仿真实验精选(九篇)

第1篇：仿真实验范文

【关键词】计算机教学应用;模拟仿真实验;教学设计

【中图分类号】G420【文献标识码】A 【论文编号】1009―8097(2010)06―0132―03

一 引言

模拟仿真实验作为计算机用于教学的一种基本模式,在教学中有着广泛的应用前景。它既适合于在教师指导下课

堂教学,也适合于学习者进行探究式自主学习和协作学习。本课题在认真研究已有模拟仿真实验基础上,发现实验构建中的模型创建和教学设计存在一些普遍问题,表现在抽象模型,交互性、针对现象反馈和教学性能方面。我们所开发的模拟物理实验系统,正确地运用了建构主义学习理论,实现了一个全新的面向学习者的学习环境。

二 模拟仿真实验

模拟是指在交互控制状态下,对某种现象或过程进行表现和展示。按照所要表现的现象,可以把模拟分为两大类四种情况:物理现象和过程变化的模拟;程序性和情形性的模拟。在计算机辅助真实现象的模拟教学模式中,物理现象的模拟是将一个真实的现象或过程的某种规律在屏幕上表现出来,以供学习者去学习和研究,如表现光线通过透镜的成像规律,光线通过棱镜的传播等问题。过程变化的模拟,通常是为学习者说明解释一个不会明显表现出来的过程及难以理解的概念所进行的模拟。这两种模拟一般是不可人为随意干预或参与的。第二类情况中,大多数程序性模拟是为了教授一个构成过程的行为或动作顺序,它的主要特点是有一个或更多的步骤序列,以供学习者学习或训练。情形性模拟是在不同的情形下,涉及人的态度而非技能行为,不像程序性模拟要教一系列规则,而是展示允许学习者针对某种情形探索,用不同方法或扮演不同的角色时,所产生的影响并实时地表现出来。其中物理现象和过程变化的模拟,最常见的一种就是模拟仿真实验。

三 模拟仿真实验设计

随着信息技术的发展,人们可以模拟出自然界发生的各种现象和过程,并实时地加以显示。在所建立的模拟实验教学情境中,不但能够实现随时观察到与实际实验相同的现象或结果,还可以清楚地观察到实验发生和现象演变的过程、扩大或缩小观察空间、减慢或加快时间上的控制等,还可在有效的范围内方便地改变某些条件、参数或仪器进行对比实验,随时触发对当前状态的说明解释。将其用于教学中将极大地引起学习者的学习兴趣,大大提高教学和学习过程的效率,使抽象的概念、规则和原理变得简单易学。同时可以做到及时纠正实验中所犯的错误,绝对避免了在实际实验环境中可能带来的可怕后果。

那么,在设计模拟仿真实验时,要充分考虑其教学设计,以建构主义学习理论作为指导,结合物理现象的特点,建立以计算机模拟物理实验和对实验进行分析的学习情境。模拟仿真实验设计目标,能够在交互控制下实现对现象、过程、内部机制和原理等内容的展示,易于学习者对系统的运动状态、变化过程、受外部条件的影响、概率特性和响应特性等进行观察思考和分析研究。

1 设计要求

为了方便教师或学习者自身在所创设的情境中,启发、诱导或学习者之间通过协作学习的过程,进行讨论和探究来完成意义建构,在探索的环境和气氛中实现有目的学习[2]。设计要能够完全反映真实现象的整个过程,包括仪器设备、装置及所呈现的现象显示逼真,模拟过程科学、结果真实、数据可靠等。能够对实验现象的展示进行多次重复,以利于对现象的规律、规则、理论进行详细深入的探索和研究。能够实现智能化的模拟仿真,让学习者观察到实际实验中难以或根本观察不到的实验发生过程和微观内部机制,并通过形象的表现揭示其中内涵、规律;实现对某些实验的人为控制,能够瞬间观察感兴趣的现象或量值;可以把隐藏在现象背后的实质问题突出地展示出来;通过改变实验条件、参数或仪器进行对照类比等。这对于学习者理解抽象的概念、掌握或探索有关的规则、定理或定律会起到非常关键的作用。

2 实验设计

根据模拟实验的特点和教学性能设计目标,可以将实验的结构和流程设计成介绍部分、呈现现象、交互活动、系统修改、系统反馈和结束。为了便于说明和设计,这里主要从以下几个方面讨论实验设计中所涉及的问题。

(1)实验说明与帮助

说明包括本专题的教学意图、演示项目和教学建议的总的扼要文字说明、使用与操作指导,其作用在于避免学习者盲目进行操作或对学习过程不知所措;帮助应实现在线帮助,即在实验过程中可以随时激活、浏览一个帮助窗口,提醒学习者对现象进行特别提示和探究引导。例如,在单摆实验中使用指导提示和教学建议提示。

(2)基本模型确定

模拟实验基本模型,是从真实实验抽象出关键的要素,能够用计算机编程实现模拟的首要一步。建立模型要有足够的精度。在设计时重点应抓住实验中最本质的东西,而把非本质的东西尽可能去掉,又不影响反映实验现象本质的真实程度。例如模拟物理实验系统中在确定单摆实验模型时,只考虑摆长和重力加速度对单摆周期的影响,而忽略空气阻力的作用;只考虑摆线长度,摆球质量及实验地点的变化,而忽略具体变化摆线长度的调节过程,摆球质量的称量过程和实验地点的转移过程。摆动过程中的数据调节范围足以表现其运动规律,摆线长度的变化范围在35cm-106cm之间(地面上摆的摆长约99.4cm),利用滑块变化技术即时调节摆长;摆球质量有20g、30g、40g、50g几种。地点有柏林、北京、新加坡、月球等可供选择。每次变化摆长、质量、地点进行实验所得的数据,完全按照单摆周期公式反映了对周期的影响。真实单摆实验的摆球运动轨迹是弧形的,其摆动过程是连续的,而模拟摆动实验却是跳跃的、间断的,但在计算机程序代码运行时利用了人的视觉反应时间,完全可以较逼真地模拟出连续的效果[1]。

模型要尽量简单。模型的构造是为了计算机编程实现上的考虑,对所要模拟的现象应从持续性、分立性和逻辑性方面进行数学抽象。持续性是指在视觉反应期间能对模拟现象的连续变化的描述;分立性是指通过一些分立的量来表现现象的某种规律或规则;逻辑性是指对模拟现象表现过程的逻辑方面的考虑。这里的持续性、分立性和逻辑性,在整个模式构造中要既分开独立找到特有影响因素或相关量,又要统筹考虑对现象整体效果的影响。在模型中既要考虑模拟现象自身的特性,又要考虑与学习者进行实验控制操作有关的交互性,涉及到的因素有:模拟中的每个对象、每一个物理量;所遵从的规律规则;现象的精确性;实现的顺序;几种解决方案;时间帧;学习者的角色扮演等。在模型确立过程中,要严格地按照科学规律进行设计,同时要注意模拟现象对条件的要求,在何条件下成立,何条件下不成立要明确。如模拟物理实验系统中,物距与像距是相对透镜光心而言的,只要物距和像距的调整范围能够表现出成像位置及大小的变化规律即可,无需由于变化透镜位置给实验设计及测量带来麻烦和不便。基于这样的考虑,要求透镜固定放在60厘米处,对于焦距是10、15、20厘米来讲,物的放置范围在060厘米之间,物可放在此区间的任何位置,屏在0110厘米的区间内通过任意移动,来找到清晰成像的位置及观察像的大小变化,从而表现出物距u、像距v和焦距f间的位置对应关系及物像大小的变化规律等。设计时的数学抽象既简单又有效,在现象的表现中既涉及到持续性、分立性,又涉及到逻辑性。

(3)模型建立步骤

在明确实验设计目标基础上,对实验进行认真研究,确定主要变量;找出实验中的各种内部联系和关系;确定实验约束条件;根据有关学科规定使用符号或代号;简化和检查实验模型,看它是否可以表现出真实的实验现象。

3 实验现象显示

把模拟现象真实表现出来,既要考虑让学习者看见的,又要考虑听见的,同时注意所表现现象和数据的可靠性。在这一阶段,首先应明确要表现的主题是为了观察现象,还是为了说明某个概念。一般情况下,物理模拟主题,通常是观察现象或通过现象总结出某种规律。情形性模拟主题,通常要说明某种概念;而程序性和过程模拟通常两者都包括。其次考虑模拟中项目或仪器的选择,操作对象,对事件作出的反应,对现象某种规律的有效观察等等。另外应考虑模拟表现上的真实性,这就需要充分利用计算机技术,做到生动、直观、形象真实。如真实摩擦力实验中,摩擦力不是直接看到的,而在模拟实验中却可显示任一瞬间摩擦力的大小和方向;在弹簧振子的简谐振动实验中,学习者可观察到位移、回复力、速度、加速度矢量随振动而周期性变化的情况,并可显示任一位置的位移、回复力、速度、加速度的数值;在自由落体运动实验中,类似于闪光照相技术,提供了每隔1/30秒在落体瞬时位置打点的方法,直观展示出在相同时间间隔内,落体的位移变化情况,同时将数据记录在表格中,以利进一步研究和计算;在楞次定律的真实实验中,磁感线是不能直接观察到的,但在模拟物理实验中则根据需要让学习者生动、形象地观察到磁感线的疏密、方向的变化。为了达到实验的准确性,在动画设计上应采用定时处理,既做到模拟的实验现象与实际的现象相一致,又做到模拟的过程与实际的过程相一致。同时注意动画的演示不要因机器速度的不同而发生畸变。有些现象专门为其具有教学性能而展示。

4 交互性设计

模拟实验设计中的交互控制,主要体现在学习者与模拟事件的交互性作用上,模拟的交互性越强,越真实有效,越具吸引力。模拟实验有别于一般演示实验,体现在它具有较强的交互性,主要反映在用户对各种参数的选择、设定和调节上或仪器的选用上,实现在有效合理范围内方便地改变参数或仪器等进行对比实验。可表现在系统中的角度、位置、速度、温度等几何和物理参量变化上,也包括选择物理模型、样式或样品、条件等,还应包括观察角度、画面显示状态、计算步长等等。如模拟物理实验系统中,在交互性方面体现在:可将物、透镜和屏拖动至光具座的相应位置上,且可对相互位置关系正确与否作出判断与提示。物和屏可分别放在各自区间内任意移动,使学习者清楚地观察到物距与像距、物与像大小的对应关系与规律。同时允许学习者随时更换或调节透镜焦距和物的大小,这些教学性能给教师的讲解和学习者的学习提供了更多的可变参数,便于对问题的深入研究探讨。

控制功能要灵活方便,设计时注意参数的调节过程和参数的显示,要比较直观、方便、快捷。交互形式最常用的是键盘、鼠标、触摸屏、光笔和语音等。因为学习者的参与主要靠灵活方便的控制来实现,通过提供一定的实验控制或选择条件,将有利于学习者的进一步钻研和知识的拓宽[3]。

5 显示与反馈

当对模拟系统进行某种操作后,系统应给出相应的反馈,这种反馈可以是自然的,也可以是人为的。所谓自然反馈是类似于可能发生的事,人为反馈是类似于个别指导或练习模式中给出的相应提示或结论性信息,如对当前状态的说明解释。对于前一类情况,应能随时显示改变参数后的实验结果,即可以实时绘制与显示。如当物距、物大小、透镜焦距及屏位置中,只要有一个量发生变化,屏上所接到的光斑或像就随之变化。另外考虑提供多种显示方式,如截面、二维或三维表现等;可调显示参数,如投影角度、比例、显示范围等,体现出显示的多样性、可调性。如模拟物理实验系统中除了在屏上观察像外,可随时激活图标显示正面画面,满足学习者从不同角度进行观察。这将有利于学习者对同一现象的观察与思考,能从不同的侧面、角度进行全面的观察与分析比较,经过探究而得出结论。

四 模拟仿真实验教学应用

对于模拟仿真实验系统,它既适用于教师课堂进行教学,也适用于学习者自己进行探究式学习。教师利用这种特定实验情境,启发学习者主动探讨研究,完全像做实验一样归纳和总结出相关的规律。利用情境或在情境中进行教学,能够让学习者参与进来,做到教师只是引导者而非讲演者,更利于学习者主动进行学习。教师再也不会感到物理难教,一些原来单纯利用黑板和演示不容易讲得清楚的东西,现在在模拟实验中实实在在地动态显示出来,便于讲解。从学习者角度也不会再感到物理难学,原来仅仅靠想象的抽象东西,现在活灵活现地出现在面前,你可以仔细观察,反复实验,经过思考后得出结论。对学习者而言,完全可以独立或与学习伙伴一起进行实验,利用系统关键提示和解释,实现探究学习。因此,利用这样的模拟实验开展教学,能够大大激发学习者的求知欲,满足学习者的探索欲,最大限度地发挥学习者的认知主体作用,让学习回归本体,就是实现学习者自主学习,不再是“被教会”。

五 结论

通过结合作者开发的模拟物理实验系统项目设计与实践,文章探讨了模拟仿真实验设计及其教学设计的方法,由于不同学科有其自身的特点,在进行设计时应该根据实际情况进行具体处理,但总体目标都是要求实现随时观察到与实际实验相同的现象或结果。归纳为以下几点:(1)模型构建时要简洁,抓住最基本要素,排除非本质的东西。(2)实验要有很强交互性。(3)模拟过程要清晰、可重复。(4)模拟的结果要真实可信。(5)现象呈现时关键帧有说明解释。(6)有学习指导和使用说明。这样设计出来的模拟仿真实验,在教学上有利于学习者的启发式、探究式学习。随着计算机技术不断进步,计算机用于教育教学,特别是模拟实验这种教学模式,必将在教学和学习中发挥愈来愈大的作用。

参考文献

[1] 李云程.探讨制约CAI开展的关键环节软件设计问题[J].中国电化教育, 2000,(3):40-42.

第2篇：仿真实验范文

［关键词］实验室技术和方法；教学方法；仿生学；计算机通信网络

1虚拟仿真实验教学中心可持续发展的内涵与建设任务

虚拟仿真实验教学中心可持续发展的内涵包含2个方面：（1）具有智能发展性。虚拟仿真实验教学中心建设要根据学科的发展规划以及学科建设的新要求，在当前现有的资源基础上不断加入新的内容、新的知识和新的技术手段［3］。（2）具有可持续发展性。即保证发展的长远性和不间断性，这就要求虚拟仿真实验教学中心要立足学校的高度，打破学科的局限，整合各学科信息化实验教学资源，发挥企业开发实力强、支持服务能力好的优势，以培养学生扎实的综合实验设计能力与创新能力为出发点，创造性地建设与应用高水平软件共享虚拟实验、仪器共享虚拟实验和远程控制虚拟实验等教学资源，提高教学能力，拓展实践领域，丰富教学内容，降低成本和风险，开展绿色实验教学［4］。具体应做到以下几点：（1）管理平台的建设。虚拟仿真实验教学中心不是单一学科专业的封闭式实验室，而应该是多学科、多学校、多地区的实验教学资源平台，需要一个兼容性强，且具备扩展性和前瞻性的共享管理平台来管理实验教学资源，以实现校内外、本地区及更广范围内的实验教学资源共享。（2）保障持续性运行经费的投入。虚拟仿真实验教学中心的建设与发展需要虚拟仿真实验项目与软件的不断开发、维护与更新，必须要有持续性的经费支持，没有持续性的经费支持，虚拟仿真实验教学中心不可能得到良好持续的发展。（3）建立管理体制与运行机制。完善良好的管理体制和合理的运行机制是虚拟仿真实验教学中心高效运转的前提，多学科、多专业的实验教学资源融合平台需要有好的管理体制与运行机制以确保各项实验教学目标的实现［5］。（4）探索校企共建共管的新模式和新途径，建立可持续发展的虚拟仿真实验教学服务支撑体系。

2虚拟仿真实验教学中心建设的必要性

培养创新型和实用型的“一专多能”高素质检验人才离不开实验教学这一重要环节。医学虚拟仿真实验是针对医学实验的现象及过程，通过仿真、虚拟现实、多媒体等技术及相关设备将操作实践与实验材料、实验仪器、实验内容、实验方法步骤等相互结合构建高度仿真的虚拟实验对象，学生能在高仿真度的虚拟环境中开展实验，达到教学目标所要求的教学效果［6］。而医学检验技术是一门实践性和应用性均很强的学科。临床检验工作者要熟练掌握常用检验仪器的实验原理与操作技能，具备分析问题和解决问题的独立工作能力，这需要经历一个较漫长的过程。长期以来，检验专业的教学常以教师授课、学生听课及进行常规的实验操作和课后看书复习的传统教学模式为主，学生实操能力的培养受到一定实验条件的限制［7］。因此，可依托虚拟临床实验室系统与虚拟实验操作流程，让操作者可以通过计算机虚拟的实验环境，摆脱传统实验的种种限制，让学生“身临其境”地操作虚拟仪器和其他实验器材自主选择实验内容、模拟操作过程，通过对虚拟世界的体验和交互作用加快熟悉检验的相关内容，从而达到教学大纲的教学要求与学习效果。虚拟仿真教学作为实验教学的辅助有段可有效解决过去医学检验教学的难题：（1）为解决医学检验技术高、精、昂贵仪器培训难的困扰提供了条件。医学检验离不开高、精、昂贵的仪器设备（如全自动生化分析仪、高精酶标仪、流式细胞仪等），然而在学生上实操课、见习及各级各类培训过程中不可能拆分仪器和实时亲手操作这些仪器设备，而通过虚拟的仪器设备可很好地解决这一难题，实现对高、精、昂贵的仪器设备的操作，达到医学检验实验机能与培养学生综合实验思维的目的［8］。（2）规范检验技术的标准化操作培训。通过模拟操作检验过程（如细菌接种培养、静脉血标本和骨髓标本的采集等）规范学生的临床检验实验操作，掌握相关技术的标准化操作程序，提高临床实践能力。（3）规避检验技术培训的生物安全问题。在虚拟环境下进行仿真仪器操作与实验项目训练不需要接触真实的设备和疾病标本，避免了受感染、受伤的危险性。（4）节约检验技术培训的实验器械、试剂等耗材成本。在虚拟实验室中学习及操作虚拟实验可反复多次训练，不存在实验器械、耗材与试剂（如昂贵的抗体）的消耗，节省使用、维护成本。（5）解决临床检验中疑难罕见形态学资源短缺问题。在虚拟形态学图片库中可随时搜索并学习到一些在临床工作中少见的细菌（红斑丹毒丝状菌）、病毒（汉坦病毒）、寄生虫（环孢子虫）、白血病细胞及一些罕见的实验现象、结果等，可达到实际实验难以实现的效果，使操作者的学习事半功倍，大大缩短了学生进入临床检验工作的适应期。（6）增加学生对检验技术的学习兴趣和效果。在逼真的软件系统与丰富的数字化资源中自由寻觅，远比枯燥的课本、笨重的仪器、漫长的实验等待更能吸引学生的兴趣，从而提高学习效果。（7）临床检验人员的再教育也可充分利用虚拟仿真实验教学中心。让临床检验人员在工作之余根据自己的兴趣和爱好在逼真的软件系统与丰富的数字化资源中自由学习新知识、新技术、新进展，达到再次提升技能的目的。（8）在课余时间，学生可利用虚拟仿真实验教学中心进行科研设计和预实验。学生进入虚拟场景，根据实验要求自行设计实验并完成实验，这样不仅能锻炼学生的独立构思和设计能力，且能激发学生的科研兴趣，更有利于培养具有创新型和实用型人才。

3制约虚拟仿真实验教学中心可持续发展的问题

从2013年启动部级虚拟仿真实验教学中心的建设工作至今已有数年，全国已有300余家部级虚拟仿真实验教学中心，但在管理机制和运行机制等方面尚不尽完善，存在一些问题：（1）资源利用不高及浪费严重。部分虚拟仿真实验中心利用率不高，加上新技术的快速发展，导致一些资源的折旧率很高。应将每个高校各自不同实验室的资源进行整合以提高利用率［9］。（2）后续投入的经费不足。大部分高校虚拟仿真实验中心建设模式为一次性建设，在建设完成后很少有经费的持续性投入，但虚拟仿真实验中心的建设是一个持续性过程，虚拟仿真教学实验项目的增设、软件的更新均需要后续的扩展与完善，均需要持续性的经费投入。（3）管理机制和运行机制尚不够完善。部分高校虚拟仿真实验教学中心无法发挥多学科的优势，缺乏统一的管理平台，在资源整合方面做得不够细致，从而导致利用率不高［10］。（4）知识产权的保护力度不够。在虚拟仿真实验教学的建设过程中每一个新的虚拟仿真实验教学项目与实验软件的开发均是工作人员智慧与汗水的结晶，应该对其进行知识产权的保护与奖励。但目前大部分高校仅将此当作其工作职责与工作义务看待。对知识产权保护和建设人员的效益激励力度不够，在一定程度上阻碍了虚拟仿真教学中心的可持续性发展［11］。

第3篇：仿真实验范文

随着经济技术的发展，和信息技术的普及，一些并不是会计专业人员在进行集中培训之后，对于一些常用的会计操作了解后，也是可以进行简单的会计操作的，非专业会计人员从事会计行业，在当今社会此种现象非常普遍，此种现象造成社会对专业会计人员的要求越来越高，此种现象的出现也就相应的需要培训学校的教学和实践要和社会的需求相吻合。社会需求的增高，为了应对此需求，需要培训学校建立起仿真实训实验室。让学生在仿真实验过程中，把在实践过程中可能遇到的问题都能够实践到，把各个环节都了如指掌，争取实现即使不在社会中实习也能达到全面实践的效果。会计电算化仿真实训实验室的建设会涉及到各个方面的建设，分别介绍如下：

1.实验室人员建设。

会计电算化仿真实训实验室最直接、最重要的因素之一就是人员建设。通常情况下，一个实验室里是要有两到三人的，分别负责日常的工作，分工明确，这些人员并不需要非得是会计专业的，与之相关的计算机专业也是可以的。在此过程中，还要给学生配备实验指导教师，为了能够达到理想效果，实验指导教师也必须要定期进行进修。

2.软件方面。

就软件方面来讲，会计电算化仿真实训实验室内所具备软件是较全的，要有用友软件、金蝶软件、office系统、windows系统、电子商务系统、会计综合模拟实验室系统、会计电算化考试、远程教育软件等等。在仿真教育环境下，实验指导教师需要结合各个岗位实际工作所需，根据学生对于书本知识掌握程度，指引学生去学习新的实际性操作。这样学生能够体会到不同岗位工作流程，通过不同岗位的实训，能够熟练的掌握所学知识。岗位所涉及到的资料，指导教书需要到企业去收集相关数据，不单单需要有会计用品印章、原始凭证，在收集资料过程中需要用心去选取，选择较强代表性资料，将重复性的去掉。所收集到资料最好是包含原始凭证。就比如说，使用假发票，能够增强学生审查假错账的能力。

3.硬件方面。

会计电算化仿真实训实验室建构基础为硬件建设。此方面要求计算机配置能够符合实践教学要求所需，但是对于建构类别以及建构场地也是有着相对严格的要求。就会计电算化仿真实训实验室地理位置来讲，需要选择地址宽敞、明亮的。需要有专用的服务器以及多媒体职能工作站，要具备多媒体投影仪、稳压电源、教师笔记本、扫描仪、网络设备、远程教育设备、除尘设备、防静电接地设备、局域网、校园网等等辅助设施。电算化系统需要有升级以及扩展备用容量空间，电压设定在180到240伏之间。需要安装UPS电源。需要合理性的安排机房内电力负荷。但是需要将UPS电源和主机分开放置。会计电算化仿真实验室工作环境要和真实环境相同，需要设置工商局、税务局等相关机构窗口，学生在实训过程中能够按岗位分工，这样能够掌握每一个工作环节，能够真实性的掌握不同岗位工作性质。学生在后期进入企业之后能够很好的融入到各个的岗位中。

4.制度方面。

仿真实训实验室建设过程管理过程中需要有健全的管理制度，此项标准也是实验室正常运行的基础点。会计电算化仿真实训实验室制度建设要将理工科计算机实验室管理作为参考基础，针对不同对象制定不同的管理制度。最终创建一个整洁干净有序的仿真实验室。

二、结语

第4篇：仿真实验范文

关键词：实验教学；通用平台；三维仿真

中图分类号：TP391.9

众所周知，传统的实验教学是教师先讲述基本理论，演示实验基本步骤，然后学生根据实验指导手册，到实验室进行操作演示，深入理解相关知识点。但是这样的教学活动过程会造成各种各样的问题：首先实验内容一般抽象性都很强，这通常不利于教师阐述其内部原理，同样也不利于学生对原理快速深入理解；学生仅仅通过在课堂上听老手讲述实验过程，是不能在短时间内对其理解并吸收，也就根本谈不上熟悉实验的流程。因此学生往往是在不熟悉实验流程的情况下就冒然进入实验室进行真实的实验，这不仅使得学生的学习效率不高，同时还造成了实验器材、药品等的不必要的损耗、浪费。还必须指出的是，有些实验本身是具有一定危险性的，学生不熟悉实验规范、流程就进行实验，很可能会对学生的人生安全造成一定的伤害。同时实验教学会受到很多条件因素的限制，比如实验器材数量有限，多位学生可能会共享器材；环境因素的影响不能开展该项实验教学，如演示太阳系运动。

利用计算机仿真技术进行实验现象模拟，能够很好的诠释实验现象基本原理，在很大程度上提高教师授课效率，以及学生的学习效果，同时熟悉实验流程。现今市面已经有些Flash或二维图形实验仿真软件，但它们对实验的表现力，用户的交互性等都非常有限，难以满足广大师生的需求。传统教学中实验种类以及数量

本系统设计目标是它不仅适用于教师、学生等普通用户，同时也面向参与实验模块开发的其它人员，具有强大繁多，这些实验演示系统多是一个实验一个系统，没有对其进行综合集成，这给系统维护管理带来了很大的困难。基于以上现状，系统采用三维仿真技术模拟、再现各种实验及自然现象，提高用户的真实体验和操作性；采用可扩展模式结构，解决实验种类及数量繁多给管理及扩展带来的不便。

1 系统分析

OpenGL是现今使用较广泛的一个性能卓越的三维图形标准，它独立于硬件设备、窗口系统和操作系统，提供了功能强大，调用方便的底层3D图形库。系统采用OpenGL来实现各种实验的三维表现，用户可以轻松通过操纵键盘、鼠标来改变观察视角，从三维多角度观察实验演示过程；操作各种实验器材。的二次开发和可扩展性。普通用户根据自身需求购买主体及必须的功能模块，亦可随时购买其它功能模块，并能便捷的加入到现有系统中，从而通过使用本系统完成教学或学习任务；其它开发人员可以根据客户对实验的要求，按照实验模块的接口要求和公共基础功能模块快速开发新实验或维护已有实验功能，并编写配置脚本，即可交付给用户动态加载使用。

根据以上要求，系统基本结构设计为如图1所示。系统由主体控制框架制定基本的接口标准，实验模块开发人员可以在不对主框架有任何了解，做任何修改的情况下，按已有接口标准开发出新的实验模块，而主控制框架也能很好支持每个实验模块操作演示等功能，

系统框架为开发人员提供的接口标准应具有即统一又灵活的特点，系统采用读写配置脚本方式进行实现。开发人员完成实验模块后，编写配置脚本，主框架通过该脚本了解模块的具体接口方法，并写入自己的配置文件实现动态调用，这样就实现了主体控制框架和实验模块的逻辑分离，相关开发人员只需要关注自己所负责模块的内部详细设计。

2 系统实现

系统由主体框架、实验模块、公共模块三部分组成，实验模块和公共基础模块都是以动态库的形式存在。系统框架主要负责和用户进行操作交互，实验内容的三维展示、管理及控制；每个实验模块之间没有任何联系，具体实现由其开发者自己决定，只要求提供满足标准框架接口的调用。

2.1 系统主框架设计

系统主框架是该仿真平台的核心部分，采用MFC单文档结构和第三方界面库设计，其主要功能是为OpenGL配置一个能在Windows系统平台运行的环境，并且通过制定的接口标准链接并控制相应的实验功能模块，对加载的功能模块进行动态管理，该框架的核心类结构如图2所示。

COpenGL类配置OpenGL在windows系统中的运行环境，其唯一对象m_opengl在CPhyLibView类中实例化。CPhyLibView类在CMainFrame类中，主要用途是实时显示当前功能模块所展现的三维实验仿真场景，渲染的场景数据信息来自于各实验模块。

CWorkSpcaeBar、CWorkSpcaeBar2类分别在主框架CMainFrame类中被实例化，它们是浮动并停靠在主框架内的两个子框架，用来装载具体功能模块中的实验参数配置窗口、实验说明及结果窗口。

CLibrary_Linker类是框架中重要的模块，它是实验模块和框架之间的功能连接器，制定了二者通信的标准接口。它通过读取的配置文件了解实验模块的相关内容、函数接口等信息，帮助框架其它模块链接相应的功能，调用其中的函数接口，从而实现对功能模块的各种操作。为判断当前链接库与正要链接的库是否重复，类中为每个实验模块提供计数字段用于区别，以此减少对相同库的链接、释放操作，提高程序的执行效率。

为了使主框架能够对功能模块进行控制，就必须读入模块的相应信息，这一点可以通过结构体Menu来完成。Menu结构体主要以链表形式动态管理功能模块相关信息，并同步写入硬盘，更新框架界面。Menu结构体中的数据全都通过读入每个功能模块的配置脚本，内容主要包括主函数名、库名等，并动态生成的功能操作选项菜单，菜单ID号，调用规则等信息，在主框架中显示供用户操作使用。

2.2 实验模块设计

系统中每个实验模块相对独立，允许用户通过界面动态地加载和卸除，其结构如图3所示。实验模块核心必须包括以下功能模块：

参数配置部分，其主要作用在于允许用户动态配置实验所需数据，实验的计算结果及三维模拟效果都将受到参数的影响，从而使实验结果呈现多样性。

实验说明及计算，该部分的用途在于对正在进行的实验原理知识点作出说明，并描述实验操作步骤要点；依据实验理论数据和输入参数，动态地计算出实验结果。

虚拟实验渲染显示，该功能是三维实验仿真最终的目标，即通过使用OpenGL对实验整个过程进行三维仿真，形象的显示各种情况下的实验效果。

编写配置脚本，用户针对每个实验编写相关的配置脚本用于描述功能模块的关键信息，如功能模块名称、主要函数名、菜单中显示的内容等等。主框架链接接口通过配置脚本内容，实现对功能模块的调用。

2.3 公用基础模块

公用基础模块是平台提供的公共功能，主要涉及到摄像机管理、向量计算，粒子系统，实验器材的拾取、拖动、组合，场景操作管理等模块，这些公共模块是多数三维模拟仿真都需要的基础功能，二次开发人员根据需要选择使用它们，以提高开发效率。

2.4 主框架与实验功能模块关联流程

在选择某个具体实验后，主框架会根据Menu结构体中的信息与相应功能模块相连接，这主要包括三方面的内容。主框架中的视图客户区设备上下文与实验模块中的三维模拟部分进行绑定。

参数配置框架与实验结果说明框架载入功能模块中的参数配置部分与实验说明、结果计算、显示部分。

动态实验菜单与功能连接模块由实验模块中的主框架连接接口中读入接口信息，之后即可根据此信息生成实验菜单或是对其进行管理，效果如图4所示。

3 结束语

本文主要论述了一种通用三维实验仿真平台设计与实现。该系统通过主框架内部加载不同的实验功能模块，根据用户的动态配置参数，形象再现了各种实验、自然现象，并计算出相应情况下的实验结果，使得用户像身临其境一样完成各类实验，而不受任何条件因素的限制。目前系统已经实现了大部分中学物理、化学、地理实验功能模块，取得了较好的应用效果。

参考文献：

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第5篇：仿真实验范文

随着全球信息化的飞速发展，加速推进了我国教育现代化的步伐，教育的信息化是教育现代化的重要特征之一.《基础教育课程改革纲要（试行）》指出：“大力推进信息技术在教学过程中的普遍应用，促进信息技术与学科课程的整合，逐步实现教学内容的呈现方式，学生的学习方式，教师的教学方式和师生互动方式的变革，充分发挥信息技术的优势，为学生的学习和发展提供丰富多彩的教育环境和有力的学习工具.”

在2011年新疆教院农村中小学骨干教师“国陪”物理班学习过程中，通过聆听新疆教育学院理学分院居来提院长的仿真实验与数字化实验室应用的授课和实践操作，使人深有感触，令人眼前一亮、耳目一新.大家跃跃欲试纷纷提问和动手操作兴趣浓厚.本文从一名学员的角度，介绍仿真实验与数字化实验室应用的设备、效果和思考，以与同行切磋和研讨.

2 对仿真实验与数字化实验设备的简介（如图1、2）

物理是门实验的科学，物理定律的发现无不依赖实验.物理学习当然也离不开实验.在目前的物理实验教学中，由于实验仪器复杂、精密与昂贵，往往不能允许学生自行设计实验参数、反复调整仪器，这对学生自行设计实验参数、反复调整仪器，这对学生剖析仪器性能和结构、理解实验的设计思想和方法是很不利的.物理仿真实验可在相当程度上弥补实验教学上这方面的缺陷.

物理仿真实验通过计算机把实验设备、教学内容、教师指导和学生的操作有机地融合为一体，通过对实验环境的模拟，加强学生对实验的物理思想和方法、仪器的结构及原理的理解，并加强对仪器功能和使用方法的训练，培养设计思考能力和比较判断能力，可以达到实际实验难以实现的效果，实现了培养动手能力，学习实验技能，深化物理知识的目的.

实验中采集的数据用计算机进行分析处理，通过计算机显示器直接显示以数学方式展现的图表和图象，物理现象和规律通过数学的图象和图表呈现.他将传感器、计算机与传统的实验仪器结合，是传统实验方法的发展和数据处理的科学化，呈现的是真实的实验，数据处理上更严谨，规范.该设备的使用使实验教学更加形象，直观.实验结论更加准确、快捷，有较好的实际使用效果和运用价值.

3 对仿真实验与数字化实验进入物理教学的思考

3.1 转化教师观念，正确理解信息技术与物理学科整合的内涵

实验是物理学的基础，每一个物理概念和规律都是建立在相应的实验基础上.传统的物理实验教学中由于仪器的落后以及实验条件的限制，很多物理实验只能做定性分析，教师让学生观察实验现象，启发学生对现象进行推理、分析最后得出正确的结论.虽然推理是物理研究的重要方法之一，有利于培养学生的分析推理能力，但教学中大量使用不仅会让老师的动手能力下降，学生更看不到真实的实验，难以真正理解物理的学习实质.而仿真实验和数字化实验使教师认识到，教育的信息化不是简单的把课堂搬个家，而是通过信息技术手段，使教育资源配置更优化，教学过程更高效.信息技术不是作为辅助教师教学的演示工具，而是要实现信息技术与学科教学的“融合”，要培养学生学会把信息技术作为获取信息、探索问题、协作讨论、解决问题和构建知识的认知工具.

3.2 充分发掘学生的学习潜能，激发学生在学习活动中的创新意识

仿真实验与数字化实验以学生在学习中的切身体验为出发点，充分发掘学生的学习潜能，激发学生在学习活动中的创新意识，为不同层次的学生设置了广阔的思维活动空间.对培养学生实验的设计和研究能力起到了很好的作用.

在中学物理实验教学中，受条件的限制，有很多实验无法在实验室里完成，一些数据不便采集，数据误差较大.这对学生学习物理，理解知识造成困难.而“虚拟的”或“模仿的”情境便成为“真实情境”的一种有效且十分方便的替代.信息技术作为突破时空、地域限制，创设真实情境的最有效工具，能产生身临其境的逼真效果，能够把各种技术手段完美地融合到物理课程之中.教师最主要的任务是如何应用现有的软件平台把信息技术的优势发挥出来，进行物理学科教学.而仿真实验与数字化实验是目前物理学科实现信息技术与学科教学整合较为方便的应用软件，它能够快捷、准确地将教师的教学意图展现出来.学生在课堂上表现出浓厚的学习兴趣，参与程度高，活动面大.众人可研究一道题也可共同分析一组数据，使学生在自己的实验问题基础上，参考借鉴他人的学习成果，相互交流，共同提高.信息技术进课堂使学生的眼界放宽了，思维变灵活了，求知的欲望更加强烈了.现代信息技术成为学习物理知识的有力工具，极大地丰富了物理教学活动，符合学生的认知规律.这正是信息技术与物理课程整合的魅力所在.

3.3 深化探究教学，培养学生研究问题的科学习惯

新课程理念之一是“注重科学探究，提倡学习方式多样化”.对物理概念的建立，物理规律的形成过程需要学生探究和揣摩的实验，引入防真实验和数字实验会收到事半功倍的作用.同时还可以开发课本资源，变课本习题为实验，深入挖掘习题蕴涵的道理，改进原来做不出的实验.这样又为物理学科的研究性学习提供了内容.

第6篇：仿真实验范文

【关键词】高中物理；虚拟仿真；实验

目前对于物理演示实验的研究主要集中于在新课改的理念下，怎样才能更好的结合演示实验与学生在课堂上的主体地位，从而创建高效课堂；对于仿真物理实验的研究大多也停留在仿真物理实验的深入应用和设计方面，对于仿真物理实验在实验教学中应用优缺点的讨论。对于仿真物理实验的课堂应用效果研究较少。本文的主要内容在于研究物理课堂中的传统演示实验与基于flash的物理仿真演示实验的优缺点的讨论，哪种实验更有利于教学设计。

一、关键概念解释

探究即“深入探讨，反复研究”，笔者认为探究是人们发现问题、搜集数据、形成解释、解决问题从而实现从未知到已知的一个知识建构的过程。实验是学生进行科学探究的重要途径，是物理课程目标和内容的必要组成部分，学生学习和运用物理实验技能和科学探究方法。

虚拟仿真实验是指利用多媒体和仿真技术在计算机上对传统的真实实验中的各操作环节进行模拟，实验者可以像在真实的实验环境中一样完成各种实验项目，所取得的实验效果等价于甚至优于在真实环境中所取得的效果。虚拟实验建立在一个虚拟的实验环境（平台仿真）之上，而注重的是实验操作的交互性和实验结果的仿真性。

二、高中物理实验教学概述

物理学是一门以实验为基础的自然科学，在高中物理课程各个模块中都安排了一些典型的科学探究或物理实验。实验是科学探究的重要方式，大体上可以分为如下四种：

A.仪器使用类实验：如游标卡尺、弹簧秤的使用等；

B.测量类实验：如测定匀变速直线运动的加速度；

C.验证性实验：如动量守恒定律的验证等；

D.探究类实验：如探究平抛物体的运动，探究加速度与力、质量的关系等。

三、虚拟仿真实验的研究及应用现状

目前最权威的仿真实验教学系统是中国科技大学天文与应用物理系开发的大学物理仿真实验教学系统，该成果在国内一些高校得到广泛应用。这套软件的特点在于采用面向对象技术建模，对仪器和器件实现模块化，用数值模型建立仪器原理、实验设计、操作的各种数学关系，用图像模型表现操作的真实感，并用事件驱动方式将它们编制出来，使得这种软件具有任意的操作性和真实的交互功能，实现可设计性和真实感。

与在高等学校中的发展和应用状况相比，物理仿真实验在普通高中阶段仍然没有很大的发展，很多高中物理仿真实验，只是具有演示功能，离真正的交互实验、学生自主设置实验参数还有很大的距离。大多数只是在课堂上利用PPT来演示播放flas让学生观察，并没有让学生自己去操作。因此很大部分的仿真实验还不是真正的仿真！缺少开发高中物理仿真实验的人才，也是物理仿真实验在高中鲜有应用的原因，一般情况下懂物理实验教学的人不懂软件开发，懂软件开发的人不懂物理实验教学。

四、高中物理仿真实验设计与实现的必要性与优越性

1.仿真实验引入高中物理实验教学的必要性

高中物理是普通高中科学学习领域的一门基础课程，与九年义务教育物理或科学课程相衔接，旨在进一步提高学生的科学素养。高中物理课程有助于学生继续学习基本的物理知识与技能；体验科学探究过程，了解科学研究方法；增强创新意识和实践能力，发展探索自然、理解自然的兴趣与热情；认识物理学对科技进步以及文化、经济和社会发展的影响；为终身发展，形成科学世界观和科学价值观打下基础。

2.仿真实验在高中物理实验教学中的优越性

仿真实验在高中教学中应用，它不仅可以逼真地模拟实际的物理环境，也可以模拟实际的仪器，大量的真实实验都可以用仿真实验来模拟和再现。而且，仿真实验有着真实实验无法取代的优越性，这具体体现在：

（1）仿真实验具有可扩展性。

（2）通过计算机仿真模拟一些重要的、在现实实验环境下难以完成的物理实验，则可弥补常规实验仪器的不足，提高物理实验的演示效果。

（3）仿真实验在计算机虚拟的环境下，可以完成现实条件下不可能完成的实验。

（4）对于真实实验无法完成的抽象的物理现象和实验室无法完成的真实物理图景，仿真实验都可以完成。

（5）仿真实验可以突破客观条件限制，是一种较好的“理想实验”法。

五、虚拟仿真实验的优势和不足

Flash因其采用矢量图，具有交互性，所以虚拟仿真实验的图形界面可以做的非常逼真，操作也可以做到非常简单，比 Matlab 等软件在界面处理上要好很多，有利于我们让学生更直观的了解一些危险性实验。

由于 Flash 主要用于简单动画制作、动态文字制作、广告设计等领域，其本身不擅长科学计算，有时计算明显具有误差，并且在多层循环时，响应速度已经相当乏力，如果再在多层循环中进行大量运算，忽略仿真效果，忽略响应时间的问题，动画能也几乎不能正常运行了。

第7篇：仿真实验范文

MATLAB是一种交互式的、以矩阵为基础的软件开发环境，它用于科学和工程的计算与可视化。MATLAB的编程功能简单，并且很容易扩展和创造新的命令与函数。MATLAB具有强大的Simulink动态仿真环境，可以实现可视化建模和多工作环境间文件互用和数据交换。另外，MATLAB的图形界面功能GUI（GraphicalUserInterface）能为仿真系统生成一个人机交互界面，便于仿真系统的操作。因此，MATLAB在通信系统仿真中得到了广泛应用。基于Matlab平台开发的仿真实验能很好的弥补实验箱的验证性实验的不足，在通信原理实验箱的硬件实验中，主要实验目的是配合理论教学，通过验证掌握通信系统的基本原理和基本技术。而在Matlab仿真平台上可以灵活设计通信系统结构，完成系统搭建，仿真系统性能等问题，这些方面往往是通信原理实验箱的硬件实验达不到的，同时也是学生知识的掌握必不可少的。例如，在MATLAB仿真平台上实现MSK调制，如图1和图2，可以灵活设计系统结构，完成系统搭建，仿真系统性能，观察仿真波形和频谱特点。在实验过程中可以通过对重要参数的改变，让学生完成实验单元的搭建、仿真实现和对结果的讨论以及对实验中出现问题的探讨。

2SystemView在通信原理实验中的实例

SystemView[4]是ELANIX公司推出的一个完整的动态系统设计、分析和仿真的可视化环境。它是信号级的系统仿真软件，主要用于电路与通信系统的设计、仿真，是一个强有力的动态系统分析工具，能满足从数字信号处理、滤波器设计、直到复杂的通信系统等不同层次的设计、仿真要求。基于SystemView的实验能很好的帮助学生加深对理论知识的掌握，如DQPSK调制，图3所示，用SystemView仿真，可以直接看到调制后输出波形。要对系统模型进行分析，在SystemView中必不可少的工具就是接收计算器，这个工具也是SystemView中的一个独特的区别于其它仿真软件的功能之一。利用接收计算器可以绘制信号的功率谱、覆盖图、星座图等。图4为已调DQPSK信号的功率谱。综上，软件仿真用于通信原理实验教学方便灵活，既可以在实验室也可以在学生宿舍进行，且在仿真器上可以任意作参数调整，体现了仿真实验的灵活性；拓展了学生的思维，有利于引导学生进行更复杂的系统分析，使以往不敢触及的问题得到扩展和深入，提高了学生实际解决问题的能力。

3结束语

第8篇：仿真实验范文

目前高校经管类实验教学正逐渐走向信息化和智能化，本文通过分析经管类虚拟仿真实验教学的必要性和优势，对平台建设的路径进行探索，并对高校虚拟仿真实验教学平台的建设提出了几点建议。

关键词：

经管类；虚拟仿真；实验教学平台

1引言

2015年2月26日国务院总理在国务院常务会议上提出“引导一批普通本科高校向应用技术型高校转型”。在教育部批准的100个部级虚拟仿真实验教学中心中，经管类虚拟仿真实验教学中心仅有8个（教高厅函[2015]3号），可以看出，经管类学科虚拟仿真教学发展相对缓慢，处于起步探索阶段。目前，很多高校正积极尝试将虚拟仿真技术用于培养技能型、应用型人才的实验教学中，实现传统实验教学模式难以实现的教学功能，从而达到理论与实践相结合、专业技能训练的实验教学效果。经管类虚拟仿真实验教学平台的建设必将对高校教学质量的提升、学生创新应变能力的培养、深化实验教学改革发挥积极而重要的作用。

2经管类专业虚拟仿真实验教学平台建设的必要性和优势

2.1经管类专业虚拟仿真实验教学平台建设的必要性

经管类知识对实践具有较强的指导意义，它是人类对经济管理活动的总结和提炼。单靠课堂上抽象的知识讲解，很难让学生理解和掌握全面的知识体系和专业技能。另一方面，传统的实验教学方式使得经管类人才培养在实习环节存在一系列突出问题。虽然学生通过四年本科学习，但其所构建的知识体系和专业能力，还无法适应岗位需求。随着现代社会市场竞争日益激烈，企业要保守商业机密，学生无法接触企业的核心业务；企业完整的经营活动运作周期长，经营活动复杂，学生短期内无法通过实习来体验；企业不愿接受实习生，怕破坏他们正常的工作秩序等。上述原因，导致高校对学生能力的培养与社会需求脱节，学生无法适应岗位需要。因此，为解决高校人才培养过程中急需解决的问题，有必要利用先进的现代信息技术手段，营造虚拟仿真实践环境和条件，对于专业实践性较强的课程可让学生在虚拟仿真的环境中进行模拟实践，着重开发、训练学生从事经济管理的综合决策，让我们的毕业生在学校就能全景接触企业的经营管理，多角色，沉浸式进行实践学习体验，为将来拥有一份良好的职业前景奠定坚实的基础。

2.2虚拟仿真实验教学平台的优势

虚拟仿真实践教学是指利用现代多媒体及网络技术，通过仿真现实环境，模拟企业经营中的业务活动及流程，学生可进行体验和实践，培养应变力和创新力。通过虚拟仿真实践教学平台的建设，可在一定程度上克服传统实践教学的种种弊端，解决其一系列问题，主要具有以下优势：

（1）打破时空限制，使学生能全景式接触企业的经营管理。

（2）在虚拟仿真的环境中，有利于学生实践创新能力和应变能力的培养。

（3）与传统实践教学相比，实践效率高，能使学生短期内全面接触企业复杂的经营活动。由此可见，学生通过虚拟实践，可提升对专业知识的应用能力，加强专业素养，从而使其实践创新能力有所提高。同时，虚拟仿真实验也是学生演练和学习危机应对策略的良好方式。

3虚拟仿真实验教学平台的建设思路

虚拟仿真实验教学平台的基本建设思路为“统一性”和“多元化”并存。“统一性”指的是对现有实验教学平台资源进行整合，统一管理、统一调度统一和维护，采用“云”技术将软硬件资源整合，大大降低实验室建设和管理维护成本。“多元化”指的是经管类实践教学的主要特性之一，在整合现有实验教学资源的基础上，针对不同类别的实验主体进行虚拟仿真实验教学平台建设，而每个平台又可支持多个实验教学模块。

3.1建立集群虚拟仿真实验教学平台

经管类集群虚拟仿真实验平台的建设应以行业和产业为背景，以培养“应用技术型”人才为目标，以各专业虚拟仿真实验教学项目为模块，构建互联网+的集“统一性”和“多元化”于一体的开放式共享式的经管虚拟仿真实验教学平台。经管类专业集群虚拟仿真实验平台应包含经管类各专业的模块，为培养知识、技术、创新综合能力于一体的专业人才，提供有力保证。

3.2建立经管类综合实验实习平台

经管类综合实验实习平台是在虚拟环境仿真和业务流程仿真的基础之上，融合各方面的专业知识，在教学中提供虚拟岗位角色，每个实验主体可根据业务流程扮演不同的岗位角色，做出相应行动和决策，从而形成立体化的知识和能力，培养学生综合应用知识的能力、提升团队协作精神，是跨学科、跨专业的综合型、创新型实验大平台。该平台主要采用集中或分散的教学形式，学生在实验中通过角色扮演、团队协作、博弈、小组讨论等多种方法，完成企业经营中一系列的业务流程实习，对实习成绩的考核可从专业知识、应变创新能力、职业素养三方面考虑，进行综合评价。在考核评价中应兼顾过程与结果相结合、团队与个人相结合，个人表现与工作业绩相结合，建立评价指标和方案，从经营决策和业绩、团队沟通和协作、业务处理、公司绩效、实验报告、出勤率等方面进行全方位评价。如《企业经营决策模拟实习》，在实验中学生可自行经营虚拟企业，展开市场竞争，通过对财务管理、运营管理、企业战略管理、营销管理、生产运作管理等各科目知识进行融会贯通，根据市场环境的不同，训练学生做出经营决策，培养了学生实践能力和协作能力。

4经管类虚拟仿真实验教学平台的建设思考

4.1领会虚拟仿真实验的科学内涵

虚拟仿真技术的内涵主要有三点：首先，是虚拟的；其次，人们可以通过视觉、听觉、触觉、嗅觉等感官对环境产生逼真反应；最后，人可以通过自然的肢体动作与该环境进行交互，而虚拟环境也能够做出相应的回应。对于经管类来说，所开发的虚拟仿真实验项目在技术含量上可能无法与理工类专业相比，因此，经管类各专业更应该准确解读虚拟仿真实验的实质与内涵，将现代化信息技术与实验教学紧密结合，为人才培养服务。

4.2建设开放共享的虚拟仿真实验教学平台

该平台的教学实验实习资源的服务对象不仅是本校本专业学生，还包括其他高校和社会服务。高校首先应该制定全校统一的虚拟仿真实验教学平台技术标准，实现资源共享，其次，应尽可能的实现各高校之间、本地区及更大范围内的教学实验实习资源共享。但是目前各高校都是自行组织技术团队进行开发，技术标准的不统一和巨大的经费支出，使教学平台无法实现实验资源的开放共享，无法发挥其真正的社会效益。这就需要相关部门制定统一的技术标准和技术规范,有利于建立真正开放式和共享式于一体的虚拟仿真实验教学平台。

4.3立足人才培养的真正需要

虚拟仿真实验教学的根本目的是培养应用型人才，培养学生的实践创新能力。因此，虚拟仿真的实验项目不能盲目的代替所有的实验项目，在此基础上，还是应该尽可能地让学生接触实际业务岗位，真正立足于人才培养的需要。

4.4加强虚拟仿真实验教学资源开发

教育部开展部级虚拟仿真实验教学中心工作，是要把各个高校已经开发好的虚拟仿真实验资源遴选出来，进行高校之间或高校机构之间的有偿共享。各高校应当将真实环境中学生无法接触的实验项目开发成具体的虚拟仿真实验项目，为人才培养中所需。若有了统一的虚拟仿真实验教学平台，各高校就可以对开发实验项目进行选择，避免了重复开发，又有利于平台的开放共享。

4.5加强信息技术队伍建设

为了虚拟仿真实验教学平台建设的可靠持续发展，必须将信息技术队伍与学科专业队伍有机地结合起来。加强专职的信息技术师资队伍的建设和提高专业教师信息技术水平两者并行，才能够真正站在从信息技术和专业的角度对实验教学资源进行开发，理解虚拟仿真实验教学的内涵，思考实验教学问题。

4.6制定相关激励机制

平台的建设和运行管理过程中，要充分考虑专业教师们在资源开发、运行管理当中付出的努力和做出的贡献，可通过经费和科研项目上给予支持，也可以制定量化指标给教师进行工作量的计算，对于虚拟仿真实验教学中心信息技术人员更应该引进创新管理机制。如国内的一些大学设置了教授级工程师岗位或实验岗教师，确保了虚拟仿真实验教学资源的顺利开发。

5结束语

信息技术时代，市场竞争日益激烈，企业对于经管类人才的实践创新和应变能力的要求也日趋提高。经管类虚拟仿真实验教学平台的建设，可充分培养学生适应工作需要的实践能力和团队合作能力。但是，目前虚拟仿真实验平台的建设尚无确定的模式，其建设和管理任重而道远。

参考文献：

[1]李文雷.经管类综合仿真虚拟平台与实验教学体系研究.实验技术与管理,2016,33(01):208-210.

[2]傅强.黄文斌.经济管理虚拟仿真实践教学研究.中国现代教育装备,2016(03):62-64.

[3]张勤.毛志山.应用型院校经济管理虚拟仿真实验教学平台建设探索.管理观察,2016(01):124-126.

[4]张红霞.杨渊.王向前.高校经管类学科虚拟仿真实验教学中心的建设.高教学刊，2015(18):238-239.

第9篇：仿真实验范文

关键词：药学实验教学；虚拟仿真技术；应用分析

0引言

实验作为理科教学中的一个重要组成部分，对于提高教学质量有着重要的作用。所谓的虚拟仿真技术就是在教学中借多媒体、数据库以及网络通讯等多种技术手段，构建一个逼真可视化的虚拟现实环境，进而开展实验操作，达到教学的效果。故此，在药学实验教学中，借助虚拟仿真技术进而提高实验教学的质量和效率[1]。

1虚拟仿真技术的优势

1.1安全。

在实验教学中借助虚拟仿真技术，可以提高实验教学的安全性。在理工科的实验中，尤其是物理和化学实验，在实验的过程中会经常使用到一些化学物品和一些重量性的用具，在实验时如果不注重安全实验，进而影响实验教学的安全。故此，借助虚拟仿真技术，可以提高药物实验教学的安全。

1.2效果。

在实验教学中采用虚拟仿真技术会使教学内容更加直观，学习兴趣更加浓厚。在实验教学中，借助虚拟仿真技术可以让学号是呢过对于一些较为复杂的设备结构进行仔细观察以及剖析，进而让学生把握复杂零部件内部结构特征，进而使教学内容更加直观，同时借助虚拟仿真技术，将仿真模型装配和实体拆装相结合，可以提高学生对实验的兴趣和积极性，进而提高实验效果。

2虚拟仿真技术在药学实验教学中的应用分析

2.1实验操作技能的训练和培养。

在药学的实验教学中，首先要对学生进行实验操作技能的训练，并对学生进行培养。由于虚拟仿真技术是最近在教学中应用，而操作也存在一定的困难，如果仅仅依靠教师对学生进行示范操作办法，并不能让学生掌握其操作技术。故此，在药学实验中运用虚拟仿真技术，要首先要让学生进行实时的操作，让学生借助对试验项目进行反复操作训练，进而节约实验的原料，进而掌握实验操作技能。同时，要对学生进行实验能力的拓展。故此，学生通过虚拟仿真操作训练。培养学生对大型分析仪器的结构、原理等有更深入的认知理解，提高操作仪器设备的能力。

2.2仿真训练。

在药学实验教学中，仿真的训练也是其中的重要内容。在药学实验教学中，虚拟仿真技术的训练可以提高学生的实验效果。在药学实验教学中，采用计算机虚拟仿真技术，包括了GMP标准下的药物颗粒制剂生产、片剂生产、胶囊剂生产、水针剂生产以及卫生水系统、空调空压设备等，进而具有操作能力高、操作便捷以及形象生动等优势，且对许多复杂设备、间歇性生产控制、GMP质量管理等进行了三维立体的场景仿真，具备一定的智能化反应能力，同时学生在药学实验中使用虚拟仿真技术进行实验，可以让学生熟练的练掌握药物制备GMP认证要求及生产操作训练，保证学生在生产实习时能快速适应、掌握药物制备的能力，更好地培养学生的实践能力。故此，仿真训练在学生进入实习企业有着重要的影响[2]。

2.3创新设计能力以及评价。

在药学的实验教学中，要培养学生的创新设计能力，且进行实验自测和考核评价。在药学实验的教学中，学生借助虚拟仿真技术，让学生用计算机模拟的手段设计出和筛选出具有潜在结合功能的药物利用实验验证的方式，进而选择候选药物，同时，中心建设的药物分子虚拟筛选模块转化成供学生操作实训的虚拟仿真平台。实现真实实验难以开展的药物筛选的操作实训，培养学生创新实践能力，之后可以对试验的模块进行仿真考试，利用虚拟仿真技术进行自我测试和考核评价，根据系统给出的评价进行修改实验数据。故此，在药学实验教学中，要创新学生的设计能力，借助虚拟仿真技术对其实验模块进行测评，进而提高药学实验教学的质量[3]。

3结论

总而言之，随着科学技术和大数据的发展，其科学技术以及大数据的应用已经渗透到社会的各个方面，学校教学也不例外。故此，在一些实验教学中，随着科学技术的进步，其实验手段也在不断的发生变化。故此，在药学实验教学中应用虚拟仿真技术，借助虚拟仿真技术的安全、节约、直观以及吸引学生兴趣和注意力等优势，打破原有的实验教学模式，进而提高学生的自主学习能力和创新能力，进而在教学中发挥着重要作用。

参考文献

[1]陈章宝,肖国君,邓君,等.虚拟仿真技术在药学实验教学中的应用研究[J].中国教育信息化,2015(10):86-87.