虚拟仿真实训
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虚拟仿真实训范文第1篇
1铝电解实训教学现状
高职冶金技术专业的人才培养特别强调对学生动手能力的培养，作为冶金技术专业核心课程的铝电解尤其如此。但传统铝电解实训教学―主要通过到铝电解厂进行工种认识实习、生产工艺实习、课程设计等来实现。这就带来以下几个方面的问题：
（1）学生只走马观花的看，无法动手实操；
（2）实习的时间安排无法与理论教学有机结合，学的时候不看、看的时候学的内容已淡忘；
（3）铝电解厂生产进度与教学进度不协调，使学生无法看到课程标准规定的生产实践或具体操作；
（4）由于工厂实际条件学生无法通过反复练习来掌握基本技能；
（5）工厂当中实训操作所带来的各种危险无法完全避免；
（6）基础知识与设计、操作等实际有脱节。
以上几个方面的问题造成铝电解实训教学的效果欠佳。为了提高教学质量，培养符合高职教育特点的、适合企业和社会需求的铝电解高技能人才，开发铝电解虚拟仿真实训系统来解决铝电解虚拟仿真实训系统是一条切实可行的路子。
2铝电解虚拟仿真实训系统开发
2.1开发思路
铝电解虚拟仿真实训系统应该达到：
（1）满足铝电解实训教学的需求（使学生能够掌握铝电解槽的焙烧、启动、正常生产、测量管理、故障判断与处置等模拟实训操作）。
（2）满足工种认识实习及生产实习的要求（铝电解厂组成，铝电解车间概貌、铝电解槽及附属供料净化系统设备组成）。
（3）兼顾铝电解工技能鉴定培训与考核的要求。
2.2系统组成
2.2.1电解设备
使学生通过软件能够说明铝电解槽（阴极结构―槽壳及内衬、上部结构―门式支架和大梁、阳极提升装置、夹具和阳极组、筒式下料器、母线结构）打壳装置及附属设备（短路口装置、天车、烟气净化系统）各部分的名称与作用，正确认识铝电解厂各车间组成
2.2.2电解工艺
使学生直观认识焙烧（铺焦粒、安装阳极、装炉、安装软连接、安装分流器、通电焙烧）、电解槽的启动（灌电解质、捞炭渣、灌铝液）、正常阶段操（定时加料――基准加料、欠量加料、过量加料、非正常加料、阳极更换、抬母线、效应熄灭、出铝作业、扎边部、捞炭渣）作具体过程。
2.2.3.工艺仿真
使学生能够按照安全规程、技术规程、设备规程和管理制度的要求进行焙烧、启动、正常操作（定时加料、槽电阻调整、阳极更换、效应熄灭）。
2.2.4.电解故障
使学生能够按照安全规程、技术规程、设备规程和管理制度的要求判断及处理病槽、阳极故障、漏槽、设备事故。
2.3系统功能
2.3.1配合金属铝熔盐电解课程理实一体化教学
按照金属熔盐电解课程标准的要求，可以在设备、正常生产管理、物料输送与净化等教学环节中，使用金属铝虚拟仿真系统进行理实一体化教学，激发学生学习兴趣，提高教学质量。
2.3.2进行金属铝熔盐电解仿真实训
金属铝熔盐电解虚拟仿真实训系统可以进行仿真实训，进行铝电解焙烧、启动、正常生产管理、测量、故障判断与处理等仿真实训操作。
2.3.3进行铝电解工技能鉴定培训及考核
利用铝电解仿真实训系统对在校学生和企业职工进行铝电解工技能鉴定培训及考核，有力地促进在校学生“双证书”（毕业证、职业资格证）制度推行和企业职工培训的补充，同时还将现代信息技术引入职业技能鉴定培训及考核工作。
3系统使用效果
某校冶金技术专业联合铝电解企业和软件开发企业按照以上所述的思路和功能，开发出铝电解计算机虚拟仿真实训系统，并经过三年的使用取得了良好的效果：近三年毕业生到铝电解企业就业的比例占到毕业生总人数的20%，而且企业反馈的信息是学生到企业一线上手快，学生对企业工作的实际情况表现出了良好的适应性；通过对在校学生进行教学质量进行跟踪调查反馈的结果分析，学生对仿真系统的使用非常欢迎，认为通过理实一体教学和仿真实训对铝电解操作和技能掌握得比较好；对铝电解仿真实训系统在职业技能鉴定及考核中的运用，劳动及社会保障部门给予了高度评价，认为这是对冶金相关工种鉴定考核及培训手段的创新。
4结论
作为铝电解虚拟仿真实训系统的开发及成功使用经验总结，可以得出以下几点结论：
（1）对系统开发必须由学校提出构建思路（包括典型设备和企业生产流程选择、系统总体结构、系统功能及组成），基础资料收集和软件开发企业、铝电解生产企业选择.
（2）选择具有良好合作的铝电解企业作为开发系统的参照对象，将有力地推进前期资料收集和调研（主体设备和辅助设备图纸、安全规程、技术规程、设备规程和管理制度、现场操作视频采集）后期系统开发效果的评价工作，为系统开发及成功应用打下坚实的基础。
（3）选择具有相关实训系统开发软件的企业，可以加速系统开发进度和保证后期使用效果。
总之，只有形成以学校、铝电解生产企业、软件开发企业“三位一体”，协作开发的机制，才能开发出融合了最新铝电解职业教育理念、现代铝电解生产特点和计算机最新技术趋势的，为学校教师和学生喜闻乐见、企业和社会欢迎的铝电解虚拟仿真系统。
参考文献：
虚拟仿真实训范文第2篇
关键词：虚拟仿真；实训教学；教学设计
【中图分类号】G712
随着中国经济的高速发展，各种基础设施建设会持续不断，对建筑业人才的需求会不断增长，培养高素质的建筑人才将是建筑类高校的使命，但是随着现阶段信息化教育的飞速发展，传统的教学方式已捉襟见肘，越来越不能满当前教学的需要。其弊端主要体现在：在实验室建设方面，无论其数量亦或是实验设备数量，都在一定程度上存在不足，离现阶段教学实验课时的要求还有一定的距离；在教学时间安排方面，课堂教学和社会实践所用时间不能科学规划，使学生所学理论知识不能应用于生产实践当中去，导致教学不能取得良好的效果；在教学场所方面，在传统教学模式中，用于学生进行综合实践的场所较少等。上述传统的教学模式中存在的问题，大大影响了现阶段高素质人才的培养。今年来工程仿真模拟实验实训教学平台的出现将会改变传统教学模式，对高职教育的发展具有重大意义。
工程仿真模拟实验实训教学平台是一种运用虚拟现实技术模拟真实实验和实训的计算机教学平台。它采用多媒体技术在计算机上建立虚拟实验室环境，提供可操作的虚拟实验仪器，使学生在互联网上通过接近真实的人机交互界面完成实验，也可通过实物模型与虚拟环境的相互补充，增强实验实训教学的客观性，同时提供网络实验教学的一体化管理功能。其作用有以下几点：
一是改变传统的教学模式：平台使用的计算机仿真技术可以提高学生学习的积极性，增强学生的创造力。
二是增强学生操作工具软件水平的能力：模拟实训在提高学生操作工具软件的水平的同时，也让学生在一个高度模拟的环境中进行实习实验，以便提前进入工作角色。
三是加强理论与实践的结合：学生把老师所讲的理论知识运用到实践中，用理论指导实践，反之也在实践中提高了理论知识水平。
在“电算化时代”的今天，学生在学校接受教育过程中，不但要掌握基础理论知识，更应在熟练掌握应用电算化工具，提高工作效率与准确度方面和解决“造价”不懂“技术”的专业瓶颈，以提高实践能力。工程造价专业主要培养的人才是造价师，就业方向基本为：建设单位、施工单位和咨询事务所。无论学生选择哪一个就业方向，都需要造价知识以及相应的实践技能。
然而，现阶段有些高职院校实训教学方法形式比较单一，传统实训教学过程主要是以教师为主体，实训中主要是教师单向传授，没有突出学生的学，没有做到因学施教，并且教师的实训教学方法单一，主要是注入式教学，不利于调动学生的积极性和培养学生创新和应变能力。现阶段我们应采用以行动为导向的教育理念，基于工作过程的任务驱动式教学方法。职业人才培养思路是：是以技术应用能力和基本职业素质培养为主；通过加强实践教学环节来突出培养符合社会所需要技术技能型人才。在虚拟仿真实训教学中如何进行教学设计，已成为高职教育新的研究热点。下面以工程造价为例，试论述高职教育虚拟仿真实训中的教学设计方法：
1四步教学法
此方法是在“工学结合”、“行动导向”、“任务驱动”等先进的职业教学理念的指导下，根据工程造价专业的教学特点总结出来的，把现实的工作情景带到教学中，以提升了学生的工作能力的教学方法。
1.1明确实训任务
教师先介绍实训内容，指出实训的重点和难点，然后着重引导，让学生自己进行模拟实训。
学生知识准备：为了让学生更好的消化理论知识，在进入虚拟仿真实训教学前，应该由老师列出本课程实训所需要的重点和难点，并且明确本次实训所要进行的任务。
教师技能准备：实训指导教师在实训之前应该拟好实训任务书、实训指导书、实训计划书、实训项目评分表等材料。
1.2实训教学任务实施
将全班同学分成若干小组，每组组成一个项目部，组长是项目经理，并且在模拟的工程项目环境中，体验工程项目管理全过程的实践。在对学生分组时要注意保证各组实力均衡，有利于实训活动中小组内的协作和小组之间的公平竞争。该步骤分为五个阶段，即：根据任务进行内容讨论；组长分配任务，角色扮演；小组讨论；师生交流；小组间进行交流。
1.3实训教学效果评价
学生评价：各项目组组长根据本组完成的任务对自己组员进行评价，组员之间相互评价。教师评价：教师对各项目组完成的任务情况进行评价。
1.4实训教学效果总结
教师首先对实训情况进行总结，并指导学生完成实训报告。然后，教师还要对实训项目进行评分，剖析解决存在的问题。最后教师选出优秀项目组，对其进行表扬。
该教学方法能激发学生的学习积极性，打通了自主学习的通道，收到了很好的效果。再加上结合了工程项目管理沙盘模拟实验课程这样的虚拟实训，体现了沙盘课程拥有以下几个特点：
（1）使学生组成一个团队，并形成一种互帮互助的学习氛围，从而提高了学生的团队协作能力。
（2）各团队之间形成一种竞争的氛围，让学生争相向上，促使学生提高学习的积极性。
（3）老师采用与学生互相交流、“谈话式”的方式教学，摒弃传统的以灌输为主的方法。先使学生在学习中有所感悟，并对自己的感悟进行总结。然后老师再根据学生的总结，找出重点问题进行着重讲解，以提升教学效果。
图1-1沙盘模拟实验室布置效果图
2角色扮演法
角色扮演法是在特定的情境中，学生通过角色扮演的游戏来进行互动合作的一种教学方法，这体现了职业教育的以行动为导向的教学理念。角色扮演法能更好地调动学生学习的积极性，并且带领所有的同学参与今后的生活和工作，通过个人的行为能力来体验和反思，并且增强了学生的团队意识。
图2-1工程招投标模拟实训室平面布置图
下面以《工程招投标》模拟教学为例，试述角色扮演这一教学方法的设计。
在工程招投标模拟教学中，使用角色扮演法可以让学生体验和理解招投标的主要程序；在招投标中担任现实工作中的主要角色，同时了解各种角色的职责分工；阅读模拟招标书的内容，学习分析其构成和要点；掌握实践中大量应用的各类招标、评标的办法；学习掌握电子标书的使用方法，并模拟进行招标、投标和评标；操作工程造价系列的工具软件，在模拟的招投标过程中生成的投标书和电子标书；学习并模拟应用现实中的各种投标技巧策略。
图2-2课程流程图
2.1准备阶段
学生首先需要熟悉基本过程，了解实训室的场景。明确扮演的目的和工作任务。教师首先对课程背景、目标、结构进行讲解，然后在进行角色分工和时间分配；解释模拟的工程背景；组建项目团队；招标公告。
2.2计划阶段
学生讨论和思考自己所承担的角色的权利和义务，明确如何进行招投标的流程，并编制招标文件。
2.3实施阶段
2.3.1资格预审和招标文件
首先由学生根据工程情况来填写投标申请，指导老师进行检查。检查无误后学生准备所需的的电子招标书、招标文件和资格预审文件。然后复核资格预审文件，最后学生通过阅读招标文件来提出问题。
2.3.2招标文件答疑会
在此阶段模拟现实中工程招标答疑会的过程，并由教师对学生提出的问题进行解答同时点评招标文件。
2.3.3投标文件编制
首先利用工程量计算软件来核对工程量清单。然后利用计价软件进行组价。最后提交投标文件和电子投标书。
2.3.4开标和评标
组织模拟唱标，宣布有效投标标书；利用评标系统进行评标。
2.4评估阶段
2.4.1中标通知与点评
由招标人中标通知书并对模拟评标过程进行点评。
2.4.2签订施工合同
教师准备好需要的工程承包合同文本，组织学生模拟谈判工程施工合同，最终签订工程施工承包合同。
2.5反馈阶段
学生通过担任的角色对模拟招投标过程进行自评和互评，总结学习到的新知识，并对存在的错误进行改正，将信息反馈给老师。
使用这种模拟的方式经行教学，通过一系列能让学生仿佛置身实际施工招投标工作中的任务，并让学生组成团队，操作工程量校核和计价软件，使用招投标策略，来最后完成投标价格，可以使学生高效且深刻的理解投标工作的流程和习惯，同时夯实了所学的理论知识，并强化了对相关软件的操作能力。
3引导文教学法
引导文教学方法，是教师把虚拟模拟实训中所用的引导性文字给学生，然后由学生来独立分析老师布置的任务，对自己学习的过程进行自控，引导学生独立进行学习的一种教学方法。引导文教学法需要大量的配套指导性材料，这些材料包括虚拟实训中所需要的专业知识、规章制度、计划进度表等等，学生根据引导文的指示来独立完成任务，教师只有在学生解决处理引导文时遇到的难点和问题进行帮助，并提供咨询评估最后的结果。
引导文教学法在虚拟实训中包括六个教学步骤：
3.1资讯阶段
在引导文的辅助下，学生独立的了解项目的结构和功能，并对具体怎样做提出详尽的方法。在此应以工作任务当做主要引导，并促使学生在引导文件的帮助下独立完成任务。
3.2计划阶段
学生在本阶段中应当知道怎样进行工作。要将工作的各个流程在脑海中进行演练。然后再以书面的形式列出工作所需要的工具、材料等并制定工作计划。
3.3决策阶段
在此阶段学生应该知道采取怎样的工作方法才能更好地完成工作。在进行实施前由师生共同讨论这种方法的可行性，并且对不合理的地方进行改正，这是任务能否按照计划来实施的关键环节。
3.4实施阶段
此阶段教师应让学生独立自主的完成任务，培养其独立思考能力。只有发生重大错误，教师才进行提醒。
3.5检验阶段
学生填写事先编制好的预算书并对任务结果要进行检验。学生本人检验完成后，再由老师进行检验。
3.6评估阶段
当学生的评价与老师的评价有差异时，教师评价时必须点出出现的问题，并且解决这个问题。最后还要对学生进行鼓励性的点评，让学生更积极独立的去处理问题。
引导文教学法是一种行为导向的教学方法，适用于比较复杂的工作任务。引导文教学法是学生独立自主的学习，必须有较高的自学能力，锻炼了自己解决问题的能力，引导文教学法对于学生的团队协作能力要求比较高，因此在实训的过程中适用于高年级有自制能力的学生，而教师主要起到了一个宏观引导的作用。
结论：
近年来，由于国家经济的腾飞和政策的支持，高职院校取得了巨大的发展，相应的实训教学水平也取得了长足的进步。即便如此，现阶段高职院校实训教学仍旧存在各色各样的问题，个别院校实训成果也不甚理想。究其原因，新的教学方法没有得到正确使用可以说是很重要的一点。本文所述的三种教学方法都适用于虚拟仿真实训教学。它们虽然形式不同，但是都是为了激发学生学习的积极性，培养学生自主分析、解决问题的能力。教师可以根据不同的专业，不同的虚拟仿真实训软件来设计教学方法，进行灵活运用。
参考文献
[1]林徐润.《虚拟仿真技术在高职实训教学中的应用》.深圳职业技术学院院报.2012（2）
虚拟仿真实训范文第3篇
关键词：VR；应用电子虚拟仿真实训系统
依据职业能力素质成长模型、职业成长系统、学习地图，按照基于游戏的虚拟工厂脚本，开发了由《虚拟电子产品生产车间》和《智能测控电子产品实验系统》两部分组成的“基于游戏、虚实结合、3D场景再现”虚拟工厂――应用电子技术专业虚拟实训系统。应用电子技术专业虚拟工厂有效解决了从事电子产品生产、设计等岗位群对应的电子产品生产管理与工艺指导、电路设计与分析等10项专项技能或综合训练难题。通过虚拟现实技术实现真实原型再现，硬件资源软件化、网络化，实现有限资源无限共享，有效地解决了教学实践教学实训资源不足问题，解决了大型、先进、精密电子仪器设备高额购置成本问题，解决了抽象过程形象化问题，为培养学生电子产品生产与管理、电子产品设计与开发等关键能力起到至关重要作用，提高了学生培养质量删。而文献从技术上分析了虚拟电子产品车间的设计、实现过程以及功能，文献从虚拟实训系统应用角度介绍了系统应用教学的效果，本位主要对其进行创新性分析。
1.创建“五生产要素、三职业路径、三能力层级”综合学习训练系统，突破传统职业教育的藩篱，解决了“职业素质养成、知识与技能综合运用、基层管理”三者的融合问题
打破传统的学科性知识体系，依据“人、机、物、法、环”生产要素，以职业人为中心，遵循技能、技术、管理三条职业人职业发展路径，融合电工技术、电子技术等知识，电子仪器仪表与工具的使用、工艺指导等技能、电子产品生产管理与创新能力、职业素质等职业素质，构建“操作工一技术员一工程师”为主轴的三层级职业能力素质成长模型。通过对职业活动进行进阶式的教学化的设计，训练知识技能与素质。创立了“五生产要素、三职业路径、三能力层级”“知行合一”的符合职业人成长规律的应用电子技术专业综合训练系统。将职业素质、专业知识、职业技能综合运用、生产运行管理融会贯通，通过具体工序、工作任务和职业活动来养成和训练，并通过学习地图引导应用电子职业人成长。
2.创立教学工厂“硬件软件化”及虚拟化实训理念，突破“硬件”资源不能共享及学生厌学的问题
按照“‘游戏’互动”软件开发理念，以真实电子产品生产工厂领料岗位、预处理岗位、插装岗位、SMT贴片岗位等11岗位以及工厂人文文化真实环境为依托，设计出虚拟工厂操作员、技术员、工艺员、工程师等职业成长历程，以及电子产品生产工序为级别的“游戏练级”。将工厂硬件如设备、工量具、仪器仪表等刚性硬件虚拟化，与岗位的工、技术、流程、管理规范、规章结合起来依据“职业人”的职业成长规律，以真实企业“人、机、料、法、环”五个生产要素为起点，设计出电子产品调试与检修等技能提升、职业技能成长的学习地图，以学习地图导航学习者通过选择不同的应用电子职业人角色来实现自己的职业成长需要。引导学生一无所知到成长为一个拥有丰富专业知识、操作技能、职业素质的虚拟“职业人”，其成长过程品味“游戏”的智慧和乐趣。一线操作员学习实训系统中的基本操作和基本技巧；技术员和工艺员则进行一些更深入的探索和体验，比如更深入地了解PE（工艺）、EE（工程设备）等岗位的操作内容，并向着自己喜欢的方向培养和打造角色，以达到挑战自我的目的。
3.开创隐性知识，技能的显性化及职业素质内化，突破“素质冰山理论”的实训应用问题
高素质的应用电子技术专业职业人应具备的职业意识、职业道德、职业作风和职业态度等隐性的职业素质很难通过一般课堂得以培养。虚拟真实设备、虚拟真实岗位、虚拟真实环境三个层次3D原型再现企业，学习者在虚拟工厂通过产品生产工序“游戏练级”职业人成长训练，“亲身真实经历”工厂生产组织、过程管理。学习者角色扮演操作员、技术员、工艺员、工程师工厂职员，体验电子产品生产过程中除知识、技能以外对敬业乐业、遵章守纪、责任担当、沟通协作、意志品质、实干巧干、发展创新等职业素质要求，领悟到职业素质对产品质量和职业人成长历程的影响。通过虚拟工厂的电子产品生产过程、品质管理过程“游戏”练级活动，将职业素质社会化和外化，实现隐性知识的显性化。“游戏练级”，“亲身真实经历”发掘学习者内部潜力，激励学习者探寻电子产品生产、管理的秘技，实现综合性职业素质的内化滋生。
4.创立应用电子技术专业的泛在性实习实训，突破传统实训仅局限于“物理”实训室或企业，突破了实习实训方法的重大瓶颈
通过虚拟现实技术实现真实原型3D再现，硬件资源软件化，实现对真实电子产品工厂生产过程的逼真模拟重现。让学生不需到实际工厂便可以在3D虚拟工厂体验到电子产品生产的所有工艺、技术及安全生产流程。在学习和训练模式上创新了一种以学习者为中心、以学习任务为基点的虚实结合的实训系统，通过信息技术加强的学习实践环境使学习与训练落实于现实应用，学习者可以更充分地体验、更有效地进行知识建构的泛在学习与训练新模式。其中，学习新模式主要体现在学习者从原来的平面式“适应性”学习模式转变为立体式“导向性”的按需学习模式。即学习者在学习过程中可以在任何地方，任何时间，得到他所需要的文档、动画、操作视频、考核试题等各种学习信息，这些信息的获取是基于学习者自身需求的，因此学习是一种自我导向的过程，是一个适量学习（just in enough）的过程。
虚拟仿真实训范文第4篇
计算机虚拟仿真技术、高职院校、强电、实训教学
【中图分类号】G434文献标识码：B文章编号：1673-8005（2013）02-0289-02
随着我国社会主义市场经济和自动化行业的迅速发展，社会及企业对技能人才的知识与技能结构提出了更高的需求，要求高等职业院校学生既要有一定的理论知识又要有很强的实际操作能力。为了完成这一任务，高职院校将计算机虚拟仿真技术引入到实训教学中来。以强电方面教学为例，它的教学内容大部分都涉及到动手，而对电本身来说它是具有一定危险性的，因此在学校的教学过程中，学生不会真正接触到强电，那么在真正的工作中势必要遇到一些问题。
1传统强电实训教学方式的弊端
传统的强电实训课程过程中我们会发现一些问题。首先，强电的操作台实习设备昂贵，设备数量是永远无法满足学生实际需要的，即使是进行了分组合作的方式。其次，教材所涉及的设备系统和型号是多元与广泛的，而实验实习设备的系统无法配齐。再次，真实设备的作用给初次接触实验和实训的学生操作带来很大的压力和人身安全隐患，特别是在通电的情况下这样的问题就更明显了。
2计算机虚拟仿真技术的特点与在强电实训教学中的应用
计算机虚拟仿真技术是借助于计算机技术及硬件设备，实现一种人可以通过一定感知方式所感受到的虚拟环境，提供给人们通过计算机对复杂数据进行可视化操作与交互的一种全新方式。改变了过去人类除了亲身经历，就只能间接了解环境的模式，从而有效地扩展了人类的认知手段和领域。在通过多个阶段的强电虚拟仿真软件教学应用实践和思考后。我认为其对现实教学可以产生以下几个方面的积极影响。
2.1 计算机虚拟仿真技术建立了全新的学习情景--彻底打破了空间、时间的限制。任何强电实验设备的原理和结构，学生开始基本都不具备相应知识基础，在利用虚拟现实技术后，不但可以将设备外部信息直观地展示给学生，甚至可以进入设备的内部进行观察，生动直观的感受与学习。
2.2 计算机虚拟仿真技术节约了教育成本--实现低耗、高效与环保、可持续发展。传统的操作培训中，强电方面的教学都是在尽可能的利用真实的设备。这些设备种类型号繁多，价格也比较贵，因此不可能准备太多。计算机虚拟现实技术引入后，从现实意义上节约了成本，从长远看更是有利于整个行业的环境保护和可持续发展，意义重大深远。
2.3 计算机虚拟仿真技术建立绝对安全环境--实现文明、安全操作。计算机虚拟仿真系统引入后，不会因为学生的错误操作而损坏操作台，更不会造成人身伤害，学生可以大胆地独立进行学习。这样使学生可以进行自主学习，具有一定的学习趣味性，也相应提高了学生的学习积极性，降低了教师的工作强度。
2.4 计算机虚拟仿真技术便于教学--合理组织教学与标准化考核。虚拟仿真技术使得教师可以以广播的方式在每个学生的屏幕上演示其教学内容，使所有学生均能看清楚每个动作细节并进行模仿。
3计算机虚拟仿真技术应用中的注意事项
3.1 要结合学校条件与教材实际，选择合理、系统、功能完善的仿真软件，明确虚拟与现实的差异，特别是对系统欠缺和不完善功能的了解，教学中做到避免系统、型号与功能混乱。
3.2 应该合理安排虚拟仿真学习阶段，一般情况安排在强电学习的初学阶段，学习完线路焊接后为好。
3.3 要在仿真系统学习过程中按实际操作的规范要求严格进行，且不可因为虚拟而不负责任地进行野蛮随意操作，养成不良习惯。
总之，随着计算机技术的发展，必将推动着虚拟仿真技术的不断完善，计算机虚拟仿真技术正向着开放、集成、智能和标准化的方向发展，并且与互联网的有机结合将是必然趋势。计算机虚拟仿真技术作为一种新型的教学媒体，它的性能更通用，功能更齐全，成本更低廉，更加逼真的逼真的还原了强电实践应用中场景，这种新的教学媒体必将广泛应用于强电和相关专业的教育教学中来，最终在现代化技术教育领域中发挥其重要作用。
参考文献
[1]贺雪晨等. 《虚拟现实技术应用教程 》 清华大学出版社，2012-06-01
虚拟仿真实训范文第5篇
关键词 虚拟现实 仿真 培训系统
一、虚拟现实仿真平台概述
虚拟现实仿真系统最为重要的是保证各子系统之间能够自由地进行数据交换以实现平台协作。系统的组成包括数据库平台、仿真平台、虚拟现实平台以及虚拟现实场景维护平台。仿真平台以实际工业生产过程的工艺机理为原型，可以完成化工生产过程的仿真任务。仿真过程中从数据库平台获取基础数据并将仿真产生的动态数据写入数据库。虚拟现实平台需要从数据库平台获取生产数据以实现对生产仿真过程的呈现，同时也可以在该平台中对数据库的基础数据进行维护。场景维护平台则负责虚拟现实场景的维护工作。虚拟现实平台可以通过数据库向仿真平台生产控制指令，仿真平台则通过数据库将生产过程的状态信息反馈虚拟现实平台。
（1）虚拟现实仿真技术特点。虚拟现实仿真系统是能在虚拟场景中漫游，并能对场景中对象做交互操作。该仿真系统的构成有：1）场景的三维模拟。对实际场景和环境采用虚拟现实仿真技术。用软件绘制图形模块，再转换成编程语言支持的形式。三维图形的好处在于视觉上能带给人身临其境的感觉，不同于普通的平面图形呆板的特点，利用三维虚拟和仿真技术相结合，不仅可以对现场环境进行再现，还可以通过搭建数学模型，通过连接仿真平台和虚拟现实平台，形成一套交互式的仿真系统。2）成员仿真。应急预案演练过程中，有各种职能的“角色”参与其中。一是总指挥：判断事故状态，调度各种资源，指挥职能部门。二是现场指挥：根据现场状态，调度本部门人员和资源。例如，车间、消防队、环保监测等，指挥操作人员。三是操作员：按照职能要求和指令，进行具体操作，如现场巡视、堵漏、关阀、消防队员浇水降温、灭火等。3）内容仿真。对场景内可支配物体、活动规律等的仿真。一是工艺模型：描述工艺过程变化，参数调节对过程的影响，控制系统动作等。二是工具和资源的模型：如水枪、消防炮、设备等。三是三维互动模型：仪器、仪表、阀门、开关等。
（2）虚拟现实平台。虚拟现实平台由主体程序和三维场景两部分组成。首先三维软件对装置主体及周边环境进行模拟，然后将其装换成编程语言后导入到仿真主体程序中去，和主体程序实现交互。同时利用VB的图形化界面设计功能和数据库读写控制功能，对数据进行编辑和访问，这样，用户在使用系统时，既可以浏览装置场景又可以修改各类装置的属性并读取生产数据，也可以命令实现与仿真模型的交互。
二、仿真培训系统开发总体设计
（1）动态仿真培训系统开发综述。仿真平台开发化生产过程仿真系统重点工作包括三个部分：第一要建立系统模型，首先确定仿真范围，然后根据工艺设计数据计算各管线和设备物流数据。例如，流量、温度、压力等。然后再用这些数据辨识具体设备模型。最后搭接设备模型，即系统建模。第二要建立仿DCS系统，即完成各种组态工作以及模型与操作界面（包括仿真DCS/现场画面）的变量通讯（数据交换）组态。最后是系统调试，目的是使系统运行稳定且协调。化工装置仿真培训系统的开发包括DCS功能开发、模型开发和现场站功能开发等。1）DCS功能开发。DCS功能开发包括以下几个方面：第一是图形显示系统，包括总貌图、流程画面、组显示图、历史趋势图、报警画面、软开关图、状态显示等开发。第二是DCS功能开发，包括DCS键盘功能、DCS使用功能等。第三是报警和连锁系统开发。2）现场站功能开发。现场站功能开发有现场站图形显示系统，包括总貌图、流程画面和现场站阀，上泵，开关，搅拌器等可操作设备功能的开发。3）模型开发。模型开发采用GPRES软件平台，其建模过程是模块化的，具体来说就是：模型由参数固定的模块搭接而成。每一个模块都包含输入、输出和系数三种参数，都实现一种算法功能。算法是特定的数学模型，用来模拟相应的化工设备或单元操作。
（2）模拟范围及条件。1）资料准备。开发中涉及的资料包括：工艺原则流程图（PFD图）、工艺自控仪表流程图（P&ID图）、物料/热量平衡数据表、工艺原理说明、操作规程、事故仿真技术、评分标准、设备资料、仪表资料等。2）初始条件。仿真模拟的初始条件为：每个模型将提供两个初始条件：稳态和冷态。稳态条件是用来培训学员的正常操作或用来进行故障处理和停车训练，它代表装置平稳运行时的状态，以PFD图和物料平衡数据为基础，进行开发模拟。冷态条件也称作开车态，用来培训学员进行装置开车，代表装置停车时的状态，某些基础开车步骤如管线吹扫，仪表阀调准等假设已经完成，装置已具备投料条件。3）装置故障模拟。仿真平台可以提供的故障类型：影响范围广的全装置故障、局部关键设备故障、局部转动设备故障、变送器漂移、静止设备故障、装置特有故障。
三、虚拟现实仿真系统架构
（1）系统功能。把VR技术与仿真技术有机地结合起来，就构成了加氢裂化装置虚拟现实仿真系统。它应具备以下功能：1）虚拟现实仿真培训系统能够模拟装置现场的场景，实现各个设备的建模和虚拟场景的三维建模，并且体现出材质和变化，附加贴图，使用户能够在与现实非常相似的三维虚拟环境中自由交互、随意漫游，并且随时接收到场景反馈回来的信息，信息内容包括使用者在当前所处的场景位置和视野方向，装置的场景中实物的概况和使用者在操作过程中的注意事项、提示信息等。2）根据用户的需求，系统可以暂停或恢复正在运行的仿真过程，能根据不同用户有差异的操作秩序和参与程度给出智能评价，同时能够记录使用者的操作步骤信息和保存相关的系统数据、资料结果等。3）虚拟现实仿真培训系统会提供良好的人机互动界面，包括场景浏览模式的选择、相关浏览器信息、虚拟场景的描述及反馈信息、曲线面版，可以快捷简易地创建和修改虚拟环境，数据输入手段非常友好，可以进行优化控制参数的操作，亦可存储和公布数据结果。4）通用性、扩展性和维护性的功能强大，可以对多种编译平台、硬件的加入提供支持，可以满足不同装置的差异性需求。
（2）效果评价。虚拟现实仿真培训系统界面友好，设计简洁、有效、界面清晰、易懂，只需简单培训就能很快掌握其操作步骤和方法。培训系统功能齐全，包括冷态开停车、单项操作、事故状态、评分，实现了DCS控制系统的高级控制、连锁控制、紧急停车等功能，同时开发了具有三维真实感的现场环境，实现了3D巡检培训功能，提高了仿真培训系统的真实感。培训系统逼真度高，仿真效果与实际装置运行的现象基本吻合。动态变化趋势与实际装置运行的现象吻合，现场三维环境与生产现场几乎一致。培训系统硬件和网络结构简单，易于维护和扩充，能够扩大同时参加培训的员工人数。
（作者单位为中国石油辽阳机电仪研修中心）
参考文献
[1] 郭艳军.化工仿真系统的研究与开发[J].计算机应用技术，2007（5）.
