模拟仿真与实物演示的创新性融合应用——以受阻平抛运动为例

大学物理中的知识概念一直以抽象度高及逻辑强而著称。如何构建有效的教学方式,成为了高校教育工作者迫切关心的问题。采用可视化仿真及实物演示早已被接受为有效的方法,但它们的独立使用许多时候都流于形式,不能引发学生辩证性的思考和对知识点的深入掌握。本研究以简单的平抛运动为例,将其“理想运动”、“实物演示结果”与“模拟仿真”三者相结合,形成立体化的实践教学方案,引导学生思考潜在的物理问题,有效提升了教学的深度,增强了学生对实际物理过程的认识,为力学中运动案例的设计提供了一定的借鉴。

手机与Proteus软件联合的智能电暖器半实物仿真

以STC89C52单片机为控制器核心,基于华为公司的GSM模块EM310,设计了一款可以接受手机短信,并根据短信内容来运行的智能电暖器。为了验证设计方案,在Proteus环境下手机通过USB接口与PC机相连,被模拟成EM310模块及其SIM卡,完成与STC89C52单片机的通信,从而建立起该智能电暖器的半实物仿真模型。通过半实物仿真,验证了该智能电暖器设计方案正确,能实现预期的短信遥控等智能控制要求。将手机与Proteus软件联合起来实现短信遥控电器半实物仿真的方法,对于同类智能系统的开发具有广泛的应用价值。

实物演示结合多媒体仿真提升大学物理教学

大学物理是理工类专业重要的基础必修课,随着教育要面对现代化、面向世界、面向未来以及立德树人教育理念的深入贯彻,传统物理教学模式受课时计划和教学场地限制不能满足时代发展和人才培养要求。课堂上“眼见为实”的实验演示往往会让深奥的物理知识点形象化,便于学生理解,在很大程度上能激发学生的求知欲;利用多媒体仿真能弥补一些实验因受限而无法开展的不足,可便利地呈现物理现象。将两者有效地珠联璧合能激发学生的兴趣,消除物理学习中的晦涩枯燥感,提高大学物理教学的水平。

基于Proteus的电子节气门控制系统仿真和实验

本文以Proteus软件为基础,在Proteus软件与Keil整合构建的单片机虚拟仿真环境下,检测节气门的信号,通过电子控制单元的计算,输出给步进电机的驱动芯片,根据步距角计算出脉冲数,完成对步进电机的驱动控制,从而实现节气门迅速地获得预期的开度。文章在对电子节气门控制系统仿真的基础上,进行了实物实验,获得较好的效果。

指挥自动化仿真测试技术研究

指挥自动化系统是集现代高科技于一体的、地域分布的、系统间耦合紧密的复杂大系统,如何构造仿真测试环境对系统的功能、性能指标进行测试,对其综合作战效能进行分析评估是必须研究和解决的问题。本文描述了指挥自动化仿真测试系统的体系结构、主要功能和信息关系,以及建立综合仿真测试环境的几项关键技术,介绍了仿真测试系统在指挥自动化系统研制中所起的作用,并对其应用前景进行了展望。

智能立体车库自动控制系统的设计及模拟应用

随着国民经济的快速发展,家庭汽车持有量不断增加,城市小区停车位不足、停车难的问题日显突出,智能立体停车库成为解决该问题的重要途径。本文设计的智能立体车库以PLC为控制系统的核心,对检测元件、变频器等硬件进行选型,对软件程序进行设计与编写,利用组态王6.60等软件模拟仿真,最后通过组装实物进行演示。该智能立体车库具有占地面积少、空间利用率高、建设周期短、成本低、操作简便、自动化程度高等优点,值得在住宅小区、旅游区等停车辆较多的地方推广应用。

虚实一体的原子力显微镜实验系统

研究开发了虚实一体的原子力显微镜实验系统,由AFM原理演示及模拟扫描软件系统、AFM模拟演示探头系统和AFM实验仪器装置等部分组成。开展了AFM实验背景的介绍、相关原理的仿真演示、AFM操作的模拟训练、AFM模拟扫描成像实验数据的测量及相关的实验研究。实现了对学生进行创新思维、操作技能、知识整合等各种层次的训练,并建立了"回顾历史、触摸现在、遇见未来"的四维空间物理实验教学模式,具有低成本、多功能和高效率等特点。该虚实一体的AFM实验系统已在我校得到很好的推广与应用。

单片机实训课中实施教学合一的探索

单片机技术应用广泛,该类课程是工科院校的核心课。其中单片机实训是综合训练课程,将单片机程序设计和接口技术有机融合。多数学校的单片机实训课是使用计算机+实验板,存在很多弊端,电路固定,教学内容单一,学生很难参与电路设计,教学内容与实际工程脱节。为解决问题,对实训课进行了探索和改革。在课程开发过程中,结合单片机岗位和典型工作任务,通过仿真与产品项目相结合,任务驱动、教学做合一完成该实训课程。

人机互动养花系统设计

设计中的人机互动养花系统用以解决家居植物的精细化养殖问题,尤其是浇水量的控制等,其主要内容是以STC12C5A60S2单片机为核心,设计一种具有自动、手动两种工作模式,且浇水量可根据土壤的实际湿度进行实时控制的智能养花系统。另外本设计还具有对光照强度、环境温湿度进行实时数据显示以及GSM短信通知的功能,可以让监测人随时了解植物生长的环境状况,做到人机互动式养花。整个系统设计主要采用了Proteus软件仿真以及实物模型搭建的设计方法,进行人机互动养花系统的设计与调试。最后通过对人机互动养花系统的虚拟仿真测试和实物演示,具体展示了该系统所具备的功能,反映了系统的智能性、稳定性和人机交互性能。

软件仿真与实物制作相结合的单片机教学改革

根据单片机课程特点及目前教学工作中存在的问题进行教学改革，可将 Proteus 软件应用到课堂教学中，采用软件仿真与实物制作相结合的教学方式，有效地提升了学生的学习效率和积极性，培养了学生处理工程问题的能力。

“面包板”在模拟电路中的教学实践

针对模拟电路教学中存在的课程内容较难、学员主动学习意愿不足、理实脱节严重等问题,结合课堂实施的可操作性,提出在原有理论分析及EWB仿真的基础上,增加"面包板"实物演示环节,将理论学习与工程实际紧密结合。实践效果表明:在教学过程中适时增加实物演示环节,活跃了课堂气氛,调动了学员的学习积极性,培养了学员理实结合的工程素养。

基于实例与仿真技术的电子线路设计教学改革

根据独立学院人才培养的特点和电子线路设计课程的教学目标,本文提出了基于实例与仿真技术相结合的教学方法,并以电子线路设计模拟电路部分的知识为例,详述实例与仿真技术相结合的教学设计思路,根据理论内容选择和设计实例的方法以及教学方法的具体实施过程。调查结果表明,学生整体上对教学效果非常认可,达到了教学改革的预期目标。