虚拟仿真技术优点范文第1篇

关键词：高职院校 虚拟仿真软件 实践教学

虚拟仿真技术，对于微机存留着的复杂数据，采纳可视化特有的处理途径。这种操作途径，凸显独有的交互优势。比对传统流程，人机界面特有的布设方式，也逐渐被更新。高职院校采纳这一新颖技术，助推实践架构之中的授课改进。

虚拟特性的仿真软件，用于三维造型、数控关联的模拟加工、其他范畴的实践步骤，获取优良成效。

1 技术特有的实用属性

虚拟架构内的仿真技术，搭配着某规格特有的软件。高职实践授课，采纳这一范畴的软件，能化解真实态势下的若干疑难。虚拟仿真软件，规避了实训特有的设备缺失弊病，拟定了虚拟特性的多重项目。经过实训锻炼，缩减真正操作之中的多样误差。

虚拟仿真范畴之中的成套软件，便利师生互动。实践授课之时，同学依托拟定好的这类软件，彼此切磋技艺，探究多层级的操作疑问。这样做，提升了实践层级之内的真实水准。这种新颖运用，变更了旧式特性的被动认知，调动同学兴趣。

同学自主去探究，提升综合架构下的操作技能，增添课堂以内的授课成效。

2 技术运用的范畴

2.1 产品设计特有的实践

虚拟仿真架构内的软件，搭配着高端特性的转换模块，可把原初的数据，予以格式变更。通过这类优化，采纳快捷的路径，把3D这一初始的格式，变更成EON。仿真虚拟范畴的配套软件，支持自动特性的校正步骤、关键帧及惯用的顶点缝合、平面框架之内的几何缩减。它能建构清晰的纹理，调节组合架构之中的各类贴图。

例如：机械专业特有的设计课，包含实践框架内的实体建模、对应着的特性建模、拟定形状必备的建模。依托虚拟特性的这类软件，可以建构二维模型、更高层级的三维模型。此外这类软件，还能辨识多层级的真实操作，例如倒角命令、圆柱及圆锥关涉的操作步骤。采纳点网格，拟定最优的曲面。在这之后，即可建构拟合特性的精准模型。修正关涉的曲线参数，采纳数控特有的编辑模型。

2.2 设定多样模具

采纳虚拟仿真，可协助高职同学，设定出复杂层级内的注塑模具、带有冷冲模特性的精准模具。根据拟定好的设定向导，辨识操作界面。熟识带有数字化特性的装配路径。复杂等级被设定成中等的建模，整合着添加进来的模架、滑块及镶块、电极衔接着的浇注、冷却必备体系。采纳标准件，来建构这类模型。

后续加工之中，软件可以判别细分出来的加工类别、各类别的特性。例如：UG特有的软件，适宜铣削关涉的加工流程。自动编程拟定好的常见步骤、惯用的若干指令、细节的根本操作，都应熟练掌控。自动编程接续的加工之中，采纳UG这一规格的软件，予以仿真处理。慎重查验设定好的优化步骤，辨识它的适宜性。这样做，机床加工原有的实效、模具加工得来的真实质量，都会予以提升。

2.3 实践装配环节

虚拟仿真建构的实训室，包含虚拟特性的模具拆卸、后续的组装。辨识设定出来的装配步骤，包含初始时段的建模步骤、采纳的装配思路、设定的次序、零配件特有的运动解析。例如：模具特有的构架拆卸、成型时段之内的运动仿真，都紧密关联着虚拟软件。仿真软件的协同下，设定了典型特性的装配环节。

3 未来进展趋向

虚拟仿真必备软件，提升实践架构之中的授课实效。对于高职同学，是激发潜藏兴趣的最优时机。未来时段的软件仿真、真实运用环节，应凸显差异个性。这是因为，现今时段的授课理念，注重培育独有的兴趣个性，尊重个性差别。虚拟仿真特有的建构软件，调动了深层级的认知热情。通过直观体悟、亲手去操作等，吸引同学注意。未来软件进展，应能融汇多层级的科目知识，整合课余时段的配套实践，提升个性化。

此外，应着力开发带有独立特性的实践体系，凸显本校亮点。建构自主产权，建构可行特性的虚拟实训空间。基础层级内的支撑平台，把储备着的实物、仿真授课体系，妥善予以集成。这样做，能添加固有的容量，建构多样层级之内的实践中心。

4 结语

虚拟仿真特有的新颖技术，凸显更广范畴的拓展前景。采纳仿真手段，完善了配套架构内的实训室、产品特有的仿真设定、各层级的模块调配。实训倾向之下的高职授课，应能化解凸显出来的技术疑难，增添软件原有的适用属性，服务于平日以内的细节实践。

参考文献：

[1]孙爱娟.高职院校推进虚拟仿真教学改革攻略[J].中国教育信息化，2012（01）：61-63.

[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）：21-25.

虚拟仿真技术优点范文第2篇

1.1 虚拟现实仿真技术在高职实践教学中的研究现状

虚拟现实是人们通过计算机对复杂数据进行可视化操作与交互的一种全新方式，与传统的人机界面以及流行的视窗操作相比，虚拟现实在技术、思想上有了质的飞跃[1]。

虚拟现实仿真技术目前在国内外发展较快，广泛应用于高校实践教学、企业生产加工、医学研究、军事等领域，美国的虚拟现实仿真技术代表着行业领先水平[2]。

我国许多高校和研究机构也已经利用虚拟现实仿真技术，开展教学和实验实训方面研究与开发，广泛应用于高校的实践教学，将会对其教学模式改革起到极大推动作用[3]。国内的一些高职院校，将仿真技术软件广泛应用于三维造型设计、数控模拟加工等实践教学环节，收到了较好的教学效果。

1.2 虚拟现实仿真技术在高职实践教学中应用研究的意义

利用虚拟现实仿真技术构建一个虚拟的实训场所和学习场景，可减少高职院校因实训设备不足而产生的影响因素。通过进一步整合教学资源，提高实训设备的利用率，提高学生学知识、练技能的浓厚兴趣，提高实践教学效果和学生的实践应用能力，具有深远的意义。

2 虚拟现实仿真技术在高职实践教学中的研究内容

2.1 虚拟现实仿真技术进行虚拟设计实践教学的应用研究

传统设计是设计者根据产品用户的需要，将所设计产品的结构通过图纸表现出来，经过计算或者经验认证后，再投入生产试制中进一步检验其结构设计的正确性与合理性。而虚拟现实仿真技术在实践教学应用研究中主要体现在以下几个方面：

2.1.1 利用虚拟现实仿真技术开展UGCAD模块实践教学的应用研究

对于工业用户，EON Professional带有高端的CAD和3D数据格式转换模块，它通过优化，快捷地把各种CAD和3D数据转换成EON格式。其基本模块支持30多种格式，如AutoCAD，CADKEY，KGES，Maya，3ds max，LightWave，SOFTIMAGE 3D和SolidWorks等。此外，它还支持关键帧（key-frame）、自动常规校正、顶点缝合、几何/平面削减、保持UV贴图和纹理的情况下任意调节的组合贴图。

我院机械类专业实施实体建模、特征建模和自由形状建模三个模块的实践教学，使学生能够方便地建立二维和三维线框模型、扫描和旋转实体、进行布尔运算及建立表达式。掌握圆柱、圆锥、球、圆台、凸垫及孔、键槽、腔体、倒圆角、倒角等命令的操作。能采用逆向工程，通过曲线/点网格定义曲面，通过点拟合建立模型。还可以通过修改曲线参数，引入数学方程控制、编辑模型。

2.1.2 利用虚拟现实仿真技术开展MoldWizard模块实践教学的应用研究

实施MoldWizard注塑模具设计模块的实践教学研究，要求学生能进行中等复杂程度的注塑模具和冷冲模设计。掌握UG MoldWizard（注塑模具设计向导）的操作界面，熟练掌握数字化装配，中等复杂产品的分模、添加模架、镶块、滑块、电极、浇注系统、冷却系统以及选用各种标准件等有关内容。

2.1.3 利用虚拟现实仿真技术开展产品分析模块实践教学的应用研究

以UG软件为平台，开展UG产品分析模块的实践教学研究，分析与探索产品模型受力、受热后的变形。以模具企业设计岗位的岗位知识、能力、情感要求为课程目标，以模具产品为项目载体，以Moldflow模流分析软件为工具，按工作过程来设计教学活动、组织教学。使学生掌握基本CAE分析方法的基本过程，为将来工作中实际应用提供必要的理论基础。

通过模拟塑料的成型过程，可以找出产生这些缺陷的原因，再采取相应的措施来避免。塑料在模具中的成型性能也因模具的浇注系统的设计、塑料的性能、成型的压力和温度不同而不同。通过使用CAE软件分析，有助于让学生懂得如何优化其模具设计，使生产出来的塑件避免出现各种质量缺陷，优化产品设计及选取合适的注塑工艺等。

通过模流分析软件的模拟，可以很容易看到是否出现困气问题，然后根据以上改善方法，拟定初步改善方案，用模流分析进行模拟验证，得出模流分析结果，对其进行分析比较，这样就能充分利用模流分析的虚拟模拟仿真，大大节省了试模成本，这就是模流分析之所以能够得到越来越多人认可的原因。

2.2 虚拟现实仿真技术进行虚拟制造实践教学的应用研究

利用虚拟现实仿真技术，了解UG CAM的加工类型和特点；掌握UG软件在铣削加工方面应用知识；熟练掌握UG自动编程的常用命令和基本操作；掌握零件自动编程的一般步骤，并能根据零件特点选择合适的加工方法。

在CAM自动编程和数控加工中，运用UG软件的仿真功能对后处理程序进行模拟，用UG数控仿真软件对加工过程进行仿真，检查优化其加工工艺的合理性，有效地提高机床的加工效率和模具加工质量。

2.3 虚拟现实仿真技术进行虚拟装配实践教学的应用研究

在虚拟仿真实训室开展模具虚拟拆装和装配的实践教学研究，包括进行产品装配建模、装配路径与顺序的设计、零件装配过程运动分析等内容。

通过虚拟实训室，开展模具结构的拆装实验，模具成型过程的运动仿真，模具知识的索引等实践教学环节的教学研究。对UG软件进行二次开发，开发出模具结构认知与虚拟拆装软件系统，完成典型模具的虚拟装配等实践环节的教学。

3 虚拟现实仿真技术在实践教学中拟解决的关键问题

3.1 虚拟现实仿真技术在高职实践教学中的应用与研究，有效地避免了高校实验实训设备不足的影响因素。学生通过虚拟实验项目的学习与训练，减少其真机操作时出现许多失误问题。

3.2 虚拟现实仿真技术在高职实践教学中的应用与研究，教师利用虚拟现实仿真技术教学时，与实训室技师经常切磋技艺、探讨操作问题，提高了教师的实践教学水平。

3.3 虚拟现实仿真技术在高职实践教学中的应用与研究，改变了学生被动学习的方式，提高了学生学习兴趣、综合实践能力和高职实践课堂教学效果。

虚拟仿真技术优点范文第3篇

关键词：实验教学；虚拟仿真；网络工程；多元协同；虚实互动

实验教学作为学生实践能力和创新能力培养的重要载体，需要有相应的实验教学平台作为支撑。传统的实验教学平台采用实体形式，以物理空间中的实体设备、器件和材料为实验对象或载体，具有真实、直观、直接的优点，但存在更新运维成本高、规模与复杂度受限、可扩展性差、开放共享难等不足。虚拟仿真实验教学综合运用信息与通信技术，在信息空间中构建高度仿真的实验操作环境和实验对象，提供类似于实体实验教学的体验与效果，具有近似、抽象和间接的特点，并在可视性、交互性、安全性、可扩展性与可共享性等方面具备优势，是对实体实验教学的有益补充与完善。

一、虚拟仿真实验教学中心建设需要解决的关键问题

作为专业人才培养的重要教学保障和优质实验教学资源共享的主要载体，虚拟仿真实验教学中心建设不能简单停留在对实体实验教学项目的信息化再现或资源堆砌，必须思考并解决以下六方面的关键问题。

第一，建设理念。涉及虚拟仿真实验教学中心的基本指导思想、建设目标、服务面向，以及在专业人才培养中所应承担的角色或发挥的作用。

第二，建设内涵。与指导思想、建设目标与服务面向相适应，涉及虚拟仿真实验教学中心建设的教育教学品质与特色，例如是以基础研究与教学为特色，还是以工程研发或工程应用教学为特色。

第三，建设主线。涉及虚拟仿真实验教学中心建设的核心线索或体系，需要系统而有效地组织有关的实验教学资源，以满足中心的服务功能与特色。

第四，建设方法与途径。通过什么样的方法与途径实施虚拟仿真实验教学中心建设，是院校单独建设，还是校内外协同；是自主开发，还是购买服务，抑或是多方面结合。

第五，使用模式。如何将虚拟仿真实验教学中心资源运用于课内外教学，其与实体实验之间是什么关系，如何发挥各自的优势与长处，以提高实验教学的实效。

第六，开放共享机制。虚拟仿真实验教学中心如何实现优质实验教学服务的开放共享，包括服务的对象与范围、策略与机制以及服务能力等。

二、面向工程应用型人才培养的虚拟仿真实验教学中心建设思路

作为地方本科院校，温州大学网络工程专业以培养工程应用型人才为目标。为此，针对前述六大关键问题，我们提出了“学生发展为中心、工程应用为特色、能力培养为导向、多元协同为抓手、虚实互动增成效、开放共享促辐射”的基本建设思路。

（1）学生发展为中心，解决建设理念问题。服务于网络工程专业工程应用型人才培养目标，作为该专业实践教学平台的重要组成部分，虚拟仿真实验教学中心立足学生创新精神、综合素质与实践能力的协调发展，支撑问题分析、问题研究、解决方案设计以及现代工具使用等相关毕业要求与培养标准的达成，并促进学生的自主性学习与个性化学习。

（2）工程用为特色，解决建设内涵问题。虚拟仿真实验教学中心建设内涵与品质必须和网络工程专业工程应用型人才的培养目标与特色相契合，并着重在三个层面上予以把握：一是教学内容有效覆盖网络工程生命周期的主要应用环节，包括规划与设计、部署与开发、运行与维护等；二是实验平全支持当前主流的网络设备厂商及其产品，与业界主流网络技术及其应用无缝对接；三是综合性、设计性和创新性虚拟仿真实验教学项目都来源于网络工程实际问题或相关项目案例。

（3）能力培养为导向，解决建设主线问题。改变传统的以课程为核心的教学组织框架，体现以能力为导向，围绕工程实践能力、工程设计能力与工程创新能力培养，针对递进性的分级能力培养目标，对虚拟仿真实验教学资源在实现技术、方式和手段等方面进行系统而精细地设计与开发。

（4）多元协同为抓手，解决建设方法与途径问题。为了落实能力培养核心与工程应用特色，依托高校与企业、教学与科研、教学研究与教学实践的多元协同，建立由教师、研究人员与工程师组成的专业化团队，融合虚拟仿真实验教学相关的教育、科技与工程优质资源，深度协作致力于虚拟仿真中心的开发与建设。

（5）虚实互动增成效，解决使用模式问题。充分发挥虚拟仿真实验教学与实体实验教学各自的优势，改革单纯基于实体实验教学资源的传统模式，结合分级能力培养目标，构建与实施虚拟实体高度互补、线上线下有机互动的新型实验教学模式，贯穿课内课外的各项教学活动，全面提高实验教学效果。

（6）开放共享促辐射，解决推广机制问题。建立管理服务与技术服务的“双轮驱动”机制，促进虚拟仿真中心的开放共享。在管理服务方面，面向兄弟院校、业界企业的团体与个人用户提供“Lab as a Service”形态的虚拟仿真实验教学云计算服务，为兄弟院校提供以全面降低使用门槛在技术服务方面，利用先进的虚拟数据中心网络技术提供安全、稳健、灵活的虚拟仿真实验教学服务，充分保障虚拟仿真实验教学服务的品质。

三、网络工程部级虚拟仿真实验教学中心建设实践

依据上述基本建设思路，温州大学网络工程部级虚拟仿真实验教学中心主要进行了以下建设实践。

1.能力培养为导向的虚拟仿真实验教学体系

以“专业基本技能一综合实践能力一工程实践能力一工程设计/创新能力”的递进式模型为主线，围绕综合分析和解决复杂网络工程问题的能力进行了虚拟仿真实验教学体系建设，如下表所示。

其中，专业基本技能培养阶段的虚拟仿真实验以演示认知型、分析验证型以及基础操作型等形式为主，以对少量技能点的认知或理解为教学目标，以可视性、交互性表现突出的软件仿真技术为主要实现途径，网络工程问题复杂度低；综合实践能力培养阶段的虚拟仿真实验以综合训练型为主，以对数个领域的大量技能点的整体掌握为教学目标，以仿真程度高的硬件虚拟技术为主要实现途径，网络工程问题复杂度较高；工程实践能力培养阶段的虚拟仿真实验以工程演练型为主，以掌握真实网络工程项目的部署与实施、测试与验证为主要教学目标，以仿真程度高的硬件虚拟技术为主要实现途径，网络工程问题复杂度高；工程设计/创新能力培养阶段的虚拟仿真实验以创新设计型为主，以掌握真实网络工程项目的规划、设计与开发为主要教学目标，结合软件仿真技术与硬件虚拟技术实现，网络工程问题复杂度最高。

2.工程应用为特色的虚拟仿真实验教学项目库

在虚拟仿真实验教学项目库的建设中，主要通过以下三种途径实现工程应用内涵与特色。

（1）虚拟仿真实验教学项目的技术与产品覆盖面接轨当前网络工程行业的热点应用领域与主流产品。包括网络互连、网络安全、无线局域网、协作网络、数据中心网络、运营商网络等，支持对这些领域各主流厂商设备的软件仿真或硬件虚拟。

（2）虚拟仿真实验教学项目的能力点定位与设计源于网络工程应用的实际需要，根据当前网络工程生命周期各阶段对工程能力要求的分布，对实验教学内容进行细致的梳理与筛选。每门课程精选出若干能力点，并依据规划与设计、部署与开发、测试与验证、运行与维护等不同阶段内能力点之间的关联性，有针对性地设计虚拟仿真实验教学项目的能力点组合方案。

（3）在虚拟仿真实验教学内容的组织与设计上，以能力点目标组合方案为出发点，以网络工程案例为背景素材，以实际需求和工程问题为导向，进行虚拟仿真实验教学项目的设计，保障其真实性、时效性以及针对性。网络工程案例主要来源于合作企业工程师参与或主持的工程项目，经过有丰富经验的工程师根据分级能力目标对复杂网络工程问题的分解、梳理与萃取。

当前，虚拟仿真中心建成的306个实验教学项目对应于分级能力培养目标的项目数量比例大致为4：4：1：1，其中直接来源于实际网络工程案例合计占总数的一半以上。

3.多元协同的虚拟仿真实验教学中心开发与建设方式

多元协同的开发与建设方式体现在三个方面，即高校与企业协同、教学与科研协同、教学研究与教学实践协同。

首先，通过与两家业界领军企业（思科系统与思博伦通信）的校企协同，在技术层面获得了网络功能虚拟化的授权，解决了对网络系统进行高度虚拟和仿真的核心技术难题，同时获得了工程师的加盟，增强了开发与建设队伍的整体技术实力；在资源层面得到了企业一线工程师队伍的宝贵经验，解决了虚拟仿真实验教学项目案例主要来源的关键问题；在管理层面借鉴了企业在线实验室开放与管理模式，解决了虚拟仿真实验教学服务的安全性和稳健性问题。

其次，充分利用高校教师队伍教学与科研并举的优势，依托教学与科研协同实现了科研反哺虚拟仿真实验教学。一是通过学生课外科技与创新活动等形式，将科研成果直接或间接转化成虚拟仿真实验教学项目，此类项目占总数近14%；二是在虚拟仿真中心的开发与建设中，转化了许多虚拟化与云计算领域的科研成果，到目前为止直接实施应用的发明专利共有6项，主题涉及网络服务质量、虚拟机资源配置以及云计算调度等。

最后，依托教学研究与教学实践的协同解决了虚拟仿真中心建设各个层面的多个关键理论问题。例如，针对虚拟仿真中心硬件平台的建设，先后依托两项浙江省提升地方高校办学水平专项资金项目开展了主题为“多租户虚拟数据中心网络建设”的研究；针对虚拟仿真中心软件平台的建设，依托浙江省高校实验室工作研究重点项目开展了主题为“‘实验教学即服务’的云计算模式构建”的研究；针对虚拟仿真实验教学的应用，依托浙江省高等教育课堂教学改革项目开展了主题为“依托虚拟仿真实验教学平台的混合式实践教学模式探索”的课题研究；针对校企合作开发与建设虚拟仿真中心的机制，依托浙江省高等教育教学改革项目开展了主题为“基于企业生态系统的分布式工程实践教育中心建设模式探索与实践”的课题研究。

4.虚实互动的实验教学资源使用模式

相对于传统的网络工程实体实验教学，网络工程虚拟仿真实验教学在以下方面具有明显的优势，对实体实验教学起到补足与增强作用。

首先，弥补了实体实验教学在开放时间、地点和方式上的不足，实现在任意安装有浏览器的终端设备上随时随地访问虚拟仿真实验教学资源以及实体实验教学资源进行练习，为自主性学习和个性化提供充分的保障。

其次，克服实体实验教学可见性与交互性差的弱点，实现对网络协议和网络系统工作原理的交互式可视化呈现，促进对基本技能点的J知、理解与掌握。

再次，克服实体实验教学在拓扑规模、网络特性以及管理便捷性等方面的局限，以低成本构建特性更丰富、结构更复杂的虚拟仿真实验教学环境，进而实现简捷高效的连接与配置管理，提高综合性实践教学的品质。

最后，克服实体实验教学由于成本因素而明显滞后于工程应用发展水平的局限，支持跨厂商、多系列高端网络设备，支持对复杂网络系统连接与配置的多视角可视化交互管理，用于在专业实习或毕业设计环节中对实际复杂网络工程项目进行快速概念验证。

为充分发挥虚拟仿真实验教学在支撑实践能力培养目标的不同维度上的优势，结合能力分级目标的特点，依据两者之间的内在逻辑关系，可以将实验教学资源的组合使用模式分为四种：虚辅实主、虚实并举、虚主实辅以及纯虚拟仿真。

（1）虚辅实主模式。利用上述第一与第二项优势，适用于专业基本技能培养阶段。虚拟仿真实验教学项目是对实体实验教学项目的近似仿真，虚拟仿真实验平台用于课前预习以及课后练习，而在课堂中使用实体实验平台与虚拟仿真实验相互印证。

（2）虚实并举模式。利用上述第一与第三项优势，适用于综合实践能力培养阶段。虚拟仿真实验教学主要面向开放实验项目、学生科技创新项目、专业技能竞赛等课外教育活动，而实体实验教学面向日常课堂。

（3）虚主实辅模式。利用上述第一与第三项优势，适用于工程实践能力培养阶段。虚拟仿真实验平台用于前期耗时较长、不依赖于实体设备的建模与部署环节，实体实验平台用于后期耗时较短、依赖于实体设备的验证与测试环节。

（4）纯虚拟仿真模式。利用上述第一与第四项优势，适用于工程设计/创新能力培养阶段。学生在进入企业学习阶段后，用于大规模复杂网络工程解决方案的概念验证，包括规划与设计、建模与开发，用于新建网络解决方案的展示、客户网络割接方案的预演以及客户网络故障排错方案的验证等。

当前，虚拟仿真中心所有实验教学项目覆盖10门专业课程、5门综合实践课程、4大类课外教育活动以及专业实习与毕业设计，时间跨度从大二下到大四。从整体人才培养过程来看，随着专业教育阶段的逐步深入，实践能力培养目标逐步提升，所涉及的工程问题复杂度随之提升，对实验教学平台支持能力的要求越来越高。相应地，所依托的实验教学环境也由以实体中心为主逐渐演变为虚实结合，最终过渡到以虚拟仿真中心为主。

5.虚拟仿真实验教学开放共享的实现与推广

虚拟仿真中心对外开放共享提供虚拟仿真实验教学服务的内涵包括管理服务与技术服务两个方面。在管理服务方面，使用高级服务调度引擎将所有虚拟仿真实验教学资源整合起来，以“实验教学即服务”（Lab as a Service，LaaS）的形态统一对外提供开放共享。此外，对于兄弟院校与行业企业等团体用户，为其提供专有的管理门户，便于自我管理。在技术服务方面，构建了安全、健壮、高效、可扩展的技术平台架构。其中，软件仿真前端提供可视化的实验教学体验；而硬件虚拟后台创建虚拟仿真网络的运行实例并提供远程配置与管理手段，而云监控与管理、云备份与安全提供充分的服务质量保障。

虚拟仿真技术优点范文第4篇

【关键词】虚拟仿真；互联网+；建设

引言

虚拟仿真实训中心是高职技术技能人才培养的重要载体。通过虚拟仿真实训中心，学生能够迅速习得与企业工作流程同步的职业岗位能力，帮助他们快速胜任企业现实工作岗位，是实现学生从虚拟仿真到现实成功跨越的极好途径。互联网的加速发展，推动了移动互联网、大数据、云计算等与现代服务业的结合，这对高职现代服务业人才培养提出了新的要求。现代服务业作为武汉市以战略性新兴产业之一，迫切需要新型会计、连锁、金融等专业技术技能人才。

一、互联网+现代服务业虚拟仿真实训建设意义

建设互联网+现代服务业人才培养虚拟仿真实训中心，运用云技术实现实训资源的建设、整合、开放和共享，提供与企业工程过程同步的虚拟仿真实训资源，促进学生职业技能与职业精神养成相融合。实现新型会计、连锁、金融等同步虚拟实训项目在时间与空间上的高效共享和互用，学生随时随地可在PC端或移动端获取实训资源，养成形成移动、泛在学习方式。鼓励学生主动攒取学分，加强技术技能积累，调动学生积极性，促进学生自主学习习惯的养成。

二、互联网+现代服务业虚拟仿真实训建设目标

（一）核心目标

1.提升现代服务业人才培养质量，满足区域经济发展需求

通过建设基于云平台的虚拟仿真实训中心，与武汉市以战略性新兴产业为先导，先进制造业和现代服务业为支撑的现代产业体系的构建相匹配，实现实训课程项目与企业工作过程的数据同步，大幅提升适应现代服务业的会计、金融、连锁、报关等人才的专业技能，满足区域经济发展需求。

2.构建新型虚拟仿真实训中心，养成形成移动、泛在学习方式

顺应“互联网+”的发展趋势，应用信息技术改造传统教学，促进泛在、移动、个性化学习方式的形成。针对会计、金融、报关等现场实习安排困难的专业领域，构建基于云平台的新型虚拟仿真实训中心，使学习无人不可、无处不在、无时不能，培养学生终身学习能力。

3.建立与工作过程的同步虚拟仿真实训资源，促进职业精神养成

根据企业工作过程，创新设计虚拟仿真实训项目，构建与与工作过程数据同步的虚拟实训资源，基于仿真的企业场景和工作过程的实训项目开展，既能大幅提升学生的专业技能，又能有效促进学生职业精神的养成，提升现代服务业人才培养质量。

（二）具体目标

1.“政、行、企、校”多方融合，共建一个新型虚拟实训平台

依托行业企业典型工作任务，校企等多方合作，共建融实训操作、评价、互动的新型虚拟实训平台。突出会计、金融、连锁等专业职业教育教学过程的实践性、开放性和职业性特点，结合企业工作岗位和职业能力需求，按需定制，提升学生职业能力。

2.开发优质微课，慕课，构建多形式的信息化课程资源

优化整合虚拟实训项目资源，实现一体化实训体系。按照企业工作过程，开发优质微课，慕课，教学做合一，构建多形式的信息化课程资源，提升学生的学习体验，促进学习效果。

3.建立移动APP端学习平台，实现全天候学习

开发建立基于移动手机端的APP学习系统，学习无处不在。移动APP与PC端相结合，使学习无人不可、无处不在、无时不能，实现全天候学习，培养学生终身学习能力。

4.鼓励学生主动攒取学分，加强技术技能积累

建立学分银行，鼓励学生根据自身需要进行个性化学习，主动攒取学分。学完一门功课，可将拿到的学分存入“银行”，累积到规定学分总数后即可“支取”相应学历。学分积累有利于调动学生积极性，促进学生自主学习习惯的养成。

5.校校共享、校企共享虚拟仿真资源，提高社会服务功能

建成的虚拟仿真实训中心，具备比较完善的会计、金融、连锁及报关等一体化实训项目资源，实现校校共享、校企共享，实现学生与员工的双向培养。辐射与服务区域经济发展为学校创造更多的经济效益和社会效益。

三、互联网+现代服务业虚拟仿真实训建设模式

根据教育部《高等职业教育创新发展行动计划》《关于开展部级虚拟仿真实验教学中心建设工作的通知》等文件精神，以全面提高高校学生创新精神和实践能力为宗旨、共享优质实验教学资源为核心、建设信息化实验教学资源为重点建设虚拟仿真教学中心，实现实践教学信息化建设和实践教学资源的开放共享，推动高等职业教育实践教学改革与创新。

（一）基于商贸类专业能力交互融合，实现资源共享

现代服务业发展要求高职院校培养素质高、专业基础扎实，尤其是跨学科跨专业的应用型人才。建设虚拟仿真实训平台，综合运用云技术实现实训资源的建设、整合和开放共享，提供可持续发展的虚拟仿真实训教学环境，将“有限的物理教学空间”拓展成为“无限的虚拟教学空间”，实现专业间的融合，教学资源的整合、开放、共享和充分使用，将实训教学从原有的单一的机房，扩大到校园内任意地点、任意时间内进行，使实训教学资源得到最大化利用。

虚拟仿真技术优点范文第5篇

虚拟现实系统的关键技术及成本构成主要包括以下几个方面：

1.动态环境建模技术：虚拟环境的建立是虚拟现实技术的核心内容。动态环境建模技术的目的是获取实际环境的三维数据，并根据应用的需要，利用获取的三维数据建立相应的虚拟环境模型。三维数据的获取可以采用CAD技术（有规则的环境），而更多的环境则需要采用非接触式的视觉建模技术，两者的有机结合可以有效地提高数据获取的效率。这里的开发成本主要表现为环境三维模型和贴图带来的系统空间及时间占用，如果不能较好的优化模型和贴图将会严重影响整个系统的视觉效果及运行速度，大量浪费计算机系统资源，甚至导致复杂场景环境无法实现。

2.实时三维图形生成技术：三维图形的生成技术已经较为成熟，其关键是如何实现“实时”生成。为了达到实时的目的，至少要保证图形的刷新率不低于15桢/秒，最好是高于30桢/秒。在不降低图形的质量和复杂度的前提下，如何提高刷新频率将是该技术的研究内容。随着新一代高性能图形处理器三维渲染技术的实用化，经过适当优化模型贴图的虚拟环境实时生成已不再是系统设计的成本瓶颈了—大多数主流图形处理器已可以轻松胜任此项任务，不必再增加额外的开发成本。

3.立体显示和传感器技术：虚拟现实的交互能力依赖于立体显示和传感器技术的发展。现有的传感器技术还远远不能满足系统的需要。例如，数据手套有延迟大、分辨率低、作用范围小、使用不便等缺点；虚拟现实设备的跟踪精度和跟踪范围也有待提高，因此有必要开发新的三维显示技术。由此可见，现有的立体显示和传感器技术还远远不能满足高仿真度虚拟环境的构建要求，并且由于技术的不成熟性还极大的提高了系统开发的成本。据统计系统开发成本的40%以上将消耗在该方面，因此是低成本虚拟现实系统开发必须解决的问题。

3.仿真控制技术：自然环境中的各物体之间是有相互作用的，简单的说就是各种力场的存在特性。几乎所有的运动和交互动作都要涉及到约束力学，这意味着仿真环境及身处其中的用户应该在合理的作用力影响下活动。因此虚拟现实系统需要模拟环境中出现的大量物体的材料及物理力学特性，单从需要仿真的数量及类型上看就会极大地增加系统实际的工作量及成本，更何况虚拟环境中物体之间纷繁复杂的相互影响关系了。事实上针对这些问题现代工程物理学也没有一种简单有效的解决方法，故而要想找到合理简单的数学模型并最终形成算法是虚拟现实技术的重要研究方向。就目前的情况来看仿真度要求越高算法的实现就越困难，系统开发成本就越巨大。

4.系统集成技术：由于虚拟现实中包括大量的感知信息和模型，因此系统的集成技术起着至关重要的作用。集成技术包括信息的同步技术、模型的标定技术、数据转换技术、数据管理模型、识别和合成技术等等。目前的虚拟现实系统开发通常都是单独开发相关的部分，致使系统存在开发难度及工作量巨大、可重复利用率低、通用性差等缺陷，这也是系统开发中成本高昂的重要原因之一。

二、虚拟现实系统的构成

虚拟现实系统的设计开发须涉及到人工智能、计算机科学、电子学、传感器、计算机图形学、智能控制等多个学科，一般来说完整的虚拟现实系统由以下几部分构成：

1.传感器模块：是用户与虚拟环境的接口，一方面接受用户的操作并将其作用于虚拟环境；另一方面将操作结果以综合形式反馈给用户，使用户形成对虚拟环境的感知。

2.检测模块：用于检测分析由传感器模块接收到的用户操作，并将其转换为系统操作指令传输给控制模块操控虚拟环境。

控制模块：是仿真系统的核心部分，既可以仿真控制虚拟环境以应对用户操作，又可以将虚拟环境的反馈通过反馈模块控制传感器使用户获得仿真体验。

3.反馈模块：接收来自控制模块的处理信息为用户提供实时反馈。

4.建模模块：获得现实世界的三维表示，并由此构成对应的虚拟环境。

三、低成本化虚拟现实系统解决方案分析

使虚拟现实系统在工业产品设计生产方面无法大规模应用的高昂开发成本，主要来源于高精度三维环境模拟，高度真实的动力学仿真设计及高度沉浸感的交互式感觉器及三维显示技术等几个方面。综合来看，虚拟现实系统对虚拟环境及虚拟交互的仿真度要求越高则系统的开发成本就越大，因此有必要提出适度仿真的概念，以解决当前高成本阻碍应用的问题，至于完善的问题尽可以在应用扩展的同时，随着技术的发展逐渐解决。

首先，合理的选择虚拟三维环境模型的建模方式和优化方法就可以大大节省对系统资源的消耗，如手工建模方式中的可编辑多边形建模，就可以在环境或物体尺寸精度要求不高的情况下，以少量的多边形网格和极少的代价获得非常精致的视觉效果，而使用有效的优化方法还可以进一步提高网格的效率。同时选择通用化成熟的商品建模工具也可以大大提高建模的效率，使原来用编辑手段实现的效果开发变得简单、快捷，这就大大降低了相应的成本消耗。

其次，在工业产品的大多数虚拟现实应用中，降低对传感器及立体显示的似真度要求也可以在降低成本的前提下保持相对较好的环境沉浸感，比如，技术比较成熟的环幕显示技术，虚拟洞穴显示技术虽然还不是立体显示技术，但其视觉效果已可以满足大多数的沉浸交互应用了，而使用传统的鼠标指点设备代替复杂的数据手套等高技术传感器，虽然对用户的沉浸体验有很大的影响，但依然可以满足大多数的低成本系统的要求，而开发成本却可以极大下降。

在力学仿真方面，可以通过降低系统的粒度即降低系统复杂度来达到适度仿真的目的，也就是说可以只仿真最主要的力场相互作用，而使用模仿动力学如预设动画来处理非关键相互作用，就可以大大降低仿真设计的复杂度，从而控制成本，当然，粒度的选择要依据实际问题进行精确的优化和选择。

最后，使用成熟的系统集成来台可以避免重复开发带来的巨大成本和时间消耗，增加系统的复用率及通用性，此类系统通常都可以提供相当理想的实时渲染引擎及灵活开放的设计架构，对系统开发的管理和接口控制也能提供低成本的支持，因此是实现低成本的可靠保障。

【摘要】虚拟现实与仿真技术在工业产品设计生产方面的应用有十分广阔的前景。仿真难度大、成本高昂是此类系统应用的主要障碍，适度仿真及高效的解决方案是实现低成本化的关键。