虚拟仿真实训范文1
关键词：车床实训；虚拟仿真技术；工程实训教学
在工程实训教学中，传统的普通车床实训教学项目比较注重动手操作，但是由于工程实训中心的设备数量不足，加上有经验的实训指导教师人数、学生实训操作安全等方面的限制，传统车床的实训教学已无法满足学生的需求[1]。随着计算机技术的不断发展，由计算机控制的数控车床逐步取代人工操作的普通车床，已经成为一个不可逆转的趋势[2]，但是普通车床作为数控车床的基础，依然很重要，高等学校所开设的工程实训课程中仍将普通车床作为一个重要的实训项目[3]。依托计算机、网络、图像处理等技术的成熟，虚拟仿真技术已应用于各实训教学项目中，其能够实现实训教学的虚拟化、三维可视化；实现实训教学项目的交互与沉浸，使学生能够更主动地进行实训操作；还能解决车床实训教学过程中存在危险、车床设备数量不足等问题。与此同时，在注重工程专业认证的当下，虚拟仿真技术在工程实训方面的应用，对工程专业认证也有着重要的加分作用[4-5]。
1车削加工虚拟仿真教学系统设计思想
普通车床实训涉及的内容较多，学生需要掌握的知识不仅包括刀具、夹具和切削加工基础知识，还包括C6132D普通车床的相关操作知识。要想通过系统自学普通车床的加工操作过程，就不能抱着只是在系统上用鼠标、键盘简单地点击几下或敲几个按键的想法。使用虚拟仿真教学系统学习，学生须扎扎实实地掌握相关知识。基于这个目的，该系统从设计开始就需要有知识学习、操作演示、动手实践等基础的设计思想，给学生提供丰富的车削加工知识，通过向学生演示车削加工的实例，方便学生进行模拟操作。因此，该系统应是一个集实训教学与实训操作于一体的系统，同时可以依靠网络打破时间、空间的限制，让学生实现自主实训。
2车削加工虚拟仿真教学系统的开发软件构想
在车削加工虚拟仿真教学系统中，需要模拟出一个真实的工件从毛坯到车削加工成型的过程，使学生能身临其境地感受到车削加工的过程。AuthorWare作为备选软件，能将图像、声音、图片和动画等结合在一起形成一个完善的系统；非专业的编程人员也能创造出一个与车削加工操作相关的多媒体应用软件。在车削加工虚拟仿真开发方面，VisualBasic作为主要编程软件，基于可视化编程技术与多媒体功能，能搭建出集声音、动画和图像于一体的多媒体应用程序，营造出与车床实际操作过程相同的实训环境。为了使界面更加完美，动画显示更加真实，还可以使用Photoshop、Flash和3dsMax软件来处理图像和制作动画，实现虚拟仿真系统的各种功能。
3车削加工虚拟仿真教学内容
车削加工虚拟仿真教学系统是2020年山东科技大学虚拟仿真实验教学建设的项目之一，该系统在人机交互界面上力求反映真实的车床加工实际操作过程，具备较强的真实感、顺畅的交互性和一定范围内的容错性。该虚拟仿真教学系统可分为3个模块：3.1车削基础知识模块。该模块主要功能是为初次参与工程实训的学生提供一个车削加工设备的认知过程，学生在此模块中可以学到车削加工的基本知识，内容如下：（1）车削加工实训目的及要求：让学生在操作前充分掌握实训目的，了解与车削加工相关的专业知识。（2）车削加工实训安全技术要求：虽然学生通过虚拟仿真模拟车削加工过程没有危险性，但是虚拟模拟的最终目的还是要回归于实际的操作中，因此，详细地告知学生在实际操作过程中的注意事项十分必要。要明确说明什么可以做，什么不可以做，避免学生在实际操作过程中出现失误，导致实训设备损坏或发生严重的人身伤害事故。（3）车削加工的概念与工作原理：涉及车削加工的介绍，车削加工的优点、缺点，车削加工的范围等，学生可多角度观察车削加工过程。（4）车床结构（C6132D普通车床的结构）：通过车床模型可多角度任意旋转、缩放观察车床的结构，包括主轴箱、进给箱、挂轮箱、床身、溜板箱、尾架、光杠、丝杠、车床上各种按钮和手柄的功能等。（5）常用量具：让学生认识常用量具，例如游标卡尺、螺旋测微器等，并辅以动态图演示常用量具的结构及使用方法。（6）常用车刀与夹具介绍：向学生介绍常用车刀，包括内孔车刀、偏刀、切槽刀等，辅以车刀模型的结构、名称的展示，包括夹持部分、切削部分，夹具常使用的三爪卡盘、顶尖、中心支架等，并介绍它们的主要结构，辅以动态模型演示不同夹具的装夹原理。该模块还向学生介绍常见的车削加工设备，介绍车床的发展与演化过程，激发学生的学习热情。此外，该模块还提供了大量的车削设备实际加工过程的视频录像和动画演示，以便学生理解车削加工操作中车削设备的运行情况。3.2车削实训操作模块。此模块涉及车削加工的基本操作内容，学生不仅能够通过系统演示进行观察，还可以通过车削加工虚拟仿真教学系统来模拟相关操作。主要内容如下：（1）车刀安装：在虚拟仿真教学系统中，学生可通过三维模型动态演示学习车刀安装操作，并在系统演示后自行操作模拟安装车刀的过程。安装过程中需要注意，车刀安装在方刀架上，刀尖一般应与车床主轴中心等高。此外，车刀在方刀架上伸出的长度要适宜，垫刀片要放平整，车刀与方刀架均要锁紧。（2）三爪卡盘安装工件方法：三爪卡盘是车床上最常用的装夹工具，在虚拟仿真教学系统中，学生可通过三维模型动态演示学习如何将工件安装到三爪卡盘上，并在演示后自行模拟将工件安装到三爪卡盘上的过程。（3）车端面：车端面是车削加工中最基本、最常见的工序之一，改变的是工件的长度。车端面时，车刀的刀尖应对准工件的中心，以免车出的端面中心留有凸台；当背吃刀量较大时，容易扎刀；凸台是逐渐车掉的，所以车端面时使用弯头刀较为有利。（4）车外圆：车外圆也是车削加工中最基本、最常见的工序之一，改变的是工件的直径。为使车刀的主切削刃垂直于工件的轴线，可在先车好的端面上对刀，使主切削刃与端面贴平。3.3车削实训考核模块。该模块的作用是对学生进行考核，即学生在学习过车削加工的基本知识，以及车削加工的操作后，给学生一个具体的操作项目让学生在虚拟仿真系统上进行操作。在学生进行操作的过程中，该模块可以对学生的操作过程进行监督预警，如果操作步骤出现问题，可以及时提醒学生加以改正。在操作结束后，该模块还能对学生的操作过程进行评价，并给出一个分数。这个分数可以作为学生能否继续参加线下车削加工实训的标准，此外，这个分数还可以按一定比例折合算入学生车削加工实训的总成绩。
4车削加工虚拟仿真存在的问题
4.1虚拟仿真系统建设成本较高。虚拟仿真系统除了软件以外还需要有相关的硬件设备，最基础的设备就是计算机。学生通过计算机的鼠标、键盘与虚拟仿真实训软件进行信息交互，如果想让学生有更好的虚拟仿真实训体验，还需要有相应的配套设备，如VR眼镜、VR数据手套、VR手柄等。这些外置设备单价较高，如果要满足一个班的学生同时进行实训的需求，那么建成一个完整的虚拟仿真实训教室的费用就会相当可观。4.2虚拟仿真实训存在局限性。虚拟仿真实训也有其局限性，虚拟仿真无法全面模拟实训过程。例如，对实训中出现的一些偶发性问题可能无法全面模拟，学生就不能掌握其具体的解决方法，导致学生在实际操作机床的过程中遇到类似问题也不知道怎么处理。此外，实训操作中一些具体的过程，如装刀、装工件，以及操作过程中紧急情况下制动的使用等内容可能都无法涉及。
5结语
依托虚拟仿真技术在教学领域的发展，可实现车削加工实训的虚拟仿真，建设车削加工虚拟仿真系统，实现车削加工实训的虚拟体验教学。学生可以使用基本的计算机等设备在虚拟仿真教学系统上实现技能、知识的交互，增强认知，学习车床的基本知识、操作技能等内容，并通过考核模块对自主实训效果进行检验，提高实训指导老师的教学效率，提高车削加工实训的质量。
[参考文献]
[1]王荣校.新工科形势下普通车床实训教学思考与探索[J].科学咨询（科技•管理），2018（8）：9-10.
[2]汤秀红，莫足琴.车床数控加工与改造设计[J].湖南农机，2013，40（11）：76-77.
[3]韩德虎.高职院校校内数控车床实训教学浅谈[J].教育现代化，2019，6（50）：271-272.
[4]李世丁，黄启昭，薛裕童，等.基于VRML的虚拟车床仿真系统[J].无线互联科技，2017（11）：143-144.
虚拟仿真实训范文2
利用ERP沙盘进行企业经营虚拟仿真实训教学，在我国高校已经开展了近十年，成效显著。在梳理当前ERP沙盘教学存在的问题后，介绍了黑龙江科技大学借助云计算技术方法，结合高校教育教学的碎片化、社会化、平台化趋势对ERP沙盘虚拟仿真实训改革与实践过程，以及取得的成果，也为同类高校提升ERP沙盘实训教学质量提供思路。
关键词：
云计算；ERP沙盘；虚拟仿真；人机对抗
中图分类号：
G4
文献标识码：A
文章编号：1672―3198（2015）21016902
近十年来，我国各高校利用ERP沙盘进行企业虚拟仿真实训教学，取得了较为显著的教学效果。它将角色扮演、案例分析、专家诊断融为一体，打破经管类专业知识壁垒，理解企业运作全过程，综合性的提升学生管理能力和技巧，是经管类专业实训教学的一次重大变革。与之相辅相成，ERP沙盘模拟教学手段也经历了物理沙盘、电子沙盘与物理沙盘相互结合，最后到电子沙盘的三个不同发展阶段，支撑经营模拟和仿真的能力得到不断加强，有效地保障了ERP沙盘实训的顺利开展。
1高校ERP沙盘实训教学存在的问题
1.1教师价值尚不显著
在电子沙盘支持下的ERP沙盘教学过程中，教师职责聚焦在三个方面：讲授、教学引导和控制、对学生经营状况进行年度点评。其中，教学引导和控制处理的比较完美，而其他两个方面均不理想。面对初次接触沙盘的学生时，教师系统讲授沙盘经营规则，却并不能达到满意教学效果；教师年度点评时往往依据演示文稿，仅参照资产负债、损益等表格进行对比展示，或借助部分经营图形分析解释，也缺乏对学生经营更细致地，有说服力的数据分析过程。因此，教师传道与解惑的核心职责并不能充分体现。
1.2学生价值提升有限
ERP沙盘实训是一种以学生为中心的“体验式”教学方式，评价学生价值的关键指标是教学覆盖面和能力提升度。然而，由于师资和课时限制，当前的高校ERP沙盘实训普遍定位在培养竞赛型选手上，仅有少部分学生受益，教学覆盖面并不高。即便参与了高校ERP沙盘实训的学生，其成绩评定依据整个团队而非个人，很难评价学生经过培训后的能力差异。另外，现有电子沙盘支持下的ERP沙盘实训方式，缺少稳定社区环境的支撑，学生不可能从反复不断经营模拟中形成充分交流和自主学习，缺乏学生在校级之间的协同学习，难以共享资源和经验。
1.3软件价值亟待挖掘
主流ERP电子沙盘软件品种繁多，功能模块大同小异，但软件购买成本较高，考虑到实验室硬件配套建设成本，总投资较为可观。但是受国赛和实验室开放的时间限制，ERP电子沙盘实验室资产利用率并不理想，呈明显周期性变动。
除此以外，多数ERP电子沙盘软件缺少可视化盘面，限制了初学者通过ERP沙盘学习ERP基本原理的教学本质，存在一定盲目性；受到人数限制，教学过程需要一定的人数保证，否则无法满足最低6组的对抗条件；受到时间限制，仅能在实验室的PC机上使用，学生无法利用闲暇时间，在个人Pad和手机上操作。更重要的是，在分组对抗过程中，学生缺乏科学而循序渐进的分级训练，不利用培养高水平竞赛选手。
2我校ERP沙盘实训的教学改革情况
随着高等教育教学理念的变革与深化，以及云计算为代表新一代信息技术的不断普及，使学生实训学习过程呈现碎片化、社会化、平台化特征，强调学生自主学习能力和创新思维培养成为高校经管类专业实训发展的必然趋势。在这种大背景下，我校自2012年开始尝试云计算环境下的ERP沙盘实训改革，经过近3年时间2400人次的实践验证，取得了良好的教学效果。
2.1教师碎片化教学的探索
通过精心设计ERP沙盘对企业运营进行虚拟仿真，结合原汁原味的物理沙盘实物，将传统沙盘运营规则的课堂讲授过程，教师按照知识点录制5-8分钟微视频，或者针对经典运营案例，录制点评微视频，营造了一个真实的“微教学资源环境”。由于海量低成本的云存储服务支持，这些微视频可以随时被学生在各种移动设备播放，并与教师深度交互，逐步达成碎片化教学。
2.2学生社会化学习的探索
ERP沙盘仿真企业经营过程中，学生通过自身体验管理过程，也可以通过观察他人行动成败，间接增长管理经验，本质上是一种社会化学习。借助云计算平台，我校构建了ERP沙盘社区下的用户平台认证体系。通过平台模拟运行环境、用户积分排名、单人/团队任务、沙友圈子等功能支持，打造用户平台社区化机制，促进学生进行全社会范围内所有参与者之间分享ERP沙盘实训经营方案，发帖交流各自学习经历和体会，并通过云平台发起协作约定，获得团队管理新体验。
2.3软件平台化设计的探索
2.3.1租用云平台提高运行性能
基于现有成熟的公有云服务，我校ERP沙盘实训经营具备大并发能力，突破了社会化学习环境下南北网速差异的困难。通过Internet以服务的方式提供动态可伸缩的虚拟化资源的云计算模式，可以根据前述ERP电子沙盘实验室使用量的周期性变化情况，能够动态地调整教学高峰时期与空闲期的落差，降低投入成本。
2.3.2构建跨平台运行的云端系统
云计算环境下的ERP沙盘虚拟仿真系统，采用跨平台HTML5作为开发引擎，实现多终端（PC、手机、PAD）等多个系统（IOS、Java、Win）无缝衔接。
最重要的是，系统采用“短链接-回放”设计思路并加以改进，用户操作触发服务器的短链接服务，所有经营过程的逻辑计算、信息存储均在云服务器进行。用户端仅负责执行服务发回的表现脚本，回放由服务发回的压缩后视频流，重现服务器执行的过程及结果。其优势是ERP沙盘实训的业务处理逻辑完全放在云端，不必再考虑代码安全性问题，支持存储、通讯、运行开销轻量级化，赢得更好的用户体验（如图1所示）。
2.3.3面向科学训练的人机对抗模式
云计算环境下的ERP沙盘虚拟仿真系统突破了传统电子沙盘仅能开展分组训练的局限，支持人机对抗模式，对ERP沙盘实训教学具有相当重要的意义。利用人机对抗功能，学生可以突破教学的最低人数限制，独立发起与5个机器对手的博弈。利用海量云存储能力，对每个特定市场预测，俊在服务器端建立动态方案库。学生与机器对弈后，会将学生策略编码后存入方案库。人机对抗模式表面上是使机器具备向人类对手学习的能力，本质上是学生面对不断优化的竞争方案，是和优秀的人类对手同台竞技，是社会化学习的扩展。
在人机对抗功能上，我校首次建立了ERP沙盘实训的自适应教学模式。针对初学者和竞赛选手，云计算环境下的ERP沙盘虚拟仿真系统根据人类对手能力水平，自动给出与之适应的训练任务和方案，保证了ERP沙盘模拟教学的科学性和严谨性。
2.3.4更加精细的成绩考核体系
云计算环境下的ERP沙盘虚拟仿真系统克服了传统电子沙盘仅依靠团队权益确定学生成绩的缺陷，采用分岗方案数据库，对不同专业背景的学生进行侧重考核。
在云计算环境下，学生所有经营模拟的决策细节被存储在云服务器上，通过大数据分析和挖掘，与同岗位、同难度的其他学生经营数据进行对比，可以给出不同训练层次下的经营状态报告，指出学生经营决策制定和执行中存在的不足之处，并通过自动记录积分和等级，在学校、省内、全国多个层次进行分岗排名和综合实力排名（如图2所示）。因此，云计算环境下的ERP沙盘虚拟仿真系统通过更详尽的数据分析，有效支撑教师教学点评视频的制作，提升教师价值。
3结束语
采用云计算环境下的ERP沙盘实训教学模式，克服传统电子沙盘教学中存在的不足，同时融合了高等教育教学的最新流行理念，建立了“微教学资源环境”，通过改善碎片化教学效果进而提升教师价值；建立了“用户平台认证体系”，通过改善社会化学习效果进而提升学生价值；建立了“基于云端的人机对抗系统”，通过改善平台化情境效果提升软件价值。这种教学模式的应用和实践，促进了ERP沙盘实训教学水平向更高层次迈进。当然，目前的研究成果尚有些问题和关键技术，如业务资源服务自动组合技术、人机混战的智能设计、接口与平台松耦合等问题，还有待进一步研究和改进。
参考文献
[1]张庆华，彭晓英.高校ERP沙盘模拟教学存在的问题与改革实践[J].中国管理信息化，2008，（23）：112113.
[2]林祥友，曾廷敏.ERP实物沙盘与电子沙盘的结合运行模式[J].财会月刊，2012，（12）：9495.
[3]吴红霞，冯云晓，刘遵峰.ERP手工沙盘与电子沙盘整合的实践教学改革[J].河北联合大学学报（社会科学版），2013，（03）：7072.
虚拟仿真实训范文3
关键词 虚拟技术 园林 实训教学
Abstract This paper analyzes the advantages of Virtual Reality in Landscape training teaching. Propose the conditions and assumptions of the Virtual Reality training base construction. From the perspective of curriculum system， Exploring Virtual Reality in Landscape Practice Teaching. Object is to provide new ideas， new approaches and new directions for the Landscape Practical Teaching reform of Technical College Education.
Keywords virtual reality； landscape architecture； practical teaching
虚拟现实技术（Virtual Reality），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.
虚拟仿真实训范文4
练习、考试”三个过程。
【关键词】:仿真、实训演练、系统设计
中图分类号:TP391.9 文献标识码: A文章编号:1003-8809(2010)-08-0189-01
1. 系统开发背景
铁路信号设备种类多,现场作业难度大,技术含量高,培训工作由于职工数量多,使用中的设备不能动,现场实验设备数量少,加之一线职工的文化层次的差异,造成对职工实训演练的工作难度增大,系统全面地掌握类似技能其周期就更长。虚拟仿真技术可将原本平面静态的文字、图形、作业流程及实训演练等内容以三维仿真方式来表现,配合文字、图像、动画、视频、声频、音效等数字资源,模拟仿真信号设备现场工作环境,把原本枯燥无味的学习模式变成三维仿真交互手段来实现。激发了培训者深入了解的兴趣,提高学员的学习效率,缩短学习周期,解决现场实做内容培训工作的难题。
2.系统设计特点
本系统采用先进的三维虚拟现实技术实现信号设备的仿真与传统的仿真系统相比,具有以下优点:
(1)、用计算机实现信号设备操作的完全三维软件仿真,节约成本,无需建实验室。
(2)、在电务段局域网环境下,实现多用户任意计算机终端登陆后,都可以使用本系统的全部仿真功能。
(3)、采用最新开发的BS嵌套CS架构和BS三维引擎,真正实现了网络环境浏览器方式的三维仿真。计算机终端采用浏览器方式,使用简单方便,同时具备CS的速度与功能。
(4)、本系统在一个软件平台下,实现不同设备的仿真,设备种类全。当增加新设备后,可单独开发该设备的仿真模块即可,完全满足电务段的培训需求。
(5)、本系统针对每个信号设备具有三维仿真练习库,试题库,改变了传统的学习考试方式,实现了信号设备练习、考试的实做仿真,并实现实做考试的自动评分。
(6)、自动记录、统计、查询学员的学习时间、练习内容、考试成绩等。
3.系统表现形式(角色)及模型
3.1角色定义
通过对项目提出方提供的脚本分析,本系统定义如下角色:
虚拟三维仿真(矢量模型)类。直观性更强,效果更好 ,使原本枯燥无味的知识变成双向互动的学习。激发了浏览者的兴趣。
360度物体型三维全景类。互动操作,真实性极强。
平面动画类。原理关系表现明了、色彩鲜明、动感强烈、逻辑关系把握准确,与传统的图例模式相比浏览者更容易理解。
图片表现类。直观真实。
视频表现类。观看性强、信息量大。
3.2系统表现模型
通过电务仿真实训演练系统,解决实做培训工作的难题。给使用者提供一个互动的学习环境,提高使用者的业务素质;给培训者创造一个高效崭新的学习方法,不断提高电务职工维修设备的质量水平及分析判断处理故障的能力,为行车安全的良好运行保驾护航。
虚拟仿真实训范文5
摘 要：目前轧钢企业训练轧钢操作工主要是依靠有经验的操作工通过传、帮、带的培训方式对新工人进行在线的训练和指导。然而随着对钢板轧制产量及质量要求的不断提高，这种原有的在线培训方式也愈加显露出其局限性，如培训周期长、易造成经济损失等。因此，搭建一个离线实时模拟训练轧钢操作工的仿真平台，使操作工在不影响实际生产的情况下进行训练活动是十分必要的。本文借助大型热连轧生产虚拟仿真实训系统，实现了教学做一体化教学，提高了教学效率。
关键词 ：虚拟仿真 实训 热连轧 项目 教学
1、大型热连轧生产线虚拟仿真实训系统开发背景和特点
目前轧钢企业训练轧钢操作工主要是依靠有经验的操作工通过传、帮、带的培训方式对新工人进行在线的训练和指导。然而随着对钢板轧制产量及质量要求的不断提高，这种原有的在线培训方式也愈加显露出其局限性，如培训周期长、易造成经济损失等。此外，在轧制节奏紧张的情况下，新操作工更是鲜有上操作台操作的机会，从而导致操作技能难以快速提高。由于轧钢生产线长，设备投资大，运转需要的水、电、气消耗大，潜在危险因素多，大多数高校无力建设，更无法维持其运转。因此，搭建一个离线实时模拟训练轧钢操作工的仿真平台，使操作工在不影响实际生产的情况下进行训练活动是十分必要的。
虚拟现实是综合利用计算机图形学、光电成像技术、传感技术、计算机仿真、人工智能等多种技术，创建一个逼真的、具有视、听、触、嗅、味等多种感知的计算机系统。人们借助各种交互设备沉浸于虚拟环境之中，与虚拟环境中的实体进行交互，产生等同于真实物理环境的体验和感受。
根据热连轧工厂开发的热连轧生产仿真实训系统具有以下特点：
（1）系统依托虚拟现实、多媒体、人机交互、数据库和网络通讯等技术。
（2）集工艺、控制技术于一体，构建高度仿真的虚拟实训环境和实训对象。
（3）实现了热连轧生产线生产工艺操作的实时仿真。
（4）在虚拟环境中开展实训，能够完整的按工艺操作规程进行操作。
（5）时间上与现场上达到1∶1的配比，拥有完善的操作评价体系及自动打分功能。
（6）能够完成教学、培训和岗位技能鉴定任务，可解决学生生产培训难题。
（7）在涉及高危和极端的环境、不可及或不可逆的操作，高成本、高消耗、大型或综合训练等情况时，提供安全、可靠和经济的实训项目。
2、基于虚拟仿真系统的项目化教学
借助虚拟仿真系统，开展大型热连轧生产线教学做一体化项目化教学成为可能。针对实训对象和内容，我们编写了项目活页教材、实训指导书和实训守则，开发了实训试题和评分标准。
按照生产流程主要工序的不同，确定以下三个教学性项目：粗轧项目、精轧项目、卷取项目，每个项目按照工作流程分为轧前准备、规程设定和监控操作三个学习性任务。每块钢轧制都要经历以上三个任务。学生通过轧制不同异常状况的带钢，熟悉不同异常状况的设备操作处理方法。
每个项目的教学过程是：下达任务书必要的理论知识讲授教师操作示范学生操作练习，教师辅导有关问题小组讨论，教师点评理论提升，知识学习小组活动，教师点评教师考评。
3、教学效果
基于虚拟仿真系统的项目化教学，学生兴趣、主动性大大提高，教学效率大大提高，教师讲授却减少了。
学生在近似工厂情境下学习，自主反复多次上机练习，很快熟悉工厂设备的操作。在基本会设备操作的基础上，再来学习理论知识，理论知识有了紧密联系的对象，学生学习理论更有动力，这样理论知识和实践知识结合成一体。
4、存在的问题
利用热连轧生产线虚拟仿真系统软件，我们开展了项目教学、轧钢工职业资格考试、企业职工技能比赛。通过软件使用，发现软件尚存在一些问题：轧件形状、尺寸、温度、颜色变化逼真度低，轧制力能参数变化逼真度低，有些设备动作错误，有些自动控制功能、工艺参数显示欠缺，异常状况项较少，设备故障项欠缺，评价项目不全。
虚拟仿真实训范文6
Abstract： At present， there are some difficult problems such as high cost， high quality of practical teaching in vocational and technical education， the practical training difficult to imitate， the teaching effect of practical training is difficult to control. It is difficult to cultivate high quality technical skills to meet the needs of enterprises. In this paper， we can design 3D virtual simulation training to meet the needs of the professional growth to solve the problem of the quality and efficiency of personnel training in the training classroom， promote the transformation and innovation of the traditional teaching mode， and promote the integration of information technology and education teaching.
关键词： 游戏互动；3D虚拟仿真；职业人；学习地图
Key words： the interaction of the game；3D virtual practice；professional person；learning map
中图分类号：G71 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）03-0236-02
0 引言
随着科技技术的飞速发展，社会衍生出对高素质、技术技能型复合人才的大量需求，而职业院校的毕业生却又较难找到合适的工作，“招工、就业”两难现象越演越烈[1-2]。现阶段人才职业素养、综合技术技能与企业实际要求的巨大反差无疑是导致这一问题的最主要、最直接的原因。究其问题主要在于：一是职业院校普遍存在生产性实训设备投入成本过高、生产性实训条件缺乏、学生实训难以保证的问题；二是传统实践教学与训练主要以技能训练为主，普遍存在与职业素质培养融入不够、与真实环境脱离的问题；三是随着信息化设备（智能手机等）的普及，职业院校实训课堂上普遍存在玩手机的现象，学生难以由被动学习转化到主动学习的问题。这些问题又严重制约着实践教学综合效益的发挥，影响人才培养质量及效率，难以培养适应企业需要的高素质技术技能人才[3]。
基于此，本文以应用电子技术专业为例，构建职业人职业成长的学习地图，创立“533”职业人成长训练体系（生产五要素、职业发展三路径和能力三层级），开发融入游戏理念、虚实结合、3D场景再现的应用电子技术专业虚拟实训系统。通过推广应用，以期破解实训教学中的人才培养质量及效率低的问题，促进传统实训教学模式的转变与创新，推进信息技术与教育教学的深度融合，为职业院校信息化实践教学的应用及推广提供借鉴。
1 依据认知和成长规律，构建职业人职业成长的学习地图
遵循职业人认知和成长规律，校企合作，充分调研电子产品生产设计与制造、电子设备生产、电子元器件生产等各种类型企业，获取行业技术、技能人才岗位职责等重要信息，确定应用电子技术专业人才培养能力素质目标要求，明确3D虚拟仿真与专业的关系、与课程的关系。调研电子信息产业链的设计、生产、销售与服务四个环节，对技术工等技能岗位、工艺员等技术岗位、班组长等管理岗位三条电子技术专业职业人职业发展路径中电子产品调试岗位、产品装接等岗位进行职业能力分析。并将完成电子技术专业设计、生产、销售与服务岗位群的一般工作任务、特定范围内工作任务、创新工作任务等三种能力水平，界定电子技术专业职业人的职业能力水平等级。借鉴主流企业提升人力资源管理水平和实践效果的重要工具，即能力素质模型，构建能支撑应用电子技术专业人才培养目标的3D虚拟实训系统的职业人职业成长学习地图（基于岗位能力和业务问题设计的成长路径）。
