虚拟仿真在《环境工程原理》课程教学中的应用

2019年第17期广东化工

第46卷总第403期https://www.wendangku.net/doc/5511001561.html,·207·虚拟仿真在《环境工程原理》课程教学中的应用

温小菊，费正皓，刘总堂，施卫忠

(盐城师范学院化学与环境工程学院，江苏盐城224007)

Application of Virtual Simulation in the Teaching of“Environmental Engineering

Principles”

Wen Xiaoju,Fei Zhenghao,Liu Zongtang,Shi Weizhong

(School of Chemistry and Environmental Engineering,Yancheng Teachers University,Yancheng224007,China)

Abstract:The“Environmental Engineering Principles”course is an important professional foundation course for four-year undergraduate environmental engineering students.The course teaching process of the“Environmental Engineering Principles”is explored via the introduction of virtual simulation courses in the traditional teaching process.From the perspective of the teaching effect of the course feedback,the introduction of the virtual simulation course teaching model in the "Environmental Engineering Principles"course can significantly improve the teaching effect.

Keywords:virtual simulation；environmental engineering principles；teaching

1概述

《环境工程原理》课程是四年制本科环境工程专业学生的一门重要的专业基础课。目前，国内各大高等院校普遍认可的教材是胡洪营等主编的《环境工程原理》(高等教育出版社)。课程主要内容包括环境工程原理基础、分离过程原理和反应工程原理三部分，环境工程原理基础主要讲述物料与能量衡算、流体流动及热量和质量的传递的基本理论和方法；分离过程原理部分主要讲述环境工程中涉及到的分离过程(沉淀、过滤、吸附、吸收等)的基本原理与理论；第三部分主要涉及到的微生物反应器的动力学、计量学计算等知识[1]。课程内容涉流体力学、反应工程学、工程学、生物工程学、化工原理等诸多课程，本课程的学习为环境工程专业后续专业课的学习奠定良好的基础与保障。此外，该门课程紧密结合环境工程实践，对涉及到的基本原理进行了阐述，是环境工程专业的学生从事环境或化工工作重要的基础课。因此，《环境工程原理》课程的教学质量具有非常重要的理论和实践意义。盐城师范学院环境工程专业《环境工程原理》课程总学时64。针对以往学生反馈该课程普遍存在的课程量大，学时少及概念抽象等问题，传统的《环境工程原理》课程教学方式已然不能有效提高学生学习该课程的效率。因此，为进一步提高该课程的教学水平，亟需寻求新的教学方法与策略。

2传统教学过程在《环境工程原理》课程中存在的主要问题

经过前期的调研发现，《环境工程原理》课程传统教学存在的几个主要问题有：

(1)课程传统教学主要以教师讲授为主，但是里面涉及到的很多概念较抽象，缺少案例及模型的引入，导致课堂枯燥乏味，学生学习兴趣较差。

(2)课程课时少，课堂教学进度过快，学生容易跟不上，时间久了，学生兴趣更加不足。

(3)学生基础薄弱，自我学习的意识太差，不能做到课前提前预习，课后复习，也不能积极与任课老师讨论。

3虚拟仿真辅助《环境工程原理》课程教学的可行性

虚拟仿真课程是一种通过计算机来模型现实的新型教学形式，具有突破传统课堂教学模式局限，借助仿真软件的现实模拟化操作演练，学生能够快速高效的理解工艺流程，提高教学质量[2]。当前，虚拟仿真课程已经成为各专业教学的新模式。这种教学模式能够极大激发学生的学习兴趣，调动学习主动性，使学生不再凭空去想象模型、设备及工艺，有利于联系实际去学习课程。

(1)在《环境工程原理》课程教学中，引入虚拟仿真课程的教学模式，可以让学生更加直观的观察到课程中化工工艺与环境工程应用中的各种设施、设备的构造，在丰富学生知识的同时抓住学生的眼球，把学生从过去听课者的角色释放出来，以第一视角去接触相关设备、工艺，提升对课程学习的兴趣。

(2)与课程匹配的《环境工程原理》课程实验需要较大的场地，工艺流程复杂，实验室建设花费昂贵，导致很多实验无法开设，一定程度上抑制了学生进行学习和实验操作的积极性，教学效果明显降低[3-4]。利用虚拟仿真的方法，可以让学生系统学习《环境工程原理》课程的主要知识点和熟悉实验操作流程以及注意事项，从而解决实验课无法开设这一弊端，大大提高教学质量。

为改变传统《环境工程原理》课程教学存在的弊端及不足，激发学生自主学习的积极性，提高《环境工程原理》课程教学质量，我们将虚拟仿真课程引入到《环境工程原理》课程的教学中，取得较好的教学效果。

4虚拟仿真在《环境工程原理》教学中的具体应用

虚拟仿真教学通过模拟课程涉及到的化工及环境等工艺设计流程，在动画和第一视角中让学生体验到本课程学习的乐趣，加深学生对课程工艺流程的理解，最终提高课程教学效率[5-6]。学院目前拥有的仿真软件主要包括化工原理仿真软件，环境工程虚拟仿真软件。在过去的一学期里，在《环境工程原理》课程中涉及到各种设备、管路、反应器的章节授课前，利用已有的虚拟仿真软件，将课程的知识点以及一些典型工艺展现在学生面前，并通过对典型工艺的讲解，让学生更加深刻的认识到各个工艺，设备中涉及到的知识点，提高教学质量。在理论课后，通过对学生在课上不懂的知识点进行整理，最后通过虚拟仿真课程进行系统的、科学的解析，引导学生去解决问题，激发学生的学习兴趣，提高教学质量，这样更加针对性的去教学；对于学生短时间内无法全面理解及掌握的知识点，通过虚拟仿真动画的模式去引导学生自主学习，培养学生发现问题，解决问题的能力。通过虚拟仿真实验模拟课程向学生展示环境工程或化工工艺中自动控制的基本原理，并对环境、化工生产中涉及到的一些突发事故的处置进行了解，能够并能解决工厂在自动化生产中遇到的一些控制及应急处理措施，提高学生实际处理问题的能力及安全意识。

5结语

针对传统《环境工程原理》课程教学存在的弊端，在过去的一学期里，我们在《环境工程原理》课程教学中引入了虚拟仿真课程，一方面让学生与工程设备接触，抓住学生的学习兴趣；另

(下转第214页)

[收稿日期]2019-07-07

[基金项目]盐城师范学院博士科研启动基金(72061871011C)

[作者简介]温小菊(1990-)，男，赣州人，博士研究生，主要研究方向为水污染控制。

法学虚拟仿真教学软件(系统)推荐

法学虚拟仿真教学软件（系统）推荐 虚拟仿真实验教学是指依托虚拟现实、多媒体、人机交互、数据库和网络通讯等信息技术，构建高度仿真的虚拟实验环境和实验对象，让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的一种实验教学模式。对于传统的文科性法学专业而言，技术信息的快速发展也带来了一定的发展机遇和挑战。如何通过更为丰富的手段强化法学专业学生的实战能力，提高实务经验是摆在每个法学专业院校面前的十分严峻的任务。通过虚拟仿真技术手段，不仅可以有效改变传统教学所带来的机械、抽象和程式化的教学效果，同时借助于软件技术手段形成的具有自主知识产权的虚拟实验项目，将为本院校的综合教学和科研实力带来更高的发展平台。 教育部要求各高校应将建设和使用虚拟仿真实验教学项目作为推进完善现有实践教学体系、提高实验教学质量的重要举措。加大对实验教学队伍的培养培训，着力提升信息技术与实验教学深度融合的意识、使用信息技术改造传统实验教学项目的能力和水平。根据实验教学计划和实际情况，在坚持“能实不虚”的基础上加大虚拟仿真实验教学项目建设力度，探索线上线下教学相结合的新型实验教学模式。加强对虚拟仿真实验教学项目应用管理，建立健全适应网络化学习的实验教学成绩考核评价指标体系，促进实验教学质量稳步提高。 教育部的总体规划，引导了法学专业虚拟仿真实验项目建设的方向，也为各高校开展法学虚拟仿真实验项目建设带来了发展契机。但是毋庸置疑，如何建设适合本学校本专业特色的虚拟仿真实验项目，教育部并没有提供可行的蓝本和具体路径。例如选择什么形式的虚拟仿真实验项目课题？如何吸收和发挥本校的专业优势和特色？选择哪一个切入点进行虚拟仿真实验项目设计？相关的硬件需要哪些指标性要求？如何选择适用配套的软件？如何将动画或3D技术嵌入到具体的虚拟仿真实验项目？为了实现本公司面向各大高校提供法学专业教学服务的宗旨，本公司结合多年来与各大高校的合作经验，认真研究了法学专业建设虚拟仿真实验项目的可行性模式以及相关的硬件和软件建设方法，为本公司服务用户提供具有一定参考意义的法学虚拟仿真实验项目设计方案。 杭州法源软件开发有限公司是业界良好的高校教学软件和解决方案供应商，专注法学专业；是目前法学领域内专业成熟的法学实践教学软件研发团队；凭借

熊宏齐国家虚拟仿真试验教学项目建

全国高校虚拟仿真实验教学项目申报与虚拟仿真实验教学中心建设研讨会日程安排（2018.10.12南京）日期时间报告题目主讲专家地点 10月13日（周六）08:30—10:00国家虚拟仿真实验教学项目建 设相关政策文件解读 熊宏齐 教育部高等学校实验教学指导委员会秘书长，东南大 学实验室与设备管理处处长、教授，博士生导师。 白宫大酒 店四楼会 议室10:00—11:30国家虚拟仿真实验教学项目建 设思路、规划及目标解析 张剑荣 南京大学国家级化学实验教学示范中心主任，高等学 校国家级实验教学示范中心联席会化学学科组组长。 11:30—11:45交通运输类虚拟仿真实验教学 项目建设探索 陈峻 东南大学交通学院副院长，教育部交通运输工程专业 教学指导委员会交通工程分委会成员。 14:30—16:00 入选第一批国家虚拟仿真实验 教学项目建设与申报经验交流 分享 崔瑾 南京农业大学农业生物学虚拟仿真实验教学中心主 任，教授、博士生导师，高等学校国家级实验教学示 范中心联席会生物和食品学科组副组长。 16:00—17:00教育信息化及国家级虚拟仿真 实验教学中心建设 文福安 北京邮电大学国家级电子信息虚拟仿真实验教学中 心副主任，教授，教育部装备中心虚拟现实教育应用 研究院副院长。 17:00—17:30微电子虚拟智造工厂仿真项目 开发 龙绪明 西南交通大学教授，四川省电子协会SMT专委会副主 任委员，广东省电子协会SMT专委会高级顾问，《现 代电子技术》期刊编委。

17:30—17:45Unity助力教育虚拟仿真技术 的发展 刘玥 Unity大中华区市场经理，主要负责教育市场，Unity 社区UUG，UVP运营负责人，媒体关系负责人，一直致力于开发者生态的维护和建设，未来会在教育市场进行深耕以及拓展。 10月14日（周日）08:30—10:002018年度国家虚拟仿真实验教 学项目申报说明及申报辅导 张新民 河南省教育评估中心副主任，教授、博士生导师。教 育部高等学校实验教学指导委员会委员，教育部本科 教学评估专家。受教育部聘请多次参加国家级虚拟仿 真实验教学中心和实验教学示范中心评审工作。 白宫大酒 店四楼会 议室10:00—11:30 地方高等院校如何参与国家虚 拟仿真实验教学中心申报与建 设 艾宁 浙江工业大学国家级化学化工实验教学示范中心常 务副主任、国家级化学化工虚拟仿真实验教学中心常 务副主任、教授，博士生导师。 11:30—11:45校企共建示范性虚拟仿真实验 教学项目 刘鹏 山东捷瑞数字科技股份有限公司技术总监，示范性虚 拟仿真实验教学项目技术负责人。 14:30—17:30参观南京农业大学农业生物学虚拟仿真实验教学中心

虚拟仿真软件在机械专业教学中的应用实践

龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/5511001561.html, 虚拟仿真软件在机械专业教学中的应用实践作者：华剑徐小兵 来源：《大学教育》2020年第02期 [摘要]该研究结合新工科建设和工程教育专业认证工程的背景，提出了将虚拟仿真软件用于机械专业教学的方法。总体介绍了机械行业虚拟仿真软件的种类、特点、功能以及适用的课程，详细阐述了SolidWorks、Ansvs、Adams和Matlab这四种软件在机械原理、机械设计、机械控制工程基础等课程的应用、实践表明，将上述软件用于机械专业学生的培养，有助于提高学生的创新能力和解决复杂工程问题的能力。 [关键词]机械专业;虚拟仿真软件;创新能力;教学 [中图分类号]G642[文献标识码]A[文章编号]2095-3437（2020） 02-0014-03 近年来，随工程教育中“新工科”建设的快速开展和工程教育专业认证工作的不断推进，国内各高校在机械工程专业的教学中越来越强调对学生科技创新能力和解决复杂T程问题能力的培养[l]。要培养上述能力，离不开科学的实践教学体系和完善的校内外实验基地建设[2]。但目前大多普通本科高校的机械专业实践教学面临如下困难：一是资金、场地和实验人员有限，不能满足培养方案对实践教学所占学时、学分比例以及实验室软硬件建设的要求。二是考虑到对企业管理、安全生产、经济效益等方面的影响，机械制造企业对学生实习实践的接纳程度逐年下降。三是由于教学组织、教学手段和教学方法的原因，部分实践环节的现场教学，对提高学生能力的作用有限。四是实验设备使用频繁，需要定期维护及检修，出故障的概率较高，不利于实践教学的顺利开展。借助于计算机性能的提高、网络技术的发展以及机械工程仿真软件的推广，虚拟仿真实验为解决机械专业实践教学的上述问题提供了有效手段。虚拟仿真教学已在能源动力工程等专业[3]、机械原理、机械设计[4-6]等课程的实践教学中得到了广泛应用，对 现场实践教学形成了有益补充，并成了机械工程教育中的热点。 长江大学机械设计制造及其自动化专业是湖北省品牌专业、教育部特色专业，于2012年人选教育部卓越工程师教育培养计划。在我校机械设计制造及其自动化专业的课程体系中，机械原理、机械设计、机械创新设计、机器人技术基础、工程流体力学与流体机械、毕业设计等课程与教学环节与工程实践结合较为紧密。由于受到传统教学观念、教材内容和教学硬件设施的限制，在以往的教学实践中，教师们主要将重点放在学生对理论知识的理解和考试知识点的掌握上，平时作业主要以公式计算为主，考试主要强调学生对概念、理论公式的记忆，而不太重视学生对理论知识在工程实际中的应用，从而导致学生会推导公式、能够考高分，但不知如何将理论知识运用于工程实践的情况，这就造成了人才培养与企业需求的脱节。为了使人才培养契合新工科与专业认证的要求，近年来，在专业课程教学中，我们结合石油装备行业背景与

工程机械3D虚拟仿真维修教学系统简介

虚拟仿真维修教学系统

一、项目背景 多媒体三维互动培训技术已经被广泛的应用于各种领域。在工程机械领域很多厂商、中职院校也注意到多媒体三维互动培训技术对产品表现、培训教学等方面的优势，并利用其表现技术优势对各种工程机械产品进行宣传、教学和制作视频课件，广泛的应用于工程机械应用与维修专业课件教学、培训考核、展会演示、产品推广等领域。 二、多媒体三维互动教学系统主要目的及特点 抛开传统培训模式中的枯燥的填鸭和复杂解说，以三维互动技术为核心，结合三维及二维动画、视频、图片、文字等多媒体表现形式带来一种全新的培训方式。应用范围包括为中职院校、工程机械维修人员培训；支持触摸屏，可通过投影、显示器、立体头盔显示器、触摸屏等设备上进行教学、演示。 多媒体三维互动教学系统将为我们带来： 1）更直观的产品信息表现形式。通过三维精确建模，重现产品真实外观，可通过触摸屏自由进行缩放、旋转、产品爆炸、查看平面流程图等操作，改变了只能通过现场设备讲解的传统方式。 2）具有构想性。产品数字化技术应具有广阔的可想象空间，不仅可再现真实存在的环境，也可以随意构想客观不存在的甚至是不可能发生的环境。 3）更便捷的学习通道。通过三维互动的教学方式，可以极大的提高学习效率，讲师进行产品讲解时更加方便快捷，学员也更容易理解接受。 4）降低培训成本。抛弃以住的实体产品讲解方式，节省了产品样品制作及运输成本。该系统三维部分支持互联网上的应用，不受空间及场地限制，更有利于知识的传播。

三、系统架构图 四、主要功能模块 1、启动界面：学校名称及LOGO 2、建立多产品、多机型选择平台，为以后扩展做准备 3、产品选择界面：通过二级菜单选择几大系统下各个产品 4、产品演示界面： 1）360度旋转：从工具栏中选择旋转工具，利用鼠标拖拽实现产品任意角度旋转 2）放大缩小：从工具栏中选择缩放工具，利用鼠标拖拽实现产品的放大缩小 3）爆炸/组合：点击相关按钮查看产品爆炸/组合状态,点击单独部件，查看零件名 称及参数表（ 带滚动条，以显示更多数据） 4）二维原理动画：点击按钮查看产品运行原理二维动画

2017示范性虚拟仿真教学项目.doc

2017 年度示范性虚拟仿真实验教学项目 挖掘装载机 CAD整机虚拟装配实验 机械电子工程学院 2017年 10月 26日 【实验名称】 实验名称是挖掘装载机CAD 整机虚拟装配实验。属于矿山机械现代设计课 程教学内容。实验采用上机操作。学生可以在仿真中心机房或校园网节点利用客 户端计算机连接服务器，按照指导手册逐步完成实验学习。计划学时 3 学时。 【实验目的】 学生通过实验完成虚拟样机整机CAD 装配，可以了解挖掘装载机这一典型矿山机械装备的整体系统结构、部件组成和装配关系，进一步熟练掌握CAD 虚拟装配操作技巧，并为后续动力学仿真和结构强度分析打好基础。 【实验内容】 实验内容是在已经建好的挖掘装载机各组件模型基础上，按照整机结构逐一装配连接，最终构成产品整机。实验过程中应注意随时保存模型文件，掌握并灵活使用鼠标按键实现图形动态操作。 【实验步骤】 具体实验步骤是： （1）通过登录管理平台获取账号，启动VNC 软件登录服务器； （2）启动 FreeCAD 软件并依次导入行走机构、驾驶室、动力系统总成、运 输机构总成和工作机构总成，同时使用装配约束关系依次完成各部件装配； （3）检查装配体组件自由度和干涉情况，适当调整并避免零件结构干涉； （4）保存整机装配即虚拟样机CAD 文件； （5）断开服务器连接并关闭客户端，填写实验学习记录。 【项目特色】

本实验项目及课程是我校应用型专业教学改革试点课程。教学团队根据专业教学发展需要，结合地方特色——矿山机械装备产业发展，紧抓特色方向，开发并建立了特色鲜明的矿山机械现代设计数字化教学资源库和虚拟仿真教学平台。 【技术特点】 该教学平台依托中心高性能服务器支撑，可以实现分布式远程学习和实践操作教学，特别是完全采用开源软件技术实施应用软件整合和配置，实现了支撑软件的完全共享和免费，支持灵活地订制开发。 【教学效果】 仿真实验教学平台有效促进了产学研教融合，取得显著成果。特别是教学团队联合企业编修订矿山机械行业标准 5 项，获 2017 年矿山机械行业标准化工作先进集体称号。学生创新实践能力显著提高，已申请专利十余项并多次获得全国大学生数字化设计大赛和先进成图竞赛等国家级竞赛奖。 【发展设想】 展望未来，随着智能制造特别是现代设计与信息技术发展，教学平台计划将 逐渐引入 AR/VR 和工业云技术。现有的开源模式特别有利于实现并支撑后续工业 云协同设计与教育教学平台拓展。 【小结致谢】 本项目获得了江西省高等学校教学改革研究课题资助（ JXJG16-22-1、JXJG15-22-6）。本项目所使用软件均采用 GPL 协议。在此向 VNC 、FreeCAD 和Ubuntu 等开源软件及开源软件基金会致谢。

机械故障诊断虚拟仿真教学实验系统

机械故障诊断虚拟仿真教学实验系统 一、实验教学系统简介 机械故障诊断技术具有保障生产正常进行，防止突发事故，节约维修费用等特点，在现代化大生产中发挥着重要作用，而且随着科学技术的发展，机械设备的故障诊断技术越来越受到重视。因此，许多高校都开设了相应的研究方向和课程。 然而，目前的“机械故障诊断”教学主要是采用理论教学的方式将机械系统的故障机理、故障类型和相应的故障诊断方法灌输给学生，因为没有相应的实验课程，学生很难将理论知识和实际工程相结合起来，很多学生学习了这门课程后并没有真正地掌握相关的故障诊断方法，因而更谈不上将所学的理论方法应用于实际工程。 实际上可以开设实验课程，使学生在使用机械故障诊断系统的同时理解消化相关的理论方法。虽然目前很多高校和科研院所都开发了各种各样的机械故障诊断系统，但是，这些故障诊断系统除传感器和信号调理器之外，还需多种、多台测试仪器，以及个人计算机及其外设等，这使得整个诊断系统不但体积、重量庞大，价格昂贵，操作复杂，最主要的是这些机械故障诊断系统都是针对企业开发的，不适合用于教学，因此迫切需要一套能适用于教学的机械故障诊断系统。 本项目开发一套用于教学的机械故障诊断虚拟仿真教学实验系统。所有的测量仪器主要功能可由数据采集、数据测试和分析、结果输出显示等三大部分组成，其中数据分析、结果输出完全可由基于计算机的软件系统来完成。 本系统充分利用虚拟仪器的“软件集成测试”功能，将多种测试仪器功能、多种故障诊断方法集成于一个“诊断功能软件库”中，使得学生能从理论到实践全面地掌握相关的机械系统的故障机理和故障诊断方法。同时该系统还具有开放性，学生可以自己修改、补充程序，使得故障诊断系统的功能更加完善。 二、实验教学系统功能

远程虚拟仿真实验室教学系统

电力电子虚拟仿真教学实验平台 实验室建设背景 目前的高等教育中，越来越强调对学生实践能力的培养，实验教育成为理工科教育的一个至关重要的环节。然而，随着各学科实验项目和学生人数的增多，传统的电气实验室和实验仪器数量很难满足学生的需求，在教学和学生使用上的不便之处也慢慢凸现出来。如何解决传统实验教学资源分配不足、实验方式过于刻板、实验器材维护费时费力、实验内容固定难以拓展等问题，是目前新工科建设、课程改革内容中一个讨论的热点。 在对创新型实验建设的需求日益明确之际，仿真实验教学的概念开始成为学校关注的重点。仿真教学实验是一种基于软件技术构建的虚拟实验教学系统，是现有各种教学实验室的数字化和虚拟化，为开设各种专业实验课程提供了全新的教学与科研环境。因此建设仿真实验室可以与实物实验室互补，它除了可以辅助高校的科研工作，在实验教学方面也具有如利用率高,易维护等诸多优点。近年来，国内的许多高校都根据自身科研和教学的需求建立了一些高科技的仿真实验室。 远宽解决方案 远宽能源除了将仿真技术应用于科研与工业测试，也率先将该技术引入到了教学实验室建设中。对于不同的实验内容与实验类型，远宽能源提出了如下的仿真实验建设的解决方案：实时仿真实验和远程虚拟仿真实验。

1. 实时仿真实验 远宽能源将先进的FPGA小步长实时仿真技术应用到教学实验室建设中，小步长实时仿真技术使它能够覆盖电力电子、电机驱动、新能源等多个电力电子相关应用的创新教学实验以及研究的需求。基于图形化系统建模，模型一键下载，无需FPGA编程编译，大大增强了产品的易用性；同时实验平台还配置了硬件控制器（TI的DSP或者NI的GPIC），和仿真器构成完整的闭环系统。实时仿真实验系统如下图所示：

工业机器人工程应用虚拟仿真教程教学提纲

工业机器人工程应用虚拟仿真教程教学提纲 一、说明 1?'课程的性质和内容 《工业机器人工程应用虚拟仿真教程》课程是髙级技工学校工业机器人应用与维护专业的专业课。主要内容包括：Robot Studio软件的操作、建模、Smart 组建的使用、轨迹离线编程、动画效果的制作、模拟工作站的构建、仿真验证以及在线操作。 2?课程的任务和要求 本课程的主要任务是培养学生熟练操作Robot Studio软件，并能通过Robot StiMio 软件对工业机器人进行应用开发、调试、现场维护，为学生从事工业机器人工程技术人员打下的必要的专业基础。 通过本课程的学习，学生应该达到以下儿个方面的专业基础。 （1）了解Robot Studio工业机器人仿真软件的基础知识，掌握软件使用方法和技巧。 （2）掌握构建基本仿真工业机器人工作站的方法。 （3）能熟练在Robot Studio软件中创建工件、工具模型。 （4）掌握工业机器人离线轨迹编程方法。 （5）掌握Smart组建的应用。 （6）掌握带导轨和变位机的机器人系统创建于应用方法。 （7）了解ScreenMaker示教器用户自定义界面的操作。 （8）掌握Robot Studio软件的在线功能。 3?教学中注意的问题 （1）本课程教学最好采用理论与实际相结合的一体化教学方式，借助多媒体网络教室，一人一机，使用多媒体课件讲解与软件操作相结合。 （2）理论教学中应帮助学生总结并灵活运用所学的相关知识，本着够用的原则讲授，切忌面面俱到。对工业机器人仿真操作不作深入探讨，仅作一般性了解。 （3）实践教学环节中对工业机器人Robot Studio仿真软件常用功能作简单介绍，重点培养学生使用软件对工业机器人进行基本操作、功能设置、二次开发、在线监控与编程、方案设讣和检验。教师教学中多联系生产实际并选用一些工业上经典的匸业机器人使用案例进行讲解，提高学生对工业机器人进行应用开发、调试、现场维护的能力。 二、学时分配表

虚拟仿真实训平台在实践教学的应用-教育文档

虚拟仿真实训平台在实践教学的应用 1虚拟仿真技术的现状 随着互联网技术及虚拟仿真技术的飞速发展，虚拟仿真实训平台平台这一教育资源也逐渐受到了教育界人士的青睐。目前国内投入运营的虚拟仿真实训平台平台屈指可数，以西南交通大学龙绪明教授为例，其率领团队开发的《SMT虚拟实践平台》已于2015 年初完成，目前被西南交通大学、北京理工学院使用；辽宁省交通高等专科学校的《地铁线路控制虚拟仿真》也在轨道交通工程系的实训课程中使用。这些虚拟教学手段的使用在教学过程中改善了教学效果。 2虚拟仿真实训平台的特点 2.1可制定“理、虚、实”一体化的实践教学计划，将虚拟仿真训练有效的应用于实践教学环节中 原有的“理- 实”教学模式是利用现有的实验实训教学环境结合理论内容来进行教学，实践教学过程中，受到实验实训环境不完善、实验耗材昂贵、实验实训环境安全隐患等诸多因素制约，影响了实训的效果，不能达到职业教育对实践教学的要求。在融入了虚拟仿真实训平台基地环境之后，很大程度上解决了上述问题，并且可以在任何时间、地点、终端的情况下进行实践训练，构建出“理、虚、实”一体化的实践教学模式，切实提升学生的实践动手能力。

2.2可设计小概率事件训练方案，在虚拟环境中反复训练学生解决实际生产操作中所出现的故障、问题，避免学生在真实生 产中误操作导致安全事故 电气设备、机械设备对操作者的熟练程度要求比较高，在不熟悉设备的情况下往往会面临高电压、高温度的危险，误操作会导致操作者的受伤或生产企业的损失。虚拟仿真实训平台应用于实践教学，将让学生在面对真实设备前，实现对设备的原理、设备的外观、操作方法、注意事项、小概率事件及维修保养等各个生产环节的熟练掌握，最大程度为学生提供安全保障。 3虚拟仿真实训平台应用研究的必要性 2016年底，辽宁省教育厅将对开发的七个虚拟仿真实训平台基地进行验收，虚拟仿真实训平台基地即将投入运营，如何充分利用虚拟仿真实训平台平台，发挥其在实践教学中的作用，正实现“理、虚、实教学一体化”的问题已迫在眉睫。 通过本文的探讨，为虚拟仿真实训平台基地的开发注入新的思路，并为虚拟仿真实训平台基地的合理使用提供理论依据；丰富虚拟仿真实训平台基地平台的应用及推广体系，为虚拟仿真实训平台平台的应用和推广提供更多建设性的可操作方案。 通过对照传统实训基地教学模式，充分发掘虚拟仿真实训平台基地的教学优势，创建以虚拟仿真实训平台为主体的实践教学模式；利用虚拟仿真技术完善传统实践教学环节，构建科学合理的“理、虚、实”一体化实践教学体系。

虚拟维修拆卸过程规划与仿真

华中科技大学 硕士学位论文 虚拟维修拆卸过程规划与仿真 姓名：李小俊 申请学位级别：硕士 专业：机械设计及理论 指导教师：王峻峰;李世其 2011-01-15

摘要 采用虚拟现实技术可以提升维修训练的水平，解决传统维修培训手段落后的情况。论文通过对虚拟维修拆卸过程规划与仿真系统的关键技术的研究，构建了虚拟维修拆卸过程规划与仿真的原型系统，为虚拟维修训练和仿真提供辅助平台。 针对虚拟维修场景的构建问题，给出了虚拟维修场景开发的两种策略，针对CAD 系统与VR现实系统的不完全兼容问题，研究了模型的转换技术和模型优化技术。 在分析国内外学者对拆卸序列规划的研究上，研究了基于零件约束关系的Petri网拆卸序列规划，对模型特性进行了分析和验证，用获得的拆卸序列建立拆卸序列数据链表，存储零件的信息。在拆卸序列规划的基础上，研究了在EON环境下的拆卸路径规划问题，为了保证拆卸过程的有效性，实时进行碰撞检测，记录拆卸路径关键点，将路径关键点的信息赋给拆卸序列数据链表，为拆卸过程的仿真提供支持，研究了虚拟维修系统的场景和对象的交互控制问题，设计了TPO视点变化函数，根据维修对象的拆卸行为建立视点变化模型，设计了拆卸对象六自由度运动交互控制方法。 最后，对上述各种技术研究之后，利用虚拟现实开发平台EON Studio5.0和VC++6.0高级编程语言及Script脚本在Windows XP系统上对原型系统进行了初步开发，这个原型系统可以完成虚拟维修拆卸的典型技术环节，像模型的加载，拆卸路径规划，拆卸过程仿真等。 关键词：虚拟维修；场景构建；拆卸规划；过程仿真；

Abstract Virtual reality technology can increase the level of maintenance training to solve the current laggard situation. In the thesis the key technologies are studies for virtual maintenance disassembly process planning and simulation system. A prototype system is built for to provide supporting platform for virtual maintenance training and simulation. For the problem of the scene construction for the virtual maintenance, two strategies are gived in the thesis for virtual maintenance scene development .To the not fully compatible of the CAD system and the VR system, model transformation and model optimization are studied in the thesis. Petri net disassembly sequence planning is studied based on constraints between components. A data list of disassembly sequence is established with the model characteristics. Disassembly path planning is based on EON. In order to ensure the feasibility of disassembly process, real-time collision detection and key points record of the path are performed in the disassembly process. The information of the path key points is assigned to disassembly sequence data list and used to support disassembly process simulation. The interaction control of scenarios and virtual maintenance object in a virtual maintenance system are also studied, such as designing the function about the view changes of TPO and designing the interact control of the object by six degrees of freedom. A preliminary prototype is developed by using the virtual reality development platform EON Studio 5.0, VC and Script programming language under the Windows XP system. This System can implement some representative function of Virtual maintenance disassembly such as model loading, disassembly path planning, and disassembly process simulation and so on. Keywords：Virtual maintenance; scene construction; disassembly plan; process simulation;

虚拟仿真实验教学中心平台建设方案

湖北警官学院虚拟仿真实验教学建设方案 一、方案背景 虚拟仿真实验教学是高等教育信息化建设和实验教学示范中心建设的重要内容，是学科专业与信息技术深度融合的产物。为贯彻落实《教育部关于全面提高高等教育质量的若干意见》（教高〔2012〕4号）精神，根据《教育信息化十年发展规划（2011-2020年）》，教育部决定于2013年启动开展国家级虚拟仿真实验教学中心建设工作。其中虚拟仿真实验教学的管理和共享平台是中心建设的重要内容之一。 目前，大多数高校都有针对课程使用实验教学软件，但由于每个专业或课程的情况不同，购买的软件所采用的工作环境、体系结构、编程语言、开发方法等也各不相同。由于学校管理工作的复杂性，各校乃至校内各专业的实验教学建设大都自成体系，各自为政，形成了“信息孤岛”。主要面临如下问题：? 管理混乱，各种实验教学软件缺乏统一的集中管理。 ? 使用不规范，缺乏统一的操作模式和管理方式； ? 可扩展性差，无法支持课程和相应实验的扩展； ? 各系统的数据无法共享，容易形成“信息孤岛”； ? 缺乏足够的开放性； ? 软件部署复杂，不同的软件不能运行在同一台服务器上； 二、方案目标 该方案的目标就是高效管理实验教学资源，实现校内外、本地区及更广范围内的实验教学资源共享，满足多地区、多学校和多学科专业的虚拟仿真实验教学的需求。平台要实现学校购置的所有实验软件统一接入和学生在平台下进行统一实验的目的，通过系统间的无缝连接，使之达到一个整体的实验效果，学校通过该平台的部署，不仅可以促进系统的耦合度，解决信息孤岛的问题，还可以使学校能够迅速实施第三方的实验教学软件。 平台提供了全方位的虚拟实验教学辅助功能，包括：门户网站、实验前的理论学习、实验的开课管理、典型实验库的维护、实验教学安排、实验过程的智能指导、实验结果的自动批改、实验成绩统计查询、在线答疑、实验教学效

虚拟仿真实训室建设方案

一、概述 （一）建设意义 1、现有实训条件分析 机电技术应用专业现有基础实验室、专业实训室共计9个，可开设《维修电工》、《电工电子技术与技能》、《电气及PLC控制技术》、《车工工艺》等课程的相关实训项目。为满足机电专业人才培养目标和社会培训的需要，需进一步加强专业建设，拓展专业领域，增加实训开出项目，提升实习实训教学环境条件。 2、必要性和可行性 （1）必要性 通过对多家电气自动化企业及IT企业进行了职业群与岗位群调研，确定其培养目标：从事机电一体化产品及自动生产系统的设计制造与开发，从事处理重要数据、熟练应用各种专业设计软件。并根据对机电技术专业岗位群的职业能力和知识技能要求的分析，构建了“阶梯递进式工学交替”的人才培养模式，搭建了基于工作过程导向的“模块化”专业课程体系，增加《虚拟仿真》课程。这就需要新建虚拟仿真实训室，使其具备在虚拟终端对自动化设备及生产线调试与维护、维修电工等虚拟实训项目的条件，所以需采购虚拟化服务器1台，虚拟化桌面终端48台，虚拟化软件CitriR48套，满足一个班的实训需求。 （2）可行性 天津市基础能力建设校内实训基地投资中的部分资金将用于虚拟仿真实训室的建设，建设后的实训室集教、学、做为一体，新增虚拟仿真终端实训设备，可以满足56人的《虚拟仿真》课程的实训教学的需求。实现了学生专业基本能力、专业核心能力和职业行为能力的提升。 3、建设依据 依据确定的“阶梯递进式工学交替”的人才培养模式，校内实训应贴近企业的实际生产，有助于提升学生的专业基本能力、专业核心能力和职业行为能力，便于学生在校学习与企业岗位实践能够顺利衔接。 （二）建设思路和建设目标 1、建设思路 虚拟仿真实训室的建设本着建成集“教、学、做”为一体的教学环境和专业综合性实训基地的理念，从演示实践教学、基本技能实训教学和项目综合实训教学三个层面，为《虚拟仿真》课程的实践教学

( VR虚拟现实)虚拟仿真实训系统解决方案

（VR虚拟现实）虚拟仿真实训系统解决方案

大娱号 虚拟仿真实训系统解决方案VSTATIONHD（V1.0）

前言 近年来,由于信息技术的快速发展与国家教育部门的大力提倡,虚拟仿真实训在高职教育中开始得到广泛的应用,成为实训教学重要的组成部分和提高教学质量的重要手段。虚拟仿真技术是将多媒体技术、虚拟现实技术与网络通信技术等信息技术进行集成,构建一个与现实世界的物体和环境相同或相似的虚拟教学环境,并通过虚拟环境集成与控制为数众多的实体,构成一个虚拟仿真教学系统。虚拟仿真教学技术以提高学生的技能水平为核心,具有多感知性、沉浸性、交互性、构想性等特点。这些特点有益于教师的实训教学和学生专业核心技能的训练,为解决职业教育面临的实训难、实习难和就业难等问题开辟了一条新思路。目前,高职院校很多专业,如外语教学、旅游专业、数控技术、焊接技术、机电技术、食品加工、服装设计等专业都引入了虚拟仿真实训教学方式。虚拟仿真实训教学，已经逐渐成为高职院校教学变革的一种有效手段。

目录 前言2 一、总体需求分析4 1．1 “情景”的定义：4 1．2 为什么要在教学中使用“虚拟仿真实训系统”？5 1．3 根据教学建设，用户需求归纳如下：6 二、设计原则7 三、大娱号虚拟仿真实训系统概述8 四、大娱号虚拟仿真实训系统系统运行原理示意图：10 五、大娱号虚拟仿真实训系统构成及特点11 六、与教材同步完备的虚拟场景库16 七、大娱号虚拟仿真实训系统构成及特点18 八、大娱号虚拟仿真实训系统配置与指标19 九、系统技术支持及服务21

一、总体需求分析 通过运用学语言，已经为越来越多的教师认同。学习者必须通过“用语言”才能真正掌握语言。 让学生置身于真实的交际情景中，让学生使用语言进行交际。而真正的交际应该是互动的。当一方发出信息后，另一方根据上下文进行意义协商，作出反馈，他可以表示支持、进行反驳或提出疑问，然后接受方对反馈意见再进行意义协商，作出回应，双方如此反复交流，形成互动。互动是“交际的核心”。 语言课堂就是一个充满“交流和互动”的场所。在课堂教学中，这种互动不仅包括师生互动和生生之间互动，还应该包括教材，因为课堂上的师生互动和生生互动都是基于一定教材展开的。“大娱号”虚拟仿真实训系统能够在教材与师生之间搭起一座互动教学的桥梁。 使用“虚拟仿真实训系统”在互动教学的设计和组织上突出情景性、实训性和互动性，力求三者有机结合。 1．1“情景”的定义： 情景指的是具体场合的情形或景象。在教学过程中引入或创设生动具体的场景，有利于学生进行意义建构使其产生交际的动机。“大娱号”虚拟仿真实训系统所提供的虚拟场景可以提供直观生动的形象，通过大屏或投影再现学生在虚拟场景中的表演，可以让学生通过视觉和听觉去感受场景，产生想象和联想，激发学生的学习兴趣。参与表演的学生可以身临其境的学语言，使用虚拟仿真实训系统教学,学生觉得有话可说，有戏可演，可以

虚拟仿真虚拟现实实验室解决方案

数虎图像提供虚拟仿真实验室硬件设备搭建和内容制作整体解决方案 虚拟现实实验室是虚拟现实技术应用研究就的重要载体。 随着虚拟实验技术的成熟，人们开始认识到虚拟实验室在教育领域的应用价值，它除了可以辅助高校的科研工作,在实验教学方面也具有如利用率高,易维护等诸多优点.近年来,国内的许多高校都根据自身科研和教学的需求建立了一些虚拟实验室。数虎图像拥有多名虚拟现实软硬件工程师，在虚拟现实实验室建设方面有着无与伦比的优越性！ 下面请跟随数虎图像一起，让我们从头开始认识虚拟现实实验室。 【虚拟现实实验室系统组成】： 建立一个完整的虚拟现实系统是成功进行虚拟现实应用的关键，而要建立一个完整的虚拟现实系统，首先要做的工作是选择确实可行的虚拟现实系统解决方案。 数虎图像根据虚拟现实技术的内在含义和技术特征，并结合多年的虚拟现实实验室建设经验，最新推出的虚拟现实实验室系统提供以下组成： 虚拟现实开发平台： 一个完整的虚拟现实系统都需要有一套功能完备的虚拟现实应用开发平台，一般包括两个部分，一是硬件开发平台，即高性能图像生成及处理系统，通常为高性能的图形计算机或虚拟现实工作站；另一部分为软件开发平台，即面向应用对象的虚拟现实应用软件开发平台。开发平台部分是整个虚拟现实系统的核心部分，负责整个VR场景的开发、运算、生成,是整个虚拟现实系

统最基本的物理平台，同时连接和协调整个系统的其它各个子系统的工作和运转，与他们共同组成一个完整的虚拟现实系统。因此，虚拟现实系统开发平台部分在任何一个虚拟现实系统中都不可缺少，而且至关重要。 虚拟现实显示系统： ·高性能图像生成及处理系统 ·具有沉浸感的虚拟三维显示系统 在虚拟现实应用系统中，通常有多种显示系统或设备，比如：大屏幕监视器、头盔显示器、立体显示器和虚拟三维投影显示系统，而虚拟三维投影显示系统则是目前应用最为广泛的系统，因为虚拟现实技术要求应用系统具备沉浸性，而在这些所有的显示系统或设备中，虚拟三维投影显示系统是最能满足这项功能要求的系统，因此，该种系统也最受广大专业仿真用户的欢迎。虚拟三维投影显示系统是目前国际上普遍采用的虚拟现实和视景仿真实现手段和方式，也是一种最典型、最实用、最高级别的投入型虚拟现实显示系统。这些高度逼真三维显示系统的高度临场感和高度参与性最终使参与者真正实现与虚拟空间的信息交流与现实构想。 虚拟现实交互系统 多自由度实时交互是虚拟现实技术最本质的特征和要求之一，也是虚拟现实技术的精髓，离开实时交互，虚拟现实应用将失去其存在的价值和意义，这也是虚拟现实技术与三维动画和多媒体应用的最根本的区别。在虚拟现实交互应用中通常会借助于一些面向特定应用的特殊虚拟外设，它们主要是6自

虚拟仿真实训系统解决实施方案

大娱号 虚拟仿真实训系统解决方案 VSTATION HD（V1.0）

前言 近年来,由于信息技术的快速发展与国家教育部门的大力提倡,虚拟仿真实训在高职教育中开始得到广泛的应用,成为实训教学重要的组成部分和提高教学质量的重要手段。虚拟仿真技术是将多媒体技术、虚拟现实技术与网络通信技术等信息技术进行集成,构建一个与现实世界的物体和环境相同或相似的虚拟教学环境,并通过虚拟环境集成与控制为数众多的实体,构成一个虚拟仿真教学系统。虚拟仿真教学技术以提高学生的技能水平为核心,具有多感知性、沉浸性、交互性、构想性等特点。这些特点有益于教师的实训教学和学生专业核心技能的训练,为解决职业教育面临的实训难、实习难和就业难等问题开辟了一条新思路。目前,高职院校很多专业,如外语教学、旅游专业、数控技术、焊接技术、机电技术、食品加工、服装设计等专业都引入了虚拟仿真实训教学方式。虚拟仿真实训教学，已经逐渐成为高职院校教学变革的一种有效手段。

目录 前言 (2) 一、总体需求分析 (4) 1．1 “情景”的定义： (4) 1．2 为什么要在教学中使用“虚拟仿真实训系统”？ (5) 1．3 根据教学建设，用户需求归纳如下： (6) 二、设计原则 (7) 三、大娱号虚拟仿真实训系统概述 (8) 四、大娱号虚拟仿真实训系统系统运行原理示意图： (10) 五、大娱号虚拟仿真实训系统构成及特点 (11) 六、与教材同步完备的虚拟场景库 (16) 七、大娱号虚拟仿真实训系统构成及特点 (18) 八、大娱号虚拟仿真实训系统配置与指标 (20) 九、系统技术支持及服务 (22)

一、总体需求分析 通过运用学语言，已经为越来越多的教师认同。学习者必须通过“用语言”才能真正掌握语言。 让学生置身于真实的交际情景中，让学生使用语言进行交际。而真正的交际应该是互动的。当一方发出信息后，另一方根据上下文进行意义协商，作出反馈，他可以表示支持、进行反驳或提出疑问，然后接受方对反馈意见再进行意义协商，作出回应，双方如此反复交流，形成互动。互动是“交际的核心”。 语言课堂就是一个充满“交流和互动”的场所。在课堂教学中，这种互动不仅包括师生互动和生生之间互动，还应该包括教材，因为课堂上的师生互动和生生互动都是基于一定教材展开的。“大娱号”虚拟仿真实训系统能够在教材与师生之间搭起一座互动教学的桥梁。 使用“虚拟仿真实训系统”在互动教学的设计和组织上突出情景性、实训性和互动性，力求三者有机结合。 1．1 “情景”的定义： 情景指的是具体场合的情形或景象。在教学过程中引入或创设生动具体的场景，有利于学生进行意义建构使其产生交际的动机。“大娱号”虚拟仿真实训系统所提供的虚拟场景可以提供直观生动的形象，通过大屏或投影再现学生在虚拟场景中的表演，可以让学生通过视觉和听觉去感受场景，产生想象和联想，激发学生的学习兴趣。参与表演的学生可以身临其境的学语言，使用虚拟仿真实训系统教学, 学生觉得有话可说，有戏可演，

什么是虚拟仿真实训系统

什么是虚拟仿真实训系统 Prepared on 24 November 2020

什么是虚拟仿真实训系统 虚拟仿真实训系统较之传统教育方式有哪些优势接受职业教育者又将如何受益今天华锐视点就来为大家做一下解读。 什么是虚拟仿真实训系统 虚拟仿真实训系统就是针对特定学科的真实课件内容进行3D数字内容的模拟开发，并借助3D虚拟环境或3D立体显示设备模拟该学科的训练环境、条件和流程，使教师和学生能够获得和真实世界中一样或者相近的实训体验，达到替代或者部分替代实训效果的作用。 虚拟仿真实训系统在职业教育领域的优势是什么 1.创造实训环境依托虚拟仿真、人机交互技术建立起来的虚拟仿真实训系统，可以逼真的模拟操作的流程，如搭设脚手架、护理过程、机械维修、起重机操作；逼真的模拟对工具设备使用，如对工具摆放环境的模拟、工具外形的模拟、对工具操作方式的模拟、以及对工具操作效果的模拟。高度逼真的训练环境，使得学生能够获得生动直观的感性认识，增进对抽象的原理的理解。 2.节省时间和成本比起传统的实物实景教学以及单纯的实物培训，虚拟仿真实训系统能够大大缩短建立实物和获取实训环境的时间，而且一套虚拟实训系统可以多人同时、单人多次使用，实现在更短的时间和成本内培养更高素质人才的目标。 3.增加安全可靠性虚拟实训系统使得培训过程中的失误，不再带来人身伤害和环境危害，也不会浪费任何财力、物力，使用者可以通过虚拟培训熟练掌握知识原理和操作流程，日后上岗将应对自如。 4 .考评结合提升教学效果虚拟实训系统能够进行知识点、操作要点及工作

流程的仿真实训考核，比如：设备及零部件的拆解、检查、调整与安装，以及测试设备的运转情况等。

全息虚拟仿真教学实训平台项目建设方案

全息虚拟仿真教学 实训平台项目建设方案 制作单位： 联系人： 联系方式： 传真：

目录 项目背景................................................................................................................................... - 1 -建设背景.. (1) 技术背景 (1) 建设思路 (2) 项目建设方案 .......................................................................................................................... - 2 -一期建设内容.. (2) 地理信息海量三维数据管理与应用软件.......................................................................... - 3 -仿真教学课件............................................................................................................................. - 5 -二期建设内容.. (15) 地理信息虚拟仿真实训室.................................................................................................... - 15 -全息教育和培训...................................................................................................................... - 15 -颠覆市场上VR设备的全新技术 ....................................................................................... - 16 -最领先的全息投影技术且具有成本优势........................................................................ - 16 -强大的内容创建能力............................................................................................................. - 16 -三期建设内容.. (21) 课件功能介绍........................................................................................................................... - 21 - 扩展方向.................................................................................................................................- 31 -全息教育及培训 (31) 数字城市 (31) 房地产 (32) 文物保护 (32) 城市规划 (33) 全息虚拟旅游 (33) 大型全息互动娱乐 (34)