计算机仿真论文范文

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第1篇

研究团队、制药产业及医疗服务业已经认可生命科学仿真系统的作用。在化学工程师和计算机辅助过程工程专家的帮助下，生物工程师可以运用这些手段解决诸多生理学和医学问题。

2仿真技术的研究进展

系统生物学要使用定量分析来研究生命系统。起因于处理大量数据的需要。学者通过计算机仿真技术，利用定量分析来处理临床问题，产生了名叫系统医药学的新学科。化学工程师长期参与生物学和生物医学的定量分析。Peppas和Langer认为在20世纪60年代早期化学工程师就参与生物医药工程。Bailey和同事研究出一种控制新陈代谢的手段，这种手段不仅可用于生物制造技术，也可用于其他生物问题。2005年，Solis和Stephanopoulos指出了纳米级的系统工程需要解决的问题。2006年，Doyle和Stelling回顾了用计算机仿真技术去分析代谢网络的一些重要的成果。2009年，Eissing、Chaves和Allgower利用仿真模型来分析细胞死亡。近年来，有许多论文概述了计算机工程师和化学工程师在医疗系统中的作用。对化学工程师，尤其是工艺系统工程师来说，免疫系统是一个采用仿真技术的复杂系统，化学工程师能够研究免疫系统和病毒之间的相互作用。2004-2005年，Deem开发了一种运用计算机仿真技术研究了病毒和疫苗造成的免疫反应的定量模型。Chakraborty在2003年用仿真技术研究了免疫系统的细胞间的通信，以及免疫反应。2006年，Joly和Pinto认为HIV-1发病机理的数学模型优化了药物治疗的方法。这种方法会导致药物设计和配方设计的改进。Yin在2007年提议把病毒当作一种产品，研究病毒生长和传播时需要考虑时空的影响。可以预见，将来人们会用生理学模型和计算机技术设计出最佳药物配方。为了有效地进行仿真，需要根据生物具体的特性建立多种生理学计算模型。几年前，学者启动生理组计划（PhysiomeProject），旨在寻找人和其他真核生物的计算模型。迄今为止，该计划主要关注使用CellML标准的细胞电生理学的数学模型。CellML标准是一种使用细胞进程模型的生物物理学模型标准。另外SBML标准是一种能够辨识生物进程的计算机可读标准。最近，一个名为虚拟生理人的项目进一步促进了欧洲学者研究生物医学的建模和仿真。学者开发了一些数据库去存储生物模型。细胞模型系统和生物模型数据库是其中两个重要的数据库，两个数据库都建议使用CellML标准和SBML标准。学者可使用这两个数据库来探索复杂的生命系统。生物模型在药物的使用方面有重要作用，这不仅是一个通用手段，而且对癌症治疗和眼病治疗也有特殊的贡献。2002年，Cstete和Doyle提出一种生物反馈系统的逆向工程分析原理。2003年，Tyson、Chen和Novak回顾一些生物控制模块的设计原则。

3简单系统的建模

2001年，Hangos和Cameron强调明确建立模型的目的，模型是在对现象总结的基础上，用计算机能够接受的方式反映规律，建模是下一步仿真计算的基础。对复杂系统来说建模十分必要。复杂系统不可能设计出含所有现象的实验，因为部分量不可测量，并且几个现象间很难找到相互关系。尽管学者已经在测量基因与代谢领域取得巨大进展，但仍有许多生物量无法测量，即便能够测量出一些，测量的准确性也不够高。下面的例子是伦敦大学研究得到的一种模型，该模型模拟了血流改变时动脉壁内皮细胞的反应。血流改变刺激细胞产生化学信号，而这些化学信号拉长了内皮细胞，在某些条件下，巨噬细胞在动脉壁上增加了，最后导致动脉粥样硬化。动脉粥样硬化斑块的位置与血流改变的区域息息相关。并造成影响。学者研究出两个模型来探索这种影响。模型一是细胞表面的血液模型，首先把细胞表面分解成许多不同的小三角形区域（0.4um），这个模型可以看成一个斯托克斯公式的边界积分表达式，通过该模型可以研究在血流作用下细胞的受力情况。模型二研究了力对细胞骨架的影响，细胞骨架保持细胞形状，可以使用开尔文体模型研究这个问题，它是由1个缓冲器和2个平行的弹簧构成的黏性弹性系统，开尔文体代表一种将机械力转化成生化信号的细胞成分，这种生化信号会导致Src激酶的活化，Src激酶会调节Rho激酶和GTP酶（Rac和Rho），而Rho激酶和GTP酶可以控制细胞结构和形态。简单的展示了该过程。此模型可以解释很多现象，但仍然有一些问题解释不了，例如当涉及体内细胞间的通信时，该模型不适用。研究人员建立复杂的仿真模型，这些模型涉及化学和机械领域，可以使用这些模型来进一步研究各种生理学和临床医学现象。

4复杂系统的建模

生命系统具有很强的鲁棒性，生命系统和多反馈的鲁棒性系统相似。建模时要识别模型中的薄弱区域，在该薄弱区域模型可能不够准确，需要用模型进行预测，这要求修改模型。在复杂模型中，特别要注意内部参数不能测量的区域，当处理涉及复杂生理问题时，这些区域变得很重要。原料中包括必要成分A，A和其它成分一起加到反应器。在该反应器上，一些原料反应生成副产物B。在这个过程中，在一定范围内控制成分A的数量很重要。在反应器上，A在催化剂C的催化下生成B，B在催化剂D的催化下生成A。A的数量决定CSTR产生C或者D的数量。如果A加入很多，将会产生C催化正反应。如果A加入的很少，将产生D催化逆反应。与此同时，膜反应器过滤掉废物。这个简单的工艺流程初步反映了血液中葡萄糖调节机制。葡萄糖由肠道进入血液，并供给其它所有的器官。葡萄糖维持在一定浓度很重要，因为维持在一定浓度可以确保人类各种机能的良好反应，这种调节过程称为葡萄糖稳态。如果葡萄糖糖浓度高，胰腺产生胰岛素，指示肝脏把葡萄糖转化成糖原，如果血液中的葡萄糖浓度低，胰腺产生胰高血糖素，将糖原转化回葡萄糖。肝细胞还将血液中废品送入胆汁，并通过胆管过滤并排泄。这是一个涉及多个器官的复杂系统，探索该系统需要考虑许多器官间的联系，葡萄糖稳态系统可以用7个模型表示。

1）.胰高血糖素受体模型

通过胰高血糖素模拟肝细胞表面受体的活化，受体活化产生三磷酸肌醇。该模型由5个微分方程构成，分别描述受体的各种状态、G蛋白的活化和三磷酸肌醇的产生。

2）.钙模型

模拟由三磷酸肌醇活化产生的钙信号通路。该模型由2个微分方程构成，分别涉及细胞质和内质网中钙浓度。钙模型的前提是Hill方程。

3）.环磷酸腺苷模型

模拟受体的活化和环磷酸腺苷的产生。该模型由5个微分方程构成，分别关于环磷酸腺苷的浓度、S-腺苷甲硫氨酸（SAM）的浓度、受体的比例、不活动的比例以及核定位蛋白激酶A的比例。模型遵守Hill方程。

4）.胰岛素模型

模拟肝脏对于胰岛素的反应，该模型由1个描述糖原合成酶激酶（GSK）活化的微分方程构成。

5）.血液模型

模拟葡萄糖在血液、肝脏和胰腺之间的运输，该模型由1个描述血液中葡萄糖浓度的微分方程构成。

6）.糖原分解模型

模拟控制糖原分解与合成的4个因素，葡萄糖及6磷酸葡萄糖的控制、钙离子的控制、环磷酸腺苷的控制、胰岛素的控制。该模型是一个模糊逻辑模型，该模型描述糖原合成酶（Sta，控制糖原合成速率）及糖原磷酸化酶（Pho，控制糖原分解速率）的活性水平。该模型由4个微分方程构成，分别关于糖原磷酸化酶（Pho）、糖原合成酶（Sta）、糖原和细胞内的葡萄糖。

7）.胰腺模型

模拟胰高血糖素或胰岛素的释放。该模型由2个微分方程构成，分别关于胰岛素和胰高血糖素的血液浓度。每一个微分方程都要遵循Hill方程。上述7个模型共同构成葡萄糖的调控模型，需要软件管理系统来协调它们。Saffrey等人在2007年描述一种模型管理系统。该管理系统用来存储模型和数据。在该系统中，上述的7个模型互相联系，共同模拟出葡萄糖稳态系统。Hetherington等人详细描述这个葡萄糖稳态系统的模型。

5完善和应用模型

建立模型以后，需要进一步完善。可以选择各种不同的实验者，将实验者分成多个小组，分别观察和记录他们的数据，根据这些数据完善和调整模型，甚至改变模型，最终确定适合不同人的具体的模型。通过这些具体的模型可以预测未来的变化情况，为了达到某些目的也可以设计一些干预措施。在其他领域中，学者已经充分研究了基于模型工程的设计方法，利用这些设计方法可以达到一些想要的结果，虽然这些设计方法还不成熟，需要进一步完善，但值得借鉴。在生命科学中，要特别注意干预措施也可能会导致一些危害。这些干预措施包括环境干预、药理学干预或基因干预。环境干预通过物理或化学因素，药理学干预主要通过临床干预。在上一部分描述的复合模型中，广泛的使用了计算机辅助过程工程技术，和优化技术寻找最佳解决方案，如糖尿病患者的最佳胰岛素剂量；使用随机技术寻找高敏感度模型的解决方案；使用区间方法确定能够接受的最坏情况。上述方法和模型已经被用来预防一些疾病。如糖尿病患者很可能患非酒精性脂肪肝（NAFLD），利用上述方法可以提出一些措施，有效地避免Ⅱ型糖尿病患者患非酒精性脂肪肝（NAFLD）。基于模型的方法（例如优化、随机分析、间隔方法）将促进生物学和医学的发展，并且随着生物学和医学的发展，这些方法将更完善。要在生物学和医学领域中很好地使用这些方法和模型，必须要掌握生命科学的知识和计算机的知识，单个的研究者常常不具有这两个领域的知识，因此合作很重要。那些希望从事相关研究工作的学者必须合作，例如通过短期或长期项目，建立一个促进合作的机制。

6结论

第2篇

冰壶运动是以队为单位在冰上进行的一种投掷性竞赛项目。投掷的冰壶为圆壶状，周长约为91.44厘米，高(壶的底部与顶部)11.43厘米，重量(包括壶柄和壶栓)最大为19.96公斤，冰壶底部和冰面相接触的部分是一个半径约为12.8至13.1厘米的圆环。冰壶所用场地是一个长44.5米、宽4.32米的冰道。场地冰面浇过平整的冰面后，还需要用喷头像冰面喷洒热水滴，保证冰面出现表面圆滑的凸起的小冰点，使冰壶的底面不能完全接触到冰面，并且冰面更粗糙，对冰壶的阻力更大。冰道的一端画有一个直径为1.83米的圆圈作为球员的发球区，被称作本垒。冰道的另一端也画有一圆圈，被称为营垒。在场地两端各装有一个斜面橡胶起蹬器。在冰壶场地前后两端各有一条蓝色的实线称为“前卫线”和“后卫线”。球员掷壶时，身体下蹲，蹬冰脚踏在起蹬器上用力前蹬，使身体跪式向前滑行，同时手持冰壶从本垒圆心推球向前，至前卫线时，放开冰壶使其自行以直线或弧线轨道滑向营垒中心。在一名队员掷球时，由两名本方队员手持毛刷在冰壶滑行的前方快速左右擦刷冰面使冰壶能准确到达营垒的中心或者将对方冰壶击打出得分区域。最后当双方队员掷完所有冰壶后，以场地上冰壶距离营垒圆心的远近决定胜负。

2运动学方程的建立

冰壶在冰面上滑行可以视为刚体的平面运动，可以将其分解为质心的平动和绕过质心轴的定轴旋转。以前卫线的中心为O，前卫线中线为x轴，垂直于x轴的是y轴，垂直与冰面的为z轴建立坐标系。

2.1旋转

冰壶的质量为m，开始时的角速度为，冰壶与冰面间的摩擦系数为μ，μ的大小与温度T有关，可表示成假设摩擦力是均匀分在整个低面圆盘上，故计算摩擦力矩时，应将圆盘分解为许多的以转轴为圆心的同心环来考虑。

3仿真系统结构

为了实现冰壶运动轨迹的仿真，根据前面所述的运动方程模型，需要先确定冰壶运动轨迹的一些参数。为此将冰壶运动轨迹仿真系统分成两部分，即基础参数设置和动态模拟。基础参数设置中分别输入初速度、初始角速度和温度。冰壶场地两营垒之间的距离近30米，所以在没有任何干扰的情况下，冰壶应可以自由滑行20米才是有可能到达营垒。

4结论

第3篇

根据多年的高校教学实践研究表明，教学中把就业岗位对学生知识结构的要求作为依据，重视培养学生的动手能力，以知识本位向能力本位的转变为目标，进行教学内容和方法的整合，对于增强学生的学习兴趣、提高学生的实践技能、增强职业竞争能力、提高教学质量有重要意义。计算机仿真教学模式能够真正激发学生的创新思维，帮助学生构建更灵活、更深层次的知识结构体系。有试验结果表明：仿真教学与传统教学进行比较，多数学生在仿真教学环境中学习可以记忆整个课程多于2/3的内容，而在传统教学模式下只能记忆不到1/3的内容。凭借云技术的强大存储功能等，使用计算机仿真模式进行教学，教师引导，学生身临其境，调动学生的积极性，学生自学并反复试验，提高学习能动性，增强创新意识。基于云技术的计算机仿真教学将理论与实践真正相结合，将为高校教学发展带来新的方向。现代计算机技术的普及带动了仿真技术的发展。仿真技术已经能够使用科学方法建构复杂的物理模型提示真实世界的变化规律，在许多领域进行应用。仿真技术已在世界范围内许多知名高校的研究等领域中应用；计算机仿真教学在国内外的许多课程中进行过使用；在我国高校中，应用基于云技术的计算机仿真教学是一种新的教育理念，各高校正在进行积极的探索。2014年4月22日在北京召开了首届京城高校虚拟仿真实践教学研讨会，提出成立首都高校虚拟仿真联盟，建立推进虚拟仿真实践教学和首都高校间资源和经验分享的平台。在我省高校中，计算机仿真教学还处于比较落后的起步阶段，这种新型的教学模式为学生及专业教师提供了教学和研究的新平台，延展了创新的想象空间，有很大的发展空间和很好的发展前景。

2基于云技术的高校计算机仿真教学应用

以电子商务课程为例(Theapplicationofcomputersimulationinteachingofcloudtechnology—acasestudyofECcourses)

2.1电子商务课程的教学现状及存在的问题

电子商务专业虽然已经出现多年，但国内高校没有形成系统完整的专业理论体系。当前高校电子商务专业的教学中然而存在一些不可忽视的问题：课程设置方面。因为缺乏对电子商务相关实际应用的理解，在许多高校中相关课程设置具有极大的随意性，多数只是把相关商务、管理和电子技术方面的课程进行简单的罗列堆砌，不能适合电子商务专业实际需求。专业师资队伍方面。国内高校中从事电子商务教学的教师大多是抽调出来的经管或计算机类教师，知识不够系统专业，缺乏电子商务专业实践经验，很少参与实际电商企业的项目运作，讲授专业课程时不能达到专业知识的外延和拓展。专业实践方面。电子商务专业是一个新型的跨学科的综合专业；培养的是能系统掌握电子商务专业的理论知识和技能、熟悉电子商务业务流程并能从事电子商务活动的应用型复合型人才。虽然许多高校正在加强实训教学，但多数缺乏针对专业就业的连贯性，不能很好的达到针对专业就业的实训目的。

2.2电子商务课程中基于云技术的计算机仿真教学模式的构建

使用基于云技术的计算机仿真教学模式能够为学生构建一个虚拟的仿真模拟环境，模拟电子商务的各项活动，具有仿真性、可操作性和适应性强的特点。学生借助于云端存储的相关软件环境模拟实际电子商务项目环境，模拟参与电子商务实务活动；计算机软件的操作便捷人性化；仿真教学环境能够作为与专业相关课程的实训环境，提高实践技能。根据岗位群开发仿真教学课件，根据专业实训的培养要求进行课程设计，基于云技术开发仿真岗位模拟场景和符合教学需求的互动式教学应用平台，为培养学生的实践动手能力提供更理想更完善的方案。从就业岗位对专业人才知识结构的要求出发，以项目教学为主线进行课程实训内容的整合，采用情景模拟和计算机辅助教学为主要手段。借助于云的强大存储功能平台，针对专业课程内容和特点遵循专业方向和教学内容。计算机仿真和真实装置相结合创建教学的仿真物理场所和软件环境(存储于云空间即用即取)，以就业为导向，用实验、见习、实践的方式进行实践模拟，注重安全要求，集中管理，联合开发，实现资源整合与优化。考核上，仿真模拟教学完成整体项目的过程中，专业技能鉴定与考核等领域以学生的表现为主，附带平时成绩，最终作为评定等级的依据。基于云技术的高校计算机仿真教学可以解决电子商务专业教学上存在的问题，教学系统平台存储于云端，使用三维建模方式模拟电子商务实践环境，数据量小、速度快、精度高、互动性强。平台提供了电子商务专业课程教学中真实模拟互动性的教学和实践环境，让学生在亲身实践的过程中提高学习效率。学生通过实际操作，认知并掌握相关专业知识，通过岗位角色扮演来体验相关工作流程和岗位职责。凭借管理模块任课教师可以掌控教学过程和学生操作情况，进行必要的控制和引导。通过教学系统平台的考核模块教师可以对每个学生进行跟踪及考核评价。

2.3电子商务课程中基于云技术的计算机仿真教学的具体应用

高校电子商务专业教学中使用基于云技术的计算机仿真教学，常见的方法包括：课堂演示，情景模拟，认识实践等。以电子商务专业教学为对象，针对专业性质和教学特点进行具体的规划。凭借云技术的基于网络的仿真教学系统平台、课件、资料库、仿真实训的教学软件(包括教学过程的多媒体课件；操作仿真技能的训练；模拟实际专业岗位的各种学习和工作环境等)；教师和学生在网络PC终端登录使用云空间里存储的相关教学资源；在同一个网络多媒体机房，合法用户可以进行不同的实训练习；集中管理各种资源更安全，添加、修改、上传、下载等使用更方便。构建电子商务交易的真实过程和相应的计算机仿真教学系统，多媒体网络机房能满足现有各种仿真培训系统的要求(电商方、客户方、物流配送方、第三方等)。实现仿真系统与真实电商系统在线连接，将数据通过网络传输到系统中，将系统中的数据信息与真实数据信息进行比较，指导学生的操作。软件技术和Internet支持平台运行，教师与平台中学生实时沟通，实现电子商务完整交易过程的各环节的实时动态信息和数据的交互。采用局域网和Internet结合使用的模式可以方便的对仿真平台系统进行扩充和统一维护管理。包括进行用户注册、远程登录、调试等，所有资源以云技术在“云端”共享。以淘宝、天猫商城等作为实践平台进行仿真教学的案例，如以现有的已经开设的淘宝商铺作为仿真系统中的模拟电商方，学生分组形式进行仿真系统的岗位模拟：部分学生注册淘宝会员并用账户和密码登录作为仿真系统中客户方，部分学生登录商铺作为仿真系统中电商方的客服，部分学生作为仿真系统中电商方的库存管理员，部分学生作为仿真系统中下订单后的在线支付(经过支付宝作)或者电子银行系统(快捷支付)为第三方，部分学生作为模拟的仿真系统中的物流配送方，部分学生作为仿真系统中电商方的售后服务客服方等，模拟各个环节的进程，最终完成项目形式的电子商务完整交易。具体包括：收集相关资料，进行学生分组；申请并注册开设电商方(如淘宝)店铺，注册客户端用户、注册支付宝账户等；制定仿真电商交易完整方案；进行仿真系统进程，学生按部就班地进入岗位角色，展开电子商务过程；教师的总结点评，教学内容的延伸等。

3结论(Conclusion)

第4篇

现代控制理论近年来发展迅速，使得我们对各类控制对象有了更好的理解，能够很好地刻画实际对象中事件驱动的动态过程，提出了离散事件系统，它的动态行为是由一系列随机出现的事件驱动的，而且控制理论界已经给出了很多建模方法和建模工具，如Gracefet图、自动机和Petri网[2,3]。而现有的计算机仿真内容主要是面向连续动态系统，虽然也涉及离散事件系统，但是对离散事件系统建模和仿真方法少有涉猎。离散事件系统的模型大部分来自计算机科学研究领域，现代控制理论和控制工程都离不开计算机，对此类建模工具的了解可以拓宽自动化专业学生的知识结构，提升他们思考和解决计算机控制工程问题的能力。为此，在计算机仿真课程内容中，我们增加了自动机和Petri网的基本概念。考虑到学生缺乏离散数学的基础，我们拟根据实际对象建模需要，结合Matlab中的stateflow工具箱，介绍离散事件系统的建模和仿真方法。具体内容包括：

(1)离散事件系统概念；

(2)自动机模型；

(3)Petri网模型；

(4)离散事件系统的自动机模型的建模方法；

(5)离散事件系统Petri网模型的建模方法；

(6)自动机的仿真模型的设计方法；

(7)Petri网的仿真模型的设计方法。

另外，现实工程领域大多数系统是混杂系统[4]，既有连续变化的特征，又有事件驱动的特征，而且连续变量子系统与事件系统之间相互作用相互影响。从20世纪60年代，学界就开始了混杂系统的研究，目前已经取得了丰富的成果，涉及混杂系统的建模、分析、控制、调度和优化等问题。其中，建模和分析方法对自动化专业知识体系的构建非常重要，事件驱动的思想能够让学生将控制理论与实际过程更好地建立联系，因此在计算机仿真课程中，我们增加了对混合自动机和混合Petri网的介绍，并结合实例阐述如何给出混杂系统的数学模型以及仿真模型和仿真程序的设计方法。具体内容包括：

(1)混杂系统概念；

(2)混合自动机；

(3)混合Petri网；

(4)混杂系统的混合自动机建模方法；

(5)混杂系统的混合Petri网建模方法；

(6)混合自动机的仿真模型的设计方法；

(7)混合Petri网的仿真模型的设计方法。

二、计算机仿真实践教学内容改革

计算机仿真是一门实践性很强的课程，利用代码将实际对象虚拟到计算机中，这就要求自动化专业的学生不仅要掌握知识概念，还要能够编写代码用计算机实现抽象的概念。如果实验课内容设计合理，可以很好地锻炼学生解决实际问题的能力。鉴于自动控制原理大量内容属于动态系统的分析方法，而仿真是分析系统不可或缺的手段，仿真实践课程可以巩固控制原理的抽象的知识。如何设计仿真课程的实验项目对自动化专业的计算机仿真课程非常重要，围绕自动化专业课程体系，我们拟设定如下实验项目：

(1)二阶电路的C程序仿真实验；

(2)单容水箱的C程序仿真实验；

(3)电机拖动控制系统的C程序仿真实验；

(4)一阶倒立摆的C程序仿真实验；

(5)立体仓库系统的自动机模型仿真实验；

(6)立体仓库系统的Petri网模型仿真实验；

(7)Bang-bang控制液位系统的混杂自动机、Petri网模型的仿真实验；

(8)反应釜复杂控制系统的Matlab仿真。

三、结束语

第5篇

我们利用物理系统运行的相关理论框架以及模型来实现物流系统的仿真操作，首先需要对流程有一个具体的分析以及解读，并且要对企业的物流运作流程和机制有一个认识，之后再通过计算机来实现相关软件的规划工作，主要是通过对企业的实际物流操作进行一次次的过程模拟，然后对物流的效果以及仿真技术的机制进行综合评价，对不好的地方进行相应修改，这样就能更好地把计算机仿真技术运用在物流系统之中了。从性质上分析物流系统的仿真技术，它其实是一种较为典型的系统仿真，主要特点是面向物流业务的离散型事件，其最关键的地方就是对于事件的调度以及随机变量和仿真时钟技术的应用，这三个核心技术是物流系统中的关键所在。仿真时钟技术的作用在于对企业物流系统中对于各个离散不连续的物流操作点进行合理的链接以及处理，这样就可以及时地对大型的物流机电系统比较长的运作周期进行调整，从而实现对各个离散事件的业务操作点进行操作，并且还能够把其作为主要研究对象，构建出一整套的物流仿真系统运行机制，把物流业务和对象之间的关联也一并制定下来。随机变量指的是在现实中进行物流操作的时候，对于物流操作的各个环节的细节内容已经各个工件的主要动作进行虚化，通过这些环节里面的受影响因素分析随机变量对物流系统的各方面影响，从而建立起更加完善的仿真系统，是否能够进行准确的评价往往都是依靠随机变量提供的信息，并且能够对基于计算机仿真技术的自动化物流系统进行完善。

2我国的物流运作现状分析

我们通过对2003年的第四次中国物流市场的供需状况调查进行分析，调查出来的结果显示出我国的物流行业运转情况并不是很好。

2.1企业的库存期过长、周转时间太慢

通过该项调查我们可以看出，有百分之八十的企业原材料库存时间在一周到三个月期间，百分之八十四的生产企业产品库存都在三个月以下，百分之七十的商品企业销售库存在一个月以下，这就表明我国的企业产品库存时间太长，周转时间太慢，主要还是物流情况差劲导致的，在此我们也能看出我国的物流情况急需得到相应改善，从而改变现在这种状况。

2.2人们对物流的满意度较低

通过表1我们可以看出，生产企业里面的3PL相比较自理物流来看，在满意度方面差别很大，对于自理物流的评价主要是不完全满意，对第三方的物流评价就不是这么固定了，分布相对分散，满意、不完全满意和不满意都有一部分。而在商业企业中，对物流不完全满意的比例是最大的，这就表明第三方的物流服务是好于自理物流的。再从不满意的原因分析，企业内部对于物流服务的关心侧重在于物流信息的操作质量以及运作能力，对运作成有不满意的评价也占一小部分，这就说明我国的物流系统还是不够完善，物流行业的成本需要进一步降低。通过上述现状我们可以看出，我国现如今的物流运作水平还是比较落后的，所以说我们应该加大对物流系统的优化工作，提高物流系统的服务水平已经在物品运输上的成本的降低，只有这样才能保证我国的物流行业继续发展下去，才能让企业的竞争优势得以凸显。

3基于计算机仿真技术的自动化物流系统设计

3.1企业内部的生产物流系统

当企业内部开始安排并且计划着在生产领域实行物流系统并且提出运行的总体方案时，应该根据企业内部的实际情况以及生产出的产品的需求多设计出几套不同的物流方案，然后对这些方案进行分析比较，不论是对哪一套方案进行分析，都需要在企业内部的产品生产系统中采集需要的样品进行分析。此外，我们可以在这一流程里面融入计算机仿真技术，这样就能够对多套方案进行实际情况下的运作模拟操作、物流运作的绩效评估以及企业产品的生产试验等等。一般而言，计算机仿真技术在企业的物流系统中加以应用，主要在原材料的购买、运输以及储存，还有整套产品的生产流水线以及产品的加工、出库这些方面有所体现，它能够对上述的过程进行动态化的仿真模拟操作，从而能够对生产环节的效率进行提升，还能够降低原材料等物质的运输成本，可以让企业内部的物流系统各项指标得到改善。此外，通过计算机仿真技术的物流系统我们可以有效地对生产设备的功能进行检查，还可以检验企业的订单要求和生产环节的匹配程度，还有交通工具的有效利用，物流的运输方式和运输路线是否最优，生产物资的原材料经过的环节是否达到了最简等等。现在看来，物流系统中融入自动化计算机仿真技术可以有效地对企业物流的各个方面进行检验，能够极大的对物流系统进行完善，在促进其优化方面起着重要的作用。

3.2适用于港口的物流系统

在港口的物流系统中加以应用计算机仿真技术，主要是在港口物流系统的环节以及相关领域的规划方面得以体现，即船舶泊位设计、货柜堆场设计、装运搬卸工艺设计等的合理分配和资源优化上，另外对于现实港口管理系统的策略制定和优化方面也是计算机仿真系统要解决的一个重点问题，最主要的目标就是想对港口物流作业的调度进行实时化的实现，包括港口生产调度、货柜堆场作业控制、车辆作业路线等，我们对这些线路环节进行仿真操作以及分析，能够对港口的物流作业系统有一个科学合理的评判，对其整体的流程进行有一定的积极影响，此外，还能实现对于物流系统整体的钱能诊断以及深入分析。我们在分析之后的基础上对港口物流系统进行改进优化，选择最优的改进方案，就能达到最好的改进效果。目前计算机仿真技术在港口物流货柜堆场的管理中已经实现了实时立体化全景象管理和控制，这在很大程度上对各种货柜的存放、搬运以及出入情况进行了改善，操作起来更加的方便，从而提高了企业的生产效率。

4结论

第6篇

1．1梯形图指令解释实现

在特殊指令解释时，需要将起始和终止共两次的扫描状态进行对比，来最大限度地保证其正确性。具体操作时可选用两个虚拟内存条，并引入“备用堆栈”和“备用结果寄存器”来保存起始扫描的计算结果，以及“堆栈”和“结果寄存器”来保存结束扫描的算结果，以下进行具体说明:(1)常开(及常闭)触点的实现流程。取出触点内存地址将结果寄存器中的现有数据放入堆栈将地址值(常闭触点则取反)放入结果寄存器;(2)线圈作用的实现。将结果寄存器中的值输出至分别起输出、辅助、保持作用的“继电器”内存地址中。

1．2梯形图程序运行实现

仿真系统通过梯形图程序的运行并根据其转化后的指令语句，即可实现对真实PLC控制系统的模拟。各输入点的状态被依次扫描，并由系统软件中用户编制的程序进行逻辑解算进一步转化成指令进行执行，指令的执行结果可以被后续待扫描的指令所利用，然后依次对应向各输出点发出控制信号。梯形图程序运行的流程为:在梯形图编辑器中，用户点击“运行”按钮触发系统定时器系统初始化内存地址(常开触点置零，常闭触点的定时器及计数器清空)逐一扫描各元器件并同时进行其指令解释直至该条指令结束自动进入下一条指令的扫描直至用户点击“停止”按钮。

2电路搭建部分仿真实现

在仿真系统中，本文通过在软件中设置元素来模拟元器件，这里以设置通用继电器的模拟元件为例来进行分析。在元器件编辑器中，用户可以在两个菜单中分别选择元器件(如继电器、开关按钮、接触器、熔断器、电磁阀、限位开关、电铃、传感器以及声光指示装置)以及对应的元器件元素(如线圈、接线柱、触头、连接线以及保险丝等)。在通用继电器设计初始，用户须通过定义边框确定元器件大小，然后设置线圈及接线柱并用连接线连接，并设置一动一静两个触头以及若干开关，设置完成后即可点击生成一个通用继电器。在对电路进行仿真之前，还需要对电子元器件进行解释，这里仍以通用继电器为例来说明解释的原理和过程，由于电路解释时需要即时刷新，这会导致电路中元件的动作之间产生相互影响，本文这里引入“树”的概念来解释电路，通过将电路中的元器件作为单个节点加入到“树”中，用户在设置时，可首先新建“树”，接着清空“树节点(元器件)”的状态，然后对各节点进行循环检查，当发现控制电路不通时停止循环，最后遍历节点并给出各元器件输出值。

3应用实例分析

3．1实例情况说明

基于以上论述，本文这里选择水塔水位控制系统作为仿真实例，对仿真系统的建立过程进行说明，并通过在仿真环境中进行测试来论证仿真系统的实用性。水塔水位控制系统是通过PLC自动控制来实现水塔自动进、出水，系统中主要的元器件包括液面传感器、电磁阀、PLC控制器以及电动机。图4所示为水塔水位自动控制系统示意图，其动作流程为:当水池水位低于水池低水界时，液面传感器使S3开关接合(ON)，YV电磁阀门打开，水池开始蓄水。水位高于低水位界时，S3开关断开(OFF)。当水位升高到高于水池高水位界时，液面传感器使开关S4开关接合(ON)，YV阀门关闭，水池停止蓄水。水塔水位低于水塔低水位界，液面传感器使S2开关接合(ON)，若此时S3为断开状态，则电动机M运转，驱动水泵抽水。水塔水位上升到高于水塔高水界时，液面传感器使S1开关接合(ON)，电动机M停转，水泵停止工作。

3．2系统仿真实现

从以上分析可见该控制系统的工作原理，可以看出系统可通过相关元器件实现水塔和水池上、下限水位调节和水塔放水等功能。基于此，本以下仿真设计:

(1)将实例控制系统的PLC程序设计并下载到仿真电路设计的PLC中。

(2)以实时水位、水位上限及水位下限作为变量，根据上节所述的系统工作原理对应编制液位上升和下降函数，以模拟真实的水池和水塔液位变化。

(3)在仿真系统中设置6个可供用户自行定义和更改的控制单位，并将它们分别与水塔和水池的高、低液位传感器以及电动机和电磁阀的开关共6个元器件相对应。在仿真系统的对话框中，首先设置水塔和水池的水位标识，可分别用“L”、“M”、“H”对应表示实时水位“低于低液位传感器”、“高于低液位且低于高液位的传感器”、“高于高液位传感器”的三种状态，在另外一个对话框中，用户可在输入框中点击选择已经在电路编辑器中编辑好的输入、输出量与真实控制系统中的6个实际元器件相对应。在完成所有的设置之后，既可以运行仿真系统并通过观察模拟结果判断PLC的程序正确与否以及电路是否搭建正确。经过观察，在仿真系统运行期间各环节控制动作正确，基本能够实现水池水塔自动控制系统的实际功能。

4结语

第7篇

1．1信息一体化平台

信息一体化平台采用一体化模式，集监控和五防功能于一体。一方面作为后台监控系统软件，模拟数据采集处理、运行监控、正常操作、事件和报警处理等，实现常规站监控系统功能，同时新增加智能变电站特有的高级应用功能:一键顺序控制、告警信息分类、智能告警等;另一方面作为五防系统软件，嵌入到信息一体化平台中，不仅保留就地间隔内电气设备的电气联锁，同时还通过以太网实现相互通信，交换设备的状态，实现智能变电站站控层、间隔层、过程层3级防误闭锁功能。

1．2智能化保护测控系统

智能化保护测控系统按照保护测控装置的物理原理建立数学模型，采用定值驱动法，当故障发生后计算的故障电流结果到达定值要求时自动启动保护测控装置，按照其工作原理进行判别，相关保护动作，报出故障信息报文，有关指示灯点亮，与变电站真实设备保持一致。

2系统功能

智能变电站高级应用功能的仿真是以智能变电站仿真系统为基础，将智能站高级应用集成于信息一体化平台中，实现了智能变电站特有的一键顺序控制、智能告警信息分类、故障综合分析决策功能的仿真。该系统从其功能上可以作为培训和测试的平台。

1)培训功能。智能变电站高级应用功能是智能站特有的新应用，对运行人员来说是全新的知识，需要进行培训学习。该系统真实再现了智能变电站场景，可以为运行人员提供一种有效的培训手段，使运行人员能够学习智能变电站中的新知识、新技术，提升专业素质。该系统已经投入培训使用，系统运行稳定，人机界面友好，培训功能完善，培训效果逼真。

2)测试平台功能。智能变电站高级应用功能的仿真还可以为高级应用功能的研究提供测试平台。由于电力系统的特殊性，不能在真实运行设备上进行任意操作，而该仿真系统通过为其他系统或软件提供开放的数据接口，可以反复进行操作和设置故障，对被测系统或软件运行情况进行测试，通过与某公司合作，能够正确地实现测试功能，为研究智能站高级应用功能提供了一种有效的测试平台。

3智能告警信息分类的仿真

通过建立故障信息的逻辑推理模型，对故障告警信息分类过滤，并对变电站运行状态进行实时在线分析推理，能够实现智能告警功能，可以自动报告站内异常状态，并根据需求提供分层分类的故障告警信息。智能变电站各种运行告警信息量非常大，包括3类:

1)提示性信息。这类信息不需要特别关注;

2)告警信号。这类信息虽然没有直接引发事故跳闸，但实际隐含着可能的故障，若不进行综合分析，消除异常，持续发展会导致事故发生，需要给予重点关注;

3)事故信息。事故信号产生一般都会有保护动作、开关跳闸，要求在尽可能短的时间判断故障原因，以便上报，并依据调度指导进行故障隔离和恢复操作。因此，需要对故障告警信息进行过滤，提供分层分类的告警信息，以方便运行人员工作。智能告警信息分类的仿真包括以下几个方面:

1)图形界面仿真。智能告警信息分类通过信息一体化平台进行展示，信息告警图形界面是信息分类结果的直观展现。在进行仿真开发时，按照智能变电站信息分类的原则，根据告警信号重要性，告警实时显示窗口由多个页面组成，包括:全部告警、严重保护事件、一般保护事件、SOE、开关刀闸动作和智能告警6类，所示同时还会根据告警信息的级别，通过声音的方式发出告警。

2)数据库仿真。智能告警信息量非常大，其仿真时所需的数据量也很多。仿真时全站采集信息采用统一的命名格式。变量命名格式包括:变量名、变量描述、变量单位、变量标识、变量数据指向。变量名是信息的代表，当变量为1时，其变量描述才有意义，该描述会在智能告警图形界面中显示出来;变量单位的作用是区分告警信息变量的间隔，是实现变量筛选分类的基础;变量标识的作用是区分告警信息变量的重要程度，以便于告警信息的分类;变量数据指向主要用于数据通信。

3)告警信息筛选分类功能。由于告警信息总量很大，为满足不同的关注需求，在告警显示窗口设置信息筛选的功能，在窗口中选择某一设备间隔，根据告警信息变量的标识，可以在告警窗口各页面中自动显示出有关该间隔的所有信息，将不关注的信息屏蔽。可以通过左上角下拉列表选择变电站间隔来显示不同间隔的告警信息，使运行人员更有针对性地查看所需的信息。

4故障综合分析决策的仿真

故障综合分析决策是指在故障情况下对事件顺序记录、保护装置动作及信号、故障录波数据等进行深入挖掘，通过多专业综合分析，并将变电站故障分析结果以简洁明了的可视化界面综合展示。通常当变电站发生异常或事故时，其处理过程是运行人员按照现场情况、规程及经验进行判断处理，这种方式不仅要求值班员非常熟悉变电运行规程、规范及设备运行要求，而且需要较长的分析判断时间。故障综合分析决策功能可自动为运行人员提供一个或多个可能的事故分析报告，便于迅速确定事故原因和应采取的措施。

4．1故障仿真

故障仿真是进行故障综合分析决策仿真的基础，该仿真系统中对真实系统中可能发生的故障类型进行了分析总结，可实现真实系统中常见故障的仿真。在仿真中故障类型，分为4类，一百多个故障:

1)一次设备故障及异常，包括线路、母线、主变压器、电容器、所用变、断路器操作机构、SF6泄露等;

2)保护与测控装置故障;

3)智能组件故障，包括智能终端、合并单元、网络故障;

4)低压交直流故障。其中，一次故障可以进行故障相别、故障距离、故障性质(瞬时/永久)进行分别设置。在仿真中既可以单独设置一次、二次故障或网络故障，也可组合一次、二次故障和网络故障。故障仿真范围全面，效果逼真。通过仿真系统在培训中的应用，该系统能够在故障和异常发生时，能够真实反应故障现象和保护动作情况，故障信息详细，为故障综合分析决策提供分析依据。

4．2故障综合分析决策仿真的基本结构

故障综合分析决策仿真的基本结构，以仿真支撑系统为服务器，进行故障模拟、采集信息、建立推理知识库、故障综合分析推理，并将分析结果以可视化的形式在信息一体化平台中展示出来。信息采集是对设备实际状态信息和故障信息的采集，在仿真时通过支撑系统完成数据的采集;推理知识库存放专家提供的告警及故障分析知识，推理机完成故障信息的综合分析，给出推理结果，推理知识库和推理机以数学模型的形式存放于支撑系统中;推理结果展示是将推理结果以一条条报文的形式展示在信息一体化平台的告警窗口中。

4．3建立推理知识库

推理知识库的知识源自变电运行规程、规范及运行人员的经验总结，通过分类归纳总结，形成一定的知识规则，在仿真过程中其规则内容包括设备名称、事件、原因、推理相关信息等。它采用统一建模方式，可以通过修改、完善知识库中的推理逻辑来提高综合分析决策的功能。

4．4推理机

推理机是利用类似专家解决问题的思维方式，通过推理机来实现知识库的价值。在故障发生后，推理机将采集到的告警信息、设备状态信息与知识库中的推理建立起关联关系，采用正向推理策略，按照推理规则进行反复匹配和判断，最终给出一个或多个合理的推理结果以供参考。

4．5推理结果展示

推理结果展示既是将推理结果以报文的形式展示在信息一体化平台的告警窗口中，告警窗口“推理信息”页面提供简单的故障分析结果报文信息，包括故障发生时间、设备名称及简单推理结论，通过双击该报文信息调用具体故障分析报告的展示窗口，分析报告显示的内容包括故障发生的时间和间隔、动作事件、故障原因、故障相关信息分析的结果。通过推理结果展示，可以直观的看到故障综合分析决策的结果。

5结束语

第8篇

1.1情景教学

在高频电子线路教学内容中，概念多、难点多、数学推导多，同时还会涉及到非线性分析法，因此学生在学习过程中经常会觉得枯燥、难学。通过实验展示可以使教学中的难点得到化解。但在实际教学中，因为受到空间和时间条件的限制，在实际教学中实物演示受到了制约。在高频电子线路教学中要找到教学过程中的教学难点、抽象点，要准备例如振荡器平衡的调制系数、稳定条件等多个仿真实验，在课堂情境教学中应用，为学生在认识上提供更加便利的条件，提高教学效率。

1.2课程统筹教学

通常情况下，在高频电子线路教学中，理论课与实验课是分开的，两者相互独立，这样在实际教学过程中难免会出现理论与实践脱节情况，主要表现在时间和内容上脱节，教学过程中的验证性试验无法在及时的加深学生对教学内容的理解，导致了教学效果大大降低。在教学过程中为了完整性经常会对一些操作简单、结论明显的实验也安排相应的实验环节，这浪费了实验课程。在教学过程中应当对这一现象进行合理改革，对课堂教学和实验教学中的内容进行统筹，课堂教学结束后，应当安排相应的验证性实验；部分理论课程可以在实验课程上进行，可以一边做实验一边传授理论知识。针对每个验证性实验，设计相应的仿真预习，利用计算机仿真代替实验内容，通过预习报告的方式完成。通过实践证明，采用此种教学方式不仅解决了教学时间，而且提高了学生在自我学习中的管理能力。此外，计算机仿真通过计算机对实验条件和环境进行了模拟，学生可以进行多次实验，并且可以对实验过程中的参数进行自行修改，这样不仅缩短了实验时间，而且对实验设备也起到了一定保护作用，避免学生在实验过程中因为操作不当而给设备造成损伤。

2仿真教学应用实例

Multisim11是高频电子线路教学中经常被应用的一种软件，仿真分析具体步骤如下：依据设计和原理创建电路原理图，然后依据实验情况对电路图选项进行设置，开启仿真开关，使电路运行，再借助仿真仪器，获取理想的仿真结果。解调、调制电路是组成通信设备的重要部分，解调和调制方式对系统的性能有着巨大影响，同时也是在高频电子线路学习中的难点。

2.1普通AM（调幅）信号波形仿真

调幅是振幅调制的简称，调幅包括：抑制载波、普通调幅等，普通调幅是其中最基本的一种，其余调幅都是有普通调幅演变来的。依据调幅信号形成的基本原理，在Multisim11下创建普通调幅电路，开启仿真后可以可在双踪示波器上看到低频调制信号与普通调幅信号波形对比图。对直流电压V3进行调整，使电路调幅系数进行改变但V3与1V相等时，调幅系数将超过1，则为方正波形，发生调幅现象，已调波在经历检波后将无法恢复到原有的形态，属于严重失真，因此在实际教学中应当尽量避免此现象的发生。

2.2二极管包络检波器仿真波形

二极管构成的包络检波器性能强，结构简单，因此被广泛应用与检波电路教学中，经过解调后输出的信号能够对输入信号的包络进行合理反映，仿真电路如图4所示。开启仿真，对电路参数进行调整，便可得到获得调解后信号与输入信号两者的对比。但在对电路参数调整过程中，如果没有对电路参数进行正确选择，二级管包络检波器在实际工作中极有可能发生负峰切割失真和惰性失真。因此，在实际操作过程中要注重电路参数的调整。

3计算机仿真应用需要做好辅助工作

（1）整合教学内容对课堂、实验教学内容进行整合，在使用计算机仿真前，教师需要做大量工作。首先，教师要对教学中的内容进行详细统筹。例如，在教学过程中，哪些部分课堂讲解的内容需要利用计算机仿真代替，哪些教学内容应当通过计算机仿真演示，又有哪些内容使需要通过计算机仿真对学生进行指导。

（2）编制辅助教学手册对高频电子线路教学内容进行整合后，教学应当精细编制辅助教学手册，对进行过程进行指导。辅助教学手册中的内容应当通俗易懂，计算机仿真的思路、目的、步骤等内容要言简意赅，便于学生理解和运用。

（3）改革考核制度考核是检验教学成果的主要手段，既然在高频电子线路教学中引入了计算机仿真，那么在考核中也应当有所体现。在考核过程中不仅要涵盖大纲的教学要求，同时也要加入计算机仿真考核。在考核上应当做出合理的改革，主要体现在总成绩的构成上。通过实践应用表明，合理的考核结构，不仅能够使计算机仿真教学在高频电子线路教学中起到更好的作用，同时对学生的学习起到了一定督促作用。

4结语

第9篇

1.1教学目标不明确

会计电算化的教学目标不明确是目前教学方面所面临的最大问题，其主要表现一方面是完全遵循考证为原则进行教学，而且这种教学目标还具有典型性，很多院校都不同程度的使用了这种教学目标；另一方面，以完成教材中的教学内容为核心，并不联系当前社会的需要，忽略了科技应用实践能力的培养。

1.2理论不能够紧密联系实践

会计电算化教学最为关键的要素就是要让学生能够充分熟悉财务理论的基础上拥有一定的操作能力，这样才能够让学生很快在工作岗位上发挥作用。但目前在教学过程中，更多偏重的是理论上的教学，考核的内容也基本上是理论知识，导致了很多学生虽然考试分数高，但是实践操作能力差。

1.3老师综合素质有待提升

当前，很多院校老师其理论知识认识程度较深，是这方面的专家，但是很多老师同样也缺乏具体的实践操作能力。也就是说，院校中那种双师型老师数量并不多。这无疑会影响到学生的实践能力的培养。另外，老师在考核和评价学生方面也不注重实践能力的考察，采用的教学软件也相对单一，这些都会严重制约教学效果的提升。

2提升实践应用能力的教学策略

2.1丰富教学内容提升实践层次

首先，增加财务链账务核算月份的内容，让学生能够掌握跨月或者跨年的财务核算能力。然后，要丰富相关财务软件的教学内容，特别要结合供应链来进行财务教学，实现学生能够充分掌握供应链和财务链的有效结合，这样就能够有效地帮助学生更好地将知识应用到实践。最后，在软件管理教学时，还需要增加分析预测决策等方面的教学，要知道会计电算化不仅有助于进行基层管理，而且也有助于高层决策的管理。

2.2科学选择软件并及时进行升级

由于当前社会上存在的软件种类很多，除了考证的专用软件用友之外，还有金蝶等应用都非常广泛，这些不同的财务软件在功能和操作等方面既有一定的雷同，也有一定的差异。因此，老师除了使用考证用的软件进行教学之外，还需要引入其他同行的软件进行分析对比教学，让学生充分了解不同软件之间的差异，从而有助于学生更加深入的理解财务知识，作为院校必须要对两套以上的财务软件进行对比教学，要保障软件的及时升级和更新，要与社会企业的应用保持同步。

2.3分阶段教学提升实践的仿真属性

会计电算化课时要科学合理增加，特别是要加大实践教学的课时量，并从软件操作和仿真模拟两个阶段进行实践教学。在软件操作阶段，主要的教学内容是让学生能够充分理解该软件所包含的财务管理思想以及具体的操作方法。而在仿真实践环节，就需要运用实践材料进行电算化的核算，模拟企业财务管理过程中的电算化核算工作，并创设相应的财务管理环境，让学生在这个过程中扮演相应的角色，从而结合具体的工程事项进行财务核算，并让学生能够明白自己的岗位职责和相关技能要求。通过这种类似真实的现场财务管理环境来进行仿真实践，就能够有效提升学生的实践应用能力。

2.4构建电算化实践基地，创新校企合作模式

由于目前很多院校在会计电算化实践应用能力方面和企业相比还是存有一定的差距，为了让院校的教学效果能够满足企业的需求，那么通过校企联合的方式，构建会计电算化的实践基地，这样就能够让学生更好地实现企业级应用的教学。对于学校来说，可以提供相应的理论知识的教学以及仿真教学材料。而对于企业来说则能够通过大量的实践应用人员的指导让学生能够更加熟练地掌握企业会计电算化的主要工作模式，或者组织学生进行参观学习，企业为学生提供相应的实习岗位，通过这种方式来消除教学和企业人才需求之间的差距。

2.5促进老师综合素质的提升

针对老师在实践应用能力相对较低的问题，院校应该从下面两点来进行解决：①要加强对老师的培训工作，选择一些专业的老师参加相关财务软件的培训，或者和财务软件企业进行合作，派老师到这些财务软件企业进行进修，并让老师参与企业的财务软件实施或者ERP实施工作，提升老师的实践应用能力；②通过利用寒暑假期间，引导老师到企业内部进行顶岗工作，通过具体的工作环境来提升老师的综合素质，从而为仿真实践教学提升必要的实践基础能力。

2.6完善会计电算化仿真模拟实践资料库

第10篇

关键词：计算机仿真；教学改革；合作创新

作者简介：华民刚（1980-），男，江苏无锡人，河海大学常州校区计算机与信息学院，讲师；陈俊风（1979-），女，江苏句容人，河海大学常州校区计算机与信息学院，讲师。（江苏　常州　213022）

中图分类号：G642.0?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）31-0082-02

计算机仿真技术的应用已经渗透到工程技术的各个领域。最近几年高校纷纷开设计算机仿真类课程，由于此类课程开设的时间尚短，名称和内容也不统一，如“计算机仿真”，“控制系统计算机仿真”，“建模与仿真”等，一般大类归属于电子信息类，小类归属于不同专业，如自动化专业、电子信息专业、测控专业和通信专业等。[1-4]因此针对不同的专业，“计算机仿真”课程的内容需有所侧重，要突出专业特点和专业知识的连贯性。该课程课时短，理论性强，且需一定前续的专业课程和高级编程语言的基础知识，在多年的教学实践中发现，计算机仿真技术入门难，学生学习热情不高，且现行的课堂教学模式制约了“计算机仿真”课程的发展。由此认识到，要适应时展的需要，从根本上提高教学质量和学生仿真设计的能力，做到学以致用，所以有必要在“计算机仿真”教学中引入合作创新。

一、现行教学模式存在的问题

“计算机仿真”课程教学的主要目标使学生了解仿真技术的发展与应用，能建立系统的仿真模型，学会用MATLAB进行系统仿真，对相关学科有进一步的认识或拓宽知识面，为从事电类不同专业技术的分析与设计和后续课程提供必要的仿真实验技能。

1.教学模式与仿真课程独特性之间的矛盾

（1）要想学好“计算机仿真”课程，学生必须具备扎实的基础知识。“计算机仿真”课程内容包括：仿真的基本概念和基本流程；仿真模型的建立以及相互之间的转换；连续系统和离散系统仿真的基本算法与方法；建模与仿真的常用计算机软件，并能联系专业特色，解决具体问题。这其中涉及应用数学、仿真高级语言（典型如C++，MATLAB）和要仿真的对象的相关专业知识等多门交叉课程。计算机仿真技术离开这些基础知识，就成了无源之水，无本之木。目前学生基础参差不齐，普遍存在偏科和厌学的现象，因此在学生一无所知的情形下，讲解“计算机仿真”课程就更是费时、费力，且效果差。

（2）学习“计算机仿真”课程需要充分发挥出计算机仿真的实践性。计算机仿真的学习过程也是应用程序使用的训练过程。仅仅以课堂讲解为主，辅以较少的实验教学，理论生涩枯燥，难以激发学生学习兴趣，更无法充分发挥学生的学习主观能动性。课堂讲解教学无法训练学生的操作动手能力，也无法使学生理论联系实际，应用课本中的理论知识来解决实际操作问题。

（3）现在的考核方式难以考核学生的学习情况。现在的考试方法偏重基本知识的测试，而忽视能力的考核，单纯以期末考试分数作为学生水平高低的评价标准，不但严重扼杀了学生的创新能力，而且不能全面反映学生的学习情况。

2.理论教学与实践教学难以协调[5，6]

目前“计算机仿真”课程基本上采用课堂教学与上机实践分开进行的模式。以课堂讲解为主，辅以较少的实验教学。教师会根据自身的具体情况先进行理论知识的讲授，而一般上机实践的机会比较少。与此同时，由于授课与上机是分开进行的，学生在课堂上学到的理论知识不能马上在上机时加以应用；此外，上机实践中一般学生多教师少，学生在上机过程中所遇到的问题，教师无法一一解答，很难保证每个学生都认真独立地完成上机任务。

因此“计算机仿真”仅通过课堂讲授是不能达到教学效果的，这样既吸引不了学生的兴趣，也无法让学生真正理解知识、掌握相关技能。“上机实践是学习“计算机仿真”课程的重要环节，如何做好两者之间的衔接，是目前急需解决的问题。

3.专业特色不突出，工程背景不足

“计算机仿真”与不同专业的典型课程都有联系，如“现代控制理论”、“电力电子技术”、“电机与电力拖动基础”、“通信原理”、“信号分析与处理”、“过程控制系统”、“电力系统分析”、“自动控制原理”，结合专业课程进行仿真训练，选择上述课程的一些内容作为教学例题。然而目前在讲解“计算机仿真”课程时，未能结合专业特点，没有体现出专业特色。

此外“计算机仿真”课程的实践题目绝大多数都是工程背景不是很明确，题目数量也比较少，对象多为通用的数学模型。因此，要想让学生学会用MATLAB分析和解决实际工程问题，很难实现。

二、“计算机仿真”教学改革方案

1.理论与实践相结合教学方式

（1）在“计算机仿真”课程里选用MATLAB语言。该语言简单易用，有友好的工作平台和编程环境，具有强大的科学计算机数据处理能力和出色的图形处理功能。更值得一提的是，MATLAB的应用范围非常广泛，应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等各个领域。

（2）将“计算机仿真”课程移至机房，每个学生一台计算机，边讲边练。这不但方便学生消化新知识，现场练习，也便于教师现场指导。通过对课程内容和授课地点的调整，学生更能快速地掌握计算机仿真设计的基本思想，并加深对电类学科专业知识的理解，对提高学生分析问题和解决问题的能力，进一步培养学生的科研能力，具有很好的效果。

第11篇

【关键词】计算机仿真技术 物流实验室 建设策略

物流专业最大的特点是实践性强，加强相关设备的投入力度及构建相应的实验室对学生实践操作能力的提升具有重要意义。由于计算机仿真技术存在诸多的优势如成本少、可控性高、可视化等，将其运用到物流实验室中可以带来意想不到的效果。

1 构建基于计算机仿真技术的物流实验室的意义

1.1 教学方面

在物流教学过程中，除了要传授学生相关的物流知识外，还必须培养其一定的实践操作能力。通过将计算机仿真技术与物流实验室有机结合，能紧跟物流技术的发展变化来及时更新所需的资源，能在并不广阔的场所及资金少的情况下进行各种不同的实验操作，完全达到了物流实践教学的要求，并且学生能够将课堂上所学的知识运用到实际生活中。

1.2 科研方面

对于具有丰富理论知识，想有进一步发展的学生来说，基本的理论教学与实践操作很难达到他们的实际所需，特别渴望参与一些深层次的物流系统分析、高级实验活动。为此，构建基于计算机仿真技术的物流实验室是满足学生要求的不二选择，能够为现代社会培养一批高级别的物流管理团队。

1.3 社会服务方面

学校在完成培养综合型人才队伍的任务的同时，还肩负着服务社会的责任。由于目前缺乏实践系统，基于计算机仿真技术的物流实验室的建设，很大程度上帮助了教育者利用自身掌握的知识，通过实验室丰富的软硬件资源来承接相关的项目课题，促进企业物流系统的进一步升级，避免不必要的资金投入，综合了物流与其他相关技术、信息技术，减少了社会资源的大量耗费。

2 基于计算机仿真技术的物流实验室建设策略

2.1 明确具体的建设目标与指导思想

首先，基于计算机仿真技术的物流实验室应配备具有开放性、综合性特点的实验体系，提高学生知识水平的同时，增强其实践操作能力，制定详细完善的教学计划，注重学科发展，将学生创新意识及能力的养成作为教学目标。

其次，基于计算机仿真技术的物流实验室建设必须将系统性、先进性、经济性、实用性作为主要指导思想。实验室应时刻了解先进物流技术、相关教学手段的最新情况，尽可能的集网络技术、多媒体技术、自动识别技术、信息管理与决策技术等为一体；从学科与专业的角度出发，合理使用实验室建设费用，优化配置各类硬软件、场地资源，建立健全物流仿真实验工程体系，为专业设计及毕业设计提供帮助，真正实现涵盖教学、科研、实验、人才培养等内容的教学科研基地。

2.2 总体规划

2.2.1 硬件设备

基于计算机仿真技术的物流实验室应配置一定数量的电脑，方便学生利用电脑来构建仿真模型。另外，还需购置下列设备：投影机、弧形三维屏幕（笼罩整个实验室，以创设虚拟的物流仿真系统氛围）、在实验室中间放置一台服务器电脑与音响，并和投影机与弧形三维屏幕连接，这样即完成操作平台的设置。同时还要有具备无线遥控功能的激光笔，为相关操控提供便利。

基于计算机仿真技术的物流实验室及其硬件的规划与分配途径是：将实验室划分为教学区与科研区两个不同功能的区域，各自处于不同的空间中。教学区主要为学生的实践教学提供服务，内部共配备了投影机、屏幕、服务器、音响、供学生操作的电脑、遥控激光笔。科研区中主要配备办公桌椅、电脑以及教研人员，是教育者日常开展科研活动的场地。

2.2.2 软件设备

软件设施在物流仿真实验室中属于必不可少的工具。由于物理软件的类型众多，因此必须结合仿真系统选择相匹配的软件。比如Flexsim仿真软件，此软件具有通用性特点，在多个行业系统中得到应用。该软件在物流仿真实验中的应用涉及了配送中心拣选仿真、仓库系统出入库仿真、生产物流仿真、机场仿真等领域。由于当前运用的Flexsim软件只涉及一些基本功能，所以还需对其进行升级，添进相配套的优化软件包。

2.2.3 建设流程

基于计算机仿真技术的物流实验室建设应遵循循序渐进、分阶段的原则。举例说明，选择相应的实验场所及设备，建设满足教学要求的仿真物流系统及仿真生产物流系统；然后再建设另两个仿真配送中心系统及仿真供应链系统。

在构建仿真物流各系统过程中，应通过委托开发与自行研发相结合的手段。由于对大型仿真物流系统进行开发时会耗费诸多的时间、精力，并且要求有丰富的计算机编程知识，所以应开展招投标活动，委托专业机构开发，同时自己与相关团队协作开展二次研发。

3 结论

C上所述可知，在培养物流人才过程中，实验教学环节发挥着不可忽视的作用，为高质量人才的培养提供了坚实的保障。从专业特色角度出发，制定系统完善的培养计划，构建实践性高的物流实验室，致力于将计算机仿真技术与物流实验室紧密结合，这不仅有助于进一步升华实验教学，推动物流健康持续发展，而且还极大地增强了学生的实践应用能力。

参考文献

[1]曾鸣.基于Flexsim的港口仓储作业过程仿真及优化研究[D].北京：北京交通大学硕士学位论文，2010.

[2]吕奇光，廖浩.仿真技术在物流实践教学中的应用探讨[J].重庆科技学院学报，2009（10）：221-222.

[3]初良勇.基于计算机仿真技术的物流实验室建设[J].航海教育研究，2012.

[4]高举红，陈思宇，刘晓宇.基于精益设计的生产能力分析与现场物流改善.工业工程，2010（01）.

[5]高辉.计算机实验的仿真技术探析[J].长春教育学院学报，2012（06）：130-131.

作者简介

阮文（1967-），女，福建省仙游县人。工程硕士学位，毕业于哈尔滨理工大学，现为湖南工业职业技术学院讲师。研究方向为计算机应用。

第12篇

[论文摘要]物理学与计算机科学关系密切、互相促进、共同发展，对我们今天的物理教学提出了更新更高的要求，物理学的教学内容可以结合计算机教学作一些思考和尝试，以适应新形势的要求。

一、物理学与计算机的密切关系

电子计算机是因解决物理问题的需要而产生的，二次大战期间为了快速计算弹道，被公认为世界第一台电子计算机ENIAC于1946年研制成功[1]，万维网的出现是因欧洲核物理学家们进行学术交流的需要而设计出来的。由此可见，计算机与物理学的关系是非常密切的，物理学的发展促成了计算机的产生与发展，计算机的出现是二十世纪最伟大的科学技术成就之一，它延伸了人们的思维能力，成功地解决了很多物理、数学等方面的难题，没有计算机就不可能准确计算出火箭和卫星的轨道位置、就没有今天的航天成就，计算机应用跨越各个学科，在工业技术、企业管理、情报信息处理、国民教育等领域引起深刻的变革，在今天几乎没有哪一个学科能够离开计算机的应用。

作为孕育计算机诞生与发展的物理学，如果说早期物理学应用计算机主要解决人们的计算速度、强度的技术问题，那么到了今天，计算机已在更深刻的层次上促进物理学的发展，由于在物理学很多领域中能够找到精确解的理论问题已经不多了，剩下的是大量的复杂的非线性问题，对这些问题的分析、预测和求解离开计算机，人们几乎无能为力了。另外一个方面，在计算机出现之前，人们只能够通过真实的实验来验证物理理论的正确性、工程中也往往需要耗费巨额资金做实验来探测某些数据和验证方案的可行性。而今天很多实验可以通过计算机仿真实验来完成，达到与真实的实验完全相同的效果，成本低廉且安全环保，用计算机来进行科学实验是科学技术史上革命性的变化。

物理学与计算机科学互相促进、共同发展的情况对我们今天的物理教学提出了更新更高的要求，物理学的教学内容、教学手段和教学方法必须与时俱进，适应新形势的要求。

二、物理教学中结合计算机教学的一些思考

大学物理课内容很多，结合不同的专业，在保证教学大纲的基本要求的前提下，内容上作一些必要的取舍，针对计算机科学技术和应用等相关专业，教学内容上适应地向专业倾斜，使基础课更好地为专业课服务，明确基础课的服务目标，让学生明了物理课程对后续专业课程的重要性，提高学习的积极性和主动性，以取得良好的学习效果，具体做法以下几方面进行：

（一）精选典型物理问题用计算机编程求解

大学物理课程一般在大一的下学期和大二的上学期进行，而大多数专业的计算机程序设计课程也恰好在此阶段展开，这就为物理课与计算机程序设计课相结合创造了有利条件。根据物理教学的不同阶段，可以精选一些典型的物理问题用计算机编程进行数值求解。例如在力学部分讲抛物运动时，先按教材讲授忽略空气阻力时的运动方程，求出精确解，然后补上空气阻力二次项，方程就变成非线性的了，让学生体验含有空气阻力时实际问题求解的难度，再介绍计算机数值计算的方法与思路，给出编程示范，作为综合习题让学生完成程序设计与调试，并与计算机程序设计课教师协商，程序调试可利用计算机上机课时间完成，通过这种方式，理论联系实际，既培养锻炼了学生解决实际问题的能力，又提高了学生学习物理课和学习计算机程序设计课双方面的积极性。又例如在振动学章节用计算机演示单摆大角度强迫振动的混沌效应；在热力学章节用计算机模拟二维布朗粒子运动；在电磁学章节用计算机编程求解一般位置的电场和磁场分布情况，像载流圆形线圈，根据毕粤--萨伐尔定律和对称性，教材上只给出了求线圈轴线上点的磁感应强度，但对其它位置的磁场分布情况计算就很难了，因此可在课堂上简单介绍计算机积分法，要求学生在此基础上利用计算机完成求解圆形电流非轴线上点的磁场分布情况，巩固和加深对物理定律及其适用范围的理解与把握，学习和体会计算机编程的方法与技巧。 转贴于

通过精选少量典型物理习题利用计算机编程进行数值求解，以小论文或综合作业的形式布置练习，具体实施中充分征求计算机相关教师的意见并请求协助和参与实施，加强不同学科、不同课程之间的交流与协作，达到事半功倍的双赢的教学效果，充分体现大学物理课的基础地位与作用，体现计算机对物理学习和研究的重要性，知道这两门课程关系如此密切，学习的认真态度和积极性自然就得到了加强和提高。

（二）部分物理实验利用计算机仿真课件来进行

随着计算机仿真技术的迅速发展，大学物理的计算机仿真实验也得到普遍的关注与认同，成为大学物理实验的一个新的重要手段和工具，一些院校已开发出很多有特色的大学物理仿真课件，为我们在实验方面实施物理教学与计算机教学结合创造了另一个有利条件。可将全部物理实验内容分成三个部分:一部分按原计划实施，一部分实验由计算机仿真实验取代，还有一部分作为对比实验，既按真实实验进行，又做仿真实验进行对比。将仿真实验课件安装在机房和校园网上，方便学生操作。仿真实验虽然不可完全替代真实实验，但真实实验仪器因结构复杂精密、价格昂贵，不允许学生反复操作、随意拆装，以剖析仪器性能结构。仿真实验恰好在这方面能弥补真实实验仪器的不足，丰富了物理实验的手段与方法，拓广了学生的视角，也为以后计算机的应用开发掌握一些基本概念。

第13篇

论文摘要：针对电子信息类专业实验教学中存在的问题，结合实际的教学条件，对实验教学提出了改革，将仿真技术应用到实验体系中，避免了实验条件的空间和时间限制，充分发挥了学生能动性，提高了实验教学质量。

实验是电子信息类专业学生课程教学的一个重要环节，是对理论教学的补充和深化，其开设方式关系到学生对理论知识的掌握和应用，直接影响着学生的操作技能、主观能动性和实际动手能力的提高，也决定着理论和实验的教学水平。因此，在教学过程中一定要加强实验这个实践性教学环节，充分利用实验资源来培养和提高学生解决问题的能力和创新能力，使学生能够更加快速地适应于将来的工作。加强实验教学环节，最大限度地利用学校的实验教学资源，对提高教学水平，培养学生的实际应用能力和综合素质具有重要的意义。

1 实验教学的传统模式和问题

在我国高校工科教育中，实验教学硬件条件普遍不足，或者是硬件实验条件的发展跟不上技术的要求，同时各高校大幅度扩大招生，实验教学硬件条件更显不足。加大对实践教学条件的投入，加强培养实践教学科技人才，强化实践教学内容和条件的改革与建设，在当前来说具有特殊重要性[1]。我国教育主管部门也在积极得进行着推进实践教学的改革与建设。例如：在全国高校本科教学水平评估中，实验室建设基地和建设经费以及实验教学改革就是一项重要的指标内容。越来越多的高校开始响应教育部的号召，实行了“双基”实验室，并在此基础上进一步建设“实验教学示范中心”。

目前，实验教学的传统模式的缺点主要表现有：

1）实验设备陈旧，实验模式单一；

2）验证性实验分量大，与设计性、综合性和创新性实验之间的比例失调；

3）先进的实验教学手段在实验教学中的引入还不够；等。

2 实验教学方法改革势在必行

随着计算机的普及和应用，在教学中也越来越多地借助计算机来辅助设计方法，同样，在实验中借助计算机仿真技术具有很大优点：减少实验中所需的耗材、降低对实验器材的破坏性、完成更复杂更高难度的设计性实验、更加全面地分析实验对象以及结果的性能指标等，具有高效、快速、直观、完整的优势。开展仿真实验作为一种新型的实验教学方法是在现有实验室设备的基础上采用计算机新型软件对实验进行模拟，大大提高了学生对本专业知识的应用能力和科研创新能力。因此，在当今的实验教学中，仿真实验的引入势在必行。

对当今高校来说，学生人数不断增加，实验室设备和资金满足不了大学中学生的试验要求，为了不断提高实验教学的质量，又进一步解决实验设备少、不好维护、建设费用高等问题。将仿真技术引入实验教学中来，学生一方面可以利用计算机实现实验方案的设计，又可以直观地验证仿真过程和结果，不受实验室条件和空间的限制，可将实验设计带入到课余生活中来进行，大大提高了学生对实验的操作兴趣。利用仿真实验由于方法的灵活性可以充分发挥学生的想像力和创造力，比起传统的实验教学更利于培养科技创新人才，且有利于降低实验成本，能够使得实验室的建设和发展进入一个良性循环中。

3 实验教学改革方案

3.1 实验中引入相应的仿真技术来进行虚拟实验

在实验教学中引入计算机仿真技术，一方面，充分发挥学生的主观能动性，激发学生学习兴趣，另一方面，老师可以利用计算机技术来观察学生的实验过程，采集学生的实验结果，更好地跟踪和指导学生，先进的教学理念和教学手段有助于提高实验教学效果，提高教师的教学水平。而计算机的引入可把实验设备、理论教学、教师指导和学生的思考、操作有机地融合为一体，克服了传统实验教学过程中受到课堂、课时、实验设备等的限制，使实验教学内容进一步灵活化，在时间和空间上得到延伸，也进一步激发了学生的实验热情。

在实验中引入相应的仿真技术来进行虚拟实验，可以使得学生在进行实验的过程中培养独立思考能力，激发学生的学习兴趣，提高学生的创新意识，同时为学生提供了更加开放灵活的实验条件。对实验内容和实验教材来说，采用仿真技术把将虚拟实验和真实的电路实验有机地整合起来，充实了实验内容，增强了实验的能动性和趣味性，有利于实现培养学生综合实践和探索创新能力[2]。目前，越来越多的高校重新对实验室建设进行了规划，利用计算机仿真技术改革实验教学是一个新的发展方向。在高校实验室中引入计算机以及相应的软件技术不仅可改善实验条件、改革实验教学方法、充实实验教学内容，还可大大提高实验效率，降低实验成本，增强学生学习的积极性和创新性，为实验教学和科研提供良好的实验平台[3]。

以单片机实验教学为例，在实验过程中我们引入proteus仿真软件，用它来模拟单片机硬件系统。由于软件的灵活性，可以克服实验箱硬件电路固定、实验内容难于改动等局限。整个实验设计都是基于计算机仿真技术的，除了计算机外不再需要任何硬件即可进行实验，这样有利于促成课程和教学改革，更有利于人才的培养。仿真技术的另一应用表现在学生的业余爱好上，比如目前的电子设计大赛，挑战杯等，学生完全可以利用计算机来进行仿真，先用计算机仿真出相应的实验模型，在计算机上进行模拟调试，最后用硬件实现。在整个过程中，学生可充分发挥自己的才能，通过大量仿真对比，达到设计目的，学生也可以大胆地反复调试，避免了损坏器件。在电子设计竞赛中，我们使用proteus开发环境对学生进行培训，在不需要硬件投入的条件下，学生普遍反映，对单片机的学习比单纯学习书本知识更容易接受，更容易提高。实践证明，在使用proteus进行系统仿真开发成功之后再进行实际制作，能极大提高单片机系统设计效率。 转贴于

另外，开展仿真教学对于我国的远程教学也是一种很好的尝试，有着重要的意义。

3.2 重新安排各类性质的实验，适量增加综合性、设计性实验

验证性实验是实验中最基本的，可以使学生巩固理论知识，它的实验内容相对简单，重点培养学生的基本操作、数据处理和计算技能，验证和加深对课本知识的掌握和理解。综合性实验则要求学生必须具有一定的专业基础知识和基本操作技能，能够运用某一课程或多门课程的综合知识，进而对实验技能和实验方法进行综合训练的一种复合性实验。目前工科高校中越来越多地提出课程设计也是为了加强学生对综合知识的运用。为充分调动学生的学习积极性和主观能动性，设计性实验也必不可少。设计性实验能加深学生对理论知识的认识，由学生自己负责计划和执行，充分提高了学生的思维能力、动手能力、分析和解决工程实际问题的能力[3]，发挥了学生的主观能动性，设计性实验的完成可以充分借助于计算机仿真技术来完成。

验证性、综合性、设计性实验相结合，培养了学生基本的实验技能和方法，同时又促进了学生的创新思维，打破了原有实验教学附属于理论教学的模式，建立与理论教学并行的，既相对独立、又相互联系的实验教学体系。在某些应用性强的实验教学中，综合性和设计性实验的比例至少要达到60%以上，同时设计性实验最好要跟得上科学技术的发展。一方面保证基本实验技能训练，另一方面，实验内容应与当今先进技术的发展相结合，适应社会发展的需要，将科研成果转化为实验内容，提高实验的先进性和代表性。那么，工科院校中一方面加大实验器材的投入，提高实验教学条件，开设先进的实验内容，提高学生的积极性，使学生适应当今社会的发展；另一方面，要充分利用现有的条件，引进先进的仿真技术，使得实验条件进一步升华，充分发挥教师和学生的主观能动性和创新能力。

3.3 硬件软件都要抓，都要硬

计算机仿真实验虽然可以准确地反映整个实验过程， 是一种新型的应用技术，十分有效，但是仿真技术不是万能的，它毕竟不是真正的实验，在许多场合仿真只能起辅助作用。也就是说不能用仿真实验来全部代替硬件电路实验，而是将仿真试验和传统的硬件实验相互结合，根据学校的实际情况和实验的情况灵活运用，虚拟实验不是万能的，如果所有的实验都用虚拟实验替代的话，学生在虚拟环境中实验会产生或多或少的不踏实的虚拟感，实践能力也不可能得到真正的提高。

3.4 加强对实验课教师的培训，通过培训交流更多地了解新的实验技术

在实验教学改革的同时，必然对教师提出更高的要求：一是教师也应加强专业知识和技能的学习，来提高自己的业务能力和综合素质，另外，不断更新专业知识的结构，了解前沿技术的发展也是必需的；二是高校中要大力创造条件促进教师经常参加基础理论知识的培训和实验的培训以及学术研讨会，从而扩大视野，更新教学观念，及时了解嵌入式系统发展趋势和动态，促进电子类实验技术的发展；三是要大力组织专业教师去积极申报相关的创新实验和科研项目，提倡以科研资金来促进实验室的建设，用科研成果去改进实验内容，同时可以提高教师的科研能力，在科研中更好地去锻炼自己，为实验教学服务。

4 结论

随着社会对人才要求的提高，大力推进实验教学改革迫在眉睫，而大学实验教学的改革又直接影响到学生的动手和创新能力。实验教学必须能够跟得上时代的脚步，将仿真技术应用到实验教学中可以充分调动学生的主观能动性，激发学生的创新能力，加快学生适应社会的能力，同时学习了先进的新技术。

参考文献：

[1] 丁美荣，柴少明.基于虚拟实验与真实实验整合的计算机网络实验教学改革[J].现代教育技术，2007，7(17):99-102.

[2] 孙晓明.土力学实验课程教学方法的研究与改革[J].黑龙江教育，2006(11):59-60.

第14篇

关键词 柠檬酸；仿真实验；实践教学

中图分类号：TP391.9 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2015）12-0049-02

1 前言

实践教学是高等工科教育教学中的重要组成部分。通过实践教学，可以帮助学生巩固课堂知识、培养其专业基本技能、养成并具备良好的创新习惯。可是，在实际教学实施过程中存在诸多问题。

首先，能够接受学生去实习的企业数量有限，学生数量又较多，都到企业或工厂进行实习，给工厂带来较大的压力。

其次，工厂现在都是大规模连续生产，生产过程要求连续稳定，导致学生在生产实习时只能看不能动手操作，难以完成生产实习的教学目标。

最后，随着科技的进步，现有大型生产装置日益系统化、自动化，导致学生只能观察和了解整个系统的表面，无法深入学习，难以提高教师和学生的积极性，生产实习的效果很差。

2 仿真实验

在增加硬件实验设备难以立即实现的情况下，利用计算机仿真技术，开发适合于专业需求的实验与操作实习仿真软件成为解决当前实验教学存在问题的一个重要途径。区别于传统的实验，仿真实验不需要实物形态工具与对象，实验时主要是针对软件设计的实验设备与仪器进行。计算机仿真技术借助面向对象编程软件与多媒体制作技术，制作与传统实验操作相对应的软硬件条件。学生在仿真实验中可像在真实环境中一样实现各种实验项目，实验结果甚至优于实际实验。可见，计算机仿真实验可辅助、部分替代传统实验操作。仿真实验提供了友好、操作方便的教学环境，学生的学习兴趣也大大提高。仿真实验与互联网信息技术结合后，通过网络链接，学生可在网络上进行远程实验课程学习，克服了传统实验教学空间和时间的限制，同时能大幅降低实验经费。

当前，计算机仿真在工科实验教学中已经得到越来越多的应用。以生物工程专业为例，烟台大学就已经开发完成一套谷氨酸发酵生产仿真软件，实现了谷氨酸发酵生产与分离提取过程的形象化与动态模拟。该软件在山东轻工业学院、青岛农业大学、文经学院等多所学校内试用，成为生物工程专业实习教学与培训的重要辅助手段。国内某公司开发的离心泵单元仿真培训被众多院校采用，作为相关专业的离心泵操作训练工具。

其他专业如热能与动力工程专业，许多高校都在实验教学中加入仿真实验以辅助教学，如制冷模拟教学课件[1]、小型冷库仿真教学系统[2]、制冷空调综合创新模拟实验平台[3]等。烟台大学也研制了传热学实验教学仿真软件[4]辅助实验教学。这些仿真实验在实际应用中都取得较好的教学效果，值得大力推广。

3 柠檬酸发酵生产仿真实验

柠檬酸发酵实验 柠檬酸发酵实验是生物与食品类专业的主要实验教学内容之一，目的是让学生了解柠檬酸的生产原理与流程，掌握柠檬酸的发酵生产工艺与发酵分析方法，通过实验能熟练地掌握真菌发酵的接种、培养与发酵产物的分析测定等技术。由于柠檬酸整个发酵生产流程所需设备众多，现在国内还没有厂家制作销售实验用柠檬酸全过程生产演示的仪器，大多数学校实验教学中只是在实验室中开展柠檬酸生产中发酵部分的实验，无法实现整个生产过程的操作练习。由于柠檬酸生产厂家分布过于分散，大部分高校因人力、物力等资源限制，无法开展实地操作实验教学。

针对此问题，本文开发了柠檬酸发酵生产仿真软件。该软件能够实现柠檬酸发酵生产全过程的仿真模拟，为广大生物与食品类专业学生的生产实习提供支持。通过该软件的推广使用，满足这些专业实验教学的迫切需要。

柠檬酸实验仿真工具 柠檬酸实验仿真软件的开发是根据教学任务要求，分析整理实验教学内容而进行的。利用该软件，学生对柠檬酸生产流程获得形象化的认知，还可以在仿真平台上完成实验虚拟操作，得到实践成绩。

本软件含有实验内容、成绩评定、使用帮助等内容。软件能够实现的实验内容包括柠檬酸生产的淀粉糊化、发酵、粗提和精提四个主要流程，在每个流程的实验界面上，都设计了该流程所需的全部实验部件，包括罐体、阀门、泵、过滤机、搅拌器等，各动力机械与调节阀门均可实现手动调节。学生在该仿真软件上手动完成各生产过程的相关操作练习。软件的成绩评定功能将在学生实际操作过程中，根据操作过程顺序以及由此引起的生产工艺参数变化情况给出实验成绩，并提供详细的得分明细与说明，学生可根据该明细查找实验操作中出现的问题并加以改进。软件的实验成绩判别功能实现了实验操作的定量计分，减轻了实验指导教师的负担。软件提供的帮助功能为学生提供逐步实验操作指导，帮助学生更快地熟悉相关实验操作。软件还提供了时间加速功能，使得学生能够在较短的时间内就完成柠檬酸的实际长时间生产过程。

软件采用VB6.0软件开发，功能包括装置组成与工艺流程演示、部件运行与阀门操作动态演示、工艺参数动态变化、逐步指导等功能。图1～图4分别为淀粉糊化、发酵、粗提和精提四个流程的实验界面。

该软件的开发采用模块化编程，每部分实验内容作为一个大模块，大模块中还细分为若干个小的模块，模块之间通过操作流程引起的操作流程因果关系、耦合参数进行衔接。开发过程中采用动态模拟技术实现搅拌器、罐体液位、管道内流体流动等动态变化内容，实验参数可依据实际操作实现动态即时显示，学生能够随时了解参数的动态变化情况，并据此判断操作时机。

教学效果 基于仿真技术开发的柠檬酸发酵生产仿真软件，完整地模拟了柠檬酸生产的全过程，学生通过使用该软件，不仅加深了对所学理论知识的理解，还对柠檬酸的生产流程有了更深刻全面的认知，生产操作水平也得到了较大的提高。仿真实验由于界面设计友好，形式新颖，学生对此普遍欢迎，实验兴趣大大提高，取得较好的教学效果。可见，柠檬酸发酵生产仿真软件很好地解决了实践教学过程中存在的不足，提高了实践教学的水平，强化了生物工程专业学生综合素质的培养。

4 结论

本文首先分析传统实验与实习教学存在的一些问题，总结仿真实验教学应用现状及其优点，叙述自主开发的柠檬酸发酵生产仿真软件以及学生的使用体会。■

参考文献

[1]晏刚，吴业正，厉彦忠，等.发挥实验室优势，完善实践教学改革[M]//2004年制冷会议论文集：实践教学.2004：

135-137.

[2]张华，刘楚芸，王勤.基于web的小型冷库教学系统的设计与开发[M]//2004年制冷会议论文集：实践教学.2004：

142-144.

第15篇

论文摘要：针对电子信息类专业实验教学中存在的问题，结合实际的教学条件，对实验教学提出了改革，将仿真技术应用到实验体系中，避免了实验条件的空间和时间限制，充分发挥了学生能动性，提高了实验教学质量。 

 

实验是电子信息类专业学生课程教学的一个重要环节，是对理论教学的补充和深化，其开设方式关系到学生对理论知识的掌握和应用，直接影响着学生的操作技能、主观能动性和实际动手能力的提高，也决定着理论和实验的教学水平。因此，在教学过程中一定要加强实验这个实践性教学环节，充分利用实验资源来培养和提高学生解决问题的能力和创新能力，使学生能够更加快速地适应于将来的工作。加强实验教学环节，最大限度地利用学校的实验教学资源，对提高教学水平，培养学生的实际应用能力和综合素质具有重要的意义。 

1 实验教学的传统模式和问题 

在我国高校工科教育中，实验教学硬件条件普遍不足，或者是硬件实验条件的发展跟不上技术的要求，同时各高校大幅度扩大招生，实验教学硬件条件更显不足。加大对实践教学条件的投入，加强培养实践教学科技人才，强化实践教学内容和条件的改革与建设，在当前来说具有特殊重要性[1]。我国教育主管部门也在积极得进行着推进实践教学的改革与建设。例如：在全国高校本科教学水平评估中，实验室建设基地和建设经费以及实验教学改革就是一项重要的指标内容。越来越多的高校开始响应教育部的号召，实行了“双基”实验室，并在此基础上进一步建设“实验教学示范中心”。 

目前，实验教学的传统模式的缺点主要表现有： 

1）实验设备陈旧，实验模式单一； 

2）验证性实验分量大，与设计性、综合性和创新性实验之间的比例失调； 

3）先进的实验教学手段在实验教学中的引入还不够；等。 

2 实验教学方法改革势在必行 

随着计算机的普及和应用，在教学中也越来越多地借助计算机来辅助设计方法，同样，在实验中借助计算机仿真技术具有很大优点：减少实验中所需的耗材、降低对实验器材的破坏性、完成更复杂更高难度的设计性实验、更加全面地分析实验对象以及结果的性能指标等，具有高效、快速、直观、完整的优势。开展仿真实验作为一种新型的实验教学方法是在现有实验室设备的基础上采用计算机新型软件对实验进行模拟，大大提高了学生对本专业知识的应用能力和科研创新能力。因此，在当今的实验教学中，仿真实验的引入势在必行。 

对当今高校来说，学生人数不断增加，实验室设备和资金满足不了大学中学生的试验要求，为了不断提高实验教学的质量，又进一步解决实验设备少、不好维护、建设费用高等问题。将仿真技术引入实验教学中来，学生一方面可以利用计算机实现实验方案的设计，又可以直观地验证仿真过程和结果，不受实验室条件和空间的限制，可将实验设计带入到课余生活中来进行，大大提高了学生对实验的操作兴趣。利用仿真实验由于方法的灵活性可以充分发挥学生的想像力和创造力，比起传统的实验教学更利于培养科技创新人才，且有利于降低实验成本，能够使得实验室的建设和发展进入一个良性循环中。 

3 实验教学改革方案 

3.1 实验中引入相应的仿真技术来进行虚拟实验 

在实验教学中引入计算机仿真技术，一方面，充分发挥学生的主观能动性，激发学生学习兴趣，另一方面，老师可以利用计算机技术来观察学生的实验过程，采集学生的实验结果，更好地跟踪和指导学生，先进的教学理念和教学手段有助于提高实验教学效果，提高教师的教学水平。而计算机的引入可把实验设备、理论教学、教师指导和学生的思考、操作有机地融合为一体，克服了传统实验教学过程中受到课堂、课时、实验设备等的限制，使实验教学内容进一步灵活化，在时间和空间上得到延伸，也进一步激发了学生的实验热情。 

在实验中引入相应的仿真技术来进行虚拟实验，可以使得学生在进行实验的过程中培养独立思考能力，激发学生的学习兴趣，提高学生的创新意识，同时为学生提供了更加开放灵活的实验条件。对实验内容和实验教材来说，采用仿真技术把将虚拟实验和真实的电路实验有机地整合起来，充实了实验内容，增强了实验的能动性和趣味性，有利于实现培养学生综合实践和探索创新能力[2]。目前，越来越多的高校重新对实验室建设进行了规划，利用计算机仿真技术改革实验教学是一个新的发展方向。在高校实验室中引入计算机以及相应的软件技术不仅可改善实验条件、改革实验教学方法、充实实验教学内容，还可大大提高实验效率，降低实验成本，增强学生学习的积极性和创新性，为实验教学和科研提供良好的实验平台[3]。 

以单片机实验教学为例，在实验过程中我们引入proteus仿真软件，用它来模拟单片机硬件系统。由于软件的灵活性，可以克服实验箱硬件电路固定、实验内容难于改动等局限。整个实验设计都是基于计算机仿真技术的，除了计算机外不再需要任何硬件即可进行实验，这样有利于促成课程和教学改革，更有利于人才的培养。仿真技术的另一应用表现在学生的业余爱好上，比如目前的电子设计大赛，挑战杯等，学生完全可以利用计算机来进行仿真，先用计算机仿真出相应的实验模型，在计算机上进行模拟调试，最后用硬件实现。在整个过程中，学生可充分发挥自己的才能，通过大量仿真对比，达到设计目的，学生也可以大胆地反复调试，避免了损坏器件。在电子设计竞赛中，我们使用proteus开发环境对学生进行培训，在不需要硬件投入的条件下，学生普遍反映，对单片机的学习比单纯学习书本知识更容易接受，更容易提高。实践证明，在使用proteus进行系统仿真开发成功之后再进行实际制作，能极大提高单片机系统设计效率。 

另外，开展仿真教学对于我国的远程教学也是一种很好的尝试，有着重要的意义。 

3.2 重新安排各类性质的实验，适量增加综合性、设计性实验 

验证性实验是实验中最基本的，可以使学生巩固理论知识，它的实验内容相对简单，重点培养学生的基本操作、数据处理和计算技能，验证和加深对课本知识的掌握和理解。综合性实验则要求学生必须具有一定的专业基础知识和基本操作技能，能够运用某一课程或多门课程的综合知识，进而对实验技能和实验方法进行综合训练的一种复合性实验。目前工科高校中越来越多地提出课程设计也是为了加强学生对综合知识的运用。为充分调动学生的学习积极性和主观能动性，设计性实验也必不可少。设计性实验能加深学生对理论知识的认识，由学生自己负责计划和执行，充分提高了学生的思维能力、动手能力、分析和解决工程实际问题的能力[3]，发挥了学生的主观能动性，设计性实验的完成可以充分借助于计算机仿真技术来完成。 

验证性、综合性、设计性实验相结合，培养了学生基本的实验技能和方法，同时又促进了学生的创新思维，打破了原有实验教学附属于理论教学的模式，建立与理论教学并行的，既相对独立、又相互联系的实验教学体系。在某些应用性强的实验教学中，综合性和设计性实验的比例至少要达到60%以上，同时设计性实验最好要跟得上科学技术的发展。一方面保证基本实验技能训练，另一方面，实验内容应与当今先进技术的发展相结合，适应社会发展的需要，将科研成果转化为实验内容，提高实验的先进性和代表性。那么，工科院校中一方面加大实验器材的投入，提高实验教学条件，开设先进的实验内容，提高学生的积极性，使学生适应当今社会的发展；另一方面，要充分利用现有的条件，引进先进的仿真技术，使得实验条件进一步升华，充分发挥教师和学生的主观能动性和创新能力。 

3.3 硬件软件都要抓，都要硬 

计算机仿真实验虽然可以准确地反映整个实验过程， 是一种新型的应用技术，十分有效，但是仿真技术不是万能的，它毕竟不是真正的实验，在许多场合仿真只能起辅助作用。也就是说不能用仿真实验来全部代替硬件电路实验，而是将仿真试验和传统的硬件实验相互结合，根据学校的实际情况和实验的情况灵活运用，虚拟实验不是万能的，如果所有的实验都用虚拟实验替代的话，学生在虚拟环境中实验会产生或多或少的不踏实的虚拟感，实践能力也不可能得到真正的提高。 

3.4 加强对实验课教师的培训，通过培训交流更多地了解新的实验技术 

在实验教学改革的同时，必然对教师提出更高的要求：一是教师也应加强专业知识和技能的学习，来提高自己的业务能力和综合素质，另外，不断更新专业知识的结构，了解前沿技术的发展也是必需的；二是高校中要大力创造条件促进教师经常参加基础理论知识的培训和实验的培训以及学术研讨会，从而扩大视野，更新教学观念，及时了解嵌入式系统发展趋势和动态，促进电子类实验技术的发展；三是要大力组织专业教师去积极申报相关的创新实验和科研项目，提倡以科研资金来促进实验室的建设，用科研成果去改进实验内容，同时可以提高教师的科研能力，在科研中更好地去锻炼自己，为实验教学服务。 

4 结论 

随着社会对人才要求的提高，大力推进实验教学改革迫在眉睫，而大学实验教学的改革又直接影响到学生的动手和创新能力。实验教学必须能够跟得上时代的脚步，将仿真技术应用到实验教学中可以充分调动学生的主观能动性，激发学生的创新能力，加快学生适应社会的能力，同时学习了先进的新技术。 

参考文献： 

[1] 丁美荣,柴少明.基于虚拟实验与真实实验整合的计算机网络实验教学改革[j].现代教育技术,2007,7(17):99-102. 

[2] 孙晓明.土力学实验课程教学方法的研究与改革[j].黑龙江教育,2006(11):59-60.