现代仿真技术范文1
当今时代，互联网与科技技术水平的迅速、稳定提升，促生了各种以计算机为载体的网络通信技术与虚拟技术，计算机仿真技术便是其中之一。计算机仿真技术主要是利用电子计算机对某个系统的结构、功能与行为实际人为操控状态，进行比较逼真的模仿，以便为提升该系统实践运行效率提前做足准备工作。随着计算机技术在社会中的广泛普及与应用，计算机仿真技术也随之浸入大众生活的方方面面，其在现代农业机械中的应用，更是全面说明了该技术在现代农业领域的表现形式。从计算机仿真技术实际应用价值与作用不难发现，其在农业机械中的应用具有极高现实意义与社会价值。对此，本文将结合胡霞主编的《农业机械应用技术》，分析计算机仿真技术应用于现代农业机械的可行性，并深层次探索如何有效利用该技术提高现代农业机械运行效率。
机械工业出版社 2012 年 8 月出版的《农业机械应用技术》，是以当代高职教育实际发展需求为方向，以提高农业从业人员农业机械使用和管理能力为目标，严格遵循大众阅读思维与习惯编写而成，意在引领人们对农业机械应用技术有概括性认知，并能将所学知识理论应用于实际。由此可见，本书不仅具备极佳可读性，实用价值也极高。细究本书整体理论框架和具体内容结构，不难看出作者在编撰详细理论体系和内容板块时，首先充分考虑不同读者阅读、理解水平差异，在循序渐进编写原则指引下，将全书内容划分为独立的七个单元，以此将书中知识要点全面且清晰地展现在大众眼前，从而辅助人们快速知晓书中所述内容主体思想; 其次，本书编写具体内容时，着重强调了农业生产中所经常使用的机械类型，并对相关农业机械使用方法、操作技巧、后期维护及常见故障分析理论等，进行了全方位介绍与说明，有助于引导读者了解常规农业机械结构构建和运行工作模式基础知识，并在此基础上完整掌握农业机械使用技巧、维护方法、故障诊断与排除等信息，以便为其后期利用农业机械强化农业生产效率和质量打下理论基础。由整体视角出发，可准确看出本书内容专业且充实，叙述图文并茂，语言通俗易懂，能高效指导人们更好地运用常规农业机械，非常值得农业工作者，尤其是农业机械操作人员一阅。计算机仿真技术的可应用范围十分广泛，对加快社会现代化发展进程有极大推进作用，可为各行业的创新发展带来全新活力，即计算仿真技术的实际应用具有极高可行性。就计算机仿真技术在现代农业机械中的应用实际分析，可知该技术的贯彻落实具有重大现实意义与积极作用: 一方面，计算机仿真技术可培养、提升机械操作人员实践应用能力。计算机仿真技术可利用计算机技术，将农业机械具体操作内容、使用方法与人们实操状况有机联系为一体，进而根据人们机械操作能力的高低，建立相关虚拟操作情景，让人们在该情境中学习、掌握更多机械知识和操作理论; 另一方面，计算机仿真技术有助于创建真实且生动的机械操作环境，为人们加强自身机械操作能力提供基础保障。计算机仿真技术最大优势在于，能根据事物真实运行状态创建与现实相差无几的虚拟情境，并将农业机械操作中所可能会遇到的状况添加至该情境中，让人们通过该虚拟情境训练自身实操能力同时，提前想好应对各种突发状况的策略，进而在现实遇到同类型问题时不至于慌乱无章。此外，计算机仿真技术还可对农业机械操作人员进行更加深入的考核与评价。计算机仿真技术可在创建符合时势的虚拟环境基础上，帮助人们建立一套完整且成熟的考核系统，从而对农业机械操作人员进行深层次考核与评价，以发现其实操能力不足之处，并及时加以完善。
针对上述内容，可明确看出计算机仿真技术在现代农业机械中的应用空间极大，人们应清楚认识这一形势，将以下要点视作参考方向，大力推进计算机仿真技术在现代农业机械中的全面应用: 第一，利用计算机仿真技术优化农业机械加工过程。高效机械加工过程是保证农业生产力的重要基础，所以，人们可利用计算机仿真技术全方位解析现代农业机械工作机理，并通过相应仿真虚拟情境预测农业机械具体运行行为，且在此基础上合理估计出农业机械实际运行质量，以此为提高农业机械工作性能奠定理论基石同时，使人们能获得最佳机械使用与操作方案; 第二，通过计算机仿真技术强化农业机械故障诊断效率。实时对现代农业机械进行全方位的故障诊断，是确保农业机械能长期运行下去的必需要求。因此，为打破传统机械故障诊断模式局限性，提高现代农业机械故障诊断水平，人们可合理引进计算机仿真技术，利用该技术高效计算出农业机械各环节运作数据，从而为增强机械故障诊断精准性提供强劲数据支撑，以快速解决农业机械的故障问题。第三，借助计算机仿真技术实时判断农业机械疲劳寿命。现代农业机械运行过程中，农具内里机械部件的疲劳寿命长短问题不容忽视。传统机械管理模式下，人们须经过大量疲劳试验才可获得相关数据值，不仅耗时耗力，资金投入需求也较大。而计算机仿真技术却为这一问题的有效解决提供了全新路径。所以，人们可通过计算机仿真技术所获取真实数据构建三维农业机械仿真模型，通过专业仿真模型的运行精准预测出对应农业机械疲劳寿命值。
作者：陈兴威 单位：金华职业技术学院 公共基础学院
现代仿真技术范文2
关键词：仿真技术；机械设计制造；应用研究
仿真技术融合了计算机技术后，更具现代化和信息化，结合更全面的科学理论和技术支撑后能够解决更多的现实问题。随着该技术的逐步成熟，涌现出与仿真技术相关的技术和软件，也使得模拟技术得到广泛应用。计算机仿真技术得到接卸设计制造人员的认可与青睐，并在该领域得到广泛应用，模拟技术的革新与发展能够有效推动机械设计和制造行业的进一步发展。立足于智能化和数字化发展视域下，仿真技术打破了传统机械设计制造的壁垒和局限，使得模拟设备得到有效创新和升级，使得学生能够随时随地进行连接，提升其便捷性和实效性。本文在简要阐述仿真技术和机械制造技术的基本概念，并分析仿真技术的应用特点，最后提出具体的应用路径，旨在为机械设计制造业的创新发展提供借鉴和思路。
1机械制造技术和仿真技术简要说明
1.1仿真技术信息描述
结合笔者实践调研可知，仿真技术在多个领域中得到普遍应用，现阶段，仿真技术的开展过重涉及多个工具，依据工具本身性质可以大致分为硬件和软件两类。其中硬件指的是计算机，无论是数字还是模拟计算机，此外，还有目标、运动等其他物理仿真器；而软件则包括语言、程序以及数据库等部分，综合构建起仿真技术的软件系统。在仿真技术的实际应用过程中，要完成目标系统的模型构建，需要增加一定的实践措施。而实验措施多是以离散事件和连续系统仿真为主，随着信息技术的进一步升级，使得仿真技术深受电力汗液、航天工程以及机械制造行业人员的认可与青睐。如今，采用仿真技术能够有效见地机械加工指导行业的时间、资金等资源浪费，与此同时，也为机械行业带来较高收益。
1.2机械设计制造行业
机械的设计与制造对仿真技术有着相似需求，且同样复杂且繁琐，需要机械自动化、电子工程以及数字化等各种先进技术与设备的支撑，除此之外，机械设计制造还应熟知并掌握机械制造技术、控制工程以及工程材料等专业的理论知识。随着科学技术的升级与完善，给机械设计制造行业的创新发展提供了内需与动力，一般而言，主要设计制造工业器械与设备零件，但是在此之前，应建立成熟的制造模型，并通过大量的科学实验检测来有效保障模型的科学性和规范性，如今，仿真技术联合其他技术使得国内的机械加工制造领域得以实现自动化转型和升级，有着良好的发展前景。
2仿真技术应用特点简析
其一，应用范围广泛。仿真技术自诞生其并已经步入了高速发展阶段，且其趋势势不可挡，其功能作用在多个领域中都得到显著体现。而机械设计制造领域也不例外，应用在机械产品设计、制造以及检测等整个过程，而也正是广泛应用的特点使得仿真技术能够在机械设计制造中占据一席之地，不仅能够把控产品质量、提升制造效率，还应优化技术水平，使得出厂的产品能够切实满足市场对产品性能的多面需求，提升该产品的销售额度。如今仿真金技术的应用范围还在不断扩大，使得仿真对象和目标更为明确和清晰，提升他们在制造领域应用的有效性。
其二，具有集成化属性。仿真技术在机械设计制造行业中的应用有着显著的集成化特点。仿真技术本身便是融合了多种技术与理念，就有一定的复杂性和多样性，从而能够模拟不同类型产品或是不同种类产品。另外，基于集成化的属性，使得仿真技术在机械设计制造中能够发挥其有效性，对整个行业都有着推动作用。
其三，分布特性突出。依托于网络技术和计算机技术构建的仿真技术，其分布特性也在逐步扩大，对仿真技术的整个运行环节进行细致分析和研究可知，仿真技术功能作用的充分彰显和体现离不开虚拟网络和制造技术的加持，整个运行环节中还需要配合理论要求和图形规定。而分布性突出的这一特点，无形中也强化了仿真技术在机械设计制造中的应用影响，最终切实保障设备质量与安全。
3具体应用探究
3.1在机械结构设计中的应用
对机械领域有所了解的可知，该系统是由多种不同功能负载协同组建的，这方面的结构设计是整个机械正常运行的关键环节，对机械的性能有着直接影响。换言之，技术研究人员利用仿真技术，能够优化招生官模拟实验环节，从而筛选出最优的系统结构设计模型，进而最大程度上发挥零部件的功能效用。与此同时，技术研究人员可以借助仿真技术和运动学理论知识进行有效融通，依托大型三维设计软件来多角度、多维度展示并观测机械系统的运动结构，并对不同零部件的干涉效果进行细化分析，及时发现所存问题和技术瓶颈，在此基础上对其进行优化调整，提升机械设备的性能。伴随科学技术的创新发展和广泛应用，运动仿真模块与三维设计软件负载有着高度融合，能够使得相关人员能够直接且实时观察机械结构具体的运动状态，不仅能够节约工作时间，减少物料成本，提升成本效应，还大幅度提升了其操作性，为后续完善设计提供有效依据，深得人们的喜爱和青睐。
3.2在齿轮设计中的应用
技术研究人员还应提升对机械设备中齿轮与其他产品的重视度，是因为转动部位需要齿轮相配合才能够顺利生产产品。换言之，齿轮在设计与制造是机械设计制造的关键部分，有着极为突出的影响，影响机械使用寿命和生产效率。通过引进仿真技术，能够有效检测齿轮设计是否符合设计图纸，满足不同工艺的加工要求。机械设计人员可以利用仿真软件创设齿轮在不同环境中的作业环境，以此来检测齿轮设计是否规范合理，并及时发现问题，进行检修与完善。例如，技术人员利用仿真技术来计算圆弧针齿运行轨迹，进而能够实现模拟齿轮的正常运行。在仿真技术的支撑下，还能够完成齿轮转动接触点参与的深化研究。通过充分挖掘仿真技术在机械齿轮设计制造中的功能作用，能够切实提升齿轮性能和品质，对整个机械设计制造领域都有着推动作用。
3.3在加工设计中的应用
机械赤岸品的设计到制造需要历经多重流程和操作步骤，而大型机械设备更为突出，引进仿真技术之后能够使得该过程变得间接和方便。换言之，机械设计制造的本质在于能够满足各种生产加工所需，从而提升其产出价值。在机械加工设计环节中引进仿真技术，能够优化机械设备的性能，还能够切实提升加工效率和质量，有广泛推广的必要性。比如在加工数控机床的过程中，利用仿真技术完成编写零部件运行程序，还能够生成图形和数据，对机械设备发出指令要求，从而完成加工工作，从而大幅度提升机械零部件的运行的准确性和便捷性。此外，还能够减少人工操作工作量，提升加工效率。由汇入在切削加工工艺流程中应用仿真技术，能够以时间轴为单位构建数学模型，完成对不同运行条件下机械设备的性能和质量，最终筛选出最佳加工方案，从而彰显仿真技术的应用优势。
3.4辅助复杂数据的计算
基于仿真技术的各种计算机技术在如今的机械设计制造领域中发挥着至关重要的作用，而欠缺计算机辅助的机械设计很难顺利解决所遇的各种复杂问题和突破技术瓶颈。而在引进仿真技术后，能够辅助计算机简化复杂问题和数据信息，从而降低计算难度系数，节省设计、研发时间，提升计算结果精准性。在新产品设计研发极端，仿真技术的应用有着不可忽视的作用优势，在通过一些列设计实验后，能够保证产品的性能指标满足设备所需，这样，不仅能够降低实验研发极端对材料的损耗浪费，还能够促进企业研发进程。若是将仿真技术与动力学模型进行配合应用，则能够高效且全面地获取与结构强度、刚度以及热态等特性数据；若是阿静仿真技术与计算机技术进行计算分析，能够有效规避潜在的运行风险和安全隐患。
4结语
总而言之，伴随国内经济的升级与发展，大数据、云平台等技术也随之得到创新发展，在基础上涌现的仿真技术在各个领域中得到广泛应用，而机械设计制造行业也不例外，从而给行业发展带动动力和活力，能够满足不同行业的信息化和自动化发展，及时解决各种现实问题，提升机械设备的设计研发周期，提升产品质量和效率，最终切实提高机械加工行业的经济效益，为行业健康发展起到推动作用。
参考文献：
[1]张卫龙.仿真技术在机械设计制造过程中的应用[J].华东科技（综合），2020，000（003）：P.1-2.
[2]罗洪标，袁森.仿真技术在机械设计制造中的应用研究[J].南方农机，2019，050（024）：151.
现代仿真技术范文3
关键词：虚拟仿真技术；无机化学实验教学；创新；改革
0引言
随着计算机信息化技术的不断创新发展，虚拟仿真技术在各教学领域得到了广泛应用，尤其是无机化学实验教学创新改革中愈发扮演着重要角色，因此，虚拟仿真技术逐渐演变成高校无机化学教学实训的主流发展方法，依托信息化优势资源，将虚拟实验操作与受众群体现实教学有机融合发展，有效取缔了传统无机化学实验教学模式诸多不利因素，进而为构建高效的人才培养机制奠定坚实的基础。现阶段，无机化学教学是我国高等院校一项基础性的试验课程，需辅以大量的试验设备和化学试验药品，在此现状背景下，药品、设备基础操作无法满足试验教学的个性化需求，对环保可持续理念更无从谈起。因此，虚拟仿真技术模式的创新构建最大程度上促进此试验教学的创新改革，能够让广大学生群体全面掌握无机化学教学理论知识和试验技能，又最大程度上避免环境污染[1]。换而言之，虚拟仿真技术的高效应用，能够将理论知识和科学试验高度融合，逐渐成为教学和科研所采取的主要手段，为无机化学实验教学创新改革奠定坚实的基础，并发挥着巨大潜在价值。与此同时，虚拟仿真技术在无机化学实验教学创新改革进程中取得阶段性成效的同时，但也面临着诸多不确定因素和严峻考验[2]。基于此，在符合无机化学实验教学模式科学性、有效性及实用性基础上，将虚拟仿真技术诸多优势要素进行高度整合，并积极融入到无机化学实验教学模式中，进一步挖掘其潜在价值，进而为我国虚拟仿真技术辅助实验教学提供新的思路。
1研究内容及方法
在全面阐述基于虚拟仿真技术视角下高校无机化学实验教学发展现状基础上，通过科学的研究方法进行创新改革是其未来发展战略的必然要求，本研究主要通过文献法进行探究[3]。
1.1研究方式。在高校无机化学实验教学创新改革进程中，虚拟仿真技术的创新融合主要从教师团队的职业素养、试验资源开发的力度、实验教学辅助方式、实验教学评价方式、学生学习化学的兴趣等五个方面进行分析[4]。构筑指标的构建主要通过中国知网、维普、万方等数据库进行查阅分析，并归类。在相关学者研究成果基础上，通过挖潜其背后数据潜在价值，进而探求其内在逻辑性。
1.2数据处理及分析。数据分析系统进行处理(SPSS19.0)，主要从教师团队职业素养、试验资源开发的力度、实验教学辅助方式、实验教学评价方式、学生学习化学的兴趣等5个相关指标进行统计分析，包括显著性差异(P=0.05)、标准差分析(方差分析)及相关性分析。
2结果分析
2.1基于虚拟仿真技术各影响指标的标准差、显著性及相关性。表1为基于虚拟仿真技术无机化学实验教学各影响指标的标准差、显著性及相关性分析统计表。可以看出，教师团队职业素养、试验资源开发的力度、实验教学辅助方式、实验教学评价方式、学生学习化学的兴趣等5个核心相关指标间具有显著性差异(P<0.01)，这也说明各影响指标相对独立，换而言之，虚拟仿真技术对无机化学实验教学模式创新改革至关重要，任何环节均不能缺失。其中，实验教学评价方式、试验资源开发的力度与其他指标相关性较高，其属虚拟仿真技术创新应用导向范畴，指标间具有很高的相关性(r>0.60)，这也说明当前学生对虚拟仿真技术积极融合的迫切需求。同时还可以看出，以上5个影响指标均呈现正相关，说明五者间协调统一对无机化学实验教学模式创新改革产生的深远影响，这与文献查阅的初衷相符合。为深入了解教师团队职业素养、试验资源开发的力度、实验教学辅助方式、实验教学评价方式、学生学习化学的兴趣等5个虚拟仿真技术相关指标对无机化学实验教学模式创新改革的影响，本研究对当前虚拟仿真技术和无机化学实验教学创新融合机制进行分析(表2是方差分析统计表)。从表2中可以显而易见看出，试验资源开发的力度、实验教学辅助方式、实验教学评价方式等5个方面变量均达到显著性水平(P<0.01)，这与上述标准差、显著性及相关性分析结果相同。
3结果与讨论
通过以上数据分析，可以看出，科学合理选择实验教学辅助方式、进一步加强课程资源开发的力度、优化实验教学评价方式、全面提高教师团队的职业素养均是虚拟仿真技术在无机化学实验教学创新改革的价值体现。对于实验教学辅助方式而言，在实践试验教学中，必须立足于自身发展特点，对不同无机化学试验内容采取适宜的实验教学辅助方式，例如，对于安全性系数较高的试验、或试验现象不突出的试验，可充分发挥虚拟仿真技术优势，进行虚拟演示教学，形成“知识点讲解+虚拟演示+虚拟实验”立体式教学层次。对于切实加强课程资源开发的力度而言，在充分利用虚拟仿真技术基础上，可开设无机化学虚拟模拟实验室，利用计算机操作系统，向学生生动展示最新科研前沿动态和研究成果，建立教学资源共享中心，进一步提升学生的专业素质。对于实验教学辅助方式，利用虚拟仿真技术，尝试新的教学模式和理念，将多元化辅助教学手段积极融入其中，有效引导学生建立正确的价值思维，让虚拟仿真技术与实践教学有机融合，进一步提升其整体教学质量。对于教学评价方式而言，利用虚拟仿真技术，可有效实现“教-学-评”多层次创新功能，结合无机化学实验操作现状，灵活运用虚拟仿真技术，建立学生自评、教师评价、小组互评等多维评价方式。对于激发学生学习化学的兴趣，现阶段，虚拟仿真技术作为一种全新科技技术能够得到广大师生的高度青睐，与此同时，可全面激发学生学习化学的兴趣。换而言之，虚拟仿真技术与无机化学实验教学创新改革的高度契合为实践教学提供了独特的教学情境。
4结语
综上所述，基于现代化信息技术不断创新视域下，无机化学实验教学创新改革持续推进，但也面临着诸多困境。通过文献法分析，构建了教师团队职业素养、试验资源开发的力度、实验教学辅助方式、实验教学评价方式、学生学习化学的兴趣等5个核心相关指标。与此同时，构筑虚拟仿真技术与无机化学实验教学模式融合创新机制是一项系统、全面的工作任务，并非在短时间内一蹴而就。基于此，为进一步发挥虚拟仿真技术的资源优势，立足于无机化学实验教学自身发展特点，在分析当前现状基础上，构筑两者间的创新融合机制，并提出了一些建议和思路，力图为无机化学实验教学改革创新提供借鉴。
参考文献：
[1]张鹏.基于虚拟仿真技术的无机化学实验教学改革与探索[J].科技创新导报，2019,16(32):219-220.
[2]钟桂香.虚拟仿真技术在中学化学实验教学的应用研究[D].长沙：湖南师范大学，2019.
[3]张京玉，刘雅敏.虚拟仿真技术在有机化学实验教学中的应用[J].教育现代化，2019,6(44):125-127.
现代仿真技术范文4
关键词：虚拟仿真技术;机械制造类;课程;应用
引言：
自从国家研发出虚拟仿真技术后，被众多教师积极运用到课堂教学中来。目前部分教师在组织机械类课程教学时，会运用虚拟仿真技术为学生呈现教材上的知识点，力求通过虚拟仿真技术，解决机械设备操作危险、设备贵以及机械课程技术集成程度高等方面的问题。为了发挥出虚拟仿真技术的应用价值，教师在机械制造类课程上应以学生学习需求为导向，围绕每个课时知识点的教学特征设置应用方式，使学生在虚拟仿真技术辅助下能够充分理解教学知识，提升学生学习效率。
1虚拟仿真技术概述
虚拟仿真技术又被称作虚拟现实技术和模拟技术，需要人们运用计算机，在虚拟的系统行模拟真实系统的技术。从广义层面来看，虚拟仿真技术是在人类对自然世界变化规律形成基础认识后，运用模仿的方式仿照自然规律，现今随着计算机出现，人们开始运用虚拟仿真技术论证、实验客观世界产生的各类现象，根据实践数据分析自然世界的变化规律，当下已经成为人们认识、变革和创新客观世界的虚拟性技术；从狭义层面来看，虚拟仿真技术是在计算机技术发展的基础上，产生的与试验研究有关的信息技术。由于机械制造类课程对学生实践能力要求较高，但是目前部分设备价格昂贵、操作危险，院校无法为学生提供，当教师在课堂上运用虚拟仿真技术组织教学时，可以运用虚拟仿真技术手段处理这节问题，让学生在虚拟环境中通过学习实践，充分掌握相关机械的性能和使用技巧，提高听课效率。
2目前机械制造类课程教学中存在的问题
2.1虚拟仿真技术仍处在初期应用阶段
这几年我国信息技术发展成熟，教育领域开始运用智能化设备讲解教学知识，现今多数院校已经利用虚拟仿真技术组织机械制造类课程教学，使课堂教学质量得到明显提高，彰显出院校的现代化教学发展步伐。但是在教学中发现，虽然部分院校已经配置了部分与虚拟仿真技术有关的设备，但是由于教师对该项技术了解程度较低，在课堂上很少运用虚拟仿真技术解释教学知识的含义，仍习惯沿用口头讲课的方法，围绕教材上的文字内容讲解知识点，没有将虚拟仿真技术全面运用到课堂教学的各个环节，导致虚拟仿真技术成为了一种浮于表面的教学设备，阻碍了虚拟仿真技术在教学领域的发展进程。
2.2教学方式有待完善
虽然近年多数院校在机械类课程教学中，鼓励教师运用虚拟仿真技术进行讲课，然而在具体实践中发现，教师使用的教学方式有待完善。目前受到教学资源影响，大多数教师在运用虚拟仿真技术时，需要组织学生前往多媒体教室，课堂上也是运用虚拟仿真技术中的视频和图像播放功能，为学生展示教材上的文字内容，教师通过辅助讲解的方式，帮助学生理解相关素材的含义，讲课方式比较单一，没有围绕学生学习需求探寻新型教学模式，课堂教学方法比较固定，导致部分学生在面对机械类课程时，丧失了浓厚的学习兴趣，弱化了虚拟仿真技术的应用价值。
2.3课堂教学趣味性较低
院校在机械类课程中应用虚拟仿真技术的目的，就是为了用虚拟仿真技术处理操作过程中出现的实践危险和解决设备昂贵等问题，将教材上抽象的文字内容，借助影视和图画直观展示给学生，帮助学生充分了解教材上的理论知识，掌握相关机械的操作技术。但是在具体应用虚拟仿真技术的过程中，大多数教师基本上是以PPT课件的方式进行授课，没有为学生设计游戏类或者实践类活动，课堂教学趣味性较低，从而使得学生无法以良好心态投入到课堂学习中来。
2.4学生学习能力较差
学生的学习能力决定了听课质量，如果学生具备良好的学习能力，可以在较短时间内充分理解教学知识的内涵，并可以在实践中达到举一反三的效果。但是由于我国学生学习能力较差，大多数学生在学习机械类课程中的理论知识时，无法选择恰当的方法探寻相关知识点的含义，不能充分利用虚拟仿真技术探索相关机械的操作方式，在学习中存在盲目的学习现象，这种情形导致学生在今后实际工作中接触相关机械时，只能按照相关机械提供的指导书进行实践，自学质量较差。
3虚拟仿真技术在机械制造类课程中的应用策略
3.1制定差异化教学目标，增强教学质量
教学目标是教育体系中的首要环节，教学目标是否合理直接决定了课堂教学效果和学生学习质量。过去教师在机械制造类课程中设置教学目标时，是以每个课时教学内容为基础，为全班同学设计同样的听课要求。但是在具体开展教学中发现，每个学生理解能力都不同，导致学生在学习相同的理论知识时，产生的学习效果也不一致。因此，当教师在该课中应用虚拟仿真技术时，应立足学生主体制定差异化教学目标，在备课时期系统钻研每个课时教学内容，结合教学经验分析重难点讲解方法，预估学生在听课中可能会出现的疑惑，围绕学生的实际学习情况制定要求制定差异化教学目标，增强教学质量，确保全班同学在课堂学习中都能充分掌握教学知识。例如，在讲到《五轴数控编程》时，这门课程涉及到机械设计、机床设计和计算技术等内容，对学生实践能力要求极高。为了在教学中实现这一目标，教师应积极运用虚拟仿真技术组织教学，推动新工科建设步伐。在课堂上教师可以运用现代数学工具，工程CAD/CAM软件和仿真软件VERICUT设计，为学生创建实际制造过程的五轴数控机床虚拟实验，这样可以解决院校实践设备不足、操作危险性高的问题，确保学生安全。在制定教学目标时，教师可以将学生分成学习速度较快和一般两种类型。通常情况下，学习速度较快的学生领悟能力较强，教师可以要求学生在课堂上利用VERICUT软件学习机床创建、工装夹具设计和多工位设置方法，模拟加工操作步骤；学习速度一般的学生在听课中容易出现无方向感的情况，教师可以在应用虚拟仿真技术展示这节知识之前，告诉学生学习重点，要求学生了解机床运动过程，学习刀位数据后处理为数控代码的理论知识，分析不同切削参数设置方法，使学生在了解基础知识中，能够主动探索虚拟仿真技术中的内容，提高学习效率。
3.2借助现有资源，实施立体化教学
由于机械制造类课程中涉及到大量的实践操作，部分实践设备价格比较昂贵，院校无法为学生配置完善的实验设备。因此，教师在教学中可以运用虚拟仿真技术解决这一问题，深入了解该项技术的使用方法，综合考量该项技术的应用方式，并将其与教材和网络资源融合起来，围绕学生学习需求设计指导方式，在网上搜寻与机械制造类课程有关的教学视频，然后运用虚拟仿真技术进行播放，这样学生可以在教学视频的辅助下全面了解教学知识，提升听课质量。例如，在讲到《气动与液压》时，这节要求学生掌握液压换向阀的工作原理和符号表示含义，学习机械中常见的三位四通换向阀的中位机能，教师可以在课前，在互联网上选择与这节内容有关的视频，将换向阀工作原理与图形符号有关的视频下载下来，课堂上利用虚拟仿真技术为学生还原三位四通换向阀的中位机能，通过视频进行原理演示和动画仿真，为学生搭建一个虚拟真实的学习环境。在视频播放的过程中，教师可以让学生分析视频中哪些地方使用了换向回路，让学生通过观察阀芯尺寸变化总结中位机能的三位四通阀的特点，引导学生参与到课堂学习中来，积极改变过去满堂灌的教学方法。当视频展示完毕时，教师可以让学生解释自身对视频内容的见解，教师可以在学生回答的基础上，运用虚拟仿真技术为学生详细呈现教学知识，通过辅助解说的方式，告诉学生三位四通换向阀的中位机能以及换向阀的工作原理和图形符号，保证每位学生在课堂学习中都能全面理解这节内容。
3.3通过搭建实践平台，增强教学趣味性
由于机械制造类课程操作性比较强，学生在学习理论知识的同时，还应锻炼个人实践能力。当前院校为了培养技能型人才，提倡教学研结合的教学理念，要求教师在组织教学中，积极将理论与实践教学融合起来，注重学生综合能力培育。因此，当教师在机械制造类课程中应用虚拟仿真技术时，应紧跟教育发展方向，围绕该课教学要求设计教学模式，通过搭建实践平台，增强教学趣味性，借助科研项目、学科竞赛和创新项目训练的方法，为学生留有自主试验设计机会，这样学生可以在实践平台，运用虚拟仿真技术设计产品，并在虚拟环境下对个人创造的产品进行调试和改良，使学生在参与实践中能够全面发展各项能力。例如，在学完智能制造虚拟仿真平台后，教师可以向学校申请在实验室搭建实验平台，在实践课上组织学生去实验室，借助虚拟仿真技术进行自主实验。目前智能制造虚拟仿真平台可以围绕用户需求，提供多种处理方案，现有的处理方案主要包含基础版、标准版和增强版，具有展示智能制造实训平台、自由建设设备库、提供多种设备库模型等功能，这些功能能够有效满足不同学生的学习需求。在组织自主实验时，教师可以将全班同学进行分队，让学生通过分队合作的方式，共同完成实践任务。在学生将产品设计完成后，教师可以让每个队伍利用虚拟仿真技术展示设计好的产品，教师可以根据学生的示范表现，告诉学生在相关设备上应输入哪些运行参数，控制该设备的运作过程和运动参数，并当堂组织学生重新调试相关产品，让学生通过模拟系统运行结果，总结设置参数和注意事项，这样学生在反复修改实践中，提升自身对制造的认识和操作水平。
3.4采用学生讲课的方式，培养学习能力
虚拟仿真技术需要教师运用实物和计算机软件建设出真实的情境，让学生在虚拟的环境中进行学习。目前大多数院校在开设机械制造类课程时，通常是根据该行业的社会发展情况，为学生挑选学习教材，教材内容的针对性较强，教师可以在机械制造类课程上运用虚拟仿真技术时，结合该行业对人才质量的要求探寻教学模式，采用学生讲课的方式，培养学习能力，要求学生根据自身对虚拟仿真技术模拟出的实验过程的理解，自主设计讲课内容，使学生在讲解教学内容中，能够转变过去的听课思维，主动学习教学知识。例如，在讲到《数控机床编程与操作》时，这节需要学生掌握数控加工工艺分析和设计方式，了解数控工艺文件的编写技巧。教师可以在导入环节为学生阐述这节学习要点，并将全班同学划分成多个阵营，让学生在阵营中围绕虚拟仿真技术展示的实验过程，相互探讨讲课内容，要求学生深入分析数控加工工艺内容的选择方式和路线设计要求，在学生交流完毕时，教师可以让每个阵营轮流讲课，要求学生在讲课中运用虚拟仿真技术展示技术文件的编写过程，这样教师可以通过观察学生的讲课情况，分析学生对这节内容存在的理解缺陷。当全班同学讲课结束后，教师应赞赏讲课效果优质的阵营，点评该阵营的讲课优点，并指出其它阵营在解释实验过程中存在的问题，运用虚拟仿真技术带领学生详细学习这节内容，使学生在听课中能够系统学习这节内容。
4虚拟仿真技术在机械制造类课程中的应用要求
首先，教师应聚焦学生学习需求开展教学。根据以往教学发现，每个学生面对相同的教学知识产生的学习需求都不同，部分学生需要花费大量时间学习理论知识，部分学生希望通过虚拟仿真技术，培养个人实践能力。因此，教师在机械制造类课程中应用虚拟仿真技术时，应在每节课堂都以学生为中心，聚焦学生学习需求开展教学，积极变革教学观念，根据教学经验探寻多样教学模式，确保虚拟仿真技术能够在教育领域发挥出应有的教学水平。其次，教师应选择适宜的教学内容。近年自从我国科技水平发展成熟后，网络上的学习资源和教学视频也逐渐增多，同个教学知识在不同网站上有风格不同的讲解视频，教师在设置虚拟仿真技术教学内容时，应根据机械制造类行业对人才能力的要求，立足教材上的知识点，向外拓展教学内容，围绕重难点选择国内外前沿的操作视频，并在课堂上根据学生的听课反应，灵活调整教学内容，力求全班学生都能在虚拟仿真的环境中，快速掌握需要学习的教学知识。
5结语
现代仿真技术范文5
关键词:新工科;虚拟仿真;测绘工程;应用研究
一、新工科背景下虚拟仿真技术在测绘工程中的应用研究现状分析
基于虚拟仿真技术而言，最突出的优势就是可以让人体验身临其境的感觉，而且获得的内容更加真实，数据也更加丰富，整体而言，技术人员的工作参与度也在不断提高。另外，由于受到一些不确定因素的影响，从而导致其在实际应用中的效果并不是很明显，而且还在一定程度上阻碍了测绘工程的开展进度。所以，只有针对存在问题做出积极改进，才能有效推动两者实现更好的发展。
二、新工科背景下虚拟仿真技术在测绘工程中应用的优点
(一)促进了机械工程实验的综合发展
将虚拟实验与现代科学技术手段进行了紧密的结合，从而可以促进机械工程实验的综合发展。新工科背景下，虚拟仿真技术在测绘工程中得到了充分的应用，而且一般情况下会通过实验进行开展。如果技术人员仅仅掌握虚拟仿真技术或者测绘工程相关的技术是不行的，必须是讲两种技术都进行全面的掌握，这样一来才能够实现两者的结合运用。对于测绘工程而言，受到的外界因素影响是比较大的，所以需要利用远程监控来进行操作，而虚拟仿真技术正好满足了测绘工程开展的这一需求。
(二)内容真实、信息丰富、时态现实效果好
其实虚拟仿真技术在测绘工程中应用的突出优势就是获得的数据来源渠道增加了，而且内容真实、信息丰富、时态的现实效果还比较好。对于测绘工程而言，会受到不确定天气变化的影响，另一个就是复杂地势的影响，所以为了更好的促使测绘工程的开展，减少外界因素的干扰，从而保证工程的正常工作进度，选择应用虚拟仿真技术，不仅可以实现远程监控，而且还可以减少人力成本的投入，更重要的是对于数据的分析更加明确，得到的结果也更加真实。
三、新工科背景下虚拟仿真技术在测绘工程中的应用策略分析
(一)加强对相关人才培训，提升技术水平
针对虚拟仿真技术在测绘工程应用中存在的一些问题，提出以下改进策略。虽然，虚拟仿真技术在测绘工程中的应用一定程度上提升了技术人员的工作参与度。但是为了保证工程效率的提升以及质量水平的提高，不仅仅是工作人员积极参与就可以完成的。所以在很大程度上还是要看员工的技术水平以及操作能力。因此相关企业应该加强对人才的培训，可以为其提供出国进修的机会，积极学习国外先进技术经验。另外，企业还可以加强与高校的联系，建立校企合作模式，从而有效提升其技术水平以及操作能力。
(二)加强技术方面的创新与改进，实现新的突破
就我国测绘工程而言，起步比较晚，但是在近几年来说，随着信息化技术的应用范围进一步扩大，从而其的发展速度进一步加快。但同时积累下的问题也是比较多的。在新工科背景下，提出的主要要求就是创新，但是由于该行业工作的特殊性，目前缺乏人才的供应，供应力度不足，从而导致在此方面缺乏创新。为了紧跟时展需求，需要不断培养创新型人才，加强对理论知识的研究，才能够更好的实现技术方面的创新。
(三)完善相关管理体系，进一步保证工作进度
管理制度的完善是支撑一个行业发展的重要前提。新工科是近年来新提出的一个概念，虽然得到了不错的发展，但是也存在一些问题。新工科背景下虚拟仿真技术在测绘工程中的应用，如果对该技术掌握不够全面，而且相关管理制度不够完善，容易导致一些意外的发生，从而该技术的应用效果就会大打折扣。所以，需要政府不断加强重视，进一步完善相关方面的法律法规，同时企业也要完善管理制度，健全管理体系，有效推动工作正常开展。
四、新工科背景下虚拟仿真技术在测绘工程中的应用研究前景分析
关于新工科背景下虚拟仿真技术在测绘工程中的应用研究前景分析将从两个方面展开具体阐述。一方面，虽然目前虚拟仿真技术在测绘工程中的应用有效提升了测绘工程的工作质量水平以及效率，这是相对于传统技术在测绘工程中的应用而言的。但是随着社会的不断发展进步，信息化技术的应用范围进一步扩大，发展速度进一步加快，从而也激励虚拟仿真技术要实现创新与改进。另一方面，还要加强对发达国家先进技术经验的学习，取其精华，为我所用，在此基础上充分结合虚拟仿真技术在测绘工程中的应用现状做出进一步调整，与世界信息化技术发展相接轨。
五、小结
综上所述，为了进一步推动虚拟仿真技术在测绘工程中得到更好的应用，需要针对其在实际应用中存在的一些问题，做出积极的改进与调整。另外，社会在不断的发展进步，唯有创新，紧跟时展步伐，才能有效推动该行业的发展。所以，在新工科背景下，仍然需要加强对相关方面人才的培养，培养更多社会所需的专业性、技术型以及综合性人才，从而有效推动现代化社会发展进步。
参考文献:
［1］李德仁．论天地一体化的大测绘———地球空间信息学［J］．测绘科学，2004，(3)．
现代仿真技术范文6
关键词：虚拟仿真；“仓储管理”；实践教学
0引言
仓储管理是物流管理实际运作中的主体工作之一，物流管理岗位中近1/3的岗位是仓储管理岗位。“仓储管理”课程是物流管理专业的专业核心课，提升“仓储管理”课程教学与实际工作的内容匹配性是非常重要的。为让学生掌握现实岗位的实战技能，虚拟仿真技术作为现代教学手段已应用在“仓储管理”核心内容的教学中。虚拟仿真技术和“仓储管理”课程内容不断深入结合，促进了教师角色的转换，提升了学生学习的积极性。
1虚拟仿真技术在“仓储管理”实践教学中应用的必然性
1.1虚拟仿真技术提升了仓储实训的可行性
“仓储管理”实践教学在实际中需要大量投资，需要建仓库，配备货架、叉车、输送机等设备，还需要配套信息控制平台，一个仓储中心少则几百万元，多则上千万元。另外，即使建了仓储中心，也很难在真实环境中让学生深刻体会存储、拣货、出库等具体操作。另外，校企合作也因为深度不够，很多时候也仅仅停留在认知实习上，而通过虚拟仿真技术建立的实践体系，可以很好地弥补校内外实践的不足，虚拟仿真实践可以不受空间和时间的限制，学生的规模不受限制。
1.2虚拟仿真技术提升了仓储实训的效率和效果
受交通条件及教学制度所限，学生难以长时间、频繁地去仓储企业实习，而虚拟仿真实训可以随时随地进行，极大地提升了实训的效率。另外，现在虚拟实训软件可以逼真地模拟仓储管理中所有工作岗位的工作流程和工作任务，既方便了老师教学，也方便了学生练习。虚拟仿真技术的使用极大地提升了仓储实训的效果，通过虚拟仿真软件学生深入体会了工作内容，学生的理解能力、动手能力以及分析能力得到全方位培养。
1.3虚拟仿真技术保证了仓储实训的安全
随着时代的发展，仓储设备的现代化水平越来越高，企业在仓储管理各环节大量使用各种机械设备，对仓储实训提出的安全要求也越来越高。实体实验室或企业没有条件让学生体验现场操作失误所造成的后果[1]，而虚拟仿真软件会智能化地制止和警示学生违反安全操作的行为，提升了学生的安全意识。
2虚拟仿真技术在“仓储管理”课程中的应用类型
虚拟仿真技术是由计算机软硬件和各种传感器共同展示的三维虚拟环境，可以真实地模拟现实世界的环境，使用者参与其中，就会有亲临其境的体验。从20世纪80年代开始发展以来，伴随着技术的不断发展，目前按照在教学实践中所使用设备的不同产生了4种类型。
2.1桌面式虚拟仿真系统
这种系统通过使用计算机和服务器在实训室实现仿真功能，学生通过电脑的3D仿真画面了解虚拟环境，通过电脑键盘和鼠标的操作参与虚拟互动[3]。这种系统操作简单容易，应用最流行的类似游戏的操作方式，学生在放松的操作中，能够快速领会并把握现实物流企业的仓储管理过程。
2.2沉浸式虚拟仿真系统
该系统采用头盔显示器和数据手柄等交互设备[3]，使学生的视觉、听觉等感觉封闭起来，使参与者与真实环境隔离，真正成为虚拟现实系统中的参与者，并能利用这些交互设备对虚拟环境进行操作和控制，因此具有高度的实时性能和沉浸感。这种系统通过使用计算机和服务器在实训室实现仿真功能。
2.3分布式虚拟仿真系统
该系统基于沉浸式虚拟仿真系统，通过网络连接不同地理位置的多个用户或虚拟环境，每个参与者在一个虚拟环境中，通过计算机进行交互，并共享信息[3]。
2.4增强式虚拟仿真系统
这种系统通过计算机技术将虚拟信息应用在真实世界，通过把计算机生成的虚拟对象与真实环境融为一体的方式增强用户对真实环境的认识。该系统在允许用户观察真实世界的同时，将虚拟图像叠加在真实的物理对象上，让用户看到存储在计算机中与真实环境相关的信息，从而增强用户对真实环境的感受。
3基于虚拟仿真技术的“仓储管理”课程实践教学体系的构建
基于虚拟仿真技术实现“仓储管理”课程实践教学体系的构建可以按以下步骤进行：（1）构建实验教学环境，结合工作实际制定教学背景；（2）设计教学仿真平台；（3）设计竞争的学生实践过程；（4）检查评价教学结果。
3.1构建实验教学环境
结合仓储管理工作实际制定教学背景，尽量保证教学过程的真实性[2]。利用虚拟仿真软件实训时，要求学生以认真严谨的态度完成实训任务。为了保证“仓储管理”的真实性，需要对仓储管理的设备、作业对象以及作业范围进行设定。如我校目前使用的3D仓储软件展现了现实中的真实环境，这里有物流公司的办公大楼、仓库、车场，仓库里有自动化立体货架区、托盘货架区、轻型货架区、电子标签区、阁楼式货架区5大典型货架区，系统可以针对不同货种，安排不同货物在5大货架区入库。另外仓库里有地牛、各式叉车、平板车等设备，学生可以在系统里体验各种设备的使用。系统可以真实模拟车辆的调度，学生可以感受车辆的驾驶，体验送货及交货流程。教师可以根据实训目的，选用合适的项目，项目完成的深度可以按照不同要求选择。
3.2设计教学仿真平台
高校结合上述4种虚拟仿真系统的特点，结合自身情况，在虚拟软件采购上，选择可以分组建模，可以竞争对抗的软件。学生能在仿真运行完成后，根据统计数据形成仿真报告，仿真报告能够图文并茂，能够为各种操作打分，并能显示仓储设施设备的利用率。设计的仓储管理仿真平台可以分为3个层次：第一个层次，依托仿真平台讲解仓储管理核心内容、基础知识以及如何进行仓储决策；第二个层次，教师利用虚拟仿真软件演示正确的操作流程；第三个层次，学生利用虚拟仿真软件提高实践技能[2]。
3.3设计竞争的学生实践过程
竞争是企业生存和发展不得不面对的，企业需要员工在竞争中不断进取，在实践教学中引入竞争显得非常重要。教师在实践教学中，需要有意识地把竞争理念引入教学。利用虚拟仿真软件进行教学，可以将学生分成若干个小组，让各组竞争，便于从不同方面考核学生的操作，培养学生的竞争意识。各系统的考核方法充分参考了实际物流企业的管理，如仓储方式选择、路线安排、车辆调度、车辆装载等。考核比较客观，也增强了学生的学习动机，增加了学生之间竞争的乐趣。
3.4检查评价教学结果
在虚拟仿真软件模拟的仓储管理项目完成后，对教学结果进行评价。评价可以从小组评价和个人评价两个方面进行。小组评价从项目完成的时间、费用以及小组协调性等方面评价，个人评价从操作的熟悉度、对任务的理解程度、操作的规范性等方面评价[2]。模仿真实环境，对重大失误可以采取单独扣分的方式，如入库作业中，货架区域分配错误就可以列为这种情况。
4结语
现代仿真技术范文7
【关键词】大学物理;仿真实验;辅助教学
引言
《大学物理实验》是本科教学理工科专业的必修基础课。该课程旨在培养学生严谨的科学思维和创新能力以及理论联系实际，分析和解决问题的能力。在实际教学中有些物理实验很抽象，直观性不够，难于理解，而且学生常满足于课堂上学会的基本仪器操作，不利于学生的系统学习和对知识的掌握。因此，我们需对传统实验教学模式进行改革。将计算机仿真技术运用到物理实验教学中，不失为改进传统实验教学的一种新途径与新方法。
一、大学物理实验引入仿真技术的必要性
大学物理实验教学的传统模式为学生根据统一排课的实验课表轮流到规定的实验室上课，采用“讲解—实验—报告”的教学模式，此种模式形式单一，方法落后，不能紧跟发展需要，学生的主观能动性得不到发挥，学生的创造性思维得不到开发，不能体现创新教育和个性化教育的要求。同时,这种教学方法也使得学生只是机械地忙于应付实验，实验报告与结果千篇一律，大同小异，这一结果严重违背了大学物理实验课程培养大学生创造性思维的初衷。面对这些现状，为了提高教学质量和改革教学手段,帮助学生更快更好地学学物理实验,利用计算机仿真模拟技术辅助实验教学已是当今时代的要求。
二、仿真技术应用于大学物理实验的优势
近年来，随着计算机技术的不断发展，仿真技术也得到了快速发展。目前，国际上用于仿真模拟的大型通用软件包含有ANSYS，ABAQUS，NASTRAN，ADINA，SAP等等，这些软件的优点在于通用性强，易于操作，计算精度高等。不仅能够解决结构分析问题，还能够应用于电学，热学，电磁学，声学等众多领域。将仿真技术引入到大学物理实验教学中的优势具体表现为：
1.经济性
由于实验经费的匮乏,大学中实验设备更新缓慢。仿真技术的引入为我们提供了简洁、便利的教学手段，我们可以利用计算机平台下的仿真实验模拟真实实验，这将在很大程度上缓解学校由于经费不足带来的设备更新难题。与此同时，大学物理仿真实验为物理实验教学拓展了新的教学手段，促进了实验教学改革，符合现代信息化教学模式的发展方向。
2.直观性
借助仿真软件模拟大学物理实验，可以得到色彩丰富的物理场分布云图。以静态图形和动态视频形式展现模拟结果，得到二维或三微的图形以及视频图像，大大提高了物理实验的可视化程度，能够将抽象的物理现象得以充分展现。使得学生能够直观，准确的理解实验现象与物理结果。对于学生掌握理论知识，提升自身科学素质具有独特优势。
3.高效性
借助仿真软件模拟大学物理实验，仿真操作均可在计算机上完成，可缩短材料、仪器等的准备过程，同时也节省了材料、设备等的回收时间。在仿真操作过程中，学生们可以轻松的对错误操作进行初始化，对尚未完成的操作选择节点存贮，对已得到的实验结果进行调入回顾，极大地提高了实验效率。
三、结束语
计算机仿真实验能够逼真地模拟真实实验，引入仿真模拟技术辅助教学,不仅能够提高学生的学习兴趣，同时又能适当的减轻授课难度。此外，运用仿真教学手段也是促进教学改革，提高教学效率的重要途径。在教学中，充分利用计算机平台下的仿真技术优势，注重学生综合能力的培养，在实验课题的选取上注意立足基础、着眼现代，加强学生实验技术和创新意识的培养。大学物理实验教学作为教学的一个重要组成部分，其教学手段的信息化、网络化将是大势所趋，数值模拟仿真技术的综合应用是未来教学的发展方向。因此，我们应充分利用信息时代的优势，加大仿真模拟辅助教学在现代大学物理实验教学中的应用力度，从而更好地迎接信息化社会对大学物理实验教学带来的挑战。
参考文献：
[1]黄国锋,白洪波,尹辑文,李战厂.新课改下高师物理教法实验课程的构建与实践[J].赤峰学院学报,2014(30):260-262.
现代仿真技术范文8
【关键词】食品微生物学；实验教学；虚拟仿真
食品微生物学是食品类专业学科的专业基础课，具有很强的实践性，对培养学生动手操作能力、独立思考能力及综合解决问题能力有着举足轻重的作用。在目前的高校食品微生物学课程建设中，重视实验教学、实验比重大是其教学的一个特点。但如何高效运用实验教学，提升大学生创新能力和科学素质，成为了亟待解决的研究课题。虚拟仿真技术是以计算机软件和硬件技术为基础，综合三维计算机图形技术，广角立体显示技术，对观察者头、眼、手的跟踪以及信息反馈互动，形成集图像、动画、声音为一体的虚拟现实世界的技术[1-2]。近年来，随着互联网技术的发展与普及，虚拟仿真技术越来越商业和普遍化，逐渐运用到很多领域[3]。其中，将虚拟仿真技术运用到传统实验教学中，是实验教学改革的一项重要内容。利用虚拟仿真实验教学技术，可以帮助学生在开放、自主、快速的虚拟实验环境中，体验到高效、安全且经济的实验操作过程[4]。对于实验周期长、操作准备复杂或实验安全性难以满足的食品微生物实验教学项目来说，虚拟仿真实验教学可克服传统实验教学的不足，利用现代信息技术的优势，提高实验教学的效率。
1食品微生物实验教学主要存在的问题
从我校近几年食品微生物学实验课程的开设及执行情况来看，通过不断的教学总结和反思，食品微生物实验教学主要存在以下问题：
1.1实验教学内容单一。食品微生物学作为一门实践性学科，更加强调的知识的应用而非记忆。在我校，食品微生物学实验课时比例占总学时的50%（理论学时和实验学时各32学时），实验课时的设置比例非常高[5]。从目前实验课的开课内容来看，主要借鉴其他农林和工科院校的开课经验，在符合我校和我院的基本情况的基础上，选择了几个基础实验开设，如培养基的配置、革兰氏染色、菌落总数的测定、大肠菌群的测定及微生物细胞计数方法等基础操作实验内容。但是，对于食品科学专业学生而言，一些关于微生物在食品生产上的应用类的实验很难开设（如利用酵母菌发酵生产酒类；微生物在传统食品，如豆瓣酱、腐乳、醋、发酵火腿等生产中的应用；工业生产上微生物的在线控制；食品致病菌的检测）。再者，因食品微生物实验耗时较长，操作易污染，失败率较高等原因，限制了食品微生物综合性和探究性实验的开展。实践应用是食品微生物学作为一门应用学科区别于基础微生物学的最本质的特征，传统的实验教学内容的设置在注重实践能力培养方面显然存在不足。这一情况在其他院校，特别是工科基础相对薄弱的医学院校的食品微生物学实验的开课过程中非常普遍。
1.2实验教学手段单一。目前，传统的食品微生物学的实验教学的教学方式在激发学生兴趣方面，也有不足。实验内容的开设多以基础验证性为主，绝大多数学生对老师的讲解及实验指导书非常依赖，只会严格按照实验指导书的步骤一一操作，实验报告的撰写也是千篇一律，不会主动分析实验结果产生误差的原因，不能深刻理解实验的目的与意义。有的学生甚至利用实验时间，不认真做实验，悄悄完成实验报告，实验结果完全依靠理论知识来简单推理，而不是客观真实地反应实验现象[6]。这类实验课程的开设，对提高学生的实验操作能力、创新能力的培养不利，亦会造成实验资源的巨大浪费。
1.3实验课时利用率不高。食品微生物学实验和其他学科实验，如化学分析实验相比，因涉及到微生物细胞的培养，耗时非常长。而且操作繁琐，实验结果对环境和操作质量的依赖程度很高，这大大提高了食品微生物学实验的开课难度。因此在有限的实验学时内，很难安排更多的实验教学内容，如果实验失败，难以做到重复实验，这在一定程度上会降低学生对科学实验探究的热情。
2虚拟仿真技术在食品微生物实验教学中应用的意义
2.1适应当前实验条件不足的需要。由于我校是一所医学院校，工科基础薄弱，且受到实验室场地的限制，食品加工的工艺设备不足，还未建设一条完整的食品加工工艺学生产线，特别是发酵工艺设备尤其缺乏，与食品微生物学密切相关的发酵工程类实验只能选择停开。和购置昂贵的发酵工艺设备相比，虚拟仿真技术更容易实现更新，成本更低，时效性更好，能实现“一人一机”，每个学生均有上机实践操作的机会，适应了教育信息化的趋势，在当前的实验条件下能很好地解决这一问题。
2.2可帮助学生更直观地理解实验原理。在现代信息技术的支持下，虚拟仿真实验教学平台的设计，能够打破时间、空间、距离等的限制，为学生提供一个模拟、设计及分析实验的平台，模拟真实的实验环境，不仅让学生有身临其境的直观感受，在实验内容的设计上，还能帮助老师设计更加全面多层次的实验。比如在讲到微生物在食品生产中的具体应用时，对于没有接触过实际生产设备的学生，很难直观得获得知识。利用虚拟仿真技术可以将大型化、复杂化、自动化水平都较高的生产装置形象地展示在学生面前，学生能更直观地理解仪器加工的原理，在此基础上更好地理解微生物在食品加工过程中的利用原理和意义。
2.3可大大丰富实验教学内容。因传统食品工艺实验依赖实验仪器设备的程度高，且实验教学中因生物危害的原因，很多实验无法开展：如引起食物中毒或人畜共患病的致病微生物的检测等实验内容。利用虚拟仿真技术低污染、高安全且基本上不会产生“三废”的优点，可以引入更多学生感兴趣但是因操作风险高以往未开设的实验内容。
2.4可实现不同专业的特色化教学。食品微生物学在食品质量与安全和食品卫生与营养专业的学生中均有开设，以往因实验场地有限、实验教辅人员不足，两个专业的学生开设的实验没有适合专业特色的特色化差异。利用虚拟仿真技术可以比较轻松地实现“因材施教”。比如食品质量与安全属于工科专业，在实验教学中可引入更多的食品加工场景和工艺设计实验；食品卫生与营养学属于理学专业，更加注重微生物与营养健康的关系，在实验教学中可设计引入更多的实验教学，如导致食物中毒的食品微生物的控制等。
2.5可大大提高实验教学的效率。食品微生物学实验不仅会用到一些昂贵的生化试剂，耗时长也是影响实验正常开展的一大难点。虚拟仿真实验不受时间、空间的限制，学生可以通过校园网，全天候无限制访问，反复练习，随到随学，自主安排，具有更大的灵活性，提高实验教学效率。此外，学生利用虚拟仿真系统，可以轻松地完成课前自学，教师亦可利用这一教学平台，完成翻转课堂的理论教学改革。
2.6可更好地培养实践性、创新性人才。虚拟仿真实验教学系统能更好地配合老师解剖实验教学过程的知识点，老师能灵活地设计实验教学，引导学生在理解知识点的基础上，合理思考，正确操作。此外，虚拟仿真实验教学系统还通过实验参数、实验样品、实验对象等参数的随机调整，评定学生对实验知识和操作技能的掌握程度，教师可根据教学目的调整实验难度，既能满足日常教学的需要，也能作为学生实验成绩评定的一个工具。利用虚拟仿真平台，可方便教师组织各类型实验，如创新拓展实验、综合设计性实验、开放实验及实验技能大赛等，实现实践性和创新性人才的培养。同时，依托网络技术，可以最大限度地实现虚拟仿真实验教学平台的共享，对线上教学、线上线下混合式教学、远程教学的开展有非常重要的帮助。
3结语
