虚拟仿真电子技术

第1篇：虚拟仿真电子技术

高校虚拟仿真技术应用探析

摘要：随着虚拟仿真技术的不断发展，该项技术已越来越多地用于高校教学中，本文将简要介绍虚拟仿真技术的特点及发展，并探讨高校虚拟仿真实验室的建设及管理。

关键词：虚拟仿真学科建设实验室管理

1虚拟仿真技术及其发展

虚拟仿真也称虚拟现实(VirtualReality，VR)，是在传统的仿真技术的基础上，利用3D技术、传感技术、人工智能等实现对现实的高度模拟，使用户产生“现场感”。虚拟仿真技术可以追溯到20世纪50年代，主要用于军事、航天、电力等领域，80年代以后，随着微型计算机的性能不断提升，仿真技术开始广泛应用于民用领域，如城市规划、節能环保、企业管理、经济分析等。2000年以后，随着高校教学改革的不断推进，仿真技术逐步进入高校的教学中。

从广义上来说，虚拟仿真技术不仅包含了计算机仿真技术、多媒体技术、传感技术、人工智能、软件工程等计算机技术，甚至还涉及到了心理学、社会工程学相关领域，使用户能在虚拟仿真系统中产生“沉浸感”。

2高校的虚拟仿真技术应用

高等院校早期将虚拟仿真技术应用在教学中主要是采用传统的模拟仿真方式。使用模拟仿真软件(EDA)将设计方案在计算机中进行仿真模拟，实现对产品性能、设计流程的模拟控制，从而使设计方案在实施前达到最优。例如网络设计中的tracertpacket，该软件使用图形界面对网络规划方案进行设计，并使用CLI界面对网络设备进行程序控制，不仅能模拟整个网络的运行过程，还能对网络中数据流和数据处理过程进行跟踪。再如电子电路模拟仿真软件Proteus，可以很方便地将电路设计、PCB设计和虚拟模型设计融合在一起，配合系统配置的虚拟仪器如示波器、逻辑分析仪等，在计算机内部就可模拟出十分完备的产品模型。这些模拟仿真软件都具有功能强大且价格低廉的特点，因此在高校教学中使用十分普遍。

随着3D技术、传感技术及人工智能等技术的不断发展，虚拟仿真技术逐步发展成为一种可模拟真实世界视觉、听觉、触觉的虚拟空间仿真，也称为虚拟现实技术。因此，虚拟现实技术是传统的虚拟仿真技术与现代IT技术的深度融合。虚拟现实技术出现后，在军事、城市建设、产品设计、旅游娱乐等领域迅速得到应用，例如曼恒公司的飞行模拟系统，该系统对飞机驾驶舱各个部分进行了充分的模拟，并利用三维视觉仿真技术生成一个逼真的、精准的虚拟环境，可以全方位、多角度地模拟真实飞行中的各种状况。虚拟现实技术在教育领域也同样有着十分广泛的应用，越来越多的教学与科研都将借助于该技术，如上海交通大学口腔医学虚拟实训系统、武汉大学公共安全可视化系统等，这些虚拟现实系统在学生技能培养方面相比于传统的教学方法有着巨大的优势。

但由于这些虚拟现实系统价格十分昂贵，例如一套导游虚拟现实系统报价在100万左右，平均每年的维护费用在10万左右，普通高校很难承受如此高昂的采购和后期维护费用，因此并未在市场中大量推广使用。随着3D打印技术的兴起，虚拟仿真+3D打印或许是高校更为普遍的选择。3D打印是一种快速成型技术，这项技术可以很好地与虚拟仿真学和材料学结合起来，给用户提供更加真实直观的产品。尤其对于那些与设计、制造技术相关专业，使用虚拟仿真软件在计算机中设计出模型，再通过3D打印机进行快速成型，可以很方便地实现对实物的模拟。3D打印机的价格相对较低，入门级的产品报价目前在万元以内，后期费用不高，随着3D打印技术的进一步普及，企业级的大型3D打印机价格将会进一步下调，这将为3D打印技术在高校中的推广起到很大作用。目前的3D打印技术可以很方便地打印出机械零配件、动物器官和小型建筑，能打印出食物、机器人的新型3D打印机也即将问世，3D打印技术将越来越多地延伸到高校的教学科研中。

3虚拟仿真技术与专业融合

虚拟仿真技术作为一种教学方法，可以融入到高校许多专业的教学、实训和科研中。尤其是与新兴产业、交叉学科相关联的专业，学科知识更加广泛、技术更加前沿、学习难度更大，在教学实践中更需要使用虚拟仿真的方式促进学生对理论知识的理解以及实践能力和创新能力的培养。对于实践教学而言，不同层次的实践教学可以用不同层次的虚拟仿真技术进行模拟。在专业基础课程中的实践教学可以使用简单、高效、成本低廉的传统仿真技术来完成，对于专业核心课程的实践教学或综合性实验，可采用虚拟现实系统或是借助3D打印技术来实现。

以物联网工程专业为例，该专业是典型的前沿技术专业，而且专业知识覆盖面十分广泛，从感知层、网络层到应用层，涵盖了传感技术、网络技术、通信技术、软件技术等诸多领域。如果简单地套用传统教学模式和方法，学生不仅很难理解其中的各种技术细节，对整个专业的应用前景也会感到困惑。虚拟仿真实验可以很好地解决这些问题。在感知层和网络层的教学中，可以使用前文中介绍的模拟仿真软件Proteus和tracertpacket，对物联网的底层传感器和网络进行模拟仿真实训。在综合实训课程中可结合具体专业面向的领域，使用各种实验设备进行虚拟仿真教学，如智能家居、物流管理等专业领域均可使用实验箱和综合实训室进行综合虚拟仿真。一些以物联网应用层为主要研究对象的专业则可使用沙盘模拟软件对学生进行实训，如物流管理沙盘、电力控制沙盘、ERP沙盘等，不仅培养了学生的实战经验，还可以大量节省教学成本。

虚拟仿真技术与专业结合的另一个例子是数字城市。数字城市技术是一种典型的虚拟现实技术，是将计算机技术与空间测量技术、遥感技术、虚拟仿真技术相结合的交叉技术，旨在构建一个虚拟的空间信息平台，将城市资源(包括自然资源、社会资源、基础设施、人文、经济等相关信息)以数字化的形式进行存储，以虚拟仿真的形式表现以供用户查询。数字城市技术覆盖范围广泛，因此可以与许多专业结合，例如数字城市技术、空间信息与数字技术等专业。这些专业都有着非常相似的特点，即采用多媒体技术绘制二维或三维虚拟现实界面，使用分布式存储技术对数据进行存储，使用数据库技术对数据进行管理，使用人工智能技术实现人机互动。在数字城市技术及相关专业的教学中，将大量的使用到虚拟仿真技术，并将虚拟仿真技术逐步和人体感官项融合，形成虚拟现实空间。随着国家数字城市战略的不断推进，数字城市与虚拟现实技术必将有着更加广阔的应用空间。

4虚拟仿真实验室的建设与管理

虚拟仿真技术应用于高校的实践教学与科研，主要是以虚拟仿真实训室为载体完成的。与普通实验室相比，虚拟仿真实验室的建设与管理有着一些特殊性。总结起来，有以下三个方面需要注意。

4.1软件是根本。由于长期存在“重硬件、轻软件”的觀念，国内高校的实验室建设经常会走入误区，在实验室中堆砌大量的硬件设备，让实验室的设备值“看得见、摸得着”。硬件的性能固然重要，但软件才是决定实验室设备是否符合用户需求的根本。对于虚拟仿真实验室而言，虚拟仿真软件用于对虚拟仿真设备和虚拟现实设备的控制，是实现实验室功能的最重要因素，而且这些软件通常是专用软件，功能无法用其他软件替代，如果一旦软件出现故障，实验室的设备就成了一堆废品。因此在虚拟实验室的建设和管理过程中，软件的性能指标以及软件系统的可靠性都应引起足够的重视。在系统采购时，集成商的软件开发、系统集成能力应作为考察的重点之一。

4.2服务是关键。虚拟仿真实验室因其较高的集成度和专业性，在使用和维护的过程中，十分依赖于厂商的后期服务。尤其是大型虚拟现实系统，软件和硬件结构复杂，需要精确的现场调试才能模拟出较为理想的虚拟现实状态，同时影响系统正常运行的因素较多，日常维护时需要管理人员有更强的专业性和针对性，因此厂商提供的后期服务显得尤为重要。例如系统调试、使用和维护培训、及时响应服务、零配件保障等，都需要在实验室建设规划时统筹考虑，否则花费大量财力购置的虚拟现实系统会最终成为昂贵的废品。

4.3项目是载体。建设虚拟仿真实验室的目的是促进高校教学与科研水平的提高，促进专业理论与实践的融合，因此科研与学科建设是实验室建设的重要支撑平台。在今天的科研与学科建设中，项目化是一种普遍的选择。科研的项目化已十分普及，学科建设的项目化正在成为趋势。教学内容项目化、实训过程项目化、专业建设项目化，一层一层地带动整个学科建设的项目化转型。不仅如此，很多高校提出“以赛促建”的观念，将学生竞赛项目作为学科和科研建设的重要平台。因此项目是实验室建设和使用的载体，没有应用项目的虚拟仿真实验室使用价值将大为降低。

随着高校学科和科研建设的不断提升，各种虚拟仿真技术在高校中将会有更加广阔的应用，本文旨在抛砖引玉，将虚拟仿真技术在高校的应用作出简要介绍，同时希望能引起各高校对虚拟仿真实验室建设的关注。

参考文献：

[1]尹湛华，朱海洋.虚拟仿真技术在高职实践教学中的比较优势[J].南昌高专学报，2008(04).

[2]林徐润，段虎.虚拟仿真技术在高职实训教学中的应用[J].深圳信息职业技术学院学报，2012(02).

[3]郭娟，于欣，高腾.虚拟现实技术对高等职业教育实践教学的促进作用[J].河北科技师范学院学报，2008(04).

基金项目：武汉商学院2014年教研重点项目《基于应用型人才培养的商科院校校内实验实训基地发展建设研究———以武汉商学院为例》，课题编号2014Z009。

作者：王云鹏

第2篇：汽车涂装技术虚拟仿真教学研究

摘要：汽车涂装技术是一门实用性强，对专业技能要求高的课程。目前教学中受实训设施、耗材成本等条件的限制，学生学习效果受到很大影响。为进一步优化汽车涂装技术教学，提高教学质量，通过分析汽车涂装技术课程教学现状，将虚拟仿真与传统教学相结合对汽车涂装技术课程进行创新改革，针对虚拟仿真教学在汽车涂装技术课程的应用，提出相应的应用策略，提升学生的学习效果，提高教学质量。

关键词：汽车涂装;虚拟仿真;实验教学

汽车涂装技术是汽维专业的核心技能一，目的是培养满足汽车维修行业所需求的汽车涂装人才，能规范、准确、熟练地完成汽车涂装的各项任务。因此在汽车涂装技术教学过程中需要学生掌握必要的理论知识，同时要通过加强实训练习熟练掌握涂装实操技能。可当前困扰汽车涂装技术教学的主要问题是，实训室可进行涂装实训的设备有限，同时涂装实训对环境有一定的影响，耗材的消耗量也很大，成本高。

近年来，随着虚拟仿真技术的迅速发展，虚拟仿真教学在教育领域的应用也得到重视。虚拟仿真技术的互动性和逼真性让人有身临其境的存在感，虚拟仿真教学使汽车涂装工作场景通过模拟仿真强再现，使学生能够身临其境，增加学生切身的体验感，让教学变得更生动形象，提高学生的学习兴趣和主动性。虚拟仿真教学实现绿色实训教学，降低实训教学的成本和风险，在传统汽车涂装技术课程教学中，引入虚拟仿真教学，有助于提高汽车涂装技术实训教学的安全性、降低教学成本，使教学效果和教学效率得以提高。

1汽车涂装技术课程教学现状

汽车涂装技术根据汽车维修岗位工作任务和职位要求，参照国家汽车维修职业资格标准，以工学结合为标准，贴合汽车维修行业的需求，突出汽车维修工职业能力培养。汽车涂装技术是一门以操作技能为核心的课程，其教学以实际操作为主，并结合汽车涂装的概念、作用、特点以及职业素养进行教学。但是，在汽车涂装传统实训课程中会不可避免的接触到易燃易爆类物质、腐蚀类物质等，有些还会对人体造成伤害，实训教学存在一定的安全隐患，具有一定的危险性。另一方面，汽车涂装实训课完成相应的实操实训，需要学生耗费大量的时间。在传统的汽车涂装技术教学中，这些都会影响学生的实训学习，使得操作熟练程度和操作技能提高受到影响，教学效果不很理想。

2汽车涂装技术虚拟仿真教学平台

汽车涂装技术课程在应用虚拟仿真技术的时候，要搭建仿真平台，可以通过汽车智能虚拟喷涂仿真技术来实现。通过采用分布式仿真实训技术、虚拟现实技术、微机测控技术、实物交互模式 、全过程动作及过程数据的监控，将数字图像处理、信息技术、计算机图形学、传感与控制技术及多种喷涂操作技术、安全操作规范融合，实现操作者在进行训练时，系统中的多个传感器将获得的喷枪的位置、速度和角度等实时参数反馈给计算机，计算机对数据进行处理分析，并在显示装置和音响上显示相应的喷涂过程和喷涂音效。从而实现低成本、高效率的仿真噴涂实训。

3 虚拟仿真教学在汽车涂装技术课程中的应用策略

3.1感受沉浸式教学，提高教学效果

汽车涂装技术课程除了要让学生掌握相关涂装理论外，还需要让学生能够掌握涂装实操技能。对于当代大学生，随着信息技术的发展，传统的教学方式已让他们感觉枯燥，陈旧的教学资源已没有太大吸引力。所以将虚拟仿真这一新时代信息技术与时俱进的应用到汽车涂装教学中，让他们感受沉浸式的教学，体会学习的乐趣，激发学习兴趣，提高教学效果和学习效率。

3.2结合实际项目，激发参与兴趣

汽车涂装技术虚拟仿真教学是需要和实际工作项目相结合开展的。汽车涂装技术虚拟仿真教学中，通过虚拟仿真技术再现实际工作场景，同时需要合理的选择实际工作项目，激发学生学习兴趣。

除了追求汽车涂装教学项目的新颖性，为了让学生能主动参与到学习中，要保证汽车涂装技术课程内容和实际工作项目任务符合，选择和确定教学项目还需注意以下两方面。一方面，参照汽车涂装技术课程教学目标，合理选取和设计教学项目。根据人才培养的目标与特色，着重从企业岗位实际工作中来选择汽车涂装技术项目，培养学生将课堂学习知识应用到实际工作中的能力，提高学生学习积极性。同时，加强组织学生去企业实训，通过开展学生企业实践，促进学生对学校学习知识和技能的进一步深入理解。另一方面，保证选汽车涂装技术项目的可扩展性。对于汽车涂装项目案例的问题，教师可以借助虚拟仿真平台来引导学生学习，使项目问题得以深入思考和扩展，培养学生的创新能力，形成“学习-思考-扩展-创新”的教学模式。

3.3利用项目驱动，虚拟仿真创新

项目驱动虚拟仿真教学时，学生通过小组合作完成项目任务的形式来进行学习。完成项目任务时，小组成员相互合作，将项目任务和工作过程作为主线，应用所学知识，通过讨论可能出现的问题，提出解决方法和方案，借助虚拟仿真实验平台，相互协作完成项目任务。教学过程中，教师进行适当启发和引导。通过项目驱动虚拟仿真教学，学生学习知识、技能的能力及团队合作能力得到培养和提高，学生的职业思维、工作态度和相互情感也得到培养和提高。

结语

虚拟仿真教学在汽车涂装技术课程教学中的应用，是对汽车涂装技术传统教学模式的一次革新。通过虚拟仿真平台在汽车涂装技术课程中的应用，采取虚拟仿真沉浸式教学，促进学生对知识掌握;结合实际项目，激发学生学习创新;项目驱动虚拟仿真，促进学生自主学习等策略，对提升学生专业技能，提高教学质量都有重要意义。

参考文献：

[1]张小雪，李磊，苏合新.虚拟仿真教学在机械工程控制基础课程中的应用研究[J].装备制造技术，2021，(09) ： 151-154.

[2]王成毓，李煜东，王砥.虚拟仿真技术在《材料合成技术与方法》课程教学中的应用研究[J].广东化工，2021，( 06) ： 242+241.

作者简介：作者：王华龙(1977.5)，男，硕士，讲师，主要从事汽车检测与维修方面的教学和研究。

作者：王华龙

第3篇：中职电子教学中虚拟仿真技术的应用

摘 要 随着经济的迅猛发展，社会技术也在不断的发展和改进，尤其是电子科技，渗透到社会的各个领域。与此同时，虚拟仿真技术在得到了广泛的应用和发展，在一些中职学校有着诸多领域的应用。本文主要从以教学理论的背景下，通过分析了中职的电子的教育存在的诸多问题，探讨将虚拟仿真技术运用到中职电子教学的课程中，联系中职电子技术理论课的教学、实验课教学、综合性等主要环节，并对其提出了有效的应对策略。

关键词 中职 电子教学 虚拟 仿真技术 应用

On the Application of Virtual Simulation Technology in

Electronic Teaching of Secondary Vocational School

WU Haixing

(Heyuan Polytechnic， Heyuan， Guangdong 517000)

1 虛拟仿真技术应用现状

虚拟仿真技术是近几年使用的一种电子技术教学，也是在研究计算机探索出的一种极具创新的方法，之后随着科学技术的迅速发展，虚拟的仿真技术在经历不断的变革，且逐渐被大众所使用和研究。虚拟仿真技术又叫模拟技术，是用一个虚拟的系统去模拟真实的系统。

如今，虚拟仿真技术在不断的发展和更新，且在实践应用中得到广泛的普及，虚拟仿真技术应用在电子教学中，成为教学环境中的一个关键环节，另外很多行业也逐渐使用该技术。截至目前，Multisim是虚拟机仿真技术一直使用的软件，且其仿真软件一直更新至EWB5.0，这种软件主要是在PC平台上所建立的，形成其操作界面，成为真实版本的电路实验台，在中职电子教学中可以进行一系列的操作和不同程度的指挥，达到在虚拟的环境中体验其电路实验的目的。我国目前所使用的软件主要是EDA，主要用途则是对电子电路的分析，并对其进行进行相关的设计和模拟。

一般来说，虚拟仿真和虚拟现实是虚拟仿真技术两个具体体现，概括为虚拟仿真和虚拟现实。虚拟仿真技术主要是对实验模型的建立，借助相关的仿真软件模拟一些电路环境，之后通过实验模型进行相关的模拟。VR是虚拟技术的简称，一般所设计的内容是人工智能、传感技术等，且运用这些软件去构建三维的模拟环境，可以让体验者有身临其境的感受，进而达到现实环境中的操作和虚拟环境中交互。

Multisim是目前电子的虚拟仿真软件，此软件是美国的一家仪器公司所推出的仿真软件，主要是以windows系统为基础，能够在数字电路上进行设计和模拟，在其设计中，主要使用语音的输入方式和以电路原理图为基础的输入方式，凸显出很强的仿真能力。

Multisim交互式是设计师通过其构建出相关电路的原理图，将电路进行仿真，同时将SPICE的一些优势融入到该软件中，之后将其进行一系列的仿真设计。Multisim软件通常会在电路的设计、教学实践等有所应用，继而提高学生运用此软件的认知能力和操作能力，另外，这种软件也会成为中职电子教学不可或缺的使用工具。

2 虚拟仿真技术在中职电子教学应用中出现的问题

一些中职学校已经在使用这种虚拟仿真技术，但在课堂中会出现对其理解有一定的偏差，从而降低了该技术所具有的合理性和有效性，甚至会出现这种虚拟仿真技术滥用的现象。这种技术对任课教师的专业能力有很高的要求，不管是教学水平还是对此技术改具备的教师专业素养，任意一种受到影响都会使得教学达不到预期的结果。很多中职学校已经形成了其独特电子技术的教学习惯，对其教学模式的创新和改革理念持有怀疑的态度，使得改革的进度难以推行，之后也降低了电子技术的使用价值。

虚拟仿真技术在一定程度上提高了教学效率，教学内容也有所被丰富，但存在一个弊端，即是在课堂中很难让学生去认识真实的元器，对电子设备的安装和调试能力不能够做到现场操作。因此，为了避免这种类似的问题，我们可以将仿真技术作为辅助的同时突出动手能力的作用，将仿真技术和实际操作两者结合起来，在这种结合的方法中，需要将仿真技术合理的安排和使用，达到辅助和促进的作用，进而提高学生的动手能力和思考的能力。

3 中职电子教学中使用虚拟仿真技术的重要性

3.1 有利于减轻中职电子技术任课教师的教学负担

虚拟仿真技术在中职电子教学中有很强的实用性，主要是实践性和模拟性，在中职电子的教学过程中可以在很大程度的提高教学效果，使得虚拟仿真技术作为在课堂教学中的推行器。之前的中职电子教学中主要是以传统的理论模式进行讲解，任课老师都会以纯理论的讲解方式进行教学，不能吸引学生的兴趣，营造的课堂氛围也是沉闷而无趣。另外，相关的电子教学的内容都是空洞、抽象且较为难懂，教学难度居高不上，有的电子教学课程中的时间课较少，学生的实践次数少之甚少，对任课教师所讲的东西不能完全的理解，使学生在理论和实践中难以得到平衡，导致老师在教学过程中教学效率不是很高的结局。

而虚拟仿真技术可以将学生所学的理论知识转换成一种简单的教学方式，使得学生在课堂中对所学内容的达到容易理解的地步，同时也减轻了老师的教学压力，长此以往老师会有更多的时间去创新和改进课堂的教学方案，进一步提高老师的专业素养。另外，虚拟仿真技术在中职电子教学中也会逐渐改变电子技术课堂氛围，提高学生参与实践活动的积极性，丰富了教学内容，降低了学生学习的难度系数。

3.2 有利于提高中职学生电子技术的学习效果

中职学校的电子技术教学的最终目的是提高中职学生的职业素养。绝大部分的中职学校的学生的基础知识都不是很扎实，学习目标也不够明确，学习动力也不是很足，自主学习能力的意识也不足够的强烈，使得他们没有较强的操作能力，更没有对学习专业知识的热情，掌握技术更是难上加难。因此，我们需要借助虚拟仿真技术去增强学生在课堂之间的趣味性和互动性，提升学生学习的积极性。

同时，中职学校的代课教师也可以通过虚拟仿真技术来开展相关的情景活动，不断地去锻炼和开发学学生的发散性思维。此外，中职学校的学生可以在相关的实践课检验自身的理论知识体系，找寻出在知识中的漏洞，为未来工作奠定基础。

3.3 有利于利用虚拟仿真技术对学习情景进行创新

我们可以从中职学校的學生的学习观和学生对其的认知入手，遵循中职教学的基本原则，在从事教学工作期间，可以创建出具有创新型的学习情景，且这种情景的创建是处于真实的世界情景，使得创建之后的学习效果变得更好。对此，在电子理论的教学中可以引进虚拟仿真技术，创建出一个优质的学习情景。

在中职学校的教学中，引用了虚拟仿真技术，在电脑的屏幕上可以还原真实的实验操作，可将图形和一些曲线，表格等具有难以表达的东西通过某种变化过程展现出来。另外，也可以让仿真电路呈现出一种较为真实的状态，显示出相关的参数变化，之后会有一个电路输出的过程，从而展现出一个较为真实的学习情景。

4 虚拟仿真技术在中职电子技术教学中的具体应用

4.1 虚拟仿真技术的标准化和规范化应用，虚实结合

将仿真技术和相关的计算机技术结合起来，进而提高中职教学的质量。虚拟仿真技术在一定程度上提高了中职学校的学生的操作能力，但仿真技术缺乏其实物感会与实际的实验操作有所区别。在一些网络实训中，一般会使用到路由器，交换器等设备，虚拟仿真技术和实际中的操作有些许差距，会使得学生在操作中难以入手。因此需要将虚拟仿真技术和实际操作结合起来，可进行具有计划性的训练，一步步提升中职学校的电子教学质量。

4.2 虚拟仿真技术在中职电子技术情景教学中的运用

在进行虚拟仿真技术的应用中，中职学校起初已经使用了小组合作的教学方式，但在教学过程中对于基本知识并不能够做到透彻理解，有时组内成员会因一个问题出现不同的意见，甚至会出现对某一知识理解错误导致在组内合作中工作效率降低。虚拟仿真技术的引入不仅可以促进组内成员之间一定的默契，还会提升组内探索话题结果的正确性，中职学校的探索电子技术需要学生有刻苦钻研的精神，也会增加学生对知识的一个实战练习，掌握更多的技巧和方法。

4.3 虚拟仿真技术在中职电子技术小组合作教学中的运用

将虚拟仿真技术引入到中职学校的课堂中，具有一定的模拟性和实际的双重性。有时会受其他因素的限制，比如资金问题会导致设备的数量得到限制。虚拟仿真技术和课堂的结合可以提高学生对于课堂理论知识的全面了解，提高了训练的力度和强度。虚拟仿真技术的应用提高了学生学习的效率，对于各种实际模拟操作会提高学生的应变能力和抗打击的能力。因此，将理论知识和实际操作相互结合，达到事半功倍的效果。

5 结语

虚拟仿真技术已经在中职电子教学中得到了应用，改进并完善了中职学校的素质教育，可以锻炼中职学校学生的思维逻辑，为培养出复合型的电子专业的人才做出贡献。虚拟仿真技术在一定程度上推进了电子技术的实际活动，也可以融合小组合作的教学，进一步强化虚拟仿真技术在教学中的应用。随着科学技术的发展，虚拟仿真技术已经在我们的生活中得到了广泛的应用，且在中职学校的电子教学中有很大的帮助和提升。

虚拟仿真技术使得任课教师的教学负担减轻，在课堂上的教学变得较为形象化、生动化，使用这种具有创新型的教学模式，也提高了学生学习的积极性和热情，从而使得学生能够掌握更深的理论知识。另外，学生通过实践会形成属于自己的思维模式和创新意识，为他们今后的发展打好了夯实的基础。

参考文献

[1] 林若波，彭燕标，陈炳文，等.虚拟仿真技术在“电力电子技术”课程教学中的应用[J].云南民族大学学报：自然科学版，2013(5)：378-381.

[2] 陈闽蜀.虚拟仿真技术在中职电子技术教学中的应用分析[N].兰州教育学院学报，2015.3：111-112.

[3] 陈丽.虚拟仿真技术在中职电子技术教学中的运用[J].黑龙江教育(理论与实践)，2016.5：59-60.

作者：吴海星

第4篇：中职电子技术教学中虚拟仿真技术的应用

摘 要：虚拟仿真技术是随着计算机技术的发展逐步形成的新技术，其在进入中职电子技术教学领域后，对传统虚拟仿真技术的应用产生了很大的影响。文章深入分析了中职电子技术教学中应用虚拟仿真技术的重要性，对如何运用虚拟仿真技术给出具体应用策略。

关键词：医院;电子档案;信息化管理

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.01.051

1 电子教学中虚拟仿真技术应用的重要性

1.1 优化教学方式

在以往的教学应用过程中，教师一味地灌输理论知识，忽视了学生的学习状态和实际感受，导致课堂教学效果不甚理想。虚拟仿真技术教学推动了电子教学技术的发展，在教学中运用虚拟仿真技术可以增强教学的实践性和模拟性，提高电子技术在教学中教学效果。与传统的中职电子技术教学方式相比，虚拟仿真技术有着明显的优越性，并成为一项重要的技术工具，得到了众多教育工作者的接受和认可。

1.2 加深对知识的理解

教学中，在分析一些较为复杂的施工电路等相关内容时，教师沿用传统的教学方式，单纯地讲解理论知识，内容略显枯燥乏味，使得学生缺乏明确的学习计划和学习目标，学习的主动性不高，导致学生理论知识掌握得不扎实。针对这一问题，教师应该主动学习先进的理念和技术手段，在教学中转变以往单一的教学方式，将虚拟仿真技术融入教学之中，通过多元化的形式增强课堂教学的丰富性。从而激发学生学习的内驱动力，提升课堂教学效果，进一步培养学生的实践能力和操作能力。

1.3 节省教学实验资金

传统教学大多采用实物进行演示。近年来，随着电子设备的大量更新换代，加上受到教育经费、教学器材和实验器材报修维护费用等方面的限制，很多精密仪器都需要定期维修和保养，且维修保养需要高昂的费用。电子技术教学实验需要使用到很多仪器，但由于资金不足，学校对大批实验教学器材的购买需求无法全部满足，而班级数量却超过实验室的数量，学校很难进行课程编排，导致很多时候学生要共用一台实验仪器，在仪器设备使用方面，不仅浪费了时间，而且无法达到良好的教学效果。

虚拟仿真技术是通过信息技术创设的动态环境，针对实物特性进行仿真模拟，它主要用于产品设计和展示。教师采用虚拟仿真技术进行教学，很多模拟训练都能达到几乎和实际操作相同的效果，不仅节省了大量的教学实验资金，而且可以增加学生的实操次数，丰富学生的学习体验，使他们更加熟练地掌握操作技术。

2 虚拟仿真技术应用存在的问题

随着虚拟仿真技术的更新换代，采用这项技术进行教学，对教师的业务素质和职业素养提出了越来越高的要求。但是，由于受到应试教育的影响以及教师的自身原因，部分教师的教学能力和水平目前远远达不到要求，一些教师不会利用虚拟仿真技术，且在校教师参加培训的机会有限，因此，大多教师仍采用原有的技术教学方式，缺乏对全新教学技术手段的补充和更新，专业技术落后于虚拟技术时代的发展。即便有些教师懂得应用虚拟仿真技术，也不能达到实际的教学期望的效果。

如今很多虚拟仿真技术学来自西方国家，软件价格较为昂贵，不适合我国教学的发展，使得我国很多中职学校对虚拟仿真技术的应用具有一定的滞后性。另外，学校原有的设备及其功能亟待更新和完善，虚拟教学软件需要重新开发，进而提高虚拟仿真技术应用水平。

3 虚拟仿真技术的应用策略

3.1 在情景教学中应用虚拟仿真技术

由于受到各种条件的限制，传统的教学方式已不能满足要求，虚拟仿真技术则因其消费低、时间少、不限场地以及教学质量高、突发情况少等优点得以广泛应用虚拟仿真技术应用如图1所示。在教学过程中，教师可以增加现實生活的教学情景，将电子技术和社会生活中的实际应用联系起来，加强学生的实际操作能力，从而更好地发挥电子技术的实用价值。

此外，在相关知识的学习过程中，应提高学生学习虚拟仿真技术的兴趣，增强学生对于知识的综合利用能力，营造更加贴近生活实际的学习环境，锻炼学生思考和探究问题的能力。例如，在学习《彩色电视机原理和维修》的过程中，教师可以为学生呈现彩色电视的发展历程，讲解彩色电视的特点、应用方法及在市场上的需求程度，并提出“同学们维修过家中的电视机吗”“安装电视机的步骤是什么”等生活化的问题，进而能够提高学生解决实际问题的能力。虚拟仿真技术能够帮助学生培养专业技能，提高学生的实践操作能力，对人才培养产生极其深远的影响。

3.2 在小组合作中应用虚拟仿真技术

在中职电子技术教学之中，由于学生对知识的理解和掌握程度不同，在遇到不同问题时会有不同的观点、采取不同的处理方式，在理解过程和实际操作过程中出现一定偏差和错误。对此，教师可以采取合作学习的方式，指导学生将理论知识应用于实践，提高对电子技术的掌握度，从而达到预期的教学效果。如果学生在小组合作教学中采用虚拟仿真技术，可以激发学生的学习的好奇心和对实验的兴趣，训练学生的基础知识和基本技能，从而从根本上解答学生的疑问。

在教学中，教师应该增加对虚拟仿真技术的使用熟练程度，找到符合现有水平的实验教学方案，在小组合作学习之后及时汇总教学结果，在小组合作学习中激发学生作为虚拟现实技术操作主体的积极性和自主性，在一定程度上对学生进行引导，提高学生的操作熟练程度，激发学习兴趣，提高学生的技术水平。

3.3 在实践操作过程中应用虚拟仿真技术

在实践操作过程中，因为学生反复进行模拟训练难免会出现疲惫感，教师应该加以正确指导，创设一个科学、合理的教学环境，将学生作为主体，发挥学生的创造性和主动性，给学生留出足够的思考时间，指导他们采取正确方法，自主解决问题，养成勤思考、善动手的良好习惯，避免在练习中走弯路。虽然虚拟仿真技术不同于传统的实践操作课程，不再受到场地、时间的限制，但是教师在教学过程中也要合理地掌握训练时间，根据学生的实际情况安排学习次数，根据学生差异进行个性化的教学，为不同学习水平的学生提出不同的学习要求和任务，让他们在练习过程中都能有所收获。

在真实的训练中，会遇到很多意外情况，遭遇一定的困难和阻碍。对此，教师不能一味地采取模拟训练的模式，可以设置不同的虚拟仿真形式，讲解常见的易错项，帮助学生规避错误，通过试错的方式训练学生的临场反应能力，通过实践训练和模拟训练相结合的方式进行科学合理的应用[1]。

4 结语

综上所述，虚拟仿真技术作为一种信息化的实验教学手段，为电子技术教学迎来了新机遇，它对传统的教学方法产生了强烈的冲击，并引发了教学领域的一系列变化。虚拟仿真技术在教学上的应用越来越广泛，它不但能够优化教学方式，还能加深对知识的理解，节省教学实验资金，将这种教学技术应用在中职电子技术教学中能够发挥重要的作用。本文提出了在情景教学中应用虚拟仿真技术、在小组合作中应用虚拟仿真技术、在实践操作过程中应用虚拟仿真技术等教学手段，希望能够为未来教学工作奠定良好的基础[2]。

参考文献

[1] 赵健.Matlab虚拟仿真技术在高职电力电子技术课程教学中的应用[J].当代教育实践与教学研究，2019(21)：167-168.

[2] 赵凯.虚拟仿真技术在电子技术信息化实践教学中的应用——以Multisim为例[J].西部素质教育，2020，6(06)：118-119.

作者：卢秋蓉 陈燕乐

第5篇：中职电子技术教学中虚拟仿真技术的应用

摘 要：随着社会的发展，市场对人才的要求越来越高，中职院校传统的人才培养手段已经不能满足教学的需要。另外，随着计算机技术的不断发展，新型手段层出不穷，计算机在生活和工作中的用处越来越多。同时，为了适应学生的心智发展规律，“在做中学，在学中做”比较符合中职学生专业课学习，所以计算机辅助教学手段在中职教学互动中的应用将会大大提升电子技术课程的授课效率。因此，研究如何将虚拟仿真技术应用到电子技术课程教学环节中就显得尤为重要了。文章在简要分析虚拟仿真技术在应用现状的基础上，重点结合具体实例对虚拟仿真技术在电子技术理论课、实践课、综合实验课3方面的具体应用进行论述。希望对中职电子技术教学工作人员有一定的帮助作用。

关键词：中职教学;电子技术;电路仿真;教学改革

随着电子技术的飞速发展，技术改革日新月异，人才竞争越来越激烈，这给中职学生带来了巨大的竞争压力。作为中职科目中较难的电子技术课程，实践性和应用型并重，对于如何提升现阶段电子技术的教学质量已经成为行业关注的问题之一。笔者经过调查发现，现阶段电子技术教学存在以下三点不足：首先，当今中职院校的教材落后，无法适应时代的发展要求;其次，教学设备较为落后，设施陈旧，经费不足是当今中职院校普遍存在的“问题”，这样的条件就使得并不是所有的学生都有亲身锻炼的机会;最后，中职学生由于客观原因的存在，其自身知识面较窄，基础知识严重不足，学习难度更大。

传统的中职课堂依旧是“照本宣科”的教学方式，教师在教学中往往过于依赖较具，忽略了学生在课堂中的主体位置，原本枯燥无聊的课堂更加变成了“刑场”。因此，要想改变电子技术的教学现状，就要从课程内容、学生年龄和知识水平三方面入手，构建新型的教学方法或者丰富现有教学方法。据此本文提出了“实践进课堂”的想法，将实验和理论结合，用时间帮助学生简化知识，在锻炼中学习、提升。

1 虚拟仿真技术的应用背景

现在大多数中职院校已经配备有足够数量的计算机，并且学校上课一般都使用计算机教学，所以中职院校是有条件进行仿真软件实践教学的;同时，中职院校一般会在二年级安排电子技术课程的学习，在此之前，学生已经有了一定的Windows经验，对Windows下的软件操作有所熟悉，这样仿真软件学习起来更为简单;除此之外，仿真软件因为其独特的功能、适用范围广、界面直观简便等优点逐渐成为主要的教学辅助工具;同时，使用计算机创建电路可以直接从元件库中选取合适的元器件以及测试仪表，并且测试仪器的虚拟操作面板同實验室仪器的真实面板相差无几，具有极高的使用价值[1]。

Multisim是加拿大最早开发的电子技术仿真软件。该软件几乎可以完成所有电子系统的设计仿真和目标芯片的编写任务，并且界面直观、操作方便，方便学生在学习的同时更加形象的了解熟悉元件，另外，实验结束后还可以直接从计算机上打印出实验结果(电路原理、原件清单等)，所有显示的图形均不会有软件限制，各类微软常用办公软件均可以打开图形。因此，虚拟仿真技术在职业院校中的应用必然将会直接改善院校的教学环境和教学质量，为社会人才培养建设提供极其深远的影响。

2 虚拟仿真技术在电子技术理论教学中的应用

传统电子技术理论是教师讲授为主，学生被迫学习的过程，这样的教学方式不仅会使学生丧失学习积极性，而且还会造成学生“知其然，不知其所以然”。但是对于演示实验，大多数学校由于经费有限，并不能实现;这就在一定程度上限制了学生自主性的发挥，学生无法主动探索知识，更无法判断自己见解的正误，严重限制了教学进展。

2.1 利用虚拟仿真技术创设学习情境

根据构建筑系学习观以及中职学生的心理特点，教学情境的创造对于学生理解知识有极大的益处。在电子技术理论教学中应用虚拟仿真技术能够将图形、表格等语言和文字难以描述的变化过程直观展现在学生面前;同时，仿真实验展现的都是真实的电路变化，包括电路工作参数的变化以及参数变化对结果的影响，帮助学生更好的理解参数对真实电路的影响。

例如，对于三极管放大电路静态工作点的设置上，我们就可以运用Multisim创建电路图，然后使用Multisim中的数字万能表测量BQ、CQ、EQ在静态工作的电流以及CEQ之间的电压，万能表的连接方式以及连接位置都能狗帮主薛恒更好的认识万能表，使用万能表，并且在测量的过程中体会到静态电路的含义。最后，为了获取不失真的信号，我们一般会对静态工作点进行设置。设置范围是教授的重难点，过高或者过低的设置都会影响最终效果。这一知识点只靠教师讲授学生很难真正理解。将虚拟仿真技术同理论教学相结合，就可以帮助学生“亲眼”看到不同静态工作点的变化以及静态工作点对输出信号的影响。

如果设置不合适的静态工作点，那么受直流电源(Ucc)、电阻B和C的影响，极容易出现失真信号。如果电阻B的阻值偏低，容易产生饱和失真;如果电阻B的阻值偏高，则容易产生截止失真。在这样的教学过程中，教师可以很容易的将抽象的理论知识实际化、形象化，对于学生的知识建构和学习兴趣的提升均有很大帮助[2]。

2.2 利用虚拟仿真技术开展主动探索式教学

教学中的构建主义提倡“教师不仅要教授学生知识，更要教授学生怎样用自己的大脑构建知识”，这样学生就有底气也有欲望主动探索知识。例如，教师在讲授基本放大电路的三种形态这一知识点时，如果只对三组态电路进行理论分析，学生可能上课了解，但是课后就忘了;如果将虚拟仿真技术引进理论课堂，让学生使用仿真软件模仿三种电路的实况，既可以加强学生的学习效果，教师也可以根据软件和课堂安排引导学生进行自主实验，增加学生的课堂参与效率[3]。

在设计完成共发射极电路和共集电极放大电路后，用虚拟示波器测量输入和输出波形，然后请学生描述两种波形的不同。学生就可以直观的看到对于共发射极电路来说，其输入波形和输出波形的相位相反，同时波形幅度也较输入波形大，如上图(左);但是对于共集电路来说，其输出波形与输出波形在相位和幅度上均一致。接着教师可以继续引导学生“为什么这两电路在波形上有不同”，学生经过互相讨论后就可以得出两种电路的电路信号发射位置不同的结论。最后，教师可以让学生自己设计共基极电路，并测量其输出波形，比较三种电路输出波形的不同。

这样的教学过程的特点是将学生当成教学的中心，学生主动利用虚拟仿真技术探索知识，自己总结自己学习，对学生的学习能动性和学习积极性均有极大的促进作用。

3 虚拟仿真技术在电子技术实验课中的应用

虚拟仿真软件在电子技术实验课中的应用要求一般为：实验前，教师要设计好实验步骤，装备好所需要的实验仪器，学生要在真正实验之前使员工仿真软件进行实验前的预习，了解实验原理和仪器使用方法。这样在真正实验的时候，学生就会游刃有余，甚至可以创新试验方法，获取新的知识;在实验过程中，学生要收集试验数据，对其中的误差进行分析，有兴趣的学生甚至可以选择使用其他方法达到同样的实验效果，提升学生的求知欲;在实验结束后，学生要利用网络将实验结果上传给教师，教师在第一时间了解到学生的试验情况，统计其中的问题，简化教师和学生的交流时间，提高效率[4-5]。但是在实际中，由于缺乏虚拟仿真技术的应用，实验课程进行的并不顺利，对此，笔者提出以下方案。

3.1 利用虚拟仿真技术提高实验教学效果

随着生活水平的提高，大多数学生都有电脑，即使部分没有电脑的学生也可以使用学校电脑完成课前预习这一步骤。众所周知，Multisim是一个不受地域、时间限制，随时可以使用的虚拟仿真软件，并且配备有几千种电子元器件。在实验开始之前，学生可以根据实验要求自己思考电路设计，在虚拟软件上进行模拟，然后在进入实验室操作，这时学生对仪器的使用已经比较熟练了，可以有效缩短实验时间。例如在进行滤波器实验时，电阻和电容的容量都会影响实验效果，人如果学生事先在虚拟软件上调试，实际实验时还需要稍加调整就可以得出正确数据。

3.2 利用虚拟仿真技术完成较为复杂的实验

笔者经过调查发现，现阶段的电子技术实验基本在集成试验箱上完成，并且试验设备有固定的参数设定，同时该集成试验箱使用时间较长，部分原件已经损坏，容易产生实验故障。尤其是在较为复杂的试验中，学生在规定时间内很难使用损坏的元件完成实验。针对这些情况，教师可以在试验中引入虚拟仿真实验，既能满足实验要求，又达到了锻炼学生实践能力的目的。例如，對于示波器验证差动放大电路特征的试验，由于要求电路完全对称，二十几损坏或者有缺陷的元件并不能完成对称，实际试验结果往往不能让人满意;若果使用虚拟仿真电路进行试验，不仅能够满足实验需求，还能帮助学生掌握恒流源差动放大电路的工作特点，一举两得。

4 虚拟仿真技术在电子技术综合性试验中的应用

中职教育的目的就是培养学生的实践能力，所以在某种程度上讲，学生实践能力的高低就是学校教学质量的反映。在电子技术教学中，我们将涉及电子课程综合知识的实验叫作综合性实验，综合性实验是验证学生学习成果，提升他们的动手能力和系统思维能力的好办法，并且能够提升学生的学习热情以及他们运用知识的综合能力，培养他们主动追求知识，主动探索事物的兴趣。但是，综合实验必然会对设备有更高的要求，有时甚至需要不同实验室之间互相联合操作，这显然同中职院校的实验设备配置现状不符，所以，将虚拟仿真技术应用于电子综合性试验中就显得尤为重要了。

例如，在设计建议交通路灯的综合性试验中，对于实验要求：

东西方向绿灯亮，南北方向红灯亮，时间均为15 s;

东西南北均亮黄灯5 s;

南北方向绿灯，东西方向红灯，时间均为10 s。

首先将任务分解为3个状态，分别标号;然后根据要求设计模块(见图1)。

然后根据设计思路从Multisim上抓取元件：时钟信号：1HZ函数发生器;时钟控制系统：两个74192集成块(一个控制十位数，一个控制个位数);时钟选择判断：选择器74153;时序选择控制：7473集成块;输出调整电路;显示电路。然后根据不同板块进行具体设计，更具虚拟仿真软件上的示数及时调整，修改发现的问题，提升实验效率，锻炼综合能力。

5 结语

总之，将虚拟仿真技术应用于电子技术教学中确实能够提升学生的学习积极性，缓解电子技术课程枯燥无聊的固有印象。但是在实践中我们也发现了许多不足。例如，虚拟等试验有时确实不能代替真实的实验，真实实验中的某些突发状况并不能在模拟中充分体现，所以学生往往在实际动手操作实验时遇到各种各样的状况。因此，索然虚拟仿真技术侵入电子技术课程教学可以在一定程度上收到良好的效果，但是仿真软件只能作为教学辅助工具，并不能完全替代实验。故而，虚拟仿真应用于教学还需要不停探索，进一步完善，直到形成一套完整的理论体系和完整的教学方法。

[参考文献]

[1]王华燕，符庆.浅谈高等职业教育电类课程教学方法的改进[J].计算机与电信，2010(12)：66-67.

[2]于帅珍.基于Multisim在电子线路实验教学中的应用探索[J].大众科技，2010(12)：56-58.

[3]何银平.电子技术课程教学中虚拟仿真技术的应用研究[J].电子制作，2015(3)：171.

[4]陈闽蜀.虚拟仿真技术在中职电子技术教学中的应用分析[J].兰州教育学院学报，2015(3)：111-112.

[5]李松湘.虚拟仿真技术在电子技术课程教学中的应用研究[D].长沙：湖南师范学院，2012.

作者：罗慧玲

第6篇：建筑安全教育虚拟仿真技术应用现状

摘 要：建筑行业是安全事故多发行业，安全意识、安全技能是建筑行业从业人员基本要求之一。安全教育虽然得到各级部门重视，但安全事故仍不断发生。全行业都在致力于安全培训方式手段的改革。目前利用现代虚拟仿真技术开发的安全教育系统已经进入实际应用。多年追踪安全教育，在此对当前虚拟仿真安全教育系统开发的应用状况提出一些建议。

关键词：建筑安全;教育;虚拟仿真

建筑行业是安全事故多发行业，根据国家安全监管总局周报数据统计，2018年1-12月，全国房屋市政工程共发生生产安全事故700起、死亡806人。而2019年5月份，据不完全统计，全国有25个省市自治区发生安全事故56起，死亡人数达70多人，特别是上海市某厂房坍塌事故，一次伤亡20多人，安全形势不容乐观。这些事故中，坠落事故伤亡28人、坍塌25事故伤亡人。

1 我国建筑行业从业人员安全教育现状

目前的安全工作从管理体制上、检查监督上、制度制定上、落实实施、宣传教育上其实已经比较成熟，如完整的管理体制，从政府部门有专门部门负责安全监督管理检查，各企业均设有相应的安全负责人员、管理人员，管理制度健全;安全宣传、安全检查都按要求进行，安全培训也做到人人过关。特种工种持证上岗。安全岗位设置、安全员监督也很到位，日常安全检查记录详尽。在工艺设计上也将安全放主要位置，安全设施也能按要求配备，安全宣传更是醒目的布满每一处。

安全教育从体制上、管理上、實施上也较到位，安全内容、培训要求、考核、证件，包括培训手段上也进行了升级更新。传统的安全培训，以讲座、手册等为主，效果较差，随着新技术的引入，宣传视频、教育影片等声像制品的成为安全培训的新手段，笔者曾在几年前提出过的利用虚拟仿真增强技术手段，进行建筑安全培训等的设想，在国内许多地方已成为现实。

2 虚拟仿真建筑安全培训系统产品

国家历来重视安全工作，安全工作、防范第一、教育先行。安全教育工作者将关注点放在了引入新技术更新教学手段、改变教学模式、拓宽教学途径上，已经有很大进展，如近期的虚拟仿真建筑安全培训系统，国内已有一些高等院校自行开发，也有高校与专业公司联合的培训系统进入了使用。

虚拟仿真安全教育体验系统，是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统，它利用计算机生成一种模拟环境，多源信息融合、交互式三维动态视景和实体行为仿真，使使用者沉浸到该环境中，身临其境的学习感受如何执行安全规定、条例，以及违反安全条例可能产生的事故及其严重后果，从而建立起安全意识、强化安全职责，效果非同以往。由于采用新技术开发的建筑安全教育产品拥有其他教育方式不可比拟的先进性和超强效果，一些从事虚拟仿真产品开发的商业公司也开始介入建筑安全教育，推出自己的产品，国内报道和已经上线推出的各类建筑安全教育产品如以下几点。

2.1 郑州宜怛电子

郑州宜怛电子是一家主营VR安全设备的公司，产品包括VR工地安全体验馆、VR消防安全体验馆、VR地震安全体验馆、VR安全教育，涉及消防安全，地震安全，交通安全，公共安全，校园安全，工业安全，建筑安全等多种安全教育。

通过VR技术，创建了工作场景中存在的高处坠落、机械伤害和触电事故等10多种危险情况。

2.2 云艺化科技公司

公司的建筑施工安全体验馆，通过VR头盔显示设备，让体验者如置身于基础施工、主体施工、装修施工等作业场景，身临其境的感受事故伤害的后果，提高安全意识，主动掌握安全技能，学习事故产生的原因及防范措施的采取等。

场景包括高空坠落、物体打击、机械伤害、坍塌伤害等建筑工地较多发的伤害事故。

此外还开发有消防、交通、电力安全和党建教育培训等VR安全体验系统。

2.3 湖南汉坤公司

公司以经营安全器材为主，开发有各种实体安全体验区，如安全帽撞击、安全用电、安全防护用品展示、洞口坠落、安全带使用、现场急救、墙体倾倒、灭火器演示、栏杆倾倒、安全鞋撞击、吊运、钢丝绳使用、重物搬运、平衡木、平衡桥体验等数十种安全体验设施。

同时开发有VR安全体验馆，利用VR、AR、3D技术，结合VR设备、电动机械，以三维动态的形式全真模拟工地施工真实场景、安全隐患和险情，体验高空坠落、洞口坠落、灭火器演示等，实现施工安全教育交底和培训演练，掌握相应的防范知识及应急措施。已有多家企业用户使用。

2.4 福建农林大学建筑施工安全虚拟仿真实验教学项目

福建农林大学建筑施工安全虚拟仿真实验教学项目，是福建农林大学建筑施工安全虚拟仿真实验教学项目之一，由交通学院开发，主要用于土木工程、工程管理等建筑工程类专业学生安全实训，目前有向社会企业转让。

项目采用虚拟仿真、人机交互、网络通讯等技术，整合信息化实验教学资源，建立以建筑施工安全为主题的虚拟仿真实验教学项目。

项目主要目标：将虚拟仿真技术与建筑施工安全教育相结合，改变传统参观式安全教育的实训形式，提高体验式安全教育的开展效率和教育效果，填补传统建筑安全教育无法体验或体验不深刻的空白，解决实训过程中潜在的安全隐患，满足了学生的感知需求，真正地实现了学生不出校门即可体验施工现场环境，深刻感受安全事故带来的巨大危害，提高安全意识，掌握从业技能作用。

如高空坠落模块包括以下步骤：

接受安全教育培训、佩戴安全帽、系安全绳。正确乘坐施工电梯、正确开启及关闭施工电梯入口大门、安全门，不违规通过非安全通道。

2.5 江苏大学

江苏大学与维启科技联合开发的“装配式建筑施工与安全管理虚拟仿真实验教学系统”是教育部产学协同育人项目。包括安全事故体验等多个模块，可提供电脑端学习和VR头盔端学习，已经上线进入教学学习使用。

此外，还有许多公司和高校也进行了建筑安全教育虚拟仿真系统的开展和利用：如东莞富华智能科技有限公司的VR安全施工模拟系统;如佰佰安全网[建筑安全虚拟现实]专区;如第8感VR工地安全教育体验系统;西安万维的虚拟仿真等。

3 建筑安全教育虚拟仿真系统综汇

笔者多年来一直关注于建筑安全教育，也曾提出过虚拟仿真技术应用于安全教育的开发，时至目前，各种类型的虚拟仿真安全教育系统已经实现并应用于安全培训。汇总这些系统，有这样一些特点：

(1)系统开发主体。

相当多的公司企业发现领域商机，进行投入并开发出自己的产品，其中有专业从事安全设备和器材的公司、业务涉及建筑安全的企业，以虚拟仿真游戏为主营产品的公司业务拓展到建筑安全培训领域。

高等院校已开始将虚拟仿真技术引入教学，教育部2017-2020年虚拟仿真教学项目，对多个学科的研究项目进行科研立项，其中有建筑安全项目入选。

高校与企业公司联合进行开发，用于学校教学。

(2)体验项目内容选择上。

项目内容选择上，以安全基本知识培训为主，大多以建筑施工中常见的高空坠落、墜物打击以及机械伤害等防范为主，安全装备用品使用、灭火器械、安全操作等。高校开发的系统内容较细腻全面。商业开发产品多少不一。

(3)体验方式。

有头盔式、屏幕式，人机交互等。

(4)体验场地空间。

有些不需要较大的空间，一般电脑即可，有些需要一定的场地。

(5)用户情况。

自行开发使用的并向社会推广的，如高校。部分较大的建筑企业购买引入以上建筑安全教育产品用于本企业安全培训，一些公司将自己的产品对外开放，供用户以单位或者个人体验形式上门体验。

(6)费用。

费用包括系统和设备，由于许多产品的购买价格属于商业机密，也鉴于产品的模块内容选择不一，但一般包含有几个主要模块内容的，约在几十万计。

4 意见和建议

对以上情况的汇总、分析，笔者认为，虚拟仿真技术应用于建筑安全教育，为长期以来使用的传统、单调、被动式、效果不佳的培训，提供了一个全新的、具有特殊效果的培训模式，将成为主流，目前情况无论是产品还是均处于初期阶段，产品还不规范，为使其更健康的发展，一些问题应尽早引起重视。

(1)规范开发。

未来的安全培训，新技术高科技产品一定是主流，目前系统开发管理部门还不明确，各开发者按对安全培训理解各自进行，不能保证符合培训目标要求，应有统一部门管理，并制定相应的规范标准。

(2)产品内容有待丰富健全。

目前产品，内容上基本按建筑安全培训大纲，较简单，而效果考核标准上并无统一要求，特别是商业开发软件，面对用户群和目标要求定位不确切，模块开发还较窄。

(3)用户群上。

部分高校、大型企业开始使用，而数量众多的中小企业，一般高校还处于空白，应有一定措施让更广大的从业群体能接受至新模式的安全培训。

(4)价格和费用。

目前的系统价格针对小型企业过高，且购买后利用率低，影响推广。

(5)开发商的管理。

目前多家商业公司介入，资质如何，研发能力如何，公司能否长期存在，不断更新产品，保证系统维护运行等，仍是一隐在问题，如不能解决，购入系统存在后续使用维护更新隐患。

(6)建议。

数量众多的中小企业，在安全管理和安全培训上力量薄弱，最需要使用新技术提高培训效果，但各方面条件不具备上系统，是否可以由政府相关部门与企业或高校结合开发系统，规范产品、保证教育质量。将每年安全培训的投入转用于虚拟仿真系统建设，成立培训中心，供小企业集中使用，不仅能提高利用率，也帮扶了小企业的安全教育。

参考文献

[1]徐东升.基于建筑信息模型技术的建筑工程施工安全管理研究[D].天津：天津工业大学，2017，(7).

[2]龚宏.再论建筑安全教育效果的提升[J].建筑安全，2017，(8)

[3]李晓磊.建筑施工安全管理中虚拟仿真技术的应用[J].低碳世界，2017，(19).

作者：龚宏　贺嘉　李享

第7篇：关于电子设计仿真与虚拟实验的学习体会

成都理工大学

电子设计仿真与虚拟实验

学习心得

学院名称 所属专业 学生姓名 学 号 班 级 是否选课： 邮箱：

日期：2016.4.3

电子电路仿真(英语：Electronic circuit simulation)，是指使用数学模型来对电子电路的真实行为进行模拟的工程方法。仿真系统可以对电路的功能行为进行模拟，而不需要建立实际的电路(这过程可能繁琐而昂贵)，因此它是一种很有实用价值的工具。由于仿真系统对真实情况的模拟越来越逼真，许多大学、研究机构都会使用这类工具来辅助电子工程方面的教学。由于电子电路仿真系统一般具有较好的图形化界面，它们常常可以使用户有身临其境的感觉。对于初学者，他们可以在仿真软件的帮助下进行分析、综合、组织和评估所学的知识。

在构建实际的电路之前，对设计进行仿真验证，可以大大地提高设计效率。这是由于，设计人员可以在构建电路之前，预先观察、研究电路的行为，而不必为电路的物理实现付出时间和经济的成本。尤其是集成电路，在物理上实现电路所需的光掩模等电子工艺成本不菲，而集成电路的高复杂性又在面包板上面难以实现，用传统的方法研究电路的行为较为困难。因此，几乎所有的集成电路设计都较为依赖仿真。最著名的模拟仿真是SPICE，而最著名的数字电路仿真器都是基于Verilog或VHDL的。一些电子仿真系统集成了原理图编辑器、仿真引擎、波形显示功能，这样使用户可以轻松地观察电路行为的即时状态。通常，仿真系统也会包括扩展模型以及电子元件库。其中模型主要包括集成电路专用的晶体管模型，例如BSIM;而元件库会提供很多通用元件，如电阻器、电容器、电感元件、变压器和用户定义的模型(例如受控的电流源、电压源)，此外还可以提供Verilog-A或

VHDL-AMS中的一些模型)。印刷电路板设计还要求专用的模型，例如线路走线的传输线模型和IBIS模型等。

大学的选修课是为了丰富大学生的知识、提高大学生的文化、科学、技术、道德等各方面的素养水平而开设的课程。大学是培养人才的摇篮，是我们储备知识的摇篮，在大学里，学校设置了一些灵活多样的选修课，这丰富了我们的课余生活。因此，这学期我选修了一门叫做电子仿真与制作的课程，这是属于理科类的课程。以前，虽然在高中的时候我是学习理科的，但是到了大学，学习的是管理类的专业，时过一年，我对电子电路知识已经遗忘了，因此对于电子仿真与制作的学习只是停留在了基础知识的简单了解上，但这些知识也是很有趣的，为我枯燥的文科学习增添了一点趣味。

在短短的这几个课时里，通过这学期在选修课上的学习，使我对电子仿真与制作方面的知识有了一定的了解。老师主要是给我们简单地介绍了电子仿真相关的知识，印象深刻的是老师给我们介绍了Multisim的电子电路仿真软件，它是用于电子电路的模拟的，还有集成电路的知识。课堂上，老师常常播放视频，通过视频让我们更直观得了解到诸如：焊接、芯片、电阻、电容等知识，提高了我们的学习兴趣。以下是我对电子仿真与制作课程学习的一些总结与感想。

首先通过学习，我认识到什么是电子电路仿真，就是用图形化的显示方式或数字模拟方式对电子电路的实际工作状态进行虚拟现实的模拟，用计算机实现电路功能和电路特性的分析。看来，计算机的发展真的给我们带来了便利，现在通过各种软件我们可以对现实的事

物做一些虚拟，方便了我们的实验。

其次，通过学习，我认识了一些电子元件，这些是做实验的基础知识。如：线路板，它是各种电子元件，线路的载体，电子新产品的心脏所在地。还有一些基本元件，如：电阻，它是电路中对电流通过有阻碍作用并且造成能量消耗(功率)的部分，它在电路中起着限流，分压，偏置等作用。还有电容，它是衡量导体储存电荷能力的物理量，它的主要特性是隔直流通交流，电容容量的大小就是表示能贮存电能的大小。还有电感线圈(电感)，具有阻止交流电通过而让直流电通过的特性。最重要的是了解到了集成电路，它是一种采用特殊工艺，将晶体管、电阻、电容等元件集成在硅基片上而形成的具有一定功能的器件，英文为缩写为IC，也俗称芯片。对待这短短的几次课，我保证每次课都去，因此也在课堂上收获了不少。这些就是我在课堂上学习到的简单的知识，简单但是有趣。

然后，是对电子电路仿真软件Multisim的了解。Multisim软件就是一个专门用于电子线路仿真与设计的EDA工具软件。作为Windows下运行的个人桌面电子设计工具，Multisim 是一个完整的集成化设计环境。它的特点有：直观的图形界面、丰富的元器件库、丰富的测试仪器、完备的分析手段、强大的仿真能力。电子仿真运用了诸如Multisim的仿真软件，具有重大的意义。减少设计、研究费用，节约和避免浪费，高效，高利用率，减少损耗、运输和运行成本;缩短设计、研究时间。性能改善，提供观测评估分析能力，减少对抗，预防不确定和不利情况;提高设计可靠性。模拟偶然事件，紧急事件，

提高安全性。

印象深刻的是焊接芯片，老师给我们播放了视频，我们清楚详细地观看了焊接的整个过程。用到的工具是电烙铁。电烙铁，是电子制作必要工具，主要用途是焊机接元件及导线。通过观看视频，我感觉到焊接真的是一个精湛的技术，想要焊接地好，需要你的手法熟练。使用烙铁时，烙铁的温度太低则熔化不了焊锡，或者使焊点未完全熔化而成不好看、不可靠的样子。太高又会使烙铁“烧死”(尽管温度很高，却不能蘸上锡)。另外也要控制好焊接的时间，电烙铁停留的时间太短，焊锡不易完全熔化、接触好，形成“虚焊”，而焊接时间太长又容易损坏元器件，或使印刷电路板的铜箔翘起。一般一两秒内要焊好一个焊点，若没完成，宁愿等一会儿再焊一次。焊接时电烙铁不能移动，应该先选好接触焊点的位置，再用烙铁头的搪锡面去接触焊点。因此，可以体会到，做任何事情特别是这种需要细心的事情，想要做好，或者想要学好一门手艺，只有勤学苦练，下苦功夫，才能做到熟能生巧。熟练了，才能找到窍门，这只是我的一点点感想。

其次，记得老师强调过的一个重点是PCB板，它要求元件封装。PCB板，印制电路板，又称印刷电路板，是电子元器件电气连接的提供者。它的发展已有100多年的历史了;它的设计主要是版图设计;采用电路板的主要优点是大大减少布线和装配的差错，提高了自动化水平和生产劳动率。

抱着对电子仿真与制作的一些知识的好奇和不了解，通过上网，我又查询了一些关于集成电路的知识，清楚地了解到集成电路的特点

及用途。集成电路具有体积小，重量轻，引出线和焊接点少，寿命长，可靠性高，性能好等优点，同时成本低，便于大规模生产。它不仅在工、民用电子设备如收录机、电视机、计算机等方面得到广泛的应用，同时在军事、通讯、遥控等方面也得到广泛的应用。用集成电路来装配电子设备，其装配密度比晶体管可提高几十倍至几千倍，设备的稳定工作时间也可大大提高。集成电路的应用范围覆盖了军工、民用的几乎所有的电子设备。

通过这么短短的几次课，我的确收获了不少，了解到在生活中见过的但是以前并不懂的集成电路等。因此，我们应该珍惜每一次学习选修课的机会，通过这种课堂学习除了专业课以外的知识，也开阔自己的眼界，丰富自己的学习生活。学习是一件很快乐的事情，因为，通过学习，我们获得了很多知识，或许我们以后用不到这些，但是却开拓了我的视野，至少以后要是遇到这方面的事情，我还是懂一些的。其次是认识到自己的局限性，学的东西越多，才会发现自己懂得越少，对于那句话，其生也有涯，而知也无涯有了更加清醒的认识。但是很遗憾的是，我没有在有限的时间里，把这门课程完全学懂，这是我自身的原因，或许也有一些客观的因素。这让我觉得有一些遗憾。也许我以前有接触过这些。虽然知道电路，电路元件，以及脉冲波。但是还是没有很好的完全掌握老师所教的知识。一开始觉得和高中的物理中的电路图没多大的区别，所以觉得自己会了，可是之后，却知道，是自己太疏忽了，有一些元件的功能，我都不知道，甚至有一些元件我几乎都没听说过。当然，还有电路中的误差，我也知道，实际中的

电路和设计中的电路不是完全相同的。因为，在实际生活中，会遇到很多很多的因素，从而影响到电路的误差，比如温度，湿度，等等一系列的因素，要是事先没有纳入考虑范围的话，就可能造成很大的损失。所以说，虚拟电路设计，绝对是一个生活当中不可或缺的，非常实用的软件。

第8篇：虚拟仿真技术在口腔医学教育领域的应用

摘要：虚拟仿真技术在医学教育领域的应用已日益广泛。 该文结合四川大学华西口腔医学院虚拟仿真实验教学中心建设情况，对中心的数字化3D虚拟口腔解剖实习平台、穆格数字化虚拟I：1腔技能培训系统及口腔医学 仿真机器人实习机等虚拟仿真实验平台作一介绍，并对虚拟仿真技术在口腔医学教育领域的应用作一展望。

关键词：虚拟仿真技术;口腔医学教育;应用现状

虚 拟仿真，也称虚拟实境，是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机系统。该系统利用计算机技术生成一个逼真的具有视、听、触等多种感知的虚拟环境，通过使用各 种交互设备，同虚拟环境中的实体相互作用，使操作者产生身临其境的交互式视景仿真和信息交流，是一种先进的数字化人机接口技术。该技术由美国V PL公司 创建人拉尼尔(JaronL anier)在8O年代初提出，最早源于美国军方的作战模拟系统。9O年代初在商业领域得到进一步发展。目前虚拟仿真技术的 应用领域日益广泛，除在军事作战模拟，飞机、船舶、车辆现实虚拟驾驶训练，飞机、导弹、轮船虚拟制造，以及在城市规划、地理信息、室内设计、文物保护等现 实虚拟仿真模拟外，其在医学生物领域的应用也被广泛关注。本文结合四川大学华西口腔医学院虚拟仿真技术在口腔医学人才培养方面的应用，对虚拟仿真技术在口 腔医学教育领域的应用现状及展望作一介绍。

1虚拟仿真技术在医学教育领域应用的必要性

医 学虚拟仿真实验教学是依托虚拟现实、多媒体、人机交互、数据库和网络通信等技术，构建高度仿真的虚拟实验环境和实验对象的新型教学方式。学生在虚拟环境中 开展实验，达到教学大纲所要求的教学效果。教育部根据《教育信息化十年发展规划(2011-2020周学东，等：虚拟仿真技术在口腔医学教育领域的应用 年)》，启动了国家级虚拟仿真实验教学中心的建设工作。

虚 拟仿真技术在医学教育领域的应用是促进医学教育生动化的需要。三维虚拟仿真软件和虚拟课堂系统相结合，兰州理工大学学报打破了时空局限性，为学生提供了真正的“开放性教学 环境。传统医学教育难以直接展示人体结构、疾病发生及发展过程等内容，教学缺乏生动性，难以形象化，不利于学生更好地掌握医学知识。虚拟仿真三维软件技术 建立的人体结构模型，使学生通过人机交互，在模型内部“漫游”，能够非常直观、轻松地学习人体解剖结构。不仅调动了学生的学习兴趣，而且将抽象的内容具体 化、形象化，给学生留下深刻的记忆，也给教员提供了方便，大大提高了教学质量。虚拟仿真技术在医学教育领域的应用是提高医学专业实践性的需要。医学是一门 实践性很强的学科，实验和实习贯穿整个教学过程。实验教学环境的优劣对学好这门课程至关重要。学生只有通过足够的验证性实验和一定数量的综合实验才能获得 必要的综合技能。为医学教学打造的各种三维虚拟互动软件和虚拟课堂系统的问世，使得教学模具具有重复性和可逆性，学生得以有效培训一些无创性的操作方法， 这对提高医学教学质量起到了很大的促进作用。

虚 拟仿真技术在医学教育领域的应用是医学教育顺应社会发展的需要。随着社会的发展，患者自我保护意识加强，医患关系矛盾日益凸显。这就要求学生在进入临床实 践前必须尽可能地熟练掌握各种操作技巧，因此需要在临床前的技能训练中给学生提供更真实、【核心期刊-代发】更先进的模拟环境进行各种临床操作技巧的训练。应运而生的虚拟现 实技术为教师、学生提供了一个无创性、无损毁性、无危险性的训练方式，通过学生在虚拟模型上的操作，完成对医学生基本技能的训练，为临床实习打下坚实的基 础。

2虚拟仿真技术在口腔医学教育领域应用的必然性

目 前，国内外口腔医学高等院校进行临床前技能培训主要应用仿头模训练系统。但这种仿头模训练系统无法将患者在治疗过程中的疼痛、不适等感受反馈给操作者，使 学生及时纠正不良操作，缺乏临床感;其次该系统使用的是塑料牙，质地远不及真牙，不能体会真牙的操作感;再者，该训练模式只能进行牙体硬组织疾病等部分常 见口腔疾病的治疗和操作训练，难以模拟口腔软组织疾病等其他口腔常见疾病，也不能进行拔牙、牙周根尖周手术及牙槽外科手术等操作训练。综合来看，仿头模的 模拟训练项目较局限，给操作者带来的体验真实感不强，临床感不高，具有一定的局限性，不能完全适应日益发展的教学要求。因此，运用虚拟仿真技术进行虚拟实 验教学是口腔医学教育发展的必然趋势。

3虚拟仿真技术在口腔医学教育领域的应用现状

将 虚拟现实技术与口腔教学相结合，在口腔教学领域是一次革命性的突破，欧美国家已有近20所高校使用了该技术。目前该技术在我国口腔医学教育领域也有了初步 的尝试和应用。国内一些知名院校已在各专业课程的教学过程中逐步借助虚拟仿真技术来实现特定的教学功能，改进或替代传统的教学方式，其教学效果获得了师生 的认可与好评，实现了教学质量的提升。目前虚拟仿真技术在口腔教学中的应用主要有以下几方面：

(1) 在口腔解剖生理学教学中，应用虚拟仿真三维成像技术建立虚拟解剖实验室，其原理是以C T、M R I断层扫描、人体切片、实物标本扫描等数据为基础，应 用虚拟现实技术实现在计算机【扣扣1138-745058】上重建逼真的实物图像、器官组织内部的结构等各种虚拟解剖模型，从而建立虚拟口腔解剖标本的数据库，并作为口腔解剖生理教学的 虚拟解剖实验室对学生开放。学生可对该虚拟仿真解剖实验室的虚拟三维模型进行立体或剖面观察，还可通过网络终端对虚拟解剖实验室进行远程访问，实现自主学 习。

(2)在口腔种植学、口腔修复学等学科的 教学中，利用虚拟仿真技术实现口腔种植设计方案和口腔修复设计方案的虚拟三维图像模拟，并通过计算机软件对设计方案进行力学系统和生物学合理性的分析和评 估，实现在口腔医学教学过程中对治疗方案和手术过程进行虚拟图像模拟和治疗效果评估的教学功能。

(3) 在口腔疾病基本操作训练方面，虚拟仿真技术的应用能较传统模具训练的教学方式实现更强大、更逼真的功能。目前部分口腔医学院校已着手建设口腔医学临床前技 能训练的虚拟仿真实验室，利用虚拟仿真三维成像技术和高仿真机器人实现临床诊疗过程的高仿真模拟和学生实际动手操作能力的训练，整个过程无风险性、可重 复、实验成本低，并可根据教学需要进行病案制定和实验项目的灵活组合，具有高度仿真性和操作性强的特点。

4虚拟仿真技术在华西口腔医学院教学中的应用

四 川大学华西口腔医学院实验教学起源于1917年，开创了中国口腔医学实验教学的先河。华西口腔实验教学中心经过百年锤炼和不断革新，现已成为教学理念先 进、教学特色鲜明、教学体系科学完善、师资队伍一流、教学成果显著的口腔医学人才培养实验教学的国际知名品牌，成为引领我国口腔实验教学发展的方向，已成 为具有强大示范辐射作用的国内领先的国家级口腔医学基础实验教学示范中心(下称示范中心)。随着医学教育的发展需求，我院与时俱进，以示范中心为依托，根 据高等教育信息化建设和开展虚拟仿真实验的指导思想，应用数字化技术和高仿真技术，在示范中心的平台上专门建设虚拟实验教学中心。现阶段我院虚拟仿真实验 教学中心主要包含以下3个平台。

4.1数字化3D虚拟口腔解剖实习平台 数 字化3D虚拟口腔解剖实习平台是基于3D技术可视化人体工程构建的牙体解剖学及相关教学的应用软件而实现。该软件按照国人牙体形态结构和特征完成人的虚拟 口腔构建和制作，利用A M B E R c T C 3D引擎建立三维牙体图像，既可以进行三维旋转，以观察牙体不同面的外形，还可在不同平面进行切 割，观察牙体的内部构造。【评职称发表论文】该软件可通过网络版和光盘版实现相关课程的实验教学和学生自学、复习。其直观的视觉体验，不仅可以广泛应用于口腔解剖生理学及相 关的实验教学，还能进一步扩展到其他口腔临床学科，如口腔内科学、口腔颌面外科学、口腔修复学和口腔正畸学的实验教学、病案讨论和治疗方案设计等多方面应 用，解决在实验教学中真牙收集困难的实际问题，并能提供大范围的教学应用，保障人才培养规模不断扩大的需求。

4.2穆格数字化虚拟口腔技能培训系统

数 字化虚拟口腔技能培训系统由3D图形生成工业计算机、实时触感生成计算机、教学课程示范计算机，以及学生操控终端和相应应用软件组成。应用软件包括模拟临 床病例、FI腔常用器械和操作评估体系等系统。该系统的工作原理是：运用虚拟仿真技术和力反馈触觉系统建立了一套能模拟临床治疗真实场景的力学感受系统， 能模拟出正常口腔组织、离体牙的3D图像，以及口腔常见疾病的软、硬组织3D图像，还可根据不同的治疗方案选择不同的虚拟工具，操作者在手持手柄时能感受 到虚拟工具与虚拟3D牙体接触时的作用力与反作用力，获得和现实中手持工具操作时相同的力学感受，从而能达到模拟训练临床操作的效果。此外，该机能模拟大 部分口腔常见疾病的治疗过程，并且能模拟出仿头模难以实现的口腔软组织疾病，以及活体组织在治疗过程中的出血等实时反应。不仅模拟疾病种类多、效果逼真、 操作手感真实，而且能解决目前牙体标本和疾病模型供应缺乏、实验替代材料与真实疾病组织相差较大、学生在操作中难以获得临床病例真实感受的难题，以及直接 对临床患者进行实验操作风险系数大的问题，更好地满足目前的教学需求。

利 用该系统能开设出传统实验状态下难以开展的、具有临床高风险的实验项目，如牙体窝洞预备、开髓、根管治疗、根尖手术、拔牙术、口腔修复牙体预备、牙种植等 多种难度较大的临床操作技能训练的实验教学项目。学生在训练过程中能熟练掌握牙科手机力度控制和各种牙科器械的使用，并在牙科治疗的各个具体项目上都能得 到良好的技能训练，为临床实习打下坚实的基础，解决在专业课实验教学中难以实现“身临其境”的难题。

4.3口腔医学仿真机器人实习机

口 腔医学机器人训练机是一种临床前技术训练和临床实习的高仿真模拟训练设备，不仅有对学生进行必备临床技能培训的功能，还能模拟临床患者疼痛、呕吐等实时反 应，甚至能模拟因操作不当造成患者不愉快等真实反应：如从患者眼睛上面移动物品时，能模拟出患者的恐怖感;操作者不慎碰到胸和肩膀时模拟出患者的不快反 应;在设备口腔内安装了表现呕吐的反射传感器，来训练对敏感患者的操作治疗。同时学生还可以通过对机器人的问诊、解释治疗过程等语言交流工作学习与患者进 行交流，完成学生接待患者时的“态度、习惯、接待方法”等重要方面的培养。通过仿真人的动作、语言、表情多种反馈信息，学生可以改良自身操作手法和与患者 交流的语言，能够达到在没有教师的指导下，可以通过影像回放来重新冷静地审视自己，实现自我改善、自我学习的目的。

5结束语

虚 拟仿真实验教学中心能实现传统实验不具备或难以完成的教学功能，在涉及高危或极端的环境、不可及或不可逆的操作，以及高成本、高消耗、大型或综合训练等情 况时，为医学人才培养提供可靠、安全和经济的实验项目。从华西口腔实验教学目前已开展的部分虚拟仿真实验项目的教学效果看，师生对该技术的接受程度高，该 技术的应用能调动学生的学习积极性，深受学生欢迎。未来虚拟仿真技术的发展方向还会向实现更加逼真的现实环境、更好的人机交互体会、更高的现场感方面发 展。随着人们对虚拟仿真技术的逐渐了解，以及它在各个行业的普遍应用给人们带来的极大方便，虚拟仿真技术势必会得到更快的发展。这种技术革新是不可逆转的 趋势，它将随着时间的推移日臻完善，并且会运用得更加广泛。