虚拟仿真

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虚拟仿真范文第1篇

关键词：基础医学；综合设计性实验；虚拟仿真课程；设计

基础医学综合设计性实验是我校在国家政策号召下开设的一门用于培养创新型大学生的教学改革课程。虚拟仿真实验可以将虚拟与现实相结合，为实验教学提供新的方法。开设综合设计性实验的虚拟仿真课程可在一定程度上解决实验流程复杂学生不容易入手、实验课程开设专业的限制的问题，同时提高学生学习的兴趣，并侧重在综合素质和创新能力方面的培养。综合设计性试验虚拟仿真课程是创新型人才培养模式的一种，创新型人才培养模式是提高中医实验教学质量的关键，是实验教学的发展趋势[1-2]。

一基础医学综合设计性实验存在的问题

综合设计性实验具有时间长、费用高、实验不确定因素多等特点，实验流程繁琐，从实验宣讲、课题设计、耗材申报、确定实验方案、预实验、正式实验、结项答辩每个环节都需要学生与带教老师及实验准备老师的配合才能完成。繁琐的实验环节，导致学生和老师之间的沟通出现问题，影响实验的正常进行。此外，由于专业开设的限制，部分专业学生不能得到相关的培养。有些学生设计的实验，由于试剂或耗材的不安全性而导致实验不能开设，需要重新更改实验方案。实验方案难易参差不齐，较难观察的实验结果打击学生的积极性，同时也增加了带教老师的指导难度[3]。

二开设基础医学综合设计性实验虚拟仿真

课程的意义综合设计性实验旨在提高学生的综合能力，使学生熟悉科研课题的开题、实验研究、结项等过程，为以后的科研实验奠定基础。设置综合设计性实验虚拟仿真课程具有非常重要的意义，将实验的过程设计成虚拟仿真的模块，学生通过操作模块可以在短期内熟悉实验各个环节，及其在每个环节中需要完成的任务、每个环节的沟通流程，极大的解决学生在实验过程中不知该做什么、不知哪些能做的问题，并在一定程度上提高了效率。虚拟仿真课程开设后，学生将不受专业限制选择该课程，进行虚拟综合设计性实验，并在相关评分体系及纠错体系模块中对实验课程的完成进行评价和指导。虚拟仿真实验应遵循“虚实结合、能实不虚”的原则，在实验开设过程中，将一些有毒有害环节设置成虚拟模式，让学生在掌握知识的同时又免受毒害，减轻对环境的污染。

三设计模块及流程

综合设计性实验虚拟仿真课程的设计应按照实验流程的各个环节进行设计，共包括：范例参考、模拟实验、考核三个部分。范例参考是将往届经典案例按照模拟实验的流程完整列出，供学生进行参考。其中模拟实验包括：实验宣讲、课题设计、耗材申报、确定实验方案、预实验、正式实验、结项答辩七个模块。实验宣讲模块中将学生实验过程中的注意事项，实验课题的研究方向等详细列出，在本模块结束时对学生进行考核，加强学生对实验注意事项的理解和重视程度。课题设计模块中主要指导学生如何查找资料、如何填写立项依据、如何辨别课题的创新性和新颖性，如何将所有的课题思路设计成一个完整规范的实验方案。在本模块结束时对学生进行考核，考核的内容是在查找资料、立项依据、课题的创新性和新颖性方面出题，让学生用模块中指导的方法进行判断，以提高学生的动手动脑能力，学以致用。耗材申报方面对申报的每一种耗材，在备注栏里列出详细需要的用量及依据、参考书、参考文献等，做到尽可能的节俭，同样在模块结束时对学生进行考核，列出一些实验的耗材、试剂和药物的用量，让学生进行计算和判断。确定实验方案模块是有带教老师对实验方案进行审核提出修改意见，由学生进行修改经带教老师审核结束后方可进入下一步实验。预实验环节主要是让学生掌握实验操作，如煎药时应先浸泡多长时间、煎煮火候、药物浓缩等，以及给药剂量的计算，实验观察指标的观察方法、试剂盒的使用方法、各种仪器的操作方法等，让学生熟悉并掌握；并在本模块结束时就给药剂量计算、试剂盒的使用方法、各种仪器的操作方法进行考核。正式实验中严格按照实验方案的流程进行试验，并在此项中增加对团队协作意识的考核，对可同时开展的实验项目进行分工合作，考核学生是否能在规定的时间内同时完成多个实验内容；并在本模块结束时就团队协作效率，给药剂量计算、试剂盒的使用方法、各种仪器的操作方法的熟练程度进行考核。结项答辩环节中是考核学生在完成实验后对实验结果的处理、实验报告的撰写、答辩PPT的制作等能力。同时在每个模块结束时，由带教老师进行审核、提出修改意见并进行指导。

四设计过程中存在的主要问题

综合设计性实验虚拟课程学生不能在短时间内完成，要让学生能坚持完成这个实验还缺乏一个有效的监督体系和奖励机制。综合设计性实验复杂，设计模块较多，项目复杂，学生设计思路较广，如何能够使软件正常运行是一个较难解决的技术问题。虚拟仿真实验的设计原则是“虚实结合、能实不虚”，如何将虚拟课程与传统课程有机结合是需要重点研究的问题，对虚实及虚实结合的环节的判断，是亟待解决的问题。作为一个非必修课程，我们还应在如何调动学生参与的积极性方面进行努力。

五展望

虚拟仿真教学是互联网时代的特定产物，它不能取代传统教学，同时虚拟仿真综合设计性试验课程也不能取代传统设计性实验课程，而是将其融入到传统的实验教学中与其结合，实现提高学生综合素质的目标。综合设计性实验虚拟课程目前处于设计阶段，还存在很多未发现的问题，任何的改革都不会轻易成功，需要许多人的付出和坚持不懈，在实践中进一步探索和完善，以推动和促进我校教学质量的提升。

作者:龚曼 孙慧娟 张明昊 李玉洁 赵珍珍 朱艳琴 孙曙光 单位:河南中医药大学

参考文献

[1]贾永森,田福玲,齐峰,吴范武,马会霞,高秀娟.中医理论实验课优化与整合初探[J].中医学报,2011,09:1054-1055.

虚拟仿真范文第2篇

【关键词】修复件；异形回转类；混合建模；虚拟仿真

一、引言

修复件，顾名思义就是翻修件，一些零件在使用过程中由于磨损等原因损坏，其中一部分通过修复加工是可以再利用的，成本低于新品很多。

目前，针对普通零件（轴类零件）的数控加工模拟技术研究的比较多，技术相对成熟，而对于修复件的虚拟仿真研究的相对比较少，因为修复件尤其是异形件建模相对比较复杂，应用的建模技术也比较多，本文就异形修复件的建模及虚拟仿真通过实例进行了初步探讨。

二、异形修复件建模原理

异形（不是规则的轴类零件）修复件的仿真系统需要对异形零部件进行建模，采用基于模型融合理论的建模技术来解决；建立后的模型，包含VRML格式部分和基于特征建模的回转（轴类）部分。其中，VRML格式部分用来形成仿真零件的异形部分或者仿真零件的基体；而基于特征的建模部分则用来实现对需加工部分的仿真。建模原理如图1所示，包含特征层结构设计和零件层结构设计。

1.特征层结构设计

特征层结构设计以构成零件的工艺特征为设计对象，对其进行详细结构设计和制造信息集成的设计过程如图2。特征层的设计活动通过对特征层统一数据模型的操作来实现对工艺特征的相关制造活动（如特征加工工步生成，特征自动数控编程）的关联驱动，同时特征层的设计也是零件层设计的基础。特征层结构设计主要包括以下内容：

（1）特征库的建立，包括基本特征库和构造特征库；

（2）基本特征参数输入和参数修改；

（3）特征的详细结构设计，如倒角、倒圆等；

（4）构造特征的结构设计与制造信息关联，参数特征由二维轮廓参数化设计系统来完成。零件层设计是在特征层结构设计基础上用回转类零件的工艺特征以及异形部分来表达零件的完整构造，表达零件特征构成、各特征间的约束关系以及零件整体的制造要求。

图1异形零件混合建模过程的实现

2.零件层结构设计

零件层结构设计主要包括以下内容：

（1）对特征的编辑操作：如特征的插入、删除、零件调头等；

（2）特征间的圆角过渡计算；

（3）特征表达模型向统一轮廓表达模型的转换；

（4）零件技术信息输入，主要包括零件名称，编号，绘图比例，生产批量，毛坯类型及尺寸，材料，热处理等信息。

图3和图4为对一个曲拐形异形轴建模的过程，图中可以将该轴分为三部分，两个回转轴类和异形部分。在2个回转轴类中，分别包含圆柱、倒角和螺纹等特征。

虚拟仿真范文第3篇

【关键词】CORS系统；国土测绘；应用

中图分类号：P2文献标识码： A

一、前言

虚拟样机技术对泥浆泵仿真有着重要的作用。虽然我国在此方面取得了一定的成绩，但依然存在一些问题和不足需要改进，在科学技术突飞猛进的新时期，加强虚拟样机技术的进一步研究，对我国国泥浆泵仿真的发展有着重要意义。

二、虚拟样机技术概述

机械工程中的虚拟样机技术又称为机械系统动态仿真技术，是国际上20世纪80年代随着计算机技术的发展而迅速发展起来的一项计算机辅助工程（CAE）技术，是当前设计制造领域的一门新技术。该技术以机械系统运动学、动力学和控制理论为核心，加上成熟的三维计算机图形技术和基于图形的用户界面技术，将分散的零部件设计和分析技术集成在一起，提供一个全新的研发产品的设计方法。它利用软件建立机械系统的三维实体模型和力学模型，分析评估系统性能，从而为物理样机的设计和制造提供参数依据。

传统的设计方式是由下到上：从部件设计到整机设计。这种设计的弊端是往往把注意力集中在细节而忽略了整体性能。这种情况在国内经常发生。借助于虚拟样机技术，传统设计过程被逆转了。设计过程先从整机开始，按照“由上到下”的顺序进行，这样可以避免在系统设计方面的失误。

虚拟样机技术在设计的初级阶段――概念设计阶段就可以对整个系统进行完整的分析，可以观察并试验各个组成部件的相互运动情况。使用系统仿真软件在各种虚拟环境中真实的模拟系统的运动，它可以在计算机上方便的修改设计缺陷，仿真试验不同的设计方案，对整个系统不断改进，直至获得最优设计方案，再做出物理样机。运用虚拟样机技术，可以大大简化机械产品的设计开发过程，大幅度缩短产品开发周期，大量减少产品开发费用和成本，明显提高产品质量，获得最优化和创新的设计产品。

三、制造虚拟样机的基本过程

制造虚拟样机的过程就是上述各种先进技术相互支持、相互融合的过程。

首先是进行机械设计，设计的原始数据来自设计要求、应改进的缺陷、干涉尺寸、装配环境等。当方案制定后，设计师开始构造复杂的几何形状和工程关系。在设计的早期阶段，要求设计师给定全约束、全尺寸是不可能、不现实的，重要的是建立一些方程和规则，以体现一些最重要的工程数据，使零件在设计准则下可自动修改。在完整、安全的网络环境下，设计小组成员不必操心数据的完整性，他们能够共享数据，并能主动控制修改和更新。

零件最终的形状和尺寸来自各个方面的综合考虑，如装配、应力、加工等，在制定设计文件时，工程技术人员要决定如何描述最后的零件和装配。生成图纸时，设计尺寸要转换成工艺尺寸以体现加工、检测的要求。这张图纸和其他技术文件(如应力分析、振动、热分析等)构成设计的最主要部分。

最后是对最终的设计产品进行仿真。仿真能预测产品在实际环境中的性能，它包含了一系列步骤，从力学分析、建模、施加负载和约束，到预测其在真实工况下的响应。仿真的真正用意不是得到几个数据，而是评估产品的性能和优化产品的结构，进而指导设计，改进设计。

在产品设计和仿真阶段，需要使用一些应用软件(如三维产品设计软件、有限元分析软件等)。根据设计尺寸并利用这些软件，便可以在计算机上构造产品的虚拟样机，为最终投产做好准备。

四、虚拟样机开发技术的特点

虚拟样机开发技术与传统产品设计技术相比，具有如下特点：

(1)面向系统级设计的观点。强调在系统的层次上模拟产品的外观、功能和在特定环境下的行为；

(2)涉及产品全生命周期。虚拟样机可应用于产品开发的全生命周期，并随着产品生命周期的演进而不断丰富和完善；

(3)支持分布式协同设计。虚拟产品开发技术将产品的模型定义在计算机上利用计算机网络通讯技术，使处于异地的产品设计人员也可方便地进行交流，协同进行产品的开发。支持不同领域人员从不同角度对同一虚拟产品并行地进行测试、分析与评估活动。

虚拟样机技术是一门综合多学科的技术。虚拟样机技术的发展历程正如物理样机设计制造技术发展过程中从CAX向集成优化的现代集成制造系统(CIMS)的发展历程一样，复杂产品虚拟样机开发已成为一个系统工程――复杂产品虚拟样机工程。虚拟样机技术的出现，不仅仅是一种新技术的应用，而是设计思想的变革，将对制造业产生深远的影响。

五、虚拟样机技术的基础

虚拟样机技术的发展有赖于以下几项技术的发展和进步。

(1)智能设计技术。

CAD技术的出现是产品设计历史上的一个里程碑，它在很大程度上缩短了产品设计的周期，减少了设计人员的工作量。但现有的CAD技术注重于外形细节设计行为，却忽略了产品概念信息的描述。实际上，设计人员总是先考虑产品的功能，然后才设计出产品的外形。因此，对虚拟样机技术来说，产品描述应是超越几何性的。

由于虚拟样机技术对概念设计的要求，智能设计技术需要将用于概念设计的分析工具(如有限元分析、快速原型等)、计算机辅助概念设计和CAD技术有机地集成起来，支持产品几何定形前的功能规划和计算。通过分析这种幕后的功能计算，虚拟样机系统指导设计者怎样将几何形状转化为易于装配的、满足功能要求的、具有合适工艺的设计图形。

(2)并行工程。

并行工程是集成各种技术，并行设计产品及相关过程的一种系统方法，同步实现设计、分析评估、制造、装配、核算和管理。它要求产品开发人员从一开始就考虑到产品整个生命周期的所有因素(质量、成本、工艺、结构、性能等)，且要求实现计算机网络环境下的协同工作。要实现同步的目标，其实质就是整个工作都要在一个共享的数据库下进行信息交互。

(3)仿真工程。

对于虚拟样机系统来说，必须有一套能有效支持可制造性分析的产品、工艺和生产系统模型。产品模型必须能够管理与制造加工有关的数据(如形位公差等);工艺模型包括统计分析、计算机工艺仿真、制造数据库和制造规则库等;生产系统模型包括系统生产能力和生产特性的描述及系统动态行为和状态的描述。虚拟样机系统需要对上述模型进行数字化仿真和可视化，以对产品设计、工艺设计进行评估和优化。

(4)网络技术。

在网络上进行分布式设计与制造是虚拟企业的生产方式。利用分布式设计与制造，可以实时地决定合作厂家，实现异地产品设计和制造，不仅节约了时间，而且由于分布节点之间的关系建立在一种全面合作和开放式体系的基础上，所以有利于设计、规划和处理问题。

六、虚拟样机技术在泥浆泵仿真中的应用

泥浆泵是在钻井过程中，将泥浆加压后携带出井底的岩屑和供给井底动力钻具的动力，向井底输送和循环钻井液的泵。泥浆泵在石油工业和工程领域应用广泛。现代工业的小断发展对泥浆泵提出了更多更新的要求，使得钻井泵结构的介理性、工作性能的优越性和可靠性成为设计时的重要指标。然而，传统的设计与制造过程，需要经过概念设计、产品设计和制造样机进行试验等，这一过程无法缩短设计周期，对市场的灵活性小。因此，为了提高市场竞争力，各企业必须小断缩短新产品的研发周期，提高产品质量、性能，降低开发成本。

随着计算机仿真技术的发展，虚拟样机技术日益广泛地应用在各个领域。它从分析解决产品整体性能及其相关问题的角度出发，解决了传统的设计与制造过程的弊端。极大地增加了效率，降低了成本。因而，利用计算机仿真对石油钻井中常用的泥浆泵进行分析具有现实意义。

1、泥浆泵的结构及参数

石油矿场所用的泥浆泵一般是山柴油驱动的卧式的双缸双作用泵或三缸单作用的活塞泵。泥浆泵一般由驱动部分（底座、传动轴、齿轮、偏心轮、连杆、十字头等)和水力部分（泵缸、活塞、吸入阀、排出阀等)组成。其工作性能主要体现在排量、压力、冲数以及功率上。对NB8-600型泥浆泵，其最大传动功率为600马力，活塞冲程400mm，最大冲数65冲/min。

2、基于虚拟样机技术的泥浆泵运动学、动力学仿真

（1）仿真三维模型的建立

利用机械参数化三维仿真软件Pro/E建立了NB8-600泥浆泵部分系统的三维有限元模型，并进行模型干涉检验、修改、图2是简化后的总装配图模型。

（2）仿真过程

采用ADAMS12.0进行仿真分析.流程图如图3所示：

（3）仿真结果

通过仿真分析可以得到设计时所需要的各种重要曲线和参数，如主轴、连杆、十字头、拉杆、活塞等运动部件的位移、速度、加速度大小、运动规律和受力情况等。分析这些曲线和数据可以知道在运动过程中，各构件的受力是否满足应力许可值，以及是否能达到强度要求，如果不能满足设计要求则需要修改模型。本文经过几次仿真分析和对模型的修改后得到了能够满足工况的设计理论模型，为系统设计提供了依据。

3、结论

虚拟样机技术作为一种新型的、基于集成化产品和过程开发策略的新的产品设计、开发、评估手段，在各个行业正越来越受到重视，在产品研发中起到了显著的作用。根据虚拟样机技术的基本理论，结介泥浆泵的相关资料，利用机械设计自动化软件Pro/E建立了NB8-600型泥浆泵三维模型，并使用虚拟仿真分析软件ADAMS12.0进行了模型的运动学、动力学分析和局部优化设计，得到了系统模型的运行规律和小同驱动力下的运动、受力情况，为改进结构设计、节约设计周期和成本提供了理论依据和方法

七、结束语

虚拟样机技术是泥浆泵仿真的核心。因此，在泥浆泵仿真的后续发展中，要加强虚拟样机技术的运用与思考，确保虚拟样机技术水平的提高。

参考文献

[1]陈小川等.虚拟制造技术研究概况综述[J].机械制造，2009(12):8-10.

[2]王国强，张进平，马若丁.虚拟样机技术及其在ADAMS上的实践[J].西安：西北工业大学出版社，2012（9）：78-80.

虚拟仿真范文第4篇

［关键词］实验室技术和方法；教学方法；仿生学；计算机通信网络

1虚拟仿真实验教学中心可持续发展的内涵与建设任务

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

2虚拟仿真实验教学中心建设的必要性

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

3制约虚拟仿真实验教学中心可持续发展的问题

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

虚拟仿真范文第5篇

关键词：基础医学；虚拟仿真实验室；实验教学

1前言

虚拟仿真实验室（Virtuallab）是1989年由美国弗吉尼亚大学（UniversityofVirginia）的教授威廉沃尔夫（WilliamWolf）首先提出的，它描述了计算机网络化的虚拟仿真实验室环境[1]。虚拟仿真实验室是信息时代的产物，在教学中具有广阔的应用前景，是实验教学的一个新的发展方向，促进了教学观念与教学形式的变革[2]，提高了学生的综合素质。

2虚拟仿真实验室的发展及政策解读

虚拟仿真实验室自1989年提出以来，在世界范围内得到迅速发展。目前，发达国家在虚拟仿真实验室的建设方面已经十分普及，美国正在致力于构建一个覆盖全国的虚拟仿真实验网络。近年来，国内许多高校根据自身科研与教学的需要建立了虚拟仿真实验室，并取得一定的成就。国家相关部门对虚拟仿真实验室的建设也越来越重视，为了进一步推进实验教学信息化建设，推动高等学校实验教学改革和创新，2013年教育部《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），明确提出高校建设虚拟仿真实验室的重要性。

3基础医学虚拟仿真实验室的发展现状

教学过程中实验和实训教学是培养学生实践能力和技术能力的关键，虚拟仿真实验室在培养学生综合素质方面起着至关重要的作用。国内外基础医学虚拟仿真实验教学平台的应用现状基础医学专业课程是一个对实践性要求比较高的课程，但是一些实验课程由于毒性、致病性、时间等原因，导致这部分实验不能顺利开展，虚拟仿真教学平台在基础医学实验教学中就显得至关重要。在教学过程中，虚拟仿真实验与实际实验相结合，以实际教学中的重点、难点作为课程设计的重点，教学内容丰富，包括常规学生实验、设计性实验，此外部分虚拟仿真实验室还包括实习、临床案例讨论、自我测试、BBS交流区、网上相关资源等内容[3]。实时临床案例讨论及网上相关资源共享，既丰富了学生的学习内容，又开拓了学生视野，从而激发学习兴趣[4]。虚拟仿真实验教学以其独特的优势，在提高实验教学质量中发挥着重要的作用。虚拟仿真实验与实际实验相结合，不仅激发了学生学习的兴趣，提高了学生创造力和对实验的感性认识，而且通过对虚拟仿真实验平台实验操作的正确方法和理论知识的学习，减少了盲目操作和错误操作的几率，提高了实验的成功率[5]。此外，虚拟仿真实验室在节省实验投资的同时，为学生提供了一个良好的学习空间[6]。虚拟仿真实验室的优势及建设中存在的问题由于传统实验教学存在实验教学经费投入不足、实验教学仪器设备紧缺和老化、实验教学用房面积不足等传统问题，同时在教学内容、教学时间和空间上受到限制，影响了实验教学的质量。与传统实验教学相比，虚拟实验教学有着突出的优势，成本方面，大幅度降低实验室改造、建设和维护的资金，节省实验经费、时间和空间成本；安全方面，减少实验室事故发生几率；环境方面，减少环境污染，促进绿色实验室的建设；教学方面，打破了传统实验教学的时间和空间的限制，有效增加学生对实验的理解能力；教学质量方面，提高学生的创新能力、实践能力和综合素质[7]。虚拟实验教学这种新的教学模式为实验教学质量的提高提供了一个新的平台，随着教学行为、方式的改革和信息技术的发展，虚拟实验教学必将成为实验教学中不可或缺的一个环节[8]。目前，虚拟实验室在促进实验教学现代化，推进实验教学模式改革等方面发挥着至关重要的作用。但是，虚拟实验教学在教学实践中也存在诸多不足，主要体现在以下几个方面。1）教学方面，培养学生动手能力、误差分析能力等方面存在欠缺，而且虚拟实验不能真实地再现实际实验过程中的故障和现象[9-10]；2）虚拟系统方面，教学实践中发现存在系统不稳定、有些功能不能使用、缺乏教学监视功能等问题，给教学带来一定的影响。除此之外，还有诸如界面及画面的任务形象的美观度不够，虚拟实验项目的数量不能满足学生的需求等问题。3）建设必要性方面，虽然虚拟实验室弥补了真实实验室的诸多不足，但也并非任何实验、任何专业都需要建设虚拟实验室来辅助教学。

4构建基础医学虚拟仿真实验室的建议

虚拟仿真实验室是一种投入少产出多、资源共享的一种全新的办学理念，是高校未来发展的必然。在建设过程中应借鉴其他课程和专业实验教学改革的经验，创造出一套适合自身专业的虚拟仿真实验室的建设方法；共享现有虚拟仿真网络资源，节省建设成本。在实验教学中，要注意虚拟仿真实验和实际实验的有机结合，合理安排分配教学比例以促进学生实践能力的发展。在软件技术方面，向协作式虚拟仿真实验室方向发展，即跨越地域障碍，能够满足异地学生一起进行科学实验和讨论的方向。虚拟仿真实验室虽然能大大辅助教学，但并不能取代真实的实验室。此外，虚拟仿真实验教学中心的建设应响应国家号召，本着“虚实结合、相互补充、能实不虚”的原则，并结合专业的自身特点。