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【關(guān)鍵詞】虛擬仿真技術(shù) 高職機(jī)電 教學(xué)應(yīng)用

虛擬仿真技術(shù)在實(shí)際訓(xùn)練教學(xué)過程中有明顯優(yōu)勢(shì)，能夠保證學(xué)生得到充分的鍛煉和培訓(xùn)，在機(jī)電專業(yè)教學(xué)中引入仿真技術(shù)，還可以使原料、設(shè)備和工具等做到節(jié)約，降低操作能耗和環(huán)境污染，還能避免設(shè)備的損壞。虛擬仿真技術(shù)不僅不會(huì)對(duì)操作設(shè)備造成嚴(yán)重?fù)p害，也不會(huì)對(duì)操作人員的失誤造成傷亡。虛擬仿真技術(shù)在高職機(jī)電專業(yè)中的應(yīng)用在本文中還會(huì)有進(jìn)一步分許和闡述，供高職院校參考。

一、高職機(jī)電專業(yè)教學(xué)面臨的困境

高職學(xué)校在學(xué)術(shù)實(shí)際訓(xùn)練方面的設(shè)施設(shè)備部完善。當(dāng)前，各個(gè)高職學(xué)校大都面臨著硬件資源不充分，教育經(jīng)費(fèi)不足的情況，沒有能力購買更多的實(shí)際訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)器材和場(chǎng)地。面對(duì)這種情況，高職機(jī)電專業(yè)應(yīng)該通過計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)的使用替代實(shí)際操作，這樣既能保證學(xué)生的鍛煉，達(dá)到實(shí)驗(yàn)的效果，還不至于浪費(fèi)資源，污染環(huán)境。

實(shí)際訓(xùn)練場(chǎng)地開放過少。場(chǎng)所開放太少，高職院校作為面向社會(huì)，用人單位和學(xué)生的服務(wù)單位，主要是開展科研和培訓(xùn)等業(yè)務(wù)，但是卻受訓(xùn)練場(chǎng)地的約束，開放時(shí)間不足以滿足社會(huì)和學(xué)生的需求。學(xué)生很難有足夠的時(shí)間到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行訓(xùn)練，影響了學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力的提高，目前的高職學(xué)生，使用電腦已經(jīng)得到普及，通過虛擬軟件的運(yùn)用，能夠讓學(xué)生即使不到實(shí)驗(yàn)室也能得到實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練。

高校在實(shí)驗(yàn)設(shè)備和器材上的維修和保護(hù)都需要一筆不小的經(jīng)費(fèi)。硬件設(shè)施很容易損傷，而且高額的維修費(fèi)用學(xué)校不一定負(fù)擔(dān)得起，而設(shè)備又必須經(jīng)過多次的實(shí)訓(xùn)耗材，為實(shí)訓(xùn)帶來了沉重的代價(jià)，并加大了實(shí)驗(yàn)室管理人員的壓力。通過虛擬仿真技術(shù)的利用，不但不用維修設(shè)備，還能為實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練節(jié)省許多實(shí)驗(yàn)耗材。

二、在虛擬技術(shù)的使用下構(gòu)建虛擬實(shí)驗(yàn)室

課堂教學(xué)和實(shí)驗(yàn)中仍然存在很多問題：首先，當(dāng)前的教學(xué)仍然存在理論教學(xué)為主的情況，實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)只是作為教學(xué)輔助；其次，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作存在問題，受場(chǎng)地和時(shí)間的限制，學(xué)生只有在上課時(shí)間才可以實(shí)驗(yàn)室，平常幾乎沒有時(shí)間和機(jī)會(huì)進(jìn)行操作鍛煉；最后，實(shí)驗(yàn)設(shè)備不足以滿足學(xué)生在實(shí)驗(yàn)上的需求，硬件設(shè)施落后，且維修成本高。虛擬仿真技術(shù)主要為了提高學(xué)生的技術(shù)操作能力，有構(gòu)想性、交互性和多感知性的等特點(diǎn)，有利于教師開展實(shí)訓(xùn)教學(xué)和專業(yè)訓(xùn)練，在解決高職教育的就業(yè)和實(shí)習(xí)方面具有重要意義。

目前，大多數(shù)課程都能通過虛擬仿真技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，建設(shè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室能夠降低高職學(xué)校的辦學(xué)成本，并促進(jìn)虛擬仿真技術(shù)和有關(guān)人才的發(fā)展，在解決教育資源匱乏上有十分重要的理論現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。高職院校在引進(jìn)虛擬仿真技術(shù)時(shí)需要結(jié)合本校實(shí)際情況，創(chuàng)設(shè)仿真資源，合理選擇，不同的高職院校針對(duì)機(jī)電專業(yè)的教學(xué)內(nèi)容，就業(yè)定位等不完全相同，市場(chǎng)上的虛擬仿真軟件不可能面面俱到，因此，應(yīng)該擴(kuò)寬引進(jìn)渠道，為虛擬仿真技術(shù)的購置要選取多種方法，建立仿真資源，在教學(xué)上為機(jī)電專業(yè)提供支持和幫助。

三、虛擬仿真技術(shù)在高職機(jī)電專業(yè)教學(xué)中的運(yùn)用

彌補(bǔ)設(shè)備不足的問題。保障實(shí)訓(xùn)教學(xué)的完成，并節(jié)省成本的使用。為使實(shí)踐教學(xué)項(xiàng)目的效果得到彰顯，過去落后的實(shí)踐教學(xué)方法急需一筆巨大的資金，投入到教學(xué)設(shè)備的購買和置辦方面，而且在教學(xué)過程中很容易消耗大部分原材料，傳統(tǒng)的設(shè)備和儀器都將被淘汰，不能適應(yīng)當(dāng)前的教學(xué)需要。站在教學(xué)資源的情況來說，虛擬仿真技術(shù)實(shí)際上減少的資金投入總共包括占地面積、建筑、設(shè)備、原材料和教師等方面，據(jù)考察，大致能夠降低3/10-4/5。還能減少實(shí)訓(xùn)帶來的環(huán)境污染，讓學(xué)生在良好的環(huán)境下學(xué)習(xí)，得到實(shí)踐，提高教學(xué)效果。

替高職院校節(jié)省出一筆不小的經(jīng)費(fèi)。信息技術(shù)的迅速發(fā)展，高職教育中的傳統(tǒng)媒介具有較強(qiáng)的信息滯后性?？茖W(xué)技術(shù)的發(fā)展不斷進(jìn)步，傳播也需要有一定的載體，例如硬件設(shè)施和教學(xué)資源的配置等。隨著知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代的到來，信息技術(shù)的發(fā)展更加迅速，傳統(tǒng)的硬件教學(xué)模式和實(shí)訓(xùn)教學(xué)設(shè)備不久就可能因?yàn)榧夹g(shù)落后而從社會(huì)上淘汰，然而，設(shè)備的改造和更新又存在困難，只能購買先進(jìn)的設(shè)備設(shè)施來解決這一教學(xué)困難。當(dāng)前我國的教學(xué)資源本就不足，不但使得教學(xué)資源更加減少，還可能因?yàn)榻虒W(xué)過程中沒有使用相應(yīng)的設(shè)備而陷入停滯狀態(tài)，更不利于學(xué)校的發(fā)展。運(yùn)用虛擬仿真技術(shù)建設(shè)實(shí)驗(yàn)室就能有效解決這一問題，可以讓實(shí)訓(xùn)次數(shù)有所增加，促進(jìn)軟件的升級(jí)和改良，不用把硬件資源全部更換。虛擬仿真技術(shù)最有特點(diǎn)的就是不用消耗任何原料，而且可以多次重復(fù)實(shí)訓(xùn)的教學(xué)內(nèi)容。虛擬仿真技術(shù)以其先進(jìn)和容易改善的特點(diǎn)備受教育界青睞，不但減少了教育經(jīng)費(fèi)不必要的使用，讓教學(xué)內(nèi)容不斷的在虛擬條件下更新進(jìn)步，還能使實(shí)訓(xùn)教學(xué)與技術(shù)發(fā)展相適應(yīng)，在變化的教學(xué)中滿足學(xué)生和社會(huì)的需求。

提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。虛擬仿真技術(shù)是教學(xué)中優(yōu)秀的輔助工具，能適用于教學(xué)交流和實(shí)訓(xùn)情景多個(gè)教學(xué)活動(dòng)，虛擬的教學(xué)環(huán)境更容易讓學(xué)生激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。虛擬仿真技術(shù)形象生動(dòng)，直觀和互動(dòng)性較強(qiáng)，也能及時(shí)對(duì)學(xué)生情況做出反饋，學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的假設(shè)模型都能以虛擬仿真技術(shù)進(jìn)行虛擬，優(yōu)勢(shì)十分明顯，學(xué)生通過觀察虛擬假設(shè)得出的結(jié)果，還利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維。因此，虛擬仿真技術(shù)利于學(xué)生較早熟悉實(shí)訓(xùn)環(huán)境，盡快掌握專業(yè)知識(shí)與技能，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情。

四、結(jié)束語

虛擬仿真技術(shù)在解決高職教育的實(shí)訓(xùn)問題上具有重要意義，解決了設(shè)備不足，器材落后，硬件更新慢等困難，把虛擬技術(shù)運(yùn)用到機(jī)電專業(yè)教學(xué)中，提高教學(xué)效果，解決面臨的實(shí)際問題，有利于推動(dòng)高職院校機(jī)電專業(yè)的教學(xué)內(nèi)容和課程改革，促進(jìn)了虛擬仿真技術(shù)在高職院校中的運(yùn)用與發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]熊淑平.虛擬仿真技術(shù)在高職教學(xué)中的應(yīng)用探析[J].黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2013.

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【關(guān)鍵詞】傳統(tǒng)教學(xué)，虛擬仿真技術(shù)

科技發(fā)展帶動(dòng)著教育方式的更新。傳統(tǒng)課堂教學(xué)方式已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)代教學(xué)發(fā)展的需求。多媒體虛擬仿真技術(shù)逐漸應(yīng)用到現(xiàn)代課堂教學(xué)中。

一、傳統(tǒng)教學(xué)的弊端

首先，傳統(tǒng)課堂教學(xué)方式重理論講授，實(shí)踐操作沒有提升到同等高度。但實(shí)際上，知識(shí)本身就是具有生動(dòng)的、豐富的實(shí)際內(nèi)容，而作為他的表述性的語言文字、符號(hào)圖表等等則是抽象和簡(jiǎn)約的。學(xué)生在課堂上學(xué)習(xí)的教材只是由漢字和語法匯集成的書本知識(shí)，這就要求學(xué)生不論學(xué)習(xí)什么知識(shí)，都要透過語言文字、符號(hào)圖表把它們所代表的實(shí)際內(nèi)容想清楚，以至想"活"起來，按照教育心理學(xué)的觀點(diǎn)，這樣的學(xué)習(xí)才是有意義的學(xué)習(xí)，即理解性的學(xué)習(xí)。

其次，傳統(tǒng)課堂教學(xué)方式重理性認(rèn)識(shí)、輕感性認(rèn)識(shí)。在傳統(tǒng)課堂教學(xué)中，感性認(rèn)識(shí)被認(rèn)為是只能提供認(rèn)識(shí)的具體材料，唯有理性認(rèn)識(shí)才能把握事物的本質(zhì)。這種感性認(rèn)識(shí)與理性認(rèn)識(shí)之間被人為地設(shè)置一道鴻溝。這種重理性、輕感性的理念會(huì)影響教學(xué)追求理論化、抽象化，不利于學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握。教育心理學(xué)研究表明，學(xué)生掌握知識(shí)的過程是一個(gè)感性認(rèn)識(shí)和理性認(rèn)識(shí)相結(jié)合的過程。如果學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)豐富，表象清晰，想象生動(dòng)，形成理性認(rèn)識(shí)及理解書本知識(shí)就比較容易。反之，要掌握書本上的概念、公式、原理等就比較困難。

從心理學(xué)的角度看，感性是指人的感知、想象、情感、靈感、直覺等心理機(jī)制與功能；理性是指人運(yùn)用概念進(jìn)行推理、判斷的心理機(jī)制與功能。傳統(tǒng)課堂教學(xué)缺乏對(duì)人的感性因素的刺激和滿足，從而也使其自身喪失了應(yīng)有的感染力和召喚力。再次，傳統(tǒng)課堂教學(xué)方式重視結(jié)論，輕視過程。在很多學(xué)科的學(xué)習(xí)過程中結(jié)論與過程的關(guān)系是學(xué)生求知過程中的一個(gè)十分重要的關(guān)系。重結(jié)論、輕過程正是傳統(tǒng)靜態(tài)知識(shí)觀的反映和體現(xiàn)。重結(jié)論、輕過程的教學(xué)只是一種形式上走捷徑的教學(xué)，把形成結(jié)論的生動(dòng)過程變成了單調(diào)刻板的條文背誦，它從源頭上剝離了知識(shí)與智力的內(nèi)在聯(lián)系。就認(rèn)識(shí)活動(dòng)而言，它主要是學(xué)生自主閱讀獨(dú)立思考的過程?，F(xiàn)代教育心理學(xué)研究指出，學(xué)生的學(xué)習(xí)過程和科學(xué)家的探索過程在本質(zhì)上是一樣的，都是一個(gè)發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的過程。這個(gè)過程一方面是暴露學(xué)生各種疑問、思維、障礙和矛盾的過程，另一方面是展示學(xué)生聰明才智、獨(dú)特個(gè)性、創(chuàng)新成果的過程。

重理論、輕實(shí)踐，重理性、輕感性，重結(jié)論、輕過程，使以書本知識(shí)為本位的課堂教學(xué)喪失了素質(zhì)教育的功能。改革課堂教學(xué)首先要進(jìn)行價(jià)值本位的轉(zhuǎn)移，即由以知識(shí)為本位，轉(zhuǎn)向以發(fā)展為本位。以發(fā)展為本位并非不要傳授書本知識(shí)，而是要把傳授書本知識(shí)服從、服務(wù)于學(xué)生的發(fā)展。為此必須著眼于更新知識(shí)觀和學(xué)習(xí)現(xiàn)。知識(shí)的直觀化、形象化、情感化、個(gè)性化、活動(dòng)化、智慧化是通往素質(zhì)的必經(jīng)之路，是教學(xué)通向發(fā)展的必經(jīng)之路。

二、現(xiàn)代教學(xué)方式進(jìn)步

現(xiàn)代教學(xué)方法有了很大的進(jìn)步與發(fā)展，無論從形式還是內(nèi)容都較傳統(tǒng)教學(xué)有所提高。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)，多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的深入發(fā)展，虛擬技術(shù)逐漸由商業(yè)環(huán)境走向現(xiàn)代的教育教學(xué)領(lǐng)域。無論是幼兒園、小學(xué)、初中、高中、大學(xué)，還是各種各樣的培訓(xùn)機(jī)構(gòu)，都涉及到現(xiàn)代多媒體虛擬仿真技術(shù)的產(chǎn)物。大眾對(duì)虛擬教學(xué)儀器環(huán)境和人類文明的認(rèn)知不能僅僅局限于一般的瀏覽，在試驗(yàn)、教學(xué)儀器、管理、校園生活等因素基礎(chǔ)上三維立體仿真教育系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。一個(gè)完整的虛擬校園教育體系真實(shí)、交互的特點(diǎn)正好是虛擬仿真技術(shù)的精髓和魅力所在，也將會(huì)對(duì)教育方式的變革起到極大推動(dòng)作用，將會(huì)為教育事業(yè)增添強(qiáng)大的生命力。

當(dāng)今社會(huì)已經(jīng)步入數(shù)字科技信息時(shí)代。加快虛擬仿真技術(shù)在現(xiàn)代教育領(lǐng)域開發(fā)應(yīng)用。如虛擬仿真實(shí)訓(xùn)平臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)課程、虛擬仿真動(dòng)畫（工作過程模擬軟件）、通用素材庫等多種形式的教育數(shù)字化信息資源。

三、現(xiàn)代的教育數(shù)字化發(fā)展

虛擬仿真技術(shù)周期短、安全性高、真實(shí)感強(qiáng)等特點(diǎn) ，已逐漸成為現(xiàn)代教育領(lǐng)域不可缺少的組成部分。原來老師黑板寫，學(xué)生底下記的時(shí)代已近過去。各種層出不窮的虛擬仿真實(shí)訓(xùn)平臺(tái)、虛擬仿真動(dòng)畫、網(wǎng)絡(luò)課程，提升了現(xiàn)代教育的實(shí)力，改變了現(xiàn)代教育的理念，升華了現(xiàn)代教育的層次。一系列計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)在現(xiàn)代教育的應(yīng)用發(fā)揮著不可取代的作用。

現(xiàn)代教育數(shù)字化研究和開發(fā)是迎合科技發(fā)展，將仿真技術(shù)應(yīng)用到教育教學(xué)中，提高現(xiàn)代教育數(shù)字化信息化進(jìn)程，完善了現(xiàn)代教育的結(jié)構(gòu)。虛擬仿真技術(shù)的發(fā)展影響著現(xiàn)代教育。一個(gè)具備高素質(zhì)的教育平臺(tái)，不單單是對(duì)硬件的需求，教育軟實(shí)力的發(fā)展程度同樣制約著該教育平臺(tái)的高度?，F(xiàn)代教育機(jī)構(gòu)的競(jìng)爭(zhēng)、學(xué)習(xí)、發(fā)展，在多方面體現(xiàn)在多媒體虛擬技術(shù)的發(fā)展程度。做好現(xiàn)在教育領(lǐng)域多媒體仿真技術(shù)的研究與應(yīng)用，是對(duì)當(dāng)代教育領(lǐng)域新的發(fā)展空間的拓展，具有劃時(shí)代的意義。

多媒體仿真技術(shù)在現(xiàn)代高校教學(xué)過程中虛擬平臺(tái)的搭建，如虛擬仿真動(dòng)畫的設(shè)計(jì)與制作。特別是針對(duì)“課堂上無法實(shí)際操作”高難度教學(xué)內(nèi)容，例如：建筑外立面效果替換、某生產(chǎn)工藝的生產(chǎn)流程、某建筑的建造流程展示、某儀器設(shè)備的使用、維護(hù)、保養(yǎng)。提高教學(xué)質(zhì)量，真正實(shí)現(xiàn)《教育部關(guān)于加快推進(jìn)職業(yè)教育信息化發(fā)展的意見》中，加快開發(fā)現(xiàn)代課堂教育數(shù)字化優(yōu)質(zhì)信息資源。

通過多媒體虛擬仿真技術(shù)形象化模型信息的特點(diǎn)，針對(duì)實(shí)際課程有的放矢。依據(jù)課程特點(diǎn)設(shè)計(jì)合理有效的多媒體仿真平臺(tái)，針對(duì)教育教學(xué)方法提出實(shí)際改革方法。（促進(jìn)教育教學(xué)觀念轉(zhuǎn)變，引領(lǐng)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法改革； 推動(dòng)多媒體仿真技術(shù)在現(xiàn)代高校數(shù)字信息化進(jìn)程。

虛擬仿真技術(shù)的交互性、逼真性、虛擬性、沉浸性在現(xiàn)代課堂教學(xué)中，充分發(fā)揮其特色，有效的輔助教師現(xiàn)代課堂教學(xué)。切實(shí)推進(jìn)現(xiàn)代教育廣泛、深入、有效地應(yīng)用數(shù)字信息技術(shù)，不斷提升現(xiàn)代高校虛擬仿真平臺(tái)、虛擬仿真動(dòng)畫、網(wǎng)絡(luò)課程、虛擬環(huán)境的建設(shè)，全面加強(qiáng)數(shù)字信息技術(shù)支撐現(xiàn)代課堂教學(xué)改革發(fā)展的能力，以先進(jìn)的現(xiàn)代教育數(shù)字信息技術(shù)改造傳統(tǒng)教育教學(xué)模式，以信息化促進(jìn)現(xiàn)代該等教育現(xiàn)代化的進(jìn)程。

參考文獻(xiàn)：

[1]姜大源，關(guān)于職業(yè)教育課程體系的思考[J].中國職業(yè)技術(shù)教育，2003（5）.

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【關(guān)鍵詞】虛擬仿真技術(shù)；建筑施工；應(yīng)用從傳統(tǒng)角度來看，所謂的系統(tǒng)仿真技術(shù)很難對(duì)人的感知情況進(jìn)行模擬，也就是說這種仿真技術(shù)很少涉及到對(duì)人的感知進(jìn)行仿真建模。但是伴隨著信息技術(shù)的蓬勃發(fā)展，仿真技術(shù)與傳感技術(shù)漸漸滲入到現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域，這也導(dǎo)致人們開始對(duì)外界環(huán)境感知進(jìn)行建模研究?，F(xiàn)如今，虛擬仿真技術(shù)越來越成熟，通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行仿真建模，使仿真技術(shù)實(shí)現(xiàn)了圖像化，人們甚至可以通過仿真立體模型有種身臨其境的感覺，此外，由于仿真系統(tǒng)與生俱來的三維屬性、實(shí)時(shí)交互等特點(diǎn)，給仿真技術(shù)的發(fā)展也來了極大的推動(dòng)作用，這就使得虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在今后社會(huì)中更加具有生命力。

1.虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用于建筑施工中的意義

近幾年來，由于國內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求以及國民需要，建筑工程的開展如火如荼，我國在針對(duì)建筑工設(shè)計(jì)時(shí)，在套用規(guī)范的基礎(chǔ)上，仍然依據(jù)加大設(shè)計(jì)安全系數(shù)的方法來實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑受力與變形的控制，這就導(dǎo)致了建筑工程造價(jià)普遍過高的現(xiàn)象。建筑設(shè)計(jì)作為工程實(shí)施的基礎(chǔ)條件，對(duì)整個(gè)建筑工程系統(tǒng)以及周邊建筑環(huán)境都有著重要的意義和影響，并在總體的規(guī)劃目標(biāo)等方面給其他的專業(yè)設(shè)計(jì)提供了正確的引導(dǎo)?？紤]到建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性與多變性，因此在研究時(shí)不得不在施工工藝方面謹(jǐn)慎考慮，從而涉及到信息化設(shè)計(jì)的全部?jī)?nèi)容，在此方面，關(guān)于優(yōu)化方案、現(xiàn)場(chǎng)施工等較為少見，這就間接體現(xiàn)了我國建筑建設(shè)在信息化技術(shù)上存在的不足。

虛擬仿真技術(shù)的出現(xiàn)大大彌補(bǔ)了這一不足，虛擬施工技術(shù)具備交互性、高度仿真性等優(yōu)點(diǎn)，通過它建立的設(shè)計(jì)數(shù)字幾何模型與施工，不但能同時(shí)滿足設(shè)計(jì)師、業(yè)主、施工方等參建單位的需要，對(duì)多種施工方案展開模擬、驗(yàn)證、對(duì)比和優(yōu)化，并最終找到一種最優(yōu)的施工方法，實(shí)現(xiàn)低成本、短工期、高質(zhì)量的效益目的?？梢?，虛擬仿真技術(shù)給建筑工程帶來了一定的時(shí)代挑戰(zhàn)意義，虛擬仿真技術(shù)在施工中的應(yīng)用無疑決定著施工方案的優(yōu)劣與否，它一方面對(duì)建筑工程的施工產(chǎn)生影響，另一方面也決定著工程的設(shè)計(jì)方案。所以說，應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)建立建筑工程的三維模型，對(duì)施工的各個(gè)階段實(shí)施三維可視化的模擬，在施工前了解各種構(gòu)件在實(shí)際結(jié)構(gòu)中的相對(duì)位置和相互關(guān)系，勢(shì)必有利于我國建設(shè)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)建筑工程的設(shè)計(jì)與施工都會(huì)有非常好的借鑒與指導(dǎo)意義。

2.虛擬仿真技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

伴隨現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和新型載體的應(yīng)用越來越廣泛，在這種趨勢(shì)下，傳統(tǒng)的園林設(shè)計(jì)模式必將被淘汰，新的設(shè)計(jì)理念也就呼之欲出了?！疤摂M仿真”設(shè)計(jì)概念的提出可以追溯道上世紀(jì)80年代，它從理論的角度上對(duì)園林布局進(jìn)行分析，認(rèn)為所有建筑的地理數(shù)據(jù)都能在多維的虛擬模型中得到表示，這些表示形式除一般的時(shí)空維數(shù)之外，色彩、光影、甚至聲音等因素也被歸納入額外的“維度”中，用以增強(qiáng)視覺信息效果。經(jīng)過三十多年的發(fā)展，虛擬仿真技術(shù)漸趨成熟，比較傳統(tǒng)模式下的設(shè)計(jì)理念，虛擬仿真技術(shù)打破了傳統(tǒng)思維上建筑的局限性，在系統(tǒng)作業(yè)上對(duì)設(shè)計(jì)的表達(dá)可以說是較為全面的。

如今，虛擬仿真技術(shù)的發(fā)展方向極為明確，它通過操作系統(tǒng)的便捷性，圖形的設(shè)計(jì)時(shí)間快、質(zhì)量高、系統(tǒng)處理能力強(qiáng)。這些方面的改進(jìn)勢(shì)必對(duì)建筑設(shè)計(jì)中虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用產(chǎn)生影響，也將進(jìn)一步領(lǐng)導(dǎo)建筑設(shè)計(jì)方法論和本質(zhì)革新，建筑設(shè)計(jì)者在園林設(shè)計(jì)領(lǐng)域的地位也將重新定論。我們可以試著想象，當(dāng)建筑設(shè)計(jì)者在挖掘虛擬仿真技術(shù)潛能的時(shí)候，他們對(duì)建筑的復(fù)雜性與微妙性的理解也將日益深刻，這不但有利于虛擬仿真技術(shù)的發(fā)展，對(duì)現(xiàn)代建筑工程的設(shè)計(jì)創(chuàng)新也會(huì)有著莫大幫助。

3.虛擬仿真技術(shù)在建筑施工中的應(yīng)用

計(jì)算機(jī)在全球范圍內(nèi)的運(yùn)用，推動(dòng)了工程仿真模擬技術(shù)的迅猛發(fā)展，這一階段，虛擬仿真技術(shù)也不斷成熟，其優(yōu)點(diǎn)是可以對(duì)施工環(huán)境下的復(fù)雜環(huán)境條件（介質(zhì)的非均質(zhì)特性、不連續(xù)性和各向異性等因素）進(jìn)行綜合考慮。簡(jiǎn)單地來說，建筑施工的過程就是把設(shè)計(jì)圖建成實(shí)物的過程，虛擬仿真技術(shù)在建筑施工中的應(yīng)用步驟大抵可以分為四個(gè)階段，即工程調(diào)研階段、概念模型抽取階段、力學(xué)模型建立階段、數(shù)值計(jì)算以及結(jié)果檢驗(yàn)階段。虛擬仿真技術(shù)可以將工程結(jié)構(gòu)同環(huán)境整合起來并建立理論模型，通過“仿真試驗(yàn)”獲取最佳設(shè)計(jì)方案。

站在傳統(tǒng)的角度來看，建筑工程從設(shè)計(jì)階段開始，一直到施工執(zhí)行階段，由于施工方法的多樣性，并且現(xiàn)場(chǎng)情況的可變化性，很難按照設(shè)計(jì)者的初衷開展作業(yè)。而虛擬仿真技術(shù)中所建立的仿真系統(tǒng)，無論是施工前后，對(duì)工程環(huán)境的外景仿真都能做到很好的把握。在建筑工程施工階段，對(duì)于土層規(guī)律發(fā)生變化而產(chǎn)生沉降時(shí)，及時(shí)修改施工方案無疑是重要手段之一，在這種土質(zhì)變化的不確定性因素下，仿真模擬技術(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能僅靠簡(jiǎn)單的運(yùn)算就能解決所面臨的問題，它更多地是要進(jìn)行野外地質(zhì)調(diào)查，到室內(nèi)試驗(yàn)研究、計(jì)算模擬、地質(zhì)力學(xué)模型抽取以及野外驗(yàn)證的全過程，在很大程度上，其準(zhǔn)確性與可靠性都決定了工程對(duì)地質(zhì)認(rèn)識(shí)的正確性。

在虛擬仿真系統(tǒng)中，場(chǎng)景中的一切物體，與實(shí)體都有著高度的仿真效果。對(duì)于建筑物模型，完完全全按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行仔細(xì)地建模，并把建筑物旁邊環(huán)境的場(chǎng)景、道路等也實(shí)施建模渲染，與真實(shí)場(chǎng)景可謂是如出一轍。虛擬仿真技術(shù)作為信息化設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)，直接左右著信息的來源渠道，可以毫不過分地說，虛擬仿真技術(shù)直接影響到建筑信息化設(shè)計(jì)與施工的實(shí)施。它是監(jiān)督設(shè)計(jì)施工的法眼，是規(guī)避工程風(fēng)險(xiǎn)的有力手段，更是建筑工程建設(shè)中不可或缺的內(nèi)容。其建模內(nèi)容涵蓋了地質(zhì)與支護(hù)的現(xiàn)狀觀察、位移監(jiān)測(cè)、應(yīng)力與應(yīng)變監(jiān)測(cè)、圍巖擾動(dòng)及彈性波測(cè)試、支護(hù)質(zhì)量檢查等等，至于具體的量測(cè)手段、工具和時(shí)間，要根據(jù)工程現(xiàn)場(chǎng)具體要求而設(shè)定。

虛擬仿真技術(shù)滲入工程施工中，除了外形三維的仿真之外，聲音仿真、動(dòng)作仿真等“三維外”的技術(shù)也有突破，這使得場(chǎng)景的真實(shí)感極強(qiáng)，給人的感受尤為逼真。觀察者可以從不同的入口進(jìn)入虛擬仿真系統(tǒng)，在虛擬的建筑模型中邊走邊看，并從不同的角度實(shí)施觀察，借助鼠標(biāo)等媒體工具同虛擬仿真模型實(shí)時(shí)交互，使漫游場(chǎng)景中所見到的各種實(shí)體可以切實(shí)地反映現(xiàn)實(shí)中的每種狀況，它對(duì)施工全過程進(jìn)行模擬，在施工前了解各種構(gòu)件在實(shí)際結(jié)構(gòu)中的相對(duì)位置及相互關(guān)系，試驗(yàn)多種施工方法，并在一系列的應(yīng)用實(shí)踐之下，取得了舉世睹目的應(yīng)用成效。

此外，針對(duì)我國建設(shè)工程中的一些不安全因素，如基礎(chǔ)沉降、塌方、滲水等不利于工程實(shí)施的一系列現(xiàn)象，虛擬仿真技術(shù)在工程施工上的應(yīng)用能夠很好的解決此類問題，它不但可以通過建模很好地掌握基礎(chǔ)和支護(hù)結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)，利用測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行整改，并指導(dǎo)施工作業(yè)；還可以預(yù)見事故風(fēng)險(xiǎn)，采取一系列的事前措施，給工程的安全施工提供信息，將工程的事故突發(fā)率降至最低；在分析處理量測(cè)數(shù)據(jù)后，通過反饋上來的信息，可以很好地保障施工環(huán)境的安全與穩(wěn)定；另外，通過積累相關(guān)的工程資料，也可以作為以后相似工程的實(shí)施的重點(diǎn)依據(jù)。

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關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)仿真；技術(shù)；應(yīng)用；發(fā)展

1計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)簡(jiǎn)介

計(jì)算機(jī)的仿真技術(shù)是一門新興的綜合性的技術(shù)，它運(yùn)用專門的軟件，再通過數(shù)字作為傳播的介體傳達(dá)給人們。因此，當(dāng)人們通過計(jì)算機(jī)媒體進(jìn)行瀏覽觀賞時(shí)就能夠有身臨其境的感覺，可以自由選擇角度。一方面，仿真技術(shù)的應(yīng)用得益于控制工程和系統(tǒng)工程的發(fā)展，在控制工程和系統(tǒng)工程中逐步探索計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)；另一方面，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)可以逐步縮短開發(fā)周期，在提高產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)減少損失，并大大降低人工成本，工作效率逐步提高，在節(jié)約經(jīng)費(fèi)開支等方面發(fā)揮巨大的作用。

2計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)原理

一般情況下計(jì)算機(jī)是不能夠直接認(rèn)知和處理的，所以就要求能夠建立一個(gè)能夠反映研究又容易被計(jì)算機(jī)處理的數(shù)學(xué)模型，可以用下圖來表示：通過了解觀察，可以更加清楚地認(rèn)識(shí)到我們所要研究的對(duì)象，我們還可以看出，首先，模型的建立。把我們所抽出來的系統(tǒng)用數(shù)學(xué)的表達(dá)方式表示出來。其次，模型的轉(zhuǎn)換。模型轉(zhuǎn)換就是針對(duì)上一步抽象出來的數(shù)學(xué)表達(dá)方式通過各種適合的算法以及計(jì)算機(jī)語言轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)能夠處理的形式，這就是通常所說的仿真模型。模型是計(jì)算機(jī)仿真的關(guān)鍵地方，實(shí)現(xiàn)了這個(gè)過程。再次，模型仿真實(shí)驗(yàn)。將之前得到的仿真模型輸入計(jì)算機(jī)內(nèi)，按照之前設(shè)置好的方案來進(jìn)行仿真模型，獲得仿真的結(jié)果。仿真實(shí)驗(yàn)是一個(gè)很簡(jiǎn)單的事情。但是，如何對(duì)仿真的結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)，需要分析仿真的可靠性。有的專家在文章中提出了檢驗(yàn)仿真結(jié)果可靠性的兩種方法：仿真過程的反向驗(yàn)證法和置信通道法。

3計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)應(yīng)用

現(xiàn)在，計(jì)算機(jī)成為我們生活的一部分，計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用改變著傳統(tǒng)的生活方式和交流方式，計(jì)算機(jī)加速了每個(gè)行業(yè)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用為我們的生活提供了便利。

（1）交通領(lǐng)域。

交通是一個(gè)復(fù)雜的人機(jī)系統(tǒng)，交通是否安全，要充分考慮上述四個(gè)因素的作用和影響。交通安全仿真以虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的方法為基礎(chǔ)。評(píng)價(jià)體系先建立虛擬環(huán)境，然后在這個(gè)虛擬環(huán)境中加入各種可以誘發(fā)事故的因素，最后再對(duì)某路段和某區(qū)域的交通安全水平施行全程的跟蹤與評(píng)價(jià)。計(jì)算機(jī)的仿真過程是交通安全仿真及評(píng)價(jià)系統(tǒng)的核心。該仿真過程是一種可視化的仿真，與傳統(tǒng)的數(shù)值仿真不同。例如，評(píng)價(jià)某路段的交通安全時(shí)，不僅用傳統(tǒng)的絕對(duì)數(shù)法和事故率法來評(píng)價(jià)，還要考慮交通者的感知與行為。我們可以在這個(gè)虛擬的環(huán)境中，選擇不同的交通工具，設(shè)置不同的交通環(huán)境，分別從交通者和第三者的角度進(jìn)行事故的可能性實(shí)驗(yàn)及分析，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)該路段的安全性評(píng)價(jià)。同時(shí)也是交管部門建設(shè)和完善交通設(shè)施的依據(jù)，是一種分析交通事故的新方法。

（2）制造領(lǐng)域。

汽車制造是機(jī)械行業(yè)的重要組成部分。大多實(shí)驗(yàn)課題具有難度大、實(shí)地成本高的特點(diǎn)。引入計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，可以有效緩解上述問題。針對(duì)碰撞實(shí)驗(yàn)，浙江大學(xué)研究所的詹樟松博士建立了乘員動(dòng)力學(xué)響應(yīng)的數(shù)學(xué)模型。在其他方面，汽車工程學(xué)院的熊堅(jiān)利用仿真技術(shù)對(duì)汽車的制動(dòng)過程進(jìn)行了研究，一汽大眾公司的姚革等通過仿真技術(shù)研究了汽車轉(zhuǎn)向的輕便性問題。

（3）教育領(lǐng)域。

計(jì)算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)是這幾年在計(jì)算機(jī)多媒體教學(xué)中增加的新領(lǐng)域，還可以根據(jù)需要瞬間建立模擬實(shí)驗(yàn)室。計(jì)算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)強(qiáng)調(diào)了實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思想和實(shí)驗(yàn)方法，打破了教與學(xué)、理論與實(shí)踐、課內(nèi)與課外的界限，更加強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)者的主動(dòng)性。通過計(jì)算機(jī)的模擬，加深學(xué)生對(duì)思想、方法、儀器的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)原理的理解，還可以練習(xí)實(shí)驗(yàn)技能，鞏固知識(shí)，提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)的興趣和實(shí)驗(yàn)水平?，F(xiàn)在，模擬實(shí)驗(yàn)已經(jīng)變成現(xiàn)代化實(shí)驗(yàn)的重要手段。計(jì)算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)充分運(yùn)用人工智能、控制理論和教師專家系統(tǒng)建立內(nèi)在模型，利用可操作的仿真方式，實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)。

4計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的發(fā)展方向和趨勢(shì)

4.1計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)發(fā)展方向

（1）網(wǎng)絡(luò)化仿真。

隨著計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用與發(fā)展，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)也在不斷的提高。目前的仿真系統(tǒng)存在開發(fā)時(shí)間長(zhǎng)、成本高、不能兼容，共享困難，可移植性差等問題。其次要利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)仿真系統(tǒng)共享。系統(tǒng)共享在仿真系統(tǒng)的開發(fā)中及其重要。實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)共享，就可以避免社會(huì)資源的重復(fù)開發(fā)，還可以適當(dāng)收費(fèi)來補(bǔ)充開發(fā)成本。

（2）虛擬制造技術(shù)。

計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)發(fā)展的另一方向是虛擬制造技術(shù)。虛擬制造技術(shù)是一種領(lǐng)先的制造技術(shù)。它運(yùn)用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，借助計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品的管理、控制一條龍。

4.2計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

突飛猛進(jìn)的計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)帶動(dòng)了仿真技術(shù)的飛速發(fā)展。近幾年，仿真技術(shù)領(lǐng)域的新技術(shù)、新成果展示了良好的發(fā)展前景。

（1）面向?qū)ο蟮姆抡娼！?/p>

與傳統(tǒng)的人工建模相比有了很大的進(jìn)步，它最大限度地調(diào)動(dòng)了計(jì)算機(jī)的符號(hào)處理能力，加快了人們認(rèn)識(shí)和轉(zhuǎn)換仿真對(duì)象的速度。這種方法可以充分提升系統(tǒng)的建模能力。最重要的是，仿真技術(shù)容易掌握和使用，實(shí)際操作的技術(shù)人員可以利用仿真技術(shù)更好地為系統(tǒng)服務(wù)。

（2）分布式仿真。

分布式仿真是通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)結(jié)分散在各地的仿真設(shè)備，構(gòu)成空間與時(shí)間互相耦合的虛擬仿真環(huán)境。分布式仿真系統(tǒng)可以理解為由多個(gè)子模型組成的仿真模型。在分布式仿真系統(tǒng)中，這方面的現(xiàn)有技術(shù)包括：動(dòng)態(tài)、靜態(tài)數(shù)據(jù)分割技術(shù)，功能分割技術(shù)，避免通訊閉鎖技術(shù)等。

（3）智能仿真。

在建模、仿真模型設(shè)計(jì)、仿真結(jié)果的分析和處理階段，引入知識(shí)表達(dá)及處理技術(shù)，使仿真、建模的時(shí)間縮短，在分析中提高模型知識(shí)的描述能力，引入專家知識(shí)和推理幫助用戶做出優(yōu)化決策；運(yùn)用智能仿真可以及時(shí)修正、維護(hù)輔助模型，實(shí)現(xiàn)更好的智能化人機(jī)界面，使計(jì)算機(jī)與人之間的溝通變得人性化，增加自動(dòng)推理學(xué)習(xí)機(jī)制，從而增強(qiáng)仿真系統(tǒng)自身的尋優(yōu)能力。

（5）其他仿真。

可視化仿真更加形象直觀地顯示仿真全過程，有效辨別仿真過程的真實(shí)性和正確性，而且結(jié)果也簡(jiǎn)單，方便理解。近期出現(xiàn)的動(dòng)畫仿真本質(zhì)上也屬于可視化仿真。將聲音加入可視化仿真，就同時(shí)得到了視覺和聽覺的多媒體仿真。而在多媒體仿真的基礎(chǔ)上，植入三維動(dòng)畫，強(qiáng)調(diào)交互功能，又可以得到支持觸覺、嗅覺、味覺的虛擬現(xiàn)實(shí)仿真。隨著科技的不斷發(fā)展，仿真技術(shù)將為人類更好的服務(wù)。

5結(jié)語

計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)是在實(shí)際需要的引導(dǎo)下，在不斷進(jìn)步的計(jì)算機(jī)技術(shù)、多媒體技術(shù)等相關(guān)技術(shù)的支持下，融合了新的建模與仿真方法而逐漸進(jìn)步發(fā)展起來的。計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的發(fā)展從簡(jiǎn)單的原型到物理模型逐漸發(fā)展到動(dòng)態(tài)顯示仿真結(jié)果再到現(xiàn)在的可視化交互仿真。以后隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，以及多媒體、虛擬現(xiàn)實(shí)、人工智能、面向?qū)ο蠓ā⒖梢暬c圖形界面等方面對(duì)仿真技術(shù)的顯著影響，仿真技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用都會(huì)取得優(yōu)異的成績(jī)。我們完全相信，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在我們的生活中應(yīng)用越來越廣泛，對(duì)社會(huì)各行業(yè)的發(fā)展起到很好的促進(jìn)作用，給生活帶來更多的便利。

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關(guān)鍵詞：電子技術(shù)行業(yè) 虛擬仿真技術(shù) 應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TP391.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2016）06-0000-00

電子技術(shù)行業(yè)的各類設(shè)備產(chǎn)品必須具備良好的設(shè)計(jì)方案才能夠保障其工作狀態(tài)的理想。電子行業(yè)具有產(chǎn)品更新快研發(fā)周期短的特點(diǎn)。為了滿足不斷發(fā)展的市場(chǎng)需求，加快產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的升級(jí)，在核心技術(shù)領(lǐng)域取得重大突破，電子行業(yè)必須采用新的研究方法和技術(shù)。虛擬仿真研究是目前電子行業(yè)所廣泛采用的一種新的方法和技術(shù)。本文即以直流穩(wěn)壓電源以及數(shù)控機(jī)床為切入點(diǎn)，對(duì)虛擬仿真技術(shù)在上述兩個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用要點(diǎn)及價(jià)值進(jìn)行分析與探討。

1 虛擬仿真技術(shù)概述

虛擬仿真技術(shù)即虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，也可稱之為模擬技術(shù)，技術(shù)核心是用一個(gè)完全虛擬的系統(tǒng)對(duì)另一個(gè)真實(shí)存在的系統(tǒng)進(jìn)行模擬。此項(xiàng)技術(shù)涉及到多個(gè)學(xué)科，是計(jì)算機(jī)圖形、人機(jī)交互、傳感技術(shù)、以及人工智能等多個(gè)學(xué)科的交叉綜合領(lǐng)域。虛擬仿真技術(shù)主要包括三個(gè)方面的含義：第一是借助于計(jì)算機(jī)所生成環(huán)境具有虛擬性的特點(diǎn)；第二是人對(duì)這種虛擬環(huán)境的感知是高度逼真的；第三則是人可以通過自然的方法與虛擬系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)交互，系統(tǒng)可響應(yīng)人的動(dòng)作并作出合理的反應(yīng)。

當(dāng)前虛擬仿真技術(shù)被廣泛應(yīng)用于包括汽車制造、道路橋梁、油田礦井、教育教學(xué)、電子技術(shù)、以及水利電力等在內(nèi)的多個(gè)行業(yè)中，體現(xiàn)出了包括交互性、沉浸性、虛幻性、以及逼真性這四個(gè)方面的特點(diǎn)。對(duì)于電子技術(shù)行業(yè)而言，虛擬仿真技術(shù)的最主要優(yōu)勢(shì)是可對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)或優(yōu)化方案在實(shí)踐前通過高度仿真的模擬環(huán)境進(jìn)行分析，以驗(yàn)證方案的可靠性以及有效性，兼顧實(shí)現(xiàn)了提高效率，縮短周期，以及控制費(fèi)用等方面的性能優(yōu)勢(shì)，有推廣價(jià)值。

2 虛擬仿真技術(shù)在直流穩(wěn)壓電源中的應(yīng)用

直流穩(wěn)壓電源的組成部分包括電源變壓器、濾波電路、整流電路、以及穩(wěn)壓電路四個(gè)部分。電網(wǎng)供給的交流電壓在經(jīng)過電源變壓器降壓處理后得到與電路需求相對(duì)應(yīng)的交流電壓，然后經(jīng)由整流電路變化為方向恒定、大小伴隨時(shí)間變化而變化的單線脈動(dòng)電壓，并經(jīng)過濾波電路進(jìn)行濾過（濾過交流分量），通過此環(huán)節(jié)處理后得到相對(duì)平滑的脈動(dòng)電壓。最后經(jīng)過穩(wěn)壓電路處理，以確保電網(wǎng)電壓以及負(fù)載水平在發(fā)生改變時(shí)電壓維持在穩(wěn)定狀態(tài)下。為更加清晰的了解整個(gè)電路的工作原理與運(yùn)行情況，可以借助于虛擬仿真軟件，在軟件模擬環(huán)境下通過設(shè)置開關(guān)或調(diào)整電路結(jié)構(gòu)的方式觀察示波器所呈現(xiàn)出的波形變化。本研究中引入Multisim10虛擬仿真軟件，該軟件借助于圖形方式創(chuàng)建電路，具有界面直觀、操作簡(jiǎn)便、調(diào)用方便等優(yōu)勢(shì)。本軟件提供有包括交流、直流等在內(nèi)的17種分析方法，虛擬仿真能力強(qiáng)大。

整流電路仿真分析下全波整流與半波整流波形圖如下圖1所示。結(jié)合圖1：4個(gè)二極管所構(gòu)成橋式全波整流電路，其核心作用是將正弦變化的電壓演變?yōu)槊}動(dòng)電壓。通過設(shè)置開關(guān)J1為開啟狀態(tài)的方式，對(duì)整流器在二極管損壞狀態(tài)下所產(chǎn)生的開路情況進(jìn)行模擬。則全波整流轉(zhuǎn)換為半波整流，半波整流下所對(duì)應(yīng)輸出電壓為0.45*全波整流電壓。

通過對(duì)直流穩(wěn)壓電源系統(tǒng)中J2開關(guān)進(jìn)行接通或斷開的方式能夠?qū)Ρ炔ㄐ斡^察得到：在電容接入電路內(nèi)后，輸出電壓平滑程度明顯提高，波紋得到有效控制，同時(shí)輸出電壓平均值也有一定的增加。其依據(jù)是：在電容接入電路內(nèi)后，電容可有效存儲(chǔ)電荷，同時(shí)對(duì)高頻分量而言容抗腳下，從而電流中的交流成分可通過電容C1而被旁路。在電容維持恒定的狀態(tài)下，可通過調(diào)整負(fù)載電阻運(yùn)行仿真的方式，使示波器分別顯示濾波器輸出波形，仿真結(jié)果如下圖2所示。結(jié)合圖2來看，電容放電時(shí)間常數(shù)為RC。在C為恒定狀態(tài)下時(shí)，R取值越高則意味著放電速度越緩慢，輸出波形更加平滑，輸出電壓值更??；在R為定值狀態(tài)下時(shí)，電容器容量越大則意味著放電越慢，所對(duì)應(yīng)輸出波紋越小，輸出電壓值更大。

除此以外，通過對(duì)虛擬仿真軟件的合理應(yīng)用，還能夠?qū)χ绷鞣€(wěn)壓電路的改進(jìn)設(shè)計(jì)效果進(jìn)行仿真驗(yàn)證，以確保改進(jìn)方案的實(shí)施效果理想。以某直流穩(wěn)壓電路對(duì)集成電路以及自保電路的改進(jìn)方案而言，為驗(yàn)證該方案的可靠性，借助于Multisim10虛擬仿真軟件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。操作方法為：在Multisim10虛擬仿真軟件按照改進(jìn)方案構(gòu)建直流穩(wěn)壓電壓仿真點(diǎn)圖，以供電電壓220V（±10%）為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行虛擬仿真。借助于4綜虛擬示波器對(duì)各點(diǎn)波形進(jìn)行觀察并讀值，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下圖3所示。結(jié)合圖2可見：經(jīng)過改進(jìn)后，直流穩(wěn)壓電路波形脈動(dòng)被控制在較小范圍內(nèi)，電壓輸出穩(wěn)定程度高，可保持在12.036V左右，經(jīng)計(jì)算穩(wěn)壓系數(shù)為0.015（符合

3 虛擬仿真技術(shù)在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用

數(shù)控加工是現(xiàn)代模具CAD/CAM加工體系中不可或缺的重要內(nèi)容之一。以五軸數(shù)控加工技術(shù)為例，所對(duì)應(yīng)的模具工件性狀復(fù)雜，對(duì)表面質(zhì)量要求高，因此對(duì)銑削加工提出了非常嚴(yán)格的要求。五軸加工在完成最后一次裝夾后，可以從多個(gè)面加工工件，其優(yōu)勢(shì)在于節(jié)約了大量的裝夾時(shí)間以及輔助測(cè)量裝置，且加工位置精度更高。在數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)及性能驗(yàn)證中通過對(duì)虛擬仿真技術(shù)的合理應(yīng)用，一方面能夠使數(shù)控機(jī)床充分且合理的應(yīng)用于對(duì)模具以及機(jī)械產(chǎn)品的加工中，另一方面能夠?yàn)檎_且充分的應(yīng)用數(shù)控機(jī)床，完成更多模具以及機(jī)械產(chǎn)品加工提供保障。以某單葉片曲面零件數(shù)控加工實(shí)例為例，采用五軸加工方案，引入五軸五聯(lián)動(dòng)編程開發(fā)技術(shù)，同時(shí)對(duì)后置技術(shù)進(jìn)行了編程制定。為進(jìn)一步驗(yàn)證數(shù)控機(jī)床五軸五聯(lián)動(dòng)方案的編程程序正確性以及后置處理結(jié)果的可靠性，借助于虛擬仿真技術(shù)，在仿真軟件所提供虛擬環(huán)境下參照數(shù)控機(jī)床實(shí)際配置構(gòu)建實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ汀Ｌ摂M仿真結(jié)果顯示：所模擬機(jī)床在對(duì)零件進(jìn)行加工的全過程中刀具路徑未發(fā)生偏差，加工零件性狀基本與設(shè)計(jì)要求相符合。

4 結(jié)語

本研究中針對(duì)虛擬仿真技術(shù)在電子技術(shù)行業(yè)中的應(yīng)用問題進(jìn)行分析及探究，通過上述分析不難發(fā)現(xiàn)：在電子技術(shù)行業(yè)中積極應(yīng)用虛擬仿真技術(shù)能夠有效解決以往設(shè)計(jì)方案直接應(yīng)用于實(shí)踐中存在的浪費(fèi)或失誤問題，避免了不必要的事故產(chǎn)生，可以有效提高電子技術(shù)產(chǎn)品及相關(guān)設(shè)備的使用壽命與性能，對(duì)促進(jìn)電子技術(shù)行業(yè)的發(fā)展也有重要價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

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篇6

關(guān)鍵詞：建筑施工；虛擬仿真；應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TU7文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：

引言：建筑施工行業(yè)是傳統(tǒng)行業(yè)之一，在當(dāng)前高新技術(shù)高速發(fā)展的背景下，其行業(yè)應(yīng)接受高新技術(shù)帶來的優(yōu)勢(shì)。在進(jìn)行復(fù)雜大量的建筑施工時(shí)，為了保障不間斷地有節(jié)奏工作，應(yīng)使各個(gè)施工環(huán)節(jié)協(xié)同運(yùn)作、步調(diào)一致，而要想達(dá)到這個(gè)目的就必須事先制定準(zhǔn)確無誤的組織計(jì)劃和施工方案。而運(yùn)用以往的工具和計(jì)算技術(shù)，早已難以保障準(zhǔn)確地、及時(shí)地處理大量繁瑣的施工技術(shù)資料。于是本文著重對(duì)虛擬仿真技術(shù)在建筑施工的運(yùn)用進(jìn)行了研究和探討。

一、虛擬仿真技術(shù)的概念

虛擬施工技術(shù)（VC）是對(duì)實(shí)際施工過程的模擬。它運(yùn)用結(jié)構(gòu)仿真和虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)，在計(jì)算機(jī)等相關(guān)設(shè)備的支持下，對(duì)施工過程中的物品、人員、財(cái)產(chǎn)、施工過程進(jìn)行逼真演練，以便事先發(fā)現(xiàn)施工中可能出現(xiàn)的問題，并采取相應(yīng)的預(yù)防措施，在優(yōu)化與控制能力、縮短工期、增強(qiáng)施工過程中的決策、減少風(fēng)險(xiǎn)和降低成本等方面均有顯著作用。[1]

二、虛擬施工所需的技術(shù)支持

虛擬施工需要眾多學(xué)科領(lǐng)域來提供技術(shù)支持，主要包括為虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、優(yōu)化與建模技術(shù)、計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)以及相關(guān)的軟硬件技術(shù)。具體情況如下：

2.1虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。它綜合了傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)、顯示技術(shù)、計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)等眾多學(xué)科，它為人機(jī)對(duì)話提供了更直觀和逼真的三維畫面，而且還可以在多維空間上創(chuàng)建一個(gè)虛擬環(huán)境，以達(dá)到身臨其境的感覺。

2.2建模與優(yōu)化技術(shù)。應(yīng)用此原理進(jìn)行工程的設(shè)計(jì)、規(guī)劃、管理、施工時(shí)可以綜合全面地考慮在時(shí)間、經(jīng)濟(jì)和技術(shù)上的最佳方案，實(shí)現(xiàn)利益的最大化。優(yōu)化方法也是虛擬施工中的一個(gè)重要技術(shù)。建模方法實(shí)際上是虛擬施工的另一種支撐技術(shù)。虛擬施工的模型包括：設(shè)計(jì)模型、基礎(chǔ)模型和施工模型三大方面。其中施工模型與工藝參數(shù)聯(lián)系在一起，以反映設(shè)計(jì)模型與施工模型間的交互作用。因此，施工模型必須具有以下幾大功能：施工數(shù)據(jù)表、計(jì)算機(jī)工藝仿真、施工規(guī)劃、物理和數(shù)學(xué)模型、統(tǒng)計(jì)模型等。

2.3計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)。在土木工程中仿真技術(shù)主要運(yùn)用在施工技術(shù)與管理和結(jié)構(gòu)計(jì)算。計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)是虛擬施工的最重要部分。在結(jié)構(gòu)工程施工方面，內(nèi)力仿真分析將直接給工程施工安全提供保障。[2]

2.4軟硬件基礎(chǔ)。虛擬施工技術(shù)是數(shù)據(jù)庫技術(shù)、CAD技術(shù)與計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、人工智能技術(shù)等多種學(xué)科技術(shù)結(jié)合而成的。只有當(dāng)軟件和硬件同時(shí)發(fā)揮作用才能使仿真技術(shù)得到充分利用。

三、虛擬仿真技術(shù)在建筑施工中的應(yīng)用與現(xiàn)實(shí)意義

在建筑施工中虛擬仿真技術(shù)的作用不言而喻：首先，它有助于相關(guān)管理制度的完善和建筑市場(chǎng)的管理。在招投標(biāo)時(shí)，虛擬仿真技術(shù)可以直觀地對(duì)投標(biāo)各方的方法、成效和施工工藝進(jìn)行比較，從而達(dá)到公開、透明、公正、公平的目的。這樣就大幅度減少了不正當(dāng)行為的出現(xiàn)，對(duì)規(guī)范建筑市場(chǎng)管理有不可估量的作用。同時(shí)，它還能幫助判斷建筑設(shè)計(jì)的合理性，以便對(duì)不合理處進(jìn)行及時(shí)修改，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，這對(duì)一些重大工程極其重要。因?yàn)樵O(shè)計(jì)方案畢竟都有一定的局限性，它主要由設(shè)計(jì)者的知識(shí)水平和施工經(jīng)驗(yàn)來決定，因此對(duì)于同一個(gè)施工項(xiàng)目不同的設(shè)計(jì)師有著不同的方案，這時(shí)就需要用到虛擬仿真技術(shù)來科學(xué)地、直觀展現(xiàn)不同施工方法措施和施工組織的具體效果，以便定量地對(duì)各種方案進(jìn)行對(duì)比，真正實(shí)現(xiàn)施工方案的優(yōu)化。運(yùn)用虛擬施工技術(shù)能對(duì)整個(gè)施工過程進(jìn)行事先模擬，使技術(shù)人員能在施工前最大可能地了解到各個(gè)構(gòu)件在實(shí)際工程中的相互關(guān)系和相對(duì)位置，對(duì)施工方案進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，計(jì)算其相應(yīng)工況應(yīng)力，對(duì)多種施工方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析。這樣對(duì)于下面幾個(gè)方面將會(huì)產(chǎn)生重大的作用：（1）建筑工程施工方案的選擇和優(yōu)化，我們知道，現(xiàn)在的建筑物因?yàn)樵O(shè)計(jì)師的不同，所以，基本上每一個(gè)建筑都有它自身的風(fēng)格，這就導(dǎo)致了我們不可能復(fù)制建筑工程的施工過程。但是，如果采用施工虛擬仿真技術(shù)，我們就可以解決因?yàn)樵谑┕そ?jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上建立的對(duì)于施工組織的選擇和優(yōu)化以及施工的方法所產(chǎn)生的局限性的問題。同時(shí)還可以直接的看到每一種施工組織措施和施工方法相結(jié)合時(shí)產(chǎn)生的不同的效果。這樣就可以讓我們更直觀的從不同的施工方案中選擇出最適合的施工方法，從而更好的完成施工。（2）施工技術(shù)的革新和新技術(shù)的引入，對(duì)于施工技術(shù)人員來說，施工虛擬仿真技術(shù)不僅能讓他們更好的發(fā)揮出他們的創(chuàng)造性而且還能在成本很低的情況下完成施工新工藝的試驗(yàn)。這樣，我們不僅降低了其試驗(yàn)的風(fēng)險(xiǎn)，還能大大的縮短引入和推廣的時(shí)間。（3）施工管理，施工管理過程中不可避免的會(huì)出現(xiàn)質(zhì)量、安全等方面的隱患，而施工虛擬仿真技術(shù)在模擬施工的過程中就可以讓我們很清楚的看到這些安全隱患，從而在施工過程中能有效的避免或者盡早提出解決方法。（4）安全、生產(chǎn)培訓(xùn)施工虛擬仿真技術(shù)具有實(shí)效性、全面性的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，對(duì)操作人員了解操作流程起到了重要作用，保證了施工任務(wù)的安全性，同時(shí)有效提高施工質(zhì)量。（5）考察建筑設(shè)計(jì)的合理性.則也需運(yùn)用大型工程設(shè)計(jì)施工虛擬仿真技術(shù)，該項(xiàng)技術(shù)不僅方便了對(duì)需優(yōu)化部位的修改，更對(duì)業(yè)主、施工單位、設(shè)計(jì)單位三方的溝通與設(shè)計(jì)交底提供了便捷準(zhǔn)確的方法。 [3]

四、虛擬仿真技術(shù)在建筑施工中存在主要問題：

計(jì)算機(jī)硬件和仿真軟件本身的發(fā)展是仿真技術(shù)能否在建筑工程施工領(lǐng)域得以推廣和應(yīng)用所遇到的主要瓶頸。目前應(yīng)用虛擬仿真施工系統(tǒng)所面臨的難題有：（1）由于虛擬仿真系統(tǒng)具有需要在較高的專用工作站或?qū)嶒?yàn)室上進(jìn)行的特點(diǎn)，導(dǎo)致了開發(fā)和應(yīng)用要求的硬件平臺(tái)較高，從而導(dǎo)致了企業(yè)在自行開發(fā)系統(tǒng)的過程中必須投入大量的資金和人力在專用虛擬實(shí)驗(yàn)室的建造以及國外進(jìn)口設(shè)備和軟件的購買上，這勢(shì)必影響著企業(yè)的資金和人力資源。另外，系統(tǒng)的演示受設(shè)備的限制，移動(dòng)的不方便性都在企業(yè)的考慮范圍內(nèi)。（2）單項(xiàng)工程的開發(fā)需要一個(gè)方便的開發(fā)平臺(tái)，這個(gè)平臺(tái)的提供需要一套面向建筑工程施工的專用集成型軟件系統(tǒng)。由于虛擬仿真系統(tǒng)在工程施工中幾乎沒有集成型軟件，導(dǎo)致了在單項(xiàng)工程進(jìn)行開發(fā)時(shí)，需要從國外進(jìn)口相關(guān)軟件平臺(tái)作為支撐，再加上工程施工中影響因素較多，以上的種種因素成為了開發(fā)一個(gè)項(xiàng)目所需成本較高的客觀因素。（3）目前，雖然我國一些大型建筑企業(yè)集團(tuán)已成為開發(fā)和應(yīng)用施工定額軟件、施工管理軟件的主力。他們通過建立自己的設(shè)計(jì)研究院，為施工企業(yè)的技術(shù)人才培養(yǎng)創(chuàng)造了條件，而且部分的工程技術(shù)人員已具有一定的軟件研發(fā)能力和應(yīng)用水平。但是，無論是施工企業(yè)要引進(jìn)專業(yè)軟件人才，還是培養(yǎng)自己的開發(fā)骨干，都會(huì)給施工企業(yè)的開支造成巨大的壓力。[4]

五、總結(jié)：隨著虛擬施工技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，虛擬技術(shù)在土木工程中的應(yīng)用將更加深入、普遍，它能大大提高工程管理和施工的效率，保證進(jìn)度的進(jìn)展，節(jié)約成本，提高安全性，減少工程風(fēng)險(xiǎn)等。在虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的施工組織與管理下，通過建立虛擬模型和虛擬施工過程來實(shí)現(xiàn)工程事先模擬，這必定會(huì)成為傳統(tǒng)的施工管理的新篇章。

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隨著科技迅猛發(fā)展，人們進(jìn)入互聯(lián)網(wǎng)信息時(shí)代，虛擬仿真技術(shù)成為當(dāng)下熱門詞匯，虛擬現(xiàn)實(shí)中VR+教育、游戲、旅游、軍事等項(xiàng)目接踵而至，在極短的時(shí)間內(nèi)占領(lǐng)各大傳媒平臺(tái)的首頁。VR技術(shù)以仿真模式，融合計(jì)算機(jī)信息技術(shù)、多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等，將實(shí)物轉(zhuǎn)化為模型，給人們?nèi)麦w驗(yàn)。虛擬仿真作為技術(shù)上的革新，主導(dǎo)著社會(huì)傳播方式的轉(zhuǎn)變，并且影響教育行業(yè)，它不僅對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容有所擴(kuò)充，也為教學(xué)手段和教學(xué)方法增添新的選擇，還大大提高了教學(xué)質(zhì)量。

一、網(wǎng)絡(luò)與新媒體設(shè)計(jì)教學(xué)現(xiàn)狀分析

《網(wǎng)絡(luò)與新媒體設(shè)計(jì)》是高等教育中一門重要課程。隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代的到來，該課程也在與時(shí)俱進(jìn)，增加了許多新型傳播方式的教學(xué)內(nèi)容，包括H5、微信公眾號(hào)、微博等自媒體運(yùn)營的特點(diǎn)及手法等。網(wǎng)頁設(shè)計(jì)作為課程的主要教學(xué)內(nèi)容，包括動(dòng)靜態(tài)網(wǎng)頁的介紹、網(wǎng)頁中圖文及視頻等對(duì)象的插入、表格、表單、超鏈接、CSS樣式、框架結(jié)構(gòu)、模板和庫的介紹等。傳統(tǒng)的教學(xué)模式以教材為中心，但實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，由于學(xué)生本身并不具備足夠的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相關(guān)知識(shí)，在動(dòng)靜態(tài)網(wǎng)頁等理論知識(shí)的認(rèn)知上有些難度，一旦涉及服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫等專業(yè)知識(shí)，容易產(chǎn)生概念模糊等現(xiàn)象。對(duì)于實(shí)際操作的部分，雖有相關(guān)實(shí)驗(yàn)支持，但依舊存在一些問題。學(xué)生在沒有計(jì)算機(jī)技術(shù)、編程語言的基礎(chǔ)上很難理解模板和庫、CSS樣式等概念，對(duì)代碼的含義、書寫方式、書寫規(guī)范也是一知半解。部分學(xué)生認(rèn)為框架結(jié)構(gòu)的概念較難理解，在自己動(dòng)手操作時(shí)容易出現(xiàn)無從下手，不知該建立怎樣的框架結(jié)構(gòu)，建完框架后該如何再修改等困惑。這些問題雖然在實(shí)際教學(xué)中可以通過教師反復(fù)強(qiáng)調(diào)，學(xué)生多加練習(xí)以提高實(shí)踐能力，但過程相對(duì)復(fù)雜且效果并不明顯。所以在《網(wǎng)絡(luò)與新媒體設(shè)計(jì)》課程中，如何讓學(xué)生快速地了解靜態(tài)網(wǎng)頁與動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁的區(qū)別，通過實(shí)踐理解框架結(jié)構(gòu)、CSS樣式、模板和庫等知識(shí)概念，提高對(duì)網(wǎng)絡(luò)與新媒體的理解和實(shí)際操作技能成為了這門課教學(xué)任務(wù)上亟待解決的重點(diǎn)與難點(diǎn)。

二、虛擬仿真技術(shù)在理論教學(xué)上的應(yīng)用

虛擬仿真技術(shù)不僅可以改善傳統(tǒng)教學(xué)中的弱勢(shì)，還可以提高教學(xué)效率。利用VR技術(shù)構(gòu)建虛擬實(shí)驗(yàn)室，緩解教學(xué)資源不足的問題，推動(dòng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)代化發(fā)展，使學(xué)生加深對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的理解。Burdea等人在1994年提出了虛擬現(xiàn)實(shí)VR技術(shù)的三個(gè)最主要特點(diǎn)[1]：沉浸性、交互性和想象性。沉浸性是指用戶在純自然的狀態(tài)下借助設(shè)備和自身的感知覺系統(tǒng)對(duì)虛擬環(huán)境的投入程度；交互性是指人們可以通過專門的輸入輸出設(shè)備以自然的方式和虛擬世界中的對(duì)象進(jìn)行交互操作和交流；想象性是指借助虛擬技術(shù)可以使用戶沉浸其中并獲得新的知識(shí)，從而使用戶深化概念和萌發(fā)新意。利用這三個(gè)特點(diǎn)可以打破時(shí)空的限制，與《網(wǎng)絡(luò)與新媒體設(shè)計(jì)》課程的教學(xué)難點(diǎn)相結(jié)合，讓學(xué)生獲得直觀、逼真的效果體驗(yàn)[2]。

（一）基礎(chǔ)知識(shí)教學(xué)環(huán)節(jié)的虛擬仿真設(shè)計(jì)

《網(wǎng)絡(luò)與新媒體設(shè)計(jì)》的教學(xué)主要包括幾個(gè)方面：H5的介紹及制作、微信公眾號(hào)的創(chuàng)建與維護(hù)、微博等自媒體的運(yùn)營、制作網(wǎng)站的基本步驟、網(wǎng)頁的基本要素、動(dòng)靜態(tài)網(wǎng)頁的概念及區(qū)別、HTML介紹等。其中難點(diǎn)在于域名空間、HTML的介紹和標(biāo)簽的書寫方式等，該部分理論性強(qiáng)，內(nèi)容比較抽象。傳統(tǒng)的教學(xué)方式多以投影和講述為主，雖然結(jié)合案例介紹，但教學(xué)效果并不顯著。學(xué)生在沒有足夠網(wǎng)絡(luò)與計(jì)算機(jī)技術(shù)知識(shí)的前提下理解起來還是有難度的，形成的概念較為模糊，理解不夠真切，不能準(zhǔn)確判斷參數(shù)的變化對(duì)結(jié)果產(chǎn)生的影響等。因此，如果將教學(xué)內(nèi)容結(jié)合虛擬仿真技術(shù)，逐步分解知識(shí)點(diǎn)，把知識(shí)以動(dòng)畫模型等形式呈現(xiàn)，使原本抽象的內(nèi)容變得具體化，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，效果就會(huì)大大增強(qiáng)。

針對(duì)制作網(wǎng)站基本步驟的知識(shí)點(diǎn)，利用虛擬仿真技術(shù)制作一個(gè)分解基本步驟的模擬空間，用于驗(yàn)證、鞏固和補(bǔ)充課堂講授的理論知識(shí)。每一個(gè)步驟相當(dāng)于一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，除了正常授課之外，還可以配合相??的練習(xí)，使學(xué)生通過對(duì)模擬空間的操作建立對(duì)專業(yè)的感性認(rèn)識(shí)。首先提供幾個(gè)主題和類別的網(wǎng)站供學(xué)生選擇，通過文字形式向?qū)W生傳達(dá)域名的概念，在模擬空間中利用圖表和文本列出域名的常見分類，并標(biāo)注出域名格式。待學(xué)生了解之后，顯示相應(yīng)練習(xí)，由模擬空間的系統(tǒng)生成不同域名及網(wǎng)站類型，由學(xué)生自行搭配，搭配成功后方可進(jìn)入申請(qǐng)域名的環(huán)節(jié)。用這種方法展示環(huán)環(huán)相扣的知識(shí)點(diǎn)，使學(xué)生盡快熟悉今后所要從事工作的部分內(nèi)容。

動(dòng)靜態(tài)網(wǎng)頁的概念及區(qū)別相對(duì)復(fù)雜，學(xué)生在理解上難度較大。我們可以通過虛擬仿真技術(shù)建立一個(gè)靜態(tài)網(wǎng)頁的模型，利用計(jì)算機(jī)對(duì)文本、圖形、表格、動(dòng)畫、音頻、視頻等多種媒體信息進(jìn)行綜合處理，讓學(xué)生了解統(tǒng)一資源定位符，介紹后綴Htm、Html、Shtml等區(qū)別，在模型的幫助下，更容易讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)靜態(tài)網(wǎng)頁在交互性和功能性方面的限制以及頁面瀏覽迅速、操作性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。再利用模型將動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁的概念及特點(diǎn)展現(xiàn)出來，結(jié)合視頻更好地展示動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁的功能。除此之外，模型還需要再建立一個(gè)虛擬的框架結(jié)構(gòu)，包括客戶端、服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫等，利用結(jié)構(gòu)圖和請(qǐng)求網(wǎng)頁、回應(yīng)網(wǎng)頁、送出的SQL指令等向?qū)W生展示動(dòng)靜態(tài)網(wǎng)頁的區(qū)別，生成逼真的二維和三維場(chǎng)景，更好地幫助學(xué)生進(jìn)行理解。在虛擬仿真技術(shù)的基礎(chǔ)上將知識(shí)點(diǎn)從傳統(tǒng)的純文本教學(xué)模式改善為文字、圖片、表格、視頻、模型等多方面綜合的多媒體教學(xué)形式。

（二）框架結(jié)構(gòu)教學(xué)環(huán)節(jié)的虛擬仿真設(shè)計(jì)

框架結(jié)構(gòu)的難點(diǎn)包括框架屬性及設(shè)置鏈接等幾個(gè)部分。學(xué)生初次接觸后基本能找到創(chuàng)建框架的工具，但理解框架的構(gòu)成不太容易。教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生不理解子框架和框架集，不能將其一一對(duì)應(yīng)地保存，從而影響到鏈接設(shè)置。講解框架屬性及操作時(shí)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)需要調(diào)整的參數(shù)變多時(shí)，學(xué)生容易出現(xiàn)操作失誤的現(xiàn)象。這些困難直接導(dǎo)致學(xué)生在框架的綜合訓(xùn)練中產(chǎn)生不能結(jié)合錨點(diǎn)創(chuàng)建、導(dǎo)航框架修改時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤等問題。如果能借助VR頭盔和紅外筆等設(shè)備，以有效方式實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話就可以強(qiáng)化學(xué)生的參與性和自主性，提高學(xué)習(xí)效率。

對(duì)于框架構(gòu)成和鏈接目標(biāo)部分的教學(xué)，利用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和圖像處理技術(shù)將大量框架的概念、作用、創(chuàng)建等內(nèi)容以圖形或圖像的形式顯示，用虛擬仿真技術(shù)建立虛擬框架，將子框架包含在框架集之內(nèi)，定義子框架和框架集的位置和數(shù)量關(guān)系。學(xué)生利用VR配套紅外筆把瀏覽器的格局分割為幾個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域分別顯示替換窗口內(nèi)容時(shí)不影響各個(gè)窗口間鏈接關(guān)系的不同網(wǎng)頁內(nèi)容。保存框架時(shí)，學(xué)生通過點(diǎn)擊虛擬框架的方式對(duì)子框架和框架集進(jìn)行保存，保存過程中由系統(tǒng)提示框架與內(nèi)容是否一致，若一致，則繼續(xù)學(xué)習(xí)鏈接目標(biāo)；若不一致，則著重顯示子框架和框架集的位置后重新保存，學(xué)生還可以自行設(shè)計(jì)虛擬的操作過程與方法。當(dāng)學(xué)生充分掌握子框架和框架集的概念、作用等內(nèi)容后，進(jìn)行鏈接目標(biāo)的操作，要求在虛擬子框架中設(shè)置鏈接，并且在指定的框架中打開鏈接。若是之前保存框架時(shí)出現(xiàn)了錯(cuò)誤，那在鏈接目標(biāo)處必定不能到達(dá)指定子框架。只有通過虛擬仿真技術(shù)，才能讓學(xué)生主動(dòng)探索有效的實(shí)驗(yàn)步驟，培養(yǎng)觀察能力和創(chuàng)新能力。

利用VR系統(tǒng)創(chuàng)建“虛擬教室”學(xué)習(xí)框架屬性設(shè)置及框架應(yīng)用，由系統(tǒng)發(fā)出指令，提出對(duì)邊框?qū)挾?、顏色、超鏈接等要求，學(xué)生在虛擬教室中操作。完成操作后，由系統(tǒng)隨機(jī)挑選一套框架合集的練習(xí)題，要求學(xué)生按照題目并結(jié)合創(chuàng)造力進(jìn)行框架設(shè)計(jì)，中途若操作失誤，則由系統(tǒng)提示并指導(dǎo)修改，以達(dá)到最終練習(xí)效果。這樣，原本晦澀難懂的內(nèi)容可以通過虛擬仿真技術(shù)更新教學(xué)手段，讓枯燥的理論知識(shí)立體豐滿。同時(shí)借助各種功能鍵盤、頭盔顯示器等的控制臺(tái)和顯示設(shè)備，相互聯(lián)系學(xué)生端和教師端，方便教師觀察學(xué)生學(xué)習(xí)過程。

（三）模板與庫教學(xué)環(huán)節(jié)的虛擬仿真設(shè)計(jì)

制作網(wǎng)頁時(shí)，一些元素會(huì)被多個(gè)頁面使用，如果每次都重新制作相同元素則會(huì)浪費(fèi)時(shí)間，且后期維護(hù)和修改時(shí)也相當(dāng)費(fèi)力。為避免重復(fù)工作，提高制作效率，可以通過模板和庫解決問題。教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對(duì)模板內(nèi)部可編輯區(qū)域、可選區(qū)域、重復(fù)模板標(biāo)記等概念不易理解，特別是對(duì)可編輯區(qū)域和鎖定區(qū)域的區(qū)別、可選區(qū)域和重復(fù)區(qū)域的用法經(jīng)?；煜?/p>

虛擬仿真技?g可以對(duì)該部分的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行深化解析，按照預(yù)先設(shè)定好的程序展示實(shí)驗(yàn)步驟、過程和結(jié)果，幫助學(xué)生理解模板與庫的概念。首先，利用虛擬仿真技術(shù)向?qū)W生展示模板的格式和普通網(wǎng)頁格式的不同，再對(duì)兩種格式的文件進(jìn)行制作結(jié)果的分析，讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)并且得出二者之間概念和形式上的區(qū)別。其次，借助虛擬仿真技術(shù)以動(dòng)畫、視頻和模型的形式介紹可編輯區(qū)域的概念，以高性能的計(jì)算機(jī)為硬件，利用各種軟件技術(shù)生成不同網(wǎng)頁主題的虛擬情節(jié)、場(chǎng)景、環(huán)境和模板形式。先由模型系統(tǒng)提供頂、左、右側(cè)框架分別為可編輯區(qū)域的虛擬模板讓學(xué)生選擇，通過選擇鏈接不同目標(biāo)框架，在虛擬模板中選擇相應(yīng)的可編輯區(qū)域，并插入包括文字、圖片、視頻、音頻等不同對(duì)象，其他鎖定區(qū)域都不能進(jìn)行編輯，方便學(xué)生了解鎖定區(qū)域和可編輯區(qū)域的特點(diǎn)及區(qū)別。對(duì)于重復(fù)區(qū)域和可選區(qū)域部分，可以仿照可編輯區(qū)域的教學(xué)方式，通過虛擬仿真技術(shù)模擬實(shí)驗(yàn)操作流程，將添加重復(fù)區(qū)域和刪除重復(fù)區(qū)域的知識(shí)點(diǎn)展示給學(xué)生。用這樣的方法建立邏輯關(guān)系，并通過模型交互界面、窗互操作實(shí)現(xiàn)人與計(jì)算機(jī)之間的信息輸入與輸出，最終使知識(shí)點(diǎn)形象化。

另外，對(duì)于庫的概念可以建立一個(gè)形象、生動(dòng)、高效且基于交互式多媒體技術(shù)的虛擬庫模型。在虛擬庫模型中讓學(xué)生自由編輯，然后將虛擬庫模型保存，再運(yùn)用在虛擬框架或虛擬模板之中，而且可以同時(shí)插入多個(gè)虛擬庫模型，操作過程中如果需要重新定義虛擬庫模型中的內(nèi)容，則可在虛擬庫模型中直接修改，若只想在虛擬框架中修改多個(gè)虛擬庫模型中的某一個(gè)，也可將需要修改的庫從虛擬庫模型中分離出來重新編輯即可完成。利用虛擬仿真技術(shù)可以將庫的概念通過模型的形式展現(xiàn)出來，在理論教學(xué)、原理演示以及輔助操作訓(xùn)練上給學(xué)生區(qū)別于傳統(tǒng)教學(xué)方式的體驗(yàn)，方便學(xué)生理解。

（四）CSS樣式教學(xué)環(huán)節(jié)的虛擬仿真設(shè)計(jì)

CSS樣式可以起到增強(qiáng)效果，美化頁面的作用。但學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)語言沒有太多了解，也沒有相關(guān)知識(shí)的儲(chǔ)備，所以學(xué)習(xí)時(shí)易出現(xiàn)問題。因此，利用虛擬仿真技術(shù)實(shí)現(xiàn)模擬訓(xùn)練，強(qiáng)調(diào)虛擬場(chǎng)景的真實(shí)性和可操作性，學(xué)生在模擬環(huán)境下完成CSS樣式的操作，就可以巧妙地解決這個(gè)問題。

CSS樣式教學(xué)多半的問題都聚集在創(chuàng)建和調(diào)用外部樣式表的部分。通過虛擬仿真技術(shù)先將CSS樣式的簡(jiǎn)介用圖像形式表現(xiàn)出來，找一些案例對(duì)應(yīng)不同的CSS編輯內(nèi)容，讓學(xué)生對(duì)CSS樣式制作的結(jié)果感官的印象，幫助學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中更直觀地感受到實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的對(duì)應(yīng)關(guān)系。其次，對(duì)之前基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)時(shí)給學(xué)生介紹的HTML基本結(jié)構(gòu)和標(biāo)簽書寫方式等內(nèi)容進(jìn)行回顧，讓學(xué)生了解標(biāo)簽和CSS樣式之間的聯(lián)系。再來通過虛擬環(huán)境引出CSS樣式的三種類型：標(biāo)簽型、類型、ID型，并利用視頻和動(dòng)畫展示出三者之間的等級(jí)關(guān)系。在演示過程中將標(biāo)簽型的部分常見標(biāo)簽及新建CSS規(guī)則的特點(diǎn)著重強(qiáng)調(diào)，對(duì)CSS規(guī)則定義中的類別逐個(gè)分類講解，只有細(xì)致到每個(gè)參數(shù)的調(diào)整，學(xué)生才能明白最終結(jié)果和步驟之間的關(guān)系。在虛擬仿真技術(shù)的支持下，跟蹤與反饋成為人與虛擬環(huán)境交互的主要渠道，利用眼球追蹤技術(shù)發(fā)送與接收信息，便于教師觀察學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)眼神聚焦的位置及停留的時(shí)間，起到連接仿真知識(shí)點(diǎn)與學(xué)生反饋的作用，再根據(jù)大數(shù)據(jù)分析處理，了解學(xué)生遲疑的知識(shí)點(diǎn)并加以解釋，從而達(dá)到交互狀態(tài)。

另外，學(xué)生對(duì)于CSS選擇器在理解上也是相當(dāng)有難度的，多數(shù)學(xué)生會(huì)對(duì)超級(jí)鏈接四個(gè)狀態(tài)的CSS樣式編輯有些疑問，不能明確沒訪問的、訪問過的、鼠標(biāo)經(jīng)過超級(jí)鏈接時(shí)的和正在單擊超級(jí)鏈接時(shí)的狀態(tài)，在操作中往往也有不少失誤。傳統(tǒng)教學(xué)方式可以通過多次講解來讓學(xué)生加深印象，但效率不高，而新的教學(xué)方法則可以通過虛擬仿真技術(shù)建立模擬超級(jí)鏈接的過程，由學(xué)生自行選擇CSS樣式類別，系統(tǒng)提示選擇器名稱的正確書寫方式，并在CSS規(guī)則中任意定義所需的樣式，當(dāng)四種超級(jí)鏈接狀態(tài)都定義完成后再由系統(tǒng)將四種選擇器名稱和CSS規(guī)則定義內(nèi)容排列對(duì)比，幫助學(xué)生對(duì)四種狀態(tài)有新的認(rèn)知和理解，進(jìn)而達(dá)到自主學(xué)習(xí)和實(shí)踐操作的相結(jié)合。

三、虛擬仿真技術(shù)在綜合實(shí)踐上的應(yīng)用

《網(wǎng)絡(luò)與新媒體設(shè)計(jì)》的教學(xué)內(nèi)容偏向培養(yǎng)學(xué)生的操作能力，隨著自媒體傳播興起，教學(xué)內(nèi)容有所擴(kuò)展，同時(shí)加強(qiáng)了教師的主導(dǎo)作用。虛擬仿真技術(shù)的出現(xiàn)不僅給教師在教學(xué)方法上提供多種選擇，而且給學(xué)生建立模擬教與學(xué)的空間，提供形象逼真的學(xué)習(xí)環(huán)境，讓學(xué)生從枯燥的口述講授進(jìn)入到與時(shí)俱進(jìn)的科學(xué)技術(shù)之中，將課堂理論知識(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)踐能力，促進(jìn)教學(xué)方式、實(shí)驗(yàn)方法的變革，是教學(xué)形式上的一個(gè)質(zhì)變。

虛擬仿真技術(shù)對(duì)實(shí)踐教學(xué)的部分可以從幾個(gè)方面來看。該技術(shù)為學(xué)生創(chuàng)建模擬環(huán)境，循序漸進(jìn)地將其引入到實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景中，營造真實(shí)的實(shí)驗(yàn)氛圍，激發(fā)學(xué)生的想象力和創(chuàng)造力。模擬訓(xùn)練特別強(qiáng)調(diào)場(chǎng)景的沉浸性、交互性和想象性，學(xué)生在模擬環(huán)境中隨意變化時(shí)空位置完成指定操作，利用數(shù)字頭盔、手套、眼鏡、立體聲耳機(jī)等輸出裝置，提高實(shí)踐應(yīng)用能力。學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)后，訓(xùn)練中的每步操作都會(huì)被記錄并且分類保存，即使完成學(xué)習(xí)，也可以回看實(shí)驗(yàn)過程并修正錯(cuò)誤。教師可以把模擬操作過程上傳到虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上進(jìn)行分析總結(jié)。

在經(jīng)過之前對(duì)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)之后，可以利用虛擬仿真技術(shù)給學(xué)生創(chuàng)建一個(gè)虛擬網(wǎng)絡(luò)與新媒體環(huán)境，讓學(xué)生能夠在虛擬空間展示中得到更為真實(shí)的感官體驗(yàn)，增強(qiáng)臨場(chǎng)感。例如針對(duì)網(wǎng)頁設(shè)計(jì)的部分，給學(xué)生建立虛擬網(wǎng)絡(luò)空間，要求學(xué)生在虛擬網(wǎng)絡(luò)空間中獨(dú)立制作一個(gè)網(wǎng)站，網(wǎng)站中包含同類主題的一系列網(wǎng)頁、文本、圖片、音頻、視頻、表格、表單等，結(jié)合教學(xué)內(nèi)容中的CSS?郵?、?逵肟?、框架结箿先?行完善，并且最終到虛擬網(wǎng)絡(luò)空間中。之后教師可以直接進(jìn)行評(píng)閱，在不同的模型模塊中，對(duì)學(xué)生的交互式翻轉(zhuǎn)課堂實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行形成性評(píng)價(jià)和總結(jié)性評(píng)價(jià)，概括其交互式模擬軟件應(yīng)用水平、知識(shí)掌握程度及綜合實(shí)踐能力等。

針對(duì)例如微信公眾號(hào)設(shè)計(jì)等自媒體運(yùn)營的部分，在虛擬網(wǎng)絡(luò)空間中要求學(xué)生用自己的微信號(hào)申請(qǐng)一個(gè)微信公眾號(hào)，并且每天向教師進(jìn)行公眾號(hào)文章推送，與教師進(jìn)行自媒體互動(dòng)等。公眾號(hào)從主題、內(nèi)容到形式、風(fēng)格都由學(xué)生自行定義，在虛擬仿真技術(shù)建立的模擬環(huán)境中自主完成新媒體運(yùn)營過程，創(chuàng)造親切、自然、與時(shí)俱進(jìn)的成果展示方式，教師則根據(jù)學(xué)生公眾號(hào)編輯及運(yùn)營成果進(jìn)行課程總結(jié)。再如H5設(shè)計(jì)中，要求學(xué)生利用虛擬仿真技術(shù)進(jìn)行H5的制作，利用VR結(jié)合多媒體技術(shù)以及H5編輯技術(shù)形成虛擬的作業(yè)形式，完成后可形成一張完整的拜年賀卡、生日卡片或自身名片等。通過操作技能的反復(fù)訓(xùn)練，發(fā)現(xiàn)自己存在的問題，再回顧虛擬空間中的學(xué)習(xí)記錄，查漏補(bǔ)缺，掌握正確的操作方法，培養(yǎng)創(chuàng)造能力、實(shí)踐能力和操作技能。

篇8

Abstract: In the actual teaching of project cost, if take the simulation technology in engineering cost course to construct the three-dimensional panoramic display of highways, bridges and tunnels in civil engineering, we can freely control the viewing angle and picture zoom, with real pictures, the effect is direct and can improve the effect of learning. This paper, taking the tunnel project as an example, talks about the applications of simulation technology in engineering cost courses.

關(guān)鍵詞：三維空間結(jié)構(gòu)；模擬仿真技術(shù)；課程教學(xué)；應(yīng)用

Key words: three-dimensional structure；simulation technology；teaching；application

中圖分類號(hào)：G42文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1006-4311（2011）05-0161-02

1工程造價(jià)課程的發(fā)展瓶頸

在實(shí)際的工程造價(jià)課程教學(xué)中，學(xué)生由于缺乏空間想象，對(duì)工程結(jié)構(gòu)沒有感性認(rèn)識(shí)，無法理解抽象的理論，給教師教學(xué)及學(xué)生學(xué)習(xí)帶來了瓶頸。因此，我們希望通過虛擬仿真系統(tǒng)來解決傳統(tǒng)工程造價(jià)教學(xué)中存在的種種弊端。在教學(xué)中使用仿真技術(shù)，可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)者的感覺和思維器官，使所觀察的事物栩栩如生地展現(xiàn)在面前，任學(xué)習(xí)者正面、側(cè)面、反面仔細(xì)觀察仿真技術(shù)的發(fā)展被認(rèn)為是解決傳統(tǒng)工程造價(jià)教學(xué)瓶頸的一把利器。

本文正是從當(dāng)前工程造價(jià)教學(xué)的基本情況以及教學(xué)難點(diǎn)出發(fā)，將仿真技術(shù)引入到開發(fā)工程造價(jià)教學(xué)軟件的過程中。本研究選擇隧道工程作為研究的案例，通過利用目前比較成熟的計(jì)算機(jī)模擬仿真技術(shù)，為老師和學(xué)生提供一個(gè)模型展示平臺(tái)。

2模擬仿真技術(shù)的應(yīng)用的效果

模擬是指用一個(gè)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，來全部或部分地模仿某一數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，使得模仿的系統(tǒng)能像被模仿的系統(tǒng)一樣接受同樣的數(shù)據(jù)，執(zhí)行同樣的程序，獲得同樣的結(jié)果。有時(shí)也簡(jiǎn)稱為仿真，是用模型（物理模型或數(shù)學(xué)模型）來模仿實(shí)際系統(tǒng)，代替實(shí)際系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和研究，是產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造中的常用技術(shù)手段。

從國內(nèi)外職業(yè)教育專業(yè)信息化可以看出，模擬仿真技術(shù)具有先進(jìn)、便捷、安全等優(yōu)點(diǎn)，仿真教學(xué)系統(tǒng)向工程類職業(yè)學(xué)校提供了培訓(xùn)學(xué)生的高技術(shù)工具，將專業(yè)課程和實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生了解生產(chǎn)操作、熟悉生產(chǎn)原理的能力，提高了學(xué)生動(dòng)手操作的興趣與水平。以較少的投入滿足了學(xué)生的實(shí)踐需要。許多專業(yè)課程由于受到設(shè)備、場(chǎng)地和經(jīng)費(fèi)等條件的限制，可以選擇采用模擬仿真技術(shù)。但模擬仿真技術(shù)應(yīng)用于工程造價(jià)課程教學(xué)實(shí)踐的研究很少，可參考的研究成果幾乎沒有。

3研究方法

3.1 文獻(xiàn)研究法在研究中，通過對(duì)多種學(xué)習(xí)資料的閱讀、分析，了解到了當(dāng)前研究的發(fā)展?fàn)顩r，為論文的撰寫奠定了必要的理論基礎(chǔ)。

3.2 個(gè)案研究法在研究中，通過具體的案例，對(duì)工程造價(jià)教學(xué)進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)問題、解決問題、優(yōu)化教學(xué)策略，設(shè)計(jì)教學(xué)軟件開發(fā)方案，最終完成系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)。（圖1）

4模擬仿真技術(shù)在造價(jià)教學(xué)中的應(yīng)用

重點(diǎn)是構(gòu)建土木工程中公路、橋梁、隧道的立體全景展示。在三維仿真動(dòng)畫展示過程中，可自由控制觀看角度及畫面縮放，配合實(shí)景照片，效果直觀。施工流程部分以簡(jiǎn)單的工程施工3D動(dòng)畫，配以實(shí)景圖片及施工工藝文本說明，使學(xué)生能更直觀地了解工程施工的流程步驟。公路、橋梁、隧道的分解結(jié)構(gòu)模塊通過點(diǎn)擊結(jié)構(gòu)圖中的交互熱點(diǎn)，顯示該局部結(jié)構(gòu)的名稱、所在位置以及該結(jié)構(gòu)的詳細(xì)說明窗口，其中包含局部結(jié)構(gòu)3d展示、工程量復(fù)核、定額、工程圖紙。為了滿足課堂教學(xué)的需要，支持文本和圖紙的縮放、自由拖動(dòng)功能，以增強(qiáng)課堂教學(xué)實(shí)際效果。人性化的人機(jī)交互界面及流程分類設(shè)計(jì)，學(xué)生在課余時(shí)間也能通過簡(jiǎn)單直觀的軟件操作進(jìn)行學(xué)習(xí)。選題立足于公路工程造價(jià)專業(yè)，重點(diǎn)在于利用該模擬仿真技術(shù)將造價(jià)及工程量復(fù)核等內(nèi)容更加形象地展示出來，使課程的實(shí)效性更強(qiáng)（表1）。

5隧道工程案例

在傳統(tǒng)課程教學(xué)中，教師都會(huì)按照既定的教學(xué)過程來實(shí)施教學(xué)活動(dòng)，那么在仿真公路系統(tǒng)中，學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)活動(dòng)應(yīng)當(dāng)如何開展？隧道模型概述為由以下幾個(gè)部分：

5.1 用戶界面呈現(xiàn)在工程仿真系統(tǒng)中，學(xué)習(xí)者必須是通過用戶界面與仿真系統(tǒng)進(jìn)行交互。因此，構(gòu)建和諧友好、方便操作、逼近工程實(shí)體虛擬系統(tǒng)要解決的首要問題。仿真系統(tǒng)的真實(shí)性可以豐富學(xué)習(xí)者在虛擬情境中的體驗(yàn)，方便性主要表現(xiàn)在學(xué)習(xí)中按照學(xué)習(xí)者的進(jìn)度，適時(shí)的為其提出指導(dǎo)性建議（圖2）。

5.2 仿真情景設(shè)計(jì)仿真系統(tǒng)要依據(jù)學(xué)習(xí)者的經(jīng)驗(yàn)、知識(shí)背景及需求，呈現(xiàn)具體的公路工程、橋梁工程、隧道工程等信息。設(shè)計(jì)工程實(shí)例，仿真場(chǎng)景和工程對(duì)象，通過情境設(shè)計(jì)，以激發(fā)學(xué)習(xí)者的興趣（圖3）。

5.3 工程造價(jià)數(shù)據(jù)分析通過仿真系統(tǒng)的現(xiàn)象觀察，具體進(jìn)行工程造價(jià)結(jié)果的分析，處理工程數(shù)據(jù)，并根據(jù)反饋信息及時(shí)調(diào)整策略，這有助于提高學(xué)習(xí)者對(duì)造價(jià)編制過程的反應(yīng)能力以及對(duì)因果關(guān)系的敏感性。該過程中須關(guān)注在工程內(nèi)容的一致性、工程過程的交互性等問題（圖4）。

6實(shí)用價(jià)值和重要的現(xiàn)實(shí)意義

6.1 課件制作方法的探索使用直觀的設(shè)計(jì)方法取代繁瑣的傳統(tǒng)編程式的課件制作，老師把更多精力放在課程本身的教學(xué)設(shè)計(jì)上，只需根據(jù)實(shí)際教學(xué)需求，設(shè)計(jì)課件，向?qū)W生展示工程結(jié)構(gòu)；體現(xiàn)新一代課件的廣闊應(yīng)用前景。

6.2 促進(jìn)學(xué)生探索性的學(xué)習(xí)現(xiàn)在的教學(xué)所采用的方法比較單一，學(xué)生在上課中往往很被動(dòng)，面對(duì)各種各樣的公路、橋梁、擋土墻，結(jié)構(gòu)物感覺一片茫然，老師怎么說，學(xué)生就照著怎么做。很多時(shí)候上課只停留在不動(dòng)腦的機(jī)械勞動(dòng)階段，達(dá)不到提高學(xué)生動(dòng)手能力的目的，這樣的知識(shí)傳遞過程較為單調(diào)，效果也不明顯。在仿真平臺(tái)上，學(xué)生可以擺脫了原有模型設(shè)備條件的約束,在更形象的知識(shí)領(lǐng)域內(nèi)自主探索，促進(jìn)了學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

6.3 降低了各類開支費(fèi)用工程仿真系統(tǒng)降低了科研成本，節(jié)省研究經(jīng)費(fèi)，并能夠充分發(fā)揮現(xiàn)有計(jì)算機(jī)技術(shù)、,提高使用效率。

篇9

汽車被動(dòng)安全指的是汽車在不可避免發(fā)生交通事故之后對(duì)于車內(nèi)人員的保護(hù)作用，或者在發(fā)生車禍之后降低車內(nèi)人員所受的損失[2]。為了提高汽車被動(dòng)安全性能就需要進(jìn)行大量的碰撞試驗(yàn)，但是利用實(shí)車進(jìn)行試驗(yàn)的話會(huì)使得研究成本增大，那么就可以利用計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬方法，即在不利用實(shí)車進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的情況下來進(jìn)行汽車被動(dòng)安全實(shí)驗(yàn)，這樣就可以顯著的節(jié)省實(shí)驗(yàn)成本，當(dāng)模擬實(shí)驗(yàn)做到一定程度之后就可以利用實(shí)車進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，用實(shí)際情況來檢驗(yàn)汽車被動(dòng)安全性能，由此可見計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬方法對(duì)于汽車設(shè)計(jì)有非常重要的作用。

二、基于MATLAB/Simulink的仿真技術(shù)

MATLAB/Simulink仿真技術(shù)在汽車工程中的應(yīng)用主要是預(yù)測(cè)汽車的性能、能量消耗以及車輛零部件的效率，這對(duì)于汽車工程有著非常重要的作用。該仿真技術(shù)可以完整的模擬汽車運(yùn)行時(shí)的狀態(tài)以及邏輯結(jié)構(gòu)，這對(duì)于車輛控制器的開發(fā)與測(cè)試有著較大的作用。利用該仿真技術(shù)還可以根據(jù)實(shí)際情況搭建，便于調(diào)整，使得仿真結(jié)果輸出結(jié)構(gòu)更加直觀[3]。仿真過程中信息的流動(dòng)分為前向仿真和后向仿真兩類，前向仿真的數(shù)據(jù)流方向與實(shí)際系統(tǒng)的能量流動(dòng)方向相同，即以駕駛員的需求目標(biāo)作為仿真的起點(diǎn)，這樣便可以真實(shí)的反應(yīng)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。后向仿真循環(huán)的數(shù)據(jù)流方向與實(shí)際系統(tǒng)的能量流動(dòng)方向相反，能夠反映系統(tǒng)的靜態(tài)特性，后向仿真循環(huán)常用于設(shè)計(jì)階段的能量控制策略。

三、硬件在環(huán)仿真分析

硬件在環(huán)仿真最初是應(yīng)用在結(jié)構(gòu)復(fù)雜系統(tǒng)的開發(fā)和測(cè)試上，即用數(shù)學(xué)模型來描述一部分的仿真系統(tǒng)，然后利用虛擬運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行逼真的模擬，其最大的特點(diǎn)就是實(shí)時(shí)性。硬件在環(huán)仿真分析可以充分的發(fā)揮物理仿真以及數(shù)學(xué)仿真的優(yōu)點(diǎn)，避免了物理仿真與數(shù)學(xué)仿真的缺點(diǎn)，而且硬件在環(huán)仿真分析能夠在沒有車的情況下對(duì)于整車或者車部件進(jìn)行仿真，這樣就可以對(duì)各個(gè)部件的組合進(jìn)行較好的評(píng)價(jià)，使得汽車的結(jié)構(gòu)更加合理[4]。硬件在環(huán)仿真分析不僅能夠縮短汽車的開發(fā)周期，而且在車輛測(cè)試過程中可以不必使用實(shí)際的硬件，有效的降低了車輛的研發(fā)成本以及維護(hù)資金。雖然硬件在環(huán)仿真分析能夠?qū)?shí)際情況進(jìn)行逼真的模擬，但是并不會(huì)產(chǎn)生真實(shí)的危險(xiǎn)。

四、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一種新型的使用技術(shù)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是以計(jì)算機(jī)作為基礎(chǔ)，并在特定的環(huán)境下進(jìn)行的虛擬實(shí)驗(yàn)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以讓人在虛擬的環(huán)境中感受到現(xiàn)實(shí)。現(xiàn)今虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在很多行業(yè)中都有較多的運(yùn)用，包括軍事、游戲等，當(dāng)然虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)也運(yùn)用到了汽車工程中，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以將汽車數(shù)字化，然后配合一定的環(huán)境，駕駛員進(jìn)行仿真駕駛，駕駛員進(jìn)行仿真駕駛的過程中就可以感覺到汽車的震動(dòng)、噪音，這樣駕駛員就可以對(duì)于汽車的性能做出一個(gè)直觀的評(píng)價(jià)，而且不需要利用實(shí)車進(jìn)行測(cè)試，這樣不僅減少了研發(fā)資金而且降低了汽車研發(fā)過程中的風(fēng)險(xiǎn)[5]。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在汽車工程中的應(yīng)用使得汽車的開發(fā)速度顯著加快，而且汽車的舒適性也得到了較大的提高。

五、高層體系結(jié)構(gòu)技術(shù)

篇10

關(guān)鍵詞：仿真技術(shù) 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 仿真技術(shù)應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2015）07-0000-00

隨著電子計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)仿真技術(shù)的應(yīng)用變得越來越普及，并且滲透到了越來越廣闊的方面。在這個(gè)綜合平臺(tái)上，各種新的計(jì)算機(jī)技術(shù)得到施展，并且為世界的發(fā)展作出了杰出的貢獻(xiàn)。

1仿真技術(shù)基本知識(shí)介紹

網(wǎng)落仿真技術(shù)是最近幾年來，伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展才逐漸興起的一門新型的技術(shù)手段和網(wǎng)絡(luò)操作的工具。這種技術(shù)是根據(jù)數(shù)學(xué)創(chuàng)建模型的原理加上相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)學(xué)只是，進(jìn)行虛擬模仿的一種情況，也是進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的優(yōu)化、完善和更新創(chuàng)造的一種新型的應(yīng)用技術(shù)。一般情況下，仿真技術(shù)所用到的網(wǎng)絡(luò)系數(shù)主要包括整體網(wǎng)絡(luò)情況的統(tǒng)計(jì)以及網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用各個(gè)環(huán)節(jié)的具體數(shù)據(jù)變化情況等等。運(yùn)用仿真技術(shù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行整體的研究和把握，并且給出相應(yīng)的評(píng)價(jià)分析的報(bào)告可以盡快的找到設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的過程中存在的問題，并且能夠在最短的時(shí)間內(nèi)制作出一套準(zhǔn)確的評(píng)估優(yōu)化、改進(jìn)的方案。這樣的系統(tǒng)必然給整個(gè)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行系統(tǒng)以及網(wǎng)絡(luò)的管理等帶來了絕對(duì)高的效率對(duì)外來網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展奠定了強(qiáng)有力的后盾。當(dāng)前，網(wǎng)絡(luò)的仿真技術(shù)主要包括對(duì)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行整體的規(guī)劃、設(shè)計(jì)相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)程序，開發(fā)新的網(wǎng)絡(luò)軟件等等，他們擁有十分獨(dú)特的因素：

第一點(diǎn)，網(wǎng)落仿真技術(shù)能夠在最短的時(shí)間內(nèi)，創(chuàng)作出一套相對(duì)比較完善的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)模型，并且進(jìn)行模擬使用?；谶@一特點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)仿真技術(shù)能夠很好的適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)和發(fā)展，并且能夠?qū)﹄娔X系統(tǒng)的完善還有運(yùn)行提供完整的數(shù)據(jù)支撐。第二點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)仿真技術(shù)不但可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)和規(guī)劃而且能夠?qū)ο嚓P(guān)的程序進(jìn)行仿真處理，從而得到相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)方面的數(shù)據(jù)情況，這寫數(shù)據(jù)能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方案的改進(jìn)提供一份十分可靠的保障。所以，這種仿真技術(shù)在很大程度上避免了以往計(jì)算機(jī)出現(xiàn)的計(jì)算問題以及程序故障問題，它能夠進(jìn)行職能的選擇和優(yōu)化，將錯(cuò)誤降到最低處。第三點(diǎn)，網(wǎng)落仿真技術(shù)不但可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)程序的優(yōu)化，改進(jìn)而且能夠擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的容量。創(chuàng)建更加先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。特別是一些規(guī)模較大的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過程中有著十分大的好處。第四點(diǎn)，最開始進(jìn)行仿真技術(shù)的應(yīng)用耗費(fèi)的資金并不多，而且可以持續(xù)的循環(huán)利用。

雖然，網(wǎng)絡(luò)仿真技術(shù)有著如此之多的過人之處，可是它也僅僅是一種設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)的方式和工具。盡管，它有如此多的有點(diǎn)，可是傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的手段仍然不能拋棄，只有將傳統(tǒng)的手段與網(wǎng)落仿真技術(shù)相結(jié)合起來，才能夠達(dá)到十分優(yōu)秀的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)效果，最大程度上避免出現(xiàn)誤差。

2網(wǎng)落仿真技術(shù)軟件介紹

2.1 OPNET軟件的簡(jiǎn)要介紹

OPNET是OPNET公司創(chuàng)造的一個(gè)具有商業(yè)化特征的仿真性軟件，這種軟件擁有很強(qiáng)的建造模型的特點(diǎn)，而且擁有強(qiáng)大的、容量豐富的數(shù)據(jù)庫，而且對(duì)外優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)程序和系統(tǒng)等也十分的先進(jìn)。它擁有眾多的優(yōu)勢(shì)，能夠給眾多的使用者提供仿真服務(wù)，創(chuàng)造一個(gè)相對(duì)真實(shí)的環(huán)境。這種仿真技術(shù)，主要用于對(duì)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的改進(jìn)還有相關(guān)性能的分析，能夠使單獨(dú)的端口接收到來自世界各地的網(wǎng)絡(luò)信息而且使用的通信系統(tǒng)十分的完善。特別是OPNET使用詳細(xì)的協(xié)議模型還有相關(guān)的數(shù)據(jù)分析等都可以對(duì)不同規(guī)模的通信網(wǎng)絡(luò)、普通的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等進(jìn)行快速的建模和模擬。當(dāng)前，這款軟件作為作為網(wǎng)絡(luò)仿真工具中十分優(yōu)秀的軟件，它在網(wǎng)絡(luò)仿真的環(huán)境中應(yīng)用的十分廣泛。

2.2 OPNET的網(wǎng)絡(luò)建模環(huán)境介紹

OPNET的建模環(huán)境主要分為三個(gè)層次，它們分別為網(wǎng)絡(luò)層面、各個(gè)節(jié)點(diǎn)的層面、以及發(fā)展階段的層面。與此同時(shí)還會(huì)提供相應(yīng)的編輯器。這些編輯器對(duì)該仿真技術(shù)的發(fā)展和建模有著重要的作用。在這三種不同的層次中，OPNET的網(wǎng)絡(luò)模型確定了網(wǎng)絡(luò)的物理環(huán)境并且對(duì)每一個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了分析和定位，找到了各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的聯(lián)系。并且繪制出相應(yīng)的圖形。這些模型能夠描述系統(tǒng)的發(fā)展情況以及協(xié)議還有各個(gè)子系統(tǒng)與主系統(tǒng)之間的相互作用的關(guān)系。然后再有這一仿真軟件對(duì)其每一個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行定義并且提出多樣的建模方案。

3網(wǎng)絡(luò)仿真技術(shù)未來發(fā)展走向

這些年來，伴隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)程序的逐漸復(fù)雜化，使得網(wǎng)絡(luò)規(guī)模日趨壯大，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展越來越需要網(wǎng)絡(luò)仿真技術(shù)的支持和保障。當(dāng)前，網(wǎng)落仿真技術(shù)作為一種全新的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)工具以及程序優(yōu)化方法，能夠采用獨(dú)特的方法對(duì)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)?，F(xiàn)如今已經(jīng)成為了支持網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷發(fā)展、革新的重要工具。縱觀國內(nèi)外關(guān)于網(wǎng)落仿真技術(shù)的研究，越來越全面并且波及的行業(yè)也越來越廣，由此可以推算伴隨著網(wǎng)絡(luò)程序的不斷復(fù)雜化、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的不斷繁瑣，網(wǎng)落仿真技術(shù)將有更加廣闊的發(fā)展和應(yīng)用的前景。我國關(guān)于網(wǎng)絡(luò)仿真技術(shù)的研究比較晚，但是仍然在不懈的努力。

4 結(jié)語

仿真技術(shù)作為一種重要的計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)，對(duì)于各行各業(yè)的貢獻(xiàn)都十分的巨大。它不但能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)進(jìn)行總體的規(guī)劃，而且還能夠減少網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過程中出現(xiàn)的問題，提高決策的準(zhǔn)確性和精確度。其對(duì)科學(xué)、醫(yī)學(xué)、計(jì)算機(jī)、教育、通信等行業(yè)的貢獻(xiàn)不可小覷。在未來的發(fā)展過程中仿真系統(tǒng)以其直觀、便捷、人性化等諸多優(yōu)點(diǎn)，在更多領(lǐng)域發(fā)揮作用，其技術(shù)也會(huì)變得更加的強(qiáng)大以及科學(xué)化。

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