計算機仿真技術論文范文第1篇關鍵詞:項目教學法;計算機仿真;創新;實踐一、前言研究生教學有其突出的特點,他們中多數人理論基礎扎實,獲取書本知識能力強。但同時也存在創新意識和創新能力不足、工程應用背景不下面是小編為大家整理的計算機仿真技術論文【五篇】,供大家參考。
計算機仿真技術論文范文第1篇
關鍵詞:項目教學法;
計算機仿真;
創新;
實踐
一、前言
研究生教學有其突出的特點,他們中多數人理論基礎扎實,獲取書本知識能力強。但同時也存在創新意識和創新能力不足、工程應用背景不夠的缺點。本人通過十多年研究生教學的實踐,結合本學院研究生專業方向、課程內容針對性強等特點,對如何在研究生教學改革中突出培養學生的自學能力、創新能力,增強學生的創新意識與工程應用能力等問題進行了一些改革創新。
二、課程定位及課程特點
隨著現代工業的發展,科學研究的深入與計算機軟、硬件的發展,計算機仿真技術已成為分析、綜合各類系統,特別是大系統的一種有效研究方法和有力的研究工具,計算機仿真技術已經廣泛應用在各技術領域、各學科內容和各工程部門。仿真技術已經在國防軍事、國民經濟、社會生活的眾多領域發揮了重要的作用,國內外眾多學者認為,仿真技術“正在成為與理論、實驗并列的第三種認識和改造客觀世界以及科學研究的手段”,因此仿真技術被認為是“使能”技術。計算機仿真技術是仿真科學與技術涉及到的有關具體仿真技術中最為基礎的部分,具有綜合性、多學科交叉等特點。為了拓寬機械工程專業基礎,提高培養對象的整體素質,更好地適應社會對機械工程專業人才的需求,高校工科專業的研究生應掌握一定的計算機仿真知識與技能。計算機仿真技術課程是我校機械工程學院面向所有研究生各專業方向的研究生開設的一門專業基礎課程,考慮專業應用需求并結合教學實踐情況,課程目的是通過本課程的學習,要求學生掌握計算機仿真技術方面的基本理論,基本知識和基本技能,培養學生分析問題和解決問題的能力,為今后分析、綜合各類工程系統或非工程系統提供一種有力的工具,以便能靈活應用所學的計算機仿真技術為本專業工作服務。一方面,基于仿真技術課程的內容方法較多,實踐性強的特點;
另一方面,授課對象專業方向較多、授課學時有限等特點,如何解決在有限的教學課時內講授內容繁多的仿真內容、對計算機仿真技術課程進行教學方法和手段的改革探索和實踐,以達到計算機仿真技術教學目標。
三、教學內容的設置和教學方法的選擇
課程開設初期,由于只是機械電子工程專業方向的同學選修,所以所講內容基本針對該專業方向進行設置。隨著選修人數的不斷增加,以及選修學生所屬專業方向的擴大,專業方向包括:機械制造及其自動化、機械電子工程、機械設計及理論、車輛工程、機械工程(專業學位)等,基本涵蓋了機械工程學院的所有專業方向。計算機仿真技術課程涉及多個交叉學科,緊密相關的課程包括數值計算方法、計算機編程、計算機圖形學、高等數學、自動控制原理、現代控制理論、優化設計等課程。如何講出本課程的特點,并充分結合相關課程內容,必須在教學內容的選排上下功夫。項目教學法是一種以任務驅動、以項目為基本教學單元,將理論教學和實踐教學有機融合在一起,強調綜合能力的培養在研究生教育中的重要性,突出學生在整個教學過程中的主體地位。因此,為了滿足各個專業方向學生的要求,使他們能夠掌握一門工程分析技術,為后續的學術論文和碩士學位論文的撰寫提供計算、分析和仿真手段,本人在講授該門課程的過程中,逐年對教學內容、教學手段和教學考核方法等不斷進行調整和完善。1.采取項目專題方式進行教學內容的講授,調整授課內容,采用專題教學方法使課程主題內容分明,有利于將仿真方法講深、講透。2.擴展所授課程內容涵蓋的范圍,包括數值計算、優化設計、圖形可視化、控制系統特性仿真、控制系統設計以及與外部軟件的接口等內容,以滿足各專業方向學生的需求。3.增加與課程相結合的實驗教學內容。計算機仿真技術本來是實踐性很強的綜合性技術,仿真技術本身是在對控制系統分析的過程中不斷完善和發展起來的。因此并結合各個專業研究生的不同研究方向,靈活設計若干個專題實驗,使學生學以致用,培養學生將該門課程應用于實際工程的能力。4.采用多個工程應用實例進行教學,從系統應用、數學建模、仿真建模、模型求解以及特性分析等,使學生從生產實際認知的研究對象,提升到理論高度的學習,應用所學的各科理論知識和技術手段,進行數學建模、仿真建模的建立,并對模型求解以及特性進行分析,獲得直觀結果,提高學生學習興趣,最終解決實際工程問題,培養學生解決工程實例問題的能力。5.結合學科前沿,進行課堂討論。研究生在初步掌握了對系統的模型、仿真算法設計、仿真及結果分析這一流程后,為強化計算機仿真在實際工程的應用概念,在此基礎上,以項目形式,開展課程學科前沿以及將該門課程與現代技術融合等專題討論。6.增加實驗環節,培養研究生工程實際應用能力。利用各種平臺,擴充計算機仿真技術資料,提供最新的仿真案例,結合教學團隊的科研課題,設計實驗項目,培養研究生工程實際應用能力。
四、項目教學法的教學效果
基于項目教學法計算機仿真技術課程的教學方法改革與實踐,滿足機械工程學院各個專業方向研究生的需求,教學方法和手段的完善,使研究生自主學習能力、創新能力和工程應用能力等得到了進一步的提高。計算機仿真技術作為工科研究生的必備研究手段和技術,使學生掌握一門工程分析技術,為后續的課題研究、學術論文和學位論文的撰寫提供計算、分析和仿真手段。近五年的每年30—40人研究生選課,工程碩士每年20人左右選課,課程得到了各專業方向研究生的普遍認同。本人指導的研究生,發表與該課程相關的學術論文近20篇,撰寫的碩士論文均用到計算機仿真技術。
五、結束語
計算機仿真技術論文范文第2篇
關鍵詞:計算機仿真技術;
化工;
應用
伴隨科學技術逐漸發展進步,化工行業設施裝置逐漸趨于大型化、復雜化發展,自動化水平逐漸提升,操作要求更加嚴格。需要相關操作人員與技術人員漸漸提升自身業務能力與水平,不單確保生產設備能夠穩定安全與長期運行,還需要有關工作者對于發現事故做到盡快合理處理,爭取避免有所損失。在化工行業里,傳統培訓體系偏向于師傅帶領徒弟傳幫帶形式,而有關工作人員對于故障處理的能力,通常要靠長時間實踐積累為主,還要具備資歷師傅將其所掌握的原封不動傳授給徒弟。該方式比較真實,但卻受到授培訓時間與周期限制,培訓內容缺少豐富性,某種程度上有可能增加相關工作者獨立上崗時間,不符合生產技術可持續發展與生產裝置更新所需。
1應用計算機仿真技術重要性
化工行業常需要針對部分具體工程設備與工藝流程予以操作,才逐漸深入至崗位操作人員,然后通過培訓,培訓工作通常結合實物掛圖與微縮器具將知識傳授出去,傳授過程比較枯燥。實物掛圖與教具基于實用因素與經濟因素,并不選擇大尺寸,致使所有培訓工作人員詳細掌握相關操作與原理。結合3D技術繪制能夠讓設備形象更趨于逼真化,可做任意旋轉,使培訓工作人員可實現全方位觀察工藝與設備[1]。結合Flash技術制作設備動畫有效代替掛圖,對設備動態進行演示的時候更為生動形象,幫助相關人員針對設備工作原理予以掌握,能夠很好帶動培訓人員熱情。并且,使用設備較為方便,對使用要求可以很好滿足。
2基于計算機仿真技術化工數據模型
結合計算機做仿真模擬,是把化工過程數理帶入計算機當中,接下來經計算機把工藝過程進行模擬與反映。所有原理基于人為因素轉變,可以得到與之匹配反應過程與反應結果變化值。通常情況下它存在下述優勢。其一,友好人機交互界面。當前,諸多化工業模擬軟件設計規則都以微軟公司為基礎,使相關工作者能快速上手并投入相關操作中,讓相關人員感到輕松便捷,培養濃厚實驗興趣,并充分調動起工作積極性與能動性。其二,對工程裝備的性能反應較為真實[2]。要充分分析化工設備反應過程,建立同它相互匹配模型,憑借實驗把所有過程全權反映出來,對操作工人熟練快速掌握操作技能非常有利。我們在下述文章中列舉一個化工工業常會涉及到的一個模型,希望可以供相關操作人員參考。計算機仿真系統具有許多特點,如重復、復雜性和多個,20世紀50年代初,西方國家一直在計算機仿真系統的動態和靜態特性進行了研究,并取得了非常重要的影響。仿真系統對我國化工行業也進行了一系列的設計和研究,但也限于靜態研究范疇。
3針對電子數字方面的研究
基于計算機仿真系統的特點,可以把它看作是非線性的本質,及其相對高階的時候,分析方法和經典控制理論,計算機模擬在化工系統動態性能研究是非常困難的[3]。本文通過計算機在電子數字計算機系統微積分方程,計算,介紹了結合時域動態性能指標體系,這將最終調整方案出來。第一,系統是穩定的;
第二,在數值計算時,系統的輸入值等于0.0123;第三,在排除干擾因素,把化學工作在正常狀態;
第四,干擾因素考慮在內的情況下,各種干擾因素也作為單獨的個體來處理。本文通過預測校正格式,歐拉方法是迭代微分方程數值積分計算。
4計算機仿真系統的改進方案
當前,化工仿真系統應用范圍很廣,但由于化工設備操作和較大的工藝流程不同,當前的仿真軟件,仿真機器,更好的培訓新員工無法滿足,因此,未來的新的仿真技術和仿真軟件的發展空間仍然是大[4]。未來,應該與自動控制理論相結合,適當參考校正環節能有效地改善系統動態性能的質量,使其有較高的穩定性和抗干擾能力??梢赃B接到氣體的輸入端仿真系統的微分和積分負反饋環節,最終會使動態性能大大提高,它相當于系列的介紹和鏈接。我們計算的結果可以看出,只要相應的參數選擇正確獲得超出預期的效果。微分和積分部分的結構可以被視為一種天然氣供應預感橋,放置在相同的速度管道溫度傳感器已經變成一座橋兩個手臂,表達時間常數很小,時間常數相對較長。仿真系統的輸入結構的負面反饋鏈接到系統具有更好的動態性能?;诨局R理論,修正的鏈接對系統控制精度的影響,通過計算結果我們可以看到,只要精心挑選的組件參數,達到理想的效果是指日可待。我們提倡這項計劃的最明顯的特征是它簡單易操作,換句話說,只要其中一個傳感器連接到導管,同時本文串并聯在同一橋臂上面的。連接到放大器的輸入和先進的網絡,結合線性系統的自動控制原理做提前修正原則,與放大器的輸入電阻和電容組成先進的網絡,可以很好的改善系統的動態品質。討論上述3種改進方案是基于先進的理論為基礎,由計算結果可以看到,他們所有的3種基本上可以改善系統的動態品質。第一種和第二種的系統還可以明顯改善方案來提高抗干擾能力。和改進項目的這些類是基于現有技術的前提下,沒有相對比較容易實現的障礙。當然,想把他們對實際系統的引用,還需要很長一段時間。
5結語
目前,計算機仿真技術生產與培訓方面應用比較多,所以,要著重強化對仿真軟件與仿真機器開發設計,計算機仿真技術進一步推廣,要對該項技術加速深化,讓它的應用范圍與性能得以提升。計算機仿真技術應用,促進高新技術更進一步發展,促進科學技術加速發展,同一時間為化工行業提供更為廣闊發展空間。未來可持續發展當中,化工行業把握計算機仿真技術應用措施,為企業贏得更多收益。
參考文獻:
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計算機仿真技術論文范文第3篇
【關鍵詞】計算機 仿真技術 發展 應用
1 計算機仿真技術簡介
隨著計算機技術的發展,計算機仿真成為可能,使用專門的軟件,借助多媒體技術可以給人身臨其境的感覺。仿真技術的發展,很大程度上得益于控制工程技術的發展,在控制工程中需要使用計算機進行仿真實驗。計算機仿真技術的應用能夠加快產品開發周期,提高產品質量,提高工作效率,減少經費開支。
2 計算機仿真技術原理
通常情況下,計算機不能夠對外界信息進行認知,因此需要建立相應的數學模型來反映事物的本質特點。
通過數學模型能夠清楚地反映出研究對象的特點,通過模型轉換,使用計算機算法等將數學模型轉化成計算機能夠處理的形式,也即建立仿真模型。仿真模型是計算機仿真的關鍵,再進行仿真實驗,通過仿真實驗對之前設置好的模型進行模擬,獲得仿真結果。對仿真實驗的結果進行評價通常采用反向驗證和置信通道法。
3 計算機仿真技術應用
隨著信息技術的發展,計算機仿真技術得到了廣泛的應用,改變著傳統的生產生活方式。計算機仿真在交通工程、制造領域、教育領域等都得到了較好的應用。
3.1 交通領域
人和車輛是交通的主要組成部分,要考慮安全的前提下,提高交通效果。交通安全仿真通過虛擬技術,增加各種誘發因素,進而對某一路段的交通安全情況進行評價。
計算機仿真可以有效地對交通安全進性評價。仿真過程能夠實現可視化操作,能夠更加直觀地進行分析,不同于傳統的數值仿真。比如,對某路段進行交通安全評價時,傳統的絕對數和事故率方法可以進行評價, 還可以在虛擬環境中設置不同的交通工具,考慮人的行為感知的情況下,進行評價。
3.2 制造領域
制造業是國家的第二產業,對各行各業影響深遠,汽車制造是制造業的重要組成部分。實驗課題難度大,成本高。計算機仿真可以很好地解決這個問題,比如對碰撞試驗來說,通過建立相應的數學模型,可以對實驗過程進行模擬。
3.3 教育領域
使用計算機進行模擬仿真分析已經成為當前重要的研究方法,在教學模擬實驗中,采用多媒體可以很好地提高教學水平。計算機模擬實驗能夠在相關實驗設計思想和方法的指導下,改變傳統教與學、理論與實踐的關系,發揮研究人員的主動性。計算機仿真模擬可以加深對相關理論的理解,提高實驗水平。
3.4 計算機仿真技術在其他領域的應用
計算機不僅僅在交通、制造、教育領域得到大量應用,在軍事領域、消防、音樂等領域均有較廣泛的應用。通過計算機仿真,可以使用模擬駕駛器進行模擬,從而降低戰機、戰車、燃油的損耗,在進行軍事武器研發時,可以縮短研發周期,降低研發成本。計算機仿真在消防中的應用,可以對現場的溫度、空氣流動速度、火荷載、逃生路線等進行模擬,從而提高應對突發事件的能力,提高設計科學性。
4 計算機仿真技術的發展方向和趨勢
4.1 計算機仿真技術發展方向
網絡化仿真。仿真系統開發兼容性不強、開始周期長,費用昂貴,難以實現信息共享,隨著計算機技術和網絡技術的發展,計算機仿真技術取得了較大水平的提高。利用網絡技術的優勢,可以實現仿真系統共享。系統的網絡共享能夠提高資源的利用效率,避免不必要的重復開發,減少科研經費。
虛擬制造技術。虛擬制造技術發揮計算機仿真技術的虛擬現實技術的優勢,使用計算機完成對產品的管理和控制,虛擬制造技術已經成為計算機仿真技術發展的重要方向。
4.2 計算機仿真技術發展趨勢
隨著計算機技術和仿真技術的發展,仿真技術很好地解決了各學科發展中的問題,很大程度上提高了工作效率,更加形象直觀地進行仿真實驗,節約了產品開發周期,降低了開發成本,提高了產品質量。計算機軟硬件性能得到了較大水平的提高,進一步促進了仿真技術的發展。仿真技術主要朝著面向對象的仿真建模、分布式仿真、智能仿真等方向發展。
4.2.1 面向對象仿真建模
發揮計算機的符號處理能力,可以提高人們對仿真對象的認知速度,與傳統的人工建模有著較大的進步。面向對象的仿真建模,可以最大程度提高系統的建模能力。此外,面向對象的仿真建模操作難度小,更容易使用,可以發揮仿真技術的優勢。
4.2.2 分布式仿真
分布式仿真將不同分布位置的計算機通過網絡進行連接,形成時間空間相互禍合虛擬仿真環境。分布式仿真系統由幾個子模型組成。部分是仿真系統中,主要有動態、靜態數據分割技術、功能分割技術等。
4.2.3 智能仿真
在仿真的不同階段引入知識表達和處理技術,可以縮短仿真建模時間,提高模型效率,幫助用戶做出最優決策,及時修正模型,界面更加智能化,增加仿真系統的尋優能力。
4.2.4 其他仿真
一些仿真可以實現高度的可視化,對仿真過程進行形象展示,便于研究人員真實地對仿真過程進行分析,易于理解。踴仿真能夠將聲音、視圖等元素加入其中,交互性更強。
5 結語
計算機仿真伴隨著其他學科的發展而快速發展,隨著計算機技術的快速發展,計算機仿真技術很好滴解決了其他學科的問題。計算機仿真經歷了從簡單的原型到物理模型,再到今天的動態顯示仿真過程,并可實現可視化操作。多媒體技術、人工智能、可視化等技術同仿真技術的結合,仿真技術的發展和應用將更加廣泛。在不遠的將來,計算機仿真技術在生產生活中會發揮更大的作用,促進社會經濟的發展。
參考文獻
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計算機仿真技術論文范文第4篇
關鍵詞:云;
仿真;
教學
中圖分類號:TP391.9 文獻標識碼:A
1 引言(Introduction)
基于云技術的高校計算機仿真教學模式是一種新型教學模式,能夠將理論與實踐有效結合,是未來教學形式向智能化方向發展的基礎。以強大的云技術為依托平臺借助于計算機多媒體技術的仿真教學方式,教師在教學過程中使用新型的教學思想進行教學設計,用虛擬的仿真教學情景給學生建立一個開放式的學習環境,能充分調動學生的感官、思維等全方位的因素參與到其中,培養學生的全局思維能力和解決問題的能力,能極大提高學習效率[1]?;谠萍夹g的高校計算機仿真教學模式實現了理論―實踐―理論的同步仿真,實現了理論實踐的結合,提高學生的動手實踐能力和理論應用于實踐解決實際問題的能力,促進學習與就業的有機結合。
2 計算機仿真教學現狀(Present situation of
computer simulation teaching)
根據多年的高校教學實踐研究表明,教學中把就業崗位對學生知識結構的要求作為依據,重視培養學生的動手能力,以知識本位向能力本位的轉變為目標,進行教學內容和方法的整合,對于增強學生的學習興趣、提高學生的實踐技能、增強職業競爭能力、提高教學質量有重要意義。計算機仿真教學模式能夠真正激發學生的創新思維,幫助學生構建更靈活、更深層次的知識結構體系。有試驗結果表明:仿真教學與傳統教學進行比較,多數學生在仿真教學環境中學習可以記憶整個課程多于2/3的內容,而在傳統教學模式下只能記憶不到1/3的內容。憑借云技術的強大存儲功能等,使用計算機仿真模式進行教學,教師引導,學生身臨其境,調動學生的積極性,學生自學并反復試驗,提高學習能動性,增強創新意識?;谠萍夹g的計算機仿真教學將理論與實踐真正相結合,將為高校教學發展帶來新的方向。
現代計算機技術的普及帶動了仿真技術的發展。仿真技術已經能夠使用科學方法建構復雜的物理模型提示真實世界的變化規律,在許多領域進行應用。仿真技術已在世界范圍內許多知名高校的研究等領域中應用;
計算機仿真教學在國內外的許多課程中進行過使用;
在我國高校中,應用基于云技術的計算機仿真教學是一種新的教育理念,各高校正在進行積極的探索。2014年4月22日在北京召開了首屆京城高校虛擬仿真實踐教學研討會,提出成立首都高校虛擬仿真聯盟,建立推進虛擬仿真實踐教學和首都高校間資源和經驗分享的平臺[3]。在我省高校中,計算機仿真教學還處于比較落后的起步階段,這種新型的教學模式為學生及專業教師提供了教學和研究的新平臺,延展了創新的想象空間,有很大的發展空間和很好的發展前景。
3 基于云技術的高校計算機仿真教學應用――以
電子商務課程為例(The application of computer
simulation in teaching of cloud technology―a
case study of EC courses)
3.1 電子商務課程的教學現狀及存在的問題
電子商務專業雖然已經出現多年,但國內高校沒有形成系統完整的專業理論體系。當前高校電子商務專業的教學中然而存在一些不可忽視的問題:課程設置方面。因為缺乏對電子商務相關實際應用的理解,在許多高校中相關課程設置具有極大的隨意性,多數只是把相關商務、管理和電子技術方面的課程進行簡單的羅列堆砌,不能適合電子商務專業實際需求。專業師資隊伍方面。國內高校中從事電子商務教學的教師大多是抽調出來的經管或計算機類教師,知識不夠系統專業,缺乏電子商務專業實踐經驗,很少參與實際電商企業的項目運作,講授專業課程時不能達到專業知識的外延和拓展。專業實踐方面。電子商務專業是一個新型的跨學科的綜合專業;
培養的是能系統掌握電子商務專業的理論知識和技能、熟悉電子商務業務流程并能從事電子商務活動的應用型復合型人才。雖然許多高校正在加強實訓教學,但多數缺乏針對專業就業的連貫性,不能很好的達到針對專業就業的實訓目的。
3.2 電子商務課程中基于云技術的計算機仿真教學模式
的構建
使用基于云技術的計算機仿真教學模式能夠為學生構建一個虛擬的仿真模擬環境,模擬電子商務的各項活動,具有仿真性、可操作性和適應性強的特點[2]。學生借助于云端存儲的相關軟件環境模擬實際電子商務項目環境,模擬參與電子商務實務活動;
計算機軟件的操作便捷人性化;
仿真教學環境能夠作為與專業相關課程的實訓環境,提高實踐技能。根據崗位群開發仿真教學課件,根據專業實訓的培養要求進行課程設計,基于云技術開發仿真崗位模擬場景和符合教學需求的互動式教學應用平臺,為培養學生的實踐動手能力提供更理想更完善的方案。從就業崗位對專業人才知識結構的要求出發,以項目教學為主線進行課程實訓內容的整合,采用情景模擬和計算機輔助教學為主要手段。借助于云的強大存儲功能平臺,針對專業課程內容和特點遵循專業方向和教學內容。計算機仿真和真實裝置相結合創建教學的仿真物理場所和軟件環境(存儲于云空間即用即?。?,以就業為導向,用實驗、見習、實踐的方式進行實踐模擬,注重安全要求,集中管理,聯合開發,實現資源整合與優化??己松?,仿真模擬教學完成整體項目的過程中,專業技能鑒定與考核等領域以學生的表現為主,附帶平時成績,最終作為評定等級的依據。
基于云技術的高校計算機仿真教學可以解決電子商務專業教學上存在的問題,教學系統平臺存儲于云端,使用三維建模方式模擬電子商務實踐環境,數據量小、速度快、精度高、互動性強。平臺提供了電子商務專業課程教學中真實模擬互動性的教學和實踐環境,讓學生在親身實踐的過程中提高學習效率。學生通過實際操作,認知并掌握相關專業知識,通過崗位角色扮演來體驗相關工作流程和崗位職責。憑借管理模塊任課教師可以掌控教學過程和學生操作情況,進行必要的控制和引導。通過教學系統平臺的考核模塊教師可以對每個學生進行跟蹤及考核評價。
3.3 電子商務課程中基于云技術的計算機仿真教學的具
體應用
高校電子商務專業教學中使用基于云技術的計算機仿真教學,常見的方法包括:課堂演示,情景模擬,認識實踐等。以電子商務專業教學為對象,針對專業性質和教學特點進行具體的規劃。憑借云技術的基于網絡的仿真教學系統平臺、課件、資料庫、仿真實訓的教學軟件(包括教學過程的多媒體課件;
操作仿真技能的訓練;
模擬實際專業崗位的各種學習和工作環境等);
教師和學生在網絡PC終端登錄使用云空間里存儲的相關教學資源;
在同一個網絡多媒體機房,合法用戶可以進行不同的實訓練習;
集中管理各種資源更安全,添加、修改、上傳、下載等使用更方便。
構建電子商務交易的真實過程和相應的計算機仿真教學系統,多媒體網絡機房能滿足現有各種仿真培訓系統的要求(電商方、客戶方、物流配送方、第三方等)。實現仿真系統與真實電商系統在線連接,將數據通過網絡傳輸到系統中,將系統中的數據信息與真實數據信息進行比較,指導學生的操作。軟件技術和Internet支持平臺運行,教師與平臺中學生實時溝通,實現電子商務完整交易過程的各環節的實時動態信息和數據的交互。采用局域網和Internet結合使用的模式可以方便的對仿真平臺系統進行擴充和統一維護管理。包括進行用戶注冊、遠程登錄、調試等,所有資源以云技術在“云端”共享。
以淘寶、天貓商城等作為實踐平臺進行仿真教學的案例,如以現有的已經開設的淘寶商鋪作為仿真系統中的模擬電商方,學生分組形式進行仿真系統的崗位模擬:部分學生注冊淘寶會員并用賬戶和密碼登錄作為仿真系統中客戶方,部分學生登錄商鋪作為仿真系統中電商方的客服,部分學生作為仿真系統中電商方的庫存管理員,部分學生作為仿真系統中下訂單后的在線支付(經過支付寶作)或者電子銀行系統(快捷支付)為第三方,部分學生作為模擬的仿真系統中的物流配送方,部分學生作為仿真系統中電商方的售后服務客服方等,模擬各個環節的進程,最終完成項目形式的電子商務完整交易。具體包括:收集相關資料,進行學生分組;
申請并注冊開設電商方(如淘寶)店鋪,注冊客戶端用戶、注冊支付寶賬戶等;
制定仿真電商交易完整方案;
進行仿真系統進程,學生按部就班地進入崗位角色,展開電子商務過程;
教師的總結點評,教學內容的延伸等。
4 結論(Conclusion)
構建基于云技術的高校計算機仿真教學模式和工作平臺,完成高校實訓資源網絡版的整合,體現專業特點直接面向就業崗位激發學生的學習興趣,注重培養學生的實踐能力,為學生提供自學平臺,培養團隊合作精神,提高了學生的學習能動性,增強學生的創新意識。計算機仿真的教學環境由虛擬環境平臺產生和提供,讓學生通過角色扮演和操作體驗與仿真系統平臺進行交互,學生能夠全身心投入進行各個工作崗位模擬?;谡鎸崝祿P蜆嫿ǖ姆抡娼虒W環境的嚴格遵循電子商務實際項目的標準和要求,建立逼真的環境和場景,對設施進行真實的“再現”,能使學生在仿真環境中進行充分的人機交互和實際參與,減少因為知識掌握不全面可能造成的各種損失等,提高了項目任務的學習質量。通過在高校電子商務專業課程教學中試行,基于云技術的計算機仿真教學模式能夠帶來更好的教學效果,提高學生的學習效率,是一種能夠實現理論聯系實踐的具有綜合作用的新型教學手段。
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作者簡介:
計算機仿真技術論文范文第5篇
關鍵詞:仿真;
課群;
教學改革;
實踐
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)10-0098-03
一、引言
仿真技術已成為與理論研究、實驗研究并列的第三種認識和改造客觀世界以及科學研究的手段,因此仿真技術被認為是一種“使能”技術。仿真類課程是控制科學與工程學科的重要課程,在理論和實驗教學、科學研究、裝備研制中都發揮著不可替代的作用。因此,建設好仿真課群對于學員專業素質的提高與創新能力的培養具有重要的意義。
仿真科學與技術是一門多學科交叉融合的新興學科。因此,相關專業能力的培養不可能靠一兩門課程的配置達到,需要精心設置和規劃相關課群,并從基本概念、基本方法、基本理論、工程應用等方面進行整合和統一架構化,形成一個以培養學生專業素質為目的的仿真課群體系。
本教學組在教學內容改革、師資隊伍建設、教學資源建設、實踐教學完善、人才培養等方面開展了全方位、高質量的仿真課群建設探索與實踐,對該課群內的《計算機仿真技術》、《系統仿真技術》、《復雜系統建模與仿真》、《導彈控制系統仿真實驗》及《精確制導武器半實物仿真技術》等課程進行了有創新性的、高質量的整合和優化,使課群內各門課程的整體教學水平得到了大幅度的提高。通過十多年的教學實踐,形成了一個特色鮮明的仿真課群體系。
二、建立了本碩博一體的菜單式課群體系,實現了課群內課程內容的整合、優化與統一架構
為適應教學改革的發展,同時也為了進一步符合本科生、研究生的教學要求,根據不同培養目標定位和仿真類課程的特點,以培養寬口徑、基礎扎實和具有創新性的高素質人才為目標,按照理論和實踐、知識和能力相互配合、重在實踐的教學理念,構建了以本科《計算機仿真技術》、碩士《系統仿真技術》、《導彈控制系統仿真實驗》和博士《復雜系統建模與仿真》、《精確制導武器半實物仿真技術》適合于本碩博一體、菜單式的課群體系,制定了相應的課程標準,精選了教學內容。
在如何精選課程內容,避免課群內教學內容大量重疊方面,課題組經過了多年的探索和實踐。我們認為,仿真方向的課程教學內容要從宏觀上分為三個層次:基礎級、提高級和前沿級,這三個級別分別對應于本科生、碩士研究生和博士研究生。對本科生來說,主要定位于最基礎的理論和最基本的方法;
對碩士研究生來說,主要定位于工程應用技術,特別是當今工程實踐中普遍采用的成熟理論和方法;
對博士研究生來說,主要定位于仿真技術的發展前沿和基礎理論,特別是關注當今研究的熱點問題。
基于這樣的思路,本科課程應該準確地定位于仿真學科基礎級課程。換言之,該課程的教學目標是為所有其它仿真類和控制類課程打下最底層的知識基礎。因而本科《計算機仿真技術》課程在課時有限的限制下,將主要內容定位在仿真基本概念和連續系統的仿真方法上,而對離散事件系統仿真以及仿真技術的具體工程應用則只作一般性了解的要求,一句話,本科的課程主要讓學員掌握基本的仿真方法。
事實上,這種定位與美國亞利桑那大學面向建模與仿真領域的“建模仿真理論與應用”課程、系統工程方向的“系統仿真”課程以及澳大利亞皇家墨爾本理工大學的“仿真技術導論”、麻省理工學院的“建模與仿真導論”課程等存在一定的對應關系。換句話說,遵循這種定位的課程教學內容將與國際上同類課程的教學內容基本保持一致,也大致與國內清華大學、北京理工大學、國防科技大學等的相關課程保持一定的對應關系。
碩士課程則定位于掌握理解仿真的具體應用技術及一般仿真系統的實現技術,并且能夠真正動手進行仿真實驗;
博士課程則定位于讓學員掌握仿真的基本理論和方法,并且強調從認識論和方法論的角度來提高對系統的認識,即使面對復雜系統,也可根據仿真的基本理論和方法學開展仿真研究。另外,在具體的仿真系統構建上,開設《精確制導武器半實物仿真技術》課程,對于學員掌握半實物仿真技術,構建半實物仿真系統具有重要的意義。課群內課程關系如圖1所示??傊?,根據以上課程內容設計思路,較好地解決了各授課層次教學內容的有效銜接和劃分,優化了教學內容和課程體系。
三、加強教學資源建設,提高教學效果
1.開發本科輔助教學軟件,增強學員理解仿真算法的能力。計算機仿真技術作為仿真科學與技術涉及到的有關具體仿真技術中最為基礎的部分,具有綜合性、多學科交叉等特點。因此,學員普遍反應該課程難學。另外,由于本科課程學時有限,學員很難對本課程的主體內容有較好的掌握,雖然連續系統的仿真方法容易掌握,但如何具體應用,各種方法特點是什么,學員并沒有直觀印象,缺乏深層次的掌握,可以說學完之后仍然是模糊的。為此,我們利用Matlab語言開發了連續系統仿真算法輔助教學演示軟件,輔助本科課程的教學。所開發的軟件的主要功能包括:(1)對常用的數值積分法進行仿真演示,演示各種連續系統仿真算法的遞推求解公式,顯示每步計算結果;
(2)對典型的一階系統、二階系統和三階系統進行仿真建模并進行演示;
(3)對仿真結果和精確解進行比較;
(4)對病態系統進行仿真方法的比較;
(5)對魚雷攻擊移動目標(9階系統)過程進行仿真建模分析,并仿真演示其仿真研究過程。
在教學過程中,涉及到相關仿真算法時,利用輔助教學軟件進行教學演示,對公式的推導、每步計算過程和結果都進行演示,并最終演示仿真結果及與精確解、其他仿真算法之間的差異,從而幫助學員理解算法的計算過程。
2.編寫教材、出版專著。根據課程標準和課程內容的選擇,我們編寫了《計算機仿真技術基礎》內部教材,經過近5年的使用,在此基礎上經過修訂,計劃明年正式公開出版《計算機仿真技術》教材,滿足教學需求。同時,我們在2009年出版了專著《復雜工程系統建模與仿真》作為博士課程的教材,另外還根據教學內容的安排,編寫了部分內容的講義,滿足了博士生教學的需要。
下一步,我們還將結合科研實踐,出版半實物仿真技術方面的專著以滿足《精確制導武器半實物仿真技術》課程的教學需求。
四、完善實踐教學環節,增強科研型實驗系統在教學中的應用
仿真學科是一門理論和工程性較強的學科,學員只有通過工程應用才能對仿真技術和理論有更深的理解。鑒于作者所在的制導與仿真技術實驗室已經建立了多個仿真實驗系統,如何發揮其在仿真課群教學方面的作用,是本課題組長期思考和探索的問題。
1.制定了現地教學和實驗課程標準。為了加強實踐教學環節,制定了實驗課程標準,在科研型仿真試驗系統的基礎上開發了相應的仿真實驗系統,為實踐教學環節提供了重要的平臺支持。為本科課程制定了現地教學內容和標準,結合某導彈控制系統數學仿真和半實物仿真系統進行現地教學;
為碩士、博士課程制定了實驗課程標準,為碩士生課程開發了相應的仿真試驗系統,如XX制導武器半實物仿真系統”、“XX導彈控制系統半實物仿真系統”、“XX導彈六自由度數學仿真與決策系統”、“XX導彈飛行可視化仿真系統”、“XX導彈攻防對抗仿真系統”、“XX攻擊可視化仿真系統”等,并在近3年的教學中加以應用,提高了學員學習興趣,了解仿真技術如何在導彈武器性能評估、分析中發揮作用。
2.將科研成果和大型科研型仿真系統引入碩士博士教學。在博士碩士課程中,結合近幾年承擔的仿真類科研項目,將最新研究成果引入課堂,動態更新教學內容,動態更新教學內容,其中“紅外成像制導/激光半主動制導/衛星導航/地磁匹配導航半實物仿真技術”、“基于復雜性理論的XX作戰建模與仿真方法”等理論與方法都直接來自于所承擔的科研項目,分別在2門博士生課程中加以介紹,讓學員了解仿真理論與方法在武器系統工程中的具體應用以及相關領域的研究現狀和發展趨勢。
五、建設了一支教學、科研和學術水平較高的仿真課群教學隊伍
青年教員的培養是保證課群建設可持續發展的關鍵。課群組高度重視青年教員的培養,采取一系列措施,極大地提高了課群組教員的教學能力和水平,具體措施包括:一是讓青年教員盡快上講臺。課群組鼓勵青年教員進行高水平研究的同時,還盡量安排青年教員進行練講、隨堂聽課、答疑、指導實驗等教學環節;
正式授課前,還安排有經驗的教員進行指導和授課點評,保證了青年教員授課能力的提高和順利成長。二是注重加強青年教員的綜合能力素質培養。有意識地培養青年教員愛崗敬業、專心教學的思想,加強課程設計,在“教好學、上好課”上下功夫;
鼓勵青年教學繼續深造學習,團隊中有5人具有博士學位,1人正在攻讀博士學位;
帶動青年教員參與科研項目攻關,增強其科研學術能力。三是資源共享,加強交流。教學組內部定期開展教學方法和教學內容的研討,并進行集體備課活動,交流經驗,實現教學上的共同進步;
要求軍內外仿真領域專家來校講學,傳授教學經驗。
經過多年的努力,培養造就了一支科研學術能力較強的教學隊伍,教學團隊成員承擔了大量的仿真類科研項目,發表了一系列仿真類文章。教學團隊共有6名教員,全部為中國系統仿真學會會員,5人次獲全國優秀仿真科技工作者稱號,3人兼職全國性學會理事、副秘書長和仿真雜志編委,2人獲軍隊院校育才銀獎,多項研究成果獲國家和軍隊科技進步獎,2人次在校級教學比賽中獲獎。承擔本科仿真課程的有4人,碩士課程的有4人,博士課程的有3人,每門課程最少有兩名教員可以獨立承擔。近幾年在人才培養方面,2人獲軍隊優秀碩士論文,5人次獲陜西省自動化學會本科優秀畢業論文特等獎、一等獎和優秀獎。
六、結束語
經過多年的改革、實踐與創新,我校仿真課群在體系架構和優化整合、教學內容改革、教學資源建設、實踐教學環節等方面取得了長足的進步,特別是將多個大型科研型實驗系統引入教學中,已經成為我校測控工程專業培養創新型人才的重要平臺??傊?,仿真課群已經成為滿足我??刂瓶茖W與工程學科本科生和研究生教學需求的重要知識群體系。
參考文獻:
[1]潘峰,薛定宇,陳大力,等.計算機仿真課群教學體系的改革與實踐[J].高等教育與學術研究,2009,(06):1-5.