質(zhì)量，但是傳統(tǒng)的微課拍攝方式存在不少問題，比如：拍攝出來的微課視頻清晰度不高，視頻的畫面單一不生動、錄制的過程讓老師感到拘束等問題。由于各種現(xiàn)實條件限制，導(dǎo)致裝飾設(shè)計微課質(zhì)量不高。但是近年來虛擬現(xiàn)實技術(shù)迅猛發(fā)展，在很多領(lǐng)域得到運用，虛擬現(xiàn)實技術(shù)也以極快的速度融入教育教學(xué)中，同時也在建筑裝飾設(shè)計教育教學(xué)中得到了一定的運用，虛擬現(xiàn)實技術(shù)能將三維空間的環(huán)境清晰的再現(xiàn)出來，能使學(xué)習(xí)者直接與虛擬裝飾環(huán)境中的各種對象進(jìn)行交互作用，從而使虛擬現(xiàn)實技術(shù)在裝飾設(shè)計微課中的運用成為一種選擇，在微課中結(jié)合虛擬現(xiàn)實技術(shù)并通過多種形式參與到教學(xué)的過程中去，從而能夠較好的把控整個教學(xué)過程。

首先，虛擬現(xiàn)實技術(shù)和裝飾設(shè)計微課具有互補(bǔ)性。虛擬現(xiàn)實技術(shù)和裝飾設(shè)計微課可以相互滲透、相互融合，可以提高裝飾設(shè)計微課的質(zhì)量。裝飾設(shè)計微課以視頻為主要載體，核心組成內(nèi)容是課堂教學(xué)視頻，課堂教學(xué)視頻包含教師講授視頻、演示視頻，裝飾設(shè)計中很多課程內(nèi)容環(huán)節(jié)需要對建筑空間重構(gòu)演示，這些重構(gòu)演示效果是課堂講授永遠(yuǎn)無法達(dá)到的，而采用裝飾空間施工現(xiàn)場拍攝視頻往往周期比較長，有些工地施工工期長達(dá)幾年，花費大量時間而且拍攝效果也不近人意；虛擬現(xiàn)實技術(shù)利用計算機(jī)建立虛擬的建筑裝飾結(jié)構(gòu)模型并生成逼真的三維空間，結(jié)構(gòu)構(gòu)件可以進(jìn)行拆分，利用動畫漫游可以清晰再現(xiàn)裝飾空間，所以利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)進(jìn)行建筑空間重構(gòu)可以較好的解決講授課程中難以說明的知識點。

其次，虛擬現(xiàn)實技術(shù)和裝飾設(shè)計微課情景化的互通。裝飾設(shè)計微課資源組成的“情景化”與虛擬現(xiàn)實技術(shù)強(qiáng)調(diào)的“臨場感”具有相似性，虛擬現(xiàn)實技術(shù)的“臨場感”在裝飾設(shè)計微課中的運用更具有“情景化”的感受。裝飾設(shè)計微課營造真實的、具體的、典型案例化的教與學(xué)情景中，虛擬現(xiàn)實技術(shù)用計算機(jī)建立虛擬的建筑裝飾模型并生成逼真的三維視、聽空間，通過虛擬現(xiàn)實設(shè)備，對虛擬建筑裝飾世界進(jìn)行互動。使用者進(jìn)行位置變換和移動時，電腦能夠及時進(jìn)行復(fù)雜的運算，將精確的三維影像反饋，制作成漫游視頻，使之產(chǎn)生身臨其境的感受。學(xué)生在這種仿真的、比較具體的、典型案例化的教學(xué)情景中可易于實現(xiàn)“隱性知識”、“默會知識”等高階思維能力的學(xué)習(xí)，進(jìn)一步提高學(xué)生學(xué)業(yè)水平。

第三，虛擬現(xiàn)實技術(shù)和裝飾設(shè)計微課共通性。虛擬現(xiàn)實技術(shù)與裝飾設(shè)計微課在使用時間上有共通性。裝飾設(shè)計微課教學(xué)時間不長，一般5-10分鐘左右；虛擬現(xiàn)實在建筑裝飾設(shè)計教學(xué)中的應(yīng)用不僅僅是一個設(shè)計工具，而且還是一個演示媒體，它用計算機(jī)建立虛擬的建筑裝飾模型并生成逼真的三維視、聽等效果，微課制作者可以完全按照自己的構(gòu)思去構(gòu)建裝飾“虛擬”的空間，并可以任意變換主體在房間中的位置，進(jìn)行漫游技術(shù)處理，生成漫游動畫，其效果逼真，具有較強(qiáng)的臨場感，而且制作5-10分鐘相對來說比較經(jīng)濟(jì)，費時不多而且簡便實用。

第四，虛擬現(xiàn)實技術(shù)和裝飾設(shè)計微課經(jīng)典示范案例性?！拔⒄n”選取的教學(xué)內(nèi)容一般要求主題突出，追求真實、具體、典型案例化的教與學(xué)情景。虛擬現(xiàn)實技術(shù)在裝飾設(shè)計工程技術(shù)中的運用，往往可以用來構(gòu)建經(jīng)典示范案例；在裝飾設(shè)計微課教學(xué)中，往往有大量的裝飾施工案例，這種案例如果使用拍攝視頻的形式來制作，具有很長的周期，有些項目施工周期達(dá)到四、五年，甚至更久，而且裝飾施工項目中的結(jié)構(gòu)構(gòu)造不容易通過拍攝體現(xiàn)；而虛擬現(xiàn)實技術(shù)在裝飾工程中的運用可以打破空間、時間的限制，利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，可以徹底打破時間與空間的限制。大到建筑群，小到裝飾面板、螺絲釘，都可以進(jìn)入其內(nèi)部進(jìn)行結(jié)構(gòu)構(gòu)建和觀察。一些需要長時間的裝飾施工過程，通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)，可以在很短的時間內(nèi)呈現(xiàn)出來。例如，裝飾裝修一個大型酒店，其施工過程往往需要幾年，而虛擬現(xiàn)實技術(shù)在短時間內(nèi)就可以實現(xiàn)。所以在裝飾設(shè)計微課中通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)具有較大的優(yōu)勢。

總之基于裝飾設(shè)計微課的特征，綜合運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，可以構(gòu)成了一個主題鮮明、形象逼真、具有臨場感、結(jié)構(gòu)緊湊的裝飾設(shè)計微課“主題單元資源包”，營造了一個真實的“微教學(xué)資源環(huán)境”。教師和學(xué)生在這種具體的、典型案例化的教與學(xué)情景中可易于實現(xiàn)裝飾工程“隱性知識”、“默會知識”等高階思維設(shè)計能力的學(xué)習(xí)并實現(xiàn)裝飾技能、風(fēng)格的模仿和提升，從而迅速提升教師的課堂教學(xué)水平、促進(jìn)教師的專業(yè)成長，提高學(xué)生學(xué)業(yè)水平。

參考文獻(xiàn)：

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[2]胡鐵生 微課―區(qū)域教育信息資源發(fā)展的新趨勢《電化教育研究》（2011年10期）

[3]許秀文 郝勇 周矛欣 淺談虛擬現(xiàn)實技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用[J] 中國教育信息化2011年06期

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關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：計算機(jī)技術(shù) 虛擬現(xiàn)實 計算機(jī)仿真技術(shù)

一、計算機(jī)仿真發(fā)展歷史

仿真模擬方法可以追溯到1773年，法國科學(xué)家用仿真模擬的方法做物理實驗，然而，第一個用這種方法做隨機(jī)試驗的人也許是美國統(tǒng)計學(xué)家E.L De forest，那是在1876年。比較早而且著名的蒙特卡羅方法使用者是W.S.Gosseet。他在1908年以”Student”為筆名時，使用了蒙特卡羅方法來證明他的t分步法；盡管蒙特卡羅法起源于1876年，但是直到約75年后，它才命名為蒙特卡羅法。其原因是直到數(shù)字計算機(jī)出現(xiàn)以前，這種方法在許多重要問題上不能運用。從1946年到1952年數(shù)字計算機(jī)在一些科研機(jī)構(gòu)得到發(fā)展。

與今天的計算機(jī)相比，早期的計算機(jī)預(yù)算速度慢且不能存儲任何東西?，F(xiàn)在可并行計算機(jī)已成主流。自計算機(jī)誕生以來，性能的提高，幾乎是每四五年提高100倍，每十年提高1萬倍的速度持續(xù)發(fā)展著。

二、仿真的定義和分類

1.仿真定義

計算機(jī)仿真技術(shù)是以數(shù)學(xué)理論、相似原理、信息技術(shù)、系統(tǒng)技術(shù)及其應(yīng)用領(lǐng)域有關(guān)的專業(yè)技術(shù)為基礎(chǔ)，以計算機(jī)和各種物理效應(yīng)設(shè)備為工具，利用系統(tǒng)模型對實際的或設(shè)想的系統(tǒng)進(jìn)行試驗研究的一門綜合性技術(shù)。

仿真是在數(shù)字計算機(jī)上進(jìn)行實驗的數(shù)字化技術(shù)，它包括數(shù)字與邏輯模型的某些模式，這些模型描述某一事件和經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)，在若干周期內(nèi)的特征。

系統(tǒng)仿真是建立在控制理論、相似理論、信息處理技術(shù)和計算技術(shù)等理論基礎(chǔ)之上的，以計算機(jī)和其它專用物理效應(yīng)設(shè)備為工具，利用系統(tǒng)模型對真實或假想的系統(tǒng)進(jìn)行試驗，并借助于專家經(jīng)驗知識、統(tǒng)計數(shù)據(jù)和信息資料對實驗結(jié)果進(jìn)行分析研究，進(jìn)而作出決策的一門綜合性的和試驗性的學(xué)科。

三、需求牽引 技術(shù)推動

相互推動

計算機(jī)技術(shù)作為一個獨立的研究領(lǐng)域已有多年的歷史，計算機(jī)仿真技術(shù)隨著計算機(jī)科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，除了本身日趨成熟，并且或得了廣泛運用外，目前正面臨挑戰(zhàn)。

“需求牽引、技術(shù)推動“是促使計算機(jī)仿真技術(shù)在近年內(nèi)去得飛速發(fā)展的重要。計算機(jī)仿真的形成是當(dāng)代科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的結(jié)果。

計算機(jī)仿真技術(shù)首先可以以高效地處理科學(xué)數(shù)據(jù)和解釋科學(xué)數(shù)據(jù)。其次，計算機(jī)仿真技術(shù)豐富了信息交流手段。

計算機(jī)仿真技術(shù)的形成推動工業(yè)發(fā)展、提高工業(yè)競爭能力的需要。

四、仿真軟件

仿真軟件的應(yīng)用和定義

仿真建模軟件系統(tǒng)，是為科研人員進(jìn)行仿真實驗提供支持的系統(tǒng)。如果在計算機(jī)上進(jìn)行仿真實驗必做一場軍事演習(xí)，那么科研人員就是這場軍事演習(xí)的指揮官，仿真建模系統(tǒng)則為這場演習(xí)提供場地和手段。他能為指揮官加工信息、預(yù)計結(jié)果和進(jìn)行輔助決策。其用途非常廣泛，經(jīng)濟(jì)價值極高。仿真軟件是一項面向仿真用途的專用軟件，他的特點是面向用戶、面向問題。仿真軟件一般是由模型和描述語言、翻譯程序、使用程序、算法庫、函數(shù)庫、模型庫、運行控制程序等組成。應(yīng)具有建模、運行控制、結(jié)果處理以及相關(guān)的數(shù)據(jù)庫等組成。

五、計算機(jī)仿真的基本理論

計算機(jī)仿真是由系統(tǒng)工程、現(xiàn)代數(shù)學(xué)方法和計算機(jī)技術(shù)相結(jié)合的新型學(xué)科。

計算機(jī)仿真是一種科學(xué)方法，科學(xué)研究通常有三種途徑：理論推導(dǎo)、科學(xué)實驗和仿真模擬。

計算機(jī)與數(shù)學(xué)學(xué)科的相互作用促進(jìn)了進(jìn)算計技術(shù)的發(fā)展。在本質(zhì)上數(shù)學(xué)是計算機(jī)的靈魂。

在計算機(jī)仿真技術(shù)中引入人工智能技術(shù)，能夠優(yōu)化系統(tǒng)，做到有優(yōu)化機(jī)制自動修改系統(tǒng)參數(shù)，并啟動仿真模塊，最終獲得最優(yōu)解，但在離散事件系統(tǒng)仿真重這種機(jī)制還處于研究階段。

新技術(shù)的研究開發(fā)、利用，大大提高計算機(jī)的仿真軟件的功能與性能，解決計算機(jī)仿真系統(tǒng)開發(fā)的軟件瓶頸問題。隨著以智能化、集成化、自動化、并行化、開放化以及自然化、為標(biāo)志的計算機(jī)仿真軟件新技術(shù)的深入研究、開發(fā)、利用，不僅是仿真軟件的功能與性能迅速提高，而且有可能從根本上解決仿真軟件生產(chǎn)率低下的問題。結(jié)合軟件工程實踐，探討軟件理論，有可能從理論弄清楚軟件開發(fā)的復(fù)雜度，進(jìn)而采取有效的測試進(jìn)行控制，從理論與實踐兩方面解決計算機(jī)仿真系統(tǒng)開發(fā)的軟件瓶頸問題。

六、計算機(jī)仿真技術(shù)的支撐技術(shù)

計算機(jī)仿真技術(shù)的支撐技術(shù)主要有分布式計算機(jī)仿真技術(shù)、協(xié)同式計算機(jī)仿真技術(shù)、沉浸式計算機(jī)仿真技術(shù)、基于網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境計算機(jī)仿真技術(shù)。

計算機(jī)仿真技術(shù)分布式，既是由于數(shù)據(jù)分布的需要，也是應(yīng)用分布式計算環(huán)境進(jìn)行并行計算，以達(dá)到實時顯示目的的重要手段，分布式計算平臺有互聯(lián)網(wǎng)的異構(gòu)機(jī)組成，包括高性能的SMP和DSM多處理器、工作站/PC機(jī)機(jī)群系統(tǒng)。

來自不同地區(qū)、不同學(xué)科的學(xué)者過去式通過出差或開會等方式進(jìn)行交流的，現(xiàn)在，隨著高速網(wǎng)絡(luò)投入使用，采用多媒體技術(shù)支持下是、的CSCW技術(shù)可以達(dá)到快捷、高效協(xié)同工作的目的。

計算機(jī)仿真技術(shù)采用傳統(tǒng)上為虛擬環(huán)境所裝用的投影式顯示設(shè)備，標(biāo)志著這兩個研究方向融合的發(fā)展趨勢。由于沉浸式顯示設(shè)備能使用戶獲得臨場感，更有利于用戶獲得對數(shù)據(jù)的直觀感受，有助于結(jié)果的分析。

七、仿真系統(tǒng)的作用和意義

隨著軍事和科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，仿真已成各種復(fù)雜系統(tǒng)研制工作的一種比不可少的手段。尤其是在航空航天領(lǐng)域，仿真即使已是飛行器和衛(wèi)星運載工具研制必不可少的手段。在研制、堅定、和定形全過程必須全面的應(yīng)用先進(jìn)的仿真技術(shù)。否則，任何新型的、先進(jìn)的飛行器和運載工具的研制都將是不可能的。

計算機(jī)仿真技術(shù)在軍事的應(yīng)用是很廣泛的，如運用交戰(zhàn)模型進(jìn)行的計算機(jī)仿真，新型武器裝備發(fā)展過程中的仿真、部隊作戰(zhàn)訓(xùn)練方面的仿真、高層論證和規(guī)劃計劃中的仿真、軍事作戰(zhàn)理論和學(xué)術(shù)研究中的仿真、作戰(zhàn)指揮和戰(zhàn)爭計劃中的仿真，以及戰(zhàn)后后勤保障的仿真等。

參考文獻(xiàn)

篇5

英文名稱：Journal of System Simulation

主管單位：航天科工集團(tuán)總公司

主辦單位：中國系統(tǒng)仿真學(xué)會

出版周期：月刊

出版地址：北京市

語

種：中文

開

本：大16開

國際刊號：1004-731X

國內(nèi)刊號：11-3092/V

郵發(fā)代號：82-9

發(fā)行范圍：國內(nèi)外統(tǒng)一發(fā)行

創(chuàng)刊時間：1989

期刊收錄：

SA 科學(xué)文摘(英)(2009)

CBST 科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)速報(日)(2009)

中國科學(xué)引文數(shù)據(jù)庫(CSCD―2008)

核心期刊：

中文核心期刊(2008)

中文核心期刊(2004)

期刊榮譽(yù)：

Caj-cd規(guī)范獲獎期刊

聯(lián)系方式

篇6

    [關(guān)鍵詞] 復(fù)雜金融產(chǎn)品 設(shè)計方法 仿真技術(shù)

    一、復(fù)雜非實體產(chǎn)品的定義

    根據(jù)現(xiàn)代營銷學(xué)之父——菲利普·科特勒(philip kotler)的觀點,產(chǎn)品是市場上任何可以讓人注意、獲取、使用、或能夠滿足某種消費需求和欲望的東西。它既包括具有物質(zhì)形態(tài)的產(chǎn)品實體,又包括非物質(zhì)形態(tài)的利益。現(xiàn)代市場營銷理論認(rèn)為,產(chǎn)品可分成有形產(chǎn)品(實體產(chǎn)品)和無形產(chǎn)品(非實體產(chǎn)品)兩類。

    現(xiàn)代產(chǎn)品具有客戶需求復(fù)雜、產(chǎn)品組成復(fù)雜、產(chǎn)品技術(shù)復(fù)雜、制造過程復(fù)雜、項目管理復(fù)雜的特性,可稱為復(fù)雜產(chǎn)品。

    現(xiàn)代金融服務(wù)業(yè)如保險、證券和銀行等相關(guān)企業(yè)提供的產(chǎn)品一般也具有組成復(fù)雜、功能復(fù)雜和行為復(fù)雜的特性,但以服務(wù)契約形式而非實體形式,可以定義為復(fù)雜非實體產(chǎn)品。

    產(chǎn)品設(shè)計的最終目標(biāo)是面對客戶的選擇性市場需求,將基于市場細(xì)分的需求概念轉(zhuǎn)化為高質(zhì)量或低風(fēng)險的產(chǎn)品,最大限度地滿足客戶持續(xù)變化的需求。復(fù)雜實體產(chǎn)品的設(shè)計要求產(chǎn)品是在滿足功能需求的基礎(chǔ)上,要求以最快的上市時間、最好的質(zhì)量、最低的成本、最好的服務(wù)、產(chǎn)品創(chuàng)新和最佳的環(huán)境保護(hù)。

    金融服務(wù)產(chǎn)品是非實體產(chǎn)品,其最重要的問題是產(chǎn)品的風(fēng)險性。與實體產(chǎn)品的質(zhì)量類似,控制產(chǎn)品的風(fēng)險也就控制了產(chǎn)品的質(zhì)量。復(fù)雜金融產(chǎn)品的特性主要表現(xiàn)在其風(fēng)險的復(fù)雜性,所以其設(shè)計和仿真方法也就具有復(fù)雜性。

    二、金融產(chǎn)品設(shè)計涉及的技術(shù)和設(shè)計過程

    1.金融產(chǎn)品設(shè)計涉及的技術(shù)。在實體產(chǎn)品的設(shè)計中,提出了生命周期的概念,其目的是研究產(chǎn)品的市場戰(zhàn)略和設(shè)計,涉及的內(nèi)容涵蓋市場分析和設(shè)計開發(fā)。包含從產(chǎn)品的需求分析、概要設(shè)計、詳細(xì)設(shè)計、制造、銷售、售后服務(wù)、直到產(chǎn)品報廢回收的全過程。軟件產(chǎn)品也不例外,軟件生存周期涉及的內(nèi)容也包括從問題定義、可行性研究、需求分析、軟件設(shè)計(概要設(shè)計和詳細(xì)設(shè)計)、編碼、調(diào)試和維護(hù)。

    與復(fù)雜實體產(chǎn)品類似,復(fù)雜非實體產(chǎn)品的生命周期涵蓋產(chǎn)品的需求分析、概要設(shè)計、詳細(xì)設(shè)計、售前服務(wù)、銷售、售后服務(wù)和產(chǎn)品終止等階段和相應(yīng)指標(biāo)。其管理技術(shù)也是為滿足產(chǎn)品上述指標(biāo)發(fā)展起來的。

    2.設(shè)計過程。金融業(yè)是百業(yè)之首,金融領(lǐng)域的產(chǎn)品涉及到銀行、證券和保險等方面。需求分析是復(fù)雜金融產(chǎn)品設(shè)計的第一步。

    (1)需求分析階段。需求分析階段要解決的問題,是讓用戶和金融機(jī)構(gòu)共同明確將要開發(fā)的是一個什么樣的系統(tǒng),其過程包括:

    ①詳細(xì)聽取客戶的反映,確定產(chǎn)品需求,是需求獲取的第一步;

    ②市場研究,包括市場規(guī)模調(diào)研,確定市場需求并聽取分銷渠道的反映;

    ③相關(guān)產(chǎn)品跟蹤調(diào)查,確定產(chǎn)品的競爭力因素,是需求提煉的過程。

    (2)概要設(shè)計階段。需求分析階段以后,進(jìn)行產(chǎn)品的概要設(shè)計。這一階段有兩項關(guān)鍵活動,即預(yù)測產(chǎn)品的風(fēng)險和全面可行性分析。

    風(fēng)險來自兩個方面。首先是金融產(chǎn)品和服務(wù)本身所包含的風(fēng)險,其次為控制和轉(zhuǎn)移風(fēng)險的方法。前者是從金融產(chǎn)品(服務(wù))的風(fēng)險需要出發(fā),從產(chǎn)品交易雙方進(jìn)行分析。后者是分析如何控制、轉(zhuǎn)移風(fēng)險。

    (3)詳細(xì)設(shè)計階段。詳細(xì)設(shè)計是制定完整詳細(xì)項目計劃、細(xì)化產(chǎn)品原型、定義產(chǎn)品詳細(xì)特征、產(chǎn)品對系統(tǒng)和管理的影響以及培訓(xùn)方案。

    詳細(xì)設(shè)計的主要內(nèi)容是產(chǎn)品定價。產(chǎn)品定價是概要設(shè)計的繼續(xù),包括定價原則;定價前提的假設(shè)條件和經(jīng)營管理成本對產(chǎn)品成本的定價三個方面。

    (4)銷售和售后服務(wù)階段。這一階段的主要工作是業(yè)務(wù)的風(fēng)險評估和控制。相當(dāng)于軟件生命周期中的維護(hù)階段,其目的是使金融產(chǎn)品在整個生存周期內(nèi)保證滿足用戶的需求和延長產(chǎn)品使用壽命。

    這一階段中的業(yè)務(wù)監(jiān)管過程是基于事后的經(jīng)驗。將既成事件作為歷史或經(jīng)驗數(shù)據(jù),建立監(jiān)管模型,或?qū)υ械哪Ｐ妥龀稣{(diào)整,從而達(dá)到監(jiān)管的目的。

    3.復(fù)雜金融產(chǎn)品設(shè)計的仿真技術(shù)。目前,仿真科學(xué)與技術(shù)在經(jīng)歷了上個世紀(jì)后50年的飛速發(fā)展后,已成功地應(yīng)用于航空航天、信息、生物、材料、能源、先進(jìn)制造等高新技術(shù)和工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)、教育、軍事、交通、經(jīng)濟(jì)、社會、醫(yī)學(xué)、生命、娛樂、生活服務(wù)等眾多領(lǐng)域。由于計算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展,科學(xué)計算和計算機(jī)仿真已經(jīng)成為科學(xué)研究中除理論研究和科學(xué)實驗以外的第三種方法。現(xiàn)在,建模與仿真技術(shù)和高性能計算技術(shù)相結(jié)合,正成為繼理論研究和實驗研究之后的第三種認(rèn)識和改造客觀世界的重要方法。仿真技術(shù)毫無例外地可用于復(fù)雜金融產(chǎn)品設(shè)計中。

    (1)建模:仿真的意義在于模型的有效性,因此用仿真的方法來研究復(fù)雜系統(tǒng),首要問題是對研究的目標(biāo)對象建立合理的仿真模型,即建模,它是仿真中最基本的工作,數(shù)學(xué)模型的建立必須有數(shù)學(xué)知識的支持。將研究對象符號化、公式化,形成理想化的數(shù)學(xué)方程式或具體的計算公式,然后在數(shù)學(xué)語言的規(guī)范內(nèi)進(jìn)行邏輯推導(dǎo)、運算、演算和量的分析,形成數(shù)學(xué)模型,從而對研究對象形成數(shù)學(xué)解釋和預(yù)測。其次,各類仿真算法也需要數(shù)學(xué)方法作為基礎(chǔ)。

    因此,仿真科學(xué)與技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展離不開數(shù)學(xué)模型和數(shù)學(xué)工具,特別是復(fù)雜產(chǎn)品的仿真,更依賴于petri網(wǎng)絡(luò),神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),混沌理論,模糊理論等新的數(shù)學(xué)理論。隨著數(shù)學(xué)的發(fā)展,能夠更好地為仿真所用,強(qiáng)有力支持仿真科學(xué)與技術(shù)。

    模型的建立還依賴于豐富的數(shù)據(jù)資源,數(shù)據(jù)倉庫(data warehouse,dw)的方法就為建模和仿真提供了一個有效的環(huán)境。我國金融企業(yè)經(jīng)過10多年的信息化建設(shè),建立并積累了大量的數(shù)據(jù)資源,基于數(shù)據(jù)倉庫的建模和仿真是一個個值得注意的研究領(lǐng)域。

    (2)選擇合理的仿真算法:猶如算法是計算機(jī)程序設(shè)計的核心一樣,仿真算法同樣是仿真過程的關(guān)鍵。以金融領(lǐng)域為例,現(xiàn)代金融工程的技術(shù)內(nèi)容主要是基于信息系統(tǒng)的分析和綜合對象的建模和仿真分析,其方法在股票、期權(quán)、外匯和期貨等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。例如,對非實體產(chǎn)品具有風(fēng)險的復(fù)雜不確定性的特點,用確定性方法給出近似解十分困難。擅長對隨機(jī)問題進(jìn)行仿真的montecarlo方法,就是解決這類問題的一種特殊數(shù)值方法

    (3)仿真優(yōu)化:分析金融產(chǎn)品的數(shù)學(xué)模型的性質(zhì)可知,在同一個問題中經(jīng)常會出現(xiàn)非線性、不確定性和最優(yōu)化問題。因此,優(yōu)化的核心問題也是最大限度地降低產(chǎn)品的風(fēng)險,優(yōu)化風(fēng)險結(jié)構(gòu),達(dá)到控制風(fēng)險的目的。近年來,隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,涌現(xiàn)了各類仿真優(yōu)化理論和算法。例如,模擬自然界進(jìn)化過程的進(jìn)化算法、遺傳算法和蟻群優(yōu)化算法都已成為解決復(fù)雜優(yōu)化問題的重要方法。

    參考文獻(xiàn):

篇7

關(guān)鍵詞：交換分布仿真；通信技術(shù)；標(biāo)準(zhǔn)；研究

分布交互仿真技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)通信工程中有著良好的應(yīng)用前景，而且對通信行業(yè)的發(fā)展有著促進(jìn)作用，可以提高信息傳輸?shù)男?，還要保證信息傳輸?shù)陌踩?。分布交互仿真技術(shù)在軍事領(lǐng)域中發(fā)揮著較大的價值，可以提高網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)男Ч?，但是這項技術(shù)的應(yīng)用時間比較不長，相關(guān)部門還沒有建立完善的管理制度，這不利于對分布交互仿真技術(shù)進(jìn)行管理與優(yōu)化，限制了通信網(wǎng)絡(luò)行業(yè)的發(fā)展，而且制約了通信技術(shù)的提升。在研究分布交互仿真技術(shù)時，可以參考國外的先進(jìn)經(jīng)驗，將其更好的應(yīng)用在軍事通訊中，從而提高我國的軍事力量。

1 分布交互仿真概述

分布式交互仿真是科技不斷發(fā)展的產(chǎn)物，其在社會各個領(lǐng)域中有著廣泛的使用，這項技術(shù)還需要借助計算機(jī)等設(shè)備，可以保證信息數(shù)據(jù)更快的傳輸，可以作為通訊工具，實現(xiàn)通信方式的多樣性發(fā)展。我國對分布交互仿真技術(shù)的研究比較晚，所以這項技術(shù)與國外先進(jìn)水平有著較大差距，為了縮小差距，提高我國數(shù)據(jù)通信水平，研究人員需要對分布式交互仿真技術(shù)的特點以及應(yīng)用范圍進(jìn)行更好的研究，這樣也有利于分布式交互仿真系統(tǒng)的推廣。

1.1 概念

分布交互仿真是一種綜合性仿真環(huán)境，它一般采用協(xié)調(diào)一致的結(jié)構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議，通過網(wǎng)絡(luò)設(shè)備將分散在各地的仿真設(shè)備進(jìn)行互聯(lián)，其特點主要表現(xiàn)為分布性、交互性、異構(gòu)性、時空一致性和開放性。分布交互仿真技術(shù)主要解決兩個問題：一是使大規(guī)模復(fù)雜系統(tǒng)的仿真成為可能；二是降低仿真成本。

分布交互式仿真技術(shù)可以實時計算并生成一個反映實體對象變化的三維圖形環(huán)境。通過計算機(jī)等設(shè)備，實驗人員不僅可以“進(jìn)入”這種虛擬環(huán)境（主要是視覺聽覺環(huán)境），直接觀察事物的內(nèi)在變化并與其發(fā)生相互作用，還能通過開放式的中斷處理來模擬各種隨機(jī)事件，給人一種“身臨其境”的真實感。

1.2 分布交互仿真的發(fā)展

在分布式交互仿真發(fā)展的早期階段，通訊層和應(yīng)用層是很難截然分開的。在應(yīng)用層，為了能將實體的數(shù)據(jù)傳給其它實體，每個仿真應(yīng)用都為自己所生成的實體定義了一個結(jié)構(gòu)或數(shù)據(jù)塊，其中包括了傳送實體信息所必要的數(shù)據(jù)定義。這樣的數(shù)據(jù)可稱之為“不規(guī)范的數(shù)據(jù)”?？梢哉f，這種數(shù)據(jù)定義方式完全滿足了實體間數(shù)據(jù)交換的需要，但缺點是每個實體的數(shù)據(jù)定義各不相同。每個仿真應(yīng)用中不但要有本地實體的數(shù)據(jù)定義，還要有其它節(jié)點的實體的數(shù)據(jù)定義，才能在接到一個數(shù)據(jù)包后按照正確的格式來理解它。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中要增加一個新實體時，其它仿真應(yīng)用中都要增加這一實體的數(shù)據(jù)定義。

1.3 分布交互方針的特征

分布交互仿真最大的特征便是沒有中央服務(wù)器。分布交互仿真是嚴(yán)格的對等網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，在它里面所有數(shù)據(jù)傳送給所有仿真應(yīng)用，而數(shù)據(jù)的拒絕與接收依賴于接收者的需要。取消了中央服務(wù)器，分布交互仿真減少了由于一個仿真應(yīng)用向另一個仿真應(yīng)用傳送信息的時間延遲。時間延遲嚴(yán)重影響網(wǎng)絡(luò)仿真的實時性和有效性。舉例說明，當(dāng)一仿真應(yīng)用向目標(biāo)開火以后，被擊中的目標(biāo)必須盡可能快知道將要發(fā)生的軍事行動，使其作出相應(yīng)的防衛(wèi)反應(yīng)，通訊設(shè)備的延遲引入可能導(dǎo)致對方力量的加強(qiáng)，戰(zhàn)場態(tài)勢的變化。

2 分布交互仿真中數(shù)據(jù)通信的研究

隨著信息技術(shù)為主的高新技術(shù)發(fā)展和廣泛應(yīng)用，計算機(jī)數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)得到前所未有的重視，它已成為分布交互仿真技術(shù)中的關(guān)鍵所在，這也是造成我國分布交互仿真技術(shù)與國外存在差距的主要原因之一。同時，由于我國沒有分布交互仿真技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，這使得我國的分布交互仿真技術(shù)研究存在多樣、復(fù)雜以及多元化特征，因此就需要我們在工作中給予高度重視也探索。在目前的實時數(shù)據(jù)通信技術(shù)分析中，它主要包含了數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性、及時性，數(shù)據(jù)發(fā)送的可行性、方便和快捷性，信息接收系統(tǒng)的智能性和自動化要求。

2.1 數(shù)據(jù)通信的應(yīng)用現(xiàn)狀

經(jīng)過的一段時間的研究表明，分布交互仿真技術(shù)中實體的數(shù)量在不斷增多，仿真性能和仿真優(yōu)越性也發(fā)生了翻天覆地的變化，這就給接受領(lǐng)域的額工作人員大大的增加了負(fù)擔(dān)，使得整個管理實體數(shù)量發(fā)生了一個瓶頸。此外，在這種交互方式中，我們需要滿足人們在回路上存在的仿真需要，但是對事件驅(qū)動、時間驅(qū)動上存在的仿真問題則無需要給予過多的重視和分析。

2.2 實時數(shù)據(jù)通信協(xié)議分析

實施數(shù)據(jù)通信是基于網(wǎng)絡(luò)條件下的計算機(jī)數(shù)據(jù)分析，它在應(yīng)用的過程中是以網(wǎng)絡(luò)通信部分和實現(xiàn)基礎(chǔ)為標(biāo)準(zhǔn)的，它在應(yīng)用中需要解決的問題就是如何將信息從網(wǎng)絡(luò)的一個節(jié)點快速、準(zhǔn)確的傳遞給另外一個節(jié)點，這個過程中是一個快速、及時傳遞的過程，它和人與人之間的交流一樣，采用合理、簡單的語言進(jìn)行溝通無疑要比復(fù)雜的語言快捷的多。因此，在通信協(xié)議的制定中，它是針對網(wǎng)絡(luò)通信為基礎(chǔ)開展的，協(xié)議利用是否合理、科學(xué)和科學(xué)將直接關(guān)系到網(wǎng)絡(luò)通信的實現(xiàn)，也決定著網(wǎng)絡(luò)通信工作的開展。

在一個分布式交互仿真系統(tǒng)中，必須要以科學(xué)的通信標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行控制。在目前的交互仿真系統(tǒng)中，常見的協(xié)議包含了TCP/IP協(xié)議，它在應(yīng)用中是以傳輸控制協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)訪問協(xié)議為核心，它已經(jīng)廣泛的被世界多個國家重視和認(rèn)可。目前，HLA網(wǎng)關(guān)能轉(zhuǎn)化各種協(xié)議使用的PDU類型：實體狀態(tài)、開火、爆炸和碰撞，這些能夠支持DIS的仿真器。HLA網(wǎng)關(guān)預(yù)定是以聯(lián)邦對象模型（FOM）為依據(jù)的數(shù)據(jù)，它們放在設(shè)置文件中，且在運行時改變。另外RTI還提供詢問、刪除以及時間管理等服務(wù)。

結(jié)束語

分布式交互仿真技術(shù)有著廣泛的應(yīng)用范圍，其可以在不同的條件下運行，在數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域中應(yīng)用分布式交互仿真系統(tǒng)，可以保證數(shù)據(jù)通信的質(zhì)量，也可以通信網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性以及安全性。當(dāng)前社會，經(jīng)濟(jì)發(fā)展比較快，社會中各行各業(yè)都對通信技術(shù)有著廣泛的應(yīng)用，對通信行業(yè)的服務(wù)水平有著較高的要求，相關(guān)技術(shù)人員需要對傳統(tǒng)的通信技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，還可以提供更多的通信方式，這樣才能滿足不同行業(yè)的需求，才能保證網(wǎng)絡(luò)通信發(fā)揮著更大的價值。

參考文獻(xiàn)

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[2]蘇慶堂，馬長青，劉賢喜.基于C/S的多路實時數(shù)據(jù)通信的研究[J].計算機(jī)時代，2004（1）.

篇8

關(guān)鍵詞：虛擬仿真；教學(xué)資源；建設(shè)

中圖分類號：TP202 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：1673-8454(2012)13-0047-03

隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，越來越多的新技術(shù)被應(yīng)用到輔助教學(xué)中。虛擬仿真技術(shù)就是當(dāng)今非常流行的新型教學(xué)媒體。我院自2007年建設(shè)應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)國家級教學(xué)資源庫時，便開始研究虛擬仿真資源在教學(xué)中的應(yīng)用，通過幾年的建設(shè)建成了“虛擬電子產(chǎn)品生產(chǎn)車間”， 虛擬現(xiàn)實技術(shù)實現(xiàn)對真實電子產(chǎn)品工廠生產(chǎn)過程的模擬重現(xiàn)，讓學(xué)生不需到工廠就可在3D虛擬工廠體驗到電子產(chǎn)品生產(chǎn)的元件預(yù)處理、元件插裝、波峰焊等工序?qū)?yīng)的工藝、技術(shù)及安全生產(chǎn)流程。學(xué)生可以任意漫游三維虛擬車間，體驗并操作波峰焊接機(jī)等各種設(shè)備、學(xué)習(xí)（或熟悉）各種工藝的操作技巧等。還建設(shè)了“單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用”整套仿真項目學(xué)習(xí)包，按照從簡單到復(fù)雜的順序，系統(tǒng)性地設(shè)計了“LED電子顯示屏項目錄像和仿真”等5個項目的系統(tǒng)仿真，在虛擬仿真教學(xué)資源開發(fā)與利用及如何與原教學(xué)資源平臺銜接方面，探索出一條發(fā)展之路。

一、虛擬資源及教學(xué)資源平臺建設(shè)綜述

學(xué)院重視教學(xué)資源建設(shè)，在2006年至2009年國家示范性高職院校建設(shè)及后示范建設(shè)期間先后建設(shè)精品專業(yè)資源庫16個，其中國家精品專業(yè)1個，國家教改試點專業(yè)2個，湖南省精品專業(yè)7個，湖南省教改試點專業(yè)6個；建設(shè)精品課程資源庫28門，其中國家精品課程12門，省級精品課程16門；2007年開始牽頭“應(yīng)用電子技術(shù)”國家教學(xué)資源庫建設(shè)，2010年獲教育部正式立項，從專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)庫、課程資源庫、培訓(xùn)資源庫、素材資源庫、職業(yè)信息庫、標(biāo)志性資源庫六大方面進(jìn)行建設(shè)，目前建設(shè)工作已基本完成，資源庫參加2011年6月教育部在天津舉行示范4周年暨資源庫展示，獲得在場專家和社會各屆的一致好評，而學(xué)院也初步建成以1個國家級教學(xué)資源庫為核心，包括軌道交通專業(yè)群、電子信息技術(shù)專業(yè)群、軟件技術(shù)專業(yè)群等3個院級教學(xué)資源庫的資源庫群。

配合應(yīng)用電子國家級教學(xué)資源庫的建設(shè)，學(xué)院于2010年成功申報了“應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)教學(xué)仿真實訓(xùn)軟件系統(tǒng)”、“電氣自動化技術(shù)教學(xué)仿真軟件開發(fā)”、“模具拆裝與設(shè)計虛擬實訓(xùn)室軟件的開發(fā)”3項湖南省教育廳立項的虛擬仿真實訓(xùn)軟件的開發(fā)項目。軟件開發(fā)完成后，與原有的仿真實訓(xùn)系統(tǒng)無縫結(jié)合，初步形成了從虛擬到真實的實訓(xùn)教學(xué)特色，有力地促進(jìn)了學(xué)生實際操作能力和實踐能力的提高。“應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)教學(xué)仿真實訓(xùn)軟件系統(tǒng)”在示范建設(shè)四周年進(jìn)行了專題展示，得到教育部領(lǐng)導(dǎo)的認(rèn)可。所有軟件在世界大學(xué)城進(jìn)行了專題展示，得到省內(nèi)外各兄弟院校的高度評價。

學(xué)院在以虛擬資源為抓手，推動學(xué)院教學(xué)資源庫平臺建設(shè)的過程中積累了很多可貴的經(jīng)驗，也促使學(xué)院虛擬仿真資源得到更長遠(yuǎn)的發(fā)展。

二、以虛擬仿真資源建設(shè)為抓手，帶動學(xué)院教育教學(xué)改革進(jìn)行

1.創(chuàng)新基于虛擬仿真資源的“多向”教學(xué)模式

職業(yè)院校很多操作性強(qiáng)的教學(xué)不能由傳統(tǒng)理論教學(xué)實現(xiàn)，并且由于各種成本、安全、操作資質(zhì)等條件的限制難于在真實的設(shè)備、真實的環(huán)境中進(jìn)行實踐教學(xué)，借助于虛擬軟件的教學(xué)打破了傳統(tǒng)的封閉教學(xué)模式，改善了教學(xué)模式的結(jié)構(gòu)和層次，應(yīng)用虛擬軟件組織教學(xué)時更加注重師與生、生與生、師生與資源等之間的“多向”交互協(xié)同，并依據(jù)學(xué)習(xí)者個人的學(xué)習(xí)習(xí)慣和特點，憑借現(xiàn)代信息技術(shù)的優(yōu)勢，生成相應(yīng)的學(xué)習(xí)模式。學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過程中通過RPG、游戲等方式充分使用資源，學(xué)習(xí)興趣與效率得以提高?；谔摂M軟件的教學(xué)有助于啟發(fā)學(xué)生思維，培養(yǎng)學(xué)生參與構(gòu)建真實世界的能力和創(chuàng)新意識，更有利于在虛擬軟件情景學(xué)習(xí)中鍛煉學(xué)生的職業(yè)素質(zhì)。

2.推動基于虛擬仿真資源為載體的課程改革

虛擬仿真實訓(xùn)教學(xué)軟件，信息海量、內(nèi)容新穎，再現(xiàn)了崗位、再現(xiàn)了現(xiàn)場、再現(xiàn)了崗位作業(yè)過程。鮮活的現(xiàn)場內(nèi)容，逼真的現(xiàn)場環(huán)境，為職業(yè)教育課程改革提供了重要的支撐。目前，我院以職業(yè)能力為主線、以職業(yè)活動課程為主體，理論與實踐相融合、教學(xué)內(nèi)容與崗位需求相適應(yīng)的注重綜合素質(zhì)培養(yǎng)的、信息化教學(xué)資源支撐的課程體系正在形成。信息化環(huán)境下反映當(dāng)前科學(xué)技術(shù)先進(jìn)水平和職業(yè)崗位資格要求，有利于學(xué)生就業(yè)、創(chuàng)業(yè)和未來職業(yè)生涯發(fā)展的課程資源和校本課程、校本教材的開發(fā)正在全面推進(jìn)。信息化環(huán)境下的多種教材形態(tài)，因其內(nèi)容海量、更新速度快、呈現(xiàn)形式豐富、沖擊力強(qiáng)大，適應(yīng)了職業(yè)教育職業(yè)、崗位、專業(yè)和設(shè)施設(shè)備及工藝方案、操作標(biāo)準(zhǔn)變化快的特殊需求，全面推動了職業(yè)教育課程改革。

3.以虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)為牽動，創(chuàng)新實訓(xùn)基地建設(shè)

科學(xué)合理的校內(nèi)實訓(xùn)基地建設(shè)方案，應(yīng)該是虛實結(jié)合、虛擬仿真與實際操作有效融合的建設(shè)方案，無論哪一種“能力形態(tài)的獲得”，實操實訓(xùn)的現(xiàn)實作用都是不可替代的。虛實結(jié)合不僅解決了實操實訓(xùn)進(jìn)不去、看不見、難再現(xiàn)、多污染、高消耗、不安全、設(shè)施設(shè)備不足、實訓(xùn)指導(dǎo)教師不足等眾多難題，而且將趣味性、現(xiàn)場氛圍、個性化導(dǎo)訓(xùn)、智能化考核、分層次實訓(xùn)等先進(jìn)的教育思想融入其中，創(chuàng)造出智能化、信息化、現(xiàn)代化的實訓(xùn)環(huán)境。只有虛實結(jié)合、融入信息化要素的實訓(xùn)基地建設(shè)方案，才能實現(xiàn)智能化實訓(xùn)教學(xué)目的，才會符合職業(yè)教育教學(xué)技能獲得規(guī)律，才能使學(xué)生提早了解工廠、了解崗位、了解自己畢業(yè)后的工作環(huán)境，才會給我們帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益、社會效益及質(zhì)量效益。

篇9

關(guān)鍵詞：物流仿真；Flexsim；船舶分段涂裝；物流系統(tǒng)

中圖分類號：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）16-0024-03

本文以某公司建造8.2萬噸散貨船的分段涂裝流程為具體的切入點，運用Flexsim仿真技術(shù)對分段涂裝工藝流程的現(xiàn)狀、存在的問題等進(jìn)行模擬和仿真，并進(jìn)行優(yōu)化分析。仿真技術(shù)具有直觀、靈活、準(zhǔn)確和現(xiàn)實模擬的特點，利用仿真技術(shù)進(jìn)行船舶分段涂裝工藝流程研究，降低現(xiàn)實試驗人力和財力的投入，并提出優(yōu)化措施。

在研究內(nèi)容與研究方法上，綜合物流系統(tǒng)仿真技術(shù)和船舶分段涂裝工藝流程，以8.2萬噸散貨船分段涂裝流程為仿真對象，按照Flexsim仿真軟件的仿真步驟，對該系統(tǒng)的車間布局、運作流程等問題進(jìn)行仿真，建立分段涂裝工藝流程的Flexsim仿真模型，著重研究分段涂裝流程優(yōu)化問題，從而為工程管理水平的提高提供科學(xué)的建議和一定的理論基礎(chǔ)，并對分段涂裝系統(tǒng)仿真模型運行結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化分析，找出提高分段涂裝作業(yè)效率的“瓶頸”，提出改進(jìn)措施，優(yōu)化工藝流程。

1 物流系統(tǒng)仿真技術(shù)與Flexsim軟件

1.1 物流系統(tǒng)仿真技術(shù)

系統(tǒng)仿真是指通過建立和運行系統(tǒng)的計算機(jī)仿真模型，來模仿實際系統(tǒng)的運行狀況及其隨時間變化的規(guī)律，通過對仿真運行過程的觀察和統(tǒng)計，得到被仿真系統(tǒng)的仿真輸出參數(shù)和基本特性，以此來估計和推斷實際系統(tǒng)的真實參數(shù)和真實性能。在現(xiàn)代物流系統(tǒng)中，首先選擇合適的建模方法建立模型，然后選擇合適的仿真技術(shù)進(jìn)行仿真，對參數(shù)進(jìn)行控制得到仿真數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)合理的分析達(dá)到系統(tǒng)優(yōu)化的目的。

1.2 Flexsim軟件

Flexsim是一套系統(tǒng)仿真模型設(shè)計、制作與分析工具軟件。它集計算機(jī)三維圖像處理技術(shù)、仿真技術(shù)、人工智能技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)為一體，專門面向制造、物流等

領(lǐng)域。

Flexsim仿真建模的五大基本步驟：（1）設(shè)置布局：根據(jù)建模前設(shè)計好的物理系統(tǒng)，將對象從“對象庫”中拖拽到仿真視圖窗口中的適當(dāng)位置。（2）定義“流”：根據(jù)對象之間的邏輯關(guān)系，連接相應(yīng)的端口，構(gòu)建仿真模型的邏輯流程。（3）參數(shù)設(shè)定：根據(jù)每個對象所要描述的物理系統(tǒng)的特征，設(shè)定對象的參數(shù)。（4）運行模型：先編譯模型，然后重新設(shè)置并運行此模型。（5）仿真結(jié)果分析：Flexsim是一個實時的仿真軟件，在仿真過程中，用戶可以對每個對象進(jìn)行操作，檢測其當(dāng)前的狀態(tài)。

2 船舶分段涂裝

2.1 分段涂裝車間布局

2.2 分段涂裝工藝流程

3.1 仿真目標(biāo)

對分段涂裝工藝流程進(jìn)行仿真研究，其目的是發(fā)現(xiàn)涂裝的核心流程，即噴砂和噴漆過程的各種設(shè)備的性能以及人員配備，時間安排上的問題，幫助決策者提高規(guī)劃與管理水平。主要研究的問題有：涂裝相關(guān)設(shè)備性能和數(shù)量的優(yōu)化，人員調(diào)度方案的優(yōu)化，各個環(huán)節(jié)之間的平衡，如何化解“瓶頸”并最終提高工作效率等。

仿真模型的仿真目標(biāo)：（1）檢驗規(guī)劃中的設(shè)備數(shù)量、性能和人員數(shù)量是否滿足需要；（2）確定系統(tǒng)中是否存在“瓶頸”，在實際情況允許的條件下，消除“瓶頸”，確保物流順暢；（3）平衡各個環(huán)節(jié)的工作節(jié)拍，提高設(shè)備的利用率，并最終提高工作效率。

3.2 建立仿真模型

按照分段涂裝工藝流程以及結(jié)合實際操作，每道工序所花費的人力和時間等參數(shù)，基于仿真軟件Flexsim，建立8.2萬噸散貨船的分段涂裝流程的仿真模型，見圖3。模型運行1秒相當(dāng)于實際30分鐘，噴漆過程看成是涂料與鋼板分段的合并，模型中一個操作員相當(dāng)于實際的5個。

4 分段涂裝流程仿真結(jié)果及優(yōu)化分析

4.1 仿真結(jié)果分析

4.2 流程優(yōu)化改進(jìn)方案

對于上述對仿真模型結(jié)果的分析得出的問題，現(xiàn)提出以下的優(yōu)化改進(jìn)方案：

4.2.1 提高第一輛平板車的速度或者增加一輛同樣的平板車以滿足轉(zhuǎn)運需求，考慮到成本因素，增加車輛費用較高，故采用培訓(xùn)司機(jī)，提高第一輛平板車的速度來滿足

要求。

4.2.2 增加一臺熱風(fēng)機(jī)或開啟空調(diào)加熱用以干燥經(jīng)過噴漆的分段。由此，干燥時間由原來的8小時縮短為5小時。

4.2.3 改善車間的操作管理。天氣晴朗或干燥時打開噴漆車間大門，利用自然風(fēng)、空氣流通縮短干燥時間；天氣下雨或潮濕時，關(guān)閉噴漆車間大門，開啟空調(diào)機(jī)，除濕加熱，加速干燥。

從模型中導(dǎo)出的標(biāo)準(zhǔn)報告可以看出第一個處理器的高空閑率降低了一些，而且干燥的后一道工序的高收集等待率也有所改善；完成涂裝的分段數(shù)也有所增加，從原來的3個增加到4個。但是各個工序仍然出現(xiàn)空閑率，但與之前相比有了很大的改進(jìn)。而處理器6之所以出現(xiàn)較高的空閑率是可以理解的，因為這道工序是拆架，是基于前面的工序而言。在其他工序操作時，該工序由于所需時間短而處于閑置狀態(tài)，因此這道工序完全可以臨時調(diào)配或增加人員解決，以集約人力和節(jié)約時間。同時，經(jīng)過不斷的摸索，反復(fù)試驗，發(fā)現(xiàn)目前的涂裝流程管理相對比較合理，符合目前的造船需求。

5 結(jié)語

根據(jù)船舶分段涂裝實例，利用Flexsim仿真軟件進(jìn)行建模仿真，將分段涂裝與先進(jìn)的物流技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新性結(jié)合，深入地研究了仿真技術(shù)在船舶分段涂裝中的運用，提出了該作業(yè)環(huán)節(jié)的物流優(yōu)化方案，為船舶涂裝工藝技術(shù)提供了一種新的研究模式和嶄新的研究思維。

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[10] 張曉萍，顧永年，吳耀華，荊明.現(xiàn)代生產(chǎn)物流與仿真[M].北京：清華大學(xué)出版社，1998.

篇10

仿真模擬實驗是相對于實物實驗而言的,兩者的主要區(qū)別在于:實物實驗中,實驗的對象以及使用的實驗工具都是實物;而在仿真實驗中,用的是虛擬的儀器以及設(shè)備。早在20世紀(jì)30年代仿真技術(shù)就出現(xiàn)了,到90年展到了成熟階段。近幾年來,虛擬現(xiàn)實、交互仿真等先進(jìn)的仿真技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展。利用計算機(jī)技術(shù),很多高校在實驗教學(xué)中開發(fā)出仿真系統(tǒng)不僅使實驗結(jié)果具可視化和直觀性,且有反復(fù)操作的特性,使實驗教學(xué)模式得到了改變,促進(jìn)了教學(xué)質(zhì)量的提高。山東科技大學(xué)于2012年建立了土木工程仿真模擬實驗室,經(jīng)過兩年的建設(shè),初見成效,初具規(guī)模。土木工程仿真模擬技術(shù)實際上屬于新生事物,在建設(shè)過程中也遇到一些問題:達(dá)到軟硬件條件的最合理配備,結(jié)合土木工程學(xué)科的特點,關(guān)鍵必須配備先進(jìn)的模擬軟件,目前市場缺發(fā)相應(yīng)的產(chǎn)品;相關(guān)專業(yè)教師參與研究的積極性較弱;與大型設(shè)計、施工企業(yè)合作還有很大的研究開發(fā)空間;管理方式和管理制度還有不斷完善的空間。這些問題的出現(xiàn),要求我們對土木工程仿真模擬實驗室的建設(shè)要不斷研究,在研究中使其得到全面發(fā)展。

2土木工程仿真模擬實驗室建設(shè)模式研究

土木工程仿真模擬實驗室建設(shè)在我國大部分高校起步較晚,國家近年來的政策也在引導(dǎo)各個高校加強(qiáng)這類實驗室的建設(shè)。其建設(shè)模式要不斷完善和創(chuàng)新,只有創(chuàng)新再能夠不斷發(fā)展,同時它的建設(shè)要緊緊把握土木工程專業(yè)建設(shè)的前沿,做到有針對性,實效性。

2.1突出教師的主體地位,全員、全過程參與建設(shè)

實驗室建設(shè)的主體以往都是實驗員,相關(guān)任課教師較少參于。建設(shè)之初,該校就把專業(yè)教師定為實驗室建設(shè)的主體,以學(xué)校骨干教師和和企業(yè)的技術(shù)骨干為主,組建了實驗室的教師團(tuán)隊。實驗室教師必須深入了解土木工程相關(guān)技術(shù)。為讓教師的技術(shù)水平提高,則完全由實驗室的教師參與實驗室模擬仿真儀器的設(shè)計、采購、調(diào)試工作,企業(yè)的技術(shù)骨干起到協(xié)助的作用。采取這樣的做法,能夠使實驗室教師深入地了解土木工程前沿技術(shù),為教師和學(xué)生進(jìn)行仿真模擬的創(chuàng)新研究打下了基礎(chǔ)。

2.2實驗室硬件、軟件建設(shè)并重

在開設(shè)了土木工程專業(yè)的高校中,大多數(shù)都具有一定的基礎(chǔ)硬件,對于基礎(chǔ)性、傳統(tǒng)性實驗的開設(shè)不存在問題,但專業(yè)仿真模擬實驗軟件費用較高,加之管理部門認(rèn)識上的偏差,資金往往不易到位。根據(jù)土木專業(yè)的學(xué)科特點,仿真模擬實驗項目的應(yīng)用研究通常要使用一些高檔軟件,這就需要建設(shè)過程中軟件和硬件一起抓。土木仿真模擬實驗室購置的計算機(jī)設(shè)備性能優(yōu)良,還相繼購置了一些先進(jìn)的專業(yè)軟件,軟件主要包括材料力學(xué)仿真、建筑材料仿真、建筑施工仿真、工程管理仿真。這樣一來,傳統(tǒng)實驗室建設(shè)模式改變了,并有效調(diào)整和重組了原有的設(shè)備,使實驗室儀器設(shè)備的配置達(dá)到了最優(yōu)化。另配備投影儀和視頻展臺等教學(xué)演示設(shè)備。同時提升了網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,與學(xué)院的辦公網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一組網(wǎng),學(xué)院內(nèi)部實現(xiàn)了局域網(wǎng)互聯(lián)、資源共享,具備網(wǎng)上辦公和網(wǎng)上教學(xué)的特點,實驗室范圍內(nèi)安裝了無線網(wǎng)絡(luò),利于多種形式的實驗的進(jìn)行,同時滿足了專業(yè)及技術(shù)發(fā)展的需求。2.3加強(qiáng)與企業(yè)單位聯(lián)合共建土木工程是工程實踐性較強(qiáng)的工程技術(shù)科學(xué),加強(qiáng)建設(shè)仿真模擬實踐環(huán)節(jié)是很重要的。為使實踐效果提高,學(xué)生在校內(nèi)不但可以做一些仿真模擬實驗,還能根據(jù)學(xué)校的條件,去到生產(chǎn)企業(yè)中做一些真實的實驗。另外,一個完善的且具有較高水平的土木仿真模擬實驗室的建設(shè),將會花費一筆不小的開支,就學(xué)校自身的實力是很難達(dá)到的,因此,聯(lián)合企業(yè)共建是一個很好的選擇,一些高校與校外企業(yè)建立了校外實習(xí)基地。企業(yè)可以設(shè)立聯(lián)合基金,鼓勵學(xué)生結(jié)合生產(chǎn)實際開展創(chuàng)新實踐活動,校企優(yōu)勢互補(bǔ),同時實驗室可以協(xié)助企業(yè)及社會開展培訓(xùn),促進(jìn)實驗室自身發(fā)展。

2.4加強(qiáng)實驗室開放與創(chuàng)新

土木仿真模擬實驗室應(yīng)面向?qū)W校所有的教師和學(xué)生開放,為教師和學(xué)生提供創(chuàng)新的平臺。為保證教師和學(xué)生的科研創(chuàng)新,在實驗室值班教師的指導(dǎo)下,查閱仿真模擬相關(guān)資料,研究相關(guān)的創(chuàng)新和實驗,仿真模擬實驗教學(xué)不但展現(xiàn)了學(xué)科優(yōu)勢,還能拓寬學(xué)生的視野,學(xué)生個性化的需求得到滿足,培養(yǎng)了他們的創(chuàng)新能力,使實驗室成為培養(yǎng)人才科科研的基地。開放性實驗室不僅要在學(xué)校開放,還要對外進(jìn)行開放。例如非本校生可以收取一定的費用作為實驗室的發(fā)展基金。增強(qiáng)實驗室活力的重要前提是對外開放交流,這樣可以提高研究質(zhì)量、出更多的成果、培養(yǎng)更多的人才。合作研究、開放課題等多種形式吸引外單位研究人員到實驗室開展合作研究工作,達(dá)到活躍學(xué)術(shù)思想、促進(jìn)相關(guān)技術(shù)創(chuàng)新的目的。

2.5建立良好科學(xué)的運行機(jī)制

良好的運行機(jī)制能夠保證實驗室的正常運轉(zhuǎn)和良性發(fā)展。該校建立了完善科學(xué)的運行機(jī)制,實行實驗室主任負(fù)責(zé)制。實驗室日常的管理和運作由實驗室主任負(fù)責(zé),實驗室主任也是學(xué)校和企業(yè)之間的關(guān)系紐帶。為了發(fā)揮實驗室在科學(xué)研究以及實驗中的強(qiáng)大作用,實驗室教師實行值班制度,這對于教師和學(xué)生的科研與實驗是有利的,任課教師和企業(yè)技術(shù)人員要進(jìn)行定期交流,聘用施工企業(yè)技術(shù)骨干、校外設(shè)計擔(dān)任專業(yè)課程的仿真模擬實驗教學(xué),加強(qiáng)鍛煉實驗室教師的動手能力。強(qiáng)化校、院二級實驗室管理觀念。在校教務(wù)處、資產(chǎn)處的積極支持下,根據(jù)專業(yè)學(xué)科特點,以提高實驗教學(xué)質(zhì)量、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的宗旨,統(tǒng)籌規(guī)劃、合理設(shè)置、優(yōu)化管理,最大限度地發(fā)揮實驗室人、財、物的投資效益。

3結(jié)語