仿真物理实验教学系统的设计与实现

论文综述了大学物理仿真实验教学系统的体系结构和设计方法 ,并结合系统中的具体实例介绍了实验仪器的仿真建模及其他实验模块的实现 :实验内容用面向对象的仿真模型实现 (三维造型模型和虚拟仪器模型相结合 ) ,实验要求、背景介绍和实验指导用超文本实现 ,实验报告用局域网数据库实现 .

融合虚拟仿真与物理模型的虚实结合型实验教学模式

秉承“以工程能力和创新意识培养为主线”的人才培养理念,针对专业知识点分散、实验教学效果不佳的问题,有机融合虚拟仿真实验技术和实体模型实验技术,构建了虚实结合型的综合性实验项目;串联不同学习阶段各专业课程的知识点主线,通过系统化的工程训练提升学生对复杂工程问题及其逻辑联系的认知与理解.分析了现有实验教学模式存在的问题,介绍了虚拟仿真实验与实体模型实验的融合思路和建设路径,为实验教学模式的研究和实践提供了一种崭新的思路.

生物制药虚拟仿真系统在生物实验教学中的应用

在新经济快速发展的背景下,为满足对“新工科”人才培育的要求,寻求新的教学手段来弥补传统实验教学的不足,以生物制药虚拟仿真系统为例,对虚拟仿真手段在生物制药实验教学中的应用进行了探索。研究结果表明:在教育信息化浪潮的推动下,虚拟仿真教学法能有效弥补传统教学模式在时间、空间、安全性等方面的不足,提高学生学习激情、学习效率和教学质量,虚拟仿真教学法对传统实验教学有明显的增效效果,值得推广应用。

虚拟仿真技术在初中物理实验教学中的教学策略与设计

文章以初中物理中的扩散实验教学为案例,探讨了基于虚拟仿真技术的初中物理实验教学策略与设计。研究结果显示,基于虚拟仿真技术的教学策略与设计能够提高学生的知识掌握能力,并获得学生的积极反馈,从而提高学生的学习效果和科学思维水平。然而,技术支持、设备需求以及教师培训和指导也是一种挑战。因此,需要进一步深入探索虚拟仿真技术与传统实验的结合,以提供更好的学习体验。

基于虚拟仿真技术的大学物理实验教学改革探究

虚拟仿真技术在物理实验中的应用能够有效提升物理实验教学效果。文章在分析传统大学物理实验教学不足的基础上,探索了基于虚拟仿真技术的大学物理实验的优点,并且给出了基于虚拟仿真技术的大学物理实验教学改革路径,包括充分发挥虚拟仿真技术辅助作用、建设虚拟仿真实验平台、构建专业管理团队等,以期能够为我国大学物理实验教学改革发展提供一定帮助。

基于Proteus的信号与系统实验教学仿真实践及优化研究

在当前电子信息类专业教学改革中,基于Proteus仿真的信号与系统实验教学改革是一个重要的任务。本文分析了传统信号与系统实验教学的不足,介绍了使用Proteus进行仿真实验的优势和适用性,以及基于Proteus仿真的信号与系统实验教学改革的具体实践。研究结果表明,基于Proteus仿真的信号与系统实验教学改革能够激发学生的学习兴趣,提升他们的实践能力和理论水平,为电子信息类专业教学带来积极而持久的影响。这种教学模式不仅提高了学生的学习效果,还为他们未来的工程实践奠定了坚实的基础。

以胃溃疡为例探讨虚拟仿真实验教学项目在形态学综合实验中的应用

目的现代医学实验教学中有很多危险性高或条件复杂的实验项目,难于开展。因此我校将虚拟仿真系统引进实验项目中,对课程进行改革,以提高实验教学的水平和质量。本文即以形态学综合实验中的幽门螺杆菌导致的胃溃疡的实验项目为例,探究医学虚拟仿真实验系统在我校形态学实验教学中的的应用。方法将医学形态学综合实验的相关项目进行整合,并将相关的虚拟仿真系统应用到该课程的实验项目中,实现相对真实的实验教学,从而完成更多的实验项目。结果将课程项目进行改革之后,做到了虚拟实验和实际操作相结合,增加了实验的趣味性,提高了学生对课程的评价和满意度。结论在医学实验教学中虚拟仿真系统具有不可比拟的优势,但同时也有其缺陷,需要虚实结合,实为主体,以虚补实,虚实双促,并加大其应用范围。

虚拟仿真环境下钙钛矿半导体及其光伏器件实验教学设计

通过对钙钛矿材料物性的仿真计算及在虚拟场景下对钙钛矿太阳能电池制备和性能表征的模拟,直观、生动呈现钙钛矿组分与晶体结构、能带的关系和器件制备过程。解决了传统教学理论不深、实操难以开展的痛点,使学生接触前沿研究用大型精密设备,掌握钙钛矿光伏材料的构效关系和相关器件的设计与评价。

干式空心电抗器匝间过电压绝缘检测实验虚拟仿真教学系统设计与开发

针对学生在干式空心电抗器匝间过电压绝缘检测实验教学过程中存在的危险性大、成本高、消耗高、特高压等问题,应用虚拟仿真技术,通过视景建模与仿真运行,高度还原变电站营运环境,设计和开发了干式空心电抗器匝间过电压绝缘检测实验虚拟仿真教学系统,包含实验仿真、实验考评以及实验服务。教学系统采取虚实结合的方式,推进现代信息技术融入特高压实验教学,激发学生的实验兴趣,取得了良好的教学效果,实现学生工程实践、问题分析、科学研究等能力的提升,对培养学生的创新意识和科研能力发挥重要作用。

爆燃灾害演化虚拟仿真实验教学系统建设与应用

针对气体爆燃灾害实验的实施困难和场地限制等问题,设计了基于Unity软件的爆燃灾害演化虚拟仿真实验,建立了多种爆燃现象的虚拟仿真资源,阐述了管道爆燃实验中不同约束条件下爆燃灾害的演化过程。学生可以远程开展爆燃灾害虚拟实验,将理论教学中的相关知识与实验过程有机结合。实验结果表明,基于爆燃灾害演化虚拟仿真系统教学直观形象,不受时间和空间的限制,通过逼真的实验场景重现,附以图形文字、深度互动等方式,让学生犹如身临其境,深入浅出地掌握实验的原理、方法和操作步骤,对课程理论教学起到了很好的支撑作用。

初中物理实验教学中学生科学素养的培养

实验教学是物理教学的重要组成部分,对于培养学生的观察能力、实验技能和科学思维等科学素养具有不可替代的作用。分析了通过初中物理实验教学培养学生科学素养的研究现状和前沿动态,以及学生对物理实验教学的需求和期望,提出了一些具体的物理实验教学策略,如开展数字化实验、开展虚拟仿真实验和运用在线实验平台等,旨在培养学生的科学素养。

基于新工科背景的信息物理系统实验教学研究

随着计算机硬件技术的发展,嵌入式平台对基于人工智能技术开发和运行的支持也越来越高。信息物理系统(Cyber-physical System,CPS)通过人工智能、物联网、云计算和大数据等技术实现数据的互联互通,是未来智能化发展重要环节,基于人工智能的信息物理系统实验教学为新时代工业人才培养的提供了重要的基础。本文根据当今社会发展对于人工智能技术的需求,结合信息物理系统实验教学特点,以基于人工智能在实际工程中的应用为例开展个性化的综合教学,为培养学生的综合应用能力,实际工程开发能力和创新能力提供参考。

新工科背景下嵌入式系统实验教学改革

针对原有的嵌入式系统课程实验教学中学生很难直接面向真实物理信息系统进行嵌入式系统实践、实际课程教学效果不如预期的问题,提出基于处理器在环的半实物仿真实验教学方案。为了在仿真环境中使物理信息系统的输入输出与真实的微处理器产生直接交互,通过嵌入式系统控制逼近真实的物理信息系统,同时设置实战化的创新实践课程,培养学生基于半实物化的开发方法快速完成原型开发验证的能力,鼓励学生自主探索和创新。

变电系统运行状态感知与协调调度实验虚拟仿真的设计与实践

为有效培养学生在变电系统实验中的自主探究能力和工程创新能力,设计了变电系统运行状态感知与协调调度实验虚拟仿真系统。分析了实验虚拟仿真教学的必要性,构建了以“两性一度”为原则的实验仿真内容,提出了以目标成果为导向的实验教学评估机制,并设计了与实验内容相适应的虚拟仿真教学方法。实践表明,该实验虚拟仿真突破了实验抽象、危险且单一的教学模式,有助于培养学生发现问题、解决问题的主观能动性和分析思考能力,解决实践教学中目标、行动与评价脱节问题,有利于提升电气信息专业的实验教学质量。

面向酿造过程的复杂系统控制虚拟仿真实验教学改革

以酿造过程实验为载体,依托科研成果与虚拟仿真技术,解决真实酿造过程由于高危、高污染、高消耗、强复杂性等限制条件难以开展实验的难题。实验教学内容涵盖了酿造工艺实现、控制系统设计、复杂系统控制、生产线分部联动控制,以多层次递进式的教学方法再现了工业酿造流程生产线的全过程。为培养学生解决复杂工程问题能力和创新能力提供虚拟实训。

通用信道编译码算法物理性能快速仿真系统

为实现信道编译码硬件算法物理性能的快速、准确验证,提出一种软硬件协同的通用化信道编译码算法物理性能快速仿真与性能评估系统。PC上位机软件主要实现模拟信源/噪声数据生成、仿真数据后分析、数据/控制指令传输以及与FPGA下位机交互等功能;FPGA下位机通过设计数据调度与系统控制、信道编译码算法架构、加噪信道以及数据统计等单元,构建通用编译码算法验证系统硬件系统架构,支持不同信道编译码算法物理性能的高效、准确验证。以系统当前支持的BCH码、LDPC码、删余卷积码、RS码及其串行级联码的性能仿真为例开展性能测试,性能恶化最大值低于0.4 dB,在10-7误码率统计量级下,仿真时间低于12 s,验证仿真评估系统的准确性、可靠性与有效性。系统采用的通用级联架构还可支持其他信道编译码算法的快速移植与部署,可为信道编译码算法物理性能快速验证提供一种有效的解决方案。

电力系统状态感知虚拟仿真实验设计

针对传统电力系统状态感知实验中系统建设成本高、操作危险系数大、实验模式单一等问题,开发了电力系统状态感知虚拟仿真实验。具体地,设计了状态感知原理与实验准备模块、智能感知实验操作模块、实验考核和评价模块等实验内容,提出了以目标成果导向为原则的实验评价考核方法,构建了与之相适应的虚拟仿真实验教学方法。实践表明,该虚拟实验突破了传统实验中电气设备高压操作和高危实验环境等限制,延伸了实验教学的时间和空间,有助于培养学生深入开展电力系统状态感知与分析的综合实践能力,提升了电力系统实验教学效果。

大学物理仿真实验教学系统中霍尔效应虚拟实验课件的设计实现

霍尔效应虚拟实验课件采用面向对象技术实现实验场景及仪器的数值建模与图像建模,用逼真的三维图片和事件驱动方式实现场景和仪器的界面及操作仿真,实现了可设计性、操作的任意性和具有真实感的交互功能,使学生能像操作真实实验一样操作它,产生浓厚的兴趣,达到良好的教学效果。

多径信道下无线通信系统性能分析虚拟仿真实验——以“无线通信”课程为例

信道特性直接影响通信的容量和质量。多径是无线信道的重要特性,分析多径特性,对基于多径信道特性进行无线系统性能评估、设计和优化具有重要工程意义。面向通信工程、信息工程专业本科生,文章介绍了多径信道下无线通信系统性能分析虚拟仿真实验的设计思想、主要内容、实施方案和评价方式。教学实践表明,实验有效激发了学生的学习兴趣,明显改善了教学效果,学生的实践能力和工程素养得到了显著提升。

区域综合能源系统两阶段鲁棒优化实验案例教学

两阶段鲁棒优化可根据不确定性变化动态调整决策,有效改善日前决策保守性,从而为解决新能源不确定性的优化调度问题提供一种方案选择。由于区域综合能源系统两阶段鲁棒优化方法前沿性强、内容复杂度高、学习难度大,传统教学方法难以有效传达其核心概念和应用,无法很好地达到教学目的。为解决这一教学挑战,该文构建了区域综合能源系统仿真实验教学平台,提出了区域综合能源系统两阶段鲁棒优化实验方案,并设计了三个仿真实验案例。通过实验平台建设和案例设计,提升了学生对区域综合能源系统两阶段鲁棒优化方法相关理论知识的理解和认识,增强了学生的综合分析能力和工程实践能力。