仿真科学与技术

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仿真科学与技术范文第1篇

【关键词】高频 虚拟仿真 教学改革

【基金项目】该篇论文是基于徐州工业职业技术学院院级课题《高频电子技术课程项目化教学改革研究与探索》课题编号：XGY201015。

【中图分类号】G71 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2013）01-0043-02

1.引言

高频电子技术课程是电子信息类与通信类专业的一门重要的专业基础核心课程，在整个学科体系中具有承上启下的重要作用，在专业基础知识体系中有着不可替代的重要地位。该课程的特点是专业性、综合性强，涵盖了高等数学、信号与系统、电路分析、数字电子与模拟电子等知识的应用，对学生基础知识结构要求高。通过本课程的学习，学生不仅可掌握高频电子线路的基本理论、基本概念和基本分析方法，而且可运用课程知识去分析、解决实际的工程技术问题。但在课程实际教学过程中，学生普遍反应该课程抽象、难懂，难以掌握，存在排斥情绪。此外该课程实验复杂，且由于高频电路的特点，在实验过程中，输出波形与数据易受干扰致使波形失真，实验数据与理论数据出入较大，实验教学效果也不理想。基于上述情况，为提高教学效果，在高频电子技术课程的教学过程中可积极引入虚拟仿真技术。通过仿真，可以让抽象的理论通过仿真得到验证，学生易于接受。同时利用仿真软件还可以进行一些实际操作受外界干扰大的且不容易调试的实验，如混频，调幅与解调等等，既解决了实际高频实验中存在的实验复杂，实验效果不理想等问题，同时也节省了实验耗材的经费投入。

2.软件介绍

目前电路仿真软件有很多，每种仿真软件都带有了出版公司自己的特点。根据软件的应用领域和模型以及推广程度，电路仿真软件大致有以下几种：

（1）PSPICE[1]： SPICE是由美国加州大学伯克利（Berkeley）分校电工和计算机科学系分校开发，1972年首次推出。PSPICE是由SPICE发展而来的用于微机系列的通用电路分析程序。目前微机上广泛使用的PSPICE是由美国Microsim公司开发，并于1984年首次推出。能进行模拟电路分析、数字电路分析和模拟数字混合电路分析，该软件现已成为微机级电路模拟标准软件。

（2）Multisim[2]：该仿真软件的前身是EWB（Electronics Workb

？鄄ench）， 是加拿大IIT公司在20世纪80年代后期推出的用于电子电路设计与仿真的EDA软件，一经推出就受到各界好评，尤其在教育领域取得了巨大成功。与其他电子电路设汁软件相比具有界面直观、操作方便等优点。创建电路、选用元器件和测试仪器等均可直接从屏幕上元件库和仪器库中直接选取。电子电路的分析、设计与仿真工作都可通过点击鼠标实现，不仅为电子电路设计者带来了无尽的乐趣，而且大大提高了电路设计工作的质量和效率。

（3）Saber：和PSpice和multisim类似的软件，可以用于系统仿真和电源仿真，在电源仿真方面很有优势，比如大电流，该软件主要用于理论仿真和验证。

（4）ADS：安捷伦公司的顶级理论验证软件，主要用于高频仿真，功能强大，可以用于pcb的验证设计，IC验证设计，系统验证设计（CDMA，DVBT等），是理论仿真的顶级软件，但是让学生在短时间内熟练应用很不容易。

以上介绍的软件都可以应用在高频电路仿真中，但是通过比较，Multisim软件更适合在教学过程中使用，该软件支持直观的示波器图形，带有3D元件库，器件参数修改简单，最重要的是该软件的使用易于掌握，所以在高频课程教学改革实践中采用了multisim软件作为仿真软件。

3.基于虚拟仿真技术的高频电子技术课程教学改革思路

近年来，随着我国高等职业教育改革的不断深入，以“能力本位”为出发点，进行项目化教学改革，是目前高职教学改革的方向之一。高频电子技术课程要进行项目化教学改革必须根据课程特点，找到能够提高学生学习兴趣且与实际生活相关的教学项目，并把课程中所有必需的知识按照知识结构分解到教学项目中去，因此我们把该课程的学习内容按照知识结构分解为两大项目的学习，每个项目学习中又含有若干个教学任务，学生在不断完成任务的过程中掌握知识并增长实践技能，最终完成项目，所以该课程实行理实一体化教学[3]。

课程项目的选取根据高频课程的特点，采用了两个生活中常见的并能典型代表高频知识结构的两个电子产品收音机和无线话筒来承载本课程的所有知识点。为了涵盖所有的知识点并满足课时要求，所以教学项目中两个电子产品所采用的调制方式与作用也不一样。AM收音机主要涵盖信号的接收与AM调制的所有知识。无线调频话筒主要涵盖信号的发射与FM/PM调制的所有知识。

4.虚拟仿真技术在高频课程教学改革中的应用

课程主要采用以实际项目为载体的任务驱动型教学方法，把原本相对独立的一些课程内容，设计成两个大的项目，按照知识相关性把学生的理论知识学习与技能训练在这两个项目中进行细化，分解成独立任务。每个任务的完成步骤如下：

所以该课程必须要在理实一体化教室完成。任何一子项目或任务的完成都必须先经过虚拟仿真验证才能进行实物的装配与调试。

下面以调幅电路与检波电路为例，这两种实际电路原理较复杂，而且电路中器件参数变化都会对电路波形输出有影响，该电路在理论分析时较抽象，学生接受起来比较困难，教学效果较差。引入仿真后，可在讲解调幅与检波电路时，根据理论知识，进行电路的仿真验证。如图1所示，分析调幅电路的工作原理，并用仿真软件仿真出输出波形，如图2所示，这样结果直观，避免了只有单纯的公式推导结果，学生理解与接受起来也比较容易，同时也提高了学生的学习兴趣[4]。

在图1中，改变直流电压U1参数为6V和0V，就可以观察到过调幅现象如图3所示和双边带调幅现象如图4所示，可让学生根据理论知识分析其产生的原因，进一步提高学生学习理论知识的兴趣。

根据检波电路的工作原理，可在multisim软件中搭建二极管包络检波电路，在软件中可以很方便的找到调幅信号源，同时还可根据电路的需要，改变调幅系数，观察调幅系数对检波电路的影响。在二极管包络检波中，根据理论与公式推导得到的二极管包络检波的特有失真现象：惰性失真与负峰切割失真都可以通过改变相应器件的参数，很直观地在仿真电路中模拟，增强了学生对理论知识的理解。同时，利用multisim软件很简单的就可以验证同步检波电路的波形输出，解决了实际电路实验中，同步信号难以与被解调信号同频同相的难题，使复杂的理论与实验简单化，方便了教学，深化了学生的理解。

5.总结

multisim软件在高频教学中的使用，对于老师和学生来说，为我们提供了一个很好的实用工具，使我们能够在高频电子技术课程的教学过程中随时通过仿真进行实验，演示电路的工作状态与输出波形，教师可在多媒体教师中深入浅出地分析各种电路的特性，以及参数变化带给电路的影响，用最直观的输出波形进行讲解，更有说服力。学生结合学习内容在课外进行接近实际电路的装配、调试、分析，有利于加深对理论知识的理解。总之，通过基于虚拟仿真技术的高频电子课程改革实践，大大提高了学生的学习兴趣与学习效果，虚拟仿真软件的应用值得大力推广[5]。

参考文献：

[1]吴建强. PSPICE仿真实践[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2001.4

[2]张明金，夏淑丽. 电子技术技能实验实训指导[M].北京：化学工业出版社，2007.9

[3]于效宇，刘艳.“高频电子线路”教学方法的研究与改进[J].中国电力教育，2010（30）：67-68

[4]熊伟，侯传教等. Multisim7电路设计与仿真应用[M]. 北京：清华大学出版社，2005.7

[5]王靖. Proteus仿真在模拟电子技术课程中的应用[J]. 电脑知识与技术 2009.7（05）：33-34

仿真科学与技术范文第2篇

【文章编号】0450-9889（2018）05B-0057-02

近年来，国家越来越重视职业教育发展，认为职业教育不仅是为广大青年打开通往成功成才大门的重要途径，更是发挥我国巨大的人力优势，促进大众创业、万众创新的战略之举。因此，在新时代下，我们应充运用信息时代的优势，在数字化课堂环境下，积极促进中职课堂教学改革，为社会培养更多创新型、高素质专业人才。

一、数字化课堂环境下的中职课堂教学诊断方法

在数字化教学环境下，教师需要充分运用现代化的技术与教学资源，尽量以创新、有效的教学方式展开课堂教学，提升相关知识传授的效率与质量。但就中职学校当前的教学成果来看，数字化课堂环境的构建还存在诸多不足，需要通过有效的诊断方法，明确其成因，进而制定针对性的解决办法。

对中职课堂教学进行诊断，需要通过观察、调研的方式，了解教师的真实思想、主要运用的教学方式、对现有数字化设备的运用状况等，对课堂教学当中的真实情况进行整理与总结。不同的中职学校都有自身的教学优势，因此，应以自身的发展实际为基础，客观地评价相关课堂教学当中存在的不足，并采取针对性的解决办法，及时处理已经发现的问题。

在进行课堂诊断时，应将教学行为诊断作为重点环节，可通过随机听课的方式，了解教师在日常教学过程中所采用的教学理念、方法；进一步观察学生在课堂教学中的反应，可以有效诊断教师在进行教学设计时是否考虑到了学生需求与学生的接受能力。在课堂诊断的帮助下，教师能够及时改进不当的教学方法，从而促进中职教师教学水平的专业化发展。

二、数字化课堂环境下的中职课堂教学诊断结果

笔者以南宁市部分中职学校为研究对象，对各个科目的课堂教学进行一系列的诊断，最终得出以下两点普遍存在的问题。

（一）教学观念与教学方法落后。中职学校学生普遍存在学习基础薄弱的问题，而任课教师的教学方法缺乏针对性，并不适用于中职学生的学习特点，导致教学效果不理想。受传统教学模式的影响，中职学校教师的教学理念较为落后，未能从根本上形成以学生为教学主体的课堂教学状态，学生的学习方式依旧以被动学习为主，导致大部分学生对于课堂学习的兴趣不大，缺课、逃课现象较为严重。另外，在数字化课堂环境下，学校方面虽倡导教师采取数字化教学手段，但部分教师对数字化技术的了解不够，存在一定的抵触心理，或在运用过程中缺乏灵活性，运用方式较为单一，仅仅是利用多媒体为学生播放一些陈旧的课件内容，技术应用效果不够显著。

（二）数字化教学设备不足。在数字化课堂背景之下，学校方面对于课堂教学创新持支持态度，但由于资金等原因，导致数字化教学工具的配置量无法满足课堂教学全面数字化的改革需求。尤其是经济发展较为缓慢的地区，中职学校的数字化技术仪器设备的数量较少，无法满足每一个班级的日常教学需求，仅能配置 1-2 套数字化教学工具，依次安排相应的教学活动。另外，部分中职学校虽具有较为完善的数字化设备，但随着时间的推移，设备的性能大幅度降低，无法支持教学方法的改革与创新，导致课堂教学数字化的发展受到了极大的制约。

三、数字化课堂环境下的中职课堂教学改进策略

（一）更新教学观念与教学方法。随着教学改革的推进，中职教师教学观念应得到有效更新，首先，教师必须尊重学生的主体地位，基于学生的学习基础与学习特点，合理安排教学内容与教学进度。其次，教师本身应正确认识数字化课堂环境对课堂教学改革带来的促进作用，以积极的态度对相关技术运用等进行虚心学习。学校方面可与教学理念、水平较为先进的中职或高职学校建立友好关系，组织校内教师外派调研，学习先进的理念与经验，传递给本校教师，从而促进教学改革效果的提升。

另外，教师应充分运用数字化课堂环境，为课堂教学带来技术支持，有效改进教学方法。例如在实际教学过程中，可以将数字化技术与合作学习方法进行有效结合，在英语口语学习中，需要基于学生的英语知识基础展开教学活动，因此教室可以采用翻转课堂的教学模式，以学生的实际学习能力为依据，将其划分成不同的学习小组，进而为其分配不同层次的自主学习任务。而数字化技术，能够支持学生之间、教师与学生之间的顺畅沟通，保障学生的自主学习效果。

教师还可以充分运用多媒体设备，创设教学情境。需要注意的是，多媒体设备是学生经常接触的数字化教学工具，?ρ?生的吸引力有限，所以教师应从多媒体呈现的内容上着手。多媒体设备的作用不仅仅是代替板书，更重要的是让学生更加直观地认识教学内容。当前中职学校中平面设计、电脑美术、动漫制作等较为新颖的科目都难以通过文字呈现，让学生了解其原理与相关流程，而金融事务、电子商务等科目当中包含众多抽象的概念理论、单一的论述或解释，学生难以对其进行深入理解。此时，可以利用多媒体设备以图文、音频、视频等方式呈现，教师依据学生的知识基础设计课件内容，编辑实际案例引导教学，以漫画的形式展现抽象的理论等，激发学生的学习兴趣，提升教学效果。

（二）构建数字化信息平台。数字化信息平台的主要作用，是促进数字化技术在中职学校当中的应用与推广。完善构建数字化信息平台，能够推动全校学生共同参与到课堂教学改革当中，积极发表自己的观点。当前，翻转课堂是一种十分适用于中职学生的教学方法，在实际教学过程中，数字化信息平台为教学活动的顺利展开奠定了良好的基础。

以中职学校中网店美工课程教学为例，采用翻转课堂的教学模式，将整个课程划分为课前、课中、课后三个环节；教师可以在信息平台上建设一个网店美工课程的专用空间，并上传相关课程视频、作业、测验、学习资料、公告等，在讨论区，学生可以与同学、教师进行互动交流，极大地激发了学生的学习兴趣。

另外，在数字化信息平台的帮助下，教师还可以完成微课制作等操作，同时也可以帮助学生拓展阅读的电子资料，丰富学习资源。其中，微课的制作主要引用网络优秀视频，例如，可借鉴微信平台当中有关的教学资源，或自行录制教学视频，对已有的教学资源进行补充或改进等。网店美工课程当中“商品详情页制作”的教学活动正式开展之前，教师可基于其内容丰富性，分别制作并上传“详情页制作技巧及注意事项（上）”和“详情页制作技巧及注意事项（下）”，通过两个微课视频系统呈现教学课程，帮助学生全面认识相关知识。微课上传之后，学生可在平台的评论区当中提出自己的问题，或发表一些心得体验，而教师则可以通过这些言论判断学生对于微课及本章内容的理解程度，以有效进行下一步的教学目标制定、教学重点与教学难点设计等，有利于形成高效课堂。

（三）完善课堂教学评价体系。课堂教学评价体系是教师课堂教学成绩和个人提升的重要渠道，是反馈教师教学能力、综合文化素养的直接体现。数字化课堂环境的构建，也要从教师课堂教学的评价体系视角，实行教学工作实践中“反思”。

一方面，数字化课堂在中职课堂教学中的融合，需要建立多元化视听分析渠道，确保现代中职教师教学过程中能够突破班级授课制的课程环境限制，实现中职教学课堂大范围的开放分析。例如，某中职教师在教学过程中开设网络课堂直播互动课堂，他不仅可以直接与课堂中的学生进行交流，同时也可以进行网络留言互动，实现课堂教学信息的动态互动，而教师进行课堂教学效果的评价时，自然也就要从实践课堂和网络课堂两方面进行问题反馈，那么，教师不仅可以得到课堂学生情况、课堂设计分析情况的直接性评价，也可以从网络视频教学中现场知识互动的连贯性、技术指导的细节程度等方面进行教学评价。案例中提到的这种数字化教学环境诊断工作的开展，能够在一定程度上将中职教师的课堂教学评价目标“延伸”出去，实现课堂教学内容的综合性整合，拓展中职教师课堂教学评价的范围，提升中职教师的教学能力。

仿真科学与技术范文第3篇

【关键词】妇科肿瘤；深静脉血栓；诊治及预防

妇科肿瘤在进行手术之后，很容易有深静脉血栓并发症产生，尤其是恶性肿瘤经手术后其并发症的发生率更高[1]。据调查，在进行过恶性肿瘤或其他妇科病的手术之后，DVT并发症产生的概率大概在7%到45%之间。手术之后并发症的产生容易引发肺栓塞而导致死亡。本院针对于DVT患者的临床特点、诊断和治疗的方法及预防措施进行分析。现报道如下。

1资料与方法

1.1一般资料选取于2008年1月至2011年12月在我院进行妇科肿瘤手术之后患有DVT的女性患者，其中患DVT的有12例，有DVT倾向的患者有16例。患DVT组的患者年龄为38岁到70岁之间，平均年龄为53.2岁；有9例患有恶性肿瘤，其中有4例患有子宫内膜癌，有3例患有卵巢癌，有1例患有葡萄胎，有4例是患有良性肿瘤。其主要临床症状为：下肢出现疼痛、肿胀等现象；无动脉搏动；表皮温度较低等。有DVT倾向组的患者年龄为31岁到65岁之间，平均年龄为52.5岁；有16例患恶性肿瘤，其中有8例患子宫内膜癌，有7例患卵巢癌，只有1例患良性肿瘤；两组患者都没有患DVT的临床症状。

1.2方法

1.2.1诊断方法采用彩色多普勒超声诊断有临床症状的DVT倾向患者，若有难以确诊的患者可对其进行同位素Tc扫描或是利用静脉管造影的方式来诊断[2]。诊断标准：B超显示静脉管腔内有实性低回声现象；彩超显示静脉管腔内既没有彩色的血流信号，也没有频谱信号；在对静脉施加压力以后管腔不会塌陷；血管里无血流，管腔内也没有实体；静脉血管造影：在阻塞的位置能看到充盈缺损的阴影，周围有增生的侧支循环的血管阴影。

1.2.2治疗方法在对患者进行确认后可开始实施抗凝治疗。利用4000IU的低分子肝素（LMWH）[3]进行抗凝治疗，采用皮下注射的方式，每天进行2次，治疗周期为1周，同时给予患者口服华法令，一天1次，1次的量为5mg，一个疗程时间为3个月。治疗期间要对患者出现凝血酶的原时间进行监测。

1.2.3预防并发症方法在手术完成后的头一天要用4000IU低分子肝素对患者进行抗凝治疗，采用皮下注射的方式，每天进行1次，一个疗程时间为7天。

1.2.4观察指标患者的侧下肢周径、表皮温度、色泽等进行观察，采用多普勒定期对患者的血流变化进行观察，看其是否有新血栓产生；在进行治疗前和治疗开始后的第7天以及治疗后的第15天，要对患者的抗凝血因子Xa（抗-FXa）、APTT和凝血酶的原时间进行观察。

1.2.5统计学方法利用SPSS17.0对方差及X2进行检验及分析。

2结果

2.1容易引发DVT并发症产生的原因在进行肿瘤手术后有DVT并发症产生的妇科疾病患者 其平均年龄是55.8岁，其中体重高于65kg患者的占有率为68.5%；引发并发症产生的病因为盆腔恶性肿瘤患者的占有率为82.5%。由此可见，DVT并发症容易产生的原因主要是年龄过高、体重超标及患者患有盆腔恶性肿瘤。

2.2对DVT进行诊断及治疗用彩超对DVT进行诊断的患者有8例，其有95.6%的准确率。进行手术之后，有1例将栓子取出，进行抗凝治疗的有20例，无患者产生新血栓及肺栓塞，临床效果显著，超声显示已建立侧支循环，治疗周期在2到3个月之间。

3讨论

患有恶性肿瘤的患者在术后更易并发DVT。DVT的产生主要是在手术进行后，患者的活动量减少导致血流缓慢形成血栓，手术部位的静脉血管管壁受到损伤，恶性肿瘤处的血液高度凝滞。DVT并发症多表现为子宫内膜癌[4]。

观察患者临床表现是诊断DVT的主要方法，其临床症状为：下肢出现疼痛、肿胀等现象。彩色多普勒血流显像是用于辅助诊断的最好方法，有需要的话还可利用造影及核素显像等方式。若患者有血栓则前期要用彩超血流显像进行筛选。

治疗DVT的主要方式是采用抗凝治疗，患者要卧床休息，并抬高病患部位。若患者有恶性肿瘤则在手术前后都要给予相应预防措施，尤其是针对肥胖的老年人，要加强其下肢的运动量，让下肢静脉的血液能尽快回流，为避免产生静脉炎，不能给患者的下肢进行静脉输液。用于预防DVT并发症产生的抗凝治疗方式具有良好的临床效果。

参考文献

[1]高庚辰.探讨防治妇科恶性肿瘤手术治疗后并发静脉血栓的相关方法[J].中国医药指南，2012（22）.

[2]王守军.妇科肿瘤术后并发深静脉血栓形成的诊断与治疗（附33例报告）[J].山东医药，2009（18）.

仿真科学与技术范文第4篇

计算机仿真主要是利用计算机技术和应用领域有关的专业技术，通过建立研究系统的数学模型，进而在计算机上对系统进行实验分析和研究的一门技术。因此，该门课程是一门解决实际问题、实践性强的课程。目前，大部分院校对该门课程的讲授主要围绕计算机仿真的概念、方法和技术来开展的，而在系统分析、系统建模、仿真计算、仿真结果分析等方面的讲解还存在薄弱环节。从教学内容来看，主要存在重理论分析，轻仿真实验；从教学过程来看，还存在重课堂教学，轻实践环节的现象。为此，应加强计算机仿真技术课程实验教学方法的研究，突出系统仿真建模分析实验，建立仿真实验的内容体系，强化仿真实验过程管理，以达到提高学生在计算机仿真技术领域的运用能力。仿真实验的内涵就是针对仿真实验对象，建立仿真实验模型，利用计算机技术，在计算机上开展仿真运算与结果分析的一种实践活动。单纯的课堂理论教学一般缺乏主动获取知识的能力，缺乏对所学知识的深入思考和实际动手能力的培养，缺乏发现问题、灵活运用已有知识解决实际问题的能力。而实验环节能在很大程度上弥补这种教学方式的不足，尤其是计算机仿真技术这门课程，具有系统针对性强与实际结合紧密的特点。因此，在计算机仿真技术课程的教学过程中，重视仿真实验课程建设，加强学生实验环节的教学和训练，已经成为本门课程改革和创新的一个重要内容。

1仿真技术实验课程的目的、分类及特点

计算机仿真实验课是掌握计算机仿真技术和仿真技能培养的重要环节，是开展科学实验、科学研究和工程应用领域能力培养的重要课程之一。开展计算机仿真实验课程改革，需要从实验内容设置、实验教学管理、实验课程评价等几方面入手，以达到实验课程提高学生实践能力和创新能力的目标。计算机仿真技术的教学内容通常分为连续系统仿真和离散系统仿真两个方面，因此，仿真技术实验可分为连续系统仿真实验和离散系统仿真实验。另一方面，按照仿真的作用和目的来分，仿真技术实验领域也可分为三种形式。一是系统设计仿真实验，即对尚不存在的假象系统开展仿真实验。通过仿真实验，来观察系统设计的各项性能参数。二是仿真对象的系统分析仿真实验，即对已有系统进行仿真实验。针对存在的已有系统，构建系统模型，通过仿真实验以观察和分析系统，来了解和掌握系统的变化规律。三是系统模拟训练仿真实验，利用现代虚拟现实技术或半实物仿真技术，构建训练系统的操作训练模型和模拟训练仿真环境，为系统的操作人员提供模拟训练的实验平台。根据仿真技术实验的目的结合计算机仿真技术课程要求，仿真技术实验课程具有以下特点：一是系统实验对象的针对性。仿真实验必须针对某个具体的对象或系统开展仿真实验活动。如一个控制系统的仿真实验，应从该系统的数学模型入手，明确数学模型中各参数的含义和参数之间的物理关系，以此开展仿真实验才具有针对性，而不能笼统地给出一个仿真计算的式子，不加分析就开始进行仿真计算。二是仿真实验模型的有效性。仿真实验模型是仿真实验系统的一种抽象，与实验系统和内容结合紧密，学生应从掌握仿真系统原理的基础上，建立有效的、可计算的仿真实验模型，以便开展仿真实验教学活动。三是仿真实验过程的完整性。仿真实验过程包括系统建模、仿真建模和仿真实验等过程。从仿真实验对象或系统入手，对仿真实验目的，建立仿真实验系统的数学模型，利用掌握的仿真软件或熟知的仿真实验环境，将数学模型转换成仿真计算模型，开展仿真实验，最后对仿真实验与仿真结果进行处理分析。四是仿真实验环境的可操作性。仿真实验依赖于仿真环境与仿真软件，不同的系统、不同的仿真模型，需要在不同的仿真环境下进行。仿真实验环境与仿真软件，有通用计算机程序设计语言，如C++、VB等；有数学计算能力较强应用软件，如Matlab；有针对离散事件系统仿真软件，如GPSS。还有针对不同领域的专业性仿真软件，如流体工程仿真计算软件Fluent，机械设计与虚拟样机仿真软件SolidWorks、Pro/E和UG等。因此，仿真实验的开展应根据仿真实验对象，仿真实验目的和要求，选择正确的仿真实验环境和仿真软件。

2仿真技术实验课教学体系建设

仿真技术实验课程教学改革涉及教学内容，教学体系、教学方法等多个方面。在教学内容上，应紧密配合仿真技术课堂教学要求，合理安排仿真实验项目。如在连续系统仿真方面，应针对仿真对象的微分方程、传递函数、状态空间和结构图等不同模型开展仿真实验，以了解不同模型表示方法的仿真技术。在仿真实验教学体系方面，要结合相关专业对不同仿真技术的要求，有针对性地选择仿真对象。即从建模表示、模型处理、仿真算法设计、仿真结果分析等方面，设置仿真实验案例。在实验教学方法方面，要加强仿真实验前学生的实验准备，以及熟悉仿真实验环境、做好仿真实验过程记录、仿真实验结果处理和分析等方面的工作。

2.1仿真实验课程体系建设

计算机仿真技术属于一门应用类型的课程，课程涉及大量的数学知识，理论性强，同时还蕴含着大量的工程性知识。因此，该门功课的建设与改革要突出工程性和应用性，要注重理论与实际的结合。作为一门实验课程教学体系的建设，主要涉及该门课程的教学目标、教学内容、教学管理与考评、教学过程实施等多个方面。另一方面，计算机仿真实验主要是在计算机上完成，在教学体系建设方面，还要注重学生计算机应用能力和软件编程能力的培养。

（1）实验课程教学目标计算机仿真技术课程的设置目的，是使学员掌握计算机仿真的有关概念、原理和方法，学会利用计算机仿真技术，针对各自研究方向与领域，培养学生开展系统分析、系统设计、系统运用的能力，以及能独立开展实验研究，解决科学研究和工程应用领域中出现的问题。培养学生的计算机仿真思维，提高学生使用计算机仿真理论和技术从事科学研究的能力。

（2）实验课程教学内容计算机仿真技术课程涉及的领域较为广泛，从仿真技术体系来看，课程内容主要包括相似理论、建模理论、建模方法、仿真算法、仿真语言、仿真工具，仿真实验、仿真数据处理与仿真VV&A等。从仿真知识体系来看，课程除涉及大量基础数学知识外，还涉及系统、模型与仿真的概念、方法及分类，连续系统建模与仿真方法，离散事件系统建模与仿真，分布式系统仿真、面向对象建模与仿真技术，虚拟现实技术与仿真等。这些都为如何确定仿真实验内容提出了挑战。为此实验课程内容安排上，我们提出了单项仿真实验与综合仿真实验的解决思路，围绕能力培养选择实验课程内容。通过单项仿真实验让学生掌握重要的知识点，通过综合仿真实验让学生掌握仿真技术的系统知识和仿真技术综合运用能力。其中，单项实验内容包括：系统建模实验，仿真工具运用实验，仿真系统运行实验，仿真数据处理与可信度评估实验等。综合仿真实验主要包括连续系统仿真实验，离散事件系统仿真实验，先进系统仿真实验，虚拟现实仿真实验等。

（3）实验组织实施与管理仿真实验教学过程的组织实施与管理，既要遵循实验课程教学规律，又要突出实验课实践能力和创新能力的培养。在给学生讲解熟悉实验环境、理解仿真对象和仿真目标的基础上，让学生参与实验前准备工作，参与实验方案与计划的制定。根据仿真实验特点，由学生独立或与实验小组完成整个仿真实验过程，重视实验过程中出现问题的分析与解释。让学生在完成实验的同时，还要对实验过程进行总结，提交仿真实验后的体会等。在实验安排方面，加强与相关课程内容的同步结合。在实验学时方面，突出课堂实验与课后拓展实验相结合，即单项仿真实验可在较短的时间内完成，主要安排在教学课程的学时内。对综合性仿真实验采用开放式实验，在制定完实验方案和计划后，可让学生灵活安排时间去完成实验。在实验课程的考核管理是实验过程也是教学过程的重要一环，应加强实验课程的过程考核，通过考核方式的改革，督促学生自觉开展实验活动，达到开设仿真实验课的目的。考核成绩可以按学生的仿真实验准备情况，实验完成质量，实验过程表现与实验报告质量等内容进行综合评定。

2.2实验课教学方法改革

实验教学既是教学活动，又是实践活动。要突出学生的能力培养，也要突出思维能力和科学精神的培养。实验课教学可以采用任务驱动、过程开发的教学模式进行，即在明确仿真实验任务的基础上，由学生自己制定仿真实验任务的计划和方法，编写如何做好仿真实验的准备工作条目，提出每项仿真实验的思路和注意事项，并将这些内容作为仿真实验课成绩的一部分。在这种教学模式下，还要注重以下三方面的工作。

（1）重视仿真实验准备工作仿真实验准备工作是开展仿真实验的前提。仿真实验准备工作包括仿真实验对象的认识和理解，仿真实验目的，制定实验工作步骤以及熟悉仿真实验环境、仿真语言和仿真工具等。要针对仿真实验的对象或系统，让学生查阅相关资料，了解对象和系统的特性，为下一步模型的建立奠定基础，同时，作好仿真实验前的数据收集与准备工作。

（2）强化仿真实验建模分析模型是研究对象或系统的抽象，也是仿真实验的基础。仿真模型的建立是按照一定的目的对所要研究的对象或系统进行抽象的过程。没有正确抽象和描述的仿真模型，就无法开展正确的仿真实验。对于连续系统或离散事件系统仿真建模来说，通常需要根据对象的物理特性，变量特征和仿真实验的目的等开展系统实验建模分析。模型分析主要包括模型的使用对象，模型假设条件，模型内部要素的作用机理，模型简化，模型的表示方式，以及输出结果形式等。建模分析不仅能锻炼和提高学生面向问题的解决能力，同时还可以培养学生逻辑推理能力和科学的思维方式。

（3）突出仿真实验技术应用仿真实验技术主要包括仿真实验设计，仿真算法设计，仿真实验数据处理与分析等。这些仿真技术的应用对提高学生的创新能力、实践能力和探索热情有着重要作用。仿真实验设计主要是制定仿真实验方案，包括编写实验目的，实验步骤，实验初始条件设定等。仿真实验算法设计是一项具有挑战性和创新性的工作，在这一方面要充分让学生去阅读相关文献，为仿真实验设计高效、正确的仿真算法。同时，在算法设计时还要考虑到仿真实验环境，仿真实验环境包括仿真所用的软件和硬件等。在此教师主要给学生以引导和提示，让学生熟悉相关的实验环境，摸索和掌握各种实验工具的应用。在此基础上，再让学生编写仿真实验程序、设计计算步长等相关仿真计算工作。仿真实验数据处理与分析是仿真实验的重要组成部分，让学生掌握常用的数理统计的方法进行实验数据处理与分析。同时，还要通过仿真实验，教会学生对仿真对象变化规律如何做出合理的估计和判断的方法，以达到实验的目的。

3仿真技术实验课教学案例

以连续系统仿真为例，对起重机吊运系统特性开展研究。利用起重机吊运系统仿真实验，进一步阐明仿真技术实验课程教学方法的运用。

3.1仿真实验前准备

在实验准备阶段，首先要认识仿真对象，弄清仿真对象的系统组成，即系统是有哪些实体对象构成的，系统中各个实体的参数属性，系统内部实体之间的作用机制等。在本案例中系统由起重机小车、钢丝绳和吊运的货物构成。其次，是要明确仿真实验的目的，即起重机小车的移动速度、吊绳长度和货物质量等相关参数，对吊运时货物摆角的影响。三是系统抽象，对系统中无关的因素进行简化，如忽略吊运时吊绳长度变化、风速和前后摇摆等影响，以降低系统建模的复杂性。四是收集实验所需数据，为系统建模做好准备，如货物的质量、吊绳长度等。

3.2实验模型建立

根据上述准备工作，利用运动学和动力学的相关知识，结合仿真目的建立仿真实验对象的数学模型。在建立模型时，首先考虑模型的初始状态，给出了初始条件下的参数和方程。其次，考虑货物吊运时的摆动，即在某一摆角下的系统状态，以此建立该状态下货物吊运摆动角度与货物质量、吊绳长度和吊运速度之间的计算关系。这样就为下一步的计算机的仿真计算奠定了基础。建立的起重机吊运货物时的数学模型。

3.3仿真实验

根据上述的实验模型，开展仿真计算。仿真计算可以采用通用程序设计语言，如C语言，也可采用数值计算和科学分析软件Matlab来完成。对于Matlab软件来说，即可采用M文件编程方式，也可利用SimLink方式进行交互式仿真。因此，在这一阶段要鼓励学生积极动手，独立思维，利用不同状态下的参数计算开展系统的仿真实验。

3.4仿真实验结果分析

仿真实验结果分析就是对仿真实验计算的数据进行综合分析，获取系统的相关信息和实验结论，达到仿真实验分析的目的。在计算结果分析时，要让学生观察多组输入输出数据对系统的影响，来进一步认识系统。如在吊运过程中，通过修改吊运货物的质量，吊绳的长度和水平运行速度，来计算和观察吊运摆角的变化，以此来达到认识起重机吊运系统的性能和变化规律。

4结束语

仿真科学与技术范文第5篇

知识产权公共政策主体、环境及演进的复杂性决定了其制定、实施及评价的难度，知识产权公共政策仿真为此提供了新的研究手段和分析方法。在梳理分析知识产权公共政策与政策仿真的理论与实践的基础上，分析了知识产权公共政策仿真的理论基础和实践价值，探讨了知识产权公共政策仿真的必要性、可行性、研究思路及未来发展前景等。

关键词：

知识产权；公共政策；仿真

一、引言

对知识产权公共政策的决策者而言，在政策决策时依靠的手段较为有限，如问卷调查、召开座谈会、头脑风暴等，这些方法对制定合理的知识产权公共政策具有较大局限性，政策制定者仅能从中获得有限信息，从而导致由于信息不对称使得决策缺乏科学性依据，政策的实施更加困难。因此，知识产权公共政策的制定亟需一种成本较低、易试验且支持量化分析的工具以帮助其考察和验证相关政策可能产生的各种影响，分析和比较不同政策的优劣。政策仿真理论与技术的发展为知识产权公共政策提供了新的研究手段和研究方法。

二、知识产权公共政策的界定

对于知识产权公共政策，国外学者并不热衷于对其概念作明确定义，更注重研究其内涵。本文同意多数学者的观点。一是因为政策科学涉及的公共权力机关不仅包括一国或地区的行政管理部门，也包括立法、司法部门甚至行业协会等机构，是一个广义的概念；二是因为法学领域对政策的定位多着眼于狭义的解释，比较国家立法与政党政策间的区别和联系，使两者互不隶属。同时，似乎没有注意到公共政策与政策、法律与法律制度这些概念间的细微差异；三是因为就我国国情而言，部门立法的现实及行政管理部门的条例及命令等在实践中的重要性，无法割裂知识产权法律制度与知识产权公共政策的联系，把知识产权法律制度作为知识产权公共政策的组成部分，更有利于知识产权的实践，有利于相关的学术研究。结合知识产权领域与政策科学领域的研究，可以对知识产权公共政策作出如下定义：知识产权公共政策是公共权力机关对知识产权的创造、运用、保护及管理等进行的制度配置和政策安排，包括有关知识产权的法律法规、行政规定或命令、规划、措施和项目等。

三、公共政策仿真及其应用

（一）公共政策仿真

公共政策结果的形成或涌现过程十分复杂，受地理、文化、政治、经济、社会、技术等诸多因素的制约，其中个体行为及个体间的互动对公共政策的效果产生难以预料的作用。随着计算机软件技术的发展，国内外利用计算机仿真技术对社会政策进行建模与仿真分析逐渐成为当前社会科学研究领域的一个重要发展趋势。所谓公共政策仿真，是指以控制论、系统论为基础，利用计算机软件系统对实际的或设想的公共政策系统进行动态模拟试验，以观察或评价政策实施效果。运用仿真技术进行公共政策仿真，分析相关政策的效果和影响，或者比较不同政策的优劣，大大地推进了公共政策研究的广度和深度，弥补了传统公共政策研究中定量研究缺乏研究工具、研究方法的缺陷。

（二）公共政策仿真的应用

目前，计算机仿真技术已经被广泛地运用到经济学、管理学、社会学、军事学、人口学等科学领域。如由美国Sandia实验室开发的美国经济仿真模型Aspen、圣塔菲研究所开发的虚拟股市模型、股票预测支持系统模型及ISAAC军事模型[1]等。在国内，尹文耀、李芬等对中国的生育政策进行了仿真模拟，对现行的生育政策进行了评估，并提出了现行生育政策应该再稳定15年的政策建议[2]；李稻葵等建立了一个新的货币政策理论模型框架，探讨了市场情绪、货币政策和实体经济之间的关系，并根据中国的历史数据进行了政策模拟[3]；穆月英、王艺璇在对我国农业补贴政策的实施现状进行分析的基础上，通过构建投入产出模型，对我国粮食直接补贴政策和最低收购价政策所产生的影响分别进行了模拟分析[4]。除此以外，仿真研究还涵盖了医疗保险政策、财政税收政策[5]等多个领域。

四、知识产权公共政策仿真的必要性、可行性

是否保护知识产权,对哪些知识赋予知识产权,以何种水平保护知识产权,是一个国家根据现实发展状况和未来发展需要而作出的公共政策选择和安排。知识经济时代，知识产权公共政策对于国家或地区的重要性不言而喻。知识产权公共政策的制定、实施和评价对于政策的制定者、研究者而言都是一个棘手的问题，也是一个全球性的难题。综合上述有关知识产权公共政策、公共政策仿真的相关文献，经检索，暂未发现知识产权公共政策仿真的研究文献，知识产权公共政策仿真研究仍处于空白。如何保障知识产权公共政策的科学性、针对性，公共政策仿真方法及技术的发展为此提供了可能的突破路径。对知识产权公共政策进行模拟与仿真，有着迫切的必要性；同时，知识产权法学与政策科学研究的融合、仿真技术的发展保证了知识产权公共政策仿真研究的可行性。

（一）知识产权公共政策仿真的必要性

由于政府决策过程的复杂性和立法技术的需要,实际工作中政府部门可能会使法律制定的过程“短路”:政府可能致力于委托知识产权专家制定和完善法律制度,而对政府主管部门内部以及相关部门之间的磋商却关注较少,使得知识产权法律制度与发展政策之间的一致性得不到充分考虑[6]。其实导致知识产权公共政策“短路”的因素远不止这些，最核心的则是知识产权公共政策的高度复杂性，包括政策主体的复杂性、政策环境的复杂性及政策演进的复杂性。1.知识产权公共政策主体的复杂性知识产权公共政策主体包括政策的制定者和接受者，制定者如立法、行政、司法及利益团体等，接受者如个人、企业、公众甚至公共权力机关自身等。如与专利有关的公共政策，涉及的主体至少包括专利立法机构、专利行政管理机构、专利审判机构、发明设计人、专利申请人、专利权人、专利侵权者、专利人、专利机构、专利法律服务机构、专家学者和社会公众等。而且这些主体都是强烈异质化的智能体，各主体之间也会因先天禀赋、后天教育及拥有资源的差异而表现出各不相同的特征，这些主体对于知识产权公共政策有着不同的响应策略，根据自己的响应策略采取不同的行动来实现预期目标。2.知识产权公共政策环境的复杂性知识产权公共政策发生作用的环境无法超越复杂的“社会－技术系统（Socio－TechnicalSystems）”。“社会－技术系统”理论最早是由英国学者Trist，E.L.提出来的，该理论认为，组织是由社会系统和技术系统相互作用而形成的社会技术系统，强调组织中的社会系统不能独立于技术系统而存在，技术系统的变化也会引起社会系统发生变化。随着知识财产在财产体系中比重的不断上升，知识产权客体的不断扩张，技术与知识产权交织程度的日益增加，以及网络信息技术的广泛应用，使得知识产权公共政策所处的这种社会－技术系统得到了强化，更加统一。有关知识产权的正式组织或非正式组织，技术系统与知识产权法律制度的相互作用，政策主体的交互式行为等多种因素形成的复合系统使知识产权公共政策的政策环境变得异常复杂。3.知识产权公共政策的演进的复杂性在理想的条件下，公共政策效果的涌现过程和公共政策问题的解决过程是重合的[7]。对知识产权公共政策而言，在其制定阶段，政策的预想效果如果与政策的问题特征相符，则政策方案的设计及选择可能是科学的。在知识产权政策的实施过程中，如果政策实际效果的涌现符合制定阶段的预想，政策所针对的问题逐步得到解决，则说明该知识产权政策方案是科学的，而且得到了有效执行，政策如期运行直至问题解决。否则，要么是政策方案存在缺陷，要么是正确的政策没有得到有效执行，它将导致政策方案的调整，或者政策执行方式的调整。而实践中知识产权公共政策效果的涌现过程与问题的解决过程往往不是重合的，即知识产权政策由于政策惯性、利益平衡等因素并不一定因为政策效果的涌现有所调整，政策的执行方式也可能因同样的原因而将错就错。某些政策效果的涌现也有可能发生在政策终结以后，对于政策的调整已无实际意义。知识产权公共政策的演进因政策主体的复杂性、政策环境的复杂性而呈现出高度的复杂性。

（二）知识产权公共政策仿真的可行性

面对知识产权公共政策的这些复杂性，传统的定性和定量的公共政策研究方法似乎变得无能为力，其科学性、有效性面临着严重挑战。而源于社会仿真的公共政策仿真技术的发展被认为是一种不同于传统的公共政策研究的手段和方法，为解决这一挑战带来了希望。公共政策仿真方法对于克服知识产权公共政策的复杂性带来的不确定性提供了可能。政策仿真技术的发展，特别是基于主体建模的仿真方法的广泛应用，为知识产权公共政策研究提供了一种崭新的、有效的研究手段和研究方法。通过对仿真系统中相关利益主体特征和行为模式的分析，建立包含个体特征属性和行为规则的模型，利用多主体间的交互和协作机制，模拟成员个体间既相互独立又交互作用的社会现象，从而使得对复杂群体行为的分析成为可能。政策仿真与知识产权公共政策等相关研究表明，将仿真方法应用于知识产权公共政策的仿真分析具有严密的理论基础；政策仿真的相关应用案例也表明，知识产权公共政策仿真的研究目标，在通过艰苦的努力工作之后是完全能够实现的。

五、知识产权公共政策仿真的研究思路

知识产权公共政策仿真研究是一个崭新的研究领域，可广泛应用于知识产权政策制定、政策实施及政策评价等诸多方面，必将为知识产权公共政策研究带来革命性的变化。检索国内外相关文献，暂未发现知识产权公共政策仿真研究的文献，借鉴政策仿真研究的思路，以基于主体建模的仿真方法为例，图1所示的主要研究框架和研究思路可供参考。

（一）基础理论分析

通过对问题背景、相关文献的梳理分析，把知识产权相关理论与公共政策理论相结合，研究知识产权公共政策的概念、特征及体系，总结知识产权公共政策相关参数进行定义，分析知识产权公共政策的影响及互动机制；对知识产权公共政策涉及的相关利益主体进行深入剖析，对政策制定者、相关政府部门、知识产权权利人、知识产权使用者、知识产权中介机构及一般社会公众等不同类型的主体的特征、行为规则和应对策略进行归纳，总结不同类型主体间的互动机制与行为模式；对政策有决定性影响的特定主体的响应过程与应对策略进行重点分析。

（二）建立数据模型

基于上述基本理论分析，利用基于主体建模的仿真方法，研究并设计知识产权公共政策仿真系统的总体框架和具体功能模块；通过定性与定量分析相结合的方法，建立3个主要功能模块：主体参数与行为规则模块、主体交互行为仿真模块和政策库模块，并对编程实现的治理仿真系统进行校验、修正。

（三）仿真系统应用

在案例分析部分，以知识产权相关公共政策为例，通过政策抽象化过程，设置政策影响下不同主体的特征参数、策略及行为规则，将知识产权公共政策仿真系统应用于具体政策的模拟与分析中，进一步检验和优化知识产权公共政策仿真系统的决策支持功能。

六、结语

综上所述，不难发现知识产权公共政策仿真的研究目标：以知识产权公共政策的模拟和分析为目的，利用计算机软件和网络技术，通过构建数学模型，构建知识产权公共政策仿真系统，为政府相关职能部门在政策制定、执行和完善等阶段提供一个成本低廉的、支持量化分析的政策决策试验平台，用以考察知识产权公共政策可能产生的各种影响，分析和比较不同政策的优劣，权衡利弊，从而提高知识产权公共政策制定的科学性和针对性。可以预见，知识产权公共政策仿真及其应用的研究具有重大理论与实践价值，对于政府相关职能部门优化知识产权政策环境，制定科学有效的知识产权公共政策，推进我国国家知识产权战略的实施、发展具有重要的应用和参考价值。

参考文献

[1]胡晓峰等.战争模拟:复杂性的问题与思考[J].系统仿真学报,2003(12):1659-1666,1686.

[2]尹文耀,李芬,姚引妹.再论中国生育政策的系统模拟与比较选择——兼论现行生育政策再稳定15年[J].浙江大学学报(人文社会科学版),2006(6):14-24.

[3]李稻葵,汪进,冯俊新.货币政策须对冲市场情绪:理论模型和政策模拟[J].金融研究,2009(6):1-13.

[4]穆月英,王艺璇.我国农业补贴政策实施效果的模拟分析[J].经济问题,2008(11):87-89.

[5]熊光练,郑立海等.医疗保险政策空间仿真研究[J].医学与社会,2009(9):1-2.

[6]刘华,孟奇勋.知识产权公共政策的模式选择与体系构建[J].中国软科学,2009(7):10-18.