仿真模拟实验

2024-10-21

仿真模拟实验(共12篇)

仿真模拟实验 篇1

一、引言

《物流系统模拟与仿真实验》是一门理论性和实践性都很强的课程, 是物流管理专业的专业基础课, 是培养学生工程控制设计与应用能力、创新能力的一门必修课。

二、《物流系统模拟与仿真实验》的实验配置

在硬件配置上, 《物流系统模拟与仿真实验》主要以计算机为主, 甚至可以不需要网络的支持, 对硬件的要求不算太高。在软件配置上, 《物流系统模拟与仿真实验》可使用的仿真软件种类也比较多, 如图所示软件。

总的来看, 目前这些物流仿真软件的基本功能大致包括:

1. 为物流系统规划设计提供重要参考。

在建立正式的物流系统之前, 先将物流系统的规划方案转化为仿真模型。通过运行该仿真模型, 能够评估规划方案的合理性, 调整模型的参数, 可以达到优化系统的目的。

2. 有效控制物流过程。

物流过程一般包括信息、运输、仓储、配送、装卸、包装和搬运等物流功能的实现过程。通过物流系统仿真软件, 可以观测到这些过程如何演进, 各项参数会如何变化, 过程中可能会出现哪些内外部事件, 将对系统产生什么影响, 系统又会做出什么反应等内容。通过掌握这些内容, 实时调整运行过程中系统对环境的控制力。

3. 估算物流成本。

通过物流系统仿真软件, 可以分析和记录进程中物流操作过程中, 每项操作的时间和原材料的耗用, 从而统计出各项物流作业的成本。

三、《物流系统模拟与仿真实验》的教改内容

目前, 大多数高校的《物流系统模拟与仿真实验》的教学目标包括:熟悉某一仿真软件的建模步骤;学习逻辑系统的建模方法;通过实际建立仿真模型深刻认识仿真的基本概念, 实现仿真系统的优化设计。笔者将结合自身的教学实践, 就教学内容、教学方法等方面的改革进行如下探讨。

1. 教学内容的改革。

目前, 《物流系统模拟与仿真实验》的教学内容一般包括基础性实验、创新性实验和综合应用性实验三个部分。然而, 随着对人才创新性能力培养要求的不断提高, 本实验存在一些困难, 集中体现在基础性实验比例偏高, 而创新性、综合性实验项目数量偏少。由于基础性实验侧重基本知识的验证, 新颖性不足, 与实际工作关联不够密切, 在调动学生积极性与参与性方面存在较大难度。在具体操作中, 维持基础性实验、创新性实验和综合应用性实验三大模块不变, 但是要更加注重模块之间的连续性, 并提高每个模块的实践性。例如, 选定仓库布局设计、物流量控制、货物包装控制、货物分拣控制、货物合并控制、多通道数据采集6个基本项目后, 将这些项目分成若干个子模块。为激发了学生的学习兴趣, 可以在每次单元实验时, 从中选取1个或2个子模块作为学生的实验内容。这样, 可以增强学生的感性认识, 实验的效果更好。同时, 增加若干设计性和综合性实验项目, 例如“通过型物流中心的模型构筑实验”、“仓储型物流中心的仿真实验”、“物流中心的模型的仿真”、“多层复合式物流中心的仓储、运输优化设计”、“机场物流系统的设计、仿真与优化实验”项目等。

2. 教学方法的改革。

传统的实验课教学形式通常分为两块:首先由指导教师讲授基本原理以及实验方法和步骤, 之后, 学生根据实验教材上的步骤逐步完成。这种教学方法的问题在于教与学分割严重, 而学生又过分依赖教材上说明, 只要直接按照步骤操作即可完成实验。做完实验后仍然对实验内容知之甚少, 缺乏主动思考。为此, 本实验的教学方法需要进行一些改革。从原先的“先教后做”的简单模式改为“教师讲授、学生自学、同学互学、课堂讨论、案例分析与设计、网络学习”等多种方式相结合的教学方式。具体而言: (1) “教师讲授”。本实验针对“难度较大”、“重要性突出”、“理解困难”、“综合性强”的内容, 采用“教师讲授”为主的方式。 (2) “学生自学”。本实验针对“内容浅显”、“理解容易”的内容积极鼓励学生自学、探索。 (3) “同学互学”。本实验针对“有一定综合性, 但较为简单”的实验内容, 将学生分成若干小组, 小组成员分工协作, 从而实现学生在团队合作中相互学习。 (4) “项目分析”。本实验在进行具体物流系统分析时, 使用实际案例, 进行案例分析教学, 要求学生根据案例进行分析, 自主完成仿真建模过程。 (5) “个别辅导”。充分利用现有的精品课程的网络教学资源, 安排专门的辅导教师对学生遇到的问题进行及时的个别辅导。 (6) “网络学习”。由于本实验涉及的内容众多、结构复杂, 如果建成资料齐全的专业资料库 (包括视频, 图片、文字以及相关的网络资料) , 再结合专业软件的使用, 同时搭建网络交流平台, 将利于学生利用网络获得更多的相关知识, 达到更理想的教学效果。

四、结束语

总之, 《物流系统模拟与仿真实验》作为物流管理专业的基础课, 通过在教学内容和教学方法上的改革, 更好地实现理论知识与行业实践紧密结合, 将对学生创新能力、灵活运用知识能力的培养具有重要的意义。

摘要:《物流系统模拟与仿真实验》是培养物流管理专业学生工程控制设计与应用能力、创新能力的一门必修课。本文重点探讨了在《物流系统模拟与仿真实验》教学建设中进行教学内容、教学方法、教学手段等方面的改革内容。

关键词:物流系统模拟与仿真实验,实践教学建设,教学方法

参考文献

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[5]李晓栋.典型物流仿真软件特点简析与教改探讨[J].广东农工商职业技术学院学报, 2013, (2) :59-62.

仿真模拟实验 篇2

2.1突出教师的主体地位,全员、全过程参与建设

实验室建设的主体以往都是实验员,相关任课教师较少参于。建设之初,该校就把专业教师定为实验室建设的主体,以学校骨干教师和和企业的技术骨干为主,组建了实验室的教师团队。实验室教师必须深入了解土木工程相关技术。为让教师的技术水平提高,则完全由实验室的教师参与实验室模拟仿真仪器的设计、采购、调试工作,企业的技术骨干起到协助的`作用。采取这样的做法,能够使实验室教师深入地了解土木工程前沿技术,为教师和学生进行仿真模拟的创新研究打下了基础。

2.2实验室硬件、软件建设并重

在开设了土木工程专业的高校中,大多数都具有一定的基础硬件,对于基础性、传统性实验的开设不存在问题,但专业仿真模拟实验软件费用较高,加之管理部门认识上的偏差,资金往往不易到位。根据土木专业的学科特点,仿真模拟实验项目的应用研究通常要使用一些高档软件,这就需要建设过程中软件和硬件一起抓。土木仿真模拟实验室购置的计算机设备性能优良,还相继购置了一些先进的专业软件,软件主要包括材料力学仿真、建筑材料仿真、建筑施工仿真、工程管理仿真。这样一来,传统实验室建设模式改变了,并有效调整和重组了原有的设备,使实验室仪器设备的配置达到了最优化。另配备投影仪和视频展台等教学演示设备。同时提升了网络环境,与学院的办公网络统一组网,学院内部实现了局域网互联、资源共享,具备网上办公和网上教学的特点,实验室范围内安装了无线网络,利于多种形式的实验的进行,同时满足了专业及技术发展的需求。2.3加强与企业单位联合共建土木工程是工程实践性较强的工程技术科学,加强建设仿真模拟实践环节是很重要的。为使实践效果提高,学生在校内不但可以做一些仿真模拟实验,还能根据学校的条件,去到生产企业中做一些真实的实验。另外,一个完善的且具有较高水平的土木仿真模拟实验室的建设,将会花费一笔不小的开支,就学校自身的实力是很难达到的,因此,联合企业共建是一个很好的选择,一些高校与校外企业建立了校外实习基地。企业可以设立联合基金,鼓励学生结合生产实际开展创新实践活动,校企优势互补,同时实验室可以协助企业及社会开展培训,促进实验室自身发展。

2.4加强实验室开放与创新

土木仿真模拟实验室应面向学校所有的教师和学生开放,为教师和学生提供创新的平台。为保证教师和学生的科研创新,在实验室值班教师的指导下,查阅仿真模拟相关资料,研究相关的创新和实验,仿真模拟实验教学不但展现了学科优势,还能拓宽学生的视野,学生个性化的需求得到满足,培养了他们的创新能力,使实验室成为培养人才科科研的基地。开放性实验室不仅要在学校开放,还要对外进行开放。例如非本校生可以收取一定的费用作为实验室的发展基金。增强实验室活力的重要前提是对外开放交流,这样可以提高研究质量、出更多的成果、培养更多的人才。合作研究、开放课题等多种形式吸引外单位研究人员到实验室开展合作研究工作,达到活跃学术思想、促进相关技术创新的目的。

2.5建立良好科学的运行机制

良好的运行机制能够保证实验室的正常运转和良性发展。该校建立了完善科学的运行机制,实行实验室主任负责制。实验室日常的管理和运作由实验室主任负责,实验室主任也是学校和企业之间的关系纽带。为了发挥实验室在科学研究以及实验中的强大作用,实验室教师实行值班制度,这对于教师和学生的科研与实验是有利的,任课教师和企业技术人员要进行定期交流,聘用施工企业技术骨干、校外设计担任专业课程的仿真模拟实验教学,加强锻炼实验室教师的动手能力。强化校、院二级实验室管理观念。在校教务处、资产处的积极支持下,根据专业学科特点,以提高实验教学质量、培养学生创新能力的宗旨,统筹规划、合理设置、优化管理,最大限度地发挥实验室人、财、物的投资效益。

3结语

仿真模拟实验 篇3

关键词:模拟软件;“物质世界”教学

中图分类号:G434 文献标识码:A 论文编号:1674-2117(2015)13/14-0146-04

● 模拟型软件在科学教育中的意义与价值

20世纪90年代以后,随着计算机技术、多媒体技术、网络技术、通讯技术、虚拟技术及数字技术等信息技术的发展成熟,现代教育技术在中小学教育中发挥着越来越重要的作用。正如联合国教科文组织国际21世纪教育委员会所指出的,“新技术使人类进入了信息传播全球化的时代”,“这些新技术正在我们眼前引起一场真正的革命,这场革命既影响着与生产和工作相关的活动,又影响着与教学和培训有关的活动”。《科学(3~6年级)课程标准(实验稿)》也指出,“要引导学生利用广泛存在于学校、家庭、社会、大自然、网络和各种媒体中的多种资源进行科学学习,将学生的科学学习置于广阔的背景之中”,“各种计算机辅助教学软件、文字处理软件、数据库软件、画图软件、教学评价软件、甚至包括某些智力游戏,都是很好的教学资源或工具”。

计算机教学软件从类型上划分主要包括练习软件、辅导软件、模拟软件及通用软件等。其中,模拟型软件(Simulation software)是科学教育教学中使用最广泛、最能发挥计算机先进技术的教育性软件。尤其对于一些自然景观的观察及科学实验过程的操作,由于各种原因,学生不能在学习中产生“身临其境”之感,而模拟型软件则提供了一个很好的学习情境。其主要有如下优点:

①压缩和放大时间。模拟型软件“压缩”和“放慢”的功能对学生进一步理解科学知识是十分有益的,其更大的优点是学生可以控制实验进程,可随时重复、放慢(加快)某一环节,这在传统实验中是不可想象的。

②变不可能为可能。模拟型软件能把过去在课堂上不太可能或根本不可能做的实验搬进课堂。在整个操作过程中,学生不仅可以调节实验的进度还可以随着实验的进展排除故障,回答软件中预先设计好的问题,并对下一实验步骤做出选择,学生不单单是信息的接受者,更是科学实验积极的参与者。

③综合能力的提高。模拟型软件能通过游戏、科学实验及不同形式创设一种情境去锻炼学生的综合思维能力和解决问题的能力。

模拟型科学实验虽然不能完全替代真正的课堂实验,但对于一些不适合在课堂上做的,或是由于资源及种种原因不能让学生亲自动手的课堂实验和活动实在是一个很好的替代。 PhET互动式仿真模拟实验软件就是其中一例。

● PhET互动式仿真模拟实验软件的发展与特点、功能

PhET互动式仿真模拟实验软件(下文简称为PhET)来源于美国科罗拉多大学的PhET计划(Physics Education Technology project),即物理教育科技计划的简称,该计划通过建立互动式仿真模拟实验科学网站(http://phet.colorado.edu/),提供物理、化学、生物、数学及地球科学等模拟实验,所有软件经严格测试和评估后发布,供教师示范、学生作业以及代替实验操作。其中的互动模拟实验以Java语言和Flash多媒体软件开发为主,已有50多个国家和地区参与其中并进行软件的本地语言化。2010年发行中文安装包,使用者仅需相应的浏览器便可以执行选定的模拟实验,网站上的模拟实验属于公共授权,使用者无需付费或特别取得授权即可直接使用,可以在线运行,也可以下载后使用,这一优势对物质水平较低的或者无网络覆盖的地区尤为重要。

PhET主要是研究仿真技术,以改进物理及其他理科教学,通过趣味互动的游戏方式,帮助学生理解生涩难懂的概念以及蕴藏的数理关系,提高学生学习的兴趣。该软件适用于以下情况:①理解枯燥的抽象概念和规律(如运动学、抛物线、可逆反应等概念);②观察极其微小的(如原子、电子)或极其巨大的对象(如太阳系、冰河等);③记录反应速度太快(如核反应)或太慢(如温室效应)的实验数据;④使用实验器材昂贵(如MRI核磁共振造影)或重复进行不同参数条件的测试的实验(如热、化学反应速率等);⑤具有危险性的实验(如触电、易燃性、放射性等实验)。

PhET的特点为:①开源性好。采用Java和Flash多媒体软件开发,授权模式为公共授权,可以自由、免费使用。并且网站提供相关模拟实验的源代码,可供教师和学生下载研究,通过自由平台可以进行再创作。②直观性强。采用动画、图片、表格等方式呈现学习内容,使教学内容更加直观化,且在学习过程中,给予适当的帮助、提示和操作指示,方便教师的实验指导,也有利于学生的自主学习。③仿真性高。能提供近似真实的实验情境、仿真的实验器材,当改变实验参数时,将发生精确的实验变化,产生真实的实验效果,便于师生的实践操作。④互动性佳。克服了同类模拟实验工具仅能演示或者少量互动操作的缺点,给师生提供更多的参与互动机会。学生可以根据提示,操作实验仪器,使用测量工具,改变实验参数,进行数据采集和整理,做到真正的理解。

● PhET在小学科学教学中的应用

“物质世界”是小学科学中关于物质和能量的本质及变化的教学内容。包括力和运动、热和物质状态、声音、光、电和磁、物理变化和化学变化。该部分的教学活动一般以观察物体的性质和通过实验来了解物质和能量的变化规律。PhET有大量设计成熟的程序可供“物质世界”的教学使用。

1.教师利用软件演示科学实验

演示实验即创设特定条件,重现大自然某些自然现象,并配合教学内容由教师操作的示范实验。在“物质世界”的学习中大量的客观事实无法用语言或平面图来解释。因而,教师可以通过合理设计、选择和利用模拟软件,化抽象为具体,化枯燥为生动,把要研究的科学现象清楚地展示在学生面前,引导学生观察并进行思考,配合讲解帮助学生认识科学现象和规律,建构科学概念,实现传统媒体无法实现的教育功能。

例如,PhET的“声音仿真实验”可以将无形的声波以直观形象的方式呈现出来,通过调整声音产生频率或振幅,你可以看到和听到波的变化。移动周围的听众,你可以听到他所听到的声音有什么变化。教师可以把声波直观、清楚地展示在学生面前,通过改变频率或振幅引导学生观察并思考频率或振幅与声音的关系,建构声波的科学概念(如图1)。该实验还可以清楚地看到和听到空气压力的变化对声音传播的影响(如图2)。

2.学生动手实验前先利用软件模拟

在小学科学中有一部分实验由于器材组装复杂或学生动手能力不足,导致学生独立实验不容易成功,这时可利用该软件的高仿真性特点,由学生在模拟程序中先进行模拟实验,之后再来组装实验器材,会使学生的动手实验变得容易一些。

例如,PhET的“直流电路”组装套件中所有元件和仪器都与实际非常接近,在连接上也可随意摆放,元件还可以在实际图形和图符之间转换。学生利用各种元件组装好电路后,即可查看电路的运行情况,只要各元件连接正确,电路便可接通,学生可以看到电在电路中的运行,除了有实物图,还可以转化成电路图,利于学生完整、清晰且准确地建构电路的模型(如图3)。如果学生连接错误,发生短路,在现实中,我们只能看到小灯泡被烧毁的一瞬间景象,而在PhET中,学生可以看到电路燃起熊熊大火的景象(如图4),非常形象直观。正如网站原文所说的那样“An electronics kit in your computer!(一套电路元件在你的计算机里!)”通过仿真模拟实验的先期经验积累,学生在实际动手组装电路时就变得相对容易一些。学生会有意识地将导线接在小灯泡的两个点上,还会仔细检查电路,以防出现电路短路。

3.借助模拟软件,学生自主体验实验过程

在科学学科的学习中有大量的客观事实是无法用语言或平面图进行解释的。教师可以通过合理设计、选择和利用模拟软件,帮助学生理解。

例如,PhET的“能量的形式和转化仿真实验”主要由能量介绍和构建自己的能量转换系统两个实验组成。能量介绍实验主要探讨在加热和冷却铁块、砖块和水时,能量的增加和减少的情况以及能量如何在这些物体间转移的(如图5)。在“构建自己的能量转换系统”实验中,你可以改变能量的来源(如水能、太阳能、蒸汽能、机械能)、能量的改变者(如发电机涡轮、太阳能电池板)和能量的使用者(如水、白炽灯、节能灯),跟踪和可视化能量通过系统如何流动和变化。该模拟实验为学生提供了从物体的内部进行观察能量流动的机会,软件开发者将无形的能量用这一符号形象地表现出来,学生通过观察能量的流动,就可以直观地了解能量的流动过程(如图6)。在“构建自己的能量转换系统”实验中,学生完全可以根据自己的想法来构建自己的独特的能量转化系统,并体验不同的能量系统中不同能量(软件开发者在这一实验中用不同颜色的E表示不同的能量形式)的转换和流动的过程。

4.借助模拟软件,推动学生的自主探究

随着新课程标准的颁布与实施,越来越体现出研究性学习在科学课程中的重要性。研究性学习强调学生在真实情境中的主动探究,但在实际教学中,由于教学条件和学习时间、空间的限制,完全在现实场景中实施研究性学习是不太现实的。信息技术为研究性学习的顺利实施创设了良好的条件。计算机网络以其便捷性、交互性和超越时空性等优势,创建了一个开发式的学习环境,网络资源和多媒体网络环境成为实施研究性学习的重要物质条件。

例如,在“简单电路”的学习后,教师可以引导学生通过与实际完全相同的电压表、电流表等仪器精确测量不同电路(如下页图7、图8所示)中的电压、电流变化情况。当学生使用电压表发现串联电路和并联电路电压的不同时,对串联电路和并联电路的认识就会更深一层。

小学科学的内容只能使用PhET中很少的一部分软件,但即使是很少的软件,也可能由于受到小学生知识的限制,而不能完全发挥它的作用,如“简单电路”中电流表、电压表的使用,“声音”中波的干涉现象,“斜面”中能量、功的变化及测量等都是绝大多数小学生还不会使用的功能。但由于该软件具有自由、免费使用的特点,学生无论在学校还是在家,都可以随时登录网站,下载软件研究学习,所以,教师可让那些学有余力或者有探究欲望的学生回家后继续探究,为学生科学素养的提升留下广阔的空间。

● 结语

VREL实验室(“Virtual Reality and Education Laboratory”的简称)的发起人之一Veronice Pantelidis博士认为,在教育领域中应用虚拟现实技术的原因有:①激发学习动机。②可以比其他手段更精确地演示某些特征、过程等。③允许在很近的地方考察一个对象。④允许从很远的距离进行观察。⑤使残疾人能够进行他们原本无法完成的实验或学习机会。⑥提供从物体的内部进行观察的机会。⑦允许学习者根据自己的节奏来完成体验。⑧允许学习者在一个很宽的时间内完成体验,而不必按照课程表的规定。⑨通过实际使用获得对新技术的体验。⑩提供很好的交互性,鼓励实验者积极参与。

不过《科学(3~6年级)课程标准(实验稿)》也指出:“(现代教育技术)是教学过程与方式的有机成分,只能在必要的时候采用恰当的形式进行,千万不要滥用。尤其对于小学学习科学而言,亲历探究过程、获取第一手经验是极为重要的,不能用高新技术代替一切。”

正如课标所言,模拟实验纵有千般好,也不能用它完全代替学生的亲自动手,毕竟模拟软件不同于实物,学生在动手组装实物的过程中不仅学到了知识、建构了概念,还可以获得动手实践的机会,体验小组合作的快乐,收获成功与失败的情感体验等,这些都是模拟实验所无法给予的。

参考文献:

[1]根据网站原文“This simulation lets you see sound waves. Adjust the frequency or volume and you can see and hear how the wave changes. Move the listener around and hear what she hears.”翻译.

[2]根据网站原文“Explore how heating and cooling iron, brick, and water adds or removes energy. See how energy is transferred between objects. Build your own system, with energy sources, changers, and users. Track and visualize how energy flows and changes through your system.”翻译并整理.

[3]教育部基础教育司组织编写.走进新课程:与课程实施者对话[M].北京:北京师范大学出版社,2002:9,138.

[4]中华人民共和国教育部制订.科学(3~6年级)课程标准(实验稿)[M].北京:北京师范大学出版社,2001:2,37-38.

[5]陈华彬,梁玲.小学科学教育概论[M].北京:高等教育出版社,2003:10,284,285-290.

[6]邓艳红.课程与教学论[M].北京:首都师范大学出版社,2007:1,269-270,276,278-279.

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[8]金鑫,王朋娇,朱丽泽.高中数理化学习的解铃人[J].中小学电教,2011(1、2).

[9]肖美霖.PhET互动仿真软件与科学实验教学[J].中国信息技术教育,2010(11).

[10]汪诗林,吴泉源.开展虚拟实验系统的研究与应用[J].计算机工程与科学,2000:22(2).

仿真模拟实验 篇4

目前, 高效的很多专业课程概念抽象, 理论性强, 学生理解和掌握知识具有一定的难度。同时, 专业课程的实践性要求学生能够独立自出的进行实验。在传统的授课模式当中, 通常采用的是理论课和实验课相结合的方式, 老师现在课堂上进行理论的讲解, 然后再利用实验验证原理。这种方式理论和实验脱节开来, 相对比较独立。课堂上的理论知识也由于不够直观, 学生的理解也不透彻, 影响后期实验的验证效果。同时单独的实验教学内容单一, 不够灵活。采用计算机模拟仿真系统的实验教学方式能够很好的克服传统实验模式的不足, 调动学生学习的积极性, 极大的提高教学的质量。

2 计算机仿真系统

2.1 仿真教学基本概念

仿真教学是一种将理论联系实践的新的教学手段, 也成为模拟教学, 就是用实物模型或者是计算机模型来模拟一些真实的自然或者社会现象, 这样方便学生进行直观的理解或者操作。计算机仿真教学在很大程度上激发了学生的思维能力, 让学生在一种虚拟的仿真情景当中构建出深层、灵活的知识体系。

2.2 教学当中常用的仿真软件

2.2.1 Flash

Flash是用来制作网络交互动画的软件, 其通过采用矢量图形和流式播放技术, 很好的克服了网络传输速度的问题。Flash的矢量图形技术可以在不影响图形文件的大小和质量的条件下, 随意调整和缩放动画尺寸。而流式播放技术的采用, 使得用户能够边观看动画边下载动画文件。Flash的交互设计方式使设计者能够自由的控制动画, 赋予用户更多的主动权。

2.2.2 Visual C

Microsoft Visual C++6.0运行在Windows上进行C++代码开发的交互式集成开发环境。它集代码编辑、编辑、调试等功能于一体, 给开发者提供一个简洁美观的开发界面。VC集成了很多类库, 同时还提供很多应用程序的代码框架, 开发者不用书写代码, 只需几个按钮就行自动的生成一段完整的程序。

2.2.3 MATLAB

MATLAB是目前世界上一种流行的用于矩阵计算的开发工具, 其具有矩阵运算、数值分析、图像显示、信号处理等功能。在这种开发环境小, 开发者开发的小波分析、最优控制、鲁棒控制、神经网络等工具箱也被广泛的应用到建立数学模型系统当中。

2.2.4 Multisim

Multisim是一款进行高频电子线路开发的软件。这款软件操作方便、界面美观, 学生也易于入门。Multisim包含了电路原理图的输入、硬件描述语言等, 从分立元件到集成元件、无源器件到有源器件、模拟元件到数字元件等元件库, 并且还提供了功能强大的直流交流分析等。利用这款软件, 可以灵活的在上课当中进行试验的演示, 方便学生对电子线路知识的理解。

3 计算机仿真软件在电子技术教学当中的应用

电子线路当中的高频电路原理复杂抽象, 老师在理论实验当中进行理论推导, 由于知识的复杂, 对于学生来说, 很难快速掌握。这时候如果采用计算机仿真软件进行原理图的仿真教学, 形象生动的展示电路的工作原理, 这比单纯的进行枯燥公式推导印象深刻, 学生对于知识的掌握也会很快。

在市面上众多的EDA设计开发软件当中, Multisim软件非常的适合在电子课堂上进行计算机仿真教学。下面以正弦波振荡器为例, 介绍Multisim对于学生理解高频电路工作过程的帮助。

正弦波振荡器振荡不需要在输入端输入信号, 在输出端就能产生一定频率和幅值的正弦电压的反馈放大电路。该电路是由放大电路、正反馈网络、选频网络和稳幅电路组成, 其起振的过程包括起振条件和平衡条件两个过程。

起振条件:振幅起振AF>1;相位起振ΦA+ΦF=2nπ (n=0, 1, 2............n)

平衡条件:振幅平衡AF=1;相位起振ΦA+ΦF=2nπ (n=0, 1, 2............n)

起振过程微小的扰动经过放大、选频、反馈、放大、选频、反馈如此反复的循环, 振荡电压增长起来, 建立起为稳定的振荡电压。对于振荡条件和平衡条件的理解, 尽管在上课的过程中已经进行了理论的分析, 但是学生还是机械式的了解起振的过程。学生对于这样的过程理解起来还是具有一定的难度。如果通过计算机仿真软件演示振荡电路的起振过程, 让学生了解在起振过程当中起振条件和平衡条件是如何起作用的。其起振的演示波形如下图所示:

使用Multisim软件仿真振荡电路, 通过示波器对输出的波形进行观察, 可以看到输出波形从零开始逐渐的增大, 并且随着时间的推移, 波形幅度增大的趋势开始减缓, 最终趋于恒定。上述的过程就对应了振荡器的起振和平衡条件。通过前面分析可以知道, 起振AF>1, 振荡器开始起振, 幅度开始增加, 随着放大器进入饱和状态, 增益A开始见效, 增幅减缓, 一直到AF=1, 达到平衡条件, 波形稳定。通过Multisim进行演示, 直观明了, 可以加深学生对振荡器起振和平衡条件的理解。

4 总结

计算机仿真模拟辅助教学是当今教育的重要内容, 计算机仿真进入到实验领域, 可以丰富辅助实验的手段内容, 是教育技术的一次重大的革新。但是, 我们也要深刻的认识到计算机仿真教学仅仅是辅助手段, 这种方式并不是万能的, 我们要认识到其局限性, 不能因为这种实验手段放弃实训, 只有两种方法相互结合, 才能够提高实验的效率和质量。

摘要:随着计算机和仿真技术的发展, 仿真作为一种理论联系实际的手段, 应用于各阶层的实验系统当中。采用仿真代替部分实验, 能够节省大量的实验资源, 同时也能更好的培养出适合社会的人才。本文在介绍了计算机仿真技术的基础上, 结合具体的实验实例, 指出计算机仿真模拟技术在学习实践中的优势所在。

关键词:计算机,仿真,应用

参考文献

[1]张葛祥, 李娜周.MATLAB仿真技术与应用[M].北京:清华大学出版社, 2003.

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[3]路秋生.功率因数校正技术与应用[M].北京:机械工业出版社, 2006.

07.精确控制,仿真模拟 篇5

【 原创:不动明王2007-06-15 10:55多彩总汇浏览/回复:4144/82】没事干,练练手。

以沪指为例,进行实盘训练。

以发贴时间和点位进行公布开仓或平仓。

期指不过夜。

模拟玩玩,有兴趣的朋友自己来玩。

【 · 原创:不动明王2007-06-15 10:56 】

先测试一下闽发时间和实际时间是否有较大误差。

实际时间:10.54

【 · 原创:不动明王2007-06-15 10:56 】

10.55:

放空4114!

【 · 原创:不动明王2007-06-15 10:57 】

闽发时间滞后2分钟。

【 · 原创:不动明王2007-06-15 11:03 】

每次操作默认一口仓,上限2口仓。

备战期指。

【 · 原创:不动明王2007-06-15 11:12 】

股票做空仓位暴露容易被主力倒逼。

不如期指,量大仓多,容易隐藏。

【 · 原创:不动明王2007-06-15 11:20 】

中午最低收盘。

【 · 原创:不动明王2007-06-15 11:23 】

对股指监控已经1个月了。

练练手。

【 · 原创:不动明王2007-06-15 11:28 】

11:28--4072(平仓

【 · 原创:不动明王2007-06-15 11:29 】

每次2点手续费够吗?

4114-4072-2=40点,套利。

【 · 原创:不动明王2007-06-15 12:31 】

【 · 原创:绝杀2007-06-15 11:53 】

明王:是否必须当日平仓?

工具箱

×××

当日平仓是以控制风险为主。

避免次日受消息波动太大。

【 · 原创:绝杀2007-06-15 11:56 】

还有,沪指上窜下跳,怎么看待暴仓,请赐教!

×××

假设你有30万,一点300,累计输1000点算暴仓。

【 · 原创:不动明王2007-06-15 12:41 】

为方便输入:

开多仓以+ABCD表示

开空仓以-ABCD表示

平仓以0ABCD表示

两口仓以ABCD×2表示。

【 · 原创:不动明王2007-06-15 12:45 】

·许多人认为做好期指就是看对大盘涨跌!

【 原创:忘情剑2007-06-15 12:13多彩总汇浏览/回复:205/5】

许多人认为做好期指就是看对大盘涨跌!

经常看见有人模拟期指,他们认为做好期指就是看对大盘涨跌,常常以自己看对大盘为荣..他们都信誓蛋蛋的说:我对大盘走向判断基本能把握好,做期指肯定赚大钱..如果是这样,你将死无葬身之地.指数期货的走式从来都不是根现货指数完全吻合的,有时提前,有时滞后,甚至许多时候莫名其妙的独立于现货.其实这都不该怪散户,都是我们的上面在误导大家...专家们是这样解释指数期货的:如果大盘跌,你做空就能赚钱,涨也是一样.反之你就亏钱..他们最爱说的一句是机构可以借期指避险,大盘跌时,就做空期指,可以对冲股票下跌的风险.在这里,他们偷换了一个概念:把大盘指数和期指混为一谈..期指并不是大盘指数,2者并没有绝对的相关性.你要做空,做空的标的是期指,而不是大盘指数..如果大盘跌,某些机构在期指上做空,你得小心在期指被对手逼空...期货根现货在理论上虽然相关,但在实际中从来都不相关的,这可以说是常识.我不明白为什么上面却严重误导股民...至少应该提示存在期指和现货不相关的可能..如果相关,那就不是期货了.那就没有中国国储在铜上被绞杀了.也许是上面真的不懂,也有可能.现在大家分析期指的方法就在用分析权证那套理论---既然现货都跌了,期指怎么可能涨?既然正股都是行权价几倍了,沽权怎么可能涨?既然正股都在行权价下面,那认购为什么还不涨??

如果许多机构还是这样的思维,在衍生品中,你将亏得很掺...忘情剑工作室

wqjwqj596@163.com

2007.6.15.12.12

**********

忘忘同学这个帖子还有点门道。

转贴一下。

【 · 原创:不动明王2007-06-15 13:04 】

-4092

【 · 原创:不动明王2007-06-15 13:10 】

0-4083

【 · 原创:不动明王2007-06-15 13:19 】

-4110

【 · 原创:不动明王2007-06-15 13:24 】

2+4098

【 · 原创:不动明王2007-06-15 13:25 】

上面是2口多仓,一口多仓对应前面那口空仓,因为平仓需要时间。

直接多开一口多仓可以锁定前面的空仓套利。

慢慢平仓来得及。

【 · 原创:不动明王2007-06-15 13:27 】

0-4106

【 · 原创:不动明王2007-06-15 13:30 】

0+4118先平一口多。

【 · 原创:不动明王2007-06-15 13:34 】

2-4131

【 · 原创:不动明王2007-06-15 13:35 】

0+4131

【 · 原创:不动明王2007-06-15 13:40 】

0-4123

【 · 原创:不动明王2007-06-15 13:41 】

尚有-4131一口,逼近4129自动平仓。

【 · 原创:不动明王2007-06-15 13:43 】

算平仓,4130

【 · 原创:不动明王2007-06-15 13:49 】

-4150

【 · 原创:不动明王2007-06-15 13:52 】

-4143加一口

【 · 原创:不动明王2007-06-15 14:07 】

0-4123

【 · 原创:不动明王2007-06-15 14:13 】

-4130

【 · 原创:不动明王2007-06-15 14:26 】

0-4112

【 · 原创:不动明王2007-06-15 14:27 】

0-4113

【 · 原创:不动明王2007-06-15 14:35 】

-4130

【 · 原创:不动明王2007-06-15 14:42 】

0-4125

【 · 原创:不动明王2007-06-15 14:53 】

开仓平仓手续费 收益

-4114-4072240

-4092-408327

-4100-41062-8

40984118218

40984131231

-4131-412326

-4131-41302-1

-4150-4123225

-4143-4113228

-4130-4113215

-4130-412523

合计 164

有一个空单用2个多单锁定了收益,然后慢慢平仓,所以看起来是负值-8。另有一个空单是到了止损位,自动平仓,出现-1。

假设30万资金,300一点,累计可亏损1000点。

目前单纯以点数计算。

1000+164=1164点。

【 · 原创:不动明王2007-06-15 14:59 】

修正一下规则:

开多仓:+A

开空仓:-A

平多仓:0+A

平空仓:0-A

开2仓:2+A或2-A

平2仓:20+A或20-A

简单输入,即可表示。

参与者起始1000点,手续费每口2点。

一般不过夜。

【 · 原创:不动明王2007-06-15 15:03 】

纯粹股指模拟不等于最终期指操作。

但是,如果连股指模拟都赢不了,期指肯定大概率失败。

【 · 原创:不动明王2007-06-15 15:06 】

地源热泵热水系统的仿真模拟研究 篇6

【关键词】地源热泵;仿真模型;动态仿真

Simulation study of ground source heat pump hot water system

Zhang Yu1,2,Huang Qiao-ling1,2,Lai Zhen-bin1,2

(1.Guizhou Province Building Research and Testing CenterGuiyangGuizhou550000;

2.Scientific Research and Design Institute of Guizhou building constructionGuiyangGuizhou550000)

【Abstract】Through the analysis of the ground source heat pump components, we set up a ground source heat pump composed of three loops : Underground heat exchanger loop, loop heat pump units, the end of the water loop mathematical model. Adoption of conservation equation of mass, energy and momentum conservation equation, it structures the system dynamic simulation model with MATLAB-SIMULINK module and GUI visualization interface design.

【Key words】Ground source heat pump;Simulation model;Dynamic simulation

1. 前言

(1)近年来,由于能源危机的产生,以及对环保的重视,使得对地源热泵的研究越来越普遍。合理地建立地源热泵的模型,是研究地源热泵的运行特性和合理匹配热泵各部件使其达到最佳运行特性的一个重要环节。本文将建立地源热泵系统的各环路数学模型,通过质量守恒,能量守恒和动量守恒关系,在MATLAB-SIMULINK环境下建立系统的仿真模型。输入地源热泵系统的初始参数,计算出对应配置下相应的参数,输出系统的冷凝温度,蒸发温度和室内温度的变化曲线,从而达到动态仿真的目的。本文只对冬季工况进行仿真。其冬季工况的系统示意图如图1。

图1地源热泵系统示意图

(2)系统由三个环路组成,分别是地下埋管换热器环路、热泵机组环路、末端水环路,如图1所示。用地下埋管换热器回收土壤的低位热源,蒸发器中的制冷剂吸收土壤的热量开始蒸发,制冷剂经过压缩机变成高温高压的气体,再经过冷凝器,跟冷凝器中的冷凝水换热,冷凝器中的冷凝水吸收致冷剂的热量后温度上升,热水就供给用户。而制冷剂再经过膨胀阀变成低温低压的液体流入蒸发器,这就完成了一个工作循环。

2. 地源热泵系统的数学模型

2.1地下埋管换热器数学模型。

包括地下循环水与土壤之间的传热。假设土壤的温度是恒定不变的,设地下循环水与土壤恒温层有一定厚度进行传热,从而可简化为一个简单的温差传热过程,可用对数平均温差计算。传热方程数学表达式如公式(1):

mecp(teo-tei)   =kgfg  teo-teiln tg-tei tg-te0                     (1)

式中

me——蒸发器水侧循环流量,Kg/s;

cp——水的比热,k J/(Kg·k);

te0——蒸发器出口循环水温度,℃ ;

tei ——蒸发器进口循环水温度,℃;

tg——地下土壤平均换热温度,℃;

kg ——地下传热系数,W/(  m2·k);

fg ——地下换热器总面积, ;

2.2热泵机组环路数学模型;

2.2.1蒸发器和冷凝器数学模型。

与压缩机和膨胀阀相比,冷凝器和蒸发器的模型和模拟方法更为复杂,涉及到的输入和输出参数也更多。根据模拟方法的不同,换热器的模型一般分为稳态模型和动态模型。在蒸发器和冷凝器中,工质的焓降应等于工质与循环水间的传热,也等于循环水进出口的内能增量。其传热方程数学表达式如公式(2)和公式(3):

mecp( teo-tei)  =kefe teo-teiln teo-te tei-te =m(h2-h1)                                  (2)

mccp( tco-tci)  =kcfc tco-tciln tc-tci tc-tco =m(h3-h4)                                 (3)

式中

m——工质流量,Kg/s;

mc ——冷凝器水侧循环水流量,Kg/s;

tci——冷凝器进口循环水温度,℃;

tco ——冷凝器出口循环水温度,℃ ;

ke ——蒸发器总传热系数,W/( m2·k);

fe ——蒸发器的换热面积,m2

kc ——冷凝器的总传热系数,W/(m2 ·k)

fc ——冷凝器的换热面积,m2 。

2.2.2压缩机数学模型。

目前常用的压缩机建模方法有效率法、图形法等。效率法是一种相对简单的方法,即将压缩机中复杂的流动与传热过程简化为一些经验公式来计算压缩机的效率,如容积效率、指示效率、摩擦效率等。图形法是根据厂家提供的压缩机性能曲线进行回归的建模方法,适用于某一型号的压缩机在特定工况下的性能。本文采用图形法建模,通过具体压缩机样本提供的工况数据拟合出关联的输气系数表达式。选用单螺杆压缩机,忽略气缸壁与外部空气间的热交换,可得以下表达式如公式(4)和公式(5):

VR=ηVH                   (4)

m= VR/3600vs                     (5)

式中:

VR  ——实际输气量, /h;

VH   ——理论输气量, /h;

vs——压缩机进口工质的比容,m3 /Kg;

η——输气效率;

2.3末端环路数学模型。

2.3.1假设房间温度变化引起的对室外的传热在瞬间达到稳定,忽略管路的沿程损失,可得传热方程数学表达式如公式(6)和公式(7):

mccp( tco-tci)  =khfh(ti-t0)                  (6)

mccp( tco-tci)  ==kpfp tco-tciln tco-ti tci-ti                   (7)

式中

ti   ——室内温度,℃;

t0   ——室外温度,℃;

kh ——房间的总传热系数,W/( m2·k);

fh——房间的总换热面积,m2 ;

kp ——风机盘管与室内空气的总传热系数,W/(m2 ·k);

fp——风机盘管与室内空气的总换热面积,m2 。

建立好各个子系统的仿真模型后,把各个子系统封装起来。但实现仿真还需要有输入信号。本文用室外温度来作为仿真的输入信号,因为室外温度是在不停的变化,所以用变正弦波信号来模拟它的变化。则地源热泵系统仿真可以实现,其主程序如图2。

2.3.2在进行地源热泵的仿真时,其系统调用过程如下:

(1)对房间进行试算,在仿真程序内设置房间初始参数(房间空调面积,传热系数等)。自热泵机组开启时刻起,输人室外温度变化扰量,调用冷凝器子程序,计算得到室内温度和冷凝器进口循环水温度。

图5室内温度变化曲线

图6蒸发温度变化曲线

(2)对冷凝器进行试算,设置冷凝器结构参数,冷凝器水侧流量,调用房间和压缩机子程序,获得工质流量,冷凝器进口循环水温度。计算得到冷凝器的冷凝温度,冷凝器出口循环水温度。

(3)对蒸发器进行试算,设置蒸发器结构参数,蒸发器水侧流量,调用地下和压缩机子程序,获得工质流量,蒸发器出口循环水温度。计算得到蒸发器的蒸发温度以及蒸发器进口循环水温度。

(4)对压缩机进行试算,设置压缩机结构参数,调用房间子程序,获得工质流量。

(5)对地下埋管换热器进行试算,设置埋管换热器结构参数,调用蒸发器子程序,获得蒸发器出口循环水温度。

(6)最后再调用冷凝器,蒸发器及压缩机子程序,最终获得冷凝温度,蒸发温度的变化情况以及工质流量(见图4~图7)。

图7冷凝温度变化曲线

2.3.3从仿真结果来看,跟实际情况基本相符。当室外温度在一3℃至3℃波动变化时,它的室内温度、冷凝温度和蒸发温度都在相应的范围内变化。

(1) 室内温度的初始值为9℃,在运行过程中很快达到设定温度20℃,并在其附近小幅度波动,变化曲线如图4。

(2) 蒸发温度在5℃到15℃之间变化,它的曲线表明了随着室外温度的升高蒸发温度也相应的有所增加。它受室外温度的影响比较大,所以上升曲线比较陡,比冷凝温度上升得快,变化曲线如图6。

(3) 冷凝温度在40℃到55℃之间变化,它的曲线上升得相当有规律,类似于一条直线,但上升的过程中又有不规则的波动。曲线表明了室外温度在小范围内波动的时候冷凝温度受它的影响比较缓慢,上升曲线比较平缓,变化曲线如图7。

2.3.4仿真的结果验证了仿真能够很好地调节室内换热量,从而保证了正常的室内设定温度。从仿真结果可以得出以下结论:

(1) 地源热泵系统数学模型的建立理论充分,符合实际情况,具有一定的推广作用。

(2) 地源热泵的仿真模型采用智能控制,失真度较小。

(3) 由于数学模型的相对简化以及合理的一些假设,对仿真结果有影响。

(4)可以加入一些忽略的影响因素,使地源热泵仿真模型更贴近实际情况。

参考文献

[1]丁国良,张春路著. 制冷空调装置仿真与优化[M]. 科学出版社,2001.

[2]徐伟,郎四维.地源热泵技术指南[M]. 北京:中国建筑工业出版社,2001.

[3]曲云霞. 地源热泵系统模型与仿真[D]. 西安建筑科技大学博士学位论文,2004.06.

[4]王胜贤,秦萍. 地源热泵系统的动态仿真模型研究[D]. 西南交通大学机械工程学院2006.06.

式中

m——工质流量,Kg/s;

mc ——冷凝器水侧循环水流量,Kg/s;

tci——冷凝器进口循环水温度,℃;

tco ——冷凝器出口循环水温度,℃ ;

ke ——蒸发器总传热系数,W/( m2·k);

fe ——蒸发器的换热面积,m2

kc ——冷凝器的总传热系数,W/(m2 ·k)

fc ——冷凝器的换热面积,m2 。

2.2.2压缩机数学模型。

目前常用的压缩机建模方法有效率法、图形法等。效率法是一种相对简单的方法,即将压缩机中复杂的流动与传热过程简化为一些经验公式来计算压缩机的效率,如容积效率、指示效率、摩擦效率等。图形法是根据厂家提供的压缩机性能曲线进行回归的建模方法,适用于某一型号的压缩机在特定工况下的性能。本文采用图形法建模,通过具体压缩机样本提供的工况数据拟合出关联的输气系数表达式。选用单螺杆压缩机,忽略气缸壁与外部空气间的热交换,可得以下表达式如公式(4)和公式(5):

VR=ηVH                   (4)

m= VR/3600vs                     (5)

式中:

VR  ——实际输气量, /h;

VH   ——理论输气量, /h;

vs——压缩机进口工质的比容,m3 /Kg;

η——输气效率;

2.3末端环路数学模型。

2.3.1假设房间温度变化引起的对室外的传热在瞬间达到稳定,忽略管路的沿程损失,可得传热方程数学表达式如公式(6)和公式(7):

mccp( tco-tci)  =khfh(ti-t0)                  (6)

mccp( tco-tci)  ==kpfp tco-tciln tco-ti tci-ti                   (7)

式中

ti   ——室内温度,℃;

t0   ——室外温度,℃;

kh ——房间的总传热系数,W/( m2·k);

fh——房间的总换热面积,m2 ;

kp ——风机盘管与室内空气的总传热系数,W/(m2 ·k);

fp——风机盘管与室内空气的总换热面积,m2 。

建立好各个子系统的仿真模型后,把各个子系统封装起来。但实现仿真还需要有输入信号。本文用室外温度来作为仿真的输入信号,因为室外温度是在不停的变化,所以用变正弦波信号来模拟它的变化。则地源热泵系统仿真可以实现,其主程序如图2。

2.3.2在进行地源热泵的仿真时,其系统调用过程如下:

(1)对房间进行试算,在仿真程序内设置房间初始参数(房间空调面积,传热系数等)。自热泵机组开启时刻起,输人室外温度变化扰量,调用冷凝器子程序,计算得到室内温度和冷凝器进口循环水温度。

图5室内温度变化曲线

图6蒸发温度变化曲线

(2)对冷凝器进行试算,设置冷凝器结构参数,冷凝器水侧流量,调用房间和压缩机子程序,获得工质流量,冷凝器进口循环水温度。计算得到冷凝器的冷凝温度,冷凝器出口循环水温度。

(3)对蒸发器进行试算,设置蒸发器结构参数,蒸发器水侧流量,调用地下和压缩机子程序,获得工质流量,蒸发器出口循环水温度。计算得到蒸发器的蒸发温度以及蒸发器进口循环水温度。

(4)对压缩机进行试算,设置压缩机结构参数,调用房间子程序,获得工质流量。

(5)对地下埋管换热器进行试算,设置埋管换热器结构参数,调用蒸发器子程序,获得蒸发器出口循环水温度。

(6)最后再调用冷凝器,蒸发器及压缩机子程序,最终获得冷凝温度,蒸发温度的变化情况以及工质流量(见图4~图7)。

图7冷凝温度变化曲线

2.3.3从仿真结果来看,跟实际情况基本相符。当室外温度在一3℃至3℃波动变化时,它的室内温度、冷凝温度和蒸发温度都在相应的范围内变化。

(1) 室内温度的初始值为9℃,在运行过程中很快达到设定温度20℃,并在其附近小幅度波动,变化曲线如图4。

(2) 蒸发温度在5℃到15℃之间变化,它的曲线表明了随着室外温度的升高蒸发温度也相应的有所增加。它受室外温度的影响比较大,所以上升曲线比较陡,比冷凝温度上升得快,变化曲线如图6。

(3) 冷凝温度在40℃到55℃之间变化,它的曲线上升得相当有规律,类似于一条直线,但上升的过程中又有不规则的波动。曲线表明了室外温度在小范围内波动的时候冷凝温度受它的影响比较缓慢,上升曲线比较平缓,变化曲线如图7。

2.3.4仿真的结果验证了仿真能够很好地调节室内换热量,从而保证了正常的室内设定温度。从仿真结果可以得出以下结论:

(1) 地源热泵系统数学模型的建立理论充分,符合实际情况,具有一定的推广作用。

(2) 地源热泵的仿真模型采用智能控制,失真度较小。

(3) 由于数学模型的相对简化以及合理的一些假设,对仿真结果有影响。

(4)可以加入一些忽略的影响因素,使地源热泵仿真模型更贴近实际情况。

参考文献

[1]丁国良,张春路著. 制冷空调装置仿真与优化[M]. 科学出版社,2001.

[2]徐伟,郎四维.地源热泵技术指南[M]. 北京:中国建筑工业出版社,2001.

[3]曲云霞. 地源热泵系统模型与仿真[D]. 西安建筑科技大学博士学位论文,2004.06.

[4]王胜贤,秦萍. 地源热泵系统的动态仿真模型研究[D]. 西南交通大学机械工程学院2006.06.

式中

m——工质流量,Kg/s;

mc ——冷凝器水侧循环水流量,Kg/s;

tci——冷凝器进口循环水温度,℃;

tco ——冷凝器出口循环水温度,℃ ;

ke ——蒸发器总传热系数,W/( m2·k);

fe ——蒸发器的换热面积,m2

kc ——冷凝器的总传热系数,W/(m2 ·k)

fc ——冷凝器的换热面积,m2 。

2.2.2压缩机数学模型。

目前常用的压缩机建模方法有效率法、图形法等。效率法是一种相对简单的方法,即将压缩机中复杂的流动与传热过程简化为一些经验公式来计算压缩机的效率,如容积效率、指示效率、摩擦效率等。图形法是根据厂家提供的压缩机性能曲线进行回归的建模方法,适用于某一型号的压缩机在特定工况下的性能。本文采用图形法建模,通过具体压缩机样本提供的工况数据拟合出关联的输气系数表达式。选用单螺杆压缩机,忽略气缸壁与外部空气间的热交换,可得以下表达式如公式(4)和公式(5):

VR=ηVH                   (4)

m= VR/3600vs                     (5)

式中:

VR  ——实际输气量, /h;

VH   ——理论输气量, /h;

vs——压缩机进口工质的比容,m3 /Kg;

η——输气效率;

2.3末端环路数学模型。

2.3.1假设房间温度变化引起的对室外的传热在瞬间达到稳定,忽略管路的沿程损失,可得传热方程数学表达式如公式(6)和公式(7):

mccp( tco-tci)  =khfh(ti-t0)                  (6)

mccp( tco-tci)  ==kpfp tco-tciln tco-ti tci-ti                   (7)

式中

ti   ——室内温度,℃;

t0   ——室外温度,℃;

kh ——房间的总传热系数,W/( m2·k);

fh——房间的总换热面积,m2 ;

kp ——风机盘管与室内空气的总传热系数,W/(m2 ·k);

fp——风机盘管与室内空气的总换热面积,m2 。

建立好各个子系统的仿真模型后,把各个子系统封装起来。但实现仿真还需要有输入信号。本文用室外温度来作为仿真的输入信号,因为室外温度是在不停的变化,所以用变正弦波信号来模拟它的变化。则地源热泵系统仿真可以实现,其主程序如图2。

2.3.2在进行地源热泵的仿真时,其系统调用过程如下:

(1)对房间进行试算,在仿真程序内设置房间初始参数(房间空调面积,传热系数等)。自热泵机组开启时刻起,输人室外温度变化扰量,调用冷凝器子程序,计算得到室内温度和冷凝器进口循环水温度。

图5室内温度变化曲线

图6蒸发温度变化曲线

(2)对冷凝器进行试算,设置冷凝器结构参数,冷凝器水侧流量,调用房间和压缩机子程序,获得工质流量,冷凝器进口循环水温度。计算得到冷凝器的冷凝温度,冷凝器出口循环水温度。

(3)对蒸发器进行试算,设置蒸发器结构参数,蒸发器水侧流量,调用地下和压缩机子程序,获得工质流量,蒸发器出口循环水温度。计算得到蒸发器的蒸发温度以及蒸发器进口循环水温度。

(4)对压缩机进行试算,设置压缩机结构参数,调用房间子程序,获得工质流量。

(5)对地下埋管换热器进行试算,设置埋管换热器结构参数,调用蒸发器子程序,获得蒸发器出口循环水温度。

(6)最后再调用冷凝器,蒸发器及压缩机子程序,最终获得冷凝温度,蒸发温度的变化情况以及工质流量(见图4~图7)。

图7冷凝温度变化曲线

2.3.3从仿真结果来看,跟实际情况基本相符。当室外温度在一3℃至3℃波动变化时,它的室内温度、冷凝温度和蒸发温度都在相应的范围内变化。

(1) 室内温度的初始值为9℃,在运行过程中很快达到设定温度20℃,并在其附近小幅度波动,变化曲线如图4。

(2) 蒸发温度在5℃到15℃之间变化,它的曲线表明了随着室外温度的升高蒸发温度也相应的有所增加。它受室外温度的影响比较大,所以上升曲线比较陡,比冷凝温度上升得快,变化曲线如图6。

(3) 冷凝温度在40℃到55℃之间变化,它的曲线上升得相当有规律,类似于一条直线,但上升的过程中又有不规则的波动。曲线表明了室外温度在小范围内波动的时候冷凝温度受它的影响比较缓慢,上升曲线比较平缓,变化曲线如图7。

2.3.4仿真的结果验证了仿真能够很好地调节室内换热量,从而保证了正常的室内设定温度。从仿真结果可以得出以下结论:

(1) 地源热泵系统数学模型的建立理论充分,符合实际情况,具有一定的推广作用。

(2) 地源热泵的仿真模型采用智能控制,失真度较小。

(3) 由于数学模型的相对简化以及合理的一些假设,对仿真结果有影响。

(4)可以加入一些忽略的影响因素,使地源热泵仿真模型更贴近实际情况。

参考文献

[1]丁国良,张春路著. 制冷空调装置仿真与优化[M]. 科学出版社,2001.

[2]徐伟,郎四维.地源热泵技术指南[M]. 北京:中国建筑工业出版社,2001.

[3]曲云霞. 地源热泵系统模型与仿真[D]. 西安建筑科技大学博士学位论文,2004.06.

仿真模拟实验 篇7

1 口腔实验教学现状

口腔实验教学能够引导口腔医学学生从理论走向实践。从目前我国口腔实验教学的情况来看, 教学主要依附于利用离体牙、石膏牙等进行技术操作练习, 并且在课堂学习过程中还没有改变以教师为主导的传统教育方式。教师在讲解实验步骤、内容、实验目的之后让学生独立进行操作, 在学生进行操作的过程中, 虽然教师也会巡视, 但是由于学生较多, 教师并不能完全了解每一位学生的操作情况, 因此教学还达不到相关要求[2]。

2 口腔仿真模拟实验室及其构成要素

口腔仿真模拟实验室主要由临床模拟操作系统、教学仿真模拟头模、计算机教学系统构成, 能够营造出实际的临床操作氛围。通过在口腔仿真模拟实验室中练习, 能够使学生更加了解口腔规范化操作的步骤、流程等, 收到了良好的教学效果。

口腔仿真模拟实验室能够模拟临床口腔医学专业的实际操作情况, 例如体位调节、口腔镜的使用、组织牵拉方式、观察区和邻近组织的保护等。另外, 口腔仿真模拟实验室还能够模拟出人的面颊形态和口腔形态, 且全口牙列和形态方面更为逼真, 增强了学生在学习过程中的感性认识, 同时也提高了学生的理解能力、激发了学生钻研探索的兴趣, 最终达到了提高学生临床操作能力的目标。

口腔医学已经成为我国重点发展的学科之一, 在学生培养方面需要不断提高学生的实践能力, 因此口腔仿真模拟实验室的建立十分必要[3]。口腔仿真模拟实验室的构成要素主要包括以下几个方面。

2.1 数字化临床操作示范系统

在数字化临床操作示范系统中又包括仿真模拟环境、示范教室和控制室3个部分。数字化临床操作示范系统是整个口腔仿真模拟实验室建设中最为重要的一个部分, 教师的操作均是在数字化临床操作示范系统中完成的。另外, 此系统还能够通过对摄像头的角度进行控制, 从而找到观摩的最佳视野, 同时具有语音传输功能, 能够让学生和教师进行实时沟通, 并能够将操作过程反复播放, 以增强教学效果。在操作室中的设备主要有术野摄像机万向臂、高清液晶监视器、语音系统等;在示教室中的主要仪器包括多媒体会议摄像头、远程控制摄像机、高清显示设备、影像系统等。

2.2 口腔颌面外科学子系统

口腔颌面外科学子系统中的设备主要包括手术床、口腔激光治疗仪、阻生齿拔除手机等, 这些设备共同构成口腔颌面外科学子系统, 可以完成牙齿拔除、口腔外伤清创缝合、牙槽外科手术操作等实训项目教学。

2.3 口腔内科学子系统

口腔内科学子系统中的设备主要包括牙科综合治疗机、高速涡轮手机、根管充填仪、根管测量仪、负压冲洗系统等, 这些设备共同构成口腔内科学子系统, 可以完成龋病、牙体硬组织非龋性疾病、牙髓病、牙周病的仿真临床诊断以及模拟治疗等实训项目教学[4]。

2.4 口腔修复学子系统

口腔修复学子系统的设备主要包括可调式仿真头模、头戴式放大镜、高频电刀、高速涡轮手机等。该系统可以完成嵌体、全冠、可摘局部义齿、全口义齿等各类修复体的仿真临床诊断以及模拟修复等实训项目教学。

2.5 口腔正畸学子系统

口腔正畸学子系统的设备主要包括高分辨率正畸牙模扫描仪、口腔正畸软件系统等。该系统主要应用于各类口腔正畸治疗的仿真模拟实训教学。

3 口腔仿真模拟实验室和口腔实验教学的管理

口腔仿真模拟实验室在实际教学过程中虽然能够取得良好的教学效果, 可以提高学生的动手能力, 但是在管理方面也需要一定的突破, 这样才能够保证这种教学方式发挥本身的优势[1]。笔者认为, 在对口腔仿真模拟实验室和口腔实验教学进行管理的过程中还需要做到以下两方面。

3.1 管理做到科学化

建立口腔仿真模拟实验室和口腔实验教学的最终目标是培养学生的动手能力和创新能力, 因此需要加强对设备、师资情况的管理, 这样才能够保障实验教学顺利进行。以往实验室往往由技术人员进行管理, 这种管理方式虽然具有一定的优势, 但是笔者认为让专职教师进行管理效果更好, 因为专职教师专业理论知识丰富, 能够让实验室物品的摆放更有序, 还能够保证上课时所需物品齐全。

3.2 管理做到制度化

想要管理好实验室还需要制订相应的规章制度作为保障, 根据各个系统的不同情况, 制订符合实际的管理制度。另外, 还可以在每台设备上悬挂标有安全操作注意事项的小卡片, 提醒学生安全、正确地操作设备, 减少设备损坏并避免发生各类意外。

参考文献

[1]陈乃玲, 穆玉, 吴文慧, 等.口腔仿真模拟实验室与口腔实验教学[J].中国煤炭工业医学杂志, 2014, 17 (4) :674-677.

[2]赵雪, 牛卫东, 刘启成, 等.口腔仿真模拟实验室的管理实践[J].中国高等医学教育, 2009 (7) :13-14.

[3]张乾, 苏雪莲, 李志强.口腔仿真模拟系统在牙体牙髓病学实验教学中的应用[J].西北民族大学学报:自然科学版, 2009 (4) :59-60.

仿真模拟实验 篇8

1 对传统实验教学模式的反思

模拟电子技术实验课程是一门实践性很强的技术基础课程, 教学的主要内容是测量仪器的使用、电路的分析以及相应参数的测量, 在传统的实验教学工作中, 实验总是被安排为理论教学的辅助性环节, 例行的实验程序是学生根据教师已编好的实验指导书, 在事先准备好的定型的实验装置上, 按已拟订好的实验步骤, 机械地测试一些数据来验证所讲理论的正确性。在实验过程中, 有的学生亲自动手进行了一些简单的操作, 而有的学生只负责记录实验数据, 连简单的操作也没有动手做, 实验做完了也是知其然而不知其所以然。在编写实验报告书时也是按照实验指导书上所写的实验目的、实验材料、实验步骤、实验数据、实验结果分析等固定步骤完成实验报告, 千篇一律, 缺乏个性和独创性, 甚至有的学生把别人的实验报告抄一遍交给教师了事。虽然传统实验教学在培养学生正确使用仪器仪表, 正确测取分析实验数据方面起着重要作用, 但在发挥学生的主动性, 培养学生独立思考、独立工作的能力和提高学生应用理论解决实际问题的能力和动手制作能力等方面存在着明显的不足。

2 构建新的实验教学模式的指导思想

为了改变传统实验教学模式所造成的被动局面, 提高实验教学的质量, 必须建立新的实验教学模式, 对实验教学内容和方法进行改革。我们的指导思想是:实验教学应充分调动学生的积极性, 充分发挥学生的主观能动性, 以培养学生的能力为中心, 构建新的四层次实验教学模式。围绕培养学生能力这一中心, 我们把实验划分为四个层次。第一层次, 实验基本技能训练。第二层次, 验证性实验。第三层次, 综合设计性仿真实验。

3 实验教学的要求

这门课要求学生能够熟练使用示波器, 函数信号发生器, 毫伏表, 模拟电路实验箱, 并能在实验箱上熟练进行模拟电路实验, 通过实验掌握模拟电路的基本原理, 通过实验掌握模拟电路实验的基本方法, 会熟练测量模拟电路的有关参数。

应用Multisim2001软件, 对模拟电子技术实验进行仿真实验, 使学生学会在虚拟环境中进行模电实验和电路设计, 通过虚实模电实验使学生更好地掌握实验的基本方法和基本思路。

4 实验教学改革措施实验教学模式改革

改传统的分散教学模式为实际电路与仿真实验结合的方式, 充分发挥学生的主观能动性。围绕培养学生能力这一中心, 把实验划分为三个层次。第一层次, 实验基本技能训练。第二层次, 验证性实验。第三层次, 综合设计性仿真实验。

实验基本技能训练

在基本技能训练实验中, 主要是培养学生掌握模拟电子基本测量技能和基本测试方法以及使学生养成严谨的作风和安全用电的习惯。在模拟电子实验中, 学生要经常使用万用表、直流稳压电源、信号发生器、示波器等模拟电子测量仪器仪表, 熟悉这些仪器仪表的结构和工作原理, 熟练掌握正确使用和操作这些仪器仪表的方法, 是学生必须掌握的基本实验技能, 这对防止因操作失误而损坏仪器仪表, 提高实验效率起着关键作用。为此我们在模拟电子技术实验中安排了常用仪器仪表的使用实验。要求学生熟练掌握测量电压、电流等参数的方法, 而且要求学生了解误差理论, 会对实验误差进行正确分析。遵守实验操作规程, 注意安全用电也是学生必备的实验基本素养, 对学生养成良好的习惯和严谨的作风起着很大的作用, 应引起重视, 并贯彻于每个实验中。在这方面主要是训练学生在实验中要将仪器设备、实验装置合理布置、摆放整齐, 使之便于接线、操作和读数;线路应接得正确、牢固、整齐;每次合闸前必须告知全组同学, 如须改接线路必须切断电源;实验结束后, 应先断开电源再接线, 并把所用仪器、仪表和导线摆放整齐, 如有损坏要及时报告老师进行处理。

验证性实验

验证性实验是属于入门性质的实验, 是学生进行综合设计性实验的基础, 是不可缺少的。但由于受实验学时所限, 应精选实验内容, 实验的数量不宜多。通过验证性实验, 进一步使学生掌握常用模拟电子仪器的使用方法、模拟电子基本测量技能和模拟电子基本测量方法, 并且验证和巩固所学理论。

综合设计性仿真实验

综合设计性实验是发挥学生的主动性, 培养学生专业技能, 提高学生应用理论分析和解决实际问题能力的关键阶段。在模拟电子技术实验中, 还有一个重要的环节是应用当今世界上最为流行的E-DA设计仿真技术, EWB“虚拟电子工作台”, Multisim2001, 介绍了这些软件环境的使用方法和设计范例。把先进的设计软件及时引入教学中, Multisim2001这种EDA设计仿真软件不但功能强, 而且可以与许多其他的公司的EDA设计软件联合使用, 把这种软件引入到实验中, 实践证明效果更好。实施先仿真后实验的实践方式, 收到了事半功倍的效果。

实验教学手段改革

制作并应用多媒体实验电子课件。我们编制了二套与实验教材配套的多媒体电子课件“模拟电子技术与仿真实验”, 利用该课件, 不但可以直接开实验课, 而且学生还可以自行复习。

编写并应用高质量的实验实践教材。为了配合实验教学改革, 也是课程教学的需要, 把以上实验教学内容体系的改革成果编写了两本教材, 《模拟电子技术与与仿真实验》、《EDA设计与仿真》, 这两本书自2004年编印以来, 经过修改, 主要用于电子相关专业的学生使用, 效果良好。

实验教学方式的改革。根据实验课程特点, 在教学上采用“精讲多练, 重在实践”的方式。所谓“精讲”主要是讲清课程的要点和基础知识, 教会学生学习的方法。所谓“多练”即让学生学生学生多动手, 多动脑, 提高学生操作的熟练性和准确性。此种教学方式, “精讲”是前提, “多练”是关键, “实践指导”是重要环节。采取“精讲多练”的教学方式主要是压缩讲课学时, 把节省的课堂教学时间用于实践能力的培养。实施有利于学生学习, 以学生为主体、以老师为主导的开放式教学模式;加强师生互动, 采取教师指导学生自主获取知识, 引导学生进行实践动手的教学模式;实现以教师授课和学生自学并重的教学方式, 确立教学并重的教学结构。

考核方法的改革。我们把成绩划分为两部分:平时成绩、综合性应用能力考核。根据难易程度, 各折合成一定比例, 计入总评成绩, 使得总评成绩能够更客观、全面的反映学生在学习过程中所体现出来的成效。

第一部分:增加平时成绩的比重.根据学生平时实验情况及表现.综合的评定分数.以对学生起到一定的约束和监督作用。

第二部分:综合性应用能力考核。学生完成本课程的学习任务后, 独立设计、制作一个电路, 根据电路质量、以及回答问题、检修故障三个方面的情况综合评价, 给出分值, 考试等级为百分制。

5 实验教学改革的效果

有许多学生通过上述实验教学模式训练, 最后在创新设计环节中, 成功地设计出频率计、声控录音辅助电路、数字钟、可调稳压电源等电子小制作和小产品20余种, 这些小制作或小产品, 有的用于生产实践, 有的参加了学校的创新设计比赛。许多制作电子产品的同学, 获设计大赛奖的同学, 受到了用人单位的欢迎。这些成绩都与实验教学改革分不开的。许多教师依靠实验室的有利条件开展的科学研究也获得了较为显著的成果。通过近2年的实验实践证明, 模拟电子电子课程实验教学改革, 提高的是教学质量, 受益的是广大学生, 随着科学技术的发展, 新的实验内容、实验方法和实验手段会层出不穷, 教学改革将会不断完善和改进只有这样才能不断发展、不断提高教学质量, 培养出适合新形式要求的高素质人才。

参考文献

[1]陈鲁勇.提高实验教学质量的实践与探索讨[J].实验室研究与探索, 2001, 20 (6) :33-36.

[2]刘志军.电子线路实验教学的优化和改革[J].实验室研究与探索, 1998 (1) :3-4

[3]王祥.计算机设计与仿真辅助教学环境[J].实验室科学, 1998, (1) :44-45.

仿真模拟实验 篇9

1 电子电工模拟仿真技术的含义

EWB是Electronics Work Bench的缩写,即“电子设计工作平台”或“虚拟电子实验室”,是由加拿大成功研发制成的。安装后约占15M空间。EWB的设计环境拥有全方位集成理念,用户界面的设计直观、简洁舒适,虚拟电子设备也十分齐全,EWB提供了14种分析工具、4种扫描分析工具。同时也具备了8000多个元器件模型,十分齐全。用户可以轻松便捷输入原理图信息;通上电源之后,能够对电路的参数进行全面仿真;还可以进行将其它仪器设备引入电路的操作,比如引入示波器、函数发生器、万用表、频谱仪和逻辑分析仪、电压表、波特图仪等设备。

因其选用的仪器和元器件与实际形态相似程度非常高、在进行实时观测的过程中,就像用实物布置的的平台一样,具有很强的真实感以及操作的便捷性。因为所具备的元器件很齐全,因此也弥补了实际操作中设备不够、不齐全的弊端。能更加有效、精确地观察到电路的工作状态、稳定性、灵敏度等实验现象,还可以观察随着条件变化及参数改变的情况下,电路发生的变化情况,在正确使用常规仪器的情况下,就能够较快地掌握软件所提供的虚拟仪器的使用方法。

2 模拟仿真技术应用在电子电工实验中的优点

2.1 仪器和元器件相似度高

仿真软件中的虚拟仪器和元器件与实物非常接近,这样就会带来真实、直观的效果。并且各种仪器的操作受外界因素限制的程度很小,增强了操作的可行性,会提高实验效率。

2.2 仿真实验直观、生动

模拟仿真演示实验,使电子电工实验中的概念和事物更加清晰、生动,使抽象的概念与事物具体化、形象化。能给人留下更直观的深刻印象,便于观察研究和记忆。

2.3 安全性强

在电子电工实验中运用模拟仿真技术,避免直接接触强电,也不用进行元件安装、焊锡等操作,这样就避免实验中危险因素对操作者的威胁和限制,大大提高了实验的安全性。

2.4 简单方便

运用仿真模拟技术进行实验和实训活动,可方便、地随意调出元器件库中的各种虚拟仪器、元器件,直接进行模拟安装和操作,以及对电路的分析和调试工作。这样一来,会明确实验步骤和思路,便于研究和记忆,也提高了实验效率。因为各种仪器设施与实物相似程度高,并且连模拟测试结果也与实际实验结果基本相似,就给操作者带来一种完全真实的感受。这样既节约了购买设备和高档仪器的费用,也节省了这些实验设施维护、管理的操作费用,因此,将模拟仿真技术应用在电子电工实验中,带来的经济效益也是巨大的。

2.5 运用模拟仿真技术进行电子电工实验更有利于激发创造性

在实验中,通过对实验的创新设计、步骤操作,可以培养创新能力,激发创造力。没有了传统实验模式的局限,更助于发现问题和探索问题。传统实验过程中,由于一些昂贵的器材设备怕被损坏,不能进行大胆尝试和操作,这种模拟仿真技术在电子电工实验中的运用,彻底突破了这些模式,进行完实验,在自由交流过程中,体会也更加深刻。

3 实验内容

利用模拟仿真软件对要进行实验的电路进行理论分析。首先输入电路实验信息,按照之前设计好的参数输入元件参数,用软件对电路的特性进行分析。包括电路静态、动态特性、传输特性、逻辑关系等。然后打印输出。再通过交换操作和交流、合作对话,找到电路最佳工作状态时的各元件参数,再次打印输出。

在之前设计好的实验步骤参数中,测量实际电路的情况与计算机输出的结果比较、寻找差异。然后可以通过再改变和调整参数,在模拟仿真软件中进一步进行分析。这样从模拟情况到实际情况,再从实际结论到模拟结论的过程能够加强对电子电路的基本原理的理解。也可以增强分析问题和寻找解决办法的能力。这种理论联系实际的科学研究方法,也改变了“只唯书”的观念,将理论知识与实践相结合,更好地达到知识的理解化和系统化。

电子工作台 (EWB) 可以对模拟电路、数字电路或混合电路进行性能仿真和分析。利用物联网技术和SPICE程序设置分析方法,并建立元器件库的模型。使用者设计一个电路图,然后接通电源,就可以从示波器上读出电路中参数,其它测绘仪器也可以监测并分析电路中的被测数据。如果测试结果与实际结论不太相符,可以调整输入参数,修改数据,再次输出结果,以达到理想结果。

4 模拟仿真技术的应用实践

现在模拟仿真技术被广泛应用在电子电工实验教学工作中。学生对这种全新技术的很感兴趣,再加上模拟元器件和设备的相似程度很高,让学生更直接地进行观察和学习。同时也减少了传统电子电工实验中学生浪费资源的现象。学生操作起来便捷、安全,为电子电工教学提供了全新技术的支持。现在很多学校都安置多媒体教室等教学设施,因此将模拟仿真技术应用在电子电工实验教学中具有很大的可行性。

这种模拟仿真电子电工实验由教师通过多媒体的形式向同学们演示和讲解。通过人机对话的方式,使每个学生都能亲自参加仿真实验,动手进行操作,安接元件,设置参数,根据仿真实验进行测试和分析,最后将实验结果与理论计算结果进行对比。可以通过调整和修改参数,来观察和分析电路的变化,进而推测出其中的关联和影响。通过仿真实验操作来验证理论,可以加深了学生对知识的认识和理解。提高学生实验操作及学习效率。

总之,用模拟仿真技术进行电子电工实验,彻底改变了传统的实验模式。因为各元器件选择范围广,参数修改方便,不会像实际操作那样多次把元件焊下而损坏器件和电路板。值得指出的是在与传统实验方式相比,更能突出实验中的开放式实验模式,可以帮助操作者更好地掌握电子电工相关内容,加深对概念、原理的理解,弥补电子电工方面理论与实践结合不足的缺陷,而且通过电路仿真,可以熟悉常用电子仪器的测量方法,进一步提升实验人员的综合分析、开发设计和创新能力。利用电子电工模拟仿真技术,可以了解电路实时的工作状态,更能准确的掌控电路测量的稳定性和准确性。模拟仿真技术为实验过程提供了很广阔的可操作空间,为实验操作者提供更多的发挥想象的机会和实验不同构思的选择。

摘要:在传统的电子电工试验操作过程中, 由于对设备的了解程度不够高, 对实验步骤和思路的把握不清晰以及动手能力较差等因素, 导致很多试验失败或出现复杂的问题等状况。现在将一种全新的模拟仿真技术应用在电子电工实验当中, 有效地改善和解决了以往实验操作中的错误和问题, 也消除了试验中存在的安全隐患, 提高了实验的可操作性及安全性, 也改善了能源的浪费问题及试验设备的使用和维护管理工作。本文通过介绍EWB的功能特性以及EWB在电子电工实验中的应用来简单谈一下模拟仿真技术在电子电工实验中的作用与实践等。

关键词:模拟仿真技术,电子电工实验

参考文献

[1]郑恒, 模拟仿真技术在电子电工实验中的作用[J].科学与财富, 2012, (04) .

仿真模拟实验 篇10

关键词:经管类院校,模拟仿真,实验教学, 体系

仿真实验是利用计算机创建一个可视化的实验操作环境, 其中的每一个可视化仿真物体代表一种实验仪器或设备, 通过操作这些虚拟的实验仪器或设备, 即可进行各种实验, 达到与真实实验相一致的教学要求和目的, 它是虚拟仿真技术、计算机技术和专业理论知识多方面结合的结晶。

模拟仿真实验教学是指人为地创造经济活动的仿真环境, 为经管类专业实践教学管理提供空间和组织模式。学员可以模拟操作的业务流程, 学习商业各个方面的规则, 熟悉市场机制。本文以高校经济管类专业为主线, 尝试探讨经管类院校模拟仿真实验教学体系的构建问题。

1. 经济管理类仿真实验教学体系存在问题

尽管近几年我国许多高校经管类专业实验实训教学有了很大进步, 但与社会需求相比还存在很多不足, 面临不少难题, 主要体现在以下几个方面:

(1) 实验实践教学场地和经费受限的瓶颈问题。在企业中, 学生实习时要求支付企业费用, 尽管如此, 公司都不愿意接受实习生, 然而学生却非常需要这样一个实践机会接触实际业务从而了解业务理论。基于此, 很多高校开了经济学和管理场景模拟仿真实验室, 如会计模拟实验室、国际贸易和ERP软件实验室模拟房间和桌面演习。但是这种实验室的建设不仅占用大面积土地建设, 而且在计算机房的有限的空间基础上建立的商业化仿真模拟软件, 操作过程中未能系统地、没有约束地或通过一个全面的网络虚拟平台和实验经验实现企业的实际业务流程。

(2) 实验训练手段单一。目前由一个专业类实验培训教学设计和组织流程仍然是强调教师的“教”为中心, 而不是学生的“学”为中心。在有限的时间和空间内的实验教学中, 学生和老师都依赖于实验室培训, 缺乏软件和硬件平台环境的课外经验, 创新思维能力不能得到锻炼, 许多综合设计实验设计培训项目不能正常打开, 学生自主、互动、有动机的研究不能有效的实现。

(3) 实验设计以表态内容为主, 缺少应变能力的训练。目前由专业实验设计更多的是演示, 如财务会计、国际贸易、国际金融、货币银行单证制作和ERP软件, 等等。实验室提前给出这样的实验, 实验过程是固定的, 学生在实验的过程中往往是逐步得到最终结果。学生经常做但不知道为什么, 当外部条件变化时, 学生不能即兴发挥得到解决方案。实验的定位也局限于综合实验课程内容设计和知识, 严重缺乏沟通技巧的培训, 这样的人才难以适应现代社会发展的需要。

2. 经管类院校模拟仿真实验教学体系的构建研究

(1) 从经管类学科特点出发构建针对性的教学体系。经济与管理学科和自然科学有很大的不同, 首先它不是一个纯技术的学科, 有很多社会和经济现象的不确定性, 经济和管理方面的成功很大程度上取决于经管类的沟通组织等能力, 以及能够处理人们之间的关系能力。传统课堂教学对学生的经济学和管理能力以及水平符合社会的需要还有一段很大的距离, 培养出来人才的适应社会的能力差。

(2) 结合现代科技实现预定实验目的和功能。随着现代信息技术和新的实验方法的发展。为高校仿真教学体系构建提供了机会和支持, 也带来了巨大的挑战。这是现代科学技术发展的实验基础, 为高校培养务实人才学员提供保障。

(3) 明确建设实验教学体系目标。当今社会对经管类学生的基本要求是必须具有网络信息技术应用、数据采集处理与分析、协调与沟通三种能力。在构建经管类实验教学体系中体现共性知识和能力、专业技能、综合技能以及创业创新能力培养为主线设置实验项目以模块化的方式构建实验体系。

经管类多学科综合仿真实验教学体系构建是一项富于挑战的工作, 不仅仅要求在观念上创新, 还要求在技术上实现创新, 因此, 在构建时应始终围绕着现代社会对经管类人才的要求, 结合自身专业特点, 从培养学生的实际工作出发, 使经管类实验教学体系的构建更加科学化、规范化、特色化, 为整个本科教学体系, 为学校的人才培养目标的实现发挥更重要的作用。

参考文献

[1]陆祺.对艺术类学生进行思想政治教育的几点思考[J].柳州职业技术学院学报, 2008 (02) .

仿真模拟实验 篇11

一、中职会计专业教学的现状与困境

(一)教学方式和内容单一陈旧

目前会计专业学生掌握的还是理论性较强的知识,一些业务举例都是在理想假设下的简单业务,这些业务很难适应目前社会中的实际问题。教师的教学也始终围绕着这些理想化的业务机械地论述,学生学习后最大的收获就是学会了如何完成作业、如何应付考试,可是工作后面临真实的业务时却无法完成。

(二)校内实习实训难以贴近企业实际

由于财会资料的保密性,单位不愿意接受实习学生,即使勉强接受,学生也不能接触到单位真实全面的会计资料,这就造成了学生校外实习难的现状。许多学校也开展了一些校内实习活动,但是由于受到实习场地和设备的限制,一些学校的模拟实训室内只是几本账、几张凭证,学生只是进行一些简单的模拟手工账练习,与企业实际的会计工作相去甚远。

(三)会计专业教师的实践经验不足

目前中职学校里会计专业教师大多都没有实际的工作经验,对于会计岗位技能了解甚少,而在各种继续教育和培训中教师也仅是对于理论知识的学习,实践活动往往流于形式。

二、仿真模拟实训对中职会计专业发展的促进作用

(一)增强课堂教学内容的直观性和环境的仿真性

多媒体和网络技术可以提供形象直观、图文声像并茂的仿真环境,以flash动画再现的实际工作场景使学生如同在实务工作一样,模拟与人交往、外出办事、完成会计业务等,有身临其境的感觉,能更好地激发学生的学习兴趣。

(二)增强技能训练的针对性和实用性

实训系统中的企业环境、会计业务、会计单证都是完全仿真的,针对性和实用性强,学生可以在系统中扮演实习生的角色,以分岗实训或分组协作等不同的模式完成实训任务,更好地训练专业技能。

(三)促进“双师型”专业教师队伍的建设

“双师型”教师是指既具备扎实的基础理论知识和较高的教学水平,又具有较强的专业实践能力或丰富的实际工作经验的教师。仿真模拟实训活动可以更好地促进教师进行专业技能的培训和学习,以教促学,以学促长,做名副其实的“双师型”教师。

三、中职会计专业进行仿真模拟实训的探讨

(一)加强校企合作,建立科学、系统的高仿真实训环境

仿真模拟实训的实施核心是要具备实用性和仿真性强的财务教学软件,所以学校应引进品牌知名度较高的财务及企业管理软件作为教学软件,并与软件公司保持长期经常性的联系,将教学中遇到的问题及时反馈给软件公司;有条件的学校可以和软件公司共同合作开发教学软件。通过加强校企合作和供需联系,建立科学的高仿真实训环境,使教学软件能满足学校实训活动的开展。

(二)组织多种形式的技能训练活动

1.组织模块化技能实训。在日常教学的一些课程中,教师在讲解理论知识的同时,就要结合教学软件辅导学生进行模块化的实训练习,边理论边实践。

2.组织集中技能实训。在学生掌握一定的专业知识后,学校要组织学生进行集中系统的综合实训,例如集中两周的时间组织学生进行一个完整会计周期的仿真模拟的业务实训。

3.组织专业技能竞赛。学校要定期组织校内竞赛和参加校外竞赛,以赛促练、以赛促学、以赛促教,而优秀学生的高水平技能也会起到示范和引领作用,更好地激发其他学生的训练兴趣和热情。

4.完善考核评价体系。改变以往卷面笔试的考核形式,设计灵活多样的考核方式和方法,例如模拟岗位情景考核、模拟实训案例报告、模拟实训操作计分等,变理论考核为实操考核,变一次考核为过程考核。

(三)通过各种途径建设高素质高水平的教师队伍

1.建立教师专业实践制度。要求会计教师每两年必须有至少两个月时间到企业财务部门进行实践,并以此作为教师提职、晋级的必要条件。

2.允许教师到校外兼职会计岗位;鼓励教师考取注册会计师、注册税务师等专业资格证书。在这些方面学校应给教师以时间或资金的支持。

3.多渠道招聘教师,改革和完善兼职教师聘任制度。聘请行业、企业中有丰富实践经验的专家或专业技术人员为兼职教师,这样既可弥补学校实训课教师的不足,又能加强学校与企业的联系,保持学校师资结构的灵活性,提高师资队伍的综合素质。

总之,要提高中职会计专业的教学效果,不能完全依赖于校外企业实训,而必须结合校内实训,通过开展仿真模拟实训活动促进学生对会计岗位专业技能的熟练掌握。

仿真模拟实验 篇12

1 引入仿真软件的必要性

1.1 目前模拟电子实验教学存在的问题

传统的实验模式由于受学校投入经费少、仪器设备老化、实验课时少及实验内容偏多等因素的制约, 不仅无法保证学生在正常的时间内正确、及时地完成烦琐的电路连接、调试及参数测量, 更无法达到培养学生实践能力和创新能力的目的, 其主要表现为以下几个方面:

(1) 实验内容偏多, 实验课拖堂现象比较普遍。这种现象不仅给学生带来了心理压力, 也给任课教师带来困扰。 (2) 实验设备不断老化, 故障率不断增加, 影响了实验进度, 使学生产生畏难情绪。 (3) 现有的仪器设备扩展功能不强、实验室开放条件有限, 难以开展研究性和设计性实验教学, 不能适应实验教学改革的需要。 (4) 实验教学方法单一, 现代教育技术的运用缺乏, 教学效果有待提高。 (5) 学生学习的主动性不强, 学习热情不高, 应试心态严重, 严重影响了学生的实际动手能力和创新能力的提高。

1.2 引入仿真软件的必要性

随着计算机技术的发展和教学改革的深入, 各高校近几年不断引入仿真教学, Multisim是一个完整的电路设计和仿真工具软件, 具有丰富的元件库、强大的仿真分析方法和虚拟仪器仪表等功能, 它可以对模拟、数字、模拟/数字混合电路进行仿真。Multisim仿真软件具有操作界面简单、灵活、成本低、效率高等特点。学生可以在课余时间, 利用一台电脑, 随时随地通过电路仿真及仿真分析, 完成虚拟实验功能, 或检验电路设计方案的正确性和可行性, 以达到熟悉电路、掌握工作原理、培养学生的实践和创新能力的目的。

2 如何利用仿真软件提高实践教学效果

2.1 利用仿真软件强化学生实验预习效果

模拟电子技术课程是一门理论和实践性都很强的课程, 影响电路的因素比较多学生接触时普遍感觉理论比较抽象, 每次实验课时间紧张, 忙于连接和调试电路, 没有时间分析一些实验现象, 实验效果不理想。虽然教师要求学生课前要加强实验理论预习, 但真正实施起来难以检查落实, 预习效果难以把握。引入Multisim仿真软件后, 我们制作了完善的实验课预习课件, 对实验内容进行设计, 提出实验过程中的一些现象和问题, 让学生带着问题利用Multisim进行虚拟实验, 完成预习报告, 教师在课堂前进行检查和提问。一段时间实施下来发现课堂实验效果有了明显改善, 由于课前充分的预习后, 学生对实验现象有了直观的印象, 学生课堂实验时间不再那么手忙脚乱, 拖堂现象也有明显改善。

2.2 利用仿真软件提高设计性实验教学效果

在模电实验中, 为了提高学生分析问题和解决问题的能力, 增加了许多综合性和设计性的实验内容。传统的电路设计实验过程一般为:方案选择、电路原理设计、实验、修改、定型, 在此过程中, 实验和修改的过程通常需要进行很多次反复, 并且会使用大量的元器件, 最后才能得到正确的结果。由于受实验箱条件的限制, 加上实验课时和场地紧张, 导致设计性实验往往流于形式, 起不到真正的培养学生创新能力的要求。引入Multisim仿真软件后, 学生可以利用课余时间完成从电路的设计、到电路仿真、到电路系统分析以及指标测试等完善的功能, 大大提高设计性实验的效率。

如在单级低频放大器的设计与调试实验中, 利用Multisim软件建立电路后, 利用Multisim提供的多种分析方法, 可以利用虚拟万用表测量电路的静态工作点的电压和电流, 方便的进行静态工作点分析;通过仿真软件可以对电路进行瞬态分析、交流分析, 通过虚拟仪器可以直观的观察电路的输入输出波形, 分析放大器的频率响应曲线等。通过与理论设计计算值进行比较, 利用Multisim仿真软件与实物实验相结合的方式, 改变了以往设计性实验难以实施和常常拖堂的现象, 大大提高了设计性实验的教学效果。

2.3 利用仿真软件探索分层次教学模式

分层次教学的思想, 源于孔子提出的“因材施教”。在当前的大学本科教育中, 要切实落实素质教育方针, 就必须承认学生个体间的差异, 体现因材施教的原则。通过几年的教学实践改革, 我们针对学生特点对实验内容进行分层次设计, 对学生的实践动手能力提出分层次要求, 每个实验内容都制定了基本要求和学习提高两个部分, 对基础相对差的学生要求能完成实验的基本要求, 对学有余力的学生提出更高的要求。对于完成不同实验内容的学生给予不同的课堂成绩。

2.4 利用仿真软件探索研究性实验教学

传统的实验以验证性实验为主, 实验内容陈旧, 教学模式和教学方法单一。验证性实验教学方式在一定程度上限制了学生学习的主动性和积极性, 难以激发学生思考的兴趣和激情, 不利于学生突破传统思维定势, 促进创新性思维的发展。

研究性实验是一种介于基本教学实验和实际科学实验之间的一种较高层次的实验训练, 它要求学生用所学的理论知识, 根据给定的实验题目自行查阅资料, 设计方案, 组装实验设备, 拟定实验步骤, 观察和记录实验现象和数据, 并对实验现象进行分析, 最后以小论文的形式写出完整的实验报告。开展研究性实验教学模式能够充分发挥学生学习的自主性和创造性, 是高校现代实验教学的需要。

为了提高学生创新能力的培养, 我们对模电实验教学内容和教学模式进行了改革, 增加了研究性实验教学内容。进行研究性实验需要丰富的实验设备和元器件的支持, 考虑到学校的实验室条件不能很好地满足广大学生进行研究性实验的需要, 我们利用Multisim强大的仿真功能弥补基于实物仪器的研究性实验的种种不足, 把仿真实验和实物实验相结合, 要求学生组成几个小组利用课余时间完成给定选题的设计, 利用实验室开放时间完成方案调试和定型, 最后教师在课堂上进行验收和答辩, 并把这作为模电实验课考核的一项重要内容, 通过这项措施, 激发了学生的学习和研究的热情, 取得良好的教学效果。

3 结语

利用Multisim仿真实验与传统实物实验相结合, 不但能够弥补传统实验教学中存在的实验设备老化、实验场地紧张、实验元器件不足等问题, 也改变了传统实验教学模式单一、学生学习积极性不高、实验课拖堂等现象, 更利于教师探索分层次教学和研究性实验教学模式, 培养学生学习的自主性, 激发学生的创新能力, 提高实践教学效果, 为后续相关课程的学习打好基础。

摘要:传统的实验模式由于受学校投入经费少、仪器设备老化、实验课时少、实验内容多等因素的制约, 实验教学效果不理想, 本文结合模拟电子技术实验教学存在的问题, 探索采用Multisim仿真软件与传统实验教学相结合的教学模式来提高实验教学效果。

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