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虛擬仿真范文第1篇

關(guān)鍵詞：基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)；綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)；虛擬仿真課程；設(shè)計(jì)

基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是我校在國(guó)家政策號(hào)召下開(kāi)設(shè)的一門(mén)用于培養(yǎng)創(chuàng)新型大學(xué)生的教學(xué)改革課程。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)可以將虛擬與現(xiàn)實(shí)相結(jié)合，為實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供新的方法。開(kāi)設(shè)綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的虛擬仿真課程可在一定程度上解決實(shí)驗(yàn)流程復(fù)雜學(xué)生不容易入手、實(shí)驗(yàn)課程開(kāi)設(shè)專業(yè)的限制的問(wèn)題，同時(shí)提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，并側(cè)重在綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力方面的培養(yǎng)。綜合設(shè)計(jì)性試驗(yàn)虛擬仿真課程是創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式的一種，創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式是提高中醫(yī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵，是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)[1-2]。

一基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)存在的問(wèn)題

綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)具有時(shí)間長(zhǎng)、費(fèi)用高、實(shí)驗(yàn)不確定因素多等特點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)流程繁瑣，從實(shí)驗(yàn)宣講、課題設(shè)計(jì)、耗材申報(bào)、確定實(shí)驗(yàn)方案、預(yù)實(shí)驗(yàn)、正式實(shí)驗(yàn)、結(jié)項(xiàng)答辯每個(gè)環(huán)節(jié)都需要學(xué)生與帶教老師及實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備老師的配合才能完成。繁瑣的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，導(dǎo)致學(xué)生和老師之間的溝通出現(xiàn)問(wèn)題，影響實(shí)驗(yàn)的正常進(jìn)行。此外，由于專業(yè)開(kāi)設(shè)的限制，部分專業(yè)學(xué)生不能得到相關(guān)的培養(yǎng)。有些學(xué)生設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)，由于試劑或耗材的不安全性而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)不能開(kāi)設(shè)，需要重新更改實(shí)驗(yàn)方案。實(shí)驗(yàn)方案難易參差不齊，較難觀察的實(shí)驗(yàn)結(jié)果打擊學(xué)生的積極性，同時(shí)也增加了帶教老師的指導(dǎo)難度[3]。

二開(kāi)設(shè)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)虛擬仿真

課程的意義綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)旨在提高學(xué)生的綜合能力，使學(xué)生熟悉科研課題的開(kāi)題、實(shí)驗(yàn)研究、結(jié)項(xiàng)等過(guò)程，為以后的科研實(shí)驗(yàn)奠定基礎(chǔ)。設(shè)置綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)虛擬仿真課程具有非常重要的意義，將實(shí)驗(yàn)的過(guò)程設(shè)計(jì)成虛擬仿真的模塊，學(xué)生通過(guò)操作模塊可以在短期內(nèi)熟悉實(shí)驗(yàn)各個(gè)環(huán)節(jié)，及其在每個(gè)環(huán)節(jié)中需要完成的任務(wù)、每個(gè)環(huán)節(jié)的溝通流程，極大的解決學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不知該做什么、不知哪些能做的問(wèn)題，并在一定程度上提高了效率。虛擬仿真課程開(kāi)設(shè)后，學(xué)生將不受專業(yè)限制選擇該課程，進(jìn)行虛擬綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，并在相關(guān)評(píng)分體系及糾錯(cuò)體系模塊中對(duì)實(shí)驗(yàn)課程的完成進(jìn)行評(píng)價(jià)和指導(dǎo)。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)應(yīng)遵循“虛實(shí)結(jié)合、能實(shí)不虛”的原則，在實(shí)驗(yàn)開(kāi)設(shè)過(guò)程中，將一些有毒有害環(huán)節(jié)設(shè)置成虛擬模式，讓學(xué)生在掌握知識(shí)的同時(shí)又免受毒害，減輕對(duì)環(huán)境的污染。

三設(shè)計(jì)模塊及流程

綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)虛擬仿真課程的設(shè)計(jì)應(yīng)按照實(shí)驗(yàn)流程的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行設(shè)計(jì)，共包括：范例參考、模擬實(shí)驗(yàn)、考核三個(gè)部分。范例參考是將往屆經(jīng)典案例按照模擬實(shí)驗(yàn)的流程完整列出，供學(xué)生進(jìn)行參考。其中模擬實(shí)驗(yàn)包括：實(shí)驗(yàn)宣講、課題設(shè)計(jì)、耗材申報(bào)、確定實(shí)驗(yàn)方案、預(yù)實(shí)驗(yàn)、正式實(shí)驗(yàn)、結(jié)項(xiàng)答辯七個(gè)模塊。實(shí)驗(yàn)宣講模塊中將學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的注意事項(xiàng)，實(shí)驗(yàn)課題的研究方向等詳細(xì)列出，在本模塊結(jié)束時(shí)對(duì)學(xué)生進(jìn)行考核，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)的理解和重視程度。課題設(shè)計(jì)模塊中主要指導(dǎo)學(xué)生如何查找資料、如何填寫(xiě)立項(xiàng)依據(jù)、如何辨別課題的創(chuàng)新性和新穎性，如何將所有的課題思路設(shè)計(jì)成一個(gè)完整規(guī)范的實(shí)驗(yàn)方案。在本模塊結(jié)束時(shí)對(duì)學(xué)生進(jìn)行考核，考核的內(nèi)容是在查找資料、立項(xiàng)依據(jù)、課題的創(chuàng)新性和新穎性方面出題，讓學(xué)生用模塊中指導(dǎo)的方法進(jìn)行判斷，以提高學(xué)生的動(dòng)手動(dòng)腦能力，學(xué)以致用。耗材申報(bào)方面對(duì)申報(bào)的每一種耗材，在備注欄里列出詳細(xì)需要的用量及依據(jù)、參考書(shū)、參考文獻(xiàn)等，做到盡可能的節(jié)儉，同樣在模塊結(jié)束時(shí)對(duì)學(xué)生進(jìn)行考核，列出一些實(shí)驗(yàn)的耗材、試劑和藥物的用量，讓學(xué)生進(jìn)行計(jì)算和判斷。確定實(shí)驗(yàn)方案模塊是有帶教老師對(duì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行審核提出修改意見(jiàn)，由學(xué)生進(jìn)行修改經(jīng)帶教老師審核結(jié)束后方可進(jìn)入下一步實(shí)驗(yàn)。預(yù)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)主要是讓學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)操作，如煎藥時(shí)應(yīng)先浸泡多長(zhǎng)時(shí)間、煎煮火候、藥物濃縮等，以及給藥劑量的計(jì)算，實(shí)驗(yàn)觀察指標(biāo)的觀察方法、試劑盒的使用方法、各種儀器的操作方法等，讓學(xué)生熟悉并掌握；并在本模塊結(jié)束時(shí)就給藥劑量計(jì)算、試劑盒的使用方法、各種儀器的操作方法進(jìn)行考核。正式實(shí)驗(yàn)中嚴(yán)格按照實(shí)驗(yàn)方案的流程進(jìn)行試驗(yàn)，并在此項(xiàng)中增加對(duì)團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)的考核，對(duì)可同時(shí)開(kāi)展的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行分工合作，考核學(xué)生是否能在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)同時(shí)完成多個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容；并在本模塊結(jié)束時(shí)就團(tuán)隊(duì)協(xié)作效率，給藥劑量計(jì)算、試劑盒的使用方法、各種儀器的操作方法的熟練程度進(jìn)行考核。結(jié)項(xiàng)答辯環(huán)節(jié)中是考核學(xué)生在完成實(shí)驗(yàn)后對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的處理、實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫(xiě)、答辯PPT的制作等能力。同時(shí)在每個(gè)模塊結(jié)束時(shí)，由帶教老師進(jìn)行審核、提出修改意見(jiàn)并進(jìn)行指導(dǎo)。

四設(shè)計(jì)過(guò)程中存在的主要問(wèn)題

綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)虛擬課程學(xué)生不能在短時(shí)間內(nèi)完成，要讓學(xué)生能堅(jiān)持完成這個(gè)實(shí)驗(yàn)還缺乏一個(gè)有效的監(jiān)督體系和獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制。綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)復(fù)雜，設(shè)計(jì)模塊較多，項(xiàng)目復(fù)雜，學(xué)生設(shè)計(jì)思路較廣，如何能夠使軟件正常運(yùn)行是一個(gè)較難解決的技術(shù)問(wèn)題。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)原則是“虛實(shí)結(jié)合、能實(shí)不虛”，如何將虛擬課程與傳統(tǒng)課程有機(jī)結(jié)合是需要重點(diǎn)研究的問(wèn)題，對(duì)虛實(shí)及虛實(shí)結(jié)合的環(huán)節(jié)的判斷，是亟待解決的問(wèn)題。作為一個(gè)非必修課程，我們還應(yīng)在如何調(diào)動(dòng)學(xué)生參與的積極性方面進(jìn)行努力。

五展望

虛擬仿真教學(xué)是互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的特定產(chǎn)物，它不能取代傳統(tǒng)教學(xué)，同時(shí)虛擬仿真綜合設(shè)計(jì)性試驗(yàn)課程也不能取代傳統(tǒng)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)課程，而是將其融入到傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中與其結(jié)合，實(shí)現(xiàn)提高學(xué)生綜合素質(zhì)的目標(biāo)。綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)虛擬課程目前處于設(shè)計(jì)階段，還存在很多未發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，任何的改革都不會(huì)輕易成功，需要許多人的付出和堅(jiān)持不懈，在實(shí)踐中進(jìn)一步探索和完善，以推動(dòng)和促進(jìn)我校教學(xué)質(zhì)量的提升。

作者:龔曼 孫慧娟 張明昊 李玉潔 趙珍珍 朱艷琴 孫曙光 單位:河南中醫(yī)藥大學(xué)

參考文獻(xiàn)

[1]賈永森,田福玲,齊峰,吳范武,馬會(huì)霞,高秀娟.中醫(yī)理論實(shí)驗(yàn)課優(yōu)化與整合初探[J].中醫(yī)學(xué)報(bào),2011,09:1054-1055.

虛擬仿真范文第2篇

【關(guān)鍵詞】修復(fù)件；異形回轉(zhuǎn)類；混合建模；虛擬仿真

一、引言

修復(fù)件，顧名思義就是翻修件，一些零件在使用過(guò)程中由于磨損等原因損壞，其中一部分通過(guò)修復(fù)加工是可以再利用的，成本低于新品很多。

目前，針對(duì)普通零件（軸類零件）的數(shù)控加工模擬技術(shù)研究的比較多，技術(shù)相對(duì)成熟，而對(duì)于修復(fù)件的虛擬仿真研究的相對(duì)比較少，因?yàn)樾迯?fù)件尤其是異形件建模相對(duì)比較復(fù)雜，應(yīng)用的建模技術(shù)也比較多，本文就異形修復(fù)件的建模及虛擬仿真通過(guò)實(shí)例進(jìn)行了初步探討。

二、異形修復(fù)件建模原理

異形（不是規(guī)則的軸類零件）修復(fù)件的仿真系統(tǒng)需要對(duì)異形零部件進(jìn)行建模，采用基于模型融合理論的建模技術(shù)來(lái)解決；建立后的模型，包含VRML格式部分和基于特征建模的回轉(zhuǎn)（軸類）部分。其中，VRML格式部分用來(lái)形成仿真零件的異形部分或者仿真零件的基體；而基于特征的建模部分則用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)需加工部分的仿真。建模原理如圖1所示，包含特征層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和零件層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

1.特征層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

特征層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以構(gòu)成零件的工藝特征為設(shè)計(jì)對(duì)象，對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造信息集成的設(shè)計(jì)過(guò)程如圖2。特征層的設(shè)計(jì)活動(dòng)通過(guò)對(duì)特征層統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型的操作來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)工藝特征的相關(guān)制造活動(dòng)（如特征加工工步生成，特征自動(dòng)數(shù)控編程）的關(guān)聯(lián)驅(qū)動(dòng)，同時(shí)特征層的設(shè)計(jì)也是零件層設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。特征層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括以下內(nèi)容：

（1）特征庫(kù)的建立，包括基本特征庫(kù)和構(gòu)造特征庫(kù)；

（2）基本特征參數(shù)輸入和參數(shù)修改；

（3）特征的詳細(xì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，如倒角、倒圓等；

（4）構(gòu)造特征的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造信息關(guān)聯(lián)，參數(shù)特征由二維輪廓參數(shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)來(lái)完成。零件層設(shè)計(jì)是在特征層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上用回轉(zhuǎn)類零件的工藝特征以及異形部分來(lái)表達(dá)零件的完整構(gòu)造，表達(dá)零件特征構(gòu)成、各特征間的約束關(guān)系以及零件整體的制造要求。

圖1異形零件混合建模過(guò)程的實(shí)現(xiàn)

2.零件層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

零件層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括以下內(nèi)容：

（1）對(duì)特征的編輯操作：如特征的插入、刪除、零件調(diào)頭等；

（2）特征間的圓角過(guò)渡計(jì)算；

（3）特征表達(dá)模型向統(tǒng)一輪廓表達(dá)模型的轉(zhuǎn)換；

（4）零件技術(shù)信息輸入，主要包括零件名稱，編號(hào)，繪圖比例，生產(chǎn)批量，毛坯類型及尺寸，材料，熱處理等信息。

圖3和圖4為對(duì)一個(gè)曲拐形異形軸建模的過(guò)程，圖中可以將該軸分為三部分，兩個(gè)回轉(zhuǎn)軸類和異形部分。在2個(gè)回轉(zhuǎn)軸類中，分別包含圓柱、倒角和螺紋等特征。

虛擬仿真范文第3篇

【關(guān)鍵詞】CORS系統(tǒng)；國(guó)土測(cè)繪；應(yīng)用

中圖分類號(hào)：P2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

一、前言

虛擬樣機(jī)技術(shù)對(duì)泥漿泵仿真有著重要的作用。雖然我國(guó)在此方面取得了一定的成績(jī)，但依然存在一些問(wèn)題和不足需要改進(jìn)，在科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)的新時(shí)期，加強(qiáng)虛擬樣機(jī)技術(shù)的進(jìn)一步研究，對(duì)我國(guó)國(guó)泥漿泵仿真的發(fā)展有著重要意義。

二、虛擬樣機(jī)技術(shù)概述

機(jī)械工程中的虛擬樣機(jī)技術(shù)又稱為機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)態(tài)仿真技術(shù)，是國(guó)際上20世紀(jì)80年代隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而迅速發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE）技術(shù)，是當(dāng)前設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域的一門(mén)新技術(shù)。該技術(shù)以機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)和控制理論為核心，加上成熟的三維計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)和基于圖形的用戶界面技術(shù)，將分散的零部件設(shè)計(jì)和分析技術(shù)集成在一起，提供一個(gè)全新的研發(fā)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方法。它利用軟件建立機(jī)械系統(tǒng)的三維實(shí)體模型和力學(xué)模型，分析評(píng)估系統(tǒng)性能，從而為物理樣機(jī)的設(shè)計(jì)和制造提供參數(shù)依據(jù)。

傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式是由下到上：從部件設(shè)計(jì)到整機(jī)設(shè)計(jì)。這種設(shè)計(jì)的弊端是往往把注意力集中在細(xì)節(jié)而忽略了整體性能。這種情況在國(guó)內(nèi)經(jīng)常發(fā)生。借助于虛擬樣機(jī)技術(shù)，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程被逆轉(zhuǎn)了。設(shè)計(jì)過(guò)程先從整機(jī)開(kāi)始，按照“由上到下”的順序進(jìn)行，這樣可以避免在系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面的失誤。

虛擬樣機(jī)技術(shù)在設(shè)計(jì)的初級(jí)階段――概念設(shè)計(jì)階段就可以對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行完整的分析，可以觀察并試驗(yàn)各個(gè)組成部件的相互運(yùn)動(dòng)情況。使用系統(tǒng)仿真軟件在各種虛擬環(huán)境中真實(shí)的模擬系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)，它可以在計(jì)算機(jī)上方便的修改設(shè)計(jì)缺陷，仿真試驗(yàn)不同的設(shè)計(jì)方案，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)不斷改進(jìn)，直至獲得最優(yōu)設(shè)計(jì)方案，再做出物理樣機(jī)。運(yùn)用虛擬樣機(jī)技術(shù)，可以大大簡(jiǎn)化機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)過(guò)程，大幅度縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期，大量減少產(chǎn)品開(kāi)發(fā)費(fèi)用和成本，明顯提高產(chǎn)品質(zhì)量，獲得最優(yōu)化和創(chuàng)新的設(shè)計(jì)產(chǎn)品。

三、制造虛擬樣機(jī)的基本過(guò)程

制造虛擬樣機(jī)的過(guò)程就是上述各種先進(jìn)技術(shù)相互支持、相互融合的過(guò)程。

首先是進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)的原始數(shù)據(jù)來(lái)自設(shè)計(jì)要求、應(yīng)改進(jìn)的缺陷、干涉尺寸、裝配環(huán)境等。當(dāng)方案制定后，設(shè)計(jì)師開(kāi)始構(gòu)造復(fù)雜的幾何形狀和工程關(guān)系。在設(shè)計(jì)的早期階段，要求設(shè)計(jì)師給定全約束、全尺寸是不可能、不現(xiàn)實(shí)的，重要的是建立一些方程和規(guī)則，以體現(xiàn)一些最重要的工程數(shù)據(jù)，使零件在設(shè)計(jì)準(zhǔn)則下可自動(dòng)修改。在完整、安全的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，設(shè)計(jì)小組成員不必操心數(shù)據(jù)的完整性，他們能夠共享數(shù)據(jù)，并能主動(dòng)控制修改和更新。

零件最終的形狀和尺寸來(lái)自各個(gè)方面的綜合考慮，如裝配、應(yīng)力、加工等，在制定設(shè)計(jì)文件時(shí)，工程技術(shù)人員要決定如何描述最后的零件和裝配。生成圖紙時(shí)，設(shè)計(jì)尺寸要轉(zhuǎn)換成工藝尺寸以體現(xiàn)加工、檢測(cè)的要求。這張圖紙和其他技術(shù)文件(如應(yīng)力分析、振動(dòng)、熱分析等)構(gòu)成設(shè)計(jì)的最主要部分。

最后是對(duì)最終的設(shè)計(jì)產(chǎn)品進(jìn)行仿真。仿真能預(yù)測(cè)產(chǎn)品在實(shí)際環(huán)境中的性能，它包含了一系列步驟，從力學(xué)分析、建模、施加負(fù)載和約束，到預(yù)測(cè)其在真實(shí)工況下的響應(yīng)。仿真的真正用意不是得到幾個(gè)數(shù)據(jù)，而是評(píng)估產(chǎn)品的性能和優(yōu)化產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，進(jìn)而指導(dǎo)設(shè)計(jì)，改進(jìn)設(shè)計(jì)。

在產(chǎn)品設(shè)計(jì)和仿真階段，需要使用一些應(yīng)用軟件(如三維產(chǎn)品設(shè)計(jì)軟件、有限元分析軟件等)。根據(jù)設(shè)計(jì)尺寸并利用這些軟件，便可以在計(jì)算機(jī)上構(gòu)造產(chǎn)品的虛擬樣機(jī)，為最終投產(chǎn)做好準(zhǔn)備。

四、虛擬樣機(jī)開(kāi)發(fā)技術(shù)的特點(diǎn)

虛擬樣機(jī)開(kāi)發(fā)技術(shù)與傳統(tǒng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)相比，具有如下特點(diǎn)：

(1)面向系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)的觀點(diǎn)。強(qiáng)調(diào)在系統(tǒng)的層次上模擬產(chǎn)品的外觀、功能和在特定環(huán)境下的行為；

(2)涉及產(chǎn)品全生命周期。虛擬樣機(jī)可應(yīng)用于產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的全生命周期，并隨著產(chǎn)品生命周期的演進(jìn)而不斷豐富和完善；

(3)支持分布式協(xié)同設(shè)計(jì)。虛擬產(chǎn)品開(kāi)發(fā)技術(shù)將產(chǎn)品的模型定義在計(jì)算機(jī)上利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)，使處于異地的產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員也可方便地進(jìn)行交流，協(xié)同進(jìn)行產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)。支持不同領(lǐng)域人員從不同角度對(duì)同一虛擬產(chǎn)品并行地進(jìn)行測(cè)試、分析與評(píng)估活動(dòng)。

虛擬樣機(jī)技術(shù)是一門(mén)綜合多學(xué)科的技術(shù)。虛擬樣機(jī)技術(shù)的發(fā)展歷程正如物理樣機(jī)設(shè)計(jì)制造技術(shù)發(fā)展過(guò)程中從CAX向集成優(yōu)化的現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)(CIMS)的發(fā)展歷程一樣，復(fù)雜產(chǎn)品虛擬樣機(jī)開(kāi)發(fā)已成為一個(gè)系統(tǒng)工程――復(fù)雜產(chǎn)品虛擬樣機(jī)工程。虛擬樣機(jī)技術(shù)的出現(xiàn)，不僅僅是一種新技術(shù)的應(yīng)用，而是設(shè)計(jì)思想的變革，將對(duì)制造業(yè)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。

五、虛擬樣機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)

虛擬樣機(jī)技術(shù)的發(fā)展有賴于以下幾項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。

(1)智能設(shè)計(jì)技術(shù)。

CAD技術(shù)的出現(xiàn)是產(chǎn)品設(shè)計(jì)歷史上的一個(gè)里程碑，它在很大程度上縮短了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的周期，減少了設(shè)計(jì)人員的工作量。但現(xiàn)有的CAD技術(shù)注重于外形細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)行為，卻忽略了產(chǎn)品概念信息的描述。實(shí)際上，設(shè)計(jì)人員總是先考慮產(chǎn)品的功能，然后才設(shè)計(jì)出產(chǎn)品的外形。因此，對(duì)虛擬樣機(jī)技術(shù)來(lái)說(shuō)，產(chǎn)品描述應(yīng)是超越幾何性的。

由于虛擬樣機(jī)技術(shù)對(duì)概念設(shè)計(jì)的要求，智能設(shè)計(jì)技術(shù)需要將用于概念設(shè)計(jì)的分析工具(如有限元分析、快速原型等)、計(jì)算機(jī)輔助概念設(shè)計(jì)和CAD技術(shù)有機(jī)地集成起來(lái)，支持產(chǎn)品幾何定形前的功能規(guī)劃和計(jì)算。通過(guò)分析這種幕后的功能計(jì)算，虛擬樣機(jī)系統(tǒng)指導(dǎo)設(shè)計(jì)者怎樣將幾何形狀轉(zhuǎn)化為易于裝配的、滿足功能要求的、具有合適工藝的設(shè)計(jì)圖形。

(2)并行工程。

并行工程是集成各種技術(shù)，并行設(shè)計(jì)產(chǎn)品及相關(guān)過(guò)程的一種系統(tǒng)方法，同步實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、分析評(píng)估、制造、裝配、核算和管理。它要求產(chǎn)品開(kāi)發(fā)人員從一開(kāi)始就考慮到產(chǎn)品整個(gè)生命周期的所有因素(質(zhì)量、成本、工藝、結(jié)構(gòu)、性能等)，且要求實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的協(xié)同工作。要實(shí)現(xiàn)同步的目標(biāo)，其實(shí)質(zhì)就是整個(gè)工作都要在一個(gè)共享的數(shù)據(jù)庫(kù)下進(jìn)行信息交互。

(3)仿真工程。

對(duì)于虛擬樣機(jī)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，必須有一套能有效支持可制造性分析的產(chǎn)品、工藝和生產(chǎn)系統(tǒng)模型。產(chǎn)品模型必須能夠管理與制造加工有關(guān)的數(shù)據(jù)(如形位公差等);工藝模型包括統(tǒng)計(jì)分析、計(jì)算機(jī)工藝仿真、制造數(shù)據(jù)庫(kù)和制造規(guī)則庫(kù)等;生產(chǎn)系統(tǒng)模型包括系統(tǒng)生產(chǎn)能力和生產(chǎn)特性的描述及系統(tǒng)動(dòng)態(tài)行為和狀態(tài)的描述。虛擬樣機(jī)系統(tǒng)需要對(duì)上述模型進(jìn)行數(shù)字化仿真和可視化，以對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)進(jìn)行評(píng)估和優(yōu)化。

(4)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。

在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行分布式設(shè)計(jì)與制造是虛擬企業(yè)的生產(chǎn)方式。利用分布式設(shè)計(jì)與制造，可以實(shí)時(shí)地決定合作廠家，實(shí)現(xiàn)異地產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造，不僅節(jié)約了時(shí)間，而且由于分布節(jié)點(diǎn)之間的關(guān)系建立在一種全面合作和開(kāi)放式體系的基礎(chǔ)上，所以有利于設(shè)計(jì)、規(guī)劃和處理問(wèn)題。

六、虛擬樣機(jī)技術(shù)在泥漿泵仿真中的應(yīng)用

泥漿泵是在鉆井過(guò)程中，將泥漿加壓后攜帶出井底的巖屑和供給井底動(dòng)力鉆具的動(dòng)力，向井底輸送和循環(huán)鉆井液的泵。泥漿泵在石油工業(yè)和工程領(lǐng)域應(yīng)用廣泛?，F(xiàn)代工業(yè)的小斷發(fā)展對(duì)泥漿泵提出了更多更新的要求，使得鉆井泵結(jié)構(gòu)的介理性、工作性能的優(yōu)越性和可靠性成為設(shè)計(jì)時(shí)的重要指標(biāo)。然而，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制造過(guò)程，需要經(jīng)過(guò)概念設(shè)計(jì)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造樣機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)等，這一過(guò)程無(wú)法縮短設(shè)計(jì)周期，對(duì)市場(chǎng)的靈活性小。因此，為了提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，各企業(yè)必須小斷縮短新產(chǎn)品的研發(fā)周期，提高產(chǎn)品質(zhì)量、性能，降低開(kāi)發(fā)成本。

隨著計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的發(fā)展，虛擬樣機(jī)技術(shù)日益廣泛地應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域。它從分析解決產(chǎn)品整體性能及其相關(guān)問(wèn)題的角度出發(fā)，解決了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制造過(guò)程的弊端。極大地增加了效率，降低了成本。因而，利用計(jì)算機(jī)仿真對(duì)石油鉆井中常用的泥漿泵進(jìn)行分析具有現(xiàn)實(shí)意義。

1、泥漿泵的結(jié)構(gòu)及參數(shù)

石油礦場(chǎng)所用的泥漿泵一般是山柴油驅(qū)動(dòng)的臥式的雙缸雙作用泵或三缸單作用的活塞泵。泥漿泵一般由驅(qū)動(dòng)部分（底座、傳動(dòng)軸、齒輪、偏心輪、連桿、十字頭等)和水力部分（泵缸、活塞、吸入閥、排出閥等)組成。其工作性能主要體現(xiàn)在排量、壓力、沖數(shù)以及功率上。對(duì)NB8-600型泥漿泵，其最大傳動(dòng)功率為600馬力，活塞沖程400mm，最大沖數(shù)65沖/min。

2、基于虛擬樣機(jī)技術(shù)的泥漿泵運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)仿真

（1）仿真三維模型的建立

利用機(jī)械參數(shù)化三維仿真軟件Pro/E建立了NB8-600泥漿泵部分系統(tǒng)的三維有限元模型，并進(jìn)行模型干涉檢驗(yàn)、修改、圖2是簡(jiǎn)化后的總裝配圖模型。

（2）仿真過(guò)程

采用ADAMS12.0進(jìn)行仿真分析.流程圖如圖3所示：

（3）仿真結(jié)果

通過(guò)仿真分析可以得到設(shè)計(jì)時(shí)所需要的各種重要曲線和參數(shù)，如主軸、連桿、十字頭、拉桿、活塞等運(yùn)動(dòng)部件的位移、速度、加速度大小、運(yùn)動(dòng)規(guī)律和受力情況等。分析這些曲線和數(shù)據(jù)可以知道在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，各構(gòu)件的受力是否滿足應(yīng)力許可值，以及是否能達(dá)到強(qiáng)度要求，如果不能滿足設(shè)計(jì)要求則需要修改模型。本文經(jīng)過(guò)幾次仿真分析和對(duì)模型的修改后得到了能夠滿足工況的設(shè)計(jì)理論模型，為系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。

3、結(jié)論

虛擬樣機(jī)技術(shù)作為一種新型的、基于集成化產(chǎn)品和過(guò)程開(kāi)發(fā)策略的新的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、評(píng)估手段，在各個(gè)行業(yè)正越來(lái)越受到重視，在產(chǎn)品研發(fā)中起到了顯著的作用。根據(jù)虛擬樣機(jī)技術(shù)的基本理論，結(jié)介泥漿泵的相關(guān)資料，利用機(jī)械設(shè)計(jì)自動(dòng)化軟件Pro/E建立了NB8-600型泥漿泵三維模型，并使用虛擬仿真分析軟件ADAMS12.0進(jìn)行了模型的運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)分析和局部?jī)?yōu)化設(shè)計(jì)，得到了系統(tǒng)模型的運(yùn)行規(guī)律和小同驅(qū)動(dòng)力下的運(yùn)動(dòng)、受力情況，為改進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、節(jié)約設(shè)計(jì)周期和成本提供了理論依據(jù)和方法

七、結(jié)束語(yǔ)

虛擬樣機(jī)技術(shù)是泥漿泵仿真的核心。因此，在泥漿泵仿真的后續(xù)發(fā)展中，要加強(qiáng)虛擬樣機(jī)技術(shù)的運(yùn)用與思考，確保虛擬樣機(jī)技術(shù)水平的提高。

參考文獻(xiàn)

[1]陳小川等.虛擬制造技術(shù)研究概況綜述[J].機(jī)械制造，2009(12):8-10.

[2]王國(guó)強(qiáng)，張進(jìn)平，馬若丁.虛擬樣機(jī)技術(shù)及其在ADAMS上的實(shí)踐[J].西安：西北工業(yè)大學(xué)出版社，2012（9）：78-80.

虛擬仿真范文第4篇

［關(guān)鍵詞］實(shí)驗(yàn)室技術(shù)和方法；教學(xué)方法；仿生學(xué)；計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)

1虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心可持續(xù)發(fā)展的內(nèi)涵與建設(shè)任務(wù)

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心可持續(xù)發(fā)展的內(nèi)涵包含2個(gè)方面：（1）具有智能發(fā)展性。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心建設(shè)要根據(jù)學(xué)科的發(fā)展規(guī)劃以及學(xué)科建設(shè)的新要求，在當(dāng)前現(xiàn)有的資源基礎(chǔ)上不斷加入新的內(nèi)容、新的知識(shí)和新的技術(shù)手段［3］。（2）具有可持續(xù)發(fā)展性。即保證發(fā)展的長(zhǎng)遠(yuǎn)性和不間斷性，這就要求虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心要立足學(xué)校的高度，打破學(xué)科的局限，整合各學(xué)科信息化實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源，發(fā)揮企業(yè)開(kāi)發(fā)實(shí)力強(qiáng)、支持服務(wù)能力好的優(yōu)勢(shì)，以培養(yǎng)學(xué)生扎實(shí)的綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力與創(chuàng)新能力為出發(fā)點(diǎn)，創(chuàng)造性地建設(shè)與應(yīng)用高水平軟件共享虛擬實(shí)驗(yàn)、儀器共享虛擬實(shí)驗(yàn)和遠(yuǎn)程控制虛擬實(shí)驗(yàn)等教學(xué)資源，提高教學(xué)能力，拓展實(shí)踐領(lǐng)域，豐富教學(xué)內(nèi)容，降低成本和風(fēng)險(xiǎn)，開(kāi)展綠色實(shí)驗(yàn)教學(xué)［4］。具體應(yīng)做到以下幾點(diǎn)：（1）管理平臺(tái)的建設(shè)。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心不是單一學(xué)科專業(yè)的封閉式實(shí)驗(yàn)室，而應(yīng)該是多學(xué)科、多學(xué)校、多地區(qū)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源平臺(tái)，需要一個(gè)兼容性強(qiáng)，且具備擴(kuò)展性和前瞻性的共享管理平臺(tái)來(lái)管理實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源，以實(shí)現(xiàn)校內(nèi)外、本地區(qū)及更廣范圍內(nèi)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源共享。（2）保障持續(xù)性運(yùn)行經(jīng)費(fèi)的投入。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的建設(shè)與發(fā)展需要虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目與軟件的不斷開(kāi)發(fā)、維護(hù)與更新，必須要有持續(xù)性的經(jīng)費(fèi)支持，沒(méi)有持續(xù)性的經(jīng)費(fèi)支持，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心不可能得到良好持續(xù)的發(fā)展。（3）建立管理體制與運(yùn)行機(jī)制。完善良好的管理體制和合理的運(yùn)行機(jī)制是虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心高效運(yùn)轉(zhuǎn)的前提，多學(xué)科、多專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源融合平臺(tái)需要有好的管理體制與運(yùn)行機(jī)制以確保各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)［5］。（4）探索校企共建共管的新模式和新途徑，建立可持續(xù)發(fā)展的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)服務(wù)支撐體系。

2虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心建設(shè)的必要性

培養(yǎng)創(chuàng)新型和實(shí)用型的“一專多能”高素質(zhì)檢驗(yàn)人才離不開(kāi)實(shí)驗(yàn)教學(xué)這一重要環(huán)節(jié)。醫(yī)學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)是針對(duì)醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象及過(guò)程，通過(guò)仿真、虛擬現(xiàn)實(shí)、多媒體等技術(shù)及相關(guān)設(shè)備將操作實(shí)踐與實(shí)驗(yàn)材料、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)方法步驟等相互結(jié)合構(gòu)建高度仿真的虛擬實(shí)驗(yàn)對(duì)象，學(xué)生能在高仿真度的虛擬環(huán)境中開(kāi)展實(shí)驗(yàn)，達(dá)到教學(xué)目標(biāo)所要求的教學(xué)效果［6］。而醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)是一門(mén)實(shí)踐性和應(yīng)用性均很強(qiáng)的學(xué)科。臨床檢驗(yàn)工作者要熟練掌握常用檢驗(yàn)儀器的實(shí)驗(yàn)原理與操作技能，具備分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的獨(dú)立工作能力，這需要經(jīng)歷一個(gè)較漫長(zhǎng)的過(guò)程。長(zhǎng)期以來(lái)，檢驗(yàn)專業(yè)的教學(xué)常以教師授課、學(xué)生聽(tīng)課及進(jìn)行常規(guī)的實(shí)驗(yàn)操作和課后看書(shū)復(fù)習(xí)的傳統(tǒng)教學(xué)模式為主，學(xué)生實(shí)操能力的培養(yǎng)受到一定實(shí)驗(yàn)條件的限制［7］。因此，可依托虛擬臨床實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)與虛擬實(shí)驗(yàn)操作流程，讓操作者可以通過(guò)計(jì)算機(jī)虛擬的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，擺脫傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的種種限制，讓學(xué)生“身臨其境”地操作虛擬儀器和其他實(shí)驗(yàn)器材自主選擇實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、模擬操作過(guò)程，通過(guò)對(duì)虛擬世界的體驗(yàn)和交互作用加快熟悉檢驗(yàn)的相關(guān)內(nèi)容，從而達(dá)到教學(xué)大綱的教學(xué)要求與學(xué)習(xí)效果。虛擬仿真教學(xué)作為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的輔助有段可有效解決過(guò)去醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)教學(xué)的難題：（1）為解決醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)高、精、昂貴儀器培訓(xùn)難的困擾提供了條件。醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)離不開(kāi)高、精、昂貴的儀器設(shè)備（如全自動(dòng)生化分析儀、高精酶標(biāo)儀、流式細(xì)胞儀等），然而在學(xué)生上實(shí)操課、見(jiàn)習(xí)及各級(jí)各類培訓(xùn)過(guò)程中不可能拆分儀器和實(shí)時(shí)親手操作這些儀器設(shè)備，而通過(guò)虛擬的儀器設(shè)備可很好地解決這一難題，實(shí)現(xiàn)對(duì)高、精、昂貴的儀器設(shè)備的操作，達(dá)到醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)機(jī)能與培養(yǎng)學(xué)生綜合實(shí)驗(yàn)思維的目的［8］。（2）規(guī)范檢驗(yàn)技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化操作培訓(xùn)。通過(guò)模擬操作檢驗(yàn)過(guò)程（如細(xì)菌接種培養(yǎng)、靜脈血標(biāo)本和骨髓標(biāo)本的采集等）規(guī)范學(xué)生的臨床檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)操作，掌握相關(guān)技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化操作程序，提高臨床實(shí)踐能力。（3）規(guī)避檢驗(yàn)技術(shù)培訓(xùn)的生物安全問(wèn)題。在虛擬環(huán)境下進(jìn)行仿真儀器操作與實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目訓(xùn)練不需要接觸真實(shí)的設(shè)備和疾病標(biāo)本，避免了受感染、受傷的危險(xiǎn)性。（4）節(jié)約檢驗(yàn)技術(shù)培訓(xùn)的實(shí)驗(yàn)器械、試劑等耗材成本。在虛擬實(shí)驗(yàn)室中學(xué)習(xí)及操作虛擬實(shí)驗(yàn)可反復(fù)多次訓(xùn)練，不存在實(shí)驗(yàn)器械、耗材與試劑（如昂貴的抗體）的消耗，節(jié)省使用、維護(hù)成本。（5）解決臨床檢驗(yàn)中疑難罕見(jiàn)形態(tài)學(xué)資源短缺問(wèn)題。在虛擬形態(tài)學(xué)圖片庫(kù)中可隨時(shí)搜索并學(xué)習(xí)到一些在臨床工作中少見(jiàn)的細(xì)菌（紅斑丹毒絲狀菌）、病毒（漢坦病毒）、寄生蟲(chóng)（環(huán)孢子蟲(chóng)）、白血病細(xì)胞及一些罕見(jiàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、結(jié)果等，可達(dá)到實(shí)際實(shí)驗(yàn)難以實(shí)現(xiàn)的效果，使操作者的學(xué)習(xí)事半功倍，大大縮短了學(xué)生進(jìn)入臨床檢驗(yàn)工作的適應(yīng)期。（6）增加學(xué)生對(duì)檢驗(yàn)技術(shù)的學(xué)習(xí)興趣和效果。在逼真的軟件系統(tǒng)與豐富的數(shù)字化資源中自由尋覓，遠(yuǎn)比枯燥的課本、笨重的儀器、漫長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)等待更能吸引學(xué)生的興趣，從而提高學(xué)習(xí)效果。（7）臨床檢驗(yàn)人員的再教育也可充分利用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心。讓臨床檢驗(yàn)人員在工作之余根據(jù)自己的興趣和愛(ài)好在逼真的軟件系統(tǒng)與豐富的數(shù)字化資源中自由學(xué)習(xí)新知識(shí)、新技術(shù)、新進(jìn)展，達(dá)到再次提升技能的目的。（8）在課余時(shí)間，學(xué)生可利用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心進(jìn)行科研設(shè)計(jì)和預(yù)實(shí)驗(yàn)。學(xué)生進(jìn)入虛擬場(chǎng)景，根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并完成實(shí)驗(yàn)，這樣不僅能鍛煉學(xué)生的獨(dú)立構(gòu)思和設(shè)計(jì)能力，且能激發(fā)學(xué)生的科研興趣，更有利于培養(yǎng)具有創(chuàng)新型和實(shí)用型人才。

3制約虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心可持續(xù)發(fā)展的問(wèn)題

從2013年啟動(dòng)國(guó)家級(jí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的建設(shè)工作至今已有數(shù)年，全國(guó)已有300余家國(guó)家級(jí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心，但在管理機(jī)制和運(yùn)行機(jī)制等方面尚不盡完善，存在一些問(wèn)題：（1）資源利用不高及浪費(fèi)嚴(yán)重。部分虛擬仿真實(shí)驗(yàn)中心利用率不高，加上新技術(shù)的快速發(fā)展，導(dǎo)致一些資源的折舊率很高。應(yīng)將每個(gè)高校各自不同實(shí)驗(yàn)室的資源進(jìn)行整合以提高利用率［9］。（2）后續(xù)投入的經(jīng)費(fèi)不足。大部分高校虛擬仿真實(shí)驗(yàn)中心建設(shè)模式為一次性建設(shè)，在建設(shè)完成后很少有經(jīng)費(fèi)的持續(xù)性投入，但虛擬仿真實(shí)驗(yàn)中心的建設(shè)是一個(gè)持續(xù)性過(guò)程，虛擬仿真教學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的增設(shè)、軟件的更新均需要后續(xù)的擴(kuò)展與完善，均需要持續(xù)性的經(jīng)費(fèi)投入。（3）管理機(jī)制和運(yùn)行機(jī)制尚不夠完善。部分高校虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心無(wú)法發(fā)揮多學(xué)科的優(yōu)勢(shì)，缺乏統(tǒng)一的管理平臺(tái)，在資源整合方面做得不夠細(xì)致，從而導(dǎo)致利用率不高［10］。（4）知識(shí)產(chǎn)權(quán)的保護(hù)力度不夠。在虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)的建設(shè)過(guò)程中每一個(gè)新的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目與實(shí)驗(yàn)軟件的開(kāi)發(fā)均是工作人員智慧與汗水的結(jié)晶，應(yīng)該對(duì)其進(jìn)行知識(shí)產(chǎn)權(quán)的保護(hù)與獎(jiǎng)勵(lì)。但目前大部分高校僅將此當(dāng)作其工作職責(zé)與工作義務(wù)看待。對(duì)知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)和建設(shè)人員的效益激勵(lì)力度不夠，在一定程度上阻礙了虛擬仿真教學(xué)中心的可持續(xù)性發(fā)展［11］。

虛擬仿真范文第5篇

關(guān)鍵詞：基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)；虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室；實(shí)驗(yàn)教學(xué)

1前言

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室（Virtuallab）是1989年由美國(guó)弗吉尼亞大學(xué)（UniversityofVirginia）的教授威廉沃爾夫（WilliamWolf）首先提出的，它描述了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)化的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室環(huán)境[1]。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室是信息時(shí)代的產(chǎn)物，在教學(xué)中具有廣闊的應(yīng)用前景，是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一個(gè)新的發(fā)展方向，促進(jìn)了教學(xué)觀念與教學(xué)形式的變革[2]，提高了學(xué)生的綜合素質(zhì)。

2虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室的發(fā)展及政策解讀

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室自1989年提出以來(lái)，在世界范圍內(nèi)得到迅速發(fā)展。目前，發(fā)達(dá)國(guó)家在虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)方面已經(jīng)十分普及，美國(guó)正在致力于構(gòu)建一個(gè)覆蓋全國(guó)的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)許多高校根據(jù)自身科研與教學(xué)的需要建立了虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室，并取得一定的成就。國(guó)家相關(guān)部門(mén)對(duì)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)也越來(lái)越重視，為了進(jìn)一步推進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)信息化建設(shè)，推動(dòng)高等學(xué)校實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革和創(chuàng)新，2013年教育部《關(guān)于開(kāi)展國(guó)家級(jí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心建設(shè)工作的通知》（教高司函〔2013〕94號(hào)），明確提出高校建設(shè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室的重要性。

3基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室的發(fā)展現(xiàn)狀

教學(xué)過(guò)程中實(shí)驗(yàn)和實(shí)訓(xùn)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和技術(shù)能力的關(guān)鍵，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室在培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)方面起著至關(guān)重要的作用。國(guó)內(nèi)外基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的應(yīng)用現(xiàn)狀基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)專業(yè)課程是一個(gè)對(duì)實(shí)踐性要求比較高的課程，但是一些實(shí)驗(yàn)課程由于毒性、致病性、時(shí)間等原因，導(dǎo)致這部分實(shí)驗(yàn)不能順利開(kāi)展，虛擬仿真教學(xué)平臺(tái)在基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中就顯得至關(guān)重要。在教學(xué)過(guò)程中，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)與實(shí)際實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，以實(shí)際教學(xué)中的重點(diǎn)、難點(diǎn)作為課程設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，教學(xué)內(nèi)容豐富，包括常規(guī)學(xué)生實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，此外部分虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室還包括實(shí)習(xí)、臨床案例討論、自我測(cè)試、BBS交流區(qū)、網(wǎng)上相關(guān)資源等內(nèi)容[3]。實(shí)時(shí)臨床案例討論及網(wǎng)上相關(guān)資源共享，既豐富了學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)容，又開(kāi)拓了學(xué)生視野，從而激發(fā)學(xué)習(xí)興趣[4]。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，在提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量中發(fā)揮著重要的作用。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)與實(shí)際實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，不僅激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，提高了學(xué)生創(chuàng)造力和對(duì)實(shí)驗(yàn)的感性認(rèn)識(shí)，而且通過(guò)對(duì)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)實(shí)驗(yàn)操作的正確方法和理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，減少了盲目操作和錯(cuò)誤操作的幾率，提高了實(shí)驗(yàn)的成功率[5]。此外，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室在節(jié)省實(shí)驗(yàn)投資的同時(shí)，為學(xué)生提供了一個(gè)良好的學(xué)習(xí)空間[6]。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室的優(yōu)勢(shì)及建設(shè)中存在的問(wèn)題由于傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)費(fèi)投入不足、實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器設(shè)備緊缺和老化、實(shí)驗(yàn)教學(xué)用房面積不足等傳統(tǒng)問(wèn)題，同時(shí)在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)時(shí)間和空間上受到限制，影響了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量。與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)相比，虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)有著突出的優(yōu)勢(shì)，成本方面，大幅度降低實(shí)驗(yàn)室改造、建設(shè)和維護(hù)的資金，節(jié)省實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)、時(shí)間和空間成本；安全方面，減少實(shí)驗(yàn)室事故發(fā)生幾率；環(huán)境方面，減少環(huán)境污染，促進(jìn)綠色實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)；教學(xué)方面，打破了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的時(shí)間和空間的限制，有效增加學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解能力；教學(xué)質(zhì)量方面，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力和綜合素質(zhì)[7]。虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)這種新的教學(xué)模式為實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的提高提供了一個(gè)新的平臺(tái)，隨著教學(xué)行為、方式的改革和信息技術(shù)的發(fā)展，虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)必將成為實(shí)驗(yàn)教學(xué)中不可或缺的一個(gè)環(huán)節(jié)[8]。目前，虛擬實(shí)驗(yàn)室在促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)代化，推進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式改革等方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。但是，虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)在教學(xué)實(shí)踐中也存在諸多不足，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。1）教學(xué)方面，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力、誤差分析能力等方面存在欠缺，而且虛擬實(shí)驗(yàn)不能真實(shí)地再現(xiàn)實(shí)際實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的故障和現(xiàn)象[9-10]；2）虛擬系統(tǒng)方面，教學(xué)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)存在系統(tǒng)不穩(wěn)定、有些功能不能使用、缺乏教學(xué)監(jiān)視功能等問(wèn)題，給教學(xué)帶來(lái)一定的影響。除此之外，還有諸如界面及畫(huà)面的任務(wù)形象的美觀度不夠，虛擬實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的數(shù)量不能滿足學(xué)生的需求等問(wèn)題。3）建設(shè)必要性方面，雖然虛擬實(shí)驗(yàn)室彌補(bǔ)了真實(shí)實(shí)驗(yàn)室的諸多不足，但也并非任何實(shí)驗(yàn)、任何專業(yè)都需要建設(shè)虛擬實(shí)驗(yàn)室來(lái)輔助教學(xué)。

4構(gòu)建基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室的建議

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室是一種投入少產(chǎn)出多、資源共享的一種全新的辦學(xué)理念，是高校未來(lái)發(fā)展的必然。在建設(shè)過(guò)程中應(yīng)借鑒其他課程和專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的經(jīng)驗(yàn)，創(chuàng)造出一套適合自身專業(yè)的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)方法；共享現(xiàn)有虛擬仿真網(wǎng)絡(luò)資源，節(jié)省建設(shè)成本。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，要注意虛擬仿真實(shí)驗(yàn)和實(shí)際實(shí)驗(yàn)的有機(jī)結(jié)合，合理安排分配教學(xué)比例以促進(jìn)學(xué)生實(shí)踐能力的發(fā)展。在軟件技術(shù)方面，向協(xié)作式虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室方向發(fā)展，即跨越地域障礙，能夠滿足異地學(xué)生一起進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)和討論的方向。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室雖然能大大輔助教學(xué)，但并不能取代真實(shí)的實(shí)驗(yàn)室。此外，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的建設(shè)應(yīng)響應(yīng)國(guó)家號(hào)召，本著“虛實(shí)結(jié)合、相互補(bǔ)充、能實(shí)不虛”的原則，并結(jié)合專業(yè)的自身特點(diǎn)。