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第1篇：虛擬仿真技術的發(fā)展范文

遼寧建筑職業(yè)學院遼寧遼陽111000

摘要院近年來，虛擬仿真技術在高職實踐教學中發(fā)揮著非常重要的作用。隨著虛擬仿真技術的迅速發(fā)展，高職實踐教學正向著校內(nèi)虛擬仿真實踐和校外頂崗實習相結合的教學模式轉(zhuǎn)變，必將通過推動高職實踐教學的改革發(fā)展來促進職業(yè)教育的發(fā)展。本文介紹了高職實踐教學中應用虛擬仿真技術的原則及應注意問題。

關鍵詞 院虛擬仿真技術；高職實踐教學；原則；問題

高職院校的實踐教學是實現(xiàn)其培養(yǎng)目標的重要途徑，對提高畢業(yè)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力非常重要，也反應出院校的辦學特色。近幾年，全國高職院校正在進行著一場如火如荼的實踐教學改革，虛擬仿真技術的發(fā)展又推動了將仿真技術應用到高職實踐教學的發(fā)展進程。但是其發(fā)展的速度不是很快，由于虛擬仿真軟件的有效性及先進程度嚴重制約著其發(fā)展的速度。怎樣才能將虛擬仿真技術科學地、有效地應用到高職實踐教學中去，充分發(fā)揮并優(yōu)化實踐教學在高職人才培養(yǎng)工作中的重要作用，全面提升高職畢業(yè)生的職業(yè)能力、就業(yè)創(chuàng)業(yè)能力及創(chuàng)新能力是擺在所有高職院校面前的新挑戰(zhàn)。

1 實踐教學中應用虛擬仿真技術的原則

虛擬仿真技術是應用計算機技術模擬出逼真的虛擬現(xiàn)實的場景，使用者通過應用設備與虛擬環(huán)境進行相互作用及影響來體驗到一種身臨其境的感覺。虛擬仿真技術能使人不受時間和空間的限制去接觸非現(xiàn)實的環(huán)境，這樣在不受條件和環(huán)境的限制下去探索和發(fā)現(xiàn)現(xiàn)象的本質(zhì)。虛擬仿真技術給高職實踐教學的改革提供了更廣闊的空間，將虛擬仿真技術應用到高職實踐教學中還要注意以下幾個方面。

1.1 高職實踐教學的目標是提高學生的崗位職業(yè)能力，這就要求學生在實踐教學的過程中要深入到實際崗位，在一線進行實踐操作學習。從而，實踐教學中應用虛擬仿真技術的第一步就是要認真分析和調(diào)查學生的實踐崗位的職業(yè)特點和要求，以實際工作過程和真實的工作任務為基礎去設計和整合實踐教學內(nèi)容及任務，做到充分利用虛擬仿真技術去構造不受時間及空間限制的符合教學目標要求的立體化實踐教學環(huán)境，實現(xiàn)對真實職業(yè)場景的模擬再現(xiàn)，使學生在具體的場景中完成學習任務，做到傳授、學習、操作融為一體，能夠在不同的場景中學習自如，做到職業(yè)性與場景性相結合。

1.2 當今隨著市場經(jīng)濟的發(fā)展和科技的進步，高職院校越來越重視培養(yǎng)畢業(yè)生的職業(yè)崗位技能，高職院校不斷進行教育教學方面的改革，更加注重提升畢業(yè)生的就業(yè)能力和適應整個職業(yè)生涯發(fā)展的要求。所以，高職院校設計的實踐教學任務就要和企業(yè)生產(chǎn)一線的實際工作和學生參加工作后的實際崗位相適應，培養(yǎng)學生的職業(yè)崗位能力。在設計虛擬仿真的實踐教學體系的過程里，要挑選具有代表性的，技術先進的設備及工藝技術等，應該注重體現(xiàn)與情境相關的基于工作過程的知識與技能的學習，使學生在完成一個學習任務之后能夠?qū)ν暾墓ぷ髁鞒?、操作模式和崗位具體情況得以學習和掌握，從而能夠與相關的職業(yè)實踐活動聯(lián)系起來，掌握完成工作任務的方法及解決相對復雜的綜合問題的技巧，能夠適應未來崗位對高職畢業(yè)生提出更高的職業(yè)能力要求。除此之外，應該重點開發(fā)設計那些以培養(yǎng)核心與關鍵技能為目標的實踐教學項目，做到先進性與典型性相結合。

1.3 把虛擬仿真技術應用到高職實踐教學的過程中，要充分抓住虛擬仿真技術構想性的特點，按照學生心理和認知方面的水平，根據(jù)教學內(nèi)容來設計構思實踐的教學場景，培養(yǎng)學生的學習興趣，拓展學生的想象空間，使學生學習到知識，充分理解概念的含義，領會實踐教學所傳授的知識點，提高學生的創(chuàng)新創(chuàng)造能力。運用虛擬仿真技術選擇適量的教學內(nèi)容，把抽象的內(nèi)容具體化，復雜的問題簡單化，微觀的內(nèi)容宏觀化，這樣能夠有助于學生理解和掌握操作方法，并達到熟練操作的程度，使得實踐教學的效果達到預期的目標。

1.4 利用虛擬仿真技術來進行實踐教學系統(tǒng)的設計過程中，應該抓住仿真技術交互性強的特點，設計出互動性強、協(xié)作性高的實踐教學任務，使學生在虛擬現(xiàn)實的實踐場景中完成自己的實踐操作工作，在整個過程中要注重培訓學生們共同解決實際問題的能力。并且，利用虛擬仿真技術設計的實踐教學系統(tǒng)要突出其智能性的特點，該系統(tǒng)能夠?qū)W生的實踐操作成果進行及時的跟蹤與反饋，并且可以依據(jù)學生的操作情況給予合理的評價，還能夠及時給予有針對性、個別化的指導，做到交互性與智能性相結合。

2 虛擬仿真技術在應用中應該注意的問題

2.1 虛擬實訓不能替代實操實訓。高職實踐教學中利用虛擬仿真技術，實現(xiàn)了實訓環(huán)境的改善，教學過程的優(yōu)化，還解決了很多實訓教學方面的難題。不過利用虛擬仿真技術來設計高職實踐教學內(nèi)容，不代表虛擬實訓可以完全替代實操實訓，兩者存在著本質(zhì)的區(qū)別。虛擬仿真技術只是通過去模仿一些實際的生產(chǎn)和工作實踐過程，讓學生在過程中學到一種間接的經(jīng)驗，而不能完全替代真實的現(xiàn)場操作。所以，在應用虛擬仿真技術的實踐過程中，必須認清虛擬實訓和實操實訓的本質(zhì)區(qū)別。設計虛擬實訓的思路是：首先是把實操實訓無法實現(xiàn)任務利用虛擬仿真技術來設計虛擬實訓教學來實現(xiàn)；其次是要依據(jù)現(xiàn)代教育理論來設計實踐教學任務，把虛擬仿真技術設計的虛擬實訓教學內(nèi)容放在前面進行，而把實操實訓安排在后面，并將二者完美的結合在一起，獲得最好的教學效果。

第2篇：虛擬仿真技術的發(fā)展范文

【摘 要】隨著社會科學技術的快速發(fā)展，電子科技也在不斷更新，并且逐漸滲透到社會的各個領域，虛擬仿真技術在中職學校也得到了廣泛的運用和發(fā)展，取代了大部分電子設計。電子技術是一門實踐性很強的學科，對學生的要求也很高。在中職學校，電子技術在教學中的應用也存在著一些問題，本文針對中職學校電子技術教學對虛擬仿真技術運用的現(xiàn)狀，分析了虛擬仿真技術在中職學校電子技術教學中的不足和優(yōu)勢。

關鍵詞 虛擬仿真技術；中職；電子技術；教學應用

中圖分類號：G718.3 文獻標識碼：A 文章編號：1671-0568（2015）20-0122-02

電子技術是一門專業(yè)技能課，它在中職學校中的快速發(fā)展，不僅推動了現(xiàn)代教育的進步，而且還提高了中職的教學水平和質(zhì)量、學生的學習興趣，豐富了課堂知識內(nèi)容。在電子技術教學中，應用虛擬仿真技術是把理論和實踐相結合的重要方法，也是讓學生們提高綜合素質(zhì)的重要方式。

一、虛擬仿真技術的概念

虛擬仿真技術是虛擬系統(tǒng)對真實系統(tǒng)的模仿，在電子技術教學中一直被使用，是電子計算機發(fā)展過程中研究出來的新方法。隨著科技的飛速發(fā)展，虛擬仿真技術也在不斷變革，并漸漸成為不可缺少的一部分。

二、虛擬仿真技術的應用現(xiàn)狀

在虛擬仿真技術不斷發(fā)展的情況下，該技術在實踐應用中開始普及，虛擬仿真技術在電子技術教學中，已經(jīng)成為教學的重要教學工具，其他很多行業(yè)也在開始引進虛擬仿真技術。虛擬仿真技術到目前為止，一直使用的是Multisim仿真軟件，并且該軟件已經(jīng)更新到了EWB5.0，這個軟件是建立在PC平臺上的一個圖形操作界面，模仿一個真實版的電子電路實驗臺，可以對所有工作臺進行操作和指揮，體驗真實的電子電路實驗。目前，我國普遍采用的是EDA軟件，主要是對電子電路進行分析、設計和仿真。

三、虛擬仿真技術在教學中的應用

1.理論教學。理論教學是電工電子教學中不可缺少的一部分。理論教學可以使學生有足夠的專業(yè)理論知識，為實踐教學打下基礎。專業(yè)理論課一般比較枯燥無味，有些學生基礎比較差，比較薄弱，就沒有很大的興趣，老師教起來就相對來說比較困難，而且還影響教學效果。隨著虛擬仿真技術的發(fā)展，課堂上漸漸地引進了這項技術，在進行理論講解的同時，利用仿真技術進行多媒體演練，把理論教學中抽象的概念形象化、簡單化、直觀化。例如：在基本放大電路中，對靜態(tài)工作的選擇，直接影響到放大器的性能。一般在理論課上，學生都會利用公式進行推理，這樣就不能深刻理解，會對基本放大電路的知識掌握不好。但是，通過虛擬仿真的演示，學生很直觀地去了解和認識；在模擬電子線路中，三根管的公式是：Ie=Ic+Ib，在理論教學中都是用表格的方式列出相應的數(shù)據(jù)，證明是很多實驗之后的出來的結果，學生只有死記硬背，沒有真實體驗，所以用虛擬仿真的技術，讓學生們自己動手去驗證公式的到來，這樣就會更容易牢記。

2.實踐教學。電子技術教學更注重實踐，是一門實踐性很強的課程。在實驗過程中安全第一，但是也避免不了出現(xiàn)一些意外，存在很多安全隱患。而虛擬仿真技術只需要在計算機房就可以完成實驗，可以避免安全隱患的發(fā)生。虛擬仿真技術可以讓學生不受任何因素的限制，只要有計算機就可以完成實驗，可以更好地把理論和實踐相結合，提高學生的應用能力和課堂效果。例如：實踐工作中沒有邏輯轉(zhuǎn)換儀器，但是仿真技術中有，在數(shù)學電路中，利用邏輯轉(zhuǎn)換儀器，將邏輯電路和邏輯表達方式、真值表之間進行轉(zhuǎn)換，可以讓學生學習起來更加方便。

四、虛擬仿真技術在中職電子技術教學中的意義

1.虛擬仿真技術在教學環(huán)境中創(chuàng)造了很多種場景，讓教學環(huán)境多元化，因為仿真技術具有交互性強、生動形象等特殊特點，可以把各種各樣的假設模型通過系統(tǒng)更直觀的讓學生們看到各種假設所出現(xiàn)的結果，提高學生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)新思維。這樣課堂就不會枯燥無味，學生們就會更加積極地參與到課堂中。例如，在學習《彩色電視機原理及維修》時，可以借助多媒體信息軟件，為學生展示電視劇發(fā)展的歷程，講解彩色電視機市場的特點，結合實際生活，提問“自己家中使用的電視劇是什么樣的”，形成互動型教學模式。所以，虛擬仿真技術不僅能夠使學生掌握專業(yè)的技能知識，還能激發(fā)學生對專業(yè)知識的興趣，還能有效地提高課堂效率。

2.在傳統(tǒng)實訓教學中，學生和教師反映適應性差是普遍問題之一，其只要因素是硬件設備。仿真技術使用廣泛，兼容性強，適用于教學的全過程，并且不受專業(yè)技術、學科類別的影響，如電子專業(yè)的實訓項目教學、基礎實驗等，都可利用具有仿真功能的通用型軟件Protel和Multisim來完成。

3.仿真技術不僅僅可以解決實訓費用過高的問題，還能夠降低環(huán)境污染、意外問題的發(fā)生。在傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)中，經(jīng)常會有危險的環(huán)節(jié)，而仿真技術可以提前讓學生掌握其流程，減小危險事故的發(fā)生，可以使學生放心大膽地去完成每一個試驗。

五、虛擬仿真技術在中職電子技術教學中存在的問題

雖然虛擬仿真技術改善了教學手段，豐富了教學內(nèi)容，但是教學中完全使用仿真技術會大大降低學生對真實元器件的封裝、檢測的認識度，降低對儀器的操作能力和削弱對電子產(chǎn)品的布線能力、安裝調(diào)試能力等。為了避免這種現(xiàn)象，必須采取兩種相結合的方法，在強調(diào)仿真技術對教學的輔的同時，還要強調(diào)實際動手能力的重要性，兩者有效結合。對仿真實驗合理地安排，提供科學、合理的仿真實驗，讓學生多自己動手設計、制作，提高學生的動手能力。

六、虛擬仿真技術在中職電子技術教學中應用方法的研究

1.仿真技術與經(jīng)濟發(fā)展緊密結合。目前，大多數(shù)仿真技術軟件都是外國開放的，這些軟件不僅價格昂貴，而且不適合我國的教育發(fā)展。所以我國應該建立仿真技術服務平臺，研究開發(fā)適合我國教育發(fā)展的仿真軟件，開發(fā)仿真軟件要緊密的與經(jīng)濟發(fā)展相結合，跟上科技發(fā)展的腳步，全力開發(fā)先進的、適用的、全面覆蓋的仿真技術。

2.仿真技術的標準化、規(guī)范化。許多中職學校在自行研發(fā)仿真技術軟件，但是到目前為止沒有一個統(tǒng)一的標準。所以對仿真技術要標準化，學生的使用要流程化、對軟件的設計要規(guī)范化，把仿真技術和多媒體技術緊密結合，提高仿真技術在中職電子技術教學中的教學質(zhì)量。

3.堅持虛實結合。雖然仿真技術能夠很大程度的提高學生的理解能力和動手能力，但是仿真技術缺乏實物感，與真實的實驗不一樣。比如：在網(wǎng)絡實訓中，利用到的一些設備路由器、交換機等，雖然在仿真技術中學生都會使用，但是實物和仿真存在著差異，會導致在實物訓練中無從下手。所以，應該合理的安排仿真實驗，有計劃地進行實訓，把仿真技術和實物訓練結合在一起，提高教學的質(zhì)量和效果。

隨著科學技術的發(fā)展，虛擬仿真技術在我們生活用廣泛使用，在中職電子教學技術中也具有重要的意義。它使理論教學概念變得生動化、形象化，不僅創(chuàng)新了電子技術教學的模式，而且還提高了學生的電子技術綜合能力，使學生對專業(yè)理論知識更加深入的掌握。學生通過實踐，形成了一定的創(chuàng)新意識和思維想法，為未來的工作和發(fā)展奠定了基礎。

參考文獻：

[1]陳閩蜀.虛擬仿真技術在中職電子技術教學中的應用分析[J].蘭州教育學院學報,2015,1,(3):111-112.

[2]李建平.中職電工電子技術課程多媒體教學探究[J].中國教育技術裝備,2013,2,(20):93-94.

第3篇：虛擬仿真技術的發(fā)展范文

【關鍵詞】傳統(tǒng)教學，虛擬仿真技術

科技發(fā)展帶動著教育方式的更新。傳統(tǒng)課堂教學方式已經(jīng)遠遠不能滿足現(xiàn)代教學發(fā)展的需求。多媒體虛擬仿真技術逐漸應用到現(xiàn)代課堂教學中。

一、傳統(tǒng)教學的弊端

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

其次，傳統(tǒng)課堂教學方式重理性認識、輕感性認識。在傳統(tǒng)課堂教學中，感性認識被認為是只能提供認識的具體材料，唯有理性認識才能把握事物的本質(zhì)。這種感性認識與理性認識之間被人為地設置一道鴻溝。這種重理性、輕感性的理念會影響教學追求理論化、抽象化，不利于學生對知識的掌握。教育心理學研究表明，學生掌握知識的過程是一個感性認識和理性認識相結合的過程。如果學生的感性認識豐富，表象清晰，想象生動，形成理性認識及理解書本知識就比較容易。反之，要掌握書本上的概念、公式、原理等就比較困難。

從心理學的角度看，感性是指人的感知、想象、情感、靈感、直覺等心理機制與功能；理性是指人運用概念進行推理、判斷的心理機制與功能。傳統(tǒng)課堂教學缺乏對人的感性因素的刺激和滿足，從而也使其自身喪失了應有的感染力和召喚力。再次，傳統(tǒng)課堂教學方式重視結論，輕視過程。在很多學科的學習過程中結論與過程的關系是學生求知過程中的一個十分重要的關系。重結論、輕過程正是傳統(tǒng)靜態(tài)知識觀的反映和體現(xiàn)。重結論、輕過程的教學只是一種形式上走捷徑的教學，把形成結論的生動過程變成了單調(diào)刻板的條文背誦，它從源頭上剝離了知識與智力的內(nèi)在聯(lián)系。就認識活動而言，它主要是學生自主閱讀獨立思考的過程?，F(xiàn)代教育心理學研究指出，學生的學習過程和科學家的探索過程在本質(zhì)上是一樣的，都是一個發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的過程。這個過程一方面是暴露學生各種疑問、思維、障礙和矛盾的過程，另一方面是展示學生聰明才智、獨特個性、創(chuàng)新成果的過程。

重理論、輕實踐，重理性、輕感性，重結論、輕過程，使以書本知識為本位的課堂教學喪失了素質(zhì)教育的功能。改革課堂教學首先要進行價值本位的轉(zhuǎn)移，即由以知識為本位，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，而是要把傳授書本知識服從、服務于學生的發(fā)展。為此必須著眼于更新知識觀和學習現(xiàn)。知識的直觀化、形象化、情感化、個性化、活動化、智慧化是通往素質(zhì)的必經(jīng)之路，是教學通向發(fā)展的必經(jīng)之路。

二、現(xiàn)代教學方式進步

現(xiàn)代教學方法有了很大的進步與發(fā)展，無論從形式還是內(nèi)容都較傳統(tǒng)教學有所提高。隨著計算機技術，多媒體技術和網(wǎng)絡技術的深入發(fā)展，虛擬技術逐漸由商業(yè)環(huán)境走向現(xiàn)代的教育教學領域。無論是幼兒園、小學、初中、高中、大學，還是各種各樣的培訓機構，都涉及到現(xiàn)代多媒體虛擬仿真技術的產(chǎn)物。大眾對虛擬教學儀器環(huán)境和人類文明的認知不能僅僅局限于一般的瀏覽，在試驗、教學儀器、管理、校園生活等因素基礎上三維立體仿真教育系統(tǒng)應運而生。一個完整的虛擬校園教育體系真實、交互的特點正好是虛擬仿真技術的精髓和魅力所在，也將會對教育方式的變革起到極大推動作用，將會為教育事業(yè)增添強大的生命力。

當今社會已經(jīng)步入數(shù)字科技信息時代。加快虛擬仿真技術在現(xiàn)代教育領域開發(fā)應用。如虛擬仿真實訓平臺、網(wǎng)絡課程、虛擬仿真動畫（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

虛擬仿真技術周期短、安全性高、真實感強等特點 ，已逐漸成為現(xiàn)代教育領域不可缺少的組成部分。原來老師黑板寫，學生底下記的時代已近過去。各種層出不窮的虛擬仿真實訓平臺、虛擬仿真動畫、網(wǎng)絡課程，提升了現(xiàn)代教育的實力，改變了現(xiàn)代教育的理念，升華了現(xiàn)代教育的層次。一系列計算機虛擬仿真技術在現(xiàn)代教育的應用發(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，將仿真技術應用到教育教學中，提高現(xiàn)代教育數(shù)字化信息化進程，完善了現(xiàn)代教育的結構。虛擬仿真技術的發(fā)展影響著現(xiàn)代教育。一個具備高素質(zhì)的教育平臺，不單單是對硬件的需求，教育軟實力的發(fā)展程度同樣制約著該教育平臺的高度。現(xiàn)代教育機構的競爭、學習、發(fā)展，在多方面體現(xiàn)在多媒體虛擬技術的發(fā)展程度。做好現(xiàn)在教育領域多媒體仿真技術的研究與應用，是對當代教育領域新的發(fā)展空間的拓展，具有劃時代的意義。

多媒體仿真技術在現(xiàn)代高校教學過程中虛擬平臺的搭建，如虛擬仿真動畫的設計與制作。特別是針對“課堂上無法實際操作”高難度教學內(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、某儀器設備的使用、維護、保養(yǎng)。提高教學質(zhì)量，真正實現(xiàn)《教育部關于加快推進職業(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形象化模型信息的特點，針對實際課程有的放矢。依據(jù)課程特點設計合理有效的多媒體仿真平臺，針對教育教學方法提出實際改革方法。（促進教育教學觀念轉(zhuǎn)變，引領教學內(nèi)容和教學方法改革； 推動多媒體仿真技術在現(xiàn)代高校數(shù)字信息化進程。

虛擬仿真技術的交互性、逼真性、虛擬性、沉浸性在現(xiàn)代課堂教學中，充分發(fā)揮其特色，有效的輔助教師現(xiàn)代課堂教學。切實推進現(xiàn)代教育廣泛、深入、有效地應用數(shù)字信息技術，不斷提升現(xiàn)代高校虛擬仿真平臺、虛擬仿真動畫、網(wǎng)絡課程、虛擬環(huán)境的建設，全面加強數(shù)字信息技術支撐現(xiàn)代課堂教學改革發(fā)展的能力，以先進的現(xiàn)代教育數(shù)字信息技術改造傳統(tǒng)教育教學模式，以信息化促進現(xiàn)代該等教育現(xiàn)代化的進程。

參考文獻：

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

第4篇：虛擬仿真技術的發(fā)展范文

【關鍵詞】醫(yī)學信息 虛擬仿真 實訓方法 圖像分割

1 引言

隨著我國對醫(yī)學技術的要求逐步增高，傳統(tǒng)的醫(yī)療實訓方法已經(jīng)無法滿足如今的醫(yī)療人力資源的匱乏，因此越來越多的醫(yī)療中心選擇用虛擬仿真技術來對醫(yī)護人員的實訓進行訓練。目前，在國內(nèi)，虛擬仿真技術已經(jīng)逐步受到我國醫(yī)學界和科學界的重視和研究興趣。虛擬仿真技術具有模擬手術場景復雜，人機溝通力強，手術現(xiàn)場多元化等特點。其所包含的技術領域也十分廣泛。虛擬仿真技術通常包含傳統(tǒng)的計算機技術，計算機圖像處理技術，現(xiàn)代生物技術，現(xiàn)代醫(yī)學信息技術，仿真技術和科學計算技術等?；卺t(yī)學信息技術的虛擬仿真實訓不僅可以對醫(yī)療人員的臨床實驗進行仿真模擬訓練，同時也可以在醫(yī)生手術過程中，全程對醫(yī)生操作進行實時指導，是目前醫(yī)學界一項炙手可熱的培訓技術。

2 基于醫(yī)學信息技術虛擬仿真技術

虛擬仿真技術是指利用計算機技術對臨床手術進行模擬訓練的一種醫(yī)療培訓技術。它包含了許多醫(yī)學技術領域，包括現(xiàn)實手術的培訓技術，計算機全程指導手術技術，醫(yī)學圖處理技術，醫(yī)生通過圖像引導進行手術技術，手術導航技術，醫(yī)療圖像重建和虛擬手術技術等。傷口切割處仿真是指在虛擬仿真手術中模擬外殼手術的傷口切割技術，該技術可以訓練外科醫(yī)生的傷口切割手法與技能熟練度，虛擬仿真技術充分的模擬了手術時傷口切割的效果，以及醫(yī)療人員切割傷口的平滑程度。

在進行傷口切割仿真技術的試驗中，傷口切割時間和傷口切割效果是制約模擬實驗真實性的保障。手術碰撞仿真是指在進行虛擬仿真手術過程中，患者器官與手術器械的碰撞至關重要，在外科手術中，手術器械與患者器官的碰撞往往會決定一場手術的效果或是一個人的生命，因此，對手術器械碰撞的模擬實驗是醫(yī)學仿真試驗中十分重要的板塊。由于患者的軟組織器官，與模擬的醫(yī)療器械都呈現(xiàn)不規(guī)則形狀，因此，在進行模擬實驗時，針對不規(guī)則幾何體是否會發(fā)生碰撞的實驗，是確保模擬實驗的真實性和仿真高效性的關鍵。醫(yī)學圖像處理技術是指對于醫(yī)學圖像技術的模擬和數(shù)據(jù)分析模擬等。包括三維，X光，血液流動等的圖像模擬。對于手術場景的仿真包括對手術時的燈光，器械，設備，手術室的背景顏色，手術器材材質(zhì)的模擬等。為醫(yī)療人員在進行培訓時提供一個較為真實的手術場景。仿真系統(tǒng)配置內(nèi)核則包括仿真模擬板塊的監(jiān)測與更新，手術資源配置的維護，操作板塊的模擬等。

3 虛擬仿真實訓方法研究

為了驗證虛擬仿真實驗的有效性，我們對其實訓方法進行了深入的分析和研究。根據(jù)目前仿真系統(tǒng)的開發(fā)形式，我們對其系統(tǒng)按照功能性的不同，進行了模塊劃分。模塊劃分后，我們開始對系統(tǒng)實訓方法進行研究。首先，我們需要構建一個虛擬仿真實驗的程序編程，該編程包括虛擬實驗數(shù)據(jù)，虛擬實驗對象，虛擬實驗圖像和虛擬實驗場景。虛擬實驗的程序編程是整個虛擬仿真實驗的基礎。對虛擬仿真實驗進行編程后，需要對實驗的硬件設備進行選擇。通常我們所采用的實驗硬件設備包含瑞士公司生產(chǎn)的Pmryer力度觸覺反饋設備，該力度觸覺反饋設備包括有7個力度反饋度，可以對模擬手術過程中的手術力度進行全方位的模擬。包括擠壓力，拉扯力，摩擦力，抓取力等。硬件選擇完畢后，我們就可以對虛擬仿真實驗的具體任務進行設計。仿真實驗的具體任務包括一，虛擬醫(yī)學圖像處理技術，我們需要對虛擬的醫(yī)學圖像進行處理，保證其頻率波動的穩(wěn)定和二維，三維圖像的識別。二是建立三維的軟組織模型，對手術過程中軟組織可能發(fā)生的變化進行模擬，以保證模擬實驗的真實性。三是對實驗力度反饋數(shù)據(jù)進行處理。在手術進行過程中，醫(yī)護人員的手術力度有著至關重要的作用，因此，我們需要對手術過程中的力度進行模擬。四是對手術時的血液流動進行模擬。手術時，醫(yī)護人員需要隨時對患者的血液流動進行控制，因此對血液流動進行模擬在虛擬仿真實驗中是十分重要的。隨著我國醫(yī)療技術的發(fā)展，虛擬手術仿真系統(tǒng)在醫(yī)療領域的應用將越來越廣泛。

4 結論

基于醫(yī)學信息技術的虛擬仿真實訓是一個包含著眾多復雜技術的一款醫(yī)療手術模擬實訓系統(tǒng)。本文對其實訓方法進行了深入的分析和研究。首先我們對仿真實驗系統(tǒng)進行了系統(tǒng)編程，之后對其硬件設備進行選擇，最終確立仿真實驗任務。系統(tǒng)實驗包括了模擬軟組織模型的建立，保障了虛擬實驗時，能夠了解手術過程中患者軟組織結構的變化情況。模擬圖像處理技術，對醫(yī)療圖像進行二維，三維的建模，并對其圖像數(shù)據(jù)進行分析。模擬手術力度反饋，更好幫助醫(yī)療人員在進行手術時的力度控制進行訓練。虛擬仿真系統(tǒng)不僅可以對醫(yī)療人員的手術經(jīng)驗進行培訓，同時也可以利用仿真模擬系統(tǒng)，在真實手術操作時，進行手術實時的引導。基于醫(yī)學信息的虛擬仿真實訓不僅為我國醫(yī)療人員的手術經(jīng)驗提供了訓練的平臺，也為我國醫(yī)學技術的發(fā)展奠定了基礎。

參考文獻

[1]吳奇，程薇曦.虛擬現(xiàn)實技術在醫(yī)學手術中的實現(xiàn)與應用[J].重慶醫(yī)學，2008（21）：2489-2491.

[2]王勇軍，吳鵬，郭光友，譚珂.支持力反饋的鼻腔鏡虛擬手術仿真系統(tǒng)[J].系統(tǒng)仿真學報，2001（03）：404-407.

[3]許旺蓓.針刺軟組織有限元仿真及實驗研究[D].天津：天津大學，2009：4-5.

[4]N.Famaey and J.V.Sloten.Soft tissue modelling for applications in virtual surgery and surgical robotics[J]. Computer Methods in Biomechanics and Biomedical Engineering，Aug 2008，11（04）：351-366.

作者簡介

李曉莉（1980-），女，河南省西華縣人。碩士學位。副教授。主要研究方向為臨床醫(yī)學。

第5篇：虛擬仿真技術的發(fā)展范文

［關鍵詞］仿真理論 仿真技術 仿真應用

隨著計算機科學技術的高速發(fā)展，系統(tǒng)仿真技術和計算機技術緊密的融合在一起。目前，有的高校采用多媒體技術和虛擬現(xiàn)實技術進行系統(tǒng)仿真的教學。

仿真技術是利用計算機并通過建立模型進行科學實驗的技術。它具有經(jīng)濟、可靠、實用、安全、可多次重用的優(yōu)點，是利用模型對系統(tǒng)進行研究的一門多學科綜合性技術。

現(xiàn)代仿真技術的發(fā)展是與控制工程、系統(tǒng)工程及計算機技術的發(fā)展密切相關聯(lián)的?？刂乒こ毯拖到y(tǒng)工程的發(fā)展促進了仿真技術的廣泛應用，而計算機技術則為仿真提供了強有力的手段和工具。因此，計算機仿真在仿真中占有越來越重要的地位。

一、仿真學科的理論體系

1.相似理論

相似理論是研究事物之間相似規(guī)律及其應用的科學，是仿真科學的基本理論。其基本內(nèi)容包括相似定義、相似定理、相似類型和相似方法。

2.模型論

模型論是以各應用領域內(nèi)的科學理論為基礎，建立符合仿真應用要求的、通用的、各領域?qū)Ｓ玫母鞣N模型的理論和方法。

3.仿真系統(tǒng)理論

研究和論述構建符合應用需求的仿真系統(tǒng)理論和技術。包括仿真系統(tǒng)的體系結構和構成，仿真系統(tǒng)的設計及其公共關鍵技術，仿真系統(tǒng)的研制和運用仿真系統(tǒng)的規(guī)范、標準等。

4.仿真方法論

結合各應用領域的不同要求，研究仿真基本思想和方法，包括定量仿真方法和理論、面向?qū)ο蠓抡娣椒ǎ恢悄芊抡娣椒ǖ取?/p>

5.仿真的可信性理論

表述仿真過程及結果評價、控制的概念和方法的基本理論、研究仿真環(huán)境和真實環(huán)境的相似性理論和方法，研究提高仿真可信性的各種方法、技術和規(guī)范。

6.仿真科學和技術的應用理論

論述仿真運行實驗設計、仿真管理、仿真過程的可視化、仿真及其結果綜合分析的理論。

二、幾種主要的仿真技術

1. 仿真建模

仿真建模是一門建立仿真模型并進行仿真實驗的技術。建模活動是在忽略次要因素及不可測量變量的基礎上，用物理或數(shù)學的方法對實際系統(tǒng)進行描述，從而獲得實際系統(tǒng)的簡化或近似反映。

2.面向?qū)ο蟮姆抡?/p>

面向?qū)ο蠓抡媸钱斍胺抡嫜芯款I域中最引人關注的研究方向之一，面向?qū)ο蠓抡婢褪菍⒚嫦驅(qū)ο蟮姆椒☉玫接嬎銠C仿真領域中，以產(chǎn)生面向?qū)ο蟮姆抡嫦到y(tǒng)。

3.智能仿真

智能仿真是把以知識為核心、人類思維行為作背景的智能技術引入整個建模與仿真過程，構造智能仿真平臺。智能仿真技術的開發(fā)途徑是人工智能與仿真技術的集成化。仿真技術與人工智能技術的結合，即所謂的智能化仿真；仿真模型中知識的表達。

4.虛擬現(xiàn)實技術

虛擬現(xiàn)實技術是現(xiàn)代仿真技術的一個重要研究領域，是在綜合仿真技術、計算機圖形技術、傳感技術等多種學科技術的基礎之上發(fā)展起來的，其核心是建模與仿真，通過建立模型，對人、物、環(huán)境及其相互關系進行本質(zhì)的描述，并在計算機上實現(xiàn)。

5.分布仿真技術

分布仿真技術作為仿真技術的最新發(fā)展成果，它在高層體系結構上(HLA，high level architecture)，建立了一個在廣泛的應用領域內(nèi)分布在不同地域上的各種仿真系統(tǒng)之間實現(xiàn)互操作和重用的框架及規(guī)范。HLA的基本思想就是使用面向?qū)ο蟮姆椒ㄔO計，開發(fā)及實現(xiàn)系統(tǒng)不同層次和粒度的對象模型，來獲得仿真部件和仿真系統(tǒng)高層次上的互操作性與可重用性。

三、仿真的一般步驟

仿真過程的三個主要活動是“系統(tǒng)建模”、“仿真建模”、“仿真實驗”，而聯(lián)系這些活動的要素是“系統(tǒng)”、“模型”、“計算機”。其中：系統(tǒng)是研究的對象，模型是系統(tǒng)的抽象，仿真是通過對模型進行實驗來達到研究的目的。

要對一個系統(tǒng)或?qū)ο髮嵤┯嬎銠C仿真，首先必須把握系統(tǒng)的基本特征，抓住主要的因素，引入必要的參量，提出合理的假設，進行科學的抽象，分析各參量間的相互關系，選擇恰當?shù)臄?shù)學工具，然后在此基礎上建立相應的數(shù)學模型。仿真建模的過程是在已有的一些先驗知識的基礎上，試探地寫出研究對象所滿足的或近似滿足的數(shù)學規(guī)律，再結合實際的研究目的，對猜測性的數(shù)學關系進行反復修改和優(yōu)化，從而得到既符合客觀實際又易于在計算機上實現(xiàn)的數(shù)學模型。

四、仿真技術的應用及發(fā)展

仿真技術來自于軍事領域，但它不僅用于軍事領域，在許多非軍事領域也到了廣泛的應用。例如：在軍事領域中的訓練仿真；商業(yè)領域中的商業(yè)活動預測、決策、規(guī)劃、評估；工業(yè)領域中的工業(yè)系統(tǒng)規(guī)劃、研制、評估及模擬訓練；農(nóng)業(yè)領域中的農(nóng)業(yè)系統(tǒng)規(guī)劃、研制、評估，災情預報、環(huán)境保護；在交通領域中的駕駛模擬訓練和交通管理中的應用；醫(yī)學領域中的臨床診斷及醫(yī)用圖像識別等。

隨著現(xiàn)代信息技術的高速發(fā)展，仿真技術也得到了飛速的發(fā)展，在軍用和民用領域中更深更廣的應用也促進了仿真技術的進步。分布仿真技術作為仿真技術發(fā)展的最新成果，在國民經(jīng)濟建設和國防建設中發(fā)揮了更大的作用。目前，國際上許多國家在“仿真是迄今為止最有效的綜合集成方法，是推動科技進步的戰(zhàn)略性技術”這一觀點上已達成了共識。21世紀仿真技術的研究與應用將取得更大的發(fā)展。

參考文獻:

［1]賈連興:仿真技術與軟件[M].北京:國防國業(yè)出版社,2006

［2]康鳳舉:現(xiàn)代仿真技術與應用[M].北京:國防國業(yè)出版社,2006

第6篇：虛擬仿真技術的發(fā)展范文

【關鍵詞】虛擬仿真技術；職校教育；電子技術教學

隨著科學技術的飛速發(fā)展，電子技術在企業(yè)中得到了廣泛應用，這對電子技術教育工作提出了更高要求。而職校電子技術課程作為培養(yǎng)學生電子技術實踐操作能力的重要途徑，直接關乎學生的未來發(fā)展。然而，傳統(tǒng)的電子技術已經(jīng)無法滿足新形勢下的職校教育需求，所以創(chuàng)新其應用策略刻不容緩，以便不斷提升職校電子技術教學有效性。

1.引入虛擬仿真技術，激發(fā)學習興趣

在當前的職校電子技術課程教學中，教師大都注重理論知識的講解，卻忽視了實踐指導在提升學生電子技術操作能力方面的積極作用。但是單純地講解電子技術方面的公式、原理等理論知識，職校學生很容易感覺到枯燥、乏味，并會逐步產(chǎn)生厭學情緒，以至于無法促進學生投入到電子技術教學活動中來。而此時如果教師可以在課堂教學中引入虛擬仿真技術，則可以徹底打破傳統(tǒng)單一教學模式的束縛，增強學生的實踐動手操作體驗。與此同時，在學生的實踐操作過程中，學生也更加容易獲取更多的教學知識，并可以借助學生的實踐教學來逐步形成科學的思維和創(chuàng)新意識。而借助虛擬仿真技術的合理運用，學生可以更好地進行電子電路的實驗和操作方面的教學，從而借助實踐操作來幫助學生更好地了解相關的理論知識，提升他們的實踐操作能力。

為了進一步提升職校電子技術課程教學有效性，教師需要結合實際情況來開展理論知識方面的教學，以便深化學生對于電子技術課程方面理論知識的理解和認識，以為后續(xù)的理論教學和實踐教學工作奠定扎實基礎。但是如果教師只是一味地借助實驗操作的方式來開展教學，那么就會浪費材料和時間。而此時如果可以合理運用虛擬仿真技術，那么可以借助多媒體等信心技術軟件來將那些抽象的理論教學知識以更加直觀、生動地方式展示給學生，從而可以深化學生對于職校技術課程教學知識的理解和認識，增強學生的學習效果。例如，在講解“放大電路”這部分教學內(nèi)容的時候，授課教師可以采用虛擬仿真技術來引導學生探究教材上有關共射極放大電路的三種組態(tài)，深化學生對于放大電路方面知識的理解和認識，提升學生的學習效果。

2.創(chuàng)設仿真電子實驗，增強操作能力

在職校電子技術課程教學中，為了檢驗虛擬仿真技術引入的教學效果，必須要借助實驗開展來進行檢驗。因此，在引入虛擬仿真技術的時候，教師可以通過電子電路的實驗操作來幫助學生在模擬場景中去驗證相關理論知識的科學性和合理性，同時也可以使職校學生更好地體驗電子技術學習的魅力，提升學生的實踐操作能力。但是必須要結合實際的教學內(nèi)容或者實驗知識等方面的知識來合理開展仿真實驗，以便可以更好地開展電子技術課程教學。此外，在職校電子技術課程教學中，授課教師需要結合職校電子技術課程教學的特點以及學生學習需求和性格特征來對現(xiàn)有的教學方式和活動進行改進和創(chuàng)新，以便切實將虛擬仿真技術引入到中職電子技術課程教學中來，不斷提升學生的動手實踐操作能力。

例如，在講解《彩色電視機原理與維修》這部分教學內(nèi)容的時候，授課教師可以先借助多媒體等信息技術軟件來為學生展示電視機從上世紀七十年代末到今天的發(fā)展歷程，同時還要為學生講解全球彩色電視市場的現(xiàn)有特點。實際上，彩色電視機和學生的生活之間具有緊密聯(lián)系，其是生活中經(jīng)常接觸的一種事物，所以授課教師在開展這部分知識授課的時候，結合生活實際來為學生創(chuàng)設一些富有啟發(fā)性的教學問題。比如：“你家中所用電視機是哪種型號呢？有什么功能呢？”等，以便借此來充分加強師生互動。此外，授課教師還可以借助多媒體等信息技術軟件來為學生展示一個立體化的電視機模型，使學生借助真實的模型來了解彩色電視機的整體結構及其構成部件，同時還可以組織學生進行自主實驗操作來完成有關電視機零件的整合操作，從而可以提升學生的動手操作能力。

3.開展虛擬項目實驗，提升綜合素養(yǎng)

第7篇：虛擬仿真技術的發(fā)展范文

1虛擬仿真技術能創(chuàng)造情景教學，充分調(diào)動學生學習的積極性

情景教學法是適合中職院校學生的一種教學方式，提升學生的學習興趣，使學生可以更快的融入到課堂教學中，情景的設計可以和實際情況相結合。虛擬仿真技術就是實現(xiàn)可以在課堂上給學生模擬真實環(huán)境的平臺，培養(yǎng)學生的實際操作能力，改變目前只能進行理論教學的現(xiàn)狀。

電子技術教學中更多是進行電路的教學，虛擬仿真技術可以有效的將真實的電路工作情況給學生呈現(xiàn)出來，讓學生可以親自觀察所有復雜的電路情況。使教學不再局限于苦思冥想的抽象理論教學中，而是能夠更直觀、更明了在虛擬平臺上給學生展現(xiàn)出來，讓學生直白的理解理論知識。例如利用flash動畫將PN結的多子的擴散和少子的漂移直觀的表現(xiàn)出來，以利于學生對PN結概念、形成過程以及導通條件的理解。

再如將電子技術教學中放大電路的電阻、電容、晶體管、電源通過虛擬技術multisim模擬出來，再采用multisim里模擬測量工具直觀的測出電壓、電流的關系，從而更好地理解晶體管的放大、飽和、截止，以及放大電路三種組態(tài)。有了直觀的呈現(xiàn)，學生就會產(chǎn)生學習積極性，學習積極性得到提高就解決了學習的根本問題。

2虛擬仿真技術能架起理論與實踐相結合的橋梁

課堂上學生的參與度直接影響著課堂氣氛，虛擬仿真技術可以讓學生有身臨其境的感覺，讓學生更主動的參與課堂教學，對知識的掌握更加牢固。中職院校進行電子技術教學時的重點就是電路教學，可以利用虛擬技術將實際的電路操作臺在課堂上模擬出來，讓學生可以真正的動手將電路中出現(xiàn)的各種問題進行解決，從實際操作中掌握知識點、理解理論知識，將理論教學和實踐教學相結合，使學生畢業(yè)后更容易接手實際工作，達到出校園就有能力進入社會的培養(yǎng)目標。

3虛擬仿真技術中穿插小組探討式教學，更有利于學生創(chuàng)造力的培養(yǎng)

探討式教學可以培養(yǎng)學生的思考能力和自主學習的能力，電子技術教學僅僅依靠教師是不夠的，更多的是需要學生自己進行探索，將教師講授的知識自己實踐、驗證之后才能更好的掌握，虛擬仿真技術在課堂上的應用就是給學生提供一個自主學習、合作學習探討的平臺。

電子技術教學中對電路的分辨是所有教學的基礎，對于電路的理解和學習，可以讓學生以小組的形式利用仿真虛擬技術系統(tǒng)來進行自主學習，找到各種電路圖之間的區(qū)別，加深學生的記憶，從而更好的掌握對電路圖的分辨能力。例如同一個電路各組件可以有不同的取值，讓學生一小組討論各取值之間的理論情況，通過Multisim等仿真技術加以驗證。

再例如讓學生通過學習整流電路理論的學習，各自設計整流電路，最后在Multisim實現(xiàn)出來，以小組的形式討論誰的設計更成功，成功了，成功在哪？失敗了，錯在什么地方。通過小組的探討，與其他同學設計結果的對比，學生能找到自己的問題所在，從而更好地培養(yǎng)學生的創(chuàng)造力。

而且虛擬仿真不需要耗材，在虛擬仿真軟件上面可以隨意設置原件參數(shù)，也不會把設備燒壞，這樣更有利于學生大膽的嘗試和創(chuàng)新。

4應用虛擬仿真技術存在一定的挑戰(zhàn)

目前虛擬仿真技術并沒有在所有院校的電子技術教學中得到應用，主要原因就是沒有專門的教師對這項技術進行學習，還無法完全掌握這門技術以便應用到實際教學中，因此，想要更好的應用虛擬仿真技術，首要條件就是要在學校內(nèi)組建一支教師隊伍專門進行該技術的研究學習，熟練掌握是基礎，還要有能力對其他教師進行指導，使虛擬仿真技術在電子技術教學中得到普及。進行電子技術教學的教師更應該積極主動的進行學習，使課堂教學的氣氛更加輕松愉快，學生的學習效果得到提升。

5虛擬的模擬操作應該與實際操作結合起來進行教學

虛擬仿真技術雖然可以在課堂上讓學生體會實際操作的感覺，但是卻不可以完全代替實際操作，因為模擬操作系統(tǒng)是人工設置的，很多實際操作中會出現(xiàn)的情況在虛擬系統(tǒng)中并不能夠完全體現(xiàn)，所以仿真虛擬系統(tǒng)的應用在電子技術教學中只是起到了輔助作用，實際的操作練習也是很重要的，絕不可以將實際操作的重要性忽略掉，而是應該將兩者的優(yōu)點結合起來，進行綜合教學，有效的提高學生的電子技術操作水平。

6結束語

我國科技的進步發(fā)展在中職教學中得到了充分的體現(xiàn)，尤其在電子技術的教學上更是有著很大的意義，虛擬仿真技術在中職的電子技術教學中得到應用是提升學生實際操作能力的途徑之一，使學生未來適應工作的能力得到加強，讓學生走出校園就可以得到企業(yè)單位的認可，增加學生的就業(yè)概率，使學生在競爭力極強的社會上更容易站穩(wěn)腳跟，獲得更大的發(fā)展機會。

參考文獻：

[1]陳閩蜀.虛擬仿真技術在中職電子技術教學中的應用分析[J].蘭州教育學院學報，2015（03）：111-112.

[2]徐冬冬.中職電子技術教學中虛擬仿真技術的運用[J].大東方，2016（04）：195.

作者簡介：李承玉（1983-），男，云南保山人，講師，理學學士，研究方向：電氣自動化。

第8篇：虛擬仿真技術的發(fā)展范文

【關鍵詞】虛擬仿真；實訓教學；應用方法

虛擬仿真技術在多媒體技術、虛擬現(xiàn)實技術與網(wǎng)絡通信技術等信息科技迅猛發(fā)展的基礎上，將仿真技術與虛擬現(xiàn)實技術相結合的產(chǎn)物，虛擬仿真技術以構建全系統(tǒng)統(tǒng)一的完整的虛擬環(huán)境為典型特征，并通過虛擬環(huán)境集成與控制為數(shù)眾多的實體。虛擬仿真技術逐漸應用于教育領域當中，形成一種新的教學模式——虛擬仿真教學，即利用實物或計算機創(chuàng)設相應的虛擬環(huán)境或工具，并模擬真實事例進行操作、驗證、設計、運行等實驗、實訓的教學方式。

1.背景分析

教育部《關于全面提高高等職業(yè)教育教學質(zhì)量的若干意見》中指出：高職教育“人才培養(yǎng)模式改革的重點是教學過程的實踐性、開放性和職業(yè)性，實驗、實訓、實習是三個關鍵環(huán)節(jié)”，加強實訓、實習基地建設是高職院校改善辦學條件、突出辦學特色、提高教學質(zhì)量的重點，高職院校在各個專業(yè)教學計劃中開設足夠的實訓實踐課程是對上述要求的積極響應。

傳統(tǒng)的實訓教學過程大多圍繞硬件實物，在實驗室、實訓室或企業(yè)車間等場所中實地展開實施，因其直觀易感和接近生產(chǎn)實際，向來都是高職實踐課程的主流教學方式。然而這種教學方式存在先天不足，投入大、適應性差且難于開放等問題，往往使實踐教學進程面臨窘境。充分利用計算機技術和現(xiàn)代信息技術，開發(fā)虛擬工廠、虛擬車間、虛擬實驗、虛擬工藝，是許多高職院校尋找行之有效的技術手段來緩解傳統(tǒng)實踐教學模式所帶來的壓力的努力方向。虛擬仿真教學技術具有多感知性、沉浸性、交互性、構想性等特點，這些特點有益于教師的實訓教學和學生專業(yè)技能的訓練，為解決高職教育面臨的實訓難、實習難和就業(yè)難等問題開辟了一條新思路，因此迅速發(fā)展起來的虛擬仿真技術應用于實驗實訓教學必然成為高職院校的最佳選擇。

2.虛擬仿真技術的比較優(yōu)勢

目前高職院校很多專業(yè)，如數(shù)控技術、焊接技術、計算機網(wǎng)絡技術、應用化工技術等專業(yè)都引入了虛擬仿真實訓教學方式。虛擬仿真技術非常適合高職院校的人才培養(yǎng)模式，高職教育采用虛擬仿真技術具有必要性、可行性和優(yōu)越性。虛擬仿真軟件在企業(yè)中也得到了廣泛應用，很多企業(yè)都采用虛擬仿真軟件進行產(chǎn)品設計，如芯片設計采用的Tanner EDA軟件，網(wǎng)絡設計采用的OPNET、NS2軟件等。因此，學生在學校使用虛擬仿真教學軟件所獲得的實踐技能，同樣可以應用到以后的工作之中。

與傳統(tǒng)的實物形態(tài)實踐教學不同，虛擬仿真技術教學是通過計算機軟件實現(xiàn)的。與傳統(tǒng)實踐教學模式相比，采用虛擬仿真技術進行實踐課程教學具有明顯的技術優(yōu)勢。主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

2.1 節(jié)約教學成本，具有高效性

基于計算機軟件的虛擬仿真技術實訓教學模式與實物教學模式相比，設備和資金投入少，更新、維護方便。學生在虛擬仿真教學平臺上，無需完成實物教學中的許多重復性工作，縮短了學生完成工作任務的時間。同時，針對存在的問題還可進行反復的操作訓練，也不用考慮設備的損壞和材料的消耗，極大地節(jié)約教學成本，提高了學習效率。從教學資源規(guī)劃、建設和使用的全過程質(zhì)量管理角度看，虛擬仿真實踐教學模式的綜合運行成本遠低于傳統(tǒng)的實物操作教學模式。

2.2 廣泛的適應性和適用性

傳統(tǒng)實踐課程教學模式的適應性較差，虛擬仿真技術不受課程、學科門類和專業(yè)技術領域限制，是一種普遍適用的技術手段，具有廣泛的適用性。

（1）通用性、兼容性強

虛擬仿真技術具有極強的教學功能兼容性，適用于從教學設計直到考核測評的實踐教學全過程。對于工科實踐教學，多數(shù)通用型應用軟件兼具仿真功能，通常一款軟件可以同時支持多門課程的仿真教學，一門課程的教學也可以由多款軟件來實現(xiàn)，并且凡能以實物方式展開的實踐教學內(nèi)容，理論上虛擬仿真技術都可以做到。比如電類各專業(yè)基礎實驗、實訓項目教學，都能用通用型EDA軟件（如Multisim或Protel等）的仿真功能實現(xiàn)，化工類專業(yè)實訓則可用化工仿真DCS操作系統(tǒng)的單元級、工段級仿真軟件實現(xiàn)。

（2）打破時空限制，具有靈活性，易于改進升級

虛擬仿真教學可以擺脫傳統(tǒng)現(xiàn)場教學地點固定、時間有限、設備不足和內(nèi)容難改的局面，學生只要在計算機中安裝了虛擬仿真軟件，就可以把虛擬仿真教學延伸到教室、宿舍甚至家庭，隨時隨地的運用虛擬仿真教學軟件進行學習和探索，突破了時間和空間的限制，也不受場地等外界條件的限制，使學習變得更加靈活。

虛擬仿真技術的改進和升級在很大程度上就是軟件的改進與升級，速度快、風險小，利用網(wǎng)絡信息資源能夠緊隨技術進步，更能切中時需，保證實踐教學的動態(tài)有效性，也更能彰顯出對實踐類課程教學的催化作用。

（3）容錯功能強

生源不理想、學生基礎較差是高職院校中普遍存在的實際問題，學生對一些偏深的理論知識點常常一知半解，實驗、實訓過程中出現(xiàn)操作失誤在所難免。以實物為操作對象的傳統(tǒng)實踐教學，某些情況下誤操作有可能導致教學事故，危及儀器設備甚至是人身安全?；谔摂M仿真技術的實踐教學操作對象是計算機軟件，教師盡可設置各種正常、故障甚至極端故障狀態(tài)以便“虛擬”地歷練學生，學生也盡可按部就班地執(zhí)行各種規(guī)范操作去“證明”或者嘗試誤操作去“證偽”，完全沒有損壞儀器設備或危及人身安全的顧慮。仿真可以通過參數(shù)控制模擬真實設備的機械性能，實時反饋實驗結果，檢驗各種指令的正確性，通過反復練習達到操作練習的目的。

3.虛擬仿真技術在實訓教學中的應用

3.1 樹立虛實結合的實訓教學理念

虛擬仿真實訓教學有助于學生理解實訓內(nèi)容，并在一定程度上提高學生的動手能力。不過虛擬仿真實訓只是模擬真實的實訓教學，實訓過程缺少“實物感”，并不能完全代替實物實訓。因此，應該認識到虛擬仿真實訓與實操實訓各有特點，二者優(yōu)勢互補，不可相互取代。如在網(wǎng)絡實訓教學項目中，用到的網(wǎng)絡設備，包括路由器、交換機等種類、型號很多。采用虛擬仿真實訓教學軟件，學生雖然也能使用到這些設備，但仿真設備與實物還是有一定的區(qū)別，到真正的實操實訓中可能會無從下手。因此，應該注重將虛擬仿真實訓與實物實訓結合起來，相得益彰。在進行虛擬仿真實訓的基礎上，有目的地安排一些實訓內(nèi)容在真實環(huán)境中操作，這樣學生會對實訓的設備有親身的體會，更能加深實訓的印象，提高實訓的效果和質(zhì)量。在實訓內(nèi)容的安排上，可以讓低年級學生先進行虛擬仿真實訓，在學生完全掌握實訓的內(nèi)容和流程之后，再進行實物實訓，這樣就能夠達到事半功倍的效果。

3.2 根據(jù)實訓要求建立仿真模型

仿真模型既包括電子裝備外觀、結構的三維物理模型，也包括揭示其內(nèi)在工作機理及行為的數(shù)學模型。對三維物理模型的建立，主要依據(jù)裝備本身的物理狀態(tài)，其原則是在盡量減小面數(shù)的同時提高逼真度。對系統(tǒng)數(shù)學模型的建立，則需要視系統(tǒng)的復雜程度進行取舍和優(yōu)化，本著夠用為度的原則，盡量減小運算量。建立數(shù)學模型時，還應考慮到系統(tǒng)運行時的參數(shù)調(diào)整。

3.3 創(chuàng)建仿真裝備的虛擬場景并驅(qū)動

對于虛擬場景的驅(qū)動，應根據(jù)使用方式的不同，采用不同的方式。如果進行的僅是裝備外觀、結構的展示，可使用EON進行動作的編輯和驅(qū)動；如果需要對裝備進行虛擬操作仿真，則使用GLStudio軟件先進行操作面板、虛擬儀表的編輯和制作，然后再利用Vega Prime驅(qū)動以實現(xiàn)更復雜的交互操作。

3.4 整合教學仿真軟件要素、系統(tǒng)集成

系統(tǒng)集成就是將上述做好的模型、場景按照教學軟件所需的形式其有機地整合在一起，使之成為一個完整的、規(guī)范的教學軟件。系統(tǒng)集成可以使用目前常用的軟件開發(fā)平臺（如VB、vc++等）。由于上述虛擬現(xiàn)實驅(qū)動軟件（如EON、GLStudio及VegaPrime等）均以ActiveX控件方式提供了可用于常用軟件開發(fā)平臺的運行插件，因此，系統(tǒng)集成變得十分方便。編寫程序時，只需考慮軟件功能的安排，注意程序間的兼容性即可。在進行系統(tǒng)集成時，還需要將系統(tǒng)行為仿真的結果通過視景仿真表現(xiàn)出來，即用行為仿真的數(shù)據(jù)來驅(qū)動三維物理模型的動作。由于系統(tǒng)行為仿真采用了專門的運行平臺，與視景仿真處于不同的系統(tǒng)進程中，因此這種驅(qū)動是通過兩進程間的實時通信（需考慮進程間的同步）來完成的。

4.虛擬仿真實訓教學應注意的問題

4.1 注重虛擬仿真系統(tǒng)設計和教學人才隊伍的建設

虛擬仿真實訓教學系統(tǒng)的建設和發(fā)展，離不開高素質(zhì)高技能人才隊伍的支撐。虛擬仿真實訓教學系統(tǒng)科學合理設計和有效使用，需要教師在教學理念和教學能力上都達到一定的水平。目前，國內(nèi)各高職院校都有信息管理中心或者信息類專業(yè)，可以此為依托，培養(yǎng)虛擬仿真教學系統(tǒng)的開發(fā)隊伍。與此同時，可考慮與企業(yè)合作進行虛擬仿真實訓教學人才隊伍的建設，聯(lián)合培養(yǎng)虛擬仿真教學軟件開發(fā)和設計人才。

4.2 虛擬仿真實訓操作與現(xiàn)場操作的區(qū)別

仿真操作是模擬真實的生產(chǎn)裝置，再現(xiàn)真實生產(chǎn)過程的一種教學方法。其操作的模擬性和程序化與現(xiàn)場操作的靈活性和不可預見性還有距離。

仿真操作中的參數(shù)控制調(diào)節(jié)反復訓練，與實際生產(chǎn)中的參數(shù)嚴格準確控制相違背。這些問題在學生訓練過程中一定做出正確的指導和說明，以使學生適應實際的工廠現(xiàn)場操作。

4.3 構建網(wǎng)絡化的虛擬仿真實訓教學系統(tǒng)

虛擬仿真教學環(huán)境能夠有效利用網(wǎng)絡信息資源，緊隨技術進步，保證實訓教學的動態(tài)有效性。如Flash mx等工具可以實現(xiàn)網(wǎng)上虛擬實訓，由于可以在網(wǎng)絡上瀏覽，因此其教學覆蓋面較廣，是一種具有發(fā)展前景的輔助實訓教學手段之一。采用信息技術建設遠程服務中心，構建網(wǎng)絡化的虛擬仿真實訓教學系統(tǒng)，推進虛擬仿真實訓教學系統(tǒng)的共享，是虛擬仿真教學系統(tǒng)建設的努力方向。

參考文獻

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第9篇：虛擬仿真技術的發(fā)展范文

1虛擬仿真技術在基礎醫(yī)學教育中的應用

基礎醫(yī)學教育中的教學方式一般分為理論授課和實驗操作兩部分。其中理論教學的方式是課堂講授加傳統(tǒng)醫(yī)學插圖，學生大多感覺學習過程枯燥、不好理解、不好記憶。而利用虛擬仿真技術可以在虛擬的環(huán)境下，將人體各器官的解剖、生理學、病理學的數(shù)學模型存在數(shù)據(jù)庫中，利用計算機顯示屏上有意識地顯示某些細節(jié)，學生可以將病人的各種病變部位分開或合在一起觀察病變情況，同時可以利用此技術培養(yǎng)學生的人體解剖理論的認知能力。舉例來說，目前解剖教學上應用的虛擬仿真人體解剖圖的數(shù)字化的解剖圖譜，利用這一圖譜，學習者在虛擬的環(huán)境中可以自由地選擇、觀察、移動虛擬對象，并且虛擬的組織器官還能及時給予學習者感官上的反饋，這樣就更容易理解和掌握解剖結構。比較典型的應用實例就是利用“虛擬人”數(shù)字化數(shù)據(jù)集進行三維重建，即“人體數(shù)字化解剖學”研究，創(chuàng)立虛擬仿真解剖學，同時提供CT、MRI及PET等方面的斷層圖像，進行一系列醫(yī)學臨床、教學及研究的虛擬模擬。具體步驟就是利用一臺人體虛擬解剖電腦，教師可以講授人體各部分結構的解剖知識，學生也可以在虛擬的組織和器官間的模擬操作感受觸覺反饋，使學生更快地掌握手術要領和技術。學生在課堂上能以三維的形式看到人體數(shù)千個解剖結構的形狀、位置及器官間的相互空間關系等，學習興趣和效果顯著提高。

2虛擬仿真技術在臨床醫(yī)學教育中的應用

在臨床醫(yī)學教育中，臨床實踐是重要的教學方式，臨床實踐是對醫(yī)學學生動手能力培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)，加強實踐技能訓練已成為醫(yī)學教育改革的重點。虛擬仿真技術引入醫(yī)學臨床實踐教學是非常行之有效的教學方式。虛擬仿真技術在臨床醫(yī)學教育中最顯著的應用是虛擬手術教學，即通過虛擬臨床手術技術讓學生在手術之前學習新的手術方法和流程，練習所制定的手術計劃，在虛擬仿真手術之后，也能讓學生溫習或重復全部手術過程，并且能夠?qū)W生的臨床技能進行一個客觀的評定?，F(xiàn)今醫(yī)學院校的學生和教師都不能只是局限于書本的知識，必須不斷地學習和提高自己的臨床技能，而在實踐中常會遇到教育資源有限的問題，解決這一問題行之有效的手段就是利用虛擬仿真技術模擬復制手術場景，讓學生不斷在虛擬現(xiàn)實場景中進行實踐訓練。這種應用虛擬仿真技術的臨床實踐教育方式不僅可以讓教師在教學中演示不同策略的手術流程，教授學生應對各種突況、避免手術失誤、降低手術風險、減少病人損傷、提高手術成功率，而且同時還節(jié)約了教育資源，具有零風險、可反復操作等優(yōu)勢，學生可利用它完成手術的各個操作步驟，并對操作的過程和結果進行分析和總結，達到更多地積累臨床實踐技巧和經(jīng)驗的目的。虛擬仿真技術應用于醫(yī)學臨床實踐教學能使學生有更多接觸臨床的經(jīng)驗，可以提高學生臨床技能操作的能力、臨床綜合診斷思維能力，還可以激發(fā)學生的學習熱情和潛力，使他們能夠運用課堂上所學的臨床理論知識較快地掌握臨床診療實踐規(guī)律，還有利于學生職業(yè)道德和行為規(guī)范的養(yǎng)成。

3虛擬仿真技術在遠程醫(yī)學教育中的應用

在遠程醫(yī)學教學中，經(jīng)常會由于教學設備、試驗場地或教學經(jīng)費等方面的原因，使得一些應該開設的教學內(nèi)容無法進行。利用虛擬仿真技術可以彌補這些方面的不足，學生足不出戶便可以學習各種各樣的知識，獲得與現(xiàn)場學習一樣的效果，從而加深對教學內(nèi)容的理解。以往對于一些醫(yī)學實驗，在遠程醫(yī)學教學過程中一般采用電視錄像的方式來取代實驗課程，學生無法直接參與實驗，利用虛擬仿真技術進行虛擬遠程醫(yī)學實驗，則可以增加學生動手學習的機會。虛擬仿真技術應用于遠程醫(yī)學教育的基礎是基于遠程醫(yī)療的分支網(wǎng)真醫(yī)學，即遠程呈現(xiàn)醫(yī)學，它把專家的知識通過通訊網(wǎng)絡傳輸?shù)叫枰倪h程位置，在遠程醫(yī)療應用領域發(fā)揮其獨特的優(yōu)勢。網(wǎng)真醫(yī)學是虛擬仿真技術的一個全新領域，它結合了高清視頻、音頻和交互式組件（計算機軟件和硬件），在網(wǎng)絡上創(chuàng)建獨特的“面對面”體驗的新型技術。使用者可以進入某個共享網(wǎng)絡空間的圖形環(huán)境，以遠程控制操作或觀察為目的的進行人機通信和交互，用這個方法幫助醫(yī)生有效地進行手術和診療。網(wǎng)真醫(yī)學應用與遠程教育可以確保醫(yī)學生以更有效的方式進行培訓，例如記錄操作過程、讓學生探討操作細節(jié)并擁有沉浸于運作房間的感覺。醫(yī)學學生可以進入虛擬的手術是或?qū)嶒炇?，在虛擬環(huán)境下激勵一個完整的操作過程，教師也可以將操作中常見問題反饋給學生，從而提高每個人對某個問題的訓練。利用虛擬仿真技術可以創(chuàng)建大量的三維人體組織結構，用于醫(yī)學教學。隨著網(wǎng)絡技術的飛速發(fā)展，把創(chuàng)建的三維醫(yī)學教學資源應用與遠程醫(yī)學教育，可以使學習者隨時隨地的學習，是資源得到充分利用。虛擬仿真技術應用于遠程醫(yī)學教育可以將生動的動態(tài)三維場景展現(xiàn)給學習者，提高了教學的質(zhì)量和效果。

4虛擬仿真技術在醫(yī)學教育中應用的意義

醫(yī)學教育注重的是直觀、形象、生動，傳統(tǒng)的醫(yī)學教學往往不夠生動，難以具體化，難以直接展示人體的結構，疾病發(fā)生及發(fā)展過程等教學內(nèi)容，同時又存在著醫(yī)學教學成本大，不可重復執(zhí)行的問題，這些弊端對學生更好的掌握醫(yī)學知識極為不利。為了改善原有醫(yī)學教學模式中存在的這些問題，使虛擬仿真技術應用于醫(yī)學教學中的教學模式意義重大，該教學模式不僅調(diào)動了學生的學習興趣，而且將抽象的內(nèi)容具體化、形象化，給學生留下深刻的記憶，也給教師在教學中提供方便，從而達到提高教學水平和科研水平的目的。

作者:姜燕 李亢 單位:湖北醫(yī)藥學院

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