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计算机仿真技术学习范文1
[关键词]计算机仿真系统数控技术实习教学特点现状应用
中图分类号:G43文献标识码:A文章编号:1671-7597(2009)1120191-01
实习教学是职业教育的主要内容,它体现学生对所学专业的技能训练掌握的程度,技能在职业学校教育中起主导作用,随着数控加工仿真系统的越来越完善,在数控技术实习教学中也发挥着越来越重要的作用。数控加工仿真系统是结合机床厂家实际加工制造经验与高校(含职业技术学院、中等专业学校、技工学校和职业学校)教学训
练一体所开发的一种机床控制虚拟仿真系统软件,可以满足大批量学生教学需求。
一、计算机数控加工仿真系统的概念
计算机仿真就是借助计算机,利用系统模型对实际系统进行实验研究的过程,分析复杂的动态对象,仿真是一种有效的方法,可以减少风险,缩短设计和制造的周期,并节约投资。数控加工仿真利用计算机来模拟实际的加工过程,是验证数控加工程序的可靠性和预测切削过程的有力工具,以减少工件的试切,提高生产效率。它随着计算机技术的发展而迅速地发展,在仿真中占有越来越重要的地位。
二、计算机数控加工仿真系统的产生
数控机床加工零件是靠数控指令和程序控制完成的。为确保数控程序的正确性,防止加工过程中干涉和碰撞的发生,在实际生产中,常采用试切的方法进行检验,但这种方法费工费料,代价昂贵,使生产成本上升,增加了产品加工时间和生产周期。后来又采用轨迹显示法,即以划针或笔代替刀具,以着色板或纸代替工件来仿真刀具运动轨迹的二维图形,有相当大的局限性。对于工件的三维和多维加工,也有用易切削的材料代替工件(如,石蜡、木料、改性树脂和塑料等)来检验加工的切削轨迹。但是,试切要占用数控机床和加工现场。为此,这些方法都存在弊端,将其不断发展和完善,逐步找到一种能逐步代替试切的计算机仿真方法,并在试切环境的模型化、仿真计算和图形显示等方面取得了重要的进展,于是计算机数控加工仿真系统的出现成为必然。
三、计算机数控加工仿真系统的使用现状
数控机床的切削加工过程仿真属于几何仿真,既不考虑切削参数、切削力及其它物理因素的影响,只对机床操作全过程和加工运行全环境的仿真,以验证程序的正确性。它可以减少或消除因程序错误而导致的机床损伤、夹具
破坏或刀具折断、零件报废等问题;同时可以减少从产品设计到制造的时间,降低生产成本。
四、计算机数控加工仿真系统在数控实习教学中的应用
数控加工仿真系统已经成为国家职业资格鉴定考试中不可或缺的一部分,从中也可看出仿真系统在数控实习教学中的重要性和普遍性。
1.仿真系统界面完全模拟真实数控机床的控制面板和显示屏幕,真正实现虚拟状态下的真实场景。学生利用该仿真系统进行模拟真实机床的操作,同样会达到操作真实设备和代替实物操作训练的目的,并且安全可靠。由于大部分的实训活动可以在仿真系统中实现,使用仿真软件将大大减少在数控机床设备上的资金投入,从而可以加快当前紧缺数控加工操作技术人员的培训速度,也大大减少工件材料和能源的消耗,从而可以降低培训成本。同时,具备多媒体教学特点的动态仿真操作使教学形象生动、内容流畅易懂。互动教学功能使得教师既可以以广播的方式在每个学生的屏幕上演示其教学内容。教师也可以在自己屏幕上看到每个学生的操作情况,实时了解教学情况。
2.学生可以直观地观看工件的仿真加工过程,熟练掌握机床的操作步骤和加工流程,并能够实现直接测量和检验加工后的工件,完全实现了真实加工再现。
首先,在仿真系统上,可以实现机床的选择、刀具的安装、切削用量的确定及对刀等一系列操作,具备图形模拟演示功能,可以直观地观察刀具和工件的相对运动和加工情况。
同时,在机床运行和加工过程中,能够及时提供程序错误或超行程等报警信息,教师或学生能够根据报警信息进行分析,从而发现故障原因和作出相应的解决措施。
3.计算机数控加工仿真系统提供了一个采用虚拟机床替代真实机床进行实习训练的平台,在降低费用的同时保证实习效果,既讲经济又求实效。
总之,数控技术专业职业能力的培养,要求学生必须进行大量的动手操作训练,而数控设备价格相对昂贵,受资金等各方面条件制约,大部分职业院校很难真正做到满足实践教学的要求。在教学中引入数控加工仿真技术,为解决此类问题开辟了一条蹊径。
参考文献:
[1]宇龙数控仿真系统说明书.
[2]闫杰,《辽宁经济职业技术学院学报》,数控加工仿真系统在专业教学中的应用.
计算机仿真技术学习范文2
为了应对工业工程在有关工业系统设计、管理及优化等综合性实验课程开发难度较大的问题，该文提出将计算机仿真技术与项目教学、案例教学相结合，实现了“教、学、做”一体化，并且，在显著改善实验教学条件、提升实验教学效果的同时，减少了设备消耗，尤其是耗材的使用量，节省了实验经费，而且克服了时间与空间上的限制，使得工业工程综合实验课的开课率和学生的专业综合能力得到显著提升。
关键词：
计算机仿真；工业工程；实验教学
计算机仿真技术是继数学推理与科学试验之后认识世界自然规律的第三类基础方法。基于计算机仿真技术的虚拟教学是指利用实物和计算机软件共同模拟出真实的情境，让学生在模拟的情境下进行探究和学习。这种教学方法生动形象，接近现实工作场景，有利于提高学习兴趣，使学生在短时间内进入相应情境，真实的体验如在现实中执行任务的感觉，以达到更快掌握技术手段的目的，而且这种教学方法可以利用计算机软件的优势创造出灵活多样的工作场景且不受行业限制，使学生对实践问题的认识更深入，采用的应对方法更灵活。由此“计算机仿真技术”便成为专业学习及实际应用中的重要方法和技术手段。工业工程作为管理科学与工程的二级学科，其人才培养目标是培养出面向生产、管理、服务的高级专业技术和管理人才，面向的工作岗位主要有制造业现场管理、产能计算、生产计划与控制、项目管理、精益生产等，以及服务业的流程优化、工作研究等。其中，制造业涉及行业范围广、产品种类多、工序过程各异，因此，在教学过程中需要通过一系列系统的实验项目培养学生专业的问题提炼能力及问题分析能力，并采用专业的技术方法和手段有针对性的对问题本质进行处理。然而，正是由于工业工程方法应用行业的广泛性及多样性，使得我们不可能如其他5类工程学科般拥有自己典型的实验实训设备，亟需我们在实践教学过程中探索新的教学方法与实验支撑技术。
1工业工程实验课程教学现状分析
工业工程类实验课程的教学，在传统的教学模式中，主要是以“理论课+实验室”的模式，强调学生对工业工程专业基本方法和技能的掌握与应用，如，工作研究、动素分析、人机工程、物流工程、流程优化、现场改善等基本技能与方法论。传统的实验教学过程中，基本上遵照如下流程：首先，引导学生进行以上理论课的学习，使学生知道、了解并掌握这些基本的专业手法与技能；其次，通过开设相关实验课程让学生对所学的这些技术方法展开实践，从而帮助学生达到训练并养成工业工程专业素养的目的。然而，目前所开设的相关实验课程均是就某一独立技术方法而展开的较为单纯的技能训练，如，工作研究的实验主要是针对动作研究、动素分析、生产节拍平衡开展具体分析过程实践，帮助学生深刻体会这些基本专业手法的实际应用场合；人因工程，主要是通过系列人因实验带领学生亲身体验，感受高度、亮度、颜色、频繁度、规律度等人因影响因素带给人视觉、听觉等感官的切实感受，从而探讨基于人因的合理化设计、布局及工作安排；设施规划布局则是基于物流分析方法，通过物流强度度量，分析部门间的相关性强度，从而为合理布局、物流优化提供有效参考。以上这些实验均对学生在工业工程专业基本方法技能的培训上起到了有效效果。然而，却并未在促进学生养成工业工程职业素养上发挥强化作用。原因在于，缺乏像物流工程、系统工程、系统建模及仿真优化等这类有关工业工程系统设计、管理及优化的主干课程的综合性实践项目，要设计出针对本专业基本技能方法的综合性实践项目，需要的制造业相关设备、产品品种等数量巨大，且耗费大、成本高，很难从实际操作入手，计算机仿真方法不失为解决此问题的一种有效方法。基于计算机仿真技术的虚拟教学则以其高效率、低成本、内容丰富、性能有效和安全等优势得到越来越多的应用和推广。因此，应该将“项目教学”“案例教学”“教、学、做”一体化和基于计算机仿真技术的虚拟教学的方法结合起来，充分发挥各自的优点，提升实践教学效果。基于计算机仿真技术的虚拟教学很容易与其它先进的教学方法相结合，因此，在工业工程类实验课程的教学中，将基于计算机仿真技术的虚拟教学与其它教学方法相结合，有助于提高实验课程教学效果，而且成本低、效率高，使学生可以不受场地、行业、设备与产品的限制，使学生更好的掌握专业技能和方法，并通过基于计算机仿真平台开发的综合性实践项目，锻炼学生的工业工程系统设计、管理及优化的综合能力，培养学生的专业素养，从而促进本专业人才培养效果的提升，计算机仿真技术在工业工程类实验课程的教学中具有重要的意义。
2计算机仿真技术在实验课程教学中的应用
计算机仿真技术为人们提供了一个理想的实践教学手段，目前国内外已经普遍将其应用于军事训练、课程教学、运动训练以及医学研究等方方面面。美国是计算机仿真技术虚拟现实的起源地，现在美国计算机虚拟仿真技术的发展水平也比较高，在这个领域代表了国际先进水平，也是第一个把虚拟仿真技术应用在教育教学中的国家，目前在感知、用户界面、后台软件和硬件等几个方面，形成了一个比较系统的虚拟仿真教学仪器架构。如，美国的卡罗莱纳州立大学利用Java技术建立了基于Web的探索式虚拟物理实验室，主要有以下几个模块：基于JavaApplet的虚拟实验设备和实验设施、相关的实验课程模块、实验结果评价模块、协作模块。在欧洲，英国在计算机仿真技术虚拟现实的相关领域处于领先地位，研究出了虚拟仿真软件包，并应用在教学仪器和工业安全培训等方面。如，英国的诺丁汉大学在教育和学术方面对虚拟仿真技术进行了研究与探索，其目标主要在于探索桌面虚拟仿真的输入设备应用上。此外，该小组还和其他学校紧密合作，将其仿真系统应用在了特殊学生教育中。在中国，目前各个大学和科研机构也广泛采用计算机仿真技术建立虚拟场景进行相关领域的教学与研究。例如：中国科技大学开发出第一套基于虚拟仿真的教学仪器系统——利用虚拟仿真技术进行几何光学实验平台的开发，系统将计算机辅助教学仪器的智能化仪器、计算机技术、虚拟仿真和物理教学仪器等有机结合，把物理教学仪器系统推进到了新的领域；北京润尼尔网络科技有限公司以北京邮电大学强势的网络、通讯、电子三门学科为基础，采用JavaApplet技术、B/S结构、J2EE框架，为解决高校日趋紧张的实验设备及实验场地等实验教学问题，由北京邮电大学网络教育技术研究所组织精英力量，经过多年研究，开发出了配套的虚拟实验系统。通过对国内、外的基于计算机仿真的虚拟现实教学应用情况进行对比，我们发现：当前，国外基于计算机仿真的虚拟实验比国内开发时间早，应用相对成熟，不管是在仿真器材还是仿真软件上都比较丰富、且功能较多；同时，国外很多成熟的仿真实验产品价格普遍偏高，且技术难度也不太适合本科学生，更适合研究所或工程师使用。尽管如此，我国还是有很多现行的成熟的计算机仿真软件供我们选择，这些成熟的仿真软件具有界面友好、可扩充性、支持二次开发等特性，甚至大多实现模块化利于定制化实验的开发，基本上能满足国内高等院校实验教学需要及丰富的仿真实验需求。因此，国内很多高校及科研院所普遍采用购买成熟的仿真软件产品，基于自身的仿真实验需求进行对应的二次开发，从而设计出适合自己的基于计算机仿真的虚拟实验平台，并得到了很好的应用发展。就工业工程类实验课程而言，现在市面上流行的仿真软件，如，Flexsim、witness、em-plan等都能提供给我们一个良好的仿真实验平台，供我们在这些平台上进行综合性实践项目的构建和开发。
3基于计算机仿真技术的实验教学模式开发
在深度分析学生学习特点和企业真实需求的基础上，基于建构主义学习理论和混合式学习理论，按照社会发展对人才培养的要求，结合计算机仿真实验教学设计的基本原则，借鉴信息化和项目教学、案例教学设计方法，探索出基于实践项目、真实案例和工作任务的计算机仿真实验教学模式，实现了“教、学、做”一体化的实验设计。该模式由“项目导入、制定计划、实施计划和成果展示与评价”4个环节组成，其中，计算机仿真实验教学贯穿了该模式的所有环节。下面简单介绍该模式的具体实施方案。
（1）在“项目导入”环节，专业教师的活动包括：借助选定的计算机仿真实验平台，导入项目任务及目标、展示项目结果，让学生对项目有一个直观的认识，然后再布置具体的实践任务；利用计算机仿真实验平台，让学生明确自己应当完成的具体任务和完成任务后可以获得哪些知识以及达到什么样的技能水平；在充分考虑学生的现有知识和能力水平的基础上，适当采取分工协作方式，安排具体的任务完成时间及成果的评定方法等。
（2）在“制定计划”环节，学生的活动包括：通过自主学习、分工协作等方式，对具体实践项目的目标、任务进行分析；确定任务所涉及的专业方法和技能手段，充分应用已掌握的专业知识和能力，借助计算机仿真实验平台，设计出仿真实验模型帮助决策与优化；确定仿真实验任务的实施步骤，为仿真实验任务的实施做好充分的准备。
（3）在“实施计划”环节，学生的活动包括：在计算机仿真实验平台上，按照拟定的计划，逐步完成实践项目的仿真任务；在完成实践项目仿真任务的过程中，学生通过应用所学专业知识和技能，建构自己的专业知识，从而帮助自己养成专业素养。
（4）在“展示与评价”环节，学生的工作包括：在计算机仿真实验平台上展示自己的实践项目仿真成果；参与讨论和评价；通过对比分析，学生对自己的实践项目展开进一步的仿真优化处理。
4结语
将计算机仿真技术与项目教学、案例教学更加紧密的结合起来，能够更好的实现“教、学、做”一体化，并且，在显著改善实验教学条件、提升实验教学效果的同时，减少了设备消耗，尤其是耗材的使用量，节省了实验经费，而且克服了时间与空间上的限制，使工业工程综合实验课的开课率和学生的专业综合能力得到显著提升。计算机仿真技术在专业实验教学方面的应用前景广泛,值得深入研究。
作者：赵灿灿 单位：首都经济贸易大学安全与环境工程学院
参考文献
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计算机仿真技术学习范文3
【关键词】计算机；仿真技术；多媒体；EWB
Electronics Workbench简称EWB，即电子工作平台，它是一种在电子技术界广为应用的优秀计算机仿真设计软件，被誉为“计算机里的电子实验室”――虚拟电子实验室。
利用EWB可以在计算机上学习模拟电子技术和数字电子技术，并进行电路设计、仿真调试等在实验室完成的实验。只要我们拥有一台计算机加上一套电子仿真软件，我们就相当于拥有了一个设备先进的电子实验室。以虚代实、以软带硬使得电子电路设计变成了一件轻松愉快的事情。
一、EWB的特点
1.具有完整、精确的元件模型
EWB提供了相当广泛的元器件，从无源器件到有源器件，从模拟器件到数字器件，从分立元件到集成电路，应有尽有。EWB不仅提供了各种实际元器件的精确数据和模型参数，而且提供了较宽的选择余地，在设计过程中，学生可以根据需要自己选择元件。
2.具有各种功能强大的电子测量仪器
EWB提供了齐全的虚拟电子测量仪器，包括示波器、函数信号发生器、万用表、频谱仪和逻辑分析仪等，操作起来非常真实和容易。
3.具有专业的原理图输入工具
EWB提供了方便友好的操作界面，学生可以轻松地完成原理图的输入。单击鼠标，可以方便地完成元件的选择；拖动鼠标，可以将元件放在原理图上。另外，EWB具有连线的功能，同时也允许学生调整电路连线和元件的位置。
4.具有强大的分析工具
EWB提供了14种分析工具，利用这些工具，学生不仅可以清楚地了解电路的工作状态，还可以测量电路的稳定性和灵敏度。
5.具有集成化、一体化的设计环境
EWB具有全面集成化的设计环境，在设计环境中可以完成原理图输入、数模混合仿真以及波形图显示等工作。当学生进行仿真时，波形图和原理图同时有效和可视，当改变电路连接或改变元件参数时，显示的波形立刻反映出相应的变化，即可以清楚地观察到具体电路中元件参数的改变对电路性能的影响。
二、计算机仿真技术的作用
1.创新能力的培养
计算机仿真技术可以对学生在学习过程中所提出的各种假设电路进行虚拟，通过虚拟系统可以直观地观察到这一假设所产生的结果或效果。例如在虚拟《电子电路》实验中，学生可以按照自己的假设，将不同的元件组合在一起，计算机便虚拟出组合的电路来。通过这种探索式的学习方式，有利于激发学生的创造性思维，培养学生的创新能力。
2.突破实验室的局限性
随着科学技术的发展以及器件的不断更新，原有的实验仪器和实验器材不能满足教学需要，使实验教学十分不便。由于实验室提供的设备和器件有限，在《电子电路》教学中，往往会因为设备、场地、经费等方面的原因，使一些应该开设的教学实验无法进行。
利用EWB软件，可以弥补这些方面的不足，在计算机上模拟出实验室的环境、仪器设备和元器件，而不受实验室在元器件品种、规格和数量上的限制。与传统实验方式相比较，更能突出实验教学中以学生为中心的开放式实验教学模式，从而提高学生对电路的综合分析能力、设计能力以及创新能力。
三、计算机仿真技术的应用
1.在学习过程中的应用
计算机仿真技术能够为学生提供生动、逼真的学习环境，学生在进行计算机仿真时可以通过软件自由选择学习内容。由于教学内容的真实模拟，学生在学习过程中具有身临其境的感觉。这对调动学生的学习积极性，突破教学的重点、难点，培养学生的技能都将起到积极的作用。
计算机仿真系统在教学中的运用，是教学改革的一个重要途径。在仿真教学中，运用计算机的交互性，进行个性化教学和因材施教，充分发挥学生的创造性和主观能动性，提高教学效果。
2.在实验过程中的应用
笔者曾经组织学生在计算机上用EWB进行电路基础、模拟电路和数字电路实验，效果很好。实验时，在EWB电路设计窗口输入实验电路的电路网络拓扑结构、电路及元件参数。
由于仿真的手段切合实际，选用的元器件以及仪器与实际情形非常相近，绘制的电路图需要的元器件，电路仿真需要的测试仪器均可直接从屏幕上选取，而且仪器的操作开关，按键同实际仪器极为相似，因此学习和使用非常容易。
通过电路仿真，既可以掌握电路的性能，又熟悉仪器的使用方法。学生在仿真实验时能反复地进行从理论到实验，从实验到理论的过程，这一过程有助于学生加深对电子电路的基本原理、分析方法的理解，加强了学生实际分析问题与处理问题的能力，切实做到理论与实际的密切配合，改变了传统实验与理论脱节的局面。
另外，仿真实验能避免真实实验所带来的各种危险。在实际电子电路实验中，学生由于操作或线路连接等方面的错误会导致设备的损坏，甚至对学生造成各种危险。利用计算机仿真技术进行虚拟实验，则可以避免这种顾虑。学生在虚拟实验环境中，可以放心地去做各种危险的实验。
3.在设计过程中的应用
作为虚拟工作的电子工作台，EWB提供了详细的电路分析手段，以帮助学生设计和分析电路的性能。
计算机仿真技术学习范文4
关键词：计算机仿真；高职化工教学；优化
中图分类号：G424 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）30-6842-02
高职院校是实用型人才的培养基地，其主要职责是培养学生的实践能力和提高其技术水平，从而为企业输送高质量的实用型人才。化工专业中有很多单元操作仅仅靠书本学习难以形成动手操作能力。靠化工实验能够在一定程度培养学生操作能力，但一般院校中化工实验设备较少并且简单，与实际生产相距甚远。因此，企业实习是该专业教学计划中不可或缺的一部分，但企业实习中也存在这样的问题：化工生产流程复杂，并且往往伴有易燃易爆、高温高压、毒气等危险因素，因此没有操作经验的学生一般只能观摩，动手操作的机会很少。这在一定程度上削弱了实习的效果。
计算机化工仿真是通过计算机模拟出化工生产过程的操作单元。学生通过计算机仿真训练，能够掌握每个操作单元的特点，提高了分析能力和操作水平，这比实验室操作更加贴近生产，比企业实习更加安全有效，是一种行之有效的实践教学方法。
1 化工仿真技术
化工仿真技术是以软件为基础，将生产过程中的操作单元以动态数学模型的形式模拟出来，以完成如何开车、停车、及常见的事故处理的全过程[1]。具体来说就是将化学工业中的典型单元操作如：离心泵单元、液位控制单元、换热器、管式加热炉、精馏塔、吸收解吸单元、离心式压缩机、真空系统等，此外还包括大型的合成氨、常减压蒸馏、催化裂化反应等流程工段。化工仿真技术是计算机与化工的有机接合。其主要的仿真原理有：系统仿真、过程系统仿真和DCS仿真系统。
1.1系统仿真
系统仿真是运用物理或数学模型代替实物进行实验和研究的一种技术，分为数字仿真和物理仿真两类。数字仿真以实物的运行规律为依据，建立数学模型而后在计算机上进行研究。物理仿真则是以实物为基础，然后按一定比例或规律进行放大或缩小建立物理模型，并以此模型为研究对象进行研究。相比之下，数字仿真灵活性更强，能够对相反的动态特性模型进行研究，是一种经济且有效的研究方式。
1.2过程系统仿真
过程系统仿真是对过程系统的数字仿真。其对过程系统的动态特征进行数字建模，然后再将数学模型在仿真机上体现，从而在仿真机上实现对过程系统的研究。过程系统仿真由过程系统、数学模型和仿真机等三个主要部分组成。通过建模和仿真将三部分联系在一起。
1.3 DCS仿真系统（集散控制系统）
DCS（Distributed Control System），简称集散控制系统，特性是使用多台计算机分散控制、操作，实现控制回路分散化、数据管理集中化的控制系统。将事故的危险性大大分散。
2 仿真技术在化工教学中的应用
计算机仿真技术运用到高职化工的教学中，学生能够感知真实的化工生产环境，调动了学习积极性，使学习过程更具个性化，提高了学习效率。 仿真技术又优化了化工类实验与实践性环节的教学过程，有助于对学生综合能力以及化工实际操作技能的培养[2]。
以煤为原料的合成氨工艺流程的仿真界面为例，如图1所示。该课件以小合成氨生产中煤制气工段为基础，提供了该工段的生产原理、设备结构图、设备照片、过程控制、样品分析方法等详细的技术资料，学生能够通过该仿真学习，掌握合成氨工艺的理论知识。同时课件还提供虚拟生产、工艺计算、现场录像等模块，能够让学生如同在工厂操控室一样，对过程进行操作与数据分析，这极大地提高了学生的实践操作能力。
3 计算机仿真在教学中的优势
计算机仿真能够让学生比书本上更直观、具体地认识化工生产过程，又避免了在工厂实习的一些弊端，在化工教学中有着独特的优势。主要体现在以下几方面：
1）化工生产系统一般都是大型工业系统，生产连续性强。学生不可能在工厂中学习反复开停车等操作。而在仿真教学中学生在计算机上可以反复停车、开车甚至设计故障，充分培养了学生的动手能力。
2）仿真实验主要在仿真机上进行，通常用软件形式体现。传递复制极为方便，大大地节省能源、材料、人力。
3）动态仿真数学模型可以产生被仿真系统受到各种外部扰动或操作变化的动态响应，即模型的预测性。
4）仿真软件大多提供参数设定、报警记录、数据记录、成绩评定等特殊功能，有利于教师了解学生掌握情况，便于实施各种新的教学与培训方法。
5）仿真机上可以做一些现实情况不允许作的实验。在计算机上学生可以设定各种参数的极限状态来学习复杂生产过程的运行情况，也可以做一些破坏性的试验，而不会造成任何损失。这都有助于提高学生分析和决策能力。
4 仿真教学优化的思考
化工仿真在对学生实际操作能力的培养上具有无可比拟的优势，在教学过程中如何把这一优势发挥更好呢？笔者有以下几点思考。
4.1 课程安排优化
首先要优化课程安排[3]，增加仿真教学与理论教学的互动性，使学生不仅从理性上认识化工单元操作，也能从仿真教学中获得具体操作、处理能力。比如仿真课程与化工原理同步，如化工原理课程从理论上学习了离心泵之后，仿真教学随之进行，那么学生在仿真课程中能够加深对离心泵原理理解的同时，增强操作实践能力。
再者，仿真教学与工厂实习结合起来。如果学生直接从课堂走到工厂，面对复杂而又危险的生产环境，往往不知所措。在实习之前，针对性的进行几个单元操作的仿真教学，使得学生对生产工艺有一定的认识，到工厂后结合实际情况，能够加深对理论的理解，也提升自身在复杂生产工艺条件下的决策能力。
4.2 教学资源优化
计算机技术飞速发展，智能手机也在学生中迅速普及。一方面我们要完善学校教学资源，如购置一些新的仿真教学软件，使得仿真教学能更加贴近实际生产。另一方面，建议仿真教学的软件开发者，可以结合现在的智能手机普及情况，开发一些经典单元操作的手机应用，学生在课堂上随时能通过手机应用来学习，从而使理论学习变得具体、形象、可操作。
4.3 教师自身技能的提高
高职院校注重对学生实践能力的培养，这要求老师不仅要有扎实的理论基础，也要有丰富的实践经验。高职教师应该注重提高自身的动手操作能力，对每个化工单元操作做到成竹于胸。在理论教学过程中，也应该重视对学生操作能力的培养。
化工仿真教学是衔接课堂与实际生产的桥梁，能够培养学生分析和解决实际问题的能力和提升其操作技能，是高职化工教学的重要组成部分。用新的技术手段，使得学生能够更直观的理解生产过程，是计算机仿真在化工教学中的发展方向。
参考文献：
[1] 侯焕福.化工仿真在化工专业教学中的作用[J].中国教育技术装备，2012（24）：121-123.
计算机仿真技术学习范文5
关键词：实验教学改革 仿真技术 实验整合
实验是电子信息类专业学生课程教学的一个重要环节，是对理论教学的补充和深化，其开设方式关系到学生对理论知识的掌握和应用，直接影响着学生的操作技能、主观能动性和实际动手能力的提高，也决定着理论和实验的教学水平。因此，在教学过程中一定要加强实验这个实践性教学环节，充分利用实验资源来培养和提高学生解决问题的能力和创新能力，使学生能够更加快速地适应于将来的工作。加强实验教学环节，最大限度地利用学校的实验教学资源，对提高教学水平，培养学生的实际应用能力和综合素质具有重要的意义。
1 实验教学的传统模式和问题
在我国高校工科教育中，实验教学硬件条件普遍不足，或者是硬件实验条件的发展跟不上技术的要求，同时各高校大幅度扩大招生，实验教学硬件条件更显不足。加大对实践教学条件的投入，加强培养实践教学科技人才，强化实践教学内容和条件的改革与建设，在当前来说具有特殊重要性[1]。我国教育主管部门也在积极得进行着推进实践教学的改革与建设。例如：在全国高校本科教学水平评估中，实验室建设基地和建设经费以及实验教学改革就是一项重要的指标内容。越来越多的高校开始响应教育部的号召，实行了“双基”实验室，并在此基础上进一步建设“实验教学示范中心”。
目前，实验教学的传统模式的缺点主要表现有：
1）实验设备陈旧，实验模式单一；
2）验证性实验分量大，与设计性、综合性和创新性实验之间的比例失调；
3）先进的实验教学手段在实验教学中的引入还不够；等。
2 实验教学方法改革势在必行
随着计算机的普及和应用，在教学中也越来越多地借助计算机来辅助设计方法，同样，在实验中借助计算机仿真技术具有很大优点：减少实验中所需的耗材、降低对实验器材的破坏性、完成更复杂更高难度的设计性实验、更加全面地分析实验对象以及结果的性能指标等，具有高效、快速、直观、完整的优势。开展仿真实验作为一种新型的实验教学方法是在现有实验室设备的基础上采用计算机新型软件对实验进行模拟，大大提高了学生对本专业知识的应用能力和科研创新能力。因此，在当今的实验教学中，仿真实验的引入势在必行。
对当今高校来说，学生人数不断增加，实验室设备和资金满足不了大学中学生的试验要求，为了不断提高实验教学的质量，又进一步解决实验设备少、不好维护、建设费用高等问题。将仿真技术引入实验教学中来，学生一方面可以利用计算机实现实验方案的设计，又可以直观地验证仿真过程和结果，不受实验室条件和空间的限制，可将实验设计带入到课余生活中来进行，大大提高了学生对实验的操作兴趣。利用仿真实验由于方法的灵活性可以充分发挥学生的想像力和创造力，比起传统的实验教学更利于培养科技创新人才，且有利于降低实验成本，能够使得实验室的建设和发展进入一个良性循环中。
3 实验教学改革方案
3.1 实验中引入相应的仿真技术来进行虚拟实验
在实验教学中引入计算机仿真技术，一方面，充分发挥学生的主观能动性，激发学生学习兴趣，另一方面，老师可以利用计算机技术来观察学生的实验过程，采集学生的实验结果，更好地跟踪和指导学生，先进的教学理念和教学手段有助于提高实验教学效果，提高教师的教学水平。而计算机的引入可把实验设备、理论教学、教师指导和学生的思考、操作有机地融合为一体，克服了传统实验教学过程中受到课堂、课时、实验设备等的限制，使实验教学内容进一步灵活化，在时间和空间上得到延伸，也进一步激发了学生的实验热情。
在实验中引入相应的仿真技术来进行虚拟实验，可以使得学生在进行实验的过程中培养独立思考能力，激发学生的学习兴趣，提高学生的创新意识，同时为学生提供了更加开放灵活的实验条件。对实验内容和实验教材来说，采用仿真技术把将虚拟实验和真实的电路实验有机地整合起来，充实了实验内容，增强了实验的能动性和趣味性，有利于实现培养学生综合实践和探索创新能力[2]。目前，越来越多的高校重新对实验室建设进行了规划，利用计算机仿真技术改革实验教学是一个新的发展方向。在高校实验室中引入计算机以及相应的软件技术不仅可改善实验条件、改革实验教学方法、充实实验教
学内容，还可大大提高实验效率，降低实验成本，增强学生学习的积极性和创新性，为实验教学和科研提供良好的实验平台[3]。
以单片机实验教学为例，在实验过程中我们引入proteus仿真软件，用它来模拟单片机硬件系统。由于软件的灵活性，可以克服实验箱硬件电路固定、实验内容难于改动等局限。整个实验设计都是基于计算机仿真技术的，除了计算机外不再需要任何硬件即可进行实验，这样有利于促成课程和教学改革，更有利于人才的培养。仿真技术的另一应用表现在学生的业余爱好上，比如目前的电子设计大赛，挑战杯等，学生完全可以利用计算机来进行仿真，先用计算机仿真出相应的实验模型，在计算机上进行模拟调试，最后用硬件实现。在整个过程中，学生可充分发挥自己的才能，通过大量仿真对比，达到设计目的，学生也可以大胆地反复调试，避免了损坏器件。在电子设计竞赛中，我们使用proteus开发环境对学生进行培训，在不需要硬件投入的条件下，学生普遍反映，对单片机的学习比单纯学习书本知识更容易接受，更容易提高。实践证明，在使用proteus进行系统仿真开发成功之后再进行实际制作，能极大提高单片机系统设计效率。
另外，开展仿真教学对于我国的远程教学也是一种很好的尝试，有着重要的意义。
3.2 重新安排各类性质的实验，适量增加综合性、设计性实验
验证性实验是实验中最基本的，可以使学生巩固理论知识，它的实验内容相对简单，重点培养学生的基本操作、数据处理和计算技能，验证和加深对课本知识的掌握和理解。综合性实验则要求学生必须具有一定的专业基础知识和基本操作技能，能够运用某一课程或多门课程的综合知识，进而对实验技能和实验方法进行综合训练的一种复合性实验。目前工科高校中越来越多地提出课程设计也是为了加强学生对综合知识的运用。为充分调动学生的学习积极性和主观能动性，设计性实验也必不可少。设计性实验能加深学生对理论知识的认识，由学生自己负责计划和执行，充分提高了学生的思维能力、动手能力、分析和解决工程实际问题的能力[3]，发挥了学生的主观能动性，设计性实验的完成可以充分借助于计算机仿真技术来完成。
验证性、综合性、设计性实验相结合，培养了学生基本的实验技能和方法，同时又促进了学生的创新思维，打破了原有实验教学附属于理论教学的模式，建立与理论教学并行的，既相对独立、又相互联系的实验教学体系。在某些应用性强的实验教学中，综合性和设计性实验的比例至少要达到60%以上，同时设计性实验最好要跟得上科学技术的发展。一方面保证基本实验技能训练，另一方面，实验内容应与当今先进技术的发展相结合，适应社会发展的需要，将科研成果转化为实验内容，提高实验的先进性和代表性。那么，工科院校中一方面加大实验器材的投入，提高实验教学条件，开设先进的实验内容，提高学生的积极性，使学生适应当今社会的发展；另一方面，要充分利用现有的条件，引进先进的仿真技术，使得实验条件进一步升华，充分发挥教师和学生的主观能动性和创新能力。
3.3 硬件软件都要抓，都要硬
计算机仿真实验虽然可以准确地反映整个实验过程， 是一种新型的应用技术，十分有效，但是仿真技术不是万能的，它毕竟不是真正的实验，在许多场合仿真只能起辅助作用。也就是说不能用仿真实验来全部代替硬件电路实验，而是将仿真试验和传统的硬件实验相互结合，根据学校的实际情况和实验的情况灵活运用，虚拟实验不是万能的，如果所有的实验都用虚拟实验替代的话，学生在虚拟环境中实验会产生或多或少的不踏实的虚拟感，实践能力也不可能得到真正的提高。
3.4 加强对实验课教师的培训，通过培训交流更多地了解新的实验技术
在实验教学改革的同时，必然对教师提出更高的要求：一是教师也应加强专业知识和技能的学习，来提高自己的业务能力和综合素质，另外，不断更新专业知识的结构，了解前沿技术的发展也是必需的；二是高校中要大力创造条件促进教师经常参加基础理论知识的培训和实验的培训以及学术研讨会，从而扩大视野，更新教学观念，及时了解嵌入式系统发展趋势和动态，促进电子类实验技术的发展；三是要大力组织专业教师去积极申报相关的创新实验和科研项目，提倡以科研资金来促进实验室的建设，用科研成果去改进实验内容，同时可以提高教师的科研能力，在科研中更好地去锻炼自己，为实验教学服务。
4 结论
随着社会对人才要求的提高，大力推进实验教学改革迫在眉睫，而大学实验教学的改革又直接影响到学生的动手和创新能力。实验教学必须能够跟得上时代的脚步，将仿真技术应用到实验教学中可以充分调动学生的主观能动性，激发学生的创新能力
，加快学生适应社会的能力，同时学习了先进的新技术。
参考文献：
[1] 丁美荣,柴少明.基于虚拟实验与真实实验整合的计算机网络实验教学改革[j].现代教育技术,2007,7(17):99-102.
[2] 孙晓明.土力学实验课程教学方法的研究与改革[j].黑龙江教育,2006(11):59-60.
[3] 高金辉,杨军平,邱爱中.虚拟仪器技术及虚拟实验室的构建[j].河南师范大学学报:自然科学版,2008,36(2):63-66.
计算机仿真技术学习范文6
物理实验不同于一般的科研，尤其是大学的物理实验需要学生自己进行实验的操作，得出数据，进行数据的处理，写出实验报告。学生进行物理实验锻炼的是操作实践能力，如果完全利用计算机进行操作无疑会降低学生的动手能力，所以计算机应该作为辅助手段，或者是发挥其在物理实验中的特殊作用。
2多媒体技术在大学物理实验中的应用
物理实验的计算机应用其一就是利用多媒体技术进行物理实验的教学。随着科学技术的高速发展，传统物理实验的教学已经无法适应现代社会的发展，势必要求改变物理实验的教学方法，而计算机尤其是多媒体技术的应用满足了现在物理实验的要求。
2.1利用多媒体技术进行教学
大学物理学承担着培养新型人才的重任。物理实验涉及面比较广，但是实验课时间有限，所以传统的物理实验往往无法让学生充分的学习和操作，老师的讲解也是“填鸭式”，完全按照课本的操作步骤让学习进修操作，得到的数据往往也是根据课本上的公式得出的。而对媒体技术的引入，能够让教师获得最先进、最前沿的物理实验知识，让学生的视野开阔，动手意愿更强，培养学生的创新意识和创新思维。能够丰富实验教材，方便学生进行学习，客服传统物理实验教学的弊端。利用多媒体技术制作物理实验教学的课件，能够大大提高教学效果。物理实验的操作过程往往不具体，有些抽象描述如果利用传统的教学模式无法直观的表达给学生，而多媒体技术能够利用计算机的模拟技术，将一些抽象的描述具体化为图像、表格等，让学生能够直观了解物理实验的信息。比如大学物理实验当中的“霍尔效应”中平衡态的建立过程，就需要利用多媒体技术，将实验中本来瞬间完成的动作放慢，让学生仔细的进行观察和理解。多媒体技术能够使用计算机技术当中的PowerPoint，Flash等制作物理实验课件，先让学生近距离、科学的接触物理实验，能够掌握模拟实验的基本步骤，这样在进行具体的物理实验过程当中就会得心应手，更好的巩固已经学习的理论知识。教师还可以利用网络将已经制作好的课件上传到网上，方便学生自行学习。
2.2利用多媒体技术进行教学管理
物理实验过程中，由于实验室的设备有限，所以一般上物理实验课都需要老师进行学生的登记，进行学生成绩的考察和记录。这些工作通常比较繁琐，浪费时间和精力。而多媒体技术的应用能够方便老师利用计算机技术进行学生登记。学生还可以利用计算机技术在网上提前进行选课。多媒体技术在教学管理上的应用应该侧重对管理系统软件的开发，按照物理实验的特殊教学管理模式开发相适应的系统软件。
3计算机仿真实验在物理实验中的应用
随着仿真技术的快速发展，计算机仿真实验也随之出现了。所谓的计算机仿真实验就是虚拟实验环境，能够节约实验室资源的利用和消耗，是利用现代科技的典型。
3.1计算机仿真技术在物理实验中的作用
目前计算机仿真技术应用于物理实验当中，大多数高校学生都称仿真物理实验仪器具有较高的仿真度、图像和文字一起能够增强学习的乐趣。其中，调节仿真仪器可以模拟真实的操作仪器，从而减少对真实仪器的损害，而且学生出现错误时候，能够智能的提供帮助。再次，仿真实验系统是利用计算机技术进行的，所以能够在网络上进行传播，实现资源的共享。
3.2仿真实验在物理实验中应用的现状
3.2.1仿真实验在我国的产生和优势
我国对物理实验中的仿真实验起步比西方发达国家晚，但是后来者居上，我国也开发了一些非常好的仿真软件，主要集中于一些技术较先进的单位，比如中国科技大学物理实验中的仿真实验，为物理实验的教学模式提供了新的借鉴，该仿真实验主要是充分发挥了计算机的功效，将教学内容和学习者的操作融为一体，方便了一些没有接触过实验的学生进行仿真模拟，对操作仪器和操作过程有了更加直观的认识。仿真实验在大学物理实验中有很多优势，第一，仿真仪器可以进行拆卸，从而更好地对仪器进行观察，让学生和老师对仪器有更进一步的了解和认识。第二，可以随意产生实验中待定的物理量，从而适应不同的学习阶段要求，满足不同学生的学习需求。第三，能够模拟实验的误差，从而对实验的质量进行综合的评价。第四，将学生所做的物理实验得出的数据进行存储，方便学生进行查阅，方便分析资料。
3.2.2仿真实验的具体案例
某大学的物理实验面临着资源不充足和设备不先进的局限，为了满足更多学生的需求，为了方便教师对物理实验的学生报告进行更准确的核实，该校利用计算机仿真技术开发了新的物理实验网络教学管理系统，这个系统的基础就是利用互联网而产生的。整个系统的设置采用了教学大纲的实验模式，包括实验仪器、实验原理等很多模块，主要分为基本模块和附加模块。
4总结
