土木工程仿真模拟实验室建设研究论文

土木工程仿真模拟实验室建设研究论文（精选12篇）

篇1：土木工程仿真模拟实验室建设研究论文

土木工程仿真模拟实验室建设在我国大部分高校起步较晚,国家近年来的政策也在引导各个高校加强这类实验室的建设。其建设模式要不断完善和创新,只有创新再能够不断发展,同时它的建设要紧紧把握土木工程专业建设的前沿,做到有针对性,实效性。

2.1突出教师的主体地位,全员、全过程参与建设

实验室建设的主体以往都是实验员,相关任课教师较少参于。建设之初,该校就把专业教师定为实验室建设的主体,以学校骨干教师和和企业的技术骨干为主,组建了实验室的教师团队。实验室教师必须深入了解土木工程相关技术。为让教师的技术水平提高,则完全由实验室的教师参与实验室模拟仿真仪器的设计、采购、调试工作,企业的技术骨干起到协助的`作用。采取这样的做法,能够使实验室教师深入地了解土木工程前沿技术,为教师和学生进行仿真模拟的创新研究打下了基础。

2.2实验室硬件、软件建设并重

在开设了土木工程专业的高校中,大多数都具有一定的基础硬件,对于基础性、传统性实验的开设不存在问题,但专业仿真模拟实验软件费用较高,加之管理部门认识上的偏差,资金往往不易到位。根据土木专业的学科特点,仿真模拟实验项目的应用研究通常要使用一些高档软件,这就需要建设过程中软件和硬件一起抓。土木仿真模拟实验室购置的计算机设备性能优良,还相继购置了一些先进的专业软件,软件主要包括材料力学仿真、建筑材料仿真、建筑施工仿真、工程管理仿真。这样一来,传统实验室建设模式改变了,并有效调整和重组了原有的设备,使实验室仪器设备的配置达到了最优化。另配备投影仪和视频展台等教学演示设备。同时提升了网络环境,与学院的办公网络统一组网,学院内部实现了局域网互联、资源共享,具备网上办公和网上教学的特点,实验室范围内安装了无线网络,利于多种形式的实验的进行,同时满足了专业及技术发展的需求。2.3加强与企业单位联合共建土木工程是工程实践性较强的工程技术科学,加强建设仿真模拟实践环节是很重要的。为使实践效果提高,学生在校内不但可以做一些仿真模拟实验,还能根据学校的条件,去到生产企业中做一些真实的实验。另外,一个完善的且具有较高水平的土木仿真模拟实验室的建设,将会花费一笔不小的开支,就学校自身的实力是很难达到的,因此,联合企业共建是一个很好的选择,一些高校与校外企业建立了校外实习基地。企业可以设立联合基金,鼓励学生结合生产实际开展创新实践活动,校企优势互补,同时实验室可以协助企业及社会开展培训,促进实验室自身发展。

2.4加强实验室开放与创新

土木仿真模拟实验室应面向学校所有的教师和学生开放,为教师和学生提供创新的平台。为保证教师和学生的科研创新,在实验室值班教师的指导下,查阅仿真模拟相关资料,研究相关的创新和实验,仿真模拟实验教学不但展现了学科优势,还能拓宽学生的视野,学生个性化的需求得到满足,培养了他们的创新能力,使实验室成为培养人才科科研的基地。开放性实验室不仅要在学校开放,还要对外进行开放。例如非本校生可以收取一定的费用作为实验室的发展基金。增强实验室活力的重要前提是对外开放交流,这样可以提高研究质量、出更多的成果、培养更多的人才。合作研究、开放课题等多种形式吸引外单位研究人员到实验室开展合作研究工作,达到活跃学术思想、促进相关技术创新的目的。

2.5建立良好科学的运行机制

良好的运行机制能够保证实验室的正常运转和良性发展。该校建立了完善科学的运行机制,实行实验室主任负责制。实验室日常的管理和运作由实验室主任负责,实验室主任也是学校和企业之间的关系纽带。为了发挥实验室在科学研究以及实验中的强大作用,实验室教师实行值班制度,这对于教师和学生的科研与实验是有利的,任课教师和企业技术人员要进行定期交流,聘用施工企业技术骨干、校外设计担任专业课程的仿真模拟实验教学,加强锻炼实验室教师的动手能力。强化校、院二级实验室管理观念。在校教务处、资产处的积极支持下,根据专业学科特点,以提高实验教学质量、培养学生创新能力的宗旨,统筹规划、合理设置、优化管理,最大限度地发挥实验室人、财、物的投资效益。

3结语

我国土木工程学科及教育的发展,除了要对国外的先进教学经验进行借鉴外,还要结合国情以及各个高校自身情况,不断摸索出一条符合我国实际的建设仿真模拟实验室的模式。实践证明,学生实验的积极性可以通过仿真实验室的建设来提高,也不受原来的实验教学方法的限制,促进了学生动手能力以及创新能力的提高。与此同时,鼓励教师自身开发仿真实验项目,从而更加有效的提高应用型人才培养质量。

篇2：土木工程仿真模拟实验室建设研究论文

仿真模拟实验是相对于实物实验而言的,两者的主要区别在于:实物实验中,实验的对象以及使用的实验工具都是实物;而在仿真实验中,用的是虚拟的仪器以及设备。早在20世纪30年代仿真技术就出现了,到90年代发展到了成熟阶段。近几年来,虚拟现实、交互仿真等先进的仿真技术应用领域不断拓展。利用计算机技术,很多高校在实验教学中开发出仿真系统不仅使实验结果具可视化和直观性,且有反复操作的特性,使实验教学模式得到了改变,促进了教学质量的提高。山东科技大学于建立了土木工程仿真模拟实验室,经过两年的建设,初见成效,初具规模。土木工程仿真模拟技术实际上属于新生事物,在建设过程中也遇到一些问题:达到软硬件条件的最合理配备,结合土木工程学科的特点,关键必须配备先进的模拟软件,目前市场缺发相应的产品;相关专业教师参与研究的积极性较弱;与大型设计、施工企业合作还有很大的研究开发空间;管理方式和管理制度还有不断完善的空间。这些问题的出现,要求我们对土木工程仿真模拟实验室的建设要不断研究,在研究中使其得到全面发展。

篇3：土木工程仿真模拟实验室建设研究论文

仿真模拟实验是相对于实物实验而言的,两者的主要区别在于:实物实验中,实验的对象以及使用的实验工具都是实物;而在仿真实验中,用的是虚拟的仪器以及设备。早在20世纪30年代仿真技术就出现了,到90年代发展到了成熟阶段。近几年来,虚拟现实、交互仿真等先进的仿真技术应用领域不断拓展。利用计算机技术,很多高校在实验教学中开发出仿真系统不仅使实验结果具可视化和直观性,且有反复操作的特性,使实验教学模式得到了改变,促进了教学质量的提高。山东科技大学于2012年建立了土木工程仿真模拟实验室,经过两年的建设,初见成效,初具规模。土木工程仿真模拟技术实际上属于新生事物,在建设过程中也遇到一些问题:达到软硬件条件的最合理配备,结合土木工程学科的特点,关键必须配备先进的模拟软件,目前市场缺发相应的产品;相关专业教师参与研究的积极性较弱;与大型设计、施工企业合作还有很大的研究开发空间,管理方式和管理制度还有不断完善的空间。这些问题的出现,要求我们对土木工程仿真模拟实验室的建设要不断研究,在研究中使其得到全面发展。

2 土木工程仿真模拟实验室建设模式研究

土木工程仿真模拟实验室建设在我国大部分高校起步较晚,国家近年来的政策也在引导各个高校加强这类实验室的建设。其建设模式要不断完善和创新,只有创新再能够不断发展,同时它的建设要紧紧把握土木工程专业建设的前沿,做到有针对性,实效性。

2.1 突出教师的主体地位,全员、全过程参与建设

实验室建设的主体以往都是实验员,相关任课教师较少参于。建设之初,该校就把专业教师定为实验室建设的主体,以学校骨干教师和和企业的技术骨干为主,组建了实验室的教师团队。实验室教师必须深入了解土木工程相关技术。为让教师的技术水平提高,则完全由实验室的教师参与实验室模拟仿真仪器的设计、采购、调试工作,企业的技术骨干起到协助的作用。采取这样的做法,能够使实验室教师深入地了解土木工程前沿技术,为教师和学生进行仿真模拟的创新研究打下了基础。

2.2 实验室硬件、软件建设并重

在开设了土木工程专业的高校中,大多数都具有一定的基础硬件,对于基础性、传统性实验的开设不存在问题,但专业仿真模拟实验软件费用较高,加之管理部门认识上的偏差,资金往往不易到位。根据土木专业的学科特点,仿真模拟实验项目的应用研究通常要使用一些高档软件,这就需要建设过程中软件和硬件一起抓。土木仿真模拟实验室购置的计算机设备性能优良,还相继购置了一些先进的专业软件,软件主要包括材料力学仿真、建筑材料仿真、建筑施工仿真、工程管理仿真。这样一来,传统实验室建设模式改变了,并有效调整和重组了原有的设备,使实验室仪器设备的配置达到了最优化。另配备投影仪和视频展台等教学演示设备。同时提升了网络环境,与学院的办公网络统一组网,学院内部实现了局域网互联、资源共享,具备网上办公和网上教学的特点,实验室范围内安装了无线网络,利于多种形式的实验的进行,同时满足了专业及技术发展的需求。

2.3 加强与企业单位联合共建

土木工程是工程实践性较强的工程技术科学,加强建设仿真模拟实践环节是很重要的。为使实践效果提高,学生在校内不但可以做一些仿真模拟实验,还能根据学校的条件,去到生产企业中做一些真实的实验。另外,一个完善的且具有较高水平的土木仿真模拟实验室的建设,将会花费一笔不小的开支,就学校自身的实力是很难达到的,因此,联合企业共建是一个很好的选择,一些高校与校外企业建立了校外实习基地。企业可以设立联合基金,鼓励学生结合生产实际开展创新实践活动,校企优势互补,同时实验室可以协助企业及社会开展培训,促进实验室自身发展。

2.4 加强实验室开放与创新

土木仿真模拟实验室应面向学校所有的教师和学生开放,为教师和学生提供创新的平台。为保证教师和学生的科研创新,在实验室值班教师的指导下,查阅仿真模拟相关资料,研究相关的创新和实验,仿真模拟实验教学不但展现了学科优势,还能拓宽学生的视野,学生个性化的需求得到满足,培养了他们的创新能力,使实验室成为培养人才科科研的基地。开放性实验室不仅要在学校开放,还要对外进行开放。例如非本校生可以收取一定的费用作为实验室的发展基金。增强实验室活力的重要前提是对外开放交流,这样可以提高研究质量、出更多的成果、培养更多的人才。合作研究、开放课题等多种形式吸引外单位研究人员到实验室开展合作研究工作,达到活跃学术思想、促进相关技术创新的目的。

2.5 建立良好科学的运行机制

良好的运行机制能够保证实验室的正常运转和良性发展。该校建立了完善科学的运行机制,实行实验室主任负责制。实验室日常的管理和运作由实验室主任负责,实验室主任也是学校和企业之间的关系纽带。为了发挥实验室在科学研究以及实验中的强大作用,实验室教师实行值班制度,这对于教师和学生的科研与实验是有利的,任课教师和企业技术人员要进行定期交流,聘用施工企业技术骨干、校外设计担任专业课程的仿真模拟实验教学,加强锻炼实验室教师的动手能力。强化校、院二级实验室管理观念。在校教务处、资产处的积极支持下,根据专业学科特点,以提高实验教学质量、培养学生创新能力的宗旨,统筹规划、合理设置、优化管理,最大限度地发挥实验室人、财、物的投资效益。

3 结语

我国土木工程学科及教育的发展,除了要对国外的先进教学经验进行借鉴外,还要结合国情以及各个高校自身情况,不断摸索出一条符合我国实际的建设仿真模拟实验室的模式。实践证明,学生实验的积极性可以通过仿真实验室的建设来提高,也不受原来的实验教学方法的限制,促进了学生动手能力以及创新能力的提高。与此同时,鼓励教师自身开发仿真实验项目,从而更加有效的提高应用型人才培养质量。

摘要：该文对土木工程仿真模拟实验室的建设现状进行全面的分析,提出目前存在的问题,通过任课教师亲自参与、加大实验软硬件投入、校企联合共建、运行开放机制等对实验室的建设模式进行了深入研究。

关键词：土木工程,仿真模拟,建设模式

参考文献

[1]郭成操.创新实验室建设模式培养创新型专门人才[J].实验室研究与探索,2010(6):195-197.

篇4：土木工程仿真模拟实验室建设研究论文

关键词：虚拟仿真实验室；制药工程专业；实践教学

一、研究背景

自2013年教育部颁布《关于开展国家级虚拟仿真实验教学中心建设工作的通知》（高教司函[2013]94号）以来，全国各高校掀起了建设虚拟仿真实验室的热潮。虚拟实验室（Virtually laboratory）最早于1989年在美国弗吉尼亚大学由威廉·沃尔夫教授提出。最初的虚拟仿真实验室基于计算机网络的虚拟实验环境，现在的虚拟仿真实验室是借助于图形图像、仿真和虚拟现实操作流程等技术，在计算机上所营造的可辅助或部分代替，甚至全部代替传统实验各个操作环节的相关软硬件环境。虚拟仿真实验室这一新型教育手段的出现原本是作为传统实验的辅助，然而随着现代化通信和网络技术的发展，虚拟实验的内容越来越丰富，虚拟仿真实验室不仅可以模拟实验现象、操作流程，让学生身临其境地操作，还能形象地展示原本无法触及的实验原理、设备构造等，在培养学生学习兴趣的同时，降低了学生掌握相关内容的难度，革新了实验教学的思想和理念。

在药学实践教学领域，虚拟仿真实验室的建设尤为重要。随着制药技术的快速发展，药物制备的方法、剂型越来越多，生产过程对设备控制要求越来越高，而进入药厂进行实际动手操作的机会越来越少，本科生药厂实习往往沦为生产部门走马观花式的“一日游”；另一方面，药厂对毕业生的动手能力要求越来越高。因此，仅靠传统的实验设备和教学方法，已经无法满足人才培养的需要。虚拟仿真实验教学依托专业软件、多媒体技术和数据库技术，能将实际的药厂设备对象“放大”或“缩小”，将难以观察的设备内部结构可视化，将高成本、高危环境的实验、实训项目常规化，通过与现有大型设备、实验仪器的结合，起到相互补充、相互促进的效果。

二、虚拟仿真实验室的优势

虚拟仿真实验室的优势主要体现在以下几个方面。

1.实验过程更安全

以药物合成中试实验为例，合成反应釜一般工作压力超过10Mpa，反应温度大多处于150℃～250℃，釜体外部温度也极高。作为实验教学内容，让学生操作既不安全也不现实，因此需在虚拟仿真环境下，突破实验条件的制约，开展实验教学。

将传统的反应装置改为程序控制的软件系统，在计算机上开展虚拟仿真教学，从投料、温度、压力、搅拌速度等反应的设定，到排气、出料、冷却水的循环使用等参数，都能通过软件模拟进行，并能直观地看到各个条件下的运行状态，通过软件计算出产量、能耗等数据。

2.实验消耗更节约

以生物制药用的发酵罐为例，中试级别耗费原料达到吨级以上，并且每批次生产周期长达数周，实验成本巨大。该类实验通过虚实结合，采用小型仿真设备的操作，结合计算机模拟中试生产，可以大大节约成本，即便学生操作失误，也可以重复进行，不必担心实验消耗的问题。

3.教学内容更直观

如制药工程与设备类课程，需要教会学生了解制药设备的作用，掌握其中零部件的构造。由于形体复杂，有些零部件内部结构之间存在观察盲区。通过创建仿真模型库，对复杂零部件任意位置、任意角度剖切，能帮助学生全面把握复杂零部件内部结构特征，从而更容易掌握生产原理。

4.学习兴趣更浓厚

如药厂与车间设计类课程，传统的教学采用课堂教学和机房CAD制图的形式，学生对于药厂车间布局、物料流通、空气装置等核心因素没有直观的感受。通过仿真模型装配与实体拆装相结合，可以提高学生的学习兴趣，加深其对药学工业设计的整体认知，深化对专业知识的理解。

三、江南大学制药工程专业虚拟仿真实验室的特色

江南大学药学院所建设的制药工程专业虚拟仿真实验室，开设有虚拟仿真实验项目，涉及模型演示药厂布局，结合3D动画演示，解析从原料药合成到制剂产品出厂的每一操作过程。学生通过完成虚拟仿真实验项目，加深了对相关课程的理解。在计算机虚拟实验之后，学生再到药厂实习，大大提高了实习效果，降低了办学成本。

制药工程专业仿真展示中心全面建设完成后，可以成为江苏省公开化制药工程专业仿真展示中心：在实验教学方面，加速药学院大一、大二学生对药物生产过程的理解，使学生在接触药学专业课之前建立药物的概念，提升药学专业课程的教学效果；社会公益方面，定期组织高中生、初中生参观仿真展示药物生产中心，激发学生对药学专业的兴趣、热情，扩大江苏省药学专业人才储备，保持江苏省制药工业的先进性。

制药工程专业教学内容贯穿了药品研发—实验室制备—药理毒理—注册申报—生产—质量检查的全流程，在制药工程专业虚拟仿真实验室建立前，已经成功建设了江南大學制药工程实践教育中心。这些条件决定了虚拟仿真实验教学中心具有以下特色。

1.实验项目虚实结合，相互倚重

针对药物合成中试生产等高危险、高消耗的实验项目，虚拟仿真实验中心重点建设，而且相应项目需要经过实际实验验证，保证了虚拟仿真项目的真实性；对于大型设备或综合型实训项目，则用开发的虚拟实验项目进行补充。

2.理论教学与虚拟实验相辅相承

制药工程各专业中有些课程理论教学难以达到直观明了的教学目的，如药厂与车间设计。通过典型车间、设备、物料管线的模型配制，结合传统的CAD制图，学生将所学理论知识融合到仿真实例中，并与药厂的实际建设情况对比，可验证所学理论，使理论知识学以致用。

3.实验项目贯穿药物生产全流程，为专业教学提供支撑

制药工程专业仿真展示中心设置了药物合成、制剂、药厂与车间设计三个模块，各实验系统以实际的生产线、设备及药厂场景为模拟对象，具有很强的工程性、情景性与互动性，不同理论课及实验课方向可选取所需模块的虚拟实验项目开展教学，充分考虑了专业共享，有助于提升教学质量。

4.培养工程人才，适应企业需要

在制药工程专业仿真展示中心，学生可以直观地学习和感受到药品生产企业的实景情境，通过仿真设备的学习和操作，大大提高实际动手能力，为进药厂实习打好基础。

实验教学是各学科，尤其是理工科教学的一个重要组成部分，对于保证教学质量、培养学生动手能力和创新能力具有重要意义，实验教学甚至决定了理工科教学效果的优劣。江南大学药学院通过建设制药工程专业的虚拟仿真实验室，大大提高了学生实验的主动性和积极性，打破了现有的实验教学模式的限制，更有助于提高学生的发散思维能力和创新能力。随着虚拟仿真实验室数据库和模型库的不断充实，这种教学模式将在教学中发挥越来越重要的作用。

参考文献：

[1]白雁，张娟，潘瑾，等.“虚拟实验室”在高校仪器分析教学中的应用[J].实验技术与管理，2011，38（12）：169-172.

篇5：数控机床仿真模拟加工实验报告

实验目的

1、熟悉典型数控加工仿真软件——宇龙数控加工仿真软件的特点及其应用；

2、通过软件系统仿真操作和编程模拟加工，进一步熟悉实际数控机床操作，提高编写和调试数控加工程序的能力。

3、了解如何应用数控加工仿真软件进行加工过程预测，以及验证数控加工程序的可靠性、防止干涉和碰撞的发生。

实验基本原理

宇龙数控加工仿真软件是模拟实际数控机床加工环境及其工作状态的计算机仿真加工系统；应用该软件，可以基于虚拟现实技术，模拟实际的数控机床操作和数控加工全过程。本实验在熟悉软件的用户界面及使用方法的基础上，针对典型零件进行机床仿真操作运行和零件数控编程模拟加工，从而预测加工过程，验证数控加工程序的可靠性、防止干涉和碰撞的发生。

实验内容及过程

本实验通过指导老师讲解和自己的实际操作练习，分两个阶段完成实验任务；具体如下：

一、初步熟悉数控加工仿真软件的用户界面及基本使用方法：

通过实际练习，了解应用宇龙数控加工仿真软件系统进行仿真加工操作的基本方法，包括：

如何选择机床类型；

如何定义毛坯、使用夹具、放置零件； 如何选择刀具；

FANUC 0i 数控系统的键盘操作方法；

汉川机床厂XH715D加工中心仿真操作方法等。

二、针对汉川机床厂XH715D数控加工中心，应用宇龙数控加工仿真软件对凸轮零件进行机床仿真操作运行和数控编程模拟加工：

凸轮零件图如下所示：

机床仿真操作运行和数控编程模拟加工过程如下：

1、机床开启

启动数控铣系统前必须仔细检查以下各项：1.所有开关应处于非工作的安全位置；2.机床的润滑系统及冷却系统应处于良好的工作状态；3.检查工作台区域有无搁放其他杂物，确保运转畅通。之后打开数控机床的电器总开关，启动数控车床。

2、机床回参考点

启动数控铣系统后，首先应手动操作使机床回参考点。将工作方式旋钮置于“手动”，按下“回参考点”按键，健内指示灯亮之后，按“+X”健及“+Z”键，刀架移动回到机床参考点

3、设置毛坯，并使用夹具放置毛坯

通过三爪卡盘将工件夹紧。

4、选择刀具并安装

直径￠10号的立铣刀，为编程方便，并考虑刀具半径对刀具中心轨迹的影响。

5、输入数控加工程序

00001 N10 G50 X-479.999 Y-385.002

Z-286.445 N20 S630 M03;N30 G01 Z-6.0 MO3 S500 F500;N40 X20.0 Y30.0;N50 G17 G02 X20.0 Y-30.0 R30.0;N60 G01 X-20.0 Y-30.0;N70 G02 X-20.0 Y30.0 R30.0;N80 G00 X-60.5 Y30.0;N90 M30;

6、进行对刀操作：

X方向，先手动让车刀接近毛坯X正向，然后手摇方式是刀具渐渐逼近毛坯直至刚碰上，记录此时坐标。退刀，让车刀移至X轴负方向，重复上叙操作，记录X负坐标。Y方向，同上。

Z方向，用手动使车刀接近毛坯上表面，然后用手摇方式使其缓慢下降，直至碰到毛坯，记录此时坐标。

7、自动加工运行操作及结果；

将工作方式旋钮置于“自动”，并从存储器中选择要运行的程序，按“循环启动”键，程序自动运行。在机床自动运行时，可按“进给暂停”按钮临时中止运行：刀具进给速度可以通过进给倍率旋钮来调整。若先按下“机床锁住”键，再按“循环启动”键，则机床不运动，但数控装置的显示器上能显示刀具位置的变化；这样可进行程序的模拟运行和检查。

8、刀具补偿参数的设置及修改；

设置刀具补偿半径为

，通过数控机床控制面板手工输入，可直接按工件轮廓的坐标数据编程以加工出合格的工件。

9、再次自动加工运行操作及结果

按程序设定轨迹空运行一次

实验心得体会与建议

篇6：生物工程仿真模拟实训报告

生物工程仿真模拟训练的目的和要求

1．让学生了解和掌握生物工程专业知识在实际生产中的应用方法，将所学专业知识与生产实践相结合。

2．通过学生亲自动手反复进行操作，掌握实际生产中的多项操作技能，提高学生动手能力。

3．针对不同专业不同侧重面的教学需求，使学生更全面、具体和深入地了解不同的生产装置，达到具有针对性和侧重性地组织实习教学。

4．掌握生物工程仿真模拟训练的各装置的生产工艺流程和反应原理。

5．学生要严格按照操作规程进行仿真模拟训练操作。

6．在仿真模拟训练中培养严谨、认真、求实的工作作风。

7．在仿真模拟训练中总结生产操作的经验，吸取失败的教训，为以后走上生产岗位打下基础。

第一天

我们进行了对有关生物工程方面涉及到得设备的认识和对生物工程相关的下有操作的流程进行了学习，通过第一天的学习，使我们巩固了有关设备和操作流程方面的知识，同时使我们对设备和操作流程有了更直观更深刻的认识，通过这一阶段的学习基本了解和掌握了设备和相关的流程操作，基本具备了独立分析和操作相关设备和流程操作的能力。

第二天

上半段，我们开始了生物工程仿真训练青霉素发酵的准备工作，这一阶段胡老师要求我们每个人阅读并学习了《青霉素发酵使用手册》。

其中包括背景知识，即菌种的介绍、发酵工艺、青霉素的单位。

第二部分包括反应机理的介绍，其中有菌种的介绍、孢子的制备、种子的制备、发酵、提取和精制、成品鉴定、成品分装。

第三部分包括：

工艺流程

前两部分是对以前学过的生物技术知识的提炼、概括、巩固。而后两个部分则是仿真是训练的主要内容，对于我们来说都是新的东西，都是需要我们学习和注意的。

后半阶段则开始了真正的生物工程仿真训练，我们每个人在自己的电脑上安装了“制药工程实习仿真软件”。我们首先操作的是青霉素的“正常发酵”，这一过程我们需要正确严格的操作各项指标，以达到青霉素的正常发酵。在这个过程中，由于是第一次接触这个软件，而且在阅读《青霉素发酵使用手册》时缺乏耐心，阅读时显得有点急躁也有点自负，当我打开这个软件时有点手忙脚乱，不知道从哪里入手，这是才意识到《青霉素发酵使用手册》的重要性，故我回过头来仔仔细细、认认真真的进行了对其的学习，通过这次小小的失败也让我意识到了耐心的重要性，做任何事情都应该认认真真、踏踏实实、不急不躁，同时让我对“欲速则不达”有了更深刻的认识。

通过上一次阅读学习，当我第二次打开这个软件的时候显得是那么熟悉，同时我表现得游刃有余。这一过程我们至少需要操作十八步：

一、进料（基质），开备料泵

二、开备料阀

三、备料后（罐重100000KG）关备料阀

四、开搅拌器

五、设置搅拌转速为200转

六、开动空气系统，通风

七、开通风阀

八、开排气阀

九、投加菌种

十、补糖，开补糖阀

十一、补氮，开加硫胺阀

十二、开冷却水，维持温度在25℃

十三、调节pH值

十四、添加前体，不能超过1KG/M

3当发酵结束后，需要出料，其中包括：

一、停止进空气

二、停搅拌

三、关闭所有进料，开阀出料

这个过程中需要注意的有：

一、剩糖浓度不能超过5kg/m

3二、pH值前期保持在6.8-7.2之间，后期保持在6.4-6.5之间

三、温度保持在25℃左右

四、溶氧浓度不低于30%

五、泡沫高度不能超过30CM

在所有指标都在要求范围内的条件下使其发酵，当达到发酵时间后则开始放料，正常发酵结束。

第三天

我们开始模拟非正常发酵，其中包括了：

一、发酵过程中pH偏低

二、发酵过程中pH偏高

三、发酵过程中溶氧浓度低

四、发酵过程中残糖浓度低

五、发酵过程中温度偏高

六、泡沫高

我们对以上六种情况分别进行了模拟，由于有正常发酵的基础，这一阶段显得比较简单，所有指标和操作分都能得到满分，这时心里特别有成就感！这也是在生物工程仿真训练过程中感觉最好最有意思的时期！

在发酵过程中pH偏低则需要开打氨水流量，pH偏高则需要关闭进氨水同时开大补糖阀，发酵过程中溶氧浓度低则需要开大进空气阀V02调节溶解氧大于30%，发酵过程中残糖浓度低则需要开加糖阀补糖，发酵过程中温度偏高则需要开通冷却水进水冷却，发酵过程中泡沫高则需要添加消泡剂以达到泡沫高度不超过30CM的目的。

第四天

我们自由操作，并对其他药物的发酵进行了练习。

篇7：模拟导游实验室建设申请

一、必要性

1、改善教学实训环境，提高导游教学实训水平

模拟导游实验室采用三维实景技术，身处教室之内就可以畅游于名胜古迹、名山大川之间，面对真实场景进行体验式的教与学，改变了教师单向灌输知识的模式，学生完全是在一个真实场景中学习、训练，不再是传统的死记硬背，能极大地提高学习热情和兴趣。

2、提高教学实训效率，增强教学实训效果

教师可以根据教学内容设置调用相应的现实场景、平面图片、DV短片以及文字等资源做补充性教学辅导。将各个旅游景点的历史沿革、文化背景、建筑特征、人文活动、自然风光及形成过程等要素，真实、清晰地展现在学生面前，使学生零距离、多角度地从中汲取营养，正确理解和掌握导游知识、技能和技巧。学生可在简易的微格中进行现实场景的反复练习，不断地进行自我完善，熟练后可以直接进入现实场景，大大缩短从理论到实践的过程。

3、有效降低导游教学及实训成本

导游教学及实训可以全天候，无障碍地在实验室中进行，甚至可以不必组织学生外出，节约了大量的人财物力。三维实景技术、仿真显示技术等先进技术在导游教学实训环 1

节的运用，极大地提高了导游职业教育的科技含量，又可以极大地提高设备使用率。

二、具体建设项目

建设同时满足100人，面积100平米左右，进行模拟导游教学、实训的多功能标准化实验室一个，模拟导游教学实训系统由软件系统及硬件系统两大部分构成，预算由学院相关主管部门组织论证及集中采购。建设的具体内容包括：

1、多媒体教学系统投影机 NEC VT676+10500.00;

计算机4500.00;

红叶100电动屏幕450.00；

中控台自制1000.00；

音响系统漫步者300.00；

其它配件500.00

讲台、可移动桌椅2000.00

总计：20000左右

2、模拟导游沙盘

浓缩青岛甚至山东著名旅游景点的微型景观模拟沙盘 2000左右

3、模拟导游教学系统软件

青岛、山东乃至全国著名旅游景点的三维立体模拟导游教学实训系统软。

青岛著名景点：栈桥、五四广场、八大关、小青岛、海底世界、奥帆基地、崂山太清宫等。

山东著名景点：趵突泉、泰山碧霞祠、蓬莱阁、孔庙、蒲松龄故居等。

5000左右

篇8：土木工程仿真模拟实验室建设研究论文

关键词：给水排水工程,水工艺与工程,模拟仿真,实习教学

虚拟实验室的概念是由美国弗吉尼亚大学Wil-liamWolf教授于1989年首先提出的[1]。虚拟实验室已经能够在特定数值模型的基础之上, 对现实中的物理化学过程、生命过程、实验过程、操作流程等实现软件模拟, 接受虚拟场景中的输入并经过模型计算, 对操作结果和实验现象进行呈现或再现, 从而达到对真实实验系统的模拟[2]。

实验室建设背景

桂林工学院资源与环境工程系的给水排水工程专业是学院转型后的新专业, 1992年正式成立, 至今已历时十六载, 先后招收专科生三届, 本科生十四届, 向社会输送给水排水专业人才八百多名, 也是广西区唯一的本科专业点, 并于2008年5月通过了建设部高等教育给水排水工程专业评估委员会的评估。作为一个反映学科专业发展要求, 同时也体现时代特点的《水工艺与工程模拟仿真实验室》的建设, 将在计算机上仿真再现国内最典型的城市给水厂和污水处理厂和特种工业废水处理的工艺流程, 通过设置不同的水质条件和流量条件, 设置各类设备故障, 再进行调控, 以达到处理要求和标准。在该平台上, 安装设计软件, 可进行课程设计、毕业设计, 建成后将是给水排水工程专业的一个特色和亮点。该实验室具投资少、收效大、手段先进、条件自控, 具有培养学生的综合运用专业知识、分析解决工艺与工程中的实际问题能力的特点。

实验室建设的必要性和迫切性

实习教学的重点是对学生的实际动手能力的培养, 实习教学也是学校教学中的难点。学校很难找到一种非常有效的办法对学生进行实践教学与技能训练, 通常的办法是将学生派到相关的工厂企业去进行跟班实习实训。但实训效果并不理想, 其一是到工厂实训只能看不能动, 没有动手的机会就很难学到实际操作技能;其二是因为水处理构筑物均为连续运行, 而实习的时间短, 因此, 在实训过程中很难遇到开工、停工、水质异常或设备故障等情况, 即使遇到了也没有亲自动手处理的机会;其三是企业对学生的实习, 除非有比较好的关系碍于情面给予照顾外, 一般不太欢迎, 因此实习教学的组织和管理难度大;此外, 到工厂企业的实习存在实习时间短、人数多、岗位少等问题。在实验室可控制条件的情况下, 如何培养学生的实际动手能力, 成为影响给水排水工程专业发展的一个重要因素。

实验室建设内容

《水工艺与工程模拟仿真实验室》体现了给水排水科学与工程专业的发展趋势。水工艺与工程是目前工程界应用技术最新、系统最复杂的领域之一, 要求设计精细化, 施工与管理数字化。学生学完专业课后去生产单位实习, 毕业后去用人单位应聘, 强烈感觉所学知识较新, 观念也先进, 但是对现代化的仪器仪表见得少, 操作更少, 至于在现代化的操作管理系统中解决问题的能力更是欠缺, 其原因在于学校以前从未设置相关的实验与手段, 传统给水排水工程专业的手段和方法在新形势面前确实落伍了。

采用模拟仿真技术针对实际生产装置开发的模拟仿真软件可以很好地解决以上问题。《水工艺与工程模拟仿真实验室》具以下几方面的功能:

(1) 《水工艺与工程》中实际生产装置的生产原理和工艺、相关构筑物等的CAI课件;

(2) 《水工艺与工程》装置的各种设备、构筑物异常或故障的操作模拟;

(3) 《水工艺与工程》装置生产条件或生产要求变化的操作模拟;

(4) 《水工艺与工程》装置控制系统 (DCS) 的操作方法模拟。

从建设实验室投入与效益看, 属投入少, 产出大, 该实验室不仅可教学, 还可用于上岗人员培训、专业绘图、课程设计、生产实习预演、毕业实习等。它的内容采用开放式平台, 可逐步开发具自身特色的软件加入运行, 开展研究性教学和开发。通过本实验室的建设, 可弥补现在教学实习费用不足、实习时间短、实习单位不好找等一系列现实问题。各种工程实例通过多媒体的形式, 在实验室中再现, 效果好。也可以在相应的课堂中, 由教师为学生介绍和演示污水处理厂的生产原理、工艺、主要构筑物以及生产操作等。

此外, 模拟仿真软件具备非常好的“操作评价功能”, 可实时跟踪记录仿真系统状态和学员的操作动作, 并给出科学公正的评判。所以仿真软件还可以用于对学生实训教学的考核与技能鉴定。

实验室软硬件环境要求

硬件系统是一套微机网络系统, 硬件网络结构如下图1所示。系统有一个教师指令台 (亦称上位机) , 根据需要, 系统所带学员操作站 (亦称下位机) 的个数可以灵活配置。教师指令台和学员站均为微型电子计算机, 对计算机的配置要求不高。

软件系统由四个部分组成, 分别为:

教师指令台运行总体监控软件, 是整个仿真系统的控制中心和教师的操作界面。用于实训内容选择、培训功能设置。教师站上运行的监控程序与管理程序对下位机的学员站进行实时监控与管理, 便组织教学。主要包括:状态恢复、工况重选、时标设置、事故设置、报表记录打印设置、快门记录、快门重演、成绩显示、程序冻结等。

工艺仿真软件主要进行生产装置的仿真数学模型的计算, 同时有培训内容选择、培训功能设置, 并能将专业教材上的难于描述的设备或工艺流程图用3D、FLASH等软件加工成多媒体动画生动、直观的表现设备的内部结构、工作原理、工艺流程, 方便老师制作课件、组织教学内容, 改变传统教学模式, 符合国家提倡的立体化、多媒体化教学方针。

仿控制系统 (DCS) 是学生进行仿真操作的界面。包括实际控制系统 (DCS) 中的操作画面和控制功能, 并与实际控制系统的画面、功能保持一致。同时还包括现场操作画面, 它与工艺仿真软件进行实时数据交换。综合训练学生工艺、设备、仪表、控制、电气3等方面的能力。有正常运行以及开、停车、事故处理等操作。

操作评定系统包括工艺操作指导, 操作结果诊断和操作结果评定。

建设意义

采用较小的投资建设《水工艺与工程模拟仿真实验室》, 利用现代多媒体技术与专业技术的结合, 实现教学内容、教学手段的更新, 激发了广大学生的学习兴趣和积极性, 提高了教学效果;能够弥补实习、实验教学的不足, 满足了在实地实习中难以进行的实训操作;可以重复和再现, 可以设计在实习中很少出现可见到的运行条件和场景, 低成本地实现水工艺和工程的过程控制, 对提高学生的动手能力具有不可替代的作用。

参考文献

[1]李亚, 王录, 郝应光等.远程教育与虚拟实验室[J].自然杂志, 2001, 23 (3) :157-160.

篇9：土木工程仿真模拟实验室建设研究论文

关键词：实验教学；虚拟仿真；土木类专业；工程素质

随着国内建筑行业的快速发展，对土木类人才的需求日益增加，土木类专业办学规模日益扩大。截至2013年，我国开设土木工程专业的高等学校达到439所，设置给水排水工程专业、建筑环境与设备工程专业的高等学校分别有192所和181所，土木类专业在校学生近40万人。专业扩招以及建筑企业安全管理等因素造成土木类专业在开展实践教学环节过程中遇到了很多技术难题，主要包括：（1）土木类专业实验综合性强，设备体量大，实验环境恶劣，资源消耗大，成本较高，特别是高危险、大型复杂但与实际工程结合紧密的实验无法在实验室内让本科生直接深入参与；（2）土木类专业相关教学实验选课学生多，实验操作复杂，实验开支较大，实验安排难度大，造成学生参与实验自主性不够；（3）受到场地和实习时间的限制，土木工程中施工周期长、一些隐蔽工程无法现场展示，一些大型实验无法让本科生动手参与。同时，在专业认识实习和生产实习环节学生只能参观构筑物但无法通过实际操作了解建筑过程的整体工艺。随着计算机技术和信息技术的发展，结合高等教育信息化建设开展土木类专业实践教学改革是克服实践教学环节技术困难的一个重要途径[1]。

虚拟仿真实验教学是高等教育信息化建设和实验教学示范中心建设的重要内容[2]。2013年，教育部根据《教育信息化十年发展规划（2011-2020年）》，决定开展国家级虚拟仿真实验教学中心建设工作[3]。其目的是鼓励高校采用多媒体虚拟现实技术和数值计算仿真技术，构建高度仿真的虚拟实验环境和实验对象，并进行教学方法、实验手段等方面的改革研究与实践探索，使实践训练及时跟上相关技术的发展。为了有效解决土木类专业开展实践教学遇到的技术困难，培养学生的工程实践能力，达到培养高素质的工程应用型创新人才的目的，北京工业大学土木类专业在国家级实验教学示范中心——土木工程实验教学中心的基础上，利用多媒体虚拟现实技术和数值计算仿真技术，构建高度仿真的虚拟实验环境和实验对象，并进行教学方法、实验手段等方面的改革研究与实践探索。2013年12月北京工业大学土木工程虚拟仿真实验教学中心入选国家级虚拟仿真实验教学中心。

一、虚拟仿真实验教学中心建设理念和思路

紧密结合土木类专业实践性强、工程能力培养要求高的专业特点，土木工程虚拟仿真实验教学中心建设始终坚持“虚实结合、相互补充、能实不虚”的理念。在虚拟仿真平台建设规划过程中，明确了实体实验和虚拟实验的定位，确立了“能实不虚”的建设原则。以“实”为目标、“虚”为手段，扬长避短，以“虚”来加强理论知识与实践动手操作的联系，以“实”来提高学生解决工程实际问题的能力。即将虚拟实验手段融入课前预习、课上实训和课后实践等环节中，用虚拟实验对实验现象进行展示、对实验仪器设备的使用流程和注意事项进行说明。通过计算机虚拟环境进行交互性虚拟实验使其成为理论和实践教学的重要补充和有效辅助手段，从而最大限度提高学生的工程素质。

虚拟仿真实验教学中心的建设目标是采用网络技术、多媒体、人机交互等技术构建高度仿真的虚拟仿真实验教学平台，解决土木类专业实践教学环节中的技术难题，培养学生的创新精神、实践能力、自主学习能力以及获取信息、运用信息的能力。

在虚拟仿真实验教学系统的开发过程中，中心坚持“重点开发、积极引进、软硬结合、适当超前”的基本思路。优先选择土木类专业实验难度大、实验花费高（如大型结构破坏性实验、重复次数多的混凝土梁加载实验、大型水质仪器分析实验、建筑设备智能控制实验、污水处理实验等）、专业理论性较强的实验项目进行虚拟仿真实验教学系统开发试点，同时积极引进国内外成熟的虚拟仿真实验教学系统，充分重视虚拟实验环境的真实感、可操作性。

虚拟仿真实验教学中心面向学生采用“多层次”的开放模式。包括虚拟实验不限时开放、教学实验室预约开放（定期开放与网站预约开放相结合）和全天候开放创新基地三层次，使现有资源最大限度得到利用。

二、依托虚拟仿真实验教学中心建设积极开展土木类专业实践教学体系改革

北京工业大学土木类专业坚持“实践教学一条线”、“创新人才培养不断线”的教改思路，将实践教学体系分为三个层次：

（1）工程认识实践与基础训练层次。主要包括各课程教学大纲所规定的基本型实验。

（2）专业应用实践层次。主要包括大纲中规定的综合设计型及个性化创新型实验（综合知识的应用、创新思维培养）。该层次整合了学科基础课、专业主干课及其综合实践环节等，目的是着力进行学科基础技术研究方法的教育。

（3）工程实践层次。以土木工程一级学科为平台，发挥科研活动的支撑与引领作用，以工程为背景，实现学生真实工程环节的训练，增强学生工程实践能力，使学生从专业技能培养逐步进入学科前沿，在加强面上培养的同时实现点上的突破。

土木工程虚拟仿真实验教学中心首先重点解决专业应用实践层次和工程实践层次遇到的主要问题。依托虚拟仿真实验教学中心建设，积极开展实践教学体系的改革，主要包括：（1）围绕虚拟仿真实验教学平台建设创新培养方案，包括在教学计划中增设创新实践课程和改革实验环节的指导模式。（2）推进实践教学内容更新。实践教学大纲必须明确提出“虚实结合、相互补充”的具体实施方案以及具体的培养目标。（3）将高层次的学科建设平台、高水平的科研与工程技术项目以及高质量科研成果融入虚拟仿真实验系统建设，扩大虚拟仿真实验的范围。（4）加强多媒体、网络技术的应用，实现多层次开放模式。（5）改革实践环节评分考核模式。注重对学生利用平台进行自主实验、互动交流过程的考核，强化对学生分析实验结果能力以及答辩的考评。

三、虚拟仿真实验教学平台的功能

以国家级土木工程实验教学示范中心硬件平台为基础，虚拟仿真实验教学中心第一阶段建设是基于Eclipse、WebBuilder、Visual Studio、Adobe Flash、LabVIEW等开发平台和工具并结合主流的专业仿真计算软件30余套（包括PKPM、ANSYS、ABAQUS、5D施工BIM等）开展实践教学环节的虚拟仿真建设。目前土木工程虚拟仿真实验教学中心下设10个虚拟仿真实验教学平台，即大型设备结构实验虚拟仿真平台、混凝土梁静载实验虚拟仿真平台、桥梁工程实验虚拟仿真平台、工程施工虚拟仿真平台、工程测量虚拟仿真平台、道路勘测设计一体化虚拟仿真平台、楼宇自控系统虚拟仿真实验平台、空调系统调试虚拟仿真实验平台、大型水质分析仪器虚拟仿真平台、水处理工艺运行虚拟仿真平台，利用平台建成了相应的土木类专业虚拟仿真实验教学系统。

虚拟仿真实验教学平台主要功能包括：

（1）利用平台实现虚拟实验仪器开展实验和搭建典型的实验项目。平台建设紧密结合土木类专业实验教学需求，使学生利用平台进行虚拟仪器操作和动手搭建实验系统并配置相关技术参数。如大型水质分析仪器仿真与模拟操作系统对大型气相色谱仪、TOC/TN、原子吸收光谱仪等的构造及工作原理进行仿真模拟，同时将仿真模拟系统与仪器离线操作平台偶联，实现仪器的模拟操作与样品分析仿真；利用钢筋混凝土简支梁静载实验模拟系统可以自行设置梁的截面尺寸、配筋、长度等几何参数和混凝土、钢筋等材料参数形成自己的实验对象，在虚拟场景中布设支座形式、分配梁、加载点等加载条件和设备，扩大学生能够操作实验工况的数目。

（2）利用平台实现数字化工程设计和虚拟施工、调试及运行。工程施工虚拟仿真平台充分利用建筑信息模型（Building Information Modeling简称BIM）技术完成了土木工程关键施工过程模拟动画30套，能够基本实现对土木工程施工关键过程的模拟仿真；工程测量虚拟仿真平台所建立的仿真系统能模拟校内外实验场地条件以及各种工程测量实验仪器设备，可实现人机交互操作，形象地展现了工程测量课程中主要实验环节的工作过程；道路勘测设计一体化虚拟仿真平台利用当今国际道路勘测设计主流技术，将野外道勘实习基地和校内道勘实训中心集成为数字化、一体化、可视化的虚实结合、内外结合的教学平台，主要功能是利用真实项目完成道路勘测与设计的综合实训；楼宇自控系统虚拟仿真实验平台利用楼宇自控虚拟仿真系统制作的虚拟控制对象来代替真实对象，不仅接受控制器的控制信号，而且还能向控制器发出各种反馈信号，反映实际系统的响应，从上位机控制界面上直接显示控制过程和控制结果，给学生带来“身临其境”的感觉，为楼控系统的编程和调试带来很大方便，有利于对空调系统控制原理的认识以及对楼宇自控技术的学习和应用。

（3）利用平台的网络化协同支持教学。平台构建了作业、协同交流、答疑、留言、测试、文件存储等模块，中心网站具有友好的用户界面，用于为师生用户提供相对完整的实验学习支持系统。在功能上包括提供实验设计、背景知识、参考资料和课件等。针对学生用户，记录其实验过程，包括实验报告、数据、实验结果统计、成绩评定、教师评语等；针对教师用户，提供实验设计、分类实验结果和内容统计等。

（4）基于网络的宣传、交流和实验展示功能。平台具有信息发布、成果展示、专业介绍、实验设计、教学名师、精品课程等宣传和展示功能。虚拟仿真实验教学平台体现了全天候开放性，随时随地可以访问；体现了创新性，利用现代信息技术，实现了低成本，高安全，运行维护方便，改进教学效果，积极革新教学模式的目的。

四、注重利用“产、学、研”合作建设虚拟仿真实验教学中心

土木类专业教师的虚拟仿真技术开发能力、网络多媒体技术水平是影响虚拟仿真实验教学平台建设水平的一个主要因素，软件公司的技术人员对专业实践教学要求的理解对平台开发效果有重要的影响。为了提高中心下设的虚拟仿真实验教学平台的建设水平，中心本着“优势互补、资源共享”的原则与建研科技股份有限公司、北京长筑工程软件有限公司等近10家软件开发单位开展校企共建共管的合作模式。一方面，企业参与土木类实践教学计划制订，为中心建设提供各类技术资料、工艺规程和软件，参与中心虚拟仿真实验教学平台的研发工作、软件维护和升级管理工作，确保了平台良好的运行状态并始终处于同类平台的领先地位，服务于校内人才培养；另一方面，校企合作共建的虚拟仿真实验教学中心为企业软件产品的市场推广、人才培训提供支持，中心教师也积极为企业的研发工作提供技术支持。通过人才培养这个纽带，学校和企业整合各自优势，结成战略合作伙伴关系，从而为土木工程虚拟仿真实验教学中心的可持续发展提供了强大的技术研发支撑平台。

五、虚拟仿真实验教学中心建设的效果

中心搭建14门实验课程，其中设计型1门、创新型4门、综合型9门。中心经过第一阶段建设，土木类专业能够将虚拟实验和真实实验结合的实践环节的比例超过30%。虚拟仿真实验教学中心直接面向于全校6个专业并对全校其他专业开放，年均直接受益人时数近60000（人·小时）。

通过三年实践教学平台的“虚实结合”建设以及实践教学体系改革，中心对人才培养的教学效果主要体现在以下方面：

（1）强化了“学生是主体、教师是主导”的教学理念，提高了实验教学质量，学生自主参与实践环节的能力得到加强。

（2）实现了虚拟仿真平台和校外实习基地建设相互补充、相互支持，提高了土木类专业校外实习环节的效果，强化了工程素质的培养，有助于培养学生的专业学习兴趣。

（3）通过“虚实结合”拓宽了学生的专业视野，提高了学生的自主学习能力，加强了学生的创新意识和创新能力的培养。

（4）“虚实结合”的实践教学模式的开展促进了实验教学管理体系的改革，促进了实验教学队伍水平的提高。

总之，土木类专业应紧密结合行业的相关需求以及学校的发展定位来开展虚拟仿真实验教学中心建设，要坚持“虚实结合、相互补充、能实不虚”的理念，以培养学生的创新能力、自主学习能力、工程实践能力为目的开展工作。同时要积极与相关技术公司开展“产、学、研”合作来提高虚拟仿真实验教学平台建设水平。实践表明，虚拟仿真实验教学有助于解决由专业扩招以及建筑企业安全管理等因素造成的实践环节中遇到的技术难题，有助于培养高素质工程应用型创新人才和实现教学运行经费高效利用。虚拟仿真实验教学平台对提升土木类专业的整体实践教学水平能起到良好的促进作用，对提升建筑行业单位的技术水平有明显的促进作用。

参考文献：

[1] 张敬南，张镠钟. 实验教学中虚拟仿真技术应用的研究[J]. 实验技术与管理，2013（12）：101-104.

[2] 戴成梅，戴成建. 基于 LabVIEW 的电工电子网络虚拟实验室研究与开发[J]. 实验室研究与探索，2011（2）：74-78.

[3] 教育部高等教育司. 关于开展国家级虚拟仿真实验教学中心建设工作的通知（教高司函〔2013〕94号）[Z].

[本文工作得到2013北京工业大学教学研究立项（ER2013B07）的资助]

篇10：土木工程仿真模拟实验室建设研究论文

根据《河北省工程技术研究中心建设与管理办法》、《河北省重点实验室建设与管理办法》，经研究，制定申报建设省级工程技术研究中心和重点实验室须知：

1、申报前准备：申请前应仔细阅读《河北省工程技术研究中心建设与管理办法》、《河北省重点实验室建设与管理办法》和相关要求，申报建设项目应符合其基本条件。

2、填报事项：按格式要求认真填写《河北省工程技术研究中心建设项目申请书》、《河北省重点实验室建设项目申请书》，要求网上申报的，在网上填写申请书。

3、申报材料：《河北省工程技术研究中心建设项目申请书》或《河北省重点实验室建设项目申请书》及附件材料各1份报科技厅业务受理大厅，《申请书》应有主管部门、依托单位推荐意见、印章齐全。申请材料附件包括：固定人员名单，科研、办公用房情况，仪器设备台（套）及原值、中试生产线数量及原值，承担项目合同（或协议、任务书等）、到帐经费证明，自主知识产权证明（专利、标准、某些行业批准的具有自主知识产权意义的国家级证书如新医药、新农药、新软件、经国家或省审（签）定的动植物新品种等），获奖证明，论文、专著，其它科技成果（如新技术、新产品等）。

4、立项程序

（1）由科技厅平台建设与基础研究处对材料进行形式审查，未通过形式审查的项目，通知申请单位主管部门；通过形式审查的，商科技厅相关处室、财政厅、发改委进行初审，提出拟建工程技术中心、实验室名单，报厅长办公会审定。

（2）按厅长办公会审定的名单，向主管部门、建设单位下达组织可行性论证通知。（3）组织编写论证材料：按格式要求编写《河北省工程技术研究中心可行性论证材料》或《河北省重点实验室可行性论证材料》，经主管部门和建设单位审核、签署意见并盖章，将纸质材料和电子文档各1份报科技厅。

（4）组织可行性论证：省科技厅会同省财政厅、发改委组织专家到建设单位现场进行可行性论证，对通过论证的，纳入省级工程技术研究中心、重点实验室建设计划。

（5）编写计划任务书：通过论证的工程技术研究中心、实验室建设项目，按格式要求编写《河北省工程技术研究中心建设项目计划任务书》或《河北省重点实验室建设项目计划任务书》，经建设单位、主管部门签署意见并盖章后报科技厅，进入项目建设阶段。

5、验收

（1）验收申请：建设单位完成任务书规定的建设任务后，经主管部门同意向科技厅提交《河北省工程技术研究中心建设项目验收申请书》或《河北省重点实验室建设项目验收申请书》，编写《河北省工程技术研究中心建设项目总结报告》或《河北省重点实验室建设项目总结报告》，将纸质材料和电子文档各1份报科技厅。

（2）现场验收：由省科技厅组织同行专家进行实地考察，按《计划任务书》对各项任务指标完成情况进行检查核实。

（3）会议验收：省科技厅会同财政厅、发改委组织相关专家组成验收委员会，听取建设单位建设项目总结报告、现场验收小组考察报告，经过评议后提出验收意见，作出“通过验收”“暂缓通过验收”或“不通过验收”建议，通过验收的由科技厅、财政厅、发改委作出正式批复，纳入省级管理序列，对纳入省级管理序列的按《河北省重点实验室和工程技术研究中心评估办法》，对其运行情况进行绩效评估；未通过验收的，在半年内进行第二次验收，对仍未通过验收的，取消立项。

6、相关资料获取：《河北省工程技术研究中心建设项目申请书》、《河北省重点实验室建设项目申请书》、《河北省工程技术研究中心可行性论证材料》、《河北省重点实验室可行性论证材料》、《河北省工程技术研究中心建设项目计划任务书》、《河北省重点实验室建设项目计划任务书》、《河北省工程技术研究中心建设项目验收材料》、《河北省重点实验室建设项目验收材料》编写格式可从科技厅网（）下载。

篇11：土木工程仿真模拟实验室建设研究论文

2.1机械工程基础虚拟仿真实验教学系统

机械工程基础虚拟仿真实验教学系统让学生在虚拟的三维环境下进行实验和练习，使用信息网络技术对实验和练习的数据进行采集，再结合虚拟仿真实验教学管理平台进行实验课程安排和实验效果的考察，从而可以解决机械专业实验教学工作中对于机械设备结构原理认知学习的晦涩难懂，减少对实验设备的损坏，帮助院校改善和解决实验设备台套数的不足、需要经常维修等问题，切实提高机械专业学生的实验实践能力。

2.2数控加工虚拟仿真系统

本系统以VR虚拟技术结合数控加工专业知识，辅助数控加工专业教学。并以自动引导的方式对该系统进行模拟教学。数控加工应包含数控机床、数控铣床、机械手、输送线等，利用虚拟现实的沉浸感，使学生对整个系统进行逼真模拟体验;利用虚拟现实的交互性，让学生对模拟环境内的物体进行操作，最后进行学习测评。可以现场近距离去观察设备的运行状况。同时可以进行多人协同参与。再现真实、逼真的效果。

2.3液压传动实验虚拟仿真实验教学系统

该系统主要是液压系统认知实验，让学生了解液压系统的基本组成、布局及工作原理、液压系统在整个机械设备中的作用;了解液压系统中主要液压元件，其中包括液压动力元件、液压执行元件、液压控制元件、液压辅助元件等在液压系统中所起的作用等。

2.4基于虚拟样机技术机械设计及动力学仿真实验系统

该实验系统主要是基于ADAMS(AutomaticDy-namicAnalysisofMechanicalSystem)软件构建实验教学系统由三个模块组成:零件数字设计，机械系统动力学仿真，零部件力学性能仿真。相关专业的学生不仅可以应用实验平台直接进行相关实验，而且可以通过平台提供的仿真软件开展自主探索性虚拟实验，为拓展学习提供了良好的平台。

2.5农业机械特色虚拟实验平台

该系统可以结合农业大学特色，开展智能农业装备、拖拉机等特色项目的虚拟仿真实验。比如模拟农田机器人作业等虚拟仿真实验，展示机器人工作过程，让学生更好地了解机器人结构、控制、驱动形式、作业特点、振动等相关知识，克服了传统实验时浪费严重、噪音高、难重复、自然环境和生产条件受限多等缺点。农田信息实验平台可以包括图像实时采集与图像分割、图像测量与测距、深度信息获取、真实信息的恢复、实时生成决策结果、智能执行等过程。

3结语

虚拟仿真实验平台能提高机械工程本科生的产品设计创新能力，改善机械类专业核心课程的教学效果，激发学生学习主动性，加强学生对机械产品设计整体性认识。同时，教师的科研项目可以逐步与虚拟仿真实验教学想结合，在科研项目合作的同时，有序地将虚拟仿真的实验成果应用到产品开发、质量管理、产品服务的各个环节，对学生开放的同时，承接企业的产品设计开发任务，缩短新产品研发时间，提高企业竞争力，促进社会经济的发展。

参考文献:

[1]宋正河，陈度，董向前，等.机械与农业工程虚拟仿真实验教学中心建设规划与实践[J].实验技术与管理，，34(1):5-9.

[2]吕明珠，刘世勋.机电专业虚拟仿真实验平台的设计与开发[J].电气开关，(6):23-26.

[3]杜月林，黄刚，王峰，等.建设虚拟仿真实验平台探索创新人才培养模式[[J].实验技术与管理，2017，32(12):26-29.

[4]赵强，欧阳晓平.虚拟仿真实验平台促进创新型人才培养[J].时代教育，2016(15):60-61.

[5]郭润兰，康艳萍，杨东亚，等.机械原理虚拟仿真实验室资源共享平台建设[J].实验室研究与探索，2017，36(6):108-110.

篇12：土木工程仿真模拟实验室建设研究论文

长江大学以全面提高高校学生自主创新精神和实践能力为宗旨，以共享优质实验教学资源为核心，通过与优势学科、特色专业相结合，以现代油气开采过程为主线，通过四结合(理论教学与实验教学相结合、基本训练与能力培养相结合、校内实验与企业实践相结合、科研成果与教学实践相结合)，着力构建满足三个教学层次(基础训练、综合设计和研究创新)要求的包含四大模块(钻井工程、采油工程、油藏工程和油气储运虚拟仿真模块)的虚拟仿真实验教学体系。

(二)模块构成

1.认识实践及基础训练。专业课程的理论知识系统性不强，知识点多且零散，研究对象及涉及原理抽象难以直观展示，学生缺乏理论知识整体构建能力。为解决这个问题，将理论教学中的重、难点知识，常用的钻井、采油、集输设备和工具，施工过程和工艺等，制作成多媒体、视频和仿真动画，辅以习题库和实验前小测试。共研发了118种典型的井下作业工具、油气集输设备及运行机理、油气渗流原理和实验仪器设备的结构等演示型虚拟仿真动画，提高实验教学的直观性、形象性，激发学生对实验课的兴趣，加深对专业基础知识的理解，提高学习效率，让学生有更多时间参与实践创新。2.虚拟仿真操作。四大虚拟仿真模块共研发了16个综合设计和科研创新训练类虚拟仿真实验。井下作业模拟培训系统、长输管道虚拟仿真培训系统、裂缝导流能力虚拟仿真、抽油机原理和泵效测定等虚拟仿真实验项目，通过虚实结合，可产生与现场情况相似的视觉效果，配以逼真的现场声音，给人身临其境的感觉。通过自行设计作业参数，反复操作实物，观察仿真仪表参数变化，掌握作业系统的运行、控制技能，作业流程各环节的操作及常见事故判断与处理的知识与技能，弥补生产实习中“只能有限制的看，绝对不能摸”的不足，提高学生的动手能力。基于虚拟仿真实验平台，学生能深入油藏内部，观察储层参数、流体参数实时动态变化，进行油田开发动态分析、开发方案设计、钻井工程设计、井身结构虚拟设计等综合实践，满足学科竞赛、创业创新大赛等的需要，激发学生的科研兴趣、启发学生的科研思维，培养学生的科研创新能力。石油工程课程设计系统、石油工程毕业设计与生产现场实训相结合，提高学生的操作能力和实践能力。虚拟仿真操作教学环节系统、全面的虚拟仿真实践训练可大大提高学生的动手能力和工程实践技能，成为企业欢迎的人才。3.实践技能考核。石油工程虚拟仿真教学平台的考核体系包括实验前、实验中和实验后三大板块。实验前在功能上提供知识辅助学习、课前预测等。平台提供交互式练习、答疑、模拟测试、课件点播等功能，便于学生掌握实验项目涉及的知识点、实验原理、实验流程及实验操作等，检查学生理论知识和应知应会的掌握情况，提高实验效率。实验中在功能上提供智能指导、过程监控等。平台可监控学生的实验过程，对学生在实验过程中的.不当操作进行智能化和人性化的指导。实验后在功能上提供自动批改、成绩分析和评价等。平台记录学生的实验报告、实验数据和结果，通过数据处理，利用教师预先录入的批改规则进行分析，给出评价结果。石油工程虚拟仿真实验教学中心有满足课堂教学展示和验证性实验操作训练，也有利用科研项目及成果转化的系统软件和仪器设备，开拓学生视野、提升知识结构，培养学生综合设计和创新能力。

三虚拟仿真实验教学成效

(一)丰富实验教学资源

通过发挥学校学科专业优势，利用企业开发实力和支持服务能力，充分整合学院信息化实验教学资源，不断转化科研成果为虚拟仿真实验项目，拓宽实验项目的深度和广度，石油工程虚拟仿真实验教学中心共构建了10门实验课程，65个实验项目，面向全校6个专业并对全校其他专业开放，年平均实验学生人数近1500人，年实验人时数近30000(人时)。实验开出率达100%，综合性、设计性和创新性实验比例达到86.2%，引导学生自主学习、研究探索和设计创新。

(二)整合和共享优质资源

虚拟仿真实验教学中心本着“产、学、研”合作办学理念，与多个油田企业建立校企联合实验室、实习基地，开展虚拟仿真实验项目的开发与应用。为相关石油企业的职工技能培训及应急处理实训提供服务，承担周边兄弟院校实验任务，作为社会公共教育共享资源，普及油气钻、采、输的风险及应急防范和逃生知识，起到了良好的示范和辐射作用。

(三)提升专业建设水平

虚拟仿真实验教学中心依托石油工程专业国家级特色专业建设点、石油工程专业省级品牌专业建设、省级重点学科、省级油气勘探教学示范中心、省部级重点实验室、教育部重点实验室等，通过虚实结合的实验教学资源，支撑了三门省级精品课程，三门校级精品课程。

(四)增强创新实践能力

石油工程虚拟仿真实验教学中心重视培养学生创新实践能力，已成为学生进行科学研究和实践创新的基地。近三年来中心指导学生参加省级、国家级比赛获奖80多项，获批省校级、级、国家级大学生创新创业训练计划项目30多项，获得专利10多项，在国内外学术期刊上发表论文130多篇。学生的工程综合素质和创新能力得到提高。毕业生得到用人单位“综合素质好、基础扎实、动手能力强，具有很强的工程实践能力和创新能力”的好评，相关专业大学生就业率一直保持在96%以上。

四结语

石油工程虚拟仿真实验教学中心以培养学生工程实践综合素质和创新能力为核心，构建了高度仿真的虚拟实验项目，建立了“四结合、四模块、三层次”的教学体系。虚拟仿真实验教学通过优化整合实验资源，工程实践结合、科研成果转化、学科前沿引入，拓展了实验教学内容的深度和广度，推动了实验教学改革与创新，培养了学生的实践创新能力，提高了实验教学质量。

参考文献

[1]徐剑坤,习丹阳,马文顶,等.采矿工程专业虚拟仿真实验教学资源库建设[J].教育现代化，(13):67-68.