虛擬仿真實訓精選(九篇)

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第1篇：虛擬仿真實訓范文

關鍵詞：虛擬仿真實訓中心；情景模擬；護理專業(yè)

1建設虛擬仿真實訓中心

院校合作和工學結合是高職人才培養(yǎng)模式改革的重要切入點[5]，要體現高職教育的實踐性、開放性和職業(yè)性，實驗、實訓、實習是3個關鍵環(huán)節(jié)。院校合作、工學結合模式要求高職院校充分利用學校、企業(yè)的資源，在開發(fā)校外實訓基地的同時，加強校內生產性實訓基地建設，探索理論與實踐一體化教學模式。同時，以臨床實際工作過程為導向，提高學生動手能力，逐步做到校內學習與實際工作的統(tǒng)一[6]。

1.1模擬醫(yī)院工作環(huán)境，實現教學與臨床無縫對接

根據我校實訓中心的占地面積，模擬醫(yī)院樓層布局，建立內科（含傳染病區(qū)、評估檢查室等）、外科（含ICU、手術室）、婦產科（含產房）、兒科（含PICU）、急診科、五官科等實訓場所。按功能劃分為教學做一體的訓練區(qū)和情景模擬區(qū)，承擔基礎護理以及內、外、婦、兒、急救護理教學等。情景模擬區(qū)以情景模擬中心為主體，周邊分布有模擬病房、模擬治療室、模擬產房、模擬手術室、模擬重癥監(jiān)護室、模擬社區(qū)和模擬傳染病區(qū)等，均按照醫(yī)院及社區(qū)實際進行設計，具有通道，分為多區(qū)域。情景模擬區(qū)擁有高級無線護理專屬綜合智能人，全部場地均有多媒體教學設備和信息化互動教學系統(tǒng)，可進行臨床各科疾病的模擬評估、急救、治療及護理教學，再現臨床真實情景，縮短教學與臨床的距離，實現無縫對接。

1.2實用性與先進性相結合，配備硬件和軟件設施

實訓中心建設不僅要有實用性，還要體現先進性。目前，多數高職院校校內實訓中心設施不完善，學生動手機會少，而患者自我保護意識不斷增強，對醫(yī)護人員的要求更高。因此，借助實訓中心開展教學是現代醫(yī)學教育發(fā)展的必然趨勢。一方面，加強校內實訓基地硬件建設，擴大實訓場地面積，建立可進行情景模擬教學的實訓室；另一方面，積極引進信息技術，購置進口高級智能模擬人、虛擬靜脈輸液系統(tǒng)、虛擬急救系統(tǒng)、虛擬胎兒分娩系統(tǒng)等，并與信息技術公司聯(lián)合開發(fā)仿真教學及管理軟件，積極推廣教學過程與臨床護理過程實時互動的遠程教學。目前，情景模擬中心的模擬病房中有高級智能模擬人及配套的吊塔、監(jiān)護儀、除顫儀、輸液泵、微量泵等，可設置不同病例進行情景模擬教學；模擬產房中可利用虛擬胎兒分娩系統(tǒng)模擬順產或不同難產情景進行教學；模擬ICU中可利用模擬人及周邊設備進行不同疾病重癥監(jiān)護教學。所有這些場地的教學過程均可通過網絡在遠端教室同步呈現，初步使虛擬仿真教學與臨床實際接軌。同時，實訓區(qū)建立了理論與實踐教學一體的多功能教室，內部安裝多媒體教學設施及實訓設備，可拍攝教師講授和示教操作的全過程并投放到大屏幕上。教師邊講課邊示教，學生邊學習邊操作。實訓中心實行開放制度，學生在實訓教師指導下可以隨時入基地練技能。

1.3營造人文環(huán)境與職業(yè)氛圍

以護理專業(yè)文化為基礎，在校內實訓中心營造濃郁的護理文化氛圍，讓“工業(yè)文化進校園，企業(yè)文化進課堂”，以達到環(huán)境育人的目的。根據護理職業(yè)特點布置實訓中心，從專業(yè)、美學、心理學角度來精心設計。如在模擬產房和待產室分別懸掛“生命使者”“產婦的守護神和合作伙伴”牌匾，在走廊和各實訓室內張貼南丁格爾誓詞、歷屆南丁格爾獎獲得者照片、醫(yī)學生誓詞、名人名言以及漂亮孕婦和可愛寶寶的圖片，營造溫馨輕松的氛圍，使學生一進入實訓中心就能感受到巨大的精神力量與人文關懷，激勵學生“篤志博學、醫(yī)技精良”，在潛移默化中具備愛心、耐心、細心、責任心。另外，制定詳細的規(guī)章制度，完善操作流程，師生嚴格遵守實訓室的要求，統(tǒng)一著裝，營造真實職業(yè)氛圍。應用虛擬仿真實訓中心可以有效提高教學質量，培養(yǎng)學生職業(yè)素質及人文關懷能力。

2虛擬仿真護理實訓中心的應用

2.1實施“教學做一體化”教學模式

針對基礎護理、外科護理、兒科護理、婦科護理、體格檢查等各項操作，教師在示教室講解示教后學生分組進入實訓室訓練，每組由帶教教師指導，并實施“導生制”帶教模式。根據在校學生多、指導教師少的現狀，選拔優(yōu)秀學生作為“小導師”，每人帶教10個學生，利用中午、晚上等課外時間，有計劃、按順序進入實訓室訓練。嚴格“小導師”的選拔和培訓，采用末位淘汰制和量化評優(yōu)制，激勵其不斷進取，取得良好的訓練效果。我?！皩啤钡膶嵤┳鳛樽o理實訓的一大亮點在全校推廣，相關研究課題獲河南省教育廳立項，多篇相關論文已發(fā)表并獲全國衛(wèi)生職業(yè)教育教學改革一、二等獎。實施情景模擬教學模式，依托情景模擬中心開展內、外、婦、兒科護理等臨床專業(yè)課程教學。以案例為引導，以學生為主體，以教師為主導，結合病例進行情景模擬，通過遠程傳輸讓更多學生觀看，并通過回放進行針對性討論，從而取得更好的教學效果。多項情景模擬方面的研究獲得了河南省“十二五”規(guī)劃課題立項及市廳級獎項。實行競賽選拔制，以賽促學、促教、促練。一年級學生通過層層選拔進入“小導師”隊伍，二年級通過逐級競賽選拔技能操作水平高的學生，作為參加國家和省市級比賽的培養(yǎng)對象，因材施教。課題“護理?？粕C合實踐技能競賽的改革與創(chuàng)新”獲河南省醫(yī)學教育優(yōu)秀成果一等獎。學校支持教師加入教育部新成立的“標準化病人（SP）實踐教學指導委員會”，并出資培訓了SP培訓師，不久將實行SP教學模式，進一步提高實踐教學質量。

2.2優(yōu)化護理專業(yè)實訓課程體系，開發(fā)實訓教材

課程是教學的載體，建設以工作過程為主線、以崗位需求為導向、以能力培養(yǎng)為本位的實訓課程體系，是實現高職護理人才培養(yǎng)目標的重要保障[7]。課程體系應涵蓋基礎護理技能和專業(yè)相關技能，學校教師可與臨床專家合作開發(fā)基于工作過程的護理專業(yè)實訓教材。同時，構建多元化技能考核評價體系，包括以下3方面：（1）考核內容多元化，不僅考查學生對知識和技能的掌握程度，還考查其學習態(tài)度、人文素養(yǎng)、人際溝通能力、健康教育能力、人文關懷能力等[8]；（2）考核方式多元化，根據教學內容不同，采用口試、筆試、現場操作、提交見習或實驗報告等方式全面考核學生綜合素質；（3）成績評價多元化，不以一次考試確定學生成績，采取平時測試、階段性測試、期末測試相結合方式。對即將進入臨床實習的學生，模擬臨床工作過程，構建以綜合性設計性實訓為主的多站式技能訓練與考核評價體系，將健康教育貫穿于各項技能訓練中。如對助產專業(yè)學生采用多站式技能訓練，分為產前檢查站、產程觀察站、接生技能站、新生兒復蘇及護理技能站、產科護理技能站、母乳喂養(yǎng)技能站、計劃生育指導站。對臨床實習學生要做到自始至終全程監(jiān)控、全方位評價，使學生順利完成實習任務，切實提高操作水平。

2.3建設專兼職結合的“雙師型”師資隊伍

發(fā)揮學院護理專業(yè)教師和行業(yè)兼職教師的優(yōu)勢，完善教學團隊建設。聘請具備豐富臨床經驗、扎實基礎理論知識、精湛操作技能的護理專家作為兼職教師，保證學生實訓質量。加大教師培養(yǎng)力度，針對專職教師對臨床新技術、新進展等不了解現狀，通過派出學習、舉辦各種臨床新技術新項目培訓班等，提高其技能操作水平。同時，組織理論教學培訓班，不斷提高兼職教師教學能力，實現專兼職教師在知識結構、教學能力、臨床實踐能力等方面的有機融合。

2.4開放護理實訓基地，實現資源共享

開放護理實訓基地，拓展社會服務功能。一是承擔衛(wèi)生機構護理職業(yè)技能培訓任務，為本校周邊地區(qū)的縣級醫(yī)院、鄉(xiāng)鎮(zhèn)衛(wèi)生院、村級衛(wèi)生室和城市社區(qū)衛(wèi)生服務中心提供專業(yè)助產技能培訓，為周邊社區(qū)人群提供基本急救知識、生活護理、居家護理、終極關懷專題講座。二是發(fā)揮護理職業(yè)技能培訓鑒定站的作用，為下崗人員、務工人員提供專業(yè)護理知識培訓場所及考證基地，提供充分的師資技術和服務保障，組織專家對基礎操作項目和?？撇僮黜椖窟M行考核認證。三是為本市衛(wèi)生系統(tǒng)護理競賽、護士執(zhí)業(yè)資格考試培訓等提供設備和場所。

第2篇：虛擬仿真實訓范文

[關鍵詞]任務驅動；競爭模式；虛擬仿真實訓；食品專業(yè)

[DOI]10.13939/ki.zgsc.2016.32.246

1 虛擬仿真實訓教學的歷史和現狀

食品工業(yè)是人類的生命產業(yè)，已經成為國民經濟發(fā)展中最為重要的支柱產業(yè)。隨著國家食品行業(yè)的不斷發(fā)展，食品企業(yè)對人才的需求量也越來越多，對學生的要求逐漸提高。[1]不僅要求食品專業(yè)學生具有扎實的理論知識，還需要具有較強的動手能力、掌握大型檢測設備的使用和工廠的實際生產過程。這些要求都對高校食品類專業(yè)課程提出了更高的要求。

虛擬仿真技術可以有效還原生產、操作和管理崗位的真實場景，為學習者提供技能訓練所需要的“真實”環(huán)境、“真實”工藝、“真實”工具等，從而有效提高技能教學質量。虛擬仿真技術是指使用儀器設備、模型、計算機虛擬技術，以及利用場地、環(huán)境的布置，模仿出真實工作程序、工作環(huán)境、技術指標、動作要求，進行科學研究、工業(yè)設計、模擬生產、教學訓練和考核鑒定等的一項綜合技術。[2]同時，可以降低教學成本、規(guī)避實訓危險、降低環(huán)境污染、實現綠色教育。因此，虛擬仿真教學是深化教育教學思想、內容、方法、手段、模式改革，推動職業(yè)院校內涵建設的一個重要突破口。為此，教育部在《關于全面提高高等職業(yè)教育教學質量的若干意見》中明確提出“要充分利用現代信息技術，開發(fā)虛擬工廠、虛擬車間、虛擬工藝、虛擬實驗”。[3]

根據食品行業(yè)人才的需求和國家的戰(zhàn)略部署，虛擬仿真技術已被廣泛應用于高職院校食品加工和檢測課程的教學。[1-4]然而，我們在虛擬仿真實訓課程的開展過程中，發(fā)現教學實踐不足，教學效果不佳。因此，引入任務驅動的競爭模式，來實現虛擬仿真實訓的教學效果提升。

2 任務驅動的競爭模式

任務驅動法具有“以任務為主線，教師為主導，學生為主體”的基本特征。[1]它是將以教師傳授為主的單一傳統(tǒng)教學轉化為以解決問題、完成任務為主的互動教學，能充分發(fā)揮學生的學習積極性，使學生處于積極的學習狀態(tài)。任務驅動教學法是一種問題推進式的教學，教學內容蘊含在任務中，學生完成任務的過程就是學習教學內容。[2]

實踐表明，單獨的任務驅動并不能很好地發(fā)揮激勵的作用，只能導致學生片面機械地接受任務。在任務驅動的基礎上，引入競爭的機制，將會極大地提高學生接受新知識的興趣。

2.1 任務驅動的競爭模式在虛擬仿真實訓教學中的應用必要性

虛擬仿真實訓教學可以分為3個階段：①初級階段。這個階段學生剛開始接觸虛擬仿真系統(tǒng)，對虛擬仿真系統(tǒng)還比較陌生，很多的功能還不熟悉，需要教師對學生加以引導；②模塊建立階段。當學生對虛擬仿真系統(tǒng)熟悉之后，就需要根據教學計劃和學生學習的側重點對虛擬仿真系統(tǒng)的實驗加以調整，做到可以提升學生專業(yè)知識能力的效果；③模塊應用階段。當學生已經掌握基本的實驗知識或儀器操作技能后，就可以通過所學的知識，探究虛擬仿真實訓中實驗知識的運用。[5]

虛擬仿真教學過程中，需要以學生為主體完成相關的虛擬軟件操作。在這個過程中，學生很容易注意力不集中，不能夠根據教學任務完成虛擬仿真的操作。在我校虛擬仿真實訓教學過程中，大部分老師采用傳統(tǒng)的教學方法，即通過先講后練的方式，讓學生機械地訓練虛擬仿真軟件的操作。由于虛擬仿真軟件相對比較枯燥，部分學生會放棄練習，而部分同學也會因為老師的要求，機械地完成虛擬軟件的操作。但讓學生真正地操作儀器時，學生往往無從下手。虛擬仿真實訓就沒有達到“虛實相結合”的教學效果。

這就對虛擬仿真實訓教學的教師提出了新的挑戰(zhàn)，如何讓學生對虛擬仿真軟件感興趣，樂于在練習中學習知識與技能，提升學生的創(chuàng)新能力，能夠把虛擬仿真軟件中的操作運用到真正的實驗之中。這也正是虛擬仿真實訓課程標準的要求，同時也需要新的教學方法來改變這一現狀。

2.2 任務驅動教學法在虛擬仿真實訓教學中的應用

2.2.1 依據任務創(chuàng)設情境，設置競爭激勵

在操作虛擬仿真軟件之前，恰當地導入情境，能夠迅速集中學生的注意，激發(fā)學生的興趣，給學生一個廣闊遐想空間，使學生產生強烈的好奇心和旺盛的求知欲，從而使學生投入積極的學習狀態(tài)。創(chuàng)設情境的主要作用是使學生了解學習任務的必要性與學習任務相關的學習信息，激發(fā)學生的學習興趣，產生學習任務的動機。在激發(fā)起學生的興趣之后，引入激勵機制。例如，以團隊形式組建項目小組，優(yōu)先完成虛擬仿真軟件操作的小組，獲得分數獎勵或者其他嘉獎。

2.2.2 分析學習者特征，建立競爭團隊

任務驅動的競爭模式是典型的合作學習方式。合作學習的基本特征是：積極互賴，直面互動，責任到人，人際技能和小組建設。學習任務由小組團隊成員合作完成，通過組員討論來解決難題。小組成員面對面地交流、討論，在小組中形成合作互助的氣氛。要求成員的個人責任感強。通常將學習能力不同的學生混合編組，同時根據各組員的性格差異、溝通能力、表達能力、動手能力等因素進行合理的安排。[2]合作學習是以各小組在完成任務的過程中，以團隊的總體成績?yōu)橹饕剟钜罁?。因此建立一支成員構成合理，能夠融洽溝通合作的團隊非常重要。每個團隊推舉1位基礎知識扎實、熱情、性格開朗、有責任心的同學來擔當小組長。組長的任務為督促團隊成員完成任務，協(xié)調團隊成員共同解決問題，協(xié)助老師傳達教學任務。

2.2.3 設計教學目標與任務

虛擬仿真軟件中包含許多操作任務，每一個任務都應該明確地進行分解，務必讓學生知曉詳細的操作任務。學生接受任務后，教師先不講解，讓學生以團隊形式討論分析任務，思考在完成任務的過程中將會遇到哪些需要解決的問題，讓學生自己發(fā)現問題。在教師的引導下，經過積極思考把問題提出來，這就調動了學生主動求知的欲望。此時由教師向學生提供解決該問題的有關線索，指導完成任務的方法。倡導學生之間的討論和交流，通過不同觀點交流，加深每個學生對解決當前問題的思考。實操任務是任務驅動的核心，教師應為學生提供充分的理論學習和實踐操作條件，引導學生“學中做，做中學”，理論與實際相結合，帶領學生逐步完成任務。

2.2.4 展示交流，評價任務，實施獎勵

學生每完成一項任務，都會獲得一定的成就感。當學生完成虛擬仿真實訓任務時，需要通過對其學習成果進行展示交流，分析點評，對學生的學習情況做出客觀的評價和反饋。評價要從多方面進行，可以采用教師評價、學生自評以及學生之間互評相結合的方法。教師對完成任務的優(yōu)秀團隊進行獎勵，并對他們的方法進行總結和評價，將需要學生掌握的知識點再度提煉出來，提醒學生在今后的學習過程中要熟練運用和掌握。

3 意 義

基于任務驅動的競爭模式實訓教學法，一方面發(fā)揮了任務驅動教學模式有利于培養(yǎng)學生的合作學習、創(chuàng)新精神和自學能力的優(yōu)勢。另一方面，通過團隊之間的競爭，讓學生既看到自身取得的成績，又看到自身的差距，進一步激發(fā)學生主動學習的熱情。在虛擬仿真實訓教學中，教師圍繞教學任務設計出有針對性的實訓任務，制定相應的激勵機制，使學生在教師任務的驅動和激勵下，為完成任務投入更多的精力。在同一教學任務的要求下，將不同層次的學生分配在同一團隊，促進學生個體間的競爭與融合，達到最佳學習效果。從而全面提高虛擬仿真實訓課程的實驗教學質量。將基于任務驅動的競爭模式實訓教學法貫穿于虛擬仿真實訓的全過程，有利于全方位鍛煉和提高學生的綜合能力，為食品專業(yè)虛擬仿真實訓教學發(fā)展做出了有益的探索。該教學方法可以提高學生的自學能力、創(chuàng)新精神和合作意識。

參考文獻：

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第3篇：虛擬仿真實訓范文

關鍵詞：仿真技術；教學質量；實效性

職業(yè)教育的根本目的是為社會培養(yǎng)高素質的技術技能型人才。在深入推進中等職業(yè)教育改革創(chuàng)新的過程中，要正視職業(yè)教育資金有限的現實，充分利用學?，F有資金與設備，大力提升實訓教學質量，把企業(yè)的崗位能力需求作為專業(yè)教學和實訓的內容，提高職業(yè)教育的針對性和適應性，為經濟建設服務。職業(yè)類學?？梢酝ㄟ^應用虛擬仿真技術，較好地實現這一目標。

一、實訓教學使用虛擬仿真技術的必要性

要真正做到使職業(yè)學校培養(yǎng)的學生與企業(yè)需求零距離，就必須改革人才培養(yǎng)方案，教學內容要貼近企業(yè)崗位需求，加大實訓時間，且實訓內容要模擬企業(yè)工作過程。但是目前職業(yè)學校在加大實訓時間和模擬工作過程方面存在很大的困難，原因在于：（1）近幾年職校規(guī)模不斷擴大，特別是制造加工類專業(yè)在校生比例更高，而加工制造類專業(yè)的實訓設備一般價格比較昂貴，以職校的財力是無法保證購置滿足實訓需求的設備數量的。（2）制造類設備一般比較龐大，所以要求的場地也很大，職校要建立完善的實訓基地也存在困難。（3）加工制造類科技發(fā)展很快，現使用的專業(yè)教材相對略顯滯后，各職業(yè)學校添置的實訓設備也不可能經常性地升級更換，所以從教材內容到實訓設備都無法一直保持和技術發(fā)展相適應。（4）目前職校的專業(yè)教師大多沒有經歷過企業(yè)生產一線的工作實踐，所以無法接觸到企業(yè)的實際工業(yè)案例，更別說引入到學校的專業(yè)教學中，所以學生在校內實訓的內容往往是基礎性的或者是由設備限定的。（5）加工制造類的實訓設備一般功率較大，校內實訓耗電大、材料損耗大、設備維護費用高等，所以學校的實訓經費壓力也較大。（6）有些專業(yè)課程技術性較強，許多知識看不見、摸不著，傳統(tǒng)的教學方法以講解、做題、畫圖、演示性實驗等為主，學生接受起來有一定的難度，學生需要通過生產性的實訓來掌握技能、獲得知識。

為了能有效地解決以上問題，學校可以在機械、機電專業(yè)等工科類專業(yè)實訓過程中，充分應用虛擬仿真技術，來提升實訓質量，借助各種虛擬軟件、仿真設備，將抽象的過程形象化。如，張家港某職業(yè)學校近年來添置了上海宇龍數控仿真軟件、美國PTC參數技術公司的Pro/engineer（普魯易）三維建模設計軟件、電工電子類PCV印刷電路板設計軟件等虛擬仿真教學軟件，充分利用虛擬軟件易學易用、有強大的交互能力等特點，提高教學效率。同時，還與上海厚載智能科技有限公司校企共建（西馬特）數控車仿真理實一體化實訓室；與美國參數技術（上海）軟件有限公司、南京培杉軟件科技有限公司共建數字化設計與制造校內實訓基地等，將仿真教學穿插于技能實訓教學過程中，來提高學生的動手能力，實現校內實訓教學與企業(yè)崗位對接的零距離，使學生進入崗位后能很快適應企業(yè)生產需要，實現人才培養(yǎng)的新突破。

二、實訓教學使用虛擬仿真技術的實用性

在技能訓練和教學活動中廣泛應用虛擬軟件和仿真實訓設備，在一定程度上彌補了技能實訓設施設備不足的欠缺。各學校都非常重視實訓設施設備的投入，但相對于實訓教學的需要，仍遠遠不夠，使用虛擬仿真技術替代設施設備進行訓練，待練習到一定程度后再改用生產設備訓練，或者生產設備訓練與仿真訓練交替進行，可以最大限度地加大學生的實訓時間，幫助學生在技能上熟能生巧，同時借助于仿真軟件，可以滿足教學中的個性化需求，實現與企業(yè)實際生產的接軌。

比如，在機電專業(yè)教學與實訓過程中，教師根據銀行自動存取款機的描述及具體要求，利用單片機仿真實訓平臺中的相關模塊及元件，模擬一臺銀行自動存取款機控制器；再如，根據雙色球包裝演示系統(tǒng)的背景描述及其控制裝置的具體要求，借助機電一體化組裝與調試仿真實訓設備，搭建雙色球包裝演示系統(tǒng)，并進行模擬生產；利用電氣安裝仿真實訓設備，教師設計一個工作間電氣安裝工程施工單，學生在仿真設備上模擬施工，完成配電裝置和照明的安排等。再比如，在數控專業(yè)教學過程中，學校借助數控模擬軟件和數控仿真實訓室，首先安排學生利用宇龍數控虛擬軟件進行模擬操作，讓每個學生都有充足的時間來學會編程、操作方法，為下一步的實際操作也做好準備。在此基礎上，安排學生到數控仿真實訓室進行實訓練習，進行理論與實踐的“學做合一”初、中級學習。因為一些數控系列小型機床的操作方法、編程原理與普通型數控機床原理和方法一樣，學生通過對小型數控機床的學習與操作，能很快掌握數控操作要領，從而大大提高了學生的操作水平。同時，在數控仿真實訓室進行實訓的材料可以是鋁棒、塑料件，這大大節(jié)約了實訓的成本，但取得的效果卻和學生在生產大機床上用鋼件實訓的效果是一樣的。經過在數控仿真實訓室實習以后，學生的技能操作水平達到中級水準，然后，再組織學生進入校內實訓車間進行生產性實訓，進一步提高操作技能，達到高級工及以上的技能操作水平。

三、實訓教學使用虛擬仿真技術的實效性

1.借助虛擬軟件和仿真設備，學校減少了資金的投入，充分利用了有限資源，提高了實訓的實效。以往，學校機械專業(yè)學生人數比較多，雖然學校的數控設備也很多，但要使實踐性教學的課時比例達到50%還是有一定的難度。通過虛擬技術和仿真設備的運用，保證了學生有50%以上實踐性教學課時的學習時間。虛擬仿真技術的應用，也可以加快學校教學改革的步伐，便于學校形成“做學教合一”實訓教學改革新模式：學生的實訓過程通過任務的布置（學）―學生的操作（做）―教師的講解（教）―學生的檢驗修改應用―師生總結等環(huán)節(jié)實施，學生在學習專業(yè)基礎理論知識的同時又可以進行技能操作訓練，有效地避免了理論學習內容與實訓教學內容兩張皮的現象。

2.虛擬仿真技術在教學中的運用，調動了學生的學習積極性，提高了學生的技能水平。學生真正學到技能，畢業(yè)生成為企業(yè)的搶手貨，受到用人單位的歡迎。

3.虛擬仿真技術在教學中的運用，促進了教師隊伍的快速成長。比如，通過與企業(yè)合作開發(fā)虛擬仿真軟件，可以提升教師的專業(yè)水平和實踐水平。

隨著科學技術的不斷發(fā)展，有著沉浸性、交互性和構想性的虛擬仿真技術帶來了教學改革發(fā)展的新革命，讓我們在實訓教學過程中實現了教學內容的變革，教學方式的創(chuàng)新，教學質量的提升。我們相信，虛擬仿真技術會讓我們獲得更多發(fā)展，獲得更大的超越！讓我們充分享受這一革命帶來的變化吧！

第4篇：虛擬仿真實訓范文

關鍵詞：虛擬仿真 飛機 維修 實訓教學

虛擬仿真技術是一個虛擬環(huán)境，它包括軟件、計算機硬件和各類傳感器，能夠對各種環(huán)境和實物進行高度模擬，當人們進入該環(huán)境并與其進行交互時，可產生“身臨其境”的感覺。

教育部從2008年起，頒發(fā)的一系列文件清晰指出職業(yè)教育要“大力推動仿真、多媒體課件等數字化教學資源開發(fā)”，“重點解決常規(guī)的教學手段技術、設施設備難以實現的實習實訓問題，主要為了滿足有急切需求并覆蓋范圍廣的虛擬仿真實踐教學的需求，表明了職業(yè)技術教育的實訓教學方向是利用虛擬仿真技術進行深入開展。

一、虛擬仿真在職業(yè)教育實踐教學中的應用現狀

目前，很多職業(yè)教育的實訓教學中都應用了虛擬仿真技術：

（一）旅游課程的實訓教學

由于實習資源有限、現場教學成本高等問題，很大程度上制約了旅游專業(yè)的教學發(fā)展。而利用虛擬仿真技術，能夠開發(fā)出各個旅游景區(qū)的虛擬場景，開發(fā)多條路線。這樣教師只需在教室就能完成全國各地的景點講解，學生也可隨時進行各景點的虛擬講解練習，大大提高了教學效果，省去了實地教學的麻煩。

（二）醫(yī)學課程的實訓教學

作為一個實踐性很強的專業(yè)，學生的實際動手在整個教學過程中重要性不言而喻。而利用虛擬仿真技術，正好能夠讓學生模擬完成一些外科手術和解剖等練習，完成課程內容的學習；還可調動學生的學習興趣，將抽象的內容具體化、形象化，給學生留下深刻印象，也給教師提供了方便，大大提高了教學質量。

（三）工科課程的實訓教學

在汽車、模具、水利水電等專業(yè)的實訓教學中，通過虛擬仿真技術，建立與實物一致的三維模型，從而實現產品、設備的立體展示，觀察其內部結構；還可模擬實際的工作流程，模擬工作工況下工作情況。

雖然虛擬仿真在職業(yè)教育的實訓教學中已經廣泛應用，但在民航院校的飛機系統(tǒng)實訓課程的教學中應用很少，因此開展基于虛擬仿真的民航職業(yè)院校實踐教學培訓系統(tǒng)，對于提高學生的技能，提升學校的教學水平和競爭力有很大的意義。

二、民航職業(yè)院校實訓教學中的弊端

（一）教學內容與教學設備比較落后，不能緊跟民航機務維修發(fā)展的步伐

由于航空器材價格昂貴、技術更新也比較快，各民航高職院校受制于資金、場地等原因，不能購置成套的在役航空器提供給實訓教學。只能使用一些退役的機型進行教學，例如三叉、運7等。由于實訓設備的落后，實訓內容也往往跟不上行業(yè)的發(fā)展，甚至遠遠滯后于實際工作。鑒于實訓設備與實訓內容的落后，學生在學校所學到的技能與實際工作有很大的差異，學生上崗后并不能立馬上手，而是感覺學非所用。

（二）教學手段單一

機務維修實訓課的教學主要是通過老師現場講解，學生練習的形式進行的，是一種學徒制的教學方式。這種方法有一定的優(yōu)點，但也存在一些弊端。例如，教師在現場很難直觀形象地將系統(tǒng)的結構、原理講解清楚，而且這種教學方法也會隨著教師所面對學生人數的增加而大打折扣。因此我們還需要其他合理的輔助教學方式，才能保證授課質量。

（三）工位有限

由于院校的實踐教學設備不足，實踐教學中經常出現“僧多粥少”的情況，從而導致學生排隊等候的情況，降低學習效率。

（四）實訓教學的學時不足

目前，機務高職教育普遍存在理論與實踐教學失衡的現象，很多高職院校都偏重理論課的教學，實訓課程的學時往往較少。有些機務高職院校的人才培養(yǎng)方案中，整個實訓教學所占的比重還達不到1/3，遠不能滿足實訓教學的需要。這與高職教育培養(yǎng)技能型、實踐型人才的目標相矛盾。相比西方職業(yè)教育發(fā)達的國家，實訓課程能占整個教學任務的一半，甚至還超過理論課時，我們的實訓教學量還很不足。因此在現有情況下應想辦法延長實訓教學的時間和空間，提升學生課堂實訓的效率。

三、虛擬仿真在飛機維修實訓教學中的具體應用

以《飛機起落架系統(tǒng)實訓》課程為例，虛擬仿真在課程中的應用包括以下幾方面：

（一）課程內容方面

根據課程的實訓內容，設置737機輪拆裝、737剎車裝置拆裝、737輪胎分解和737剎車組件分解等實訓項目，學生可完成每個項目的虛擬拆裝練習，掌握737起落架的具體結構及每一步的拆裝要領。為學生將來的工作打下堅實的基礎。

（二）課程安排方面

實訓不再局限于課堂內完成，現有的實訓練習只能在固定的時間和固定的場所，處于安全的考慮，課前課后一般都不允許學生自己進去實訓場所自己練習。利用虛擬仿真平臺學生可在課前預習，對拆裝的結構及步驟有比較清晰的了解，能提升課堂內的學習效率，課后還可進行鞏固練習，學生可不斷反復練習，直到完全掌握實訓內容。

（三）利用虛擬仿真平臺進行實訓考核

當前，飛機系統(tǒng)實訓課程的考核缺少一個比較好的方式?？衫锰摂M維修平臺設置考核模塊，學生在虛擬仿真平臺上進行虛擬拆裝，并完成相關的問題，系統(tǒng)記錄學生的考試情況，并將結果反饋給教師，作為整個課程部分考核成績。該考核方法能比較客觀反應學生對拆裝步驟的掌握情況，并檢驗學生對拆裝過程中涉及的理論是否掌握，這種方式可與目前的考核辦法結合，從而更加全面、客觀地對學生做出評價。

四、虛擬仿真技術在飛機實訓教學中的意義

將虛擬仿真技術應用機維修實訓課程的教學中，能讓學生增加新的學習途徑，多方位進行學習，對于職業(yè)院校和學生本人都有較大的益處：

（一）提高效率

虛擬仿真拆裝雖然不能代替真實的實物拆裝練習，但它能夠讓學生進去實物拆裝前對整個實物的結構、拆裝流程、注意事項等都有比較全面的認識，這樣學生再進入實物操作后能做到胸有成竹，這大大提高了課堂上教學的效率，學生花更少的時間便能掌握實訓內容。

（二）降低損耗

實踐教學過程中，造成設備損壞主要有兩種情況，一是學生的操作失誤造成的非正常損壞；二是反復拆裝練習產生的正常損耗?，F有的實訓方式，學生進行實訓前往往并不清楚拆裝的要點和注意事項，易造成結構的損壞。而且為了更好地掌握實訓內容，學生需要反復練習，加劇設備和耗材的使用，帶來較大的損耗。而利用虛擬仿真學生可先在虛擬平臺上反復練習，縮短實物練習的時間，易不容易造成實物的損壞。

（三）增加安全可靠性

學生在使用虛擬實訓系統(tǒng)出現誤操作時，不會造成設備和人身的傷害，不存在資源的浪費。通過虛擬實訓后，學生可以很好地掌握各項目的操作流程及所包含的原理，日后上崗將應對自如。

（四）考評結合，提升教學效果

利用虛擬實訓平臺可以完成對學生進行考核，每個學生在平臺上單獨完成項目的虛擬拆裝，并回答相關的理論知識。平臺能比較客觀反應學生對拆裝步驟的掌握情況，并檢驗學生對拆裝過程中涉及的理論是否掌握，這對于提升教學質量有很大的幫助。

五、結語

現有的飛機維修實訓教學完全依賴實物，造成了實訓教學中存在較多的弊端，虛擬仿真技術的引入，它能較好地改善現有的實訓教學，提高民航類職業(yè)院校的教學質量和行業(yè)競爭力，為民航類院校的實訓教學改革提供了一個方向。

參考文獻：

[1]教育部.關于進一步深化中等職業(yè)教育教學改革的若干意見.教職成[2008]8號.

[2]王海，李波.虛擬仿真技術在職業(yè)教育實踐性教學環(huán)節(jié)中的應用[J].中國職業(yè)技術教育，2011，（14）.

[3]馮銘.高職“機務維修”專業(yè)實訓教學存在的問題及對策[J].西安航空技術高等?？茖W校學報，2006，（03）.

第5篇：虛擬仿真實訓范文

關鍵詞：運行支撐框架組件；虛擬維修訓練；云仿真； 云計算

0 引言

虛擬維修訓練仿真以其經濟、安全和不受天氣場地限制[1]等優(yōu)點，已成為提高裝備維修訓練水平和保障能力的重要手段。高層體系結構（High Level Architecture，HLA）是美國國防部于1996年提出的新一代分布式仿真框架，它針對現有仿真技術的不足，通過運行時間支撐框架（Run Time Infrastructure，RTI）軟件管理各仿真應用，提供較好的重用性和互操作性，以保證不同類型的仿真應用能夠協(xié)調工作，完成復雜的仿真。目前，現有基于HLA/RTI的大型復雜裝備分布式虛擬維修訓練仿真系統(tǒng)受自身局限性制約，仿真任務和仿真設備耦合緊密，系統(tǒng)仿真效率低下，維護困難；另外，仿真資源僅限于小范圍的共享，利用率不高。如何突破系統(tǒng)開放性、靈活性、使用性等制約，豐富虛擬維修訓練仿真技術內涵與應用模式，促進大范圍仿真資源共享和協(xié)同互操作，拓展分布式仿真的范圍和層次，滿足多樣化的仿真訓練需求，是亟須解決的問題。

當前興起的云計算[2]技術使用相對集中的計算資源為各種應用提供服務，它充分利用網絡和計算機技術實現大范圍的資源共享和服務，能夠極大提高資源利用效率，擴展仿真應用范圍，是解決裝備分布式虛擬維修訓練仿真所面臨問題的有效途徑之一。

將云計算應用于仿真領域，2009年李伯虎院士[3]提出了“云仿真”的概念并介紹了需要解決的關鍵技術，為云計算與虛擬現實仿真的結合指出了可行路徑。杜瑾[4]在分析現階段我軍訓練模擬仿真系統(tǒng)不足之處基礎上，將云計算理念融入到訓練模擬仿真系統(tǒng)之中，提出了一種新的訓練模擬云仿真平臺的體系結構，對構建軍事訓練云仿真平臺的必要性和可行性進行了有益的探索。張雅彬等[5-6]研究了基于虛擬化技術的云仿真運行環(huán)境動態(tài)構建技術和云仿真資源遷移技術，并論證了各項技術的可行性和有效性。華翔等[7]和楊晨等[8]分別在可視化仿真和云制造領域引入云仿真思想，提出了可視化仿真的私有云框架和面向云制造的云仿真支撐框架，并對相關技術進行了研究。高武奇等[9]針對現有 HLA 仿真資源難以與 Internet 共享使用的問題，提出了一種基于 HLA Evolved 的云仿真體系結構和框架實現方案，并通過云仿真測試實驗，證明了基于 HLA Evolved 的云仿真設計方法可行、有效。以上研究思路和內容為開展面向裝備虛擬維修訓練領域的云仿真研究打下了良好的基礎。本文在云仿真思想的指導下，結合虛擬維修訓練仿真特點，研究了裝備分布式維修訓練領域云仿真平臺構建關鍵技術，包括交互模式、平臺框架、基于云端的分布式交互仿真支撐、可視化仿真、多任務負載平衡策略和分布式存儲等。

1 裝備維修訓練云仿真內涵

虛擬維修訓練云仿真平臺以裝備虛擬維修訓練應用需求為背景，以云計算及云仿真理念和技術為指導，綜合應用虛擬現實和虛擬維修領域的建模仿真等相關技術，實現系統(tǒng)中各類資源安全地按需共享與重用、多用戶按需協(xié)同互操作以及系統(tǒng)動態(tài)優(yōu)化調度運行，進而支持虛擬維修訓練系統(tǒng)的分布式開發(fā)與裝備分布式協(xié)同維修和操作訓練，是裝備虛擬維修訓練領域的仿真資源云計算模式共享平臺。具體包括以下功能：1）支持各種軟硬件資源，如CPU、內存、帶寬、存儲、操作系統(tǒng)、仿真軟件等的共享與重用；2）提供類似于MFC的訓練仿真系統(tǒng)基礎框架，同時封裝仿真功能模塊以服務方式提供，用戶可定制基礎框架并使用仿真功能模塊服務進行仿真系統(tǒng)的個性化構建，從而提高虛擬維修訓練仿真系統(tǒng)的開發(fā)效率；3）構建基于Web的RTI服務，實現廣域網條件下的仿真互操作，支持裝備大范圍分布式維修訓練仿真。

虛擬維修訓練云仿真平臺的基本思想是將分散的武器裝備訓練資源、仿真資源等集中到一個或多個中心，對各種資源進行服務化封裝，向網絡終端提供服務并監(jiān)控、調度其運行狀態(tài)。受當前互聯(lián)網傳輸速度和信息安全等制約，虛擬維修訓練云仿真平臺初步采用基于廣域網的私有云仿真網絡架構。根據仿真資源功能的不同，仿真中心的服務大體可分為訓練服務和開發(fā)服務兩類，前者提供武器裝備的維修訓練仿真，后者則提供開發(fā)環(huán)境用于虛擬維修訓練系統(tǒng)的在線開發(fā)和測試。仿真平臺的應用模式如圖1所示。

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圖1 虛擬維修訓練云仿真應用模式

云仿真的終端用戶可以是單個節(jié)點，也可以是局域網集群節(jié)點，通過廣域網絡與云仿真中心進行交互，同時，客戶端可以是瘦客戶端，配備顯卡等基本顯示部件和交互設備，不需要高性能的處理和存儲能力，就可以基于云仿真平臺實現復雜裝備的虛擬維修訓練與開發(fā)。

2 虛擬維修訓練云仿真體系結構

虛擬維修訓練云仿真是一種面向服務的裝備維修訓練仿真平臺，具有層次化的體系結構，如圖2所示。

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圖2 虛擬維修訓練云仿真框架

該體系結構包括五層：基礎資源層、資源管理層、分布式交互支撐層、仿真平臺層和應用管理層，同時構建完備的信息安全保障體系，確保軍事信息及數據的安全傳輸和使用。

基礎資源層

包括計算機、存儲器、網絡設備等，采用虛擬化技術，對若干物理資源進行抽象，根據用戶的需求進行動態(tài)分配，實現內部流程自動化和資源管理優(yōu)化，從而向外部提供動態(tài)、靈活的基礎設施層服務。虛擬化技術分為服務器虛擬化技術和桌面虛擬化技術?；赬en 的虛擬機（Virtual Machine，VM）可通過LibVirt 進行管理[10]，LibVirt 支持對包括Xen、KVM、QEMU在內的多種VM的管理。VMware 提供 VIX API（Vix）對 VMware Workstation 上運行的 VM進行管理[11]，Vix 簡單易用，可以在腳本或應用程序中調用。為滿足不同用戶對虛擬化效果的不同要求，本文以 Xen+LibVirt 為基礎實現服務器虛擬化，同時以VMware Workstation+Vix為用戶提供較高質量的桌面虛擬化環(huán)境。

資源管理層

負責對對虛擬化的基礎資源進行動態(tài)監(jiān)控，對云仿真平臺的資源進行管理，并對眾多應用任務進行調度，確保資源的合理分配，使資源能夠高效、安全地為仿真應用提供服務。

分布式交互支撐層

為廣域網條件下的裝備協(xié)同仿真提供功能支撐，是云仿真平臺構建分布式虛擬環(huán)境并在其中進行自然交互的基礎。通過設計分布式的體系結構，能夠更好地滿足仿真過程中多個用戶之間的協(xié)同互操作。而傳統(tǒng)HLA/RTI的分布式架構不具備跨平臺功能，難以全面支持面向網絡的分布式交互，無法滿足云仿真模式對分布交互的需求?；贖LA最新標準HLA Evolved建立面向Web服務的分布式仿真環(huán)境以支持協(xié)同交互和仿真互操作，該仿真支撐框架與原有 HLA1.3 和 HLA1516 聯(lián)邦仿真兼容，保證基于pRTI、MAKRTI的聯(lián)邦仿真可以通過局域網實現仿真，同時通過Web組件與云仿真中心端進行交互，能夠滿足“云中心—訓練終端”和“訓練終端—云中心—訓練終端”的交互模式。

仿真平臺層 仿真平臺層提供虛擬維修系統(tǒng)開發(fā)和訓練功能支撐，其主要具有以下功能：1）提供并維護虛擬維修訓練所需的模型和軟件等仿真資源，包括可定制的仿真基礎框架、分布式虛擬場景模塊和通用維修工具等仿真資源服務，這些仿真資源用以快速構建虛擬維修訓練仿真環(huán)境，同時還支持自主建模，模型資源上傳開發(fā)等應用；2）在計算資源彈性可伸縮的基礎上，提供場景繪制、碰撞檢測等分布式算法服務模塊，在資源虛擬化基礎上通過分布式仿真算法提高仿真解算效率，從而為基于云仿真平臺開發(fā)和運行的虛擬維修訓練系統(tǒng)提供更高的實時性和更逼真的仿真效果。

應用管理層 為用戶提供交互界面和服務選項，以直觀的形式提供仿真服務，包括虛擬維修系統(tǒng)開發(fā)服務、訓練服務，協(xié)同訓練和開發(fā)服務等。使用網頁瀏覽器進入門戶，獲得登錄使用仿真任務開發(fā)和訓練權限，用戶就可以按其所需，通過相應仿真應用軟件和平臺工具獲取需要的建模仿真服務。

信息安全保障體系采用各種有效措施，保證平臺運行全過程的裝備資源和用戶數據等信息安全。

3 分布式虛擬維修訓練云仿真關鍵技術

3.1 RTI平臺服務化

3.1.1 分布式交互支撐RTI層次化框架

云仿真平臺要求HLA/RTI要以服務的形式部署在云端，提供給用戶使用。當前的解決方案是使用 Web 服務技術對 RTI 進行不完全擴展，使其滿足云仿真平臺分布式交互支撐的需求。文獻[12]中討論使用 Web 服務 API 對 HLA 進行擴展，并提出Web 服務RTI組件（Web Service Provider RTI Component，WSPRC）的概念。

面向Web服務的云仿真平臺分布式交互支撐RTI層次化框架如圖3所示。中心服務器管理和服務的對象是RTI，仿真過程中，它接受各個RTI的相關協(xié)調服務請求，并向單獨的或所有的RTI發(fā)送服務請求的處理結果，具體功能如下：協(xié)同動態(tài)負載均衡調度；管理需要全局協(xié)調管理的服務；與各個RTI之間進行通信，將全局數據和服務的處理結果分發(fā)給各個RTI。負載均衡系統(tǒng)負責在RTI服務申請用戶負載過大時將客戶端的任務請求分發(fā)到不同的服務器，以達到資源的優(yōu)化利用和快速反饋，從而增強云仿真平臺分布式交互支撐的穩(wěn)定性與伸縮性。CRC是中心 RTI 組件，進行集中式協(xié)調操作。Web服務API聯(lián)邦成員通過Internet連接到WSPRC，創(chuàng)建聯(lián)邦或加入已有可用聯(lián)邦。 LRC是本地 RTI 組件，支持C++、Java等聯(lián)邦成員。

3.1.2 仿真交互過程及邦員設計

WSPRC 位于云服務器端，提供了一個或多個端口，端口指向聯(lián)邦成員，眾多基于Web Services 開發(fā)的聯(lián)邦成員可以連接到同一個WSPRC，就像多個網頁瀏覽器可能會連接到相同的Web服務器。WSPRC采用會話（sesion）來維護成員的狀態(tài)， 當一個 Web 服務成員通過一個指向 WSPRC 的 URL加邦時，WSPRC則為其創(chuàng)建并維護一個HTTP會話，以后 Web 聯(lián)邦成員的訪問都在此會話中進行，當 Web 聯(lián)邦成員退出聯(lián)邦執(zhí)行時，會話被服務器銷毀。當網絡或者某一成員出現故障導致連接斷開時，WSPRC會把該成員的會話保持一段時間，如果在允許的時間范圍內恢復連接，則仿真應用繼續(xù)運行；同時，WSPRC 會周期性地檢查所有會話，并自動終止超時的會話，釋放其占用的內存。

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圖3 分布式交互支撐RTI層次化結構

在一個聯(lián)邦中，為降低單個WSPRC的負載，可以使用多個WSPRC。受傳入和傳出更新率的限制，每個 WSPRC 最多只能連接5到10個聯(lián)邦成員[9]。運行過程中，Web聯(lián)邦成員利用中心節(jié)點提供的 RTI 服務實現客戶端的服務請求，完成仿真過程中的交互。如圖4所示。

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圖4 基于WSPRC的仿真交互過程

同一個聯(lián)邦中聯(lián)邦成員可以使用不同開發(fā)語言API，某個特定的聯(lián)邦成員使用哪個API對聯(lián)邦和聯(lián)邦成員是透明的。HLA Web 服務 API 是用 Web 服務描述語言描述的。它是對服務的精確描述而不是一個實際的編程 API，也稱為WSDL API。支持直接將函數聲明轉化為WSDL的工具軟件有很多，有IBM、Microsoft、Sun這樣的公司提供的商業(yè)版工具，以及Apache Axis等開源社區(qū)提供的免費版工具。

3.2 分布式交互仿真訓練過程監(jiān)控

在云仿真過程中，需要對訓練和開發(fā)的過程進行實時監(jiān)控，監(jiān)視仿真中各成員的狀態(tài)信息，控制仿真的進度，確保仿真的正確運行。云仿真平臺提供仿真聯(lián)邦監(jiān)控工具實現以上需求。仿真監(jiān)控工具以仿真聯(lián)邦成員的角色加入一個仿真聯(lián)邦，成為監(jiān)控聯(lián)邦成員。監(jiān)控聯(lián)邦成員承擔維修訓練仿真教練機的角色，對聯(lián)邦仿真過程進行監(jiān)控，監(jiān)控聯(lián)邦成員也可以由某個聯(lián)邦成員擔任，賦予其聯(lián)邦監(jiān)控職能。監(jiān)控聯(lián)邦成員采集仿真聯(lián)邦成員實時狀態(tài)信息，上傳并存儲于云端數據庫，各個聯(lián)邦成員可以訂購對其他成員感興趣的信息，隨時查看其他成員的實時狀態(tài)。

監(jiān)控聯(lián)邦成員采集的監(jiān)控數據包括管理對象模型（Management Object Model，MOM）信息，以及仿真過程中聯(lián)邦成員通過服務化的RTI發(fā)生的交互數據信息。MOM信息包括聯(lián)邦成員名稱、句柄、類型等靜態(tài)信息，成員更新/反射數據量、發(fā)送/接收交互次數等動態(tài)信息以及時間管理狀態(tài)、前瞻量、邏輯時間等與仿真有關的時間信息，仿真成員間的交互數據信息包括成員/訂購的信息，與仿真模型以及自身狀態(tài)等有關的各類信息。

在管理對象模型中提供了詳細的聯(lián)邦和聯(lián)邦成員的信息，可以通過訂購管理對象模型對象類各個子類的屬性來實現對聯(lián)邦和聯(lián)邦成員情況的監(jiān)視。對對象類屬性的訂購遵循 HLA 的訂購機制， RTI 對管理對象模型對象類屬性值更新后，總控聯(lián)邦成員反射其更新值并完成相應的操作。下面以訂購聯(lián)邦成員的 ID 號為例說明訂購和反射的實現：

3.3 聯(lián)邦成員動態(tài)遷移

云仿真中的聯(lián)邦成員動態(tài)遷移，是指在基于云端RTI進行分布交互的仿真系統(tǒng)運行期間，遠程WSDL聯(lián)邦成員對應的實例由一個WSPRC遷移到另一個WSPRC，或者由一個會話遷移到另一個會話保持的過程。

聯(lián)邦成員終端基于WSPRC組件與中心RTI 進行分布交互，遠程聯(lián)邦成員只負責與RTI 進行數據交互，本身無任何仿真邏輯，其狀態(tài)信息主要是與HLA 相關的狀態(tài)，如仿真時間、公布/訂購內容、對象類實例情況等。遠程聯(lián)邦成員實例的遷移，關鍵是實現狀態(tài)信息的中斷、保存和遷移。

當某遠程聯(lián)邦成員需要遷移時，首先通知對應終端，終端收到通知后，在指定的WSPRC上創(chuàng)建與遠程WSDL邦員的新連接。此時云端存在兩個WSPRC分別維護同一個遠程邦員的兩個通信連接，相當于遠程WSDL邦員在云端存在兩個邦員。新的WSPRC完成與原WSPRC同樣的公布/訂購，獲取仿真狀態(tài)信息和維護的對象類實例所有權，并恢復到當前的狀態(tài)。WSDL遠程邦員在放棄原WSPRC維護的對象類實例所有權后，斷開與原WSPRC的通信連接。完成上述操作后，新的WSPRC通知終端，校準與WSDL遠程邦員的時間關系，最終完成遷移。遷移過程如圖5所示。

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圖5 聯(lián)邦成員動態(tài)遷移過程

3.4 云仿真模式下的負載平衡

虛擬維修訓練云仿真平臺支持大量用戶的仿真運行，眾多的仿真實體分布在不同的節(jié)點，隨著仿真的進行，各個節(jié)點上的負載會發(fā)生改變，出現個別節(jié)點的負載比其他一些節(jié)點的負載要多很多的情況，即節(jié)點負載不平衡。負載的失衡會使整個系統(tǒng)的運行效率下降和容錯性能下降，并有可能對仿真運行結果產生不良影響。設計負載均衡器對平臺節(jié)點性能進行動態(tài)調整和維護，對仿真任務進行動態(tài)平衡，體系結構如圖6所示。

函數 F（L1，L2，E，λ）表明了在超載、輕載和負載適中三種情況下E與L1，L2之間的關系。函數中 λ（λ

在實際應用中，各個仿真節(jié)點具有基本相同的處理性能，可假設P值相同。采用最小連接的動態(tài)調度算法實現對靜態(tài)負載進行節(jié)點的監(jiān)控、邦員調度等，具體描述如下。

1）調度器記錄各個服務器已建立連接的活躍節(jié)點數目，預估服務器的負載情況；

2）當一個請求被調度到某臺服務器，其連接數加1；

3）當連接中止或超時，其連接數減1；

4）根據調度器記錄得出此時連接數最小的服務器，將新的連接請求分配到當前連接數最小的服務器。

通過上述方式，把負載變化大的請求分布平滑到各個仿真節(jié)點上，從而提高節(jié)點利用率和保持仿真運行中負載的有效平衡。負載動態(tài)平衡前后的虛擬服務器利用情況如圖7所示。未使用負載均衡時，1號和2號虛擬服務器節(jié)點利用率分別為95%和92%，處于超載狀態(tài)，而3號虛擬服務器利用率僅有10%，利用率不足，屬于輕載狀態(tài)，負載嚴重不均衡。當仿真任務經由負載均衡器采用動態(tài)調度算法進行合適分發(fā)后，3臺虛擬服務器節(jié)點的使用率分別約為70%，67%和60%，起到了平衡負載的效果。如圖7所示。

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圖7 動態(tài)負載平衡

3.5 仿真平臺層可視化仿真

可視化仿真技術是實現仿真結果實時可視化的核心技術，為使用者提供2D/3D的仿真可視化服務。可視化仿真主要完成三維實體模型的渲染、驅動。這些模型可以劃分為靜態(tài)實體模型和動態(tài)實體模型。靜態(tài)實體模型指地面上一些文化特征，如建筑物、樹木等；動態(tài)實體模型是指各種仿真實體模型，如車輛、機械系統(tǒng)等。

云仿真可視化門戶采用B/S多層體系結構，分為功能驅動層、應用支撐中間件層、資源服務中間件層和可視化資源層。其中功能驅動層提供地形導入、動態(tài)場景更新、導彈動力學可視化等視景仿真功能模塊；應用支撐中間件層提供視景仿真程序開發(fā)包，支持仿真可視化應用的快速開發(fā)；資源服務中間件層提供可視化資源查找、動態(tài)調度、可視化服務的封裝和調用等基本功能操作；可視化資源層主要包括虛擬場景地形、虛擬樣機幾何模型等可視化模型資源。

即使在云仿真平臺下，圖形生成的真實性和實時性事實上也是突出的矛盾，圖形越真實，則描述它所需數據量越大，計算處理的時間就會相應增長，從而影響圖形生成的實時性。在保證虛擬環(huán)境的真實感的基礎上，現有圖像簡化等技術（動態(tài)或靜態(tài)層次細節(jié)、消隱技術、虛擬全景空間技術等） 仍可以運用于云仿真平臺，以提高場景繪制速度和虛擬仿真實時性。

3.6 仿真數據分布式存儲

數據的存儲和操作也以服務的形式提供，分布式存儲要求存儲資源能夠被抽象表示和統(tǒng)一管理，并且能夠保證數據讀寫操作的安全性、可靠性、使用性。Cassandra是一套高度可擴展、最終一致、分布式的結構化鍵值存儲系統(tǒng)，它結合了Dynamo的分布技術和Google的Bigtable數據模型，能夠滿足海量數據存儲的要求，解決了應用與關系數據庫模型之間存在的非依賴關系。

Cassandra的存儲機制[13]如圖8所示。三個列族的Key值先記錄在Commitlog中，Commitlog則保存在獨立的磁盤上。和Bigtable一樣，Cassandra的日志內容也同樣需要按照鍵值進行序列化，然后將數據分別寫入到三個CF所對應的Memtable中。Memtable滿足一定條件后批量刷新到磁盤，存儲在SSTable的塊上并設置保存塊位置信息的索引（Index），Index保存的是每個Key在數據文件中的偏移位置。當查找時，將Index加載到內存中，定位Key所屬的塊，從而實現快速查找。

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圖8 Cassandra的存儲機制

4 應用實例

綜合運用云計算、虛擬化、虛擬現實仿真等技術初步構建網絡化仿真平臺，進行某型裝備虛擬維修系統(tǒng)的開發(fā)和訓練。該平臺包括網上開發(fā)和訓練集群、Web服務器和存儲服務器等，這些共同構成了仿真平臺的基礎設施。網上開發(fā)集群提供底層硬件資源、平臺和軟件的虛擬現實開發(fā)支撐服務；網上訓練集群為基于中心展開的裝備模擬訓練提供各種虛擬維修訓練支撐服務，包括虛擬維修訓練、RTI Web 服務和HLA 聯(lián)邦管理服務等。項目開發(fā)人員可利用其中的 M&S 軟件進行系統(tǒng)的開發(fā)；組織者可以統(tǒng)一管理開發(fā)資源，控制開發(fā)進程。網絡化服務的資源使用方式避免了為每個項目單獨配發(fā)硬件和軟件工具環(huán)境，提高了資源的利用率，同時訓練人員可以通過虛擬維修訓練服務進行裝備的協(xié)同仿真訓練。某型裝備的網上虛擬維修訓練仿真過程如圖9所示。

第6篇：虛擬仿真實訓范文

關鍵詞：中職；工業(yè)分析與檢驗專業(yè)；虛實結合；實驗實訓課程；教學模式TM0-4；G642.4

職業(yè)教育的目標是培養(yǎng)具有高超的技能水平，符合企業(yè)崗位工作標準的，適應企業(yè)崗位工作性質的的技術應用型人才和高技能型人才。近些年，隨著我國行業(yè)產業(yè)的轉型升級，對職業(yè)教育提出了新的要求和挑戰(zhàn)，《教育部關于以就業(yè)為導向深化職業(yè)教育改革的若干意見》明確指出職業(yè)教育要培養(yǎng)面向生產、建設、服務、管理第一線需要的、具有良好職業(yè)道德的高技能人才。這就要求學生畢業(yè)時不但要掌握一定的相關專業(yè)的基礎理論知識，還要具備能夠勝任相關崗位的生產操作技能，從而實現全面發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展。

一、實訓教學模式改革的背景及必要性

傳統(tǒng)的實訓教學中，學生在進入實物實驗室之前，頭腦中只有抽象的理論知識，缺乏感性認識，造成理論和實際的脫節(jié)，進入實驗室后感到無從下手，操作不熟練、效率低，以教師為主體的課堂不能發(fā)揮學生學習的主動性，學生缺乏學習的興趣與動力，缺乏主動性和創(chuàng)新意識，不能很好地融入課堂之中，導致實訓教學效果不理想；同時，傳統(tǒng)的先理論后實踐的教學模式使教學銜接不連貫，很多學生已將實踐教學前所學理論知識遺忘，這種情況下還要花一定的時間復習理論知識然后再進行實踐，不僅造成教學資源浪費，同時也降低教學效率，對學生而言這種先理論后實踐，先學后做，也容易出現學、做脫節(jié)，既對及時、有效地消化所學的知識和技術要點不利，也對增強實踐效果和整體的學習效果不利，難以實現“以能力為本位”的職業(yè)教育教學目標。

近年來，很多中職院校積極開展校企合作、工學結合的人才培養(yǎng)模式改革和專業(yè)課程改革，基于工作課程開發(fā)了大量的理實一體化的專業(yè)核心課程。但是，中職學生的理論基礎普遍差些，一些大型儀器設備精密、昂貴，導致實訓教學經常是人多機少，單純的通過教師的操作演示講解，大部分學生很難明確技能操作要點，學生很難有機會獨立的、反復的進行一些儀器設備的實際操作演練，學生技能水平得不到顯著地提升，從而導致學生的技能水平很難滿足企業(yè)崗位人才的需求。學生動手能力強、操作技能強，是中職學生區(qū)別于其他院校學生的根本特點，傳統(tǒng)的教學模式已難以滿足新時期的人才培養(yǎng)目標，這就迫切要求實訓教學進行重大模式變革，主要體現在教學模式的創(chuàng)新性和現代化教學手段的適應性。

二、虛實結合的課程教學模式

虛實結合的課程教學模式是在理實一體化課程改革不斷深入的前提下產生的一種新的教學模式，理實一體化課程教學就是將理論學習和實踐學習結合成一體的課程，教學環(huán)節(jié)相對集中。整個教學環(huán)節(jié)將理論講解和實際操作有機融合，避免將理論和實踐割裂單獨實施。教學過程以教師為主導、學生為主體，圍繞課程教學目標設計教學項目貨任務，巧妙設計教學環(huán)節(jié)，采用多種教學方法，提高教學質量。

虛實結合是指在課程教學實施工程中將虛擬仿真訓練項目與真實的設備操作項目相結合，以虛擬仿真訓練項目與真實實訓操作項目為載體將理論知識與操作訓練有機融合，通過虛擬仿真實訓室及專業(yè)實訓室實施教學的課程教學模式。虛擬實訓教學過程中，學生通過虛擬訓練對裝置、設備、工藝流程及操作產生一定認識后再進入真實操作階段，進一步強化專業(yè)技能。

由于各學校整體發(fā)展水平參差不齊，以及學校自身教學資源也各不相同，目前部分職業(yè)院校受專業(yè)實訓條件的影響，在實驗實訓課程課堂教學過程中有限時間內只能滿足一部分學生操作，而還有另一部分學生只能聽和看，這些旁觀的同學的學習熱情受到打擊，逐漸喪失學習興趣，從而嚴重影響教學效果。虛擬仿真技術是在多媒體技術、虛擬現實技術與網絡通信技術等信息科技迅猛發(fā)展的基礎上將虛擬現實技術與仿真技術相結合的產物，它以其高效率、低成本、內容豐富和富有有效性、安全性等優(yōu)勢得到越來越多的應用和推廣。將虛擬仿真技術應用在實驗實訓課程教學中，將虛擬訓練與真實操作相結合，采用“虛實結合”的教學模式，克服了實訓條件的局限，減少了硬件投入，利用虛擬仿真環(huán)境與實體互動，提高對事物的感知和認識能力，降低了錯誤操作設備對儀器的損壞和對人身的傷害。

三、虛實結合教學模式在工業(yè)分析與檢驗專業(yè)的具體應用

虛實結合的教學模式注重培養(yǎng)學生的實際動手操作能力，以虛擬仿真訓練和實際操作帶動知識的學習，以知識教學指導實際動手操作，我專業(yè)的實驗實訓教學過程從認知學習對象開始，進入真實實訓室，先熟悉儀器設備基本結構，形成感官認識，明確學習內容及實訓項目，然后，根據實訓項目，進入仿真實訓室進行仿真實訓學習演練，學生身臨其境的熟悉整個實訓過程，并且反復練習不熟悉的實驗環(huán)。經過虛擬實訓練習后，進入真實實訓室學習，通過分組或獨自操作，掌握實訓儀器設備，完成真實實訓操作環(huán)節(jié)，并出具真實實訓檢驗報告。教師的“教”是滲透在虛擬實訓系統(tǒng)步驟操作演示和真實實訓環(huán)節(jié)中對學生的操作指導，學生的“學”和“做”是體現在仿真實訓中的反復練習以及真實實訓對接項目的完成。教師對學生的考核是由虛擬實訓操作考評系統(tǒng)打分成績和真實實訓結果及教師實操考核成績共同體現。虛擬部分實現學生的操作過程考核，真實實訓實現學生崗位技能考核。合理的應用信息化虛擬仿真教學資源，將仿真實訓教學環(huán)節(jié)、學生仿真實訓訓練環(huán)節(jié)及仿真實訓考核環(huán)節(jié)與真實實訓教學、真實實訓考核相融合，彌補實訓教學中難以實現的自主訓練、反復練習、過程考評，形成一套適合于工業(yè)分析與檢驗專業(yè)培養(yǎng)技能人才、提升人才質量的虛實相結合的實訓教學模式。

四、結語

通過探索和實踐，我們在工業(yè)分析與檢驗專業(yè)的實驗實訓教學中有效的、有機的將仿真與實操相結合，改革了實驗實訓課程教學模式、探索并嘗試多種教學方法、應用現代教育技術對理實一體化課程教學目標的實現具有重要意義。

參考文獻：

[1]范淇元.基于工學結合模式的課程教學改革探索[J].吉林工程技術師范學院院報，2012，（1）

第7篇：虛擬仿真實訓范文

1當前計算機網絡課程教學中存的問題

1.1構建網絡實訓室成本高

常規(guī)網絡實驗室需要配備路由器、交換機等設備。所使用的網絡設備一般會選用市場占有率較高的廠商，如思科、華三、銳捷等。路由器、交換機、防火墻、IDS、IPS、SAN網絡存儲等這些網絡設備廠商由于競爭壓力以及技術的飛速發(fā)展，網絡設備的更新非?？?。實訓室需要每隔3-4年更新網絡設備。客觀上造成網絡實訓室建設成本過高。

1.2網絡實訓室利用率不高

一般網絡實訓室都僅僅是采購幾臺樣機，學生以分組實驗的方式進行實踐使用。實訓室并不能保證每個學生人手一臺設備，學生的實訓實踐效果會打一個大大的折扣，實際教學效果不理想。學生在日常的實訓操作過程中，頻繁對設備進行通電、插拔等操作，也會加速設備的損耗。設備一旦損壞，將嚴重影響教學。再加上網絡實訓室只能為計算機網絡專業(yè)所使用，綜合利用率非常低。綜上所述，為了減低網絡實訓室建設成本，充分提高實訓室的利用率，提升實踐教學的效果，可以考慮引入網絡模擬器等虛擬仿真技術構建虛擬網絡實驗室，改進網絡實驗教學。

2虛擬仿真技術

2.1虛擬仿真技術概念

IBM對虛擬化作出了定義，“虛擬化是資源的邏輯表示，可以是各種硬件資源，也可以是各種軟件環(huán)境，如網絡虛擬化、桌面虛擬化”。仿真技術主要是應用于網絡協(xié)議的構建，計算機是仿真技術主要的工具和載體。綜合運用虛擬化和仿真技術，可以稱為虛擬仿真技術，是用計算機創(chuàng)建一個可視化實驗操作環(huán)境，通過操作這些虛擬實驗儀器或設備，即可進行各種實驗，達到與真實實驗相一致的教學目的和要求。

2.2虛擬仿真軟件

（1）網絡仿真軟件比較常用的網絡仿真軟件有BosonNetSim、PacketTracer、RouterSim等。RouterSim是完全按照CCNA的實驗設計的，非常適合學習CCNA的實驗內容。最大的不足是RouterSim僅局限于實驗，不能自定義網絡拓撲結構。PacketTracer是Cisco公司設計的產品，對Cisco公司自身的交換機、路由器等設備兼容性最好。BosonNetSim由網絡拓撲設計器和網絡仿真模擬組成。BosonNetSim可以模擬交換機、路由器等設備，并可自定義網絡拓撲結構，可以模擬局域網環(huán)境以及廣域網環(huán)境。BosonNetSim軟件對PC運行環(huán)境要求不高，實驗環(huán)境的配置較為簡單，適合要求不高的實驗場合。

（2）虛擬主機及云桌面VMware和VirtualPC是當前使用率非常高的兩款虛擬主機軟件，能在真實的物理主機上運行多個虛擬主機，并安裝Windows/Linux等多種類型的操作系統(tǒng)。基于云計算技術的桌面虛擬化，將計算機終端系統(tǒng)（也稱作桌面）進行虛擬化，可以通過任何設備，在任何地點，任何時間通過網絡訪問桌面系統(tǒng)。

3應用虛擬仿真技術改進網絡實驗教學

3.1構建虛擬網絡實訓室

使用普通機房就可以構建網絡實訓室，并不需要專門的網絡實訓室。普通機房中每臺學生機都安裝網絡仿真軟件（如BosonNetSim）及虛擬化軟件（如VMware）。通過BosonNetSim的模擬能力，能仿真模擬教學中所用到的常見的網絡交換設備，如路由器、防火墻、交換機等。利用BosonNetSim靈活搭建各種網絡結構，并模擬網絡故障，可進行便捷快速部署，節(jié)省人力及硬件環(huán)境，為網絡實驗教學節(jié)省額外的環(huán)境部署時間。在學生物理機上安裝虛擬主機軟件（如VMware），虛擬多個主機并安裝所需的操作系統(tǒng)。這樣可以大大節(jié)省物理主機的數量，而且可以快速激活實訓所需的操作系統(tǒng)，進行網絡實驗，提高網絡實踐的效果。

3.2設計實訓任務，開展實訓教學

教師可以設置眾多工作任務，每個工作任務都是基于實際問題而設立，把學生置身于真實場景中，學生需要獨立解決工作任務。在任務教學中，學生需要了解真實場景的需求，在網絡仿真軟件中繪制相應的網絡拓補結構圖，部署相應的防火墻、路由器、交換機、主機等網絡設備，配置各網絡設備的IP、鏈路、路由、網絡協(xié)議等，搭建模擬實驗環(huán)境。通過對網絡的反復配置、試驗和分析，學生在實踐中掌握網絡技術，鞏固知識和提高水平。學生每完成一個任務，教師可以引導學生進入下一個遞進的任務，實施分層教學，充分調動各個層次學生的積極性。同時，教師可根據學生的基礎，利用BosonNetSim或RouterSim開展CCNA、CCNP認證考試訓練。這些試驗包內置了進行CCNA、CCNP所需的進階實驗，教師通過軟件的實驗導航器可以有計劃、循序漸進地進行實驗練習，為學生將來進行思科認證考試提供一個平臺。作為一個網絡管理員，要使網絡保持平穩(wěn)運行，還必須及時排除故障，這需要非常豐富的經驗。這就要求日常教學中，學生不能僅僅照著葫蘆畫瓢，還應能排除網絡故障。教師在模擬器的幫助下，可以設置一些網絡故障點并以記錄配置形式保存后打包發(fā)給學生，讓學生分析，邊做邊學，積累排除故障的經驗。

3.3應用虛擬桌面實現隨時隨地進行網絡實訓

當前越來越多的高校建設新一代、基于云計算技術的虛擬機房。在虛擬機房中，學生機不再是物理機，而僅僅是一個終端。各個終端通過網絡連接至中心主機，對應中心主機內的各個主機實例。學生可在普通PC端，甚至移動端，安裝客戶端，實現連接至中心主機的虛擬桌面，可以像操作本地物理機一樣操作云端主機。云端主機裝有網絡實驗所需的所有仿真軟件及環(huán)境，可實現在任何時間、任何地點進行網絡實驗操作，打破傳統(tǒng)網絡實驗室的時空和人力限制，更好地提升實訓教學效果。

4結束語

第8篇：虛擬仿真實訓范文

關鍵詞：水污染治理技術；仿真實訓教學

中圖分類號：G712 文獻標識碼：A 文章編號：1672-5727（2012）12-0175-02

高等職業(yè)教育培養(yǎng)目標是：以服務為宗旨，以就業(yè)為導向，培養(yǎng)具有一定理論知識和較強實踐能力，面向基層、面向生產、面向服務和管理第一線職業(yè)崗位的實用型、技能型專門人才。因此，實踐環(huán)節(jié)在高職教學中占有非常重要的地位。目前，實踐教學環(huán)節(jié)以校內實訓和企業(yè)實習為主。筆者擔任環(huán)境監(jiān)測與治理技術專業(yè)《水污染治理技術》任課教師多年，發(fā)現單開展兩種實踐教學存在一定的問題。教育部《關于全面提高高等職業(yè)教育教學質量的若干意見》提出：要充分利用現代信息技術，開發(fā)虛擬工廠、虛擬車間、虛擬工藝、虛擬實驗。筆者利用現代信息技術，對《水污染治理技術》實踐教學部分內容開展了仿真實訓，收到了較好的教學效果。

《水污染治理技術》課程實踐教學存在的問題

目前，大多數高職院校環(huán)境監(jiān)測與治理技術專業(yè)的《水污染治理技術》課的實踐教學都是通過校內實訓和校外實訓完成的。校內實訓內容主要為課本中所列的實訓項目，如沉淀實驗、氣浮實驗等。校內實訓使學生增加了對知識的理解，提高了實踐技能，對學生理解和掌握這門課的內容和相關技能起到了非常重要的作用，但部分實訓內容相對陳舊，落后于現代水處理實際。而校外實訓往往就是參觀污水處理廠或一些工業(yè)企業(yè)的污水處理設施。當然，學生通過參觀學習，可以加深對污水處理設施的直觀印象，但對于污水處理工藝和設備、運行參數、處理效果等，無法通過參觀來掌握。而學校自己建設污水處理工藝設施也很不現實：第一，投資太大，一般職業(yè)院校難以承擔基建和運行費用；第二，占地面積很大，職業(yè)院校很難配套相應場地；第三，在實踐教學過程中，污水大多有臭味，導致部分學生對實踐教學興趣不高。

職業(yè)教育的重要特點是強調實踐教學，培養(yǎng)學生獲得實踐應用能力。但實踐教學受到資金、場地、專業(yè)因素等限制，難以順利開展和真正達到實踐教學要求。針對上述問題，不妨在實踐教學中利用現代信息技術，對部分實踐內容進行仿真實訓教學。

仿真教學內容

仿真實訓是一種虛擬實訓，即借助現代信息技術手段，將必要的專業(yè)實訓內容與實訓過程數字化，實現有關工作原理的直觀性、透明性并對其進行虛擬、仿真。我院環(huán)境監(jiān)測與治理技術仿真實訓室已經建成，購買了東方仿真軟件技術有限公司的水污染控制模擬軟件，包括了大量的水處理實驗及工藝處理仿真訓練項目。筆者先對污水處理廠和環(huán)保公司污水處理設計調試部門進行調研，了解水污染治理崗位所需實踐技能等信息，根據調研信息，咨詢相關專家，對仿真教學內容進行了優(yōu)化。因就業(yè)崗位中處理生活污水的技術崗位較多，重點對城市污水處理工藝進行仿真實訓。仿真教學內容如表1所示。

針對崗位需求設計仿真實訓內容的同時，制定了相應的課程標準。在仿真實訓室利用模擬軟件對上述實訓內容進行仿真實踐教學，主要模擬仿真實訓內容中出現的問題，并進行仿真解決。如仿真實訓教學中曝氣池MLSS過高問題，MLSS過高主要由于回流污泥量過大引起曝氣池中微生物量過高，因此需要減少污泥回流量，在模擬內容中，要找到污泥控制的閥門，關小回流污泥閥門，增大剩余污泥排放閥門，并根據MLSS過高的程度，找到合適的閥門控制范圍。

仿真實訓具有的優(yōu)勢

在《水污染治理技術》課程實踐教學中，筆者發(fā)現，開展仿真教學有不少優(yōu)勢：（1）使用靈活，便于學生自主學習。仿真軟件安裝在電腦上可以很方便地應用，非常靈活，學生可以利用課余時間根據自身情況自主安排實訓，克服了一般實踐教學的場地、時間限制等缺陷。（2）仿真實訓只要建設一個仿真實訓室，購買相關仿真軟件，并進行相關的培訓，無需價格昂貴的高精密儀器、高要求的實驗室設備、高花費的實驗耗材，就可以開展豐富的實訓項目，以滿足新形勢下實踐教學的需求。（3）便于解決一些實訓難點問題。一些工作難點是常規(guī)操作實訓難以再現的，如水污染治理技術中的問題及其處理。問題的再現與處理對實訓而言非常必要，但依靠操作實訓實現困難很大。水污染治理技術操作實訓在污水處理廠時間較短，不可能經歷全部水處理問題的發(fā)現和解決。而計算機仿真實訓是很好的手段，可以無數次地實現問題的再現與模擬處理。（4）實訓實驗易耗品的大量消耗會帶來環(huán)境污染問題，而仿真實訓可避免這些問題。（5）虛擬現實的沉浸性和交互性，使學生在仿真實訓中能像玩游戲一樣全身心地投入到學習環(huán)境中，非常有利于學生的技能提高。同時，在虛擬現實的仿真實訓系統(tǒng)中學生獲得與真實環(huán)境一樣的體會，甚至可以使他們比在真實環(huán)境中更加投入，既保證實訓效果，又能極大地提高學生的學習積極性。

仿真實訓中出現的問題及優(yōu)化

《水污染治理技術》部分實踐教學內容開展仿真教學，在展現優(yōu)勢的同時，也出現了不少問題，主要表現為兩個方面：一是仿真軟件存在設計不合理的地方，比如，部分學生計算機應用水平較高，在模擬實訓時，把全部操作按鈕操作一遍，軟件最終顯示操作正確。這與開展仿真教學提高實踐技能的初衷相違背。二是仿真教學考核方式需要改進。仿真軟件一般有顯示分數的功能，但往往難以真實反映出學生的實際操作水平。

針對以上問題，對仿真教學方式進行優(yōu)化，主要是改進了實踐方式和考核方式。以往仿真教學形式就是用電腦軟件模擬操作，軟件顯示分數為學生考核成績，存在著很大弊端。為此，優(yōu)化為以電腦軟件模擬操作和實踐報告相結合的方式。增加的實踐報告內容主要為水處理問題出現的原因、處理操作的依據等，可以較為全面地衡量學生對實踐技能的掌握程度。以水處理技術仿真教學中污泥膨脹問題為例，模擬操作是打開藥劑罐向回流污泥中添加氯氣和增大剩余污泥排放閥門，實踐報告中應寫明由于曝氣池中絲狀菌增多才引起污泥膨脹，向回流污泥中添加氯氣可以達到破壞絲狀菌的效果，而增大剩余污泥排放閥門，可以增大剩余污泥排放，加快曝氣池中活性污泥的更新，這些都是操作的依據。學生懂得原因和依據，再加上模擬操作，可以達到很好的實踐教學效果?？己朔绞揭餐瑫r優(yōu)化為以軟件顯示分數和實踐報告評分相結合，改變了以往單一的考核模式，強調過程和效果考核。

通過以上優(yōu)化，教學效果明顯提高。模擬軟件仍存在一定的優(yōu)化空間，在日后的教學中需要進一步改進。一是現款模擬軟件畫面較為簡單，多為平面形式，需要軟件開發(fā)公司進一步完善畫面，多采用污水處理廠實物圖片，最好是三維顯示，這樣更加直觀，給學生的印象更深刻。二是目前模擬軟件以活性污泥法工藝為主，現在水治理技術中，工藝方法較多，應開發(fā)多種常用污水處理工藝，使仿真實訓更貼近水處理技術發(fā)展和應用實際。三是軟件設計存在不合理之處，需要優(yōu)化，避免學生沒掌握實踐技能，軟件卻顯示高分的漏洞。軟件公司可以考慮，組織富有教學和專業(yè)實踐經驗的人員參與開發(fā)仿真軟件，提供給教學第一線的廣大教師使用。

實踐教學是高職教學中極其重要的一環(huán)，部分實踐教學采用仿真的形式能夠更好地提高教學效果，在教學過程中強調把模擬操作和實踐報告有機結合，可克服純粹模擬仿真存在的缺陷，有利于全面提高學生的實踐技能。仿真教學在職業(yè)教育中的作用是不可忽略的，如何讓仿真教學更好地提高學生的實踐技能，還需要積極探索。除了在仿真軟件上優(yōu)化外，職業(yè)教育工作者更應去摸索新的教學方法，使其與目前水治理技術崗位的需要相吻合。

參考文獻：

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[4]葉國健，寧滿俠.儀器分析實驗教學新模式—仿真教學與實際操作有機結合[J].東莞理工學院學報，2008，15（5）：113.

[5]鄭仕華.關于高職院校利用虛擬實訓室的思考[J].經濟研究導刊，2010（31）：298.

第9篇：虛擬仿真實訓范文

關鍵詞：校企合作 虛擬仿真 交互操作 職教特色

一、概述

在基于工作過程系統(tǒng)化的課程開發(fā)理念的指引下，為了服務《汽車電氣與檢測系統(tǒng)》和《汽車舒適娛樂與安全系統(tǒng)檢修》課程的具體教學需求，強化對學生技能的培養(yǎng)，長春職業(yè)技術學院汽車分院與上海景格汽車科技有限公司合作開發(fā)了《奧迪電氣故障診斷虛擬實訓軟件》，這是在示范校建設過程中所取得的一項成果。

該軟件通過真實維修過程的在線，突出了實踐技能的培養(yǎng)，體現職教特色；軟件中強調訓練步驟，強化形成性練習與養(yǎng)成性習慣，培養(yǎng)維修思路，讓學生清晰的掌握故障診斷全過程的技術要領。不在車間，勝似車間。使虛擬仿真技術實現由簡單的計算機操作對汽車各部件進行裝配、原理分析、儀器儀表使用、檢測和維修。

世界領先的計算機仿真技術、令人耳目一新的3D虛擬汽車維修場景、實時在線的檢測技術、靈活多樣的教學方法、模擬儀器的展示和豐富的維修資料，真實再現了奧迪A6汽車照明系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、防盜系統(tǒng)、中控門鎖、組合儀表、雨刮系統(tǒng)、起動系統(tǒng)、自動空調系統(tǒng)等8個系統(tǒng)共計45個典型工作任務的維修工作，有效利用各種教學資源和教學情境，創(chuàng)設教學內容和教學過程的真實性、實用性，以提高教學效果，為汽車專業(yè)課程提供了仿真實踐平臺，滿足汽車維修專業(yè)人才培養(yǎng)目標的需要。

二、虛擬仿真實訓必要性

1．節(jié)約辦學成本投入――普通教育的2.6倍；實物實訓基地。

2．解決教育資源短缺――招生-投入；生均圖書、儀器設備。

3．支撐人才培養(yǎng)模式――工學結合、校企合作、頂崗實習。

4．補正現實教學不足――理論講述-實習崗位不足-動態(tài)更新。

5．突破教學難點重點――微觀-宏觀-隱藏-工藝流程-運行過程。

6．提高學生學習興趣――職校生特點：互動-形象-生動-直觀。

7．推動優(yōu)質資源共享――遠程傳輸-數字化傳播-跨時空使用。

8．促進國家教育公平――社會公共服務資源均等化。

三、虛擬仿真技術在教學中的使用價值

1．職教特色。所有的項目設計以奧迪A6汽車為載體和職業(yè)需求為本，突出實踐技能，體現職教特色。采用先進的計算機圖形(CG)技術、虛擬技術、顯示技術、網絡并行處理等技術和模擬汽車故障診斷操作過程。實訓車型采用奧迪A6（2000款），實訓內容涵蓋汽車電氣系統(tǒng)具備故障診斷實訓示范和實訓練習功能。故障診斷實訓示范通過選擇指定的故障點進行實訓；故障診斷實訓練習通過選擇故障癥狀并隨機產生故障點進行實訓。

2．技能培養(yǎng)。虛擬實訓是對工作過程的實際再現具有完整準確的技術把握，激發(fā)了學生探究問題的潛能。強化形成性練習，強調訓練步驟與養(yǎng)成性習慣，培養(yǎng)職業(yè)技能。

3．交互操作。所有的項目均突出同學們親身參與，使理論與實踐相結合，運用計算機仿真軟件理解汽車維修技術的能力。

4．直觀再現。結構仿真與原理演示是對工作場景的仿真再現，因而具有身臨其境的真實感受，提高真實性與學習效果。

四、知識產權

校企雙方共同開發(fā)教學資源，共同享有知識產權。

五、提高老師的教學能力及教學水平

1．以現場實際為依托，虛擬再現了現場操作過程，提高了教師對當前現場變化的認知速度；突出了學生崗位操作核心技能。

2．展示了新廠房、新設備、新工藝、新儀表、新材料等當前發(fā)生的新鮮事，開闊了廣大專業(yè)教師的眼界與視野，更新了教學內容。

3．將帶動職業(yè)教育實訓教學的改革，為教師主動推出最新實訓教學改革方案。

4．將極大縮小學校對學生技能培養(yǎng)規(guī)格與企業(yè)對任職人員技能標準之間偏差。

5．將推動職業(yè)院校教師積極參加校企合作開發(fā)教學資源建設。

六、開發(fā)軟件步驟及進展情況

1．進行了奧迪A6汽車仿真軟件的需求分析，進行實車拆裝工作。

2．汽車零部件的仿真建模。

3．汽車故障點的分析與情境設置。

4．汽車故障點的設計與分析。

5．仿真腳本語言的編寫。

6．攝像工作與配音語言編寫工作。