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虛擬仿真技術(shù)的基本步驟

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虛擬仿真技術(shù)的基本步驟范文第1篇

隨著科技迅猛發(fā)展,人們進(jìn)入互聯(lián)網(wǎng)信息時代,虛擬仿真技術(shù)成為當(dāng)下熱門詞匯,虛擬現(xiàn)實中VR+教育、游戲、旅游、軍事等項目接踵而至,在極短的時間內(nèi)占領(lǐng)各大傳媒平臺的首頁。VR技術(shù)以仿真模式,融合計算機信息技術(shù)、多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等,將實物轉(zhuǎn)化為模型,給人們?nèi)麦w驗。虛擬仿真作為技術(shù)上的革新,主導(dǎo)著社會傳播方式的轉(zhuǎn)變,并且影響教育行業(yè),它不僅對傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容有所擴充,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)計教學(xué)現(xiàn)狀分析

《網(wǎng)絡(luò)與新媒體設(shè)計》是高等教育中一門重要課程。隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”時代的到來,該課程也在與時俱進(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、微博等自媒體運營的特點及手法等。網(wǎng)頁設(shè)計作為課程的主要教學(xué)內(nèi)容,包括動靜態(tài)網(wǎng)頁的介紹、網(wǎng)頁中圖文及視頻等對象的插入、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,但實踐中發(fā)現(xiàn),由于學(xué)生本身并不具備足夠的計算機基礎(chǔ)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相關(guān)知識,在動靜態(tài)網(wǎng)頁等理論知識的認(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,容易產(chǎn)生概念模糊等現(xiàn)象。對于實際操作的部分,雖有相關(guān)實驗支持,但依舊存在一些問題。學(xué)生在沒有計算機技術(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,在自己動手操作時容易出現(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。這些問題雖然在實際教學(xué)中可以通過教師反復(fù)強調(diào),學(xué)生多加練習(xí)以提高實踐能力,但過程相對復(fù)雜且效果并不明顯。所以在《網(wǎng)絡(luò)與新媒體設(shè)計》課程中,如何讓學(xué)生快速地了解靜態(tài)網(wǎng)頁與動態(tài)網(wǎng)頁的區(qū)別,通過實踐理解框架結(jié)構(gòu)、CSS樣式、模板和庫等知識概念,提高對網(wǎng)絡(luò)與新媒體的理解和實際操作技能成為了這門課教學(xué)任務(wù)上亟待解決的重點與難點。

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,還可以提高教學(xué)效率。利用VR技術(shù)構(gòu)建虛擬實驗室,緩解教學(xué)資源不足的問題,推動實驗教學(xué)的現(xiàn)代化發(fā)展,使學(xué)生加深對實驗教學(xué)內(nèi)容的理解。Burdea等人在1994年提出了虛擬現(xiàn)實VR技術(shù)的三個最主要特點[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,從而使用戶深化概念和萌發(fā)新意。利用這三個特點可以打破時空的限制,與《網(wǎng)絡(luò)與新媒體設(shè)計》課程的教學(xué)難點相結(jié)合,讓學(xué)生獲得直觀、逼真的效果體驗[2]。

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

《網(wǎng)絡(luò)與新媒體設(shè)計》的教學(xué)主要包括幾個方面:H5的介紹及制作、微信公眾號的創(chuàng)建與維護(hù)、微博等自媒體的運營、制作網(wǎng)站的基本步驟、網(wǎng)頁的基本要素、動靜態(tài)網(wǎng)頁的概念及區(qū)別、HTML介紹等。其中難點在于域名空間、HTML的介紹和標(biāo)簽的書寫方式等,該部分理論性強,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)與計算機技術(shù)知識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),逐步分解知識點,把知識以動畫模型等形式呈現(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,效果就會大大增強。

針對制作網(wǎng)站基本步驟的知識點,利用虛擬仿真技術(shù)制作一個分解基本步驟的模擬空間,用于驗證、鞏固和補充課堂講授的理論知識。每一個步驟相當(dāng)于一個知識點,除了正常授課之外,還可以配合相??的練習(xí),使學(xué)生通過對模擬空間的操作建立對專業(yè)的感性認(rèn)識。首先提供幾個主題和類別的網(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)入申請域名的環(huán)節(jié)。用這種方法展示環(huán)環(huán)相扣的知識點,使學(xué)生盡快熟悉今后所要從事工作的部分內(nèi)容。

動靜態(tài)網(wǎng)頁的概念及區(qū)別相對復(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)建立一個靜態(tài)網(wǎng)頁的模型,利用計算機對文本、圖形、表格、動畫、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、操作性強等優(yōu)點。再利用模型將動態(tài)網(wǎng)頁的概念及特點展現(xiàn)出來,結(jié)合視頻更好地展示動態(tài)網(wǎng)頁的功能。除此之外,模型還需要再建立一個虛擬的框架結(jié)構(gòu),包括客戶端、服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫等,利用結(jié)構(gòu)圖和請求網(wǎng)頁、回應(yīng)網(wǎng)頁、送出的SQL指令等向?qū)W生展示動靜態(tài)網(wǎng)頁的區(qū)別,生成逼真的二維和三維場景,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)上將知識點從傳統(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

框架結(jié)構(gòu)的難點包括框架屬性及設(shè)置鏈接等幾個部分。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發(fā)現(xiàn),當(dāng)需要調(diào)整的參數(shù)變多時,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)合錨點創(chuàng)建、導(dǎo)航框架修改時出現(xiàn)錯誤等問題。如果能借助VR頭盔和紅外筆等設(shè)備,以有效方式實現(xiàn)人機對話就可以強化學(xué)生的參與性和自主性,提高學(xué)習(xí)效率。

對于框架構(gòu)成和鏈接目標(biāo)部分的教學(xué),利用計算機圖形學(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區(qū)域,每個區(qū)域分別顯示替換窗口內(nèi)容時不影響各個窗口間鏈接關(guān)系的不同網(wǎng)頁內(nèi)容。保存框架時,學(xué)生通過點擊虛擬框架的方式對子框架和框架集進(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出現(xiàn)了錯誤,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)生主動探索有效的實驗步驟,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,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,讓枯燥的理論知識立體豐滿。同時借助各種功能鍵盤、頭盔顯示器等的控制臺和顯示設(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

制作網(wǎng)頁時,一些元素會被多個頁面使用,如果每次都重新制作相同元素則會浪費時間,且后期維護(hù)和修改時也相當(dāng)費力。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)常混淆。

虛擬仿真技?g可以對該部分的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行深化解析,按照預(yù)先設(shè)定好的程序展示實驗步驟、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,以高性能的計算機為硬件,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)域的特點及區(qū)別。對于重復(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)模擬實驗操作流程,將添加重復(fù)區(qū)域和刪除重復(fù)區(qū)域的知識點展示給學(xué)生。用這樣的方法建立邏輯關(guān)系,并通過模型交互界面、窗互操作實現(xiàn)人與計算機之間的信息輸入與輸出,最終使知識點形象化。

另外,對于庫的概念可以建立一個形象、生動、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,再運用在虛擬框架或虛擬模板之中,而且可以同時插入多個虛擬庫模型,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虛擬庫模型中的某一個,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,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

CSS樣式可以起到增強效果,美化頁面的作用。但學(xué)生對計算機語言沒有太多了解,也沒有相關(guān)知識的儲備,所以學(xué)習(xí)時易出現(xiàn)問題。因此,利用虛擬仿真技術(shù)實現(xiàn)模擬訓(xùn)練,強調(diào)虛擬場景的真實性和可操作性,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樣式的簡介用圖像形式表現(xiàn)出來,找一些案例對應(yīng)不同的CSS編輯內(nèi)容,讓學(xué)生對CSS樣式制作的結(jié)果感官的印象,幫助學(xué)生在實驗中更直觀地感受到實驗步驟和實驗結(jié)果的對應(yīng)關(guān)系。其次,對之前基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)時給學(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,并利用視頻和動畫展示出三者之間的等級關(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)則的特點著重強調(diào),對CSS規(guī)則定義中的類別逐個分類講解,只有細(xì)致到每個參數(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)時眼神聚焦的位置及停留的時間,起到連接仿真知識點與學(xué)生反饋的作用,再根據(jù)大數(shù)據(jù)分析處理,了解學(xué)生遲疑的知識點并加以解釋,從而達(dá)到交互狀態(tài)。

另外,學(xué)生對于CSS選擇器在理解上也是相當(dāng)有難度的,多數(shù)學(xué)生會對超級鏈接四個狀態(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)過超級鏈接時的和正在單擊超級鏈接時的狀態(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)容排列對比,幫助學(xué)生對四種狀態(tài)有新的認(rèn)知和理解,進(jìn)而達(dá)到自主學(xué)習(xí)和實踐操作的相結(jié)合。

三、虛擬仿真技術(shù)在綜合實踐上的應(yīng)用

《網(wǎng)絡(luò)與新媒體設(shè)計》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)容有所擴展,同時加強了教師的主導(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)入到與時俱進(jìn)的科學(xué)技術(shù)之中,將課堂理論知識轉(zhuǎn)化為實踐能力,促進(jìn)教學(xué)方式、實驗方法的變革,是教學(xué)形式上的一個質(zhì)變。

虛擬仿真技術(shù)對實踐教學(xué)的部分可以從幾個方面來看。該技術(shù)為學(xué)生創(chuàng)建模擬環(huán)境,循序漸進(jìn)地將其引入到實驗場景中,營造真實的實驗氛圍,激發(fā)學(xué)生的想象力和創(chuàng)造力。模擬訓(xùn)練特別強調(diào)場景的沉浸性、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、立體聲耳機等輸出裝置,提高實踐應(yīng)用能力。學(xué)生分組實驗后,訓(xùn)練中的每步操作都會被記錄并且分類保存,即使完成學(xué)習(xí),也可以回看實驗過程并修正錯誤。教師可以把模擬操作過程上傳到虛擬實驗平臺上進(jìn)行分析總結(jié)。

在經(jīng)過之前對理論知識的學(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的感官體驗,增強臨場感。例如針對網(wǎng)頁設(shè)計的部分,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)空間中獨立制作一個網(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?、?逵肟狻⒖蚣芙峁溝冉?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)行評閱,在不同的模型模塊中,對學(xué)生的交互式翻轉(zhuǎn)課堂實驗過程進(jìn)行形成性評價和總結(jié)性評價,概括其交互式模擬軟件應(yīng)用水平、知識掌握程度及綜合實踐能力等。

針對例如微信公眾號設(shè)計等自媒體運營的部分,在虛擬網(wǎng)絡(luò)空間中要求學(xué)生用自己的微信號申請一個微信公眾號,并且每天向教師進(jìn)行公眾號文章推送,與教師進(jìn)行自媒體互動等。公眾號從主題、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營過程,創(chuàng)造親切、自然、與時俱進(jìn)的成果展示方式,教師則根據(jù)學(xué)生公眾號編輯及運營成果進(jìn)行課程總結(jié)。再如H5設(shè)計中,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,查漏補缺,掌握正確的操作方法,培養(yǎng)創(chuàng)造能力、實踐能力和操作技能。

虛擬仿真技術(shù)的基本步驟范文第2篇

(1)學(xué)生掌握的專業(yè)知識參差不齊,而電子設(shè)計所用的集成芯片種類型號繁多,學(xué)生必須學(xué)會自己查閱資料,尤其要會查閱英文資料。

(2)學(xué)生雖有一定的動手能力,但容易僅憑經(jīng)驗?zāi)玫皆骷苯釉陔娐钒迳线M(jìn)行焊接,往往導(dǎo)致功能測試時糾錯困難。隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展,學(xué)生利用計算機仿真軟件進(jìn)行硬件原理圖的設(shè)計是發(fā)展的必然趨勢。

(3)學(xué)生制作出的電子作品外觀布局多樣,如何將設(shè)計好的電路進(jìn)行科學(xué)PCB制板能力制板,才能方便焊接,且減少相互干擾,是設(shè)計最終成功的關(guān)鍵。

(4)學(xué)生在焊接技術(shù)不夠嫻熟,使得電子作品調(diào)試不能完全達(dá)到要求,焊接的好壞,直接關(guān)系到電子產(chǎn)品或制作的質(zhì)量。為了取得好的賽績,必須著力培養(yǎng)學(xué)生電子設(shè)計制作的綜合能力,即查閱資料、硬件原理圖的設(shè)計、電路板的布線與制作、焊接功能測試能力。其中硬件原理圖的設(shè)計能力的培養(yǎng)是教學(xué)中的突出難點。

二、Proteus硬件仿真技術(shù)改革電子設(shè)計大賽教學(xué)內(nèi)容

電子設(shè)計大賽采取理論教學(xué)與制作訓(xùn)練結(jié)合的集訓(xùn)思路對學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)。理論部分進(jìn)行模塊化分解包括:基本元件;傳感器;集成芯片部分。教師按此分類進(jìn)行模塊化理論教學(xué),學(xué)生通過模塊來構(gòu)建自己的知識結(jié)構(gòu),形成個體獨特的知識體系。制作訓(xùn)練部分包括:電子儀器和Proteus仿真軟件的使用;常用的基本單元模塊的設(shè)計和制作;綜合電子制作訓(xùn)練。理論教學(xué)和制作訓(xùn)練在時間安排上遵循交替進(jìn)行原則,并增加了Proteus硬件仿真技術(shù)的應(yīng)用。Proteus是英國Lab-centerelectronics公司于1989年開發(fā)的一款電路仿真軟件,擁有豐富的元器件、各種虛擬儀器、圖形化的分析功能,現(xiàn)已在全球50多個國家得到應(yīng)用,廣泛應(yīng)用于高校的大學(xué)生或研究生電子學(xué)教學(xué)與實驗以及公司實際電路設(shè)計與生產(chǎn)。Proteus主要由兩部分組成:ISIS原理圖設(shè)計仿真系統(tǒng);ARES印制電路板設(shè)計系統(tǒng)。硬件原理圖的設(shè)計能力是困擾學(xué)生的突出難題,也是保障電子設(shè)計制作成功的重要前提。因此,在電子設(shè)計大賽中將主要應(yīng)用Proteus軟件的ISIS原理圖設(shè)計仿真系統(tǒng)輔助教學(xué)。Proteus軟件硬件原理圖設(shè)計及仿真的具體步驟為:新建設(shè)計文件并設(shè)置圖紙參數(shù)和相關(guān)信息;放置元器件;對原理圖進(jìn)行布線;利用ISIS提供的電氣規(guī)則檢查命令檢查原理圖,調(diào)整原理圖布局;電路運行調(diào)試。

三、Proteus硬件仿真技術(shù)在電子設(shè)計大賽中的教學(xué)實施

Proteus硬件仿真技術(shù)作為一種先進(jìn)的教學(xué)手段,貫穿應(yīng)用于電子設(shè)計大賽的理論教學(xué)和制作訓(xùn)練教學(xué)全過程。

1.Proteus硬件仿真技術(shù)在理論教學(xué)中應(yīng)用Proteus軟件提供了很多種類的虛擬仿真工具,包括探針、虛擬儀器、信號發(fā)生器、仿真圖表等。Proteus軟件的虛擬仿真模式包括交互式動態(tài)仿真和基于圖表的靜態(tài)仿真。采用虛擬演示實驗的方法,將Proteus仿真技術(shù)引入電子設(shè)計大賽理論教學(xué)環(huán)節(jié),教師可以通過多媒體展示電路的仿真情況,形象地講解電路理論及原理,使學(xué)生清晰觀察到電路運行的現(xiàn)象、信號波形以及各種參數(shù)曲線,從感性上加深對電路原理與性能的理解,直觀地掌握教學(xué)內(nèi)容,提高教學(xué)的效果與效率。以非門電路組成非對稱型振蕩電路為例,電路的基本工作原理是利用電容器的充放電。當(dāng)輸入電壓達(dá)到非門的閥值電壓Vth時,非門的輸出狀態(tài)發(fā)生變化。因此,電路輸出地脈沖波形參數(shù)直接取決于電路中阻容元件的數(shù)值。通過Proteus軟件的交互式動態(tài)仿真方式,采用虛擬示波器輸出電路中的四處節(jié)點波形,從波形結(jié)果發(fā)現(xiàn):非對稱型多諧振蕩器的輸出波形是不對稱的,輸出脈沖寬度tw1=RC,tw2=1.2RC,T=2.2RC。通過調(diào)節(jié)R和C值,可改變輸出信號的振蕩頻率,改變C實現(xiàn)輸出頻率的粗調(diào),改變R實現(xiàn)輸出頻率的細(xì)調(diào)。

2.Proteus硬件仿真技術(shù)在制作訓(xùn)練中應(yīng)用

制作訓(xùn)練采用循序漸進(jìn)的方式進(jìn)行,制作訓(xùn)練初期主要是電子儀器和Proteus軟件的使用;從制作訓(xùn)練中期開始,需針對常用的基本單元模塊進(jìn)行設(shè)計與制作;制作訓(xùn)練后期,以往屆賽題和模擬賽題為訓(xùn)練內(nèi)容進(jìn)行綜合電子制作。通過分析往屆賽題發(fā)現(xiàn),計數(shù)顯示電路的設(shè)計訓(xùn)練是賽前培訓(xùn)的重點之一?,F(xiàn)以一款數(shù)字顯示倒計時定時基本單元電路的設(shè)計為例,該電路適用于各種需要定時的場合,如電話定時、路燈定時、某一種狀態(tài)或過程控制定時等。按照Proteus硬件原理圖設(shè)計步驟,電路主要由計數(shù)脈沖產(chǎn)生電路、減法計數(shù)與數(shù)字顯示電路組成。其中計數(shù)脈沖產(chǎn)生電路可以由NE555芯片按照多諧振蕩電路進(jìn)行接線,也可以由簡單的門電路產(chǎn)生,還可以由運放電路產(chǎn)生,此處簡要地用矩形波信號源表示計數(shù)脈沖輸入信號。減法計數(shù)與數(shù)字顯示電路主要由可預(yù)置4位二進(jìn)制可逆計數(shù)器U1(74HC193)、U2(譯碼/驅(qū)動CD4511)、U3共陰極七段數(shù)碼管組成。R2與C1組成預(yù)置數(shù)電路,在通電瞬間對U1(74HC193)進(jìn)行預(yù)置數(shù)9。之后,U1的4腳每接收到一個負(fù)脈沖,U1計數(shù)一次并減一,數(shù)碼顯示由9變成8,當(dāng)定時時間一到,顯示器顯示0,并且U1的13腳TCD輸出一負(fù)脈沖,由該信號驅(qū)動各種執(zhí)行元件,如晶體管、晶閘管、繼電器、光耦合器等。本電路作為一款通用基本電路,只需稍作改動就可實現(xiàn)多種功能,例如需要進(jìn)行兩位數(shù)顯示,只需改用兩片74HC193分別對個位和十位進(jìn)行計數(shù),再用兩片CD4511驅(qū)動兩位數(shù)字顯示即可;如果需要實現(xiàn)倒計時定時報警功能,只需利用U1(74HC193)的13腳TCD作為觸發(fā)信號連接驅(qū)動蜂鳴器的執(zhí)行電路即可。采用Proteus硬件仿真技術(shù),在原理圖設(shè)計階段就可以進(jìn)行評估,驗證所設(shè)計的電路是否達(dá)到要求的技術(shù)指標(biāo),還可以通過改變元器件參數(shù)使整個電路的性能最優(yōu)化,大大節(jié)省了設(shè)計時間與經(jīng)費,提高了設(shè)計效果和質(zhì)量。

四、Proteus硬件仿真技術(shù)在電子設(shè)計大賽中實施的效果評價

1.Proteus為電子設(shè)計大賽提供了多媒體教學(xué)平臺

Proteus軟件為理論教學(xué)提供了先進(jìn)的實驗、演示和電路分析。教師可以在多媒體教室中深入淺出地分析各種電路的特性,講解各種參數(shù)改變對電路的影響,幫助學(xué)生突破抽象的難點知識的理解,形成扎實系統(tǒng)的知識體系。

2.Proteus為電子設(shè)計大賽提供了虛擬實訓(xùn)平臺

Proteus軟件所提供的一系列元件庫,既能實現(xiàn)實驗箱固定模塊的驗證功能,還能根據(jù)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整,整個過程不受時間、空間限制,突破了傳統(tǒng)實訓(xùn)室的局限性,克服了學(xué)校經(jīng)費不足和儀器設(shè)備不足對教學(xué)指導(dǎo)的困擾。

3.Proteus為電子設(shè)計大賽提供了創(chuàng)新平臺

Proteus軟件提供的硬件仿真功能,為電子設(shè)計大賽注入了活力,培養(yǎng)了學(xué)生科學(xué)的電子設(shè)計方法,有效地提高了學(xué)生針對實際問題進(jìn)行電子設(shè)計制作的能力以及創(chuàng)新發(fā)揮的能力。

五、結(jié)語

虛擬仿真技術(shù)的基本步驟范文第3篇

電工電子技術(shù)課程,對中職的學(xué)生來講,是一門專業(yè)技能課,有理論課、實驗課、實訓(xùn)課。其中實驗、實訓(xùn)都可以歸結(jié)到實踐課,目的是培養(yǎng)學(xué)生操作技能和解決實際問題的能力。將計算機仿真技術(shù)引入教學(xué)中,不僅改善了教學(xué)手段,減少了教學(xué)成本,更重要的是豐富了教學(xué)內(nèi)容,提高了課堂教學(xué)效率,對于培養(yǎng)學(xué)生的自主能力、創(chuàng)新能力、分析和解決問題的能力都起到了潛移默化的作用。

一、理論教學(xué)中的應(yīng)用

電工電子技術(shù)課程中,理論教學(xué)是必須的。理論是實踐的基礎(chǔ)和支撐。理論課教學(xué)的目的是更好地服務(wù)實踐教學(xué),更好地用理論知識支持技能的學(xué)習(xí),同時也為學(xué)生將來的職業(yè)發(fā)展提供足夠的基礎(chǔ)。所以,我們不能輕視理論學(xué)習(xí)。但是面對現(xiàn)今的中職學(xué)生,講理論知識,老師們都會感到頭疼,因為學(xué)生的素質(zhì)比較差,數(shù)學(xué)和物理基礎(chǔ)比較薄弱,課堂上基本是老師灌輸,學(xué)生被動接受,一點也調(diào)動不起學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。再加上電子類的課程比較枯燥無味、抽象難懂、課程邏輯性強等特點,學(xué)生學(xué)習(xí)的確感到困難。對于教師來講,費了好大力氣,也很難達(dá)到理想的教學(xué)效果。

隨著計算機技術(shù)的發(fā)展,出現(xiàn)了虛擬仿真技術(shù)。我們將仿真軟件的虛擬實驗功能引進(jìn)課堂,在講解理論的同時,利用計算機進(jìn)行多媒體演示,搭建電路,設(shè)置參數(shù),通電實驗,在顯示屏上可以直接顯示實驗結(jié)果,使一些抽象的概念形象化、直觀化、簡單化,彌補了理論上的抽象性。例如,在基本放大電路中,靜態(tài)工作點選擇的是否適合,直接影響到放大器的性能。若設(shè)置不當(dāng)將會產(chǎn)生飽和失真或截止失真。在理論課上,學(xué)生往往對于公式的推導(dǎo)及曲線的講解不能深刻體會,導(dǎo)致對于基本放大電路的知識點不能較好地掌握。而通過仿真軟件EWB的展示,可以給學(xué)生一種直觀的認(rèn)識。同時,有興趣的同學(xué)還可以自己設(shè)參數(shù),觀察靜態(tài)工作點選擇的是否合適,如果不合適會產(chǎn)生什么樣的失真結(jié)果。這樣的理論課學(xué)生學(xué)起來有積極性,學(xué)習(xí)效果也就有很大提高。再舉個例子,在模擬電子線路中,三極管的基極(b)、集電極(c)和發(fā)射極(e)三個極之間的電流,存在Ie=Ic+Ib這樣的關(guān)系,教材中指出這個公式是經(jīng)過多次實驗得出的結(jié)論,同時列出實驗數(shù)據(jù)表格。然后,老師在課堂上讓學(xué)生驗證一下表格里的數(shù)據(jù),的確符合上述規(guī)律。這樣的理論教學(xué),學(xué)生沒有體驗,就事論事,學(xué)生只有死記硬背。但如果利用模擬仿真,搭建電路,讓學(xué)生親手用EWB軟件中提供的電流表實際測量一下,自己得出上述結(jié)論,那效果就會不一樣,學(xué)生很快就會記住三極管三個極之間的電流關(guān)系。正如一位教育學(xué)家總結(jié)的:“你告訴我,我會忘記;你給我示范,我會記住;你讓我自己做,我會明白,而且一輩子都不會忘記。”

所以,利用模擬仿真技術(shù)進(jìn)行理論教學(xué),可以將復(fù)雜問題簡單化,抽象問題形象化,理性知識感性化,讓我們的學(xué)生在理論學(xué)習(xí)時不感到枯燥,調(diào)動起他們的思維,讓學(xué)生在不斷的探索中學(xué)習(xí)。

二、實踐教學(xué)中的應(yīng)用

實踐教學(xué)在電工電子技術(shù)的課程中安排比重較大,因為這是一門專業(yè)技能課,實踐性很強。在上電工電子技術(shù)課的第一天,老師就要重點講用電安全,因為做任何事情,安全總是第一位的。學(xué)生進(jìn)行各種實驗操作,一定要規(guī)范操作,注意操作規(guī)程,但仍不排除會有意外的發(fā)生。所以,作為電類的教師,在上實驗課時難免會有各種擔(dān)心。這是其一。其二是由于經(jīng)費的問題,很多實驗,由于實驗室元器件、設(shè)備不全,規(guī)格不合適等原因而不能完成。就算能完成,也要花很大一筆開銷。

如果采用虛擬仿真技術(shù),我們只需要計算機,在計算機房就能完成很多實驗,而且不存在安全隱患和設(shè)備不足的問題,特別是驗證性的實驗,很快就能得到結(jié)果。虛擬實踐教學(xué)平臺的建立,使學(xué)生可以不受場地與設(shè)備限制,只要有計算機,就可以進(jìn)行各種相關(guān)電路的設(shè)計與仿真,有效做到理論與實踐的結(jié)合,加深了學(xué)生對理論知識的理解,提高了學(xué)生的應(yīng)用能力及實踐能力,培養(yǎng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性,大大改善了教學(xué)效果。

例如,在數(shù)字電路的實踐教學(xué)中,仿真軟件中的邏輯轉(zhuǎn)換儀非常有用。實際工作中并沒有這個儀器,它能夠?qū)⑦壿嬰娐泛驼嬷当?、邏輯表達(dá)式之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。利用這一功能,學(xué)生在設(shè)計組合邏輯電路時,非常的方便實用。另外,在項目實訓(xùn)中,對于設(shè)計各種電路而言,利用仿真模型,可以減少元器件損耗,方便更換不同型號規(guī)格的元件,減少設(shè)計成本。再比如,在整流濾波實驗中,我們也可以讓同學(xué)利用仿真技術(shù)進(jìn)行先行實驗。首先,搭建整流濾波電路,在儀表欄中調(diào)出雙蹤示波器,A通道接輸入端,B通道接輸出端,接通仿真電源,在示波器上就可以看到整流的效果,改變電路中電容參數(shù),還可以觀察波形的變化,不同電容量,波形脈動的成分是不同的。這表明了電容濾波的效果。這樣的仿真實驗,讓學(xué)生在實物實驗之前就有一個深刻的了解,包括實驗步驟、實驗結(jié)果、注意事項等,在實物操作時,做到心中有數(shù),提高了實物實驗的效率。雖然,仿真實驗有很多優(yōu)點,但實踐性的教學(xué)不能完全依靠仿真技術(shù),我們還是要將仿真實驗和實物實驗結(jié)合起來,充分發(fā)揮仿真技術(shù)的作用,讓仿真技術(shù)為真正的實驗教學(xué)服務(wù),達(dá)到提高學(xué)生操作技能的目的。

三、仿真技術(shù)應(yīng)用的思考

仿真技術(shù)應(yīng)用于教學(xué)中,毫無疑問地提高了教學(xué)效果和效率。首先,利用仿真教學(xué),激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,有利于突破教學(xué)中的難點。仿真技術(shù)引入課堂后,把許多抽象、難以理解的教學(xué)內(nèi)容變得生動有趣,動態(tài)地顯示實驗現(xiàn)象和結(jié)果,化難為易,能夠促使學(xué)生積極思考,提高自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新思維能力。其次,仿真教學(xué)在一定程度上可以彌補實驗設(shè)備不足,并且可以模擬一些實物實驗不易進(jìn)行的實驗項目。但是,在實際應(yīng)用中,不能完全用仿真教學(xué)代替實物實踐教學(xué)。仿真教學(xué),只能起到輔助作用,實際動手操作能力,必須要通過實物性的實驗操作才能得到提高。而且,真正的實驗不能因此而減少。

模擬仿真軟件種類比較多,選擇一款簡單易學(xué)、適合教學(xué)的才是最好的。經(jīng)過教學(xué)實踐證明,運用電子仿真技術(shù)作輔助,在優(yōu)化課堂教學(xué)、提高教學(xué)效率、增強教學(xué)效果方面起到了重要作用,是一種先進(jìn)的教學(xué)手段,很值得推廣。

參考文獻(xiàn):

[1]周紹敏.電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能[M].高等教育出版社.

[2]張金華.電子技術(shù)基礎(chǔ)與技能[M].高等教育出版社.

虛擬仿真技術(shù)的基本步驟范文第4篇

關(guān)鍵詞:仿真技術(shù) 電工電子教學(xué) EWB 應(yīng)用

隨著經(jīng)濟(jì)全球化的來臨,企業(yè)對技工素質(zhì)要求越來越高,在技校生源素質(zhì)偏低的情況下,如何創(chuàng)新教學(xué)方法手段,提高教學(xué)效率和質(zhì)量,多快好省地培養(yǎng)大批高素質(zhì)人才,是一個需高度重視的重要課題。筆者在學(xué)校計算機電氣教學(xué)部和電子教研組領(lǐng)導(dǎo)的大力支持與指導(dǎo)下,在所教班級的電工電子教學(xué)中進(jìn)行計算機仿真教學(xué)實驗研究,將仿真技術(shù)引入課堂教學(xué)和實驗實訓(xùn)中,顯著地提高了教學(xué)效率、效果,節(jié)約了教學(xué)成本,有效地提高了學(xué)生學(xué)習(xí)應(yīng)用新知識、新技術(shù)的能力,受到了學(xué)生的普遍歡迎和好評。本文結(jié)合這一教改試驗的實踐,擬對仿真技術(shù)的應(yīng)用作一些探討。

一、仿真教學(xué)的優(yōu)越性及常用仿真軟件的特點

仿真教學(xué),是指應(yīng)用軟件和技術(shù)借助windows平臺進(jìn)行輔助教學(xué)活動。隨著仿真技術(shù)的不斷發(fā)展,仿真教學(xué)越來越受到人們的青睞。與傳統(tǒng)教學(xué)方法相比,仿真教學(xué)具有以下明顯的優(yōu)越性:一是仿真軟件中的虛擬儀器和元器件與實物非常接近,易學(xué)易懂,學(xué)生愛學(xué)愛用,興趣高,且不受場地限制;二是仿真演示和仿真實驗實訓(xùn)直觀、清晰、生動,使抽象的概念原理直觀化、形象化,有利于突破難點、加深記憶;三是仿真教學(xué)、仿真實驗實訓(xùn)不必直接接觸強電,不用進(jìn)行元件安裝和焊錫操作,從而避免濺錫傷人、線路短路觸電等危險,達(dá)到安全的目的;四是采用仿真實驗、實訓(xùn),可隨意調(diào)出軟件中元器件庫虛擬儀器及各種元器件進(jìn)行模擬設(shè)計、安裝,利用虛擬儀器對設(shè)計好的電路進(jìn)行調(diào)試及分析,不僅測試儀器的圖形與實物相似,而且測試結(jié)果與實際調(diào)試基本相似,如同置身于實驗室中,既節(jié)省了購買大量元器件和高檔儀器的費用,又避免了儀器損壞和元件消耗。這種仿真實驗可由教師結(jié)合教學(xué)內(nèi)容通過多媒體教學(xué)平臺演示完成,也可由學(xué)生在課外參照有關(guān)習(xí)題完成。通過人機對話的方式,使每個人都能親自動手接觸電路,進(jìn)行元件接線、參數(shù)設(shè)定,邊連線,邊測試,邊修改,邊分析,并與理論計算結(jié)果進(jìn)行對比,還可隨時調(diào)整和修改元件參數(shù),分析各元件參數(shù)對電路的作用與影響。通過這樣的實驗來驗證理論,加深了學(xué)生對理論的認(rèn)識,教學(xué)效果良好。

近年來,隨著計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普及,仿真技術(shù)得到了迅速發(fā)展。國際上一些著名公司先后設(shè)計開發(fā)了一系列仿真軟件,為仿真教學(xué)提供了強有力的技術(shù)支撐。例如,Multisim2001就是加拿大Interactive Image Technologies公司推出的電路設(shè)計和仿真分析軟件,它將電路原理圖、電路仿真及PLD設(shè)計三者合一,利用該軟件可以建立模擬、數(shù)字及其混合電路,并進(jìn)行仿真。其特點是:易學(xué),實用性強,界面簡潔,元件庫齊全,仿真功能強大。又如加拿大Interactive Image Technologies公司設(shè)計推出的EWB(Electronics Workbench),不但是一個非常優(yōu)秀的電子設(shè)計軟件,也是一個非常優(yōu)秀的電子技術(shù)模擬實驗平臺,它提供了示波器、函數(shù)發(fā)生器、萬用表、頻譜儀和邏輯分析儀等虛擬電子設(shè)備,還提供了14種分析工具、4種掃描分析、8000多個元器件模型,其選用的儀器和元器件與實際情況非常相近。使用者可方便地進(jìn)行原理的輸入和仿真測試,觀察電路的工作狀態(tài)、穩(wěn)定性、靈敏度,還可以觀察條件、參數(shù)變化時電路的變化情況,學(xué)生們只要能正確使用常規(guī)儀器,都能較快地掌握軟件所提供的虛擬儀器的使用方法。EWB界面直觀,操作方便,為電類課程的實驗、設(shè)計等教學(xué)環(huán)節(jié)提供了極大的便利。現(xiàn)在,許多技工學(xué)校都建立了一定數(shù)量的多媒體教室,而且還在普通教室里安裝了多媒體設(shè)備,從而為應(yīng)用仿真軟件輔助教學(xué)創(chuàng)造了條件。因此,在教學(xué)中推廣應(yīng)用仿真技術(shù)是完全可行的。

二、應(yīng)用仿真技術(shù)輔助教學(xué)的實踐

電子技術(shù)、電子電路、脈沖與數(shù)字電路等電子類課程概念抽象、直觀性差、原理難懂,加上技校學(xué)生普遍素質(zhì)偏低,對理論教學(xué)缺乏興趣,故此傳統(tǒng)教法的教學(xué)效果比較差。針對技校生的實際,筆者將仿真技術(shù)應(yīng)用到上述課程的教學(xué)活動中,達(dá)到了事半功倍、省時高效的效果。

1.應(yīng)用仿真技術(shù)演示抽象內(nèi)容,激發(fā)學(xué)生興趣

興趣是最好的老師。在電子技術(shù)課程教學(xué)中,筆者常應(yīng)用仿真技術(shù)巧妙精彩地導(dǎo)入要講的內(nèi)容,以激發(fā)學(xué)生的求知欲。例如在講授半導(dǎo)體特性這一課題時,學(xué)生對電子流和空穴流往往難以理解,為此,筆者應(yīng)用仿真技術(shù)在屏幕上模擬出電子流和空穴流的流動過程:在電場力作用下,電子連續(xù)不斷地向電源裝置的正極移動,形成了一條電子流;而空穴則向電源的負(fù)極移動,形成了一條空穴流。它們形成的電流方向一致,外電路的電流等于電子電流和空穴電流之和。通過這樣的演示,同學(xué)們不但興趣盎然,而且較好地理解了半導(dǎo)體導(dǎo)電的這個重要特征。

2.應(yīng)用仿真技術(shù)演示電路特點,突破教學(xué)難點

將抽象的原理、概念、公式推導(dǎo)直觀化,有利于學(xué)生理解和記憶,從而突破教學(xué)難點。例如電子線路中有關(guān)整流濾波電路的教學(xué),傳統(tǒng)教法是由教師通過分析電容的充放電過程對輸出直流電壓的影響,得出一個輸出電壓的波形圖,然后對波形圖進(jìn)行分析,推導(dǎo)出求電容容量C的關(guān)系公式,但學(xué)生往往感到公式抽象,實際中不會應(yīng)用數(shù)學(xué)公式。為了突破這一難題,筆者就利用Multisim2001軟件,模擬該電路,操作步驟如下:①選擇程序中的Multisim2001,進(jìn)入原理圖形設(shè)計環(huán)境的工作界面;②執(zhí)行菜單Options\Preferences設(shè)置圖紙大小、顏色、字體、連線寬度、邊框等;③在元件工具欄中找出所需的元件,把它們拖放在工作區(qū)域,放置好元件后,再給元件連線;④先用手動連線,然后由Multisim2001自動完成連線;⑤對元件進(jìn)行參數(shù)調(diào)整,先選定元件,然后雙擊鼠標(biāo)左鍵,改變對話框中的各頊內(nèi)容,達(dá)到改變元件參數(shù)的目的。經(jīng)過上面幾個步驟最終可得到整流濾波電路圖。整流濾波電路圖搭建好后,就可以從儀表工具欄中調(diào)出示波器并合理擺放,然后將示波器A通道接輸入信號端,B通道接輸出端。該示波器的界面與實驗室里常用的示波器的面板很相似,其基本操作方法差不多。啟動電路仿真開關(guān),示波器屏幕上出現(xiàn)輸入和輸出兩個波形。這時可以通過調(diào)節(jié)按鈕不斷改變電容的容量C的大小,觀察示波器波形變化,通過波形圖的比較就可以直觀地看出脈動系數(shù)與電容容量C之間的關(guān)系:當(dāng)容量C增大到一定數(shù)值后,輸出的直流電壓基本是平滑的,繼續(xù)增大C,直流電壓的變化不明顯。這就給我們選擇濾波電容容量提供了實際依據(jù)。經(jīng)過這樣的仿真演示,同學(xué)們就較好理解了這一問題,從而有效地突破了教學(xué)的難點。

3.應(yīng)用仿真技術(shù)將仿真實驗引入課堂,有利于一體化教學(xué)

以往進(jìn)行理實一體化教學(xué),教師需要帶學(xué)生到實驗室上課,或?qū)嶒瀮x器設(shè)備搬到普通課堂,十分不便。為達(dá)到省時高效,筆者將EWB的仿真實驗功能引入課堂,進(jìn)行一體化教學(xué),開展師生之間、生生之間的互動交流,教學(xué)效果顯著。例如,在教集成運算放大器應(yīng)用的“反相與求和電路”課題時,就應(yīng)用EWB仿真軟件在大屏幕上打出圖1所示的仿真實驗接線測試圖(見圖1)。

圖1、反相與求和電路EWB模擬實驗接線測試圖 轉(zhuǎn)貼于

圖1中IC為理想集成運放,當(dāng)Ui2不接時為反相比例運算電路,U0=- Uil,通過改變R1和R3的值,可以改變輸出與輸入電壓的比例。當(dāng)接上Ui2時為反相比例相加運算:U0=-( Ui1+ Ui2),通過改變輸入電壓Ui1、Ui2或改變R1、R2和R3的值,在輸出端可獲得比例相加的輸出電壓。筆者應(yīng)用EWB仿真,邊演示,邊講解,十分方便地分別演示接上或不接上輸入電壓時輸出端輸出電壓變化的情景,使學(xué)生直觀地看到,當(dāng)改變Ui1、Ui2或R1、R2和R3的值時可以獲得不同的輸出電壓,應(yīng)用EWB將此電路稍作改動即可驗證同相求和電路、微分電路和積分電路。在講、練的同時,筆者還要求學(xué)生在課堂中即時操作或進(jìn)行生生互動交流,通過這樣的講練結(jié)合,教學(xué)效率明顯提高了。

4.應(yīng)用仿真技術(shù)開展模擬實訓(xùn),實行“虛實結(jié)合”

過去,因受場地、經(jīng)費、器材等硬件條件限制,電類專業(yè)的實習(xí)課題和時間安排往往達(dá)不到規(guī)定的要求,不利于學(xué)生實踐能力的提高。隨著仿真技術(shù)的應(yīng)用,在教學(xué)中,筆者選取有代表性的課題,開設(shè)了一定比例的模擬實訓(xùn),實行實物實訓(xùn)與模擬實訓(xùn)相結(jié)合,發(fā)揮了模擬實訓(xùn)省時、高效、安全、經(jīng)濟(jì)的長處,解決了過去實訓(xùn)課完全依賴實驗儀器,且電子元器件損耗大和實驗儀器損壞后維修不及時的問題。筆者的做法是,對基本測量技術(shù)、常用儀器儀表及元器件使用、基本電路設(shè)計等電子專業(yè)的基本功,原則上都進(jìn)行實物實訓(xùn);對用真實儀器難以顯示或需消耗昂貴元器件的課題,通常采用模擬實訓(xùn);對設(shè)計性、綜合性的實訓(xùn)項目,通常安排學(xué)生先進(jìn)行EWB模擬預(yù)習(xí),在理解實驗原理的基礎(chǔ)上再安排實物實訓(xùn)。這樣將虛實兩種實驗結(jié)合起來,可以大大提高實訓(xùn)實驗效率和質(zhì)量,節(jié)約教學(xué)成本。

5.應(yīng)用仿真技術(shù)充實、豐富第二課堂活動,提高學(xué)生的創(chuàng)新能力

搞好第二課題活動,有利于學(xué)生為適應(yīng)就業(yè)市場競爭而提高就業(yè)能力。所以,筆者在課余積極指導(dǎo)電子專業(yè)學(xué)生開展第二課堂活動,利用EWB進(jìn)行電子線路應(yīng)用、設(shè)計的模擬訓(xùn)練,有效地促進(jìn)了研究性學(xué)習(xí),提高了學(xué)生的電路設(shè)計水平。例如,我結(jié)合脈沖波形的產(chǎn)生與整形的教學(xué),指導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用EWB軟件進(jìn)行單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電器電路仿真實驗,用信號發(fā)生器產(chǎn)生觸發(fā)信號作為輸入信號,通過示波器觀察輸入、輸出波形。在仿真實驗的基礎(chǔ)上進(jìn)行電路設(shè)計,再應(yīng)用EWB模擬驗證,然后動手制作實物,使學(xué)生的電子制作水平顯著提高。

三、實施效果及思考

在學(xué)校計算機電氣教學(xué)部和電子教研組領(lǐng)導(dǎo)的大力支持與指導(dǎo)下,本人在所教班級的《電子線路》、《電子CAD》等課程教學(xué)中進(jìn)行仿真教學(xué)試驗,均取得了良好的效果,顯著提高了教學(xué)效率,充分調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,提高了教學(xué)效率,節(jié)約了教學(xué)成本,受到了同學(xué)們的普遍歡迎和好評。通過班級的問卷調(diào)查表明,學(xué)生們普遍認(rèn)為,仿真教學(xué)在課堂氣氛、吸引力、學(xué)習(xí)興趣、理解知識、記憶程度、學(xué)習(xí)效果等各個方面都明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的知識講授,值得推廣。這一項教改試驗的成功實踐表明,仿真技術(shù)作為一種高新技術(shù),可以通過計算機及多種輸入輸出設(shè)備創(chuàng)建一種虛擬的情況,讓學(xué)生產(chǎn)生與現(xiàn)實生活一樣的感覺,使學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)積極性大大提高,變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí),提高學(xué)習(xí)效果。

總而言之,仿真教學(xué)雖然不能完全取代真實的傳統(tǒng)教學(xué)和實訓(xùn),但只要我們充分發(fā)揮仿真技術(shù)的特點,使仿真教學(xué)與傳統(tǒng)知識講授有機結(jié)合、融為一體,就一定能有效地減少教師無效的工作時間,提高工作效率,節(jié)約教學(xué)資源,充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,變被動接受灌輸為主動建構(gòu)知識,從而提高學(xué)習(xí)效率和效果,實現(xiàn)多快好省地培養(yǎng)高素質(zhì)技能人才的目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

[1]崔建明 電工電子技術(shù)[M].北京:高等教育出版社,2008。

虛擬仿真技術(shù)的基本步驟范文第5篇

關(guān)鍵詞:計算機仿真技術(shù);工程項目;施工管理;運用

建筑業(yè)在我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展中起到十分重要的作用,隨著國家對建筑業(yè)發(fā)展的重視,建筑業(yè)在將來具有良好的發(fā)展前景.但我國目前的建筑技術(shù)水平整體依舊還處于較低位置,其管理水平也是如此,并且存在諸多不合理的現(xiàn)象,同時經(jīng)常發(fā)生一些安全事故以及質(zhì)量事故,也存在較為嚴(yán)重的資源損耗.尤其是大型工程項目,其具有極其復(fù)雜的施工程序,也存在較多因素對施工的順利進(jìn)行產(chǎn)生影響,施工的環(huán)境條件也有諸多不確定性,導(dǎo)致施工難度增加,也承受更大的風(fēng)險.為確保施工更加順利,必須進(jìn)行施工計劃與指導(dǎo)的編制,使施工的各個環(huán)節(jié)得到指導(dǎo).工程設(shè)計文件中,施工進(jìn)度以及資源使用計劃十分重要,在工程實施的各個階段均起到十分關(guān)鍵的影響.所以,施工進(jìn)度以及資源計劃的合理安排,對參建方而言,都需要得到足夠的重視.傳統(tǒng)項目計劃的編制主要采用CPM和PERT,兩者的使用也存在一定的局限性.其中,后者的缺點在于精度缺乏保障,存在較大的誤差,不能使實際工程的要求得到滿足.對此,計算機仿真技術(shù)的出現(xiàn),為項目計劃的制定帶來了極大的幫助.在我國社會與科學(xué)不斷發(fā)展的背景下,計算機仿真技術(shù)同樣發(fā)展顯著,在我國工程施工管理領(lǐng)域得到更加廣泛的應(yīng)用,也形成較多趨于完善的施工仿真系統(tǒng),其中包括GIS以及CY-CLONE等.計算機仿真技術(shù)憑借其風(fēng)險小、成本低的優(yōu)勢,其在工程項目施工管理中的應(yīng)用,將更好地解決實際問題,對建筑業(yè)的發(fā)展具有十分重要的意義.

1計算機仿真的相關(guān)概念及基本步驟分析

1.1概念

計算機仿真技術(shù)與計算機建模技術(shù),是一種新型技術(shù),目前已經(jīng)得到較大的發(fā)展,在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)研究中占據(jù)重要的地位.該技術(shù)在多個領(lǐng)域應(yīng)用廣泛,能夠有效幫助解決復(fù)雜系統(tǒng)的問題.在計算機仿真中,計算機、系統(tǒng)以及系統(tǒng)模型是其主要的三大要素.其中,系統(tǒng)指的是事物及其規(guī)律的一種總稱;系統(tǒng)模型是指關(guān)于系統(tǒng)特性及關(guān)系的描述,用于系統(tǒng)功能及部件間規(guī)律的研究.目前,系統(tǒng)模型類型更多,其中的數(shù)學(xué)模型也已經(jīng)得到更加廣泛的應(yīng)用.目前,仿真的概念也逐漸得到完善,雖然各學(xué)者對仿真的定義存在一些區(qū)別,但是根據(jù)這些定義,可對計算機仿真的定義作出以下概括:計算機仿真是針對實物進(jìn)行模擬,建立于豐富的技術(shù)理論層面,借助計算機等工具,通過系統(tǒng)模型對系統(tǒng)實施動態(tài)研究,屬于一種新型技術(shù),涉及較多的專業(yè)與學(xué)科,具有較強的綜合性.換句話說,計算機仿真是不改變實際系統(tǒng)運行的基礎(chǔ)上,通過計算機構(gòu)建系統(tǒng)模型進(jìn)行系統(tǒng)性能研究及系統(tǒng)構(gòu)造的一種技術(shù).計算機仿真類型各種各樣,按照不同的分類依據(jù)可得到不同的種類劃分.例如以模型的種類為依據(jù),可將計算機仿真分為半實物仿真、物理仿真以及數(shù)學(xué)仿真.根據(jù)仿真時鐘和實際時鐘之間的比例進(jìn)行相關(guān)劃分可得出,計算機仿真可以分為三種仿真,即超實時、亞實時以及實時.若依據(jù)系統(tǒng)模型的特征進(jìn)行相關(guān)分化可得出兩種仿真,即離散系統(tǒng)以及連續(xù)系統(tǒng).

1.2基本步驟

(1)建立問題及目標(biāo).首選需對仿真系統(tǒng)的相關(guān)處理對象進(jìn)行確認(rèn),并且明確仿真的目標(biāo),也就是通常所說的促使某一問題得到有效的解決.(2)進(jìn)行建模.仿真模型可以實現(xiàn)對研究對象的抽象描述,能使研究系統(tǒng)的屬性特征得到體現(xiàn).仿真建模特點顯著,通常采用針對問題進(jìn)行建模以及針對運行過程進(jìn)行建模的方式.(3)數(shù)據(jù)采集.若仿真模型已經(jīng)開始進(jìn)行相關(guān)基本框架的建設(shè).那么其所輸入的數(shù)據(jù)必須是準(zhǔn)確無誤的,以此才能使仿真運行中模型的數(shù)學(xué)及邏輯關(guān)系得到有效利用,從而通過計算與分析得出可信的仿真結(jié)果.而離散系統(tǒng)仿真中,數(shù)據(jù)分布通常存在某種概率,所以,實際系統(tǒng)統(tǒng)計和調(diào)查的實施必不可少.(4)驗證模型.需要驗證仿真模型,判斷其是否具有代表性,從而確保模型能夠有效體現(xiàn)真實系統(tǒng)的特征及性能,促使仿真得到成功.(5)運用模型,分析結(jié)果.完成模型驗證后,接下來就是仿真模型的運用.在運用仿真模型的過程中,需要確保初始條件和數(shù)據(jù)輸入一致,進(jìn)行多次仿真運行,才能通過仿真得到真實的統(tǒng)計數(shù)據(jù)和輸出結(jié)果.建筑工程中仿真模型的運用,需要對某事件的概率和隨機變量的期望值進(jìn)行分析,也需要進(jìn)行敏感性分析.

2計算機仿真技術(shù)在施工管理領(lǐng)域中的應(yīng)用分析

2.1蒙特卡洛模擬(Monte-Carlo)在施工仿真中的應(yīng)用

該模式方法是根據(jù)統(tǒng)計理論,對風(fēng)險發(fā)生率或者風(fēng)險損失數(shù)值進(jìn)行研究和計算機計算.該方法的基本原理是使用數(shù)學(xué)模型(模擬模型)將研究對象進(jìn)行代替,在模型中盡可能將所有的影響因素包含其中.模擬模型中使用具體的概率分布來描述各個風(fēng)險變量的風(fēng)險結(jié)果和其有關(guān)的概率值.然后采用隨機的方式給出某個數(shù)值,然后根據(jù)該數(shù)值在各風(fēng)險變量中的概率分布進(jìn)行取值,完成各風(fēng)險變量的取值后,可以模擬模型為依據(jù)得出風(fēng)險總體效果.對這一程序進(jìn)行重復(fù),以產(chǎn)生的隨機數(shù)為依據(jù),得出風(fēng)險總體效果確切值.計算機仿真的概念是在20世紀(jì)40年代馮•諾依曼最先提出,而計算機仿真中最早應(yīng)用的方法就是蒙特卡洛模擬,起初該方法的應(yīng)用只能對隨機過程問題進(jìn)行解決.現(xiàn)階段,蒙特卡洛模擬在工程施工領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越廣泛,主要體現(xiàn)在對成本以及進(jìn)度的仿真方面.應(yīng)用蒙特卡洛模擬于工程網(wǎng)絡(luò)計劃中,憑此對工程進(jìn)度風(fēng)險進(jìn)行仿真分析,能夠通過概率計算得出合理的工程工期以及明確工作中的重點,有助于施工管理人員工作的進(jìn)行.而施工項目成本風(fēng)險管理中蒙特卡洛模擬技術(shù)的應(yīng)用,則能有效分析以及空時施工項目成本中的相關(guān)風(fēng)險,對施工成本風(fēng)險分析與管控具有十分積極的作用.

2.2循環(huán)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(CYCLONE)在施工仿真中的應(yīng)用

就循環(huán)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)而言,該技術(shù)能夠在仿真系統(tǒng)和建筑建模中體現(xiàn)價值,是最先專門為建筑施工仿真而研發(fā)的仿真系統(tǒng).其有效結(jié)合多項理論與技術(shù),包括排隊理論、網(wǎng)絡(luò)計劃技術(shù)以及計算機模擬技術(shù),利用計算機實現(xiàn)模擬,可對各施工組織的工期和費用進(jìn)行計算,也能對各項資源的利用率進(jìn)行計算.CYCLONE模型的組成元素主要包括流水單元、節(jié)點以及矢線.其中,流水單元也就是模型中能夠流動的部分,包括各方面的資源,例如人力、物力、財力以及控制信息等;矢線則表示的是各節(jié)點之間存在的關(guān)聯(lián)以及流水單元的相關(guān)位置走向;節(jié)點通??梢詣澐譃槲宸N節(jié)點:第一種是一般節(jié)點.其主要表示非限制性工作和其主動狀態(tài),當(dāng)流水單元經(jīng)過此節(jié)點時能夠稍作的停留,但工作仍然是在進(jìn)行中.第二種是復(fù)合節(jié)點.表示工作的開始受控,只有確保所有要求得到滿足后才能開始工作,所以,復(fù)合節(jié)點往往處于排隊節(jié)點之后,而兩者又同屬于活動節(jié)點.第三種是控制節(jié)點.能夠?qū)α魉畣卧獙嵭斜O(jiān)測以及控制.第四是排隊節(jié)點.該節(jié)點主要對流水單元的被動狀態(tài)進(jìn)行描述.流水單元進(jìn)入該節(jié)點后進(jìn)入暫停狀態(tài),等其他排隊節(jié)點滿足要求后同時進(jìn)入復(fù)合節(jié)點.排隊節(jié)點是流水單元等待的停留場所.最后是職能節(jié)點.其功能在于合成模型中的各個流水單元,使其成為一個流水單元,并且該節(jié)點能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計和計算.CYCLONE具有以下優(yōu)勢,例如簡單、操作方便、建模容易等,目前其應(yīng)用已經(jīng)比較廣泛.有學(xué)者結(jié)合水電站導(dǎo)流隧洞循環(huán)施工的特點,將CYCLONE應(yīng)用于施工仿真中,取得的效果比較顯著.也有學(xué)者在土石方工程施工模擬中對循環(huán)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用,能夠得出一些對于管理人員決策而言、具有重要參考意義的參數(shù).此外,CYCLONE模擬同樣也在隧道工程施工以及高層建筑施工仿真中得到應(yīng)用,也取得一定的應(yīng)用效果.

2.3地理信息系統(tǒng)(GIS)在施工仿真中的應(yīng)用

地理信息系統(tǒng),即GIS,是一門新型學(xué)科技術(shù),其介于地球科學(xué)和信息科學(xué)之間,能夠有效結(jié)合計算機技術(shù)以及地學(xué)空間數(shù)據(jù),屬于空間信息技術(shù)的范疇.該項技術(shù)是對地理空間數(shù)據(jù)庫進(jìn)行利用,進(jìn)行集空間數(shù)據(jù)的采集,然后對其進(jìn)行分析、操作、管理,最后進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示,且通過地理模型分析,得出各種空間及動態(tài)地理信息.GIS使用屬性數(shù)據(jù)和圖形數(shù)據(jù)對空間數(shù)據(jù)對象進(jìn)行描述,并通過用戶標(biāo)識碼和內(nèi)部代碼連接兩者成為公共數(shù)據(jù)項,促使兩者相互對應(yīng).施工仿真系統(tǒng)是通過計算機采集、管理、操作以及分析施工過程中的各項數(shù)據(jù),并且給出各種空間及動態(tài)信息.因此,GIS系統(tǒng)與施工仿真系統(tǒng)能夠在多方面實現(xiàn)結(jié)合,GIS的屬性、位置雙向查詢技術(shù)以及空間處理技術(shù)等,均可在施工仿真中得到應(yīng)用.其中,天津大學(xué)對該技術(shù)的研究更為廣泛,然而目前該項技術(shù)僅僅在水利水電工程施工中得到一定程度上應(yīng)用.GIS技術(shù)應(yīng)用于水利水電工程施工中,主要是在水利工程的施工導(dǎo)流動態(tài)可視化仿真中得到應(yīng)用,建立導(dǎo)流三維可視化模型并采用三維動態(tài)演示方法,對三維動態(tài)模型進(jìn)行演示.復(fù)雜地下洞室施工仿真系統(tǒng)中GIS技術(shù)的應(yīng)用,使用可視化圖像形象地表示大壩施工具體過程,從而使工程人員能夠清楚地、及時地了解大壩施工的情況,促使施工組織水平得到有效提高.也有不少學(xué)者對施工仿真中GIS技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行研究,例如在隧道施工的可視化仿真中應(yīng)用GIS技術(shù),使GIS有效結(jié)合工程動態(tài)仿真系統(tǒng),對施工過程中進(jìn)行模擬,從而得到施工組織管理的一些數(shù)據(jù)信息.

2.4Petri網(wǎng)在施工仿真中的應(yīng)用

1962年德國CarlAdamPetrified最先提及Petri網(wǎng),現(xiàn)階段,Petri網(wǎng)在自動化科學(xué)技術(shù)、計算機科學(xué)技術(shù)、機械設(shè)計與制造等相關(guān)仿真領(lǐng)域已經(jīng)有了較為廣泛的應(yīng)用.Petri網(wǎng)屬于一種網(wǎng)狀的信息流,其節(jié)點通常分為兩類,即條件、事件,基于節(jié)點的有向二分圖進(jìn)行token分布的添加,這些token分布能夠表示狀態(tài)信息.并且,根據(jù)引發(fā)規(guī)則改變事件驅(qū)動狀態(tài),從而使系統(tǒng)動態(tài)運行過程得到體現(xiàn).Petri網(wǎng)憑借其具備的系統(tǒng)分析及驗證方法,能夠有效進(jìn)行不確定性、資源共享性、并發(fā)性系統(tǒng)的分析.而建筑工程施工的復(fù)雜性,也正是在資源共享、并發(fā)性以及不確定性問題上得到體現(xiàn),因此,建筑工程施工系統(tǒng)仿真中Petri網(wǎng)能夠得到有效的應(yīng)用.在20世紀(jì)90年代末,Wakefield等人最先提出在模擬施工系統(tǒng)中應(yīng)用Petri網(wǎng),改變了人們認(rèn)為Petri網(wǎng)只適用于計算機網(wǎng)絡(luò)及自動化制造技術(shù)的觀點,并且完成有關(guān)仿真模型的建立.隨著時代的發(fā)展,相繼有學(xué)者將Petri網(wǎng)應(yīng)用于工程項目的計劃管理、攪拌站混凝土的生產(chǎn)過程的模擬、鋼結(jié)構(gòu)的施工仿真建模、公路工程的施工過程仿真、隧洞工程的施工仿真等,同時建立起相應(yīng)的模型.

2.5施工仿真中虛擬現(xiàn)實技術(shù)的有效應(yīng)用

20世紀(jì)末虛擬現(xiàn)實技術(shù)被提出,并且很快得到有關(guān)領(lǐng)域的關(guān)注.該項技術(shù)集成了多項先進(jìn)技術(shù),這些技術(shù)主要有計算機仿真技術(shù)、人體交互理論、人體工程學(xué)、傳感技術(shù)、計算機圖形學(xué)以及計算機技術(shù)等.虛擬現(xiàn)實技術(shù)中計算機占據(jù)十分重要的地位,通過計算機及有關(guān)輸出、輸入設(shè)備進(jìn)行逼真、多感官三維虛擬世界的構(gòu)建.有學(xué)者提出這樣的觀點:21世紀(jì),虛擬現(xiàn)實技術(shù)將成為信息技術(shù)的典型.虛擬現(xiàn)實技術(shù)相比于其他信息技術(shù),其具備三維空間表現(xiàn)能力、人機交互式操作環(huán)境具有實時交互性,能給人帶來逼真的感受,使人機交互接口的研究領(lǐng)域更加廣闊,也有利于各類工程海量資料描述的形象具體化.并且,虛擬現(xiàn)實技術(shù)能夠?qū)㈦y以觀察到的場景進(jìn)行有效創(chuàng)建和再現(xiàn),促使人們更好地了解和掌握所描述對象的運動變化規(guī)律.系統(tǒng)仿真技術(shù)可以抽象的形式,客觀展示真實復(fù)雜的世界,并且展現(xiàn)客觀世界的運動形式,應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)能夠促使系統(tǒng)仿真模型的驗證更加合理有效,并且能夠?qū)⒎抡娼Y(jié)果更好地進(jìn)行展示.就目前而言,在軍事、航天以及航空領(lǐng)域.虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)相對廣泛.并且,虛擬現(xiàn)實技術(shù)在工程建模及仿真領(lǐng)域也將得到較好的發(fā)展.工程建模及仿真領(lǐng)域,由于工程規(guī)模較大、施工環(huán)境條件比較復(fù)雜,并且在建模及仿真過程中需要考慮全面,根據(jù)系統(tǒng)仿真的要求,選擇適用的仿真技術(shù),動畫演示虛擬世界的造型,并且進(jìn)行有效的交互設(shè)計,可使以上問題得到有效的處理.

3結(jié)語

總而言之,建筑工程施工程序具有較強的復(fù)雜性,其涉及到的不確定性因素也多種多樣,施工方案是否合理、資源類別及數(shù)量是否滿足要求,等等諸多因素均對施工進(jìn)度產(chǎn)生較大的影響.如果繼續(xù)采用傳統(tǒng)施工計劃編制方法,將始終無法取得令人滿意的效果.在此背景下,施工仿真技術(shù)的出現(xiàn)與應(yīng)用,能夠促使這些問題得到有效的解決.目前,我國計算機仿真技術(shù)在工程項目施工管理中的應(yīng)用已經(jīng)取得較大的發(fā)展,例如蒙特卡洛模擬、循環(huán)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、地理信息系統(tǒng)(GIS)、Petri網(wǎng)以及虛擬現(xiàn)實技術(shù)等均在施工仿真中得到一定的應(yīng)用,并且取得較好的應(yīng)用成效.隨著社會的發(fā)展以及我國科技技術(shù)的提升,三維立體的可視化技術(shù)終將會實現(xiàn),不僅能夠進(jìn)行一般仿真數(shù)據(jù)的提供,也能對施工具體過程進(jìn)行展示,從而為建筑工程項目施工管理提供更有效的幫助,促使我國建筑行業(yè)得到更好的發(fā)展。

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