虚拟仿真教学范文
时间：2023-11-14 10:55:15
虚拟仿真教学范文第1篇
【关键词】汽车教学 虚拟动画 仿真系统 教学研究
在我国，汽车行业在最近几年取得飞速地发展，在制造汽车的时候，不仅要对汽车的数量提出具体的要求，对汽车的质量更是有严格的要求，这就要求汽车技术人员具有更精湛的技术。作为汽车技术人员，只具有扎实的理论知识是远远不足的，还需要具备非常强的操作技能，只有把两者完美地结合在一起，才能够制造出一辆质量达标的汽车。因此，作为汽车专业的学生，只接受理论知识是不够的，还要把学到的理论知识与实际的实践紧密结合在一起。现在，在汽车的教学过程中应用了虚拟动画与仿真技术，这门技术可以通过呈现动画模型的方式向同学们展示汽车的结构，这样学生通过视觉刺激，会对汽车的结构有更加深刻的了解，从而提高教学的实效性，保证教学的质量。
一、实现教学改革的重要途径
随着新课改的不断推进，教学改革也在风起云涌地开展，这就要求教学具有更高的质量和效率，为社会培养出更多的具有专业技能的人才，这些人才能够满足社会对人才的需求，为社会贡献出自己的一份力。但是，在传统的汽车教学过程中，教师只是一味地填鸭式教学，为学生灌输大量的理论知识，完全不重视学生的实践操作能力的培养，造成学生在课堂上所学到的理论知识不能与实际的操作结合在一起。但是，如果在汽车教学中应用虚拟动画与仿真技术，就可以在很大程度上弥补不足，使学生把理论知识和实践操作紧密结合在一起，从而提高学生的综合能力。虚拟动画与仿真技术的应用，不仅为教师的教学带来了很多方便，也有助于学生对所学的理论知识有更加深刻的理解。
二、有利于提高教W质量与效率
通过虚拟动画与仿真技术向学生们展示汽车结构，有助于学生们加强对所学的理论知识的理解，能够对汽车的结构有更加深刻的认识，把理论与实践完美地结合在一起，有助于学生能力的提高。而且，这种教学方法能为学生够营造一种轻松愉快的课堂气氛，激发学生学习的积极性，调动学生学习的热情。通过运用虚拟动画与仿真技术，把教师所要讲授的理论知识呈现出来，给学生们造成一定的视觉冲击，有助于学生们加强对知识的理解。还可以利用这个技术为学生创设相应的情境，把理论知识与现实生活有机地结合成为一个整体，能够让学生们对所学到的理论知识活学活用。教师可以利用软件，对汽车进行重新组装，这样不仅可以激发学生的学习兴趣，还能够加深学生的理解，通过图像把抽象的知识展示出来，可以提高教学效率和教学质量。这门技术的应用，使汽车教学更加轻松，教学内容更加丰富，在很大程度上提高了教学的实效性。
三、有利于将理论与实践结合起来
这门技术把抽象的理论知识具象化，学生在学习的时候，不会感到枯燥乏味，而是有更加明确的目标，更加具有学习的动力，从而使学习效率进一步提高，这样学习效率也会有显著的提高。教师可以利用这门技术把抽象的知识具体化，灵活运用，把理论知识与实践操作有机地结合在一起。在教学的过程中，教师可以结合软件有更加合理的教学设计，通过向学生们展示软件，帮助学生们理解知识。这门技术是教师教学过程中的辅助手段，可以利用这个软件重点分析教学的重点和难点，如果遇到学生不容易理解的非常抽象的知识，教师可以利用这个软件为学生一步步地分析。软件可以把汽车的结构通过视频的方式呈现出来，对学生形成直接的视觉冲击，学生通过对图像的理解，能够进一步理解知识，同时还能够增强学生的动手操作能力，提高学生的综合素质。
四、汽车教学中的虚拟动画与仿真设计
在教学中应用虚拟动画与仿真技术，对为汽车教学带来非常大的影响。因此，在汽车教学过程中，应该重视这门技术的应用，要了解社会对汽车专业人才的需求，再结合学生的发展特点，设计合理的教学内容，这样可以把这门技术的作用最大化。在汽车教学过程中，主要是让学生了解汽车的整体结构以及各部分零件，学会处理汽车遇到的各种问题等。这门技术可以把汽车的结构进行拆卸和重新组装，有利于学生的掌握。
五、结束语
随着科学技术的不断进步，汽车教学技术也会取得新的发展。最近几年来。在汽车教学中应用了虚拟动画与仿真技术，通过这门技术，让学生对相关的理论知识有更加深刻的理解，为教师的教学工作提供了很多方便，对于教学效率的提高有更加重要的意义。这篇文章立足于汽车教学的视角，对虚拟动画与仿真技术作出了详细的介绍，希望能够为汽车教学提供一定的借鉴和帮助。
参考文献：
[1]高云,吉武俊.汽车教学中虚拟动画与仿真的教学研究 [J].品牌.2015(05)
[2]王甲聚.行动导向教学模式在高职汽车课程教学中的应用[J].中国市场.2015(24)
虚拟仿真教学范文第2篇
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.
[4]杨晓晖,金玉忠,邵路才,刘颖.虚拟仿真技术在医学教学中的应用探究[J].电子测试,2014(19):135-137.
虚拟仿真教学范文第3篇
关键词:虚拟仿真;教学实验系统;应用
中图分类号:TP391.9 文献标识码:A文章编号:1007-9599 (2010) 05-0000-01
Application of Teaching&Experiment System in Virtual Reality
ShanzengLiangjie
(Northwest University for Nationalities,Mathematics and Computer Science College,Lanzhou730000,China)
Abstract:The paper introduced the conception of virtual reality and virtual labs in the field of education,and constructed the structure model of teaching and experiment system with virtual reality.A design example of computer interface experiment teaching and experiment system with virtual reality was presented,and the major problems which need to be aroused during the process of making application of virtual reality in virtual labs were pointed out.
Keywords:Virtual reality;Teaching and Experiment System;Application
一、引言
虚拟仿真技术是对虚拟现实技术和系统仿真技术的合称。虚拟现实技术是先进的人―计算机接口技术,其实质是利用计算机产生一个三维的、基于感知信息的临场环境。人可以参与和控制环境,同时环境能够对人的控制行为做出动态的交互反应。系统仿真技术是随着计算机技术的发展而形成的新兴学科,它是通过建立真实系统的数学模型,利用计算机来达成对系统的分析、研究、设计等目的。目前,虚拟仿真技术在军事、教育、医学、工业设计等多个领域都得到了应用。在教育教学领域,虚拟仿真技术能够进行教学活动或实验操作的模拟,具有经济性好、安全性高以及可重复等多种优势,已经开始替代某些费时、费力、费钱的真实试验和教学演示,对传统的教学活动产生了强烈冲击,引发了教学领域产生一系列深刻的变化。
二、虚拟实验的概念
虚拟实验是指借助于多媒体、系统仿真和虚拟现实等技术在计算机上营造辅助实验、部分替代甚至全部替代传统实验各个操作环节的相关软硬件平台。虚拟实验是建立在一个虚拟的实验环境(仿真平台)之上,其重点关注的是实验操作的交互性和实验结果的真实性,因此,在虚拟实验室或者实验设备上,实验者可以完全像在真实的实验环境中一样完成各种实验项目,所进行的操作就像是在真实的实验设备上进行的,并且能够取得不低于或者超出在真实实验环境中或者在真实设备上所取得的实验效果。尤其对于一些对经费、场地和器材等方面都要求较高的实验,虚拟实验具有相当的优势。尤其随着网络技术的发展,基于网络的虚拟实验更是突破了传统实验对“时间和空间”方面的限制,不论是实验者还是指导教师都可以方便的上网进入虚拟实验室进行各种实验,虚拟实验的开展极大的促进了教学实验活动的进行。
三、虚拟仿真教学实验系统的模型结构和实例分析
(一)虚拟仿真教学实验系统的模型
虚拟教学实验系统的设计的着眼点主要建立在对实物实验设备和实验环境的仿真上,包括对实验场景和实验对象的实体仿真以及实验对象内部的数学仿真,对应的仿真模型是实体模型和数学模型,具体的模型结构如图1所示。
图1虚拟仿真教学实验系统的模型结构
在这样的模型结构中,实体模型的优劣程度直接影响虚拟实验的真实感与交互性,而数学模型的精确程度则影响着实验的效果和实验质量。在虚拟实验系统的模拟中,为了逼真地模拟出实验场景,使实验仪器和元器件等对象在外形上与操作上都具有真实感,一般采用三维建模技术进行场景和实体的建模。对于数学模型的构建,则是依据系统之间的相互关系和内在联系机制,依据成熟的理论和模型在分系统之间建立确定的对应关系。因此,对于不同的虚拟实验类型,一般具有不同的数学模型。
(二)微机接口电路教学实验系统的虚拟仿真设计实例
下面介绍了基于虚拟仿真技术建立的微机接口电路教学实验系统设计实例。传统微机接口电路实验中,需要专门的硬件实验设备与普通微机相连,实验的主要过程是在微机中利用asm等工具软件进行接口实验程序的调试操作。其基本过程如图2所示。
图2微机接口电路“半虚拟化”设计方案
对这一基本实验采用虚拟仿真技术进行虚拟教学实验系统设计,应该主要针对“专用硬件实验台”进行虚拟化设计,其实现难点在于真实的实验软件与虚拟的接口电路之间进行虚拟“连接”。利用Windows对底层硬件设备的管理和访问控制方法,可以设计专门的设备驱动程序(VxD)软件来代替外部的实验接口电路。具体的应用技术和设计方法如图3。
图3虚拟硬件接口电路实现方法
(三)虚拟仿真技术在教学实验系统中应用需要注意的问题
随着虚拟仿真技术在教学实验系统的应用日益广泛,在具体实践中也需要注意两个问题:首先,注意强化虚拟仿真技术与多媒体技术的有机结合。多媒体技术具有直观、逼真的视觉效果,有利于构建和营造逼真的实验环境,要充分利用、虚拟技术来,营造逼真的训练工作环境,仿真技术则通过建立真实的数学模型,能够进行实时仿真,这两者之间的融合,有利于构建真实环境下的实时仿真平台,实现虚拟与仿真的无缝联接。其次,根据不同实验的特点确定虚拟教学实验系统的设计思想和仿真工具。虚拟教学实验系统的开发应该注意将实验工程环境的开发和实验仿真过程开发进行结合,一般把仿真过程主要在后台运行,强调实时性和可靠性,而具体的实验工程环境的运行作为前台,强调真实性和高仿真性。因此需要根据具体的实验需求加以侧重。
三、结束语
虚拟仿真技术应用于教学实验系统,是对实物实验的补充、完善和扩展,能够保证实验教学系统中具有良好的开放性和具有真实感的交互,必将引发实验教学领域的深刻变化,虚拟仿真实验教学也将成为实验教学改革的一个重要方向。
参考文献:
[1]嵇萍,刘泗岩.虚拟仿真实验在单片机教学中的应用[J].中国现代教育装备,2009,17:94~96
虚拟仿真教学范文第4篇
关键词：仿真教学；组织领导；资源建设；培训推广
中图分类号：G424 文献标识码：B 文章编号：1673-8454(2012)01-0061-03
虚拟仿真技术包括仿真模拟技术和虚拟现实技术两个领域。仿真模拟技术是指使用仪器设备、模型、计算机虚拟技术，以及利用场地、环境的布置，模仿出真实工作程序、工作环境、技术指标、动作要求，进行科学研究、工业设计、模拟生产、教学训练和考核鉴定等的一项综合技术。虚拟现实技术是指用计算机生成的一种特殊环境，人可以通过使用各种特殊装置将自己投入到这个环境中，并操作、控制环境，实现特殊的目的，成为这种环境的主宰。
虚拟仿真技术可以有效还原生产、建设、服务和管理岗位的“原生态”，为学习者提供技能训练所需要的“真实”环境、“真实”工艺、“真实”工具等，从而有效提高技能教学质量。同时，可以降低教学成本、规避实训危险、降低环境污染、实现绿色教育。因此，虚拟仿真教学是深化教育教学思想、内容、方法、手段、模式改革，推动职业院校内涵建设的一个重要突破口。为此，教育部在《关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》中明确提出“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”。各高职院校应多措并举，有力推进虚拟仿真教学改革。
一、加强组织领导，创造浓厚氛围
开展虚拟仿真教学是一项系统工程，其技术本身的高端性、复杂性等特点，决定其应用成本较高，资源建设和教学组织较难。因此，必须得到学校的大力支持，加强组织领导，落实责任任务。
1.成立分层领导组织
首先，要成立院级虚拟仿真教学工作领导小组，由主管院长牵头，各教学单位和教学管理单位的主要负责人为成员。各级负责人要高度重视虚拟仿真教学工作，做到有组织、有计划、有措施、有检查、有总结、有推广。
其次，要成立各重点专业的虚拟仿真教学工作组。由系主任牵头，专业带头人为主要负责人，骨干教师和合作企业负责人为主要成员。根据专业技能教学特点，通过购买引进、校企合作开发、自主开发等多种途径建设适用的虚拟仿真教学软件，科学布局虚拟仿真实训基地，开展虚拟仿真实训教学，总结实践经验并进行示范推广。
2.建立政策法规进行引导激励
首先，将开展虚拟仿真教学工作做为教育教学改革重要项目，结果做为考核教学单位工作的重要指标。其次，将教师开展虚拟仿真教学的成果做为评聘奖优倾斜条件，对于积极进行虚拟仿真教学软件开发及应用研究的教师，通过制定相关激励政策，从职称评聘、成果奖励、科研经费等方面进行鼓励，为他们提供必要的条件，在全院形成良好的风气和氛围。再次，给予虚拟仿真教学立项资金等条件扶持，为完成项目提供最大保障。要加大资金投入，加强资金管理，做到专款专用，接受监督检查，切实保障项目顺利完成。
通过以上举措，使“推广虚拟仿真技术，提高实践教学水平，加快实现教育现代化”的理念内化成广大教师的共识，并将其付诸于实际行动。
二、广辟渠道，建设虚拟仿真教学资源
虚拟仿真教学资源是利用现代信息技术开发的虚拟工厂、虚拟车间、虚拟工艺、虚拟实验等等，可以解决实践教学中“看不见、进不去、动不了、难再现”等客观难题，减少资源消耗与环境污染，实现人才培养的信息化、智能化、现代化。虚拟仿真教学资源是开展虚拟仿真教学的必要条件。“巧妇难为无米之炊”，所以，学校应该舍得投入，按照“引进一部分、合作开发一部分、自主研发一部分”的虚拟仿真资源建设新思路进行统筹安排。
1.购买引进
该决策依据是：所需求的软件已经被同类院校的专业广泛认可和应用，效果良好，尤其是那些教学急需的高端产品，应该采取这种“花钱拿来主义”的模式。
2.合作开发
此决策依据是，所需求的软件没有成熟的产品，专业教师能够提出明确的需求，能够提供科学准确的教学设计，借助专业IT公司的技术力量和项目组织能力，能够开发出专业级的应用软件。要探索创设高水平的合作模式，将优秀企业力量引进来，紧密合作，互惠互利，同步带动学校师资专业发展、技能人才培养、软件产品研发的水平提高。实践证明，院校的教学设计与优秀IT企业的实现技术有机结合，是研发优秀虚拟仿真资源的捷径。
虚拟仿真教学软件的研制过程一定要与相关企业紧密合作，软件设计应该是教学专家、行业专家和软件制作专家三方合作的结果。要以教学专家为主导，实施优秀的教学设计，编写制作脚本，要有行业专家实施技术指导，还要有软件专家实施创新制作，才能研发出科学的、适宜的、理实结合的虚拟仿真实训教学软件。
3.自主研发
此决策依据是，所需求软件的开发技术难度和复杂性相对较低，专业教师能够提出明确的需求，能够提供科学准确的教学设计，学校具有软件开发技术支持队伍。
威海职业学院作为首批国家示范性高职院校，非常重视虚拟仿真教学在技能人才培养中的作用，积极开展虚拟仿真教学资源建设，建设了专门的教学资源研发中心。目前购买引进、合作开发、自主研发的虚拟仿真资源已成规模，并广泛应用于数控技术、机械设计与制造、电气自动化技术等20多个专业，平均每学期有2000多名学生使用虚拟仿真软件进行知识和技能的学习，有效提高了实践教学的质量与效率。
三、加大技术支持和培训推广力度
1.建立专门的工作室和技术支持队伍
虚拟仿真教学资源开发技术较难，依赖教师个体不现实。专业教师应将主要精力用于教学设计、脚本撰写，开发制作应由专业技术人员完成。采用这种模式，既可以保证资源的质量，又有利于提高专业教师研发、使用虚拟仿真资源的积极性，否则，大多会“知难而退”。
威海职业学院成立了教学资源研发中心，组建了虚拟仿真资源开发技术团队，投资20多万元配备了高档次的开发硬软件，为开展虚拟仿真实训教学提供技术支持。目前已完成多个虚拟仿真资源建设，其中独立开发的“威海职业学院虚拟校园”，通过漫游和导游等方式，全方位立体逼真地展现了我院全貌，恢弘、美丽、壮观，成为学院参加全国大赛课件、软件的重要支撑载体。
2.开展形式多样的培训
尽管继多媒体、网络时代之后，人们已经开始进入虚拟现实时代，但是由于资源缺乏和宣传不够，很多地区和教育工作者对虚拟仿真技术了解不多。为了普及虚拟仿真技术，发展环保绿色实训，推动教学尤其是实践教学的信息化、现代化，应加大虚拟仿真技术培训力度，进行理论与政策宣传、开发与技术交流、应用与经验推广、成果展示与等，以推动教育教学改革，建立具有显著职业特征的，高质量、高效率、低消耗（低排放）全新的教育教学模式。
培训可以采取“请进来、走出去”等多种途径，包括聘请专家、专业技术人员来校讲座、实地考察、共同研讨建设方案；参加专门培训班等，多管齐下，提高教师应用和开发虚拟仿真教学软件的水平。
3.以研发项目为载体，带动虚拟仿真软件开发和应用实践与研究
“项目导向、任务驱动”不仅是有效的职业教学模式，也是开发与应用虚拟仿真教学软件的有效有段。仿真实训教学软件是以实际岗位为背景的，整个教学、实训内容紧紧围绕职业、岗位核心能力。如何实现培养目标，如何满足岗位需求，在进行虚拟仿真软件开发立项时，就直观地摆在了职业院校专业教师面前，项目研制老师会感到压力，感到教学改革的必要性与提高职业院校教师实操技能的紧迫性。所以，以研发项目为载体，可以激发广大职业院校教师自觉学技能、苦练真功夫的积极性。
四、以建设“仿真实训示范基地”为抓手，全面推进虚拟仿真教学改革
“仿真实训示范基地”是中国教育技术协会仿真技术专委会于2008年启动的项目，旨在在仿真技术专委会的指导下，在IT企业的帮助与大力支持下，通过3~5年的努力，使“基地”在使用虚拟仿真技术开展仿真实训教学方面取得明显的效果，成为使用现代教育技术促进职业教育现代化的窗口，对中国职业教育尤其在技能实训现代化教学方面起到示范与引领作用。
在“仿真实训示范基地”的建设中，职业院校需重新优化实训基地的布局，形成虚实结合的现代化技能实训模式，着力改善“实训成本高，效率低、资源消耗大、污染环境”等弊端，提高专业教师的教学设计能力和企业现场实践能力，推进高技能人才培养手段的信息化、现代化，同时形成校企合作新模式。
参考文献：
[1]宋强.数控加工实训中仿真软件的调研分析[J].科技信息，2009(32).
[2]朱达凯.水利虚拟仿真实训平台建设的研究与实践[J].中国现代教育装备，2010(19).
[3]赵士滨.高校实训教学的虚拟现实技术研究[J].长沙电力学院学报（自然科学版）,2001(1).
[4]季光献.虚拟现实技术下的高校实验教学[J].中国教育技术装备，2006(106).
虚拟仿真教学范文第5篇
四、虚拟实验室建设的构想
据教育部“十二五”发展规划，工程实验室将在信息集成技术、虚拟仿真技术和敏捷制造技术等方面寻求重大突破，大力推广和应用虚拟仿真技术。为此，学校机械工程实验中心在现有的软硬件基础上，依托工学院计算机科学和教育技术等专业技术，积极筹划机械工程虚拟实验室的建设。建设虚拟实验、开展网络实验教学，既可丰富学习资源、缓解仪器设备的不足，又能体现个性化的学习环境，改进教学模式，提高教学效果。根据现有实验室的发展和实验项目情况，初步设想虚拟实验室结构如图1所示。主要为机构展示、虚拟仿真和性能测试三个方面，随着实验教学改革的不断深入，实验类型和数量都会逐步增加，最终形成完善的虚拟实验教学体系。
五、结语
从红河学院工学院对虚拟实验的应用情况看，部分虚拟仿真实验在实验教学中应用效果较好，显示了虚拟仿真实验的应用，弥补了仪器设备老化和不足的问题。通过使用该类虚拟实验，可增强学生实验兴趣，降低实验成本，在实验条件不足时，可部分代替实际实验过程。结合计算机技术、网络技术、数据库技术和教育技术等，相信虚拟仿真实验将具有更为广阔的应用前景。
【注 释】
［1］ 蔡卫国.虚拟仿真技术在机械工程实验教学中的应用［J］.实验技术与管理,2011.28(8)76-78.
［2］ 郭桂苹,南岳松.虚拟实验教学研究现状及问题分析［J］.实验室科学，2010.13(5)175-178.
［3］ 魏芸.虚拟实验的分析与研究［J］.科技信息，2010(35)5-6.
［4］ 郭德伟,柯建宏.基于Flash ActionScript的机构运动简图测绘实验设计与开发［J］.计算机与数字工程,2012.40(2)105-107.
［5］ Guo De-wei，Xiao Tian-qing.Kinematic Simulation Design of Planar Four-bar Linkage Based on Flash ActionScript［C］.Xueli Zhou.2010 Third International Conference on Education Technology and Training，2010.301-304.
虚拟仿真教学范文第6篇
2015年8月，辽宁省教育厅批复建设信息技术类、机械加工类、交通运输类等七大类虚拟仿真实训平台基地的建设。目前，七个虚拟仿真实训平台基地建设已经接近尾声，即将进入教学环节服务省内广大师生。虚拟仿真实训平台是利用虚拟现实技术、网络技术、计算机技术，仿真或虚构某些情境，供学生观察、操作、建构其中的对象，使他们获得类似真实的体验，从而更牢固地掌握知识理论体系或者获得某种技能的资源。
【关键词】虚拟仿真 实训平台 实践应用
1 虚拟仿真技术的现状
随着互联网技术及虚拟仿真技术的飞速发展，虚拟仿真实训平台平台这一教育资源也逐渐受到了教育界人士的青睐。目前国内投入运营的虚拟仿真实训平台平台屈指可数，以西南交通大学龙绪明教授为例，其率领团队开发的《SMT虚拟实践平台》已于2015年初完成，目前被西南交通大学、北京理工学院使用；辽宁省交通高等专科学校的《地铁线路控制虚拟仿真》也在轨道交通工程系的实训课程中使用。这些虚拟教学手段的使用在教学过程中改善了教学效果。
2 虚拟仿真实训平台的特点
2.1 可制定“理、虚、实”一体化的实践教学计划，将虚拟仿真训练有效的应用于实践教学环节中
原有的“理-实”教学模式是利用现有的实验实训教学环境结合理论内容来进行教学，实践教学过程中，受到实验实训环境不完善、实验耗材昂贵、实验实训环境安全隐患等诸多因素制约，影响了实训的效果，不能达到职业教育对实践教学的要求。在融入了虚拟仿真实训平台基地环境之后，很大程度上解决了上述问题，并且可以在任何时间、地点、终端的情况下进行实践训练，构建出“理、虚、实”一体化的实践教学模式，切实提升学生的实践动手能力。
2.2 可设计小概率事件训练方案，在虚拟环境中反复训练学生解决实际生产操作中所出现的故障、问题，避免学生在真实生产中误操作导致安全事故
电气设备、机械设备对操作者的熟练程度要求比较高，在不熟悉设备的情况下往往会面临高电压、高温度的危险，误操作会导致操作者的受伤或生产企业的损失。虚拟仿真实训平台应用于实践教学，将让学生在面对真实设备前，实现对设备的原理、设备的外观、操作方法、注意事项、小概率事件及维修保养等各个生产环节的熟练掌握， 最大程度为学生提供安全保障。
3 虚拟仿真实训平台应用研究的必要性
2016年底，辽宁省教育厅将对开发的七个虚拟仿真实训平台基地进行验收，虚拟仿真实训平台基地即将投入运营，如何充分利用虚拟仿真实训平台平台，发挥其在实践教学中的作用，真正实现“理、虚、实教学一体化”的问题已迫在眉睫。
通过本文的探讨，为虚拟仿真实训平台基地的开发注入新的思路，并为虚拟仿真实训平台基地的合理使用提供理论依据；丰富虚拟仿真实训平台基地平台的应用及推广体系，为虚拟仿真实训平台平台的应用和推广提供更多建设性的可操作方案。
通过对照传统实训基地教学模式，充分发掘虚拟仿真实训平台基地的教学优势，创建以虚拟仿真实训平台为主体的实践教学模式；利用虚拟仿真技术完善传统实践教学环节，构建科学合理的“理、虚、实”一体化实践教学体系。
4 虚拟仿真实训平台应用研究的方法
虚拟仿真实训平台应用的研究服务与实践教学，最终目的是为了实现学生从校门到企业的无缝对接。虚拟仿真实训平台基地在实践教学环节中的应用切实遵循高职学生的层次特点和学习兴趣，最终引导学生充分利用虚拟仿真实训平台基地资源，掌握职业技能。
因此，明确学生的学习特点和学习兴趣是基础。在掌握学生学习特点的基础上，归纳传统的生产实训和虚拟仿真实训平台各自的特点，并对这两类实训教学手段的优缺点进行比较和总结；研究目前已投入教学的虚拟仿真实训平台的使用情况，扬长避短；选用一部分学生提前试用虚拟仿真实训平台，总结其使用感受，并反馈到虚拟实训在今后的应用中。
具体研究方法如图1所示。
5 虚拟仿真实训平台在实践教学中应用的优势和不足
根据已投入实践教学的虚拟仿真实训平台的应用情况来看，虚拟仿真实训平台具备以下的优势：
5.1 创建沉浸式的仿真生产体验，极大提升学生的学习兴趣，养成自主学习的习惯
兴趣是学习动力的根本，虚拟仿真实训平台平台可以采用第一视角模式，以游戏环节带入，操作细节真实清晰，学生可24小时全天候登陆系统进行学习，自主沉浸在虚拟仿真的生产环境中，体验生产、安装、维修过程，切实的提升了学习效率和效果。
5.2 利用虚拟仿真生产环境，规范操作流程，养成良好的标准化生产习惯
通过虚拟仿真实训平台的应用，学生可以在网络平台上学习规范的任务流程、生产工艺及设备操作方法，避免了不同教师差别教学的情况，引领学生养成标准化操作的良好习惯。
5.3 建立校企联合培养的纽带，形成企业需求和学生成长相互反馈的机制，为今后校企合作模式开辟新道路
虚拟仿真实训平台基地中岗位的设定完全遵循企业实际用工要求，学生通过角色的体验可以明确学习方向；学生在虚拟仿真实训平台平台中关于设备操作和维护的成绩也可以转换为企业认可的证书，提升就业竞争力。
但在具体的应用过程中也体现出一些问题，具体问题如下：
（1）推广速度、覆盖院校范围不尽如意；
（2）部分学校计算机设备老旧、网络资源匮乏，虚拟平台运行速度较慢；
（3）虚拟仿真实训平台平台使用频率较低，平台资源没有得到充分利用。
综上，虚拟仿真实训平台在实践教学中的优势非常明显，虚拟教学环境的应用更适应时展的潮流，更能满足现代学生学习的需要。目前虚拟仿真实训平台平台在实践教学中的应用还处在起步阶段，我们还需要进一步深入研究、探索出一条充分发挥其作用的路来。
作者简介
冯珊珊（1981-），女，现为辽宁建筑职业学院讲师。主要研究方向为应用电子、信息化教学。
作者单位
虚拟仿真教学范文第7篇
关键词 虚拟仿真；实验教学平台；教学资源
中图分类号：G642.423 文献标识码：B
文章编号：1671-489X（2015）22-0149-02
Some Thinkings on Virtual Simulation Experiment Teaching//YUE Fengli， CAI Ling， ZHANG Xin， CHEN Ke
Abstract Based on the virtual experimental platform， some relevant experiments are designed according to the syllabus and the experimental teaching resources are shared. The virtual simulation experiment platform is constructed， which has profound significance in breaking the limits of time and space， realizing the real-time interaction and collaboration between the teachers’ teaching and students’ studying， sharing of educational resources.
Key words virtual simulation； experiment platform； experimental teaching resources
1 前言
虚拟仿真实验教学依托现代计算机等手段，通过动画与计算机模拟构建高度仿真的虚拟实验模型，使学生在网络终端开展实验，达到教学大纲所要求的教学效果。虚拟仿真实验教学应根据专业教学大纲进行设计，发挥专业教师的主观能动性，进行虚拟实验的设计与编制。虚拟仿真实验教学平台的建设是一个多学科合作的项目，涉及专业教学、计算机设计、工程仿真等方面，需要学校进行统一规划，必要时可以和专业软件公司合作，共同完成虚拟仿真实验教学平台建设。
虚拟仿真实验教学中心应实现真实实验不具备或难以完成的教学功能。在涉及高危或复杂、难以重复的实验项目等情况时，提供安全、可靠和经济的实验项目。虚拟仿真实验教学中心建设应充分体现专业实验教学特色，将教师的科研成果融入实验教学之中，注重对学生专业技能和专业创新技能的培养。虚拟仿真实验教学应发挥学校学科专业优势，整合学校实验教学仪器与设备，根据实验教学大纲进行虚拟仿真实验教学的统筹规划。
2 虚拟仿真实验教学中心功能
1）利用信息化的重要技术，如有限元模拟、实验动画、企业生产现场录像、人机交互、数据库和网络技术等，实现虚拟实验教学，通过虚拟实验模拟仿真，增强学生专业知识掌握和基本能力训练；
2）构建高度仿真的虚拟实验环境和实验对象，学生通过网络终端设计实验方案，输入实验参数，获得实验结果与实验数据，验证实验方案的合理性；
3）虚拟仿真实验为车辆工程教学设计和实现服务，按照教学大纲的要求，合理安排实验资源，实现实验教学资源开放共享。
3 虚拟仿真实验教学中心效果
虚拟仿真实验平台按照教学大纲设计相关实验，包括实验大纲、实验目标、实验内容、实验指导、实验过程动态演示、实现操作视频、实验作业等，制作不同工艺参数的影响规律仿真动画，实现人机对话与实验资源共享。学生可以通过客户端直观地看到各种实验现象与实验过程的规律，深入理解相关专业知识，有更多机会参加高水平的实验，享用优质实验教学资源，实践能力和创新精神得到提升。同时使教师教学理念得到更新，教学能力得到提升，促进教学管理体系和能力现代化。
4 虚拟仿真实验教学中心平台
虚拟实验教学平台系统功能框架如图1所示。学生登录系统后，进入虚拟实验平台主界面，根据专业方向，选择希望学习的实验项目。用户通过虚拟实验教学平台可以查看对应项目的实验教学大纲、实验讲义（包括实验目标、实验原理、实验内容、实验作业）、实验操作规程与操作视频，进行虚拟实验。在虚拟实验界面下，用户自行确定实验参数，系统通过后台分析，确定与该实验参数对应的实验结果仿真动画，并提供实验现场照片对比分析。用户还可以进一步下载仿真结果后处理文件，利用有限元工具，进行后处理分析，获得各种实验数据，完成实验报告。
此外，系统还提供了BBS论坛功能，学生可以把实验过程遇到的问题提出来，与教师一起讨论，充分调动学生的学习主动性与积极性。系统管理功能可以实现实验项目查询、实验人员管理、实验设备管理、系统帮助与系统推出等功能。考虑到学生缺少企业生产现场的工作经验，系统还提供了生产现场仿真功能，学生可以以通过该功能了解企业生产一线设备与工艺情况，加深对本专业知识的理解深度与广度。
通过虚拟实验教学平台系统还可以实现：
1）帮助学生进一步认识和了解相关专业知识，掌握实验技能；
2）学生可以通过网络完成并提交实验作业与报告，及时和专业指导教师进行沟通；
3）学生可以根据自身实际情况合理安排实验时间，避免因故错过实验课程的训练环节；
4）实验教师可以及时掌握学生完成实验的情况，同时也可以为学生在真实环境下的实验进行预约安排。
5 结语
虚拟仿真实验教学是各教学单位实验课程建设的一个重要环节，也是未来实验教学的一个发展趋势。虚拟仿真实验教学平台的实现，有助于教师合理科学地安排专业实验课程，最大效率地发挥学校的实验教学能力，同时也有助于学生掌握本专业实验技能，灵活安排实验时间。■
参考文献
[1]岳峰丽，刘劲松.车辆工程课程在计算机中的应用基础网络教学平台建设[J].教育教学论坛，2013（20）：216-217.
虚拟仿真教学范文第8篇
关键词：公安院校 消防 虚拟仿真教学系统 设计
中图分类号：TU998.1 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）03（b）-0128-03
公安院校学生未来就业方向主要是公安基层民警，而消防监督工作是公安基层工作的重要组成部分，因此，学生对消防监督检查流程及重点应有一定了解，对通用消防器材装备应熟练使用及对火灾初期应灵活处置，而这些方面的教学工作在实际教学中存在教学与实际脱节的矛盾。随着建模与虚拟仿真技术的快速发展，计算机模拟训练以其特有的优点越来越受到高校的重视[1]。消防虚拟仿真教学系统的研发可以很好地解决教学与实际脱节的矛盾[2]。该教学系统由训练（软件）系统和3D交互沉浸环境（硬件）系统两大部分构成，系统软件部分通过三维虚拟仿真技术进行设计和研发，系统硬件部分为配套虚拟交互训练内容实现3D沉浸交互功能应用的硬件平台支撑，上述两部分共同构成整个教学系统，以实现在虚拟环境下达到真实环境条件进行实验认知、训练的效果。
1 消防虚拟仿真教学系统软件平台的设计
根据目前公安基层工作的需要，教学系统软件平台由消防监督检查、消防装备与灭火技术和灭火救援指挥3部分组成。
1.1 消防监督检查
消防监督检查虚拟训练系统以三维仿真的某大型商业综合体为背景，利用虚拟仿真技术模拟商场中各消防设施、消防器材和相关消防设备与消防区域的设置情况。该系统主要包括消防监督检查教学展示（3D效果）、消防监督检查的组织、实施消防监督检查训练、对举报、投诉的消防违法行为的查处训练、重大火灾隐患的判定、立案、督办和消案的训练、恢复施工（使用、生产、营业或者举办）的检查训练等部分。（如图1所示）
该系统可以生动立体地讲述消防知识，同时培训学生在任意一个普通场景中，能够完成消防监督检查的各项工作措施，掌握消防监督检查的技能，实现教学目标。系统设计使用虚拟环境、立体成像设备、模拟软件的方式，一方面使学生全方位多角度的形式进入立体虚拟环境中去，身临其境地到现场去发现问题、听取解决办法、学习相关知识；另一方面则利用安装了“消防监督检查虚拟实训系统”的PC机，通过可视化交互，让学生能自我做出判断，发现并记录虚拟场景中存在的安全隐患，以达到实训要求，完成目标。
1.2 消防装备与灭火技术模拟演练系统
鉴于学生对消防灭火实际操作知识的匮乏，以及经验的欠缺，因此，需要通过实际动手训练来提高学生实践能力，以便日后能从容应对各种危机情况。由于火灾本身是一个很难控制的事件，其危害性巨大，扩张速度迅猛，稍有不慎即可对人们的生命财产造成严重损失，因此，通过实际引发一场火灾来进行扑救，达到训练的目标自然是非常不可取的。但学生终究必须是要掌握消防灭火技术，如何连接理论知识和实际扑救之间的纽带，达到训练的目标，就成为了必须解决的问题。为解决理想与现实之间的矛盾，虚拟现实技术显得尤为合适。消防装备与灭火技术虚拟演练系统可全真模拟出火灾现场环境、风力风向、火情蔓延面积等；细节来讲，包括楼层通道、燃烧物质、火光火焰、烟雾层层等；扑救操作方面来讲，包括各类灭火器使用的方式方法（如，除掉铅封、拉下保险销、对准火源、按压手柄），以及室内、外消火栓的连接和使用模拟。因此，这套虚拟火灾扑救系统可从宏观到微观层层递进展开扑救技术训练，兼具安全性和交互性，加之轻量化的演练环境，是火灾扑救训练最科学完善的解决方案。（如图2所示）
1.3 灭火救援指挥模拟训练系统
灭火救援指挥模拟训练系统以某大型商业综合体为实战训练背景，利用虚拟仿真技术模拟生成特定环境条件下的虚拟火灾事故场景；受训学员依据应急救援战术原则进行指挥决策，调动和部署抢险救援力量，形成战斗方案，控制事故的发展和蔓延；并依据战术知识库，以模拟训练系统提供的训练监控、记录回放等工具为辅助，记录、分析受训学员的战斗方案，对受训学员的战斗方案进行逻辑推理，最终进行评判结果和结果解释；虚拟火灾事故场景也随着战斗方案的执行实时产生动态的仿真效果，为受训学员创建一个具有高度沉浸感以及符合实际情况的训练环境。该系统主要包括灭火救援指挥教学展示（3D效果）、接处警训练需求、灭火救援指挥训练需求、模拟训练台需求和场景、模型及处置效果需求等部分。（如图3所示）
2 消防虚拟仿真教学系统硬件平台的设计
消防虚拟仿真教学系统硬件平台以三通道沉浸式环境G-Discover为主，同时配以学生机房，满足教学认知以及课程考核的需要。（如图4所示）
2.1 立体显示系统
作为整个虚拟现实仿真平台的显示部分，显示系统效果的好坏对整个系统表现的影响非常大。系统一般由投影机、投影屏幕、机械结构实现。其核心是根据使用要求和现场情况（环境光情况、场地情况、观众等），选择恰当的投影方式，在投影方式确定的前提下，选择适当的投影机、投影屏幕和结构形式以形成最佳的视场。由于显示屏面积较大，图像均匀性及一致性要求突出。
2.2 图形图像处理系统
由于虚拟系统所采用的软件占用较大空间资源，因此，对计算机硬件的要求随之提高，当前虚拟系统中的计算机硬件以高性能图形工作站为主流，具体配置因所采用的建模和分析软件不同而不同。
2.3 交互系统
虚拟设计平台中的人机交互设备包括动作捕捉系统、半实物仿真灭火器、半实物仿真水枪等，可以使设计者和观察者实时地对多通道显示屏幕上的内容进行综合操控，实现用户与三维模型的交互浏览和相关训练操作。
2.4 教学考核机房
包含学生机和教师机若干台，“消防监督检查”的学生考核部分、“消防装备与灭火技术模拟演练”的认知教学部分、“灭火救援指挥”的协同操作演练部分均在该机房中完成。
2.5 火灾现场信号转播系统
可将当地公安消防部门消防指挥大厅通过卫星信号车采集到的火灾现场视频信号，通过网络传输的形式接入到实验室的投影环境中，供学生进行火灾实战的观摩教学[3]。
消防虚拟仿真教学系统利用虚拟现实、三维仿真建模与再现技术、三维场景渲染技术等先进手段真实的再现各类场所火灾现场的环境，以消防日常设备设施安全监督检查，灾害事故救援的应急指挥、处置和救护为主线，通过三维人机交互式教学实训模式为学生针对以上不同场地条件和状况下的消防安全检查、面临火灾的自救、维持火灾现场秩序、组织疏散及指挥群众逃生等采取正确的指挥调度措施、应急处置办法和消防设备器材的工作原理及使用等进行设计与研发，从而增强受训者的临场感觉，提升应急学员的快速反应和处置能力。
参考文献
[1] 蔡丁友.优课虚拟仿真实验室在化学实验教学中的应用[J].教育信息技术，2013（6）：13-15.
[2] 刘昆，王广生.基于三维实时渲染技术的虚拟火灾训练系统设计[J].计算机应用，2005，25（8）：1962-1964.
虚拟仿真教学范文第9篇
［关键词］虚拟仿真牙科教学系统；种植体植入术；本科教学；效果评价
口腔种植学是一门新兴学科，该学科涉及多学科交叉，主要包括口腔修复学、口腔颌面外科学、材料学及影像学等［1］。与发达国家相比，我国口腔种植学本科教学相对滞后［2］。青岛大学口腔医学院紧跟教材大纲，首次为2018级口腔医学本科生开设了《口腔种植学》课程。国内各大院校口腔种植学本科教学的教学模式主要是采用种植模型操作及临床观摩等方法［3，4］，其存在教学模型及种植材料费昂贵，不可重复练习等缺点。VirteasyDental虚拟仿真牙科教学系统是一款数字化虚拟仿真牙科教学系统，其原理在于通过控制力反馈装置上链接的模拟手机进行口腔技能训练，将触觉力反馈与视觉的三维图像结合。与其他的虚拟仿真系统相比，VirteasyDental系统创新性地开发了种植模块及种植基础模块，可帮助学生体验种植体植入术的临床实践。本研究将VirteasyDental培训系统用于口腔医学本科生种植体植入术实验教学中，初步评价该系统在口腔种植教学中的应用效果及体验。
1资料和方法
VirteasyDental虚拟仿真牙科教学系统VirteasyDental虚拟仿真牙科教学系统配备3D动态眼镜、触屏显示器、3D显示器、显示器支架、触觉臂、模拟牙镜、3D鼠标、模拟脚踏板、可升降主机、无线键盘及电源线。该系统软件部分包括学生操作软件、教师管理软件及病例编辑软件3个部分。通过虚拟仿真技术，力反馈触觉系统和丰富的临床项目，贴近临床实操场景，通过触觉臂手柄可获得接近真实的临床手感，可进行重复性操作，兼具客观的系统评分体系。
2研究对象
选取青岛大学口腔医学专业2018级本科生作为研究对象，共计46人。学生均已完整接受种植体植入术的理论部分学习，按照随机数字表法分为两组，每组23人。种植模型组学生仅进行传统的种植模型实操，虚拟仿真组学生虚拟仿真培训练习后进行种植模型实操。
3研究方法
3.1种植体植入术操作技能培训
由1名高年资种植科医师（带教老师）带领46名研究对象对种植体植入术相关理论课程进行复习回顾，并再次详细对其讲解种植体植入术的相关临床操作流程及具体考核标准。种植模型组学生按照教师讲解的要点在种植模型上1个种植位点操作练习1h，练习完成后，在20min内完成种植模型左上第一磨牙的种植体植入；虚拟仿真组学生听完教师的讲解后首先在VirteasyDental虚拟仿真牙科教学系统种植学模块的植入术进行重复模拟练习1h，在20min内完成种植模型左上第一磨牙的种植体植入。由2名未参与培训的高年资种植医师对各模型上的种植体植入情况进行系统评分，取每项总分的平均值；待评分结束后，老师需结合评分标准对每位同学的模型进行点评与反馈。
3.2评分细则
①根据口腔种植学教学大纲的要求，从钻针选择（3分）、转速设置（3分）、操作程序（4分）、种植体植入深度（5分）、种植体轴向（5分）、种植体颊／腭向位点（5分）及种植体近／远中向位点（5分）7个方面设立得分点，总分合计为30分，根据上述7个得分点对种植体植入过程进行综合评分。根据临床操作的难易程度设计不同的权重分，操作完全正确、无误记满分；每个操作与设定的理想位点存在偏差，根据误差大小进行相应的扣分。②46名研究对象分别对虚拟仿真教学及种植模型教学的教学体验、操作精度、操作灵活性等方面进行满意度整体评价，包括非常满意、比较满意、一般、不太满意及非常不满意。
4统计学处理
采用SPSS26.0软件进行统计学分析，两组考核评分进行两独立样本t检验，学生课程满意度进行χ2检验，P＜0.05为差异具有统计学意义。结果虚拟仿真组学生经过仿真系统培训后，种植体体植入操作过程中操作程序、种植体植入深度、种植体轴向、种植体颊／腭向及近／远中向位点评分均高于种植模型组（P＜0.05），虚拟仿真组整体评分［（28.50±0.26）分］也显著高于种植模型组［（27.35±0.30）分］（P＜0.05）（表1）。46名2018级口腔医学专业本科生对口腔种植体植入术的课程满意度调查显示，虚拟仿真组的整体满意度优于种植模型组（χ2＝16.05，P＜0.01）（表2）。讨论口腔种植学是一门实践性较强的学科［5］，种植体植入术是口腔种植学的外科基础，该技术的操作规范性和准确性直接关乎到口腔种植的成功与否。目前，对于种植体植入术的实验及临床前教学主要基于仿真种植模型上实操训练为主。种植模型上操作存在着诸多影响因素，如种植模型价格昂贵，无法重复训练操作，难以让学生反复在模型上练习从而达到熟练的程度；模型材质与天然骨组织尚存在差异，无法真实模拟临床种植外科操作的手感等，从而影响其教学效果。虚拟仿真牙科教学系统是一种基于数字化软件、虚拟三维视觉及力反馈触觉平台相结合的教学培训模式［6］，克服了传统口腔实验教学过程中存在的诸多缺点，如临床前训练模式与临床操作差异大、仿真教学模型价格昂贵、学生练习强度无法保证等［7］。除此之外，该系统还配备了自动评分及回访分析等多种功能，更好地根据学生自身存在的问题，从而制定化个性化的实验指导。本研究结果显示，学生先进行了虚拟仿真培训系统练习后，其种植操作程序及种植体植入的位点、轴向等效果均要优于传统种植模型实操组，可能得益于学生在虚拟仿真培训系统上进行多次重复练习，加深了对于种植体植入位点及轴向的理解。而种植模型组其可训练的次数有限，不能很好地提升学生操作熟练程度。先进行虚拟仿真培训组学生在种植窝预备过程中，可实时观察到操作问题，及时进行相应调整，并培养良好的“手感”，更好地指导临床操作。在学生满意度方面，学生对于虚拟仿真牙科教学系统更为满意，该系统可进行多次重复练习，保留操作结果并针对结果给予评分；还可虚拟逼真的临床场景，让学生更加真实地感受临床的诊疗过程。但是，VirteasyDental虚拟仿真牙科教学系统也存在着一些不足之处，如配套的常用种植钻针系统尚不全面，需要不断更新补充；该系统手眼配合要求较高，需要经过专业培训才能完成等。
［参考文献］
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虚拟仿真教学范文第10篇
关键词：虚拟仿真；齿轮传动装置；机械设计；实验教学
齿轮传动作为各种工业生产设备的核心装置被企业大量应用。齿轮的与密封性能，对于延长传动装置使用寿命、节能减排、保护环境都有重要意义。由于实验成本较高、安全性难以保障等问题的限制，当前高校的机械设计课程中并未开展有关齿轮传动装置与密封的实验教学，难以满足当前机械工业发展趋势对人才培养的多样化需求。因此，结合中国制造业、钢铁冶金业的绿色化发展方向与新工科发展要求，建设机械设计课程“齿轮传动装置的与密封设计虚拟仿真实验”，对于提升机械类专业学生的创新设计能力和实践能力具有重要意义。探索促进机械类专业学生的实践与创新能力培养的新方法，开发教学新模式是新工科背景下高校教学改革的发展方向[1]。虚拟仿真实验教学已成为专业教学体系的重要组成部分[2]。将虚拟仿真、虚拟样机等先进技术应用于机械类实验教学中，向学生直观展示机械结构和工作原理，允许学生进行创新性自主实验，实质性推进知识与能力并重的复合型创新人才培养进程[3-6]。因此，掌握齿轮传动装置常用的与密封方式及其结构特点，能熟练掌握其运用原则和方法并通过虚拟仿真实验进行强化，是培养“大国工匠”必备的基本技能之一[7-9]。综上所述，我校以单级直齿圆柱齿轮减速器为载体，将齿轮传动装置的与密封基本知识与虚拟仿真技术深度结合，构建交互式、立体式、可视化的三维沉浸式虚拟实验教学系统。教学过程中对给定工况的传动装置进行和密封装置的全流程设计，并通过虚拟仿真呈现其设计结果，使学生能够将知识运用到实验设计中，培养学生的实践能力和工程创新能力。
1齿轮传动装置与密封原理
齿轮传动是目前传动效率最高的一种传动装置。当前技术条件下，由于齿面间的相对滑动及其他原因，摩擦、磨损及功率损失仍不可避免。为更好地发挥齿轮的传动性能、提高工作寿命、降低振动和噪音、保护环境等，必须对齿轮传动装置的进行合理的设计，包括齿轮的和轴承的。同时还需要防止灰尘、水分等进入轴承，并阻止剂的流失，影响或破坏环境等，必须要进行密封设计。齿轮传动的包括方式的选择和剂的选择。常用的方式有油池、循环喷油、油雾、离心、脂、固体等，通常依据齿轮节圆圆周速度进行选择。齿轮剂的选择可根据齿轮材料、屈服强度及节圆圆周速度确定油的黏度推荐值，再根据黏度及工作工况选择相应的油牌号。轴承密封方法的选择与的种类、工作环境、温度、密封表面的圆周速度有关，通常有接触式和非接触式密封两大类，若无法适应使用场合或密封不当，可能导致密封失效。
2实验教学设计
2.1教学内容设计
我校以单级直齿圆柱齿轮减速器为载体，实验教学的主要设计思路如图1所示。给定已知数据，学生根据所学机械设计理论课程知识在线下进行相关计算，得到计算数据并输入虚拟系统作为与密封设计的依据。以此确定油的种类、和密封的方式及其结构，并在虚拟系统中进行可视化、交互式的虚拟操作，完成和密封的虚拟设计。最后，通过启动传动装置对设计结果进行自动评判。虚拟实验任务由系统随机给出，学生根据给定的实验任务，在线下进行计算。通过对话框界面让学生输入计算结果，如计算错误，系统会给出相应的提示。根据计算结果，进一步确定相应的方式和密封方式。
2.2实验步骤设计
根据实验教学内容的设计，本虚拟实验设计任务的步骤与流程如图2所示，被分解为9个子任务，各子任务又被分解为2～4个子步骤，相互之间为串联式关系，只有上一子任务完成且正确后，方可进入下一实验环节。第1个子任务是齿轮传动装置与密封的基本知识认识，这是整个实验的理论基础，此处通过一定数量的选择题进行测试。第3个子任务是线下计算。后续6个子任务全部是交互式虚拟实践操作环节，每一个子步骤均给出了相应的提示和正确与否的评价。整个虚拟仿真实验操作被限定在90分钟以内，学生可以进行多次反复实验，直至完全掌握为止，而且每次实验的任务均是随机给定，不会出现重复，实验成绩以最后提交的为准。在认知过程中，全部以动画的形式展示齿轮与轴承的原理，学生可以非常直观准确地看到齿轮传动过程中油的流动及的全过程。
2.3实验教学考核评价
本实验教学考核评价由虚拟实验系统自动评价和实验报告教师主观评价两部分组成，其具体的组成如表1所示。其中，虚拟系统客观评价占75%，由虚拟仿真实验系统自动给出成绩，学生在系统进行实验预习并进行测试。整个实验过程均为有记录的交互式操作并由系统给出操作得分。线上实验操作完成后，学生需在线下完成实验报告，由实验指导教师进行主观评价，该部分占考核评价的25%3虚拟仿真实验教学系统本实验基于Unity3D工具进行开发[10]。图3所示为我校开发的实验教学系统，该系统虚拟了实验室环境，将减速器放置在实验台上。系统窗口的上方为工具栏，包括基本认知、设计任务和实验过程等按钮，单击可以弹出相应的菜单栏，依次单击可进入相应的实验环节或步骤。窗口的下方为实验关键步骤的进度条，系统会高亮显示当前的进度。该系统具有交互式、可视化、沉浸式、立体式和多层次的显著特点。实现虚拟仿真实验的有效开放与共享，提高使用率和使用效益，是教学资源建设急需解决的重要课题[11]。因此，我校将本虚拟仿真实验教学系统加入“高等学校机械工程学科虚拟仿真实验教学共享平台”，将其作为机械设计课程实验，在全国各高校的机械类和近机械类专业学生中进行应用推广，如图4所示。该平台包括了该实验的教学视频，可为实验操作提供指导。同时，学生完成实验后，可以直接在该平台提交实验报告。
4虚拟仿真实验教学实例
4.1完成基本知识学习和认知测试
获取实验任务下面以系统给出的随机实验任务的设计实例进行展示。学生进入该虚拟实验系统，完成基本知识的学习和认知测试后，单击菜单栏的“设计任务”弹出本次实验的设计任务参数，见表2。4.2根据表2所示的参数进行线下计算学生根据实验设计任务参数进行线下计算，将得到的数据输入系统的输入框中，如图5所示，单击确定即可进入下一实验步骤。如果数据不正确，系统会提示错误原因，且不能进入下一步。4.3确定与密封方式根据圆周速度确定轴承和齿轮方式为油。根据传动装置的使用场合，确定油的类型为CKD系列。由此确定输入轴上的轴承为“毛毡密封”，输出轴上的轴承为“挡油环+毛毡密封”，如图6所示。
4.4倒入油至箱体中
在窗口右侧的工具箱中选择CKD系列油，按住鼠标左键，油就会自动倒入箱体中，注意观察油面的高度动态显示标尺，油面高度应在计算范围内，当油面接触轮齿后，应缓慢倒油，如图7所示。
4.5设计箱盖坡口和箱体安装面油槽
轴承的方式为飞溅，齿轮飞溅的油溅到箱盖内壁上，然后顺着箱盖的内壁流入箱座的油槽中，油槽与轴承之间相连，轴承端盖处的缺口方便油进入轴承中进行。如图8(a)所示，通过鼠标点击箱盖内壁拐角设计坡口；如图8(b)所示，通过鼠标点击箱体法兰安装面处设计油槽。
4.6安装密封结构零件
如图9所示，从右边选择栏中点击挡油环，并拖到图9(a)中所标注的位置，单击鼠标完成安装。点击毛毡，同样拖到图9(a)中标注的位置。最后，从右边选择栏中选择轴承端盖，拖到图9(b)中标注的位置。
4.7启动传动装置
查看结果并提交实验报告依次完成上述操作后，单击启动按钮，电机开始启动，传动装置开始工作。若和密封设计合理，则提示实验设计和操作成功。若设计不正确，则提示相关的失效结果。最后，单击菜单栏的实验报告，查看实验得分情况，并提交实报告。
5结语
齿轮传动是机械设计中必不可少的传动部件。基于操作的可行性和便捷性，学生通过该虚拟仿真实验，可以有效地了解传动装置的和密封方式及工作原理，避免在实际操作中因失误而造成损失，有效解决了实体实验教学成本高、周期长、过程烦琐等问题，完善了虚实结合的实践教学体系，取得了良好的教学效果。本虚拟仿真教学平台可应用于选修机械设计课程的机械类及近机类专业学生的实验操作训练，有助于夯实学生对传动零件与密封知识的运用能力、设计能力和实践能力。截至目前，本实验系统已在本校的两届学生试用，覆盖学生约1000人。尤其是在病毒肺炎疫情期间，为学生提供虚拟实验资源，受到了学生的好评，中国教育报以《“空中实验室”破解实践教学难题》为题目进行了专门报道。本实验系统集趣味性和学习性于一体，除本校以外，已有全国48所院校的5000余名学生在共享平台使用本虚拟仿真实验教学系统。
参考文献
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