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第一篇：仿真技术论文范文
仿真技术在电气控制技术教学中的应用
【摘 要】在电气控制技术教学中，教师通过运用仿真技术进行教学，能够使学生对专业知识有一个更加直观的感受，有助于提升课堂教学的效率，提高学生的学习效果。因此，本文针对仿真技术在电气控制教学中的应用进行了具体的分析和研究，希望通过本文的探讨，能够为相关方面的研究提供理论性的参考。
【关键词】仿真技术 电气控制技术 教学 应用
前言
伴随着我国社会经济的发展，也带动了我国职业教育的发展，在电气控制技术教学中，教师通过运用现代化的教学手段，提高了学生的学习效率，促进学生掌握全面性的专业知识和具备较高的专业技能水平，提高了学生的社会竞争力，有助于学生的长远发展。而仿真技术作为一种在电气控制技术教学中的有效教学手段，在其中发挥着巨大的作用。下面针对于仿真技术在电气控制技术教学中的应用进行具体的分析。
1 电气控制技术教学中仿真教学的概述
在电气控制技术教学中，经常会用到仿真教学，使学生能更真切地了解电气控制技术的内涵。仿真控制系统主要由动态软件平台、编程软件平台、控制器、通讯电缆等部分组成[2] ，结构比较复杂，在此不做赘述。仿真教学主要是应用仿真技术的相关功能，来体现出电气控制技术的实践性和真实性，是以培养学生加深理解专业理论知识和提高专业技能水平为教学的主要目的。在当今的电气控制技术教学中，有些学校会因受到办学条件的限制，缺乏可满足实践教学的实训设备，或者通过实训设备不能有效反映控制系统内部控制的过程，或者学生首次实训时因技术不熟练，有损坏设备造成人身伤害的危险等，而通过仿真技术可有效解决这些问题。仿真技术应用到电气控制技术教学中，可以将实际实践的操作过程或不易实现的控制过程进行仿真，不仅能实现学生分析问题的能力和实践操作能力，还对提高教学质量、节约教学成本有着重要的意义。
2 仿真技术在电气控制技术教学中应用的思想
在电气控制技术仿真教学中应注意几方面的教学思想。首先要注意学生的兴趣培养，教师在电气控制技术教学中要利用仿真技术不断地导入课题场景，让学生在一些特定的模拟场景下进行电气控制技术的训练和学习，可以提高学生的学习兴趣，激发学生的学习潜力[3]。讲练结合的教学思想。在一体化教学中，不能把理论和实践分家，两者结合在一起应用则显得圆满，通过讲练结合的方式进行教学，可以让学生抓住学习的重点，理解难点，通过理论来指导实践，更能加深学生对电气控制技术知识的理解和学习。改变学生的学习方式，教师在进行电气控制技术教学中可以利用一些方法或手段来增加学生的学习效率[4]。例如，电气控制技术教学中采用的一体化教学，主要培养学生自主学习能力，是让学生在学习的过程中自主发现问题，然后提出问题，再通过团队成员之间相互的探究来将问题解决，这种教学思想是将学生的被动接受知识转变成主动探索知识，不仅培养学生的综合能力，还通过这种方式提高了学生的学习兴趣，而且，在使用仿真技术进行教学的过程中，可以通过模拟的场景、环境、维修、建设等方面来让学生充分地了解更多的知识，拓宽自己的知识面，为学生日后的就业提供了有力的技术保障[5]。充分利用学生的积极性，来促进学习。表现欲是学生与生俱来的一种天性，在进行电气控制技术教学中，可以充分利用到这点，将学生的这种天性变成有力的教学手段。利用仿真技术模拟一些实践场景，然后让学生在实践中用自己所掌握的知识来完成相关的任务，教师可以采用比赛的方式进行教学，对于比赛学生的表现欲就会表现得十分明显，希望能通过自己更多的努力来完成比赛，这种成果对于学生来说也是一种成就感，能充分调动学生学习积极性的主要手段，来实现促进学生的学习目的。
3 仿真技术在电气控制技术教学中的应用
3.1 课堂运用仿真技术，增加实验实训演示，提高教学效率。在以往的电气控制技术教学中，在课堂上教师大多注重理论知识的引导，如，公式推理、原理分析等，而这些又恰恰是学生学习的软肋，大多学生都对这样的教学感觉到枯燥，缺乏学习兴趣，很难理解主体内容，而教师为了提高学生的学习效率，就会在课堂上一边进行理论性引导，一边配合实验演示来增加学生的学习兴趣，以及对知识的快速理解。但是，教师为了课堂上的实验演示，会花费很多时间来搬移相关的仪器设备，而且由于教室的空间有限，在使用起来也特别不方便，况且，在演示时还需要大量的时间进行准备，直接影响了课堂教学的进度。而仿真技术则不同，通过仿真软件可以将一些虚拟化的实验带到课堂，可以实现理论和实践结合的教学方式，再通过多媒体结合相关教学知识进行同步演示，可以将抽象知识具体化，让学生容易掌握和理解相关的电气控制技术知识，而且，节省了搬移仪器的时间，为课堂节省了更多的可利用时间。
3.2 应用仿真技术教学，提高学生的学习兴趣。每个学校都设有相关的实验实训室，电气控制技术教学也是如此，其目的就是为了让学生通过对理论知识的学习来领悟相关的实践知识，有利于加强学生专业知识的掌握。但是，在很多实验实训教学中，由于各种各样的原因，造成学生的动手时间很少，大多数时间都是由教师一边讲解一边演示，不利于学生的学习，尤其是电气控制技术讲究的操作性还比较高。而通过仿真技术可以彻底改变这种局面，可以将课堂上的大部分时间留给学生，通过仿真软件让学生模拟实践，一方面能增加学生对技术知识的理解，另一方面动手实践可以激发学生的积极性，提高学生的学习兴趣。
3.3 仿真技术的应用使实践教学具有较强的精确性和灵活性。众所周知，一旦电路连接有误，就会产生短路或者设备损坏的现象，在电气控制技术实践教学中也是如此，一旦学生对线路连接知识掌握的不准确，连接失误的话就会产生短路以及相关的设备故障甚至人身伤害，导致实训设备损坏或无法继续使用的情况，实践教学中不可预测的因素有很多，这种事情也是常有发生的，但是却造成了安全隐患，为学校增加了负担。而仿真技术却能打破这种矛盾的处境，学生可先利用仿真软件进行模拟操作，可以让学生根据自己对知识的理解进行操作，即使操作不当也不会对材料和元件造成损失，因为是虚拟出来的所以学生可以任意地操作，这样学生和教师都放下心理负担大胆地尝试，通过数据参数的变化，可以得出更精确的数据分析，仿真技术具有的精确性和灵活性是传统实验教学无法比拟的。
结论
本文针对于仿真技术在电气控制教学中的应用进行了具体的分析和研究，通过本文的探讨，我们了解到，在电气控制技术教学中，教师通过有效的运用仿真技术，能够进一步提高学生专业技术的掌握程度，加深学生对较难问题的理解，促进学生学习上的进步。
【参考文献】
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[2]耿海波，陈力.仿真技术在化工实践教学中的综合应用[J]. 河北化工，2009(03).
[3]李斌，邹灿红.电气控制与PLC应用技术仿真教学应用研究[J]. 电气电子教学学报，2006(06).
[4]禹羡.仿真软件在仪器分析教学中的应用与发展[J]. 科技风，2010(05).
[5]王磊.基于仿真技术的计算机网络教学策略[J]. 信息与电脑(理论版)，2009(07).
[6]何洁，李建平，蒋建宁，刘慧军.浅谈仿真技术在高校新校区建筑施工中的应用[J]. 价值工程，2010(27).
作者：周烨
第二篇：中职电子技术教学中虚拟仿真技术的应用
摘 要：虚拟仿真技术是随着计算机技术的发展逐步形成的新技术，其在进入中职电子技术教学领域后，对传统虚拟仿真技术的应用产生了很大的影响。文章深入分析了中职电子技术教学中应用虚拟仿真技术的重要性，对如何运用虚拟仿真技术给出具体应用策略。
关键词：医院;电子档案;信息化管理
DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.01.051
1 电子教学中虚拟仿真技术应用的重要性
1.1 优化教学方式
在以往的教学应用过程中，教师一味地灌输理论知识，忽视了学生的学习状态和实际感受，导致课堂教学效果不甚理想。虚拟仿真技术教学推动了电子教学技术的发展，在教学中运用虚拟仿真技术可以增强教学的实践性和模拟性，提高电子技术在教学中教学效果。与传统的中职电子技术教学方式相比，虚拟仿真技术有着明显的优越性，并成为一项重要的技术工具，得到了众多教育工作者的接受和认可。
1.2 加深对知识的理解
教学中，在分析一些较为复杂的施工电路等相关内容时，教师沿用传统的教学方式，单纯地讲解理论知识，内容略显枯燥乏味，使得学生缺乏明确的学习计划和学习目标，学习的主动性不高，导致学生理论知识掌握得不扎实。针对这一问题，教师应该主动学习先进的理念和技术手段，在教学中转变以往单一的教学方式，将虚拟仿真技术融入教学之中，通过多元化的形式增强课堂教学的丰富性。从而激发学生学习的内驱动力，提升课堂教学效果，进一步培养学生的实践能力和操作能力。
1.3 节省教学实验资金
传统教学大多采用实物进行演示。近年来，随着电子设备的大量更新换代，加上受到教育经费、教学器材和实验器材报修维护费用等方面的限制，很多精密仪器都需要定期维修和保养，且维修保养需要高昂的费用。电子技术教学实验需要使用到很多仪器，但由于资金不足，学校对大批实验教学器材的购买需求无法全部满足，而班级数量却超过实验室的数量，学校很难进行课程编排，导致很多时候学生要共用一台实验仪器，在仪器设备使用方面，不仅浪费了时间，而且无法达到良好的教学效果。
虚拟仿真技术是通过信息技术创设的动态环境，针对实物特性进行仿真模拟，它主要用于产品设计和展示。教师采用虚拟仿真技术进行教学，很多模拟训练都能达到几乎和实际操作相同的效果，不仅节省了大量的教学实验资金，而且可以增加学生的实操次数，丰富学生的学习体验，使他们更加熟练地掌握操作技术。
2 虚拟仿真技术应用存在的问题
随着虚拟仿真技术的更新换代，采用这项技术进行教学，对教师的业务素质和职业素养提出了越来越高的要求。但是，由于受到应试教育的影响以及教师的自身原因，部分教师的教学能力和水平目前远远达不到要求，一些教师不会利用虚拟仿真技术，且在校教师参加培训的机会有限，因此，大多教师仍采用原有的技术教学方式，缺乏对全新教学技术手段的补充和更新，专业技术落后于虚拟技术时代的发展。即便有些教师懂得应用虚拟仿真技术，也不能达到实际的教学期望的效果。
如今很多虚拟仿真技术学来自西方国家，软件价格较为昂贵，不适合我国教学的发展，使得我国很多中职学校对虚拟仿真技术的应用具有一定的滞后性。另外，学校原有的设备及其功能亟待更新和完善，虚拟教学软件需要重新开发，进而提高虚拟仿真技术应用水平。
3 虚拟仿真技术的应用策略
3.1 在情景教学中应用虚拟仿真技术
由于受到各种条件的限制，传统的教学方式已不能满足要求，虚拟仿真技术则因其消费低、时间少、不限场地以及教学质量高、突发情况少等优点得以广泛应用虚拟仿真技术应用如图1所示。在教学过程中，教师可以增加现實生活的教学情景，将电子技术和社会生活中的实际应用联系起来，加强学生的实际操作能力，从而更好地发挥电子技术的实用价值。
此外，在相关知识的学习过程中，应提高学生学习虚拟仿真技术的兴趣，增强学生对于知识的综合利用能力，营造更加贴近生活实际的学习环境，锻炼学生思考和探究问题的能力。例如，在学习《彩色电视机原理和维修》的过程中，教师可以为学生呈现彩色电视的发展历程，讲解彩色电视的特点、应用方法及在市场上的需求程度，并提出“同学们维修过家中的电视机吗”“安装电视机的步骤是什么”等生活化的问题，进而能够提高学生解决实际问题的能力。虚拟仿真技术能够帮助学生培养专业技能，提高学生的实践操作能力，对人才培养产生极其深远的影响。
3.2 在小组合作中应用虚拟仿真技术
在中职电子技术教学之中，由于学生对知识的理解和掌握程度不同，在遇到不同问题时会有不同的观点、采取不同的处理方式，在理解过程和实际操作过程中出现一定偏差和错误。对此，教师可以采取合作学习的方式，指导学生将理论知识应用于实践，提高对电子技术的掌握度，从而达到预期的教学效果。如果学生在小组合作教学中采用虚拟仿真技术，可以激发学生的学习的好奇心和对实验的兴趣，训练学生的基础知识和基本技能，从而从根本上解答学生的疑问。
在教学中，教师应该增加对虚拟仿真技术的使用熟练程度，找到符合现有水平的实验教学方案，在小组合作学习之后及时汇总教学结果，在小组合作学习中激发学生作为虚拟现实技术操作主体的积极性和自主性，在一定程度上对学生进行引导，提高学生的操作熟练程度，激发学习兴趣，提高学生的技术水平。
3.3 在实践操作过程中应用虚拟仿真技术
在实践操作过程中，因为学生反复进行模拟训练难免会出现疲惫感，教师应该加以正确指导，创设一个科学、合理的教学环境，将学生作为主体，发挥学生的创造性和主动性，给学生留出足够的思考时间，指导他们采取正确方法，自主解决问题，养成勤思考、善动手的良好习惯，避免在练习中走弯路。虽然虚拟仿真技术不同于传统的实践操作课程，不再受到场地、时间的限制，但是教师在教学过程中也要合理地掌握训练时间，根据学生的实际情况安排学习次数，根据学生差异进行个性化的教学，为不同学习水平的学生提出不同的学习要求和任务，让他们在练习过程中都能有所收获。
在真实的训练中，会遇到很多意外情况，遭遇一定的困难和阻碍。对此，教师不能一味地采取模拟训练的模式，可以设置不同的虚拟仿真形式，讲解常见的易错项，帮助学生规避错误，通过试错的方式训练学生的临场反应能力，通过实践训练和模拟训练相结合的方式进行科学合理的应用[1]。
4 结语
综上所述，虚拟仿真技术作为一种信息化的实验教学手段，为电子技术教学迎来了新机遇，它对传统的教学方法产生了强烈的冲击，并引发了教学领域的一系列变化。虚拟仿真技术在教学上的应用越来越广泛，它不但能够优化教学方式，还能加深对知识的理解，节省教学实验资金，将这种教学技术应用在中职电子技术教学中能够发挥重要的作用。本文提出了在情景教学中应用虚拟仿真技术、在小组合作中应用虚拟仿真技术、在实践操作过程中应用虚拟仿真技术等教学手段，希望能够为未来教学工作奠定良好的基础[2]。
参考文献
[1] 赵健.Matlab虚拟仿真技术在高职电力电子技术课程教学中的应用[J].当代教育实践与教学研究，2019(21)：167-168.
[2] 赵凯.虚拟仿真技术在电子技术信息化实践教学中的应用——以Multisim为例[J].西部素质教育，2020，6(06)：118-119.
作者：卢秋蓉 陈燕乐
第三篇：虚拟仿真技术在“汽车制造技术”课程中的应用
摘 要：虚拟仿真技术具有真实性、多感知性、自主性和交互性等特点，在诸多领域得到了广泛的应用。由于虚拟仿真技术能够立体形象及高度还原现实场景，将它应用于制造类课程教学过程中，能更好地突出理论结合实践的课程特点及要求，丰富教学资源，提升学习沉浸感，不断提高学生的实践与创新能力。
关键词：虚拟仿真;汽车制造;课程教学
1 传统“汽车制造技术”教学现状
“汽车制造技术”在车辆工程系的专业课程中占据非常重要的位置，内容包括汽车及其零部件的制造工艺流程、机械加工和装配方面等内容。该门课程的主要目的是让学生通过学习了解现代化汽车制造过程，把学生培养成面向汽车制造过程中整车装配与零部生产和管理的新型人才。“汽车制造技术”是车辆工程专业的必修课程，在课程培养方案中占据重要一环。对于车辆工程的大部分学生而言，毕业之后就是到汽车整车厂或其子公司从事技术和管理工作，因为他们在工程项目实践中需要详细了解汽车生产制造的工艺流程，并且熟练掌握零件机械加工工艺整体规程及基本知识，能够根据实际需求具备初步设计工艺规程的初步能力[1-2]。因此“汽车制造技术”的教学质量在很大程度上影响着学生的就业以及在从业领域的发展，是保障学生学有所成的一把利剑。
目前，根据上海理工大学车辆工程专业的最新培养方案规定，“汽车制造技术”课程根据实际教学任务需求总共安排48个学时，学分总数为3个学分。根据任课教师在教学过程中遇到的各种突出问题，以及学生通过课堂反馈的问题，在现行教学方式依然存在很多难啃的“硬骨头”。
首先，“汽车制造技术”这门课具有自身的特点，例如所覆盖的知识点众多，结构具有多样性，原理十分复杂，知识点之间的联系不够紧密，实践条件要求较高，课堂缺少相关实物模块展示等。由于以上诸多问题，就对老师在课程讲解过程中提出了一些挑战，如果不能合理安排课程内容把控课堂节奏，就很容易使学生逐渐产生疲劳或厌倦情绪。其次，由于课程的学时限制，就使得任课教师为了完成教学任务，不得不把课堂内容安排得非常紧凑，这也导致老师产生比较大的教学压力，所以在课堂上只能通过填鸭式的教学模式把知识硬生生地塞给学生，也无暇顾及学生是否真正对所学知识有所领悟。
其次，由于传统教学模式的上课场地受到限制导致理论教学与学生实践不同步。造成学生在进行实践操作时不能联想到课堂上老师传授的知识，学生虽有实物操作但仍难以理解某些结构组成的原理，导致教学和实践不能连贯，无法达到学以致用相辅相成的效果。这种以教师为中心的传统教学模式在多数情况下难以实质性的提高教学质量。因此，必须将实践操作环节融入教学模式中去，这种教学方式具有非常强的应用性和实践性。车辆工程专业的学生不能局限于学习该课堂内容的基础知识，必须通过动手实践加深理解，才能开拓创新。因此，虚拟仿真技术融合进入课程授课为教学改革提供了新的发展方向，具有很强现实意义。
2 虚拟仿真技术与传统课程教学结合
一般认为虚拟仿真是一种模拟技术即对现实世界真实系统的模拟，具体涵盖视觉生理学、计算机图形学、视觉心理学、仿真技术、人工智能技术语音识别与合成技术、软件工程、人机接口技术、微电子技术、多媒体技术及网络技术等多种高新技术[3]。由于虚拟仿真技术具有沉浸性、多感知性、自主性和交互性的显著特点，在很多领域得到了广泛的应用。在教育领域，虚拟仿真技术可以将二维知识和图片三维立体化，建造出自主感知的教学模式，改善刻板的教育方式，增强实践教育手段，极大地提升教学质量。
实现虚拟仿真与传统教学相结合，可以对车辆工程专业的建设发展、课程体系重塑、教学内容重构和课堂教学改革都将起到很好的推动作用。目前，根据虚拟仿真技术和传统教学模式相结合的方式，可将其可以划分为以下四类：桌面式、分布式、增强式、和沉浸式虚拟等虚拟仿真系统[4]。在具体实施过程中，授课教师可以通过制作虚拟仿真的课件，或者利用虚拟仿真技术开发相关教学软件。因为虚拟技术具有沉浸式特点，可以使学生能够有身处生产现场的感觉，将学生从课堂上的观看者转变为生产现场的探索者，这样可以极大的提高学生的学习热情，激发学生的主观能动性，提高学生的自主创新能力[1]。
3 虛拟仿真技术在汽车制造技术教学中的应用
上海理工大学已经建立一个国家级虚拟仿真实验教学中心，利用现有的虚拟仿真平台，能够利用虚拟仿真技术模拟“汽车制造技术”课程的某些制造工艺，以及机床切削加工过程的虚拟仿真，实现真正将虚拟仿真技术应用到该课程的教学中。根据课程设计及工程实际进程，将课程划分为不同的模块，针对不同模块再具体利用虚拟仿真技术，如对机床加工过程进行模拟仿真，模拟现实机床的装夹过程，切削过程，以及上料、下料等，可以高度还原实际的操作场景，让学生学习到更多工程知识的细节。实现实践中间过程的可视化，提升整体形象感，提升学生实践学习的兴趣，进一步促进学生主动感知实践的意义和开展实践内容。
积极依托学校虚拟仿真实验室，在教学中逐步结合实验平台开发虚拟仿真软件与教学课件，积极开展实质性工作。以实际的车间为例进行虚拟仿真，通过对虚拟车间的设计，模拟整个车间的布置、物料运动、操作仿真和人机交互等。让学生看到从物料运输到零件加工成型的全过程，对整个工艺流程有清晰直观的认知，且可以通过人机交互让学生自己操作机床空转、进给、切削等过程。这样使得学生不仅只是旁观者更是参与者，使得学习更加生动有趣，避免了现场操作可能会带来的诸多危险因素，最大限度的保障了学生的人身安全。不仅如此，学生可以通过该虚拟仿真教学平台自主学习、熟练使用及掌握同一类实践项目的设计思想、操作流程及数据处理等内容，进而达到举一反三，融会贯通的目的。由此可见，虚拟仿真实验平台的规划、开发、管理，对于学生的认知起到积极推动作用，激发了学生的创新潜能。
4 在教学改革过程中会面临的问题
虚拟现实技术的确实能在很大程度上提升教学质量，但同时存在着一些不可忽视的问题。实现虚拟仿真與传统教学的完美结合，需要完整且无漏洞的虚拟仿真软件，以及诸多硬件的支持。所以想要达到较好的效果就需要投入大量资金，就不可避免地会占用学校资源，让部分学校原本就不充足的教育资源“雪上加霜”。假如强制推行下去，容易造成粗制滥造浪费资源的现象，同时耗费师生精力。
将虚拟仿真技术应用于教学，对于虚拟现实技术产品的开发无论是从时间还是资金上都需要大量投入，这对于独立承担教学任务的老师是一个巨大的挑战，且要求老师能够熟练掌握授课、自学自讲、教学实践这三者之间相互关系，使它们之间能够环环相扣、相辅相成。但对于面临着巨大教学任务量的老师把庞杂的问题结合起来并推陈出新是十分困难的。就目前的状况来看，虚拟仿真技术广泛应用于教学过程仍然需要更多教育者的努力与探索，同时更加注重教师团队建设，共同开发制作虚拟技术相关教学资源。
5 结语
虚拟仿真技术是可以实现人体和模拟环境交互的新型科技，把不可感知的抽象空间转化为立体可见的三维空间仿真模型，使人身临其境，极大增强了体验感，大大提升了学生的学习兴趣。因此，高校需要深入研究虚拟仿真技术的应用，并且熟练掌握虚拟仿真技术与传统教学的结合，培养高技术、有创新精神的人才。但由于教师的精力有限，不同学校又面临虚拟仿真技术应用中的实际问题，虚拟仿真技术依然具有较大发展空间，必将给制造类课程教学带来更大的实际价值。
[参考文献]
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[2]周萍，孙跃东，郑岳久，刘银华.“汽车制造技术”课程考核评价的研究与实践[J].高教学刊，2018(2)：59-61.
[3]王婷，齐庆会，岳川云.虚拟仿真技术在土木工程测量教学中的应用[J].高教学刊，2020(27)：112-115.
[4]肖田园，韩向利，张林鍹.虚拟制造内涵及应用研究[J].机械仿真学报，2001(1)：118-123.
(编辑 姚 鑫)
作者：刘银华