简析基于web 的虚拟实验平台的设计论文
“joseph”通过精心收集,向本站投稿了12篇简析基于web 的虚拟实验平台的设计论文,下面小编给大家整理后的简析基于web 的虚拟实验平台的设计论文,希望大家喜欢!
篇1:简析基于web 的虚拟实验平台的设计论文
简析基于web 的虚拟实验平台的设计论文
实验是机械课程中必不可少的一部分,学生可以通过机械实验操作更好的更深入理解所学的机械结构与机械理论,但当前受成本及空间的限制,很多高校的机械实验体系并不是特别完善,且当前的实验模式,多停留在实体模型操作阶段,其实验只能在实验室里进行,受空间及成本约束较大。而虚拟实验平台则不同,虚拟实验平台不受空间时间的限制,且其机械模型不需要维护与定期更换,大大降低了成本。因此,基于当前机械实验现状提出了虚拟实验平台的设计与开发方案。
1 国内外虚拟实验平台现状与分析
当前,国内外虚拟实验平台的搭建还是比较成功的,例如英国开放的大学开发的科学实验室已基本能够在线实现实体实验室的所有功能,学生可以从网站上下载虚拟模拟仪器软件进行在线实验,也可以借助遥控仪器进行远程控制实验。相对于国外,国内这方面的研究起步较晚,但也有不少成功的案例,例如北京航空航天大学的机械与控制工程虚拟仿真实验教学中心、吉林大学的机械虚拟仿真实验教学中心、华中科技大学的机械学科虚拟仿真实验教学中心等等。总之,当前虚拟实验室技术虽然取得了一定的'成果,但自身的实验环境受一定时间和空间的限制,不能时时的提供给学生一个自主设计和分析的实验环境。
2 虚拟实验平台的总体方案设计
2.1 虚拟实验平台的技术研究路线
2.1.1 以机械设计基础实验为开发对象,分析其实验内容及过程,采用统一建模语言UML 对平台进行业务流程分析,完成需求分析报告。
2.1.2 根据需求分析报告,对实验平台进行概念设计(数据层)、业务逻辑层设计(各种被封装的Web 实例) 和物理设计(功能设计),进而完成三层分布式体系结构设计和功能设计。
2.1.3 确定使用Visual Studio 设计开发Web 程序,利用SQL Server 完成数据库的开发,选定Pro/Engineer、3D MAX、Unity3D等软件进行3D 模型的构建。
2.1.4 完成平台详细方案设计,包括虚拟实验、实验教学及平台管理三大模块。进行开放式虚拟实验平台的程序设计和数据库开发。
2.1.5 进行虚拟实验3D 模型的构建,利用Pro/Engineer、3D MAX、Unity3D 建立起所需要各部分机械零件模型。
2.1.6 完成实验平台各功能模块的集成与测试,将Web 程序和3D 建模相结合,实现开放式虚拟实验平台的机械虚拟仿真实验功能。
2.1.7 完善并优化开放式虚拟实验平台,网上试运行。
2.2 虚拟实验平台的功能结构
基于虚拟现实技术、信息技术、网络技术、Web 技术开发一套功能完备、通用性强的适合Web 环境的开放式虚拟实验教学平台,主要包括在线虚拟实验、实验教学管理及平台管理维护三大功能,平台的具体功能为在线虚拟实验、在线作业、实验报告的智能批改、在线交流讨论和成绩管理等,其中在线虚拟实验重点开发了减速器拆装实验、常用机构和通用件认知实验等。
3 虚拟实验平台的实现
本虚拟实验平台采用的开发工具为Microsoft Visual Studio2015 和SQL Server 2008, 同时利用ASP.NET 技术和C#.NET 网页编程语言,并结合ADO.NET 数据库访问技术完成了系统的开发。本系统包含三个角色管理员、教师和学生,他们分别具有不同的操作权限。当登录本系统后,管理员具有最高权限,可在其界面添加、修改、删除用户;教师可通过在线页面查询实验的开放情况,并可以根据自己的课程情况开放或关闭实验;学生可通过在线系统预约、进行实验,并且可以在查询界面查询自己的实验成绩。现已完全实现零件认知虚拟实验和减速器拆装虚拟实验,零件认知实验界面。减速器拆装实验界面,本平台的减速器为一级减速器,其主要构件为箱盖、箱座、齿轮轴、齿轮、轴承等零件和螺栓。学生可通过拖动左侧零件库中的零件进行减速器的安装,在装配完成后,可进行减速器的拆除实验。同时学生可通过工具栏进行减速器零件参数的测绘。
对于虚拟实验,采用的开发工具为CREO3.0 与Unity3D,其中,各种机械零件的建模均采用CREO3.0 软件进行建模,同时减速器的组装也是使用CREO3.0 进行装配,利用CREO3.0 导出obj 文件,直接使用obj 文件将模型导入Uniyt3D 中,其虚拟实验操作界面等部分均是采用Unity3d 技,对于模型按钮的控制以及旋转移动,则使用的是Unity3D 中的脚本功能。
4结束语
基于web 的虚拟实验平台的开发与实现,不仅大大降低了实验室建设的成本,并且节约了时间、空间和材料。同时使学生可以不受时间空间的限制,随时随地的进行机械实验,吸引了学生的学习兴趣,同时该平台也是教师得力的教学工具。
篇2:机械工程虚拟仿真实验平台如何构建论文
摘要:虚拟仿真实验教学能降低实验成本、减少危险性,是目前各高校实验室建设的重要方向。本文分析了虚拟仿真实验教学的重要性,根据农业院校机械工程学科的特点,提出了农业院校机械工程虚拟仿真实验平台应构建的5个实验平台方向。
关键词::虚拟仿真;农业院校;实验平台;机械工程
随着经济社会的发展,各种精密机床和实验设备在高校实验室的使用越老越多。但与此同时,由于数控加工系统普遍设备昂贵,使用和维护成本高,而且带有一定的危险性,很难容纳多学生的学习。通过VR虚拟现实技术可以很好的避免这些问题。虚拟实验室是一种开放的网络虚拟实验教学系统,该系统是以教学为基础的网络技术,通过虚拟现实技术来构建,把现在实验教学中的实验资源虚拟和数字化,从而达到课程实验教学的目标。
1农业院校机械工程学科的特点
农业是国民经济的基础,农业机械化是农业现代化的重要标志,关乎“四化”同步推进全局。智能农机装备代表着农业先进生产力,是提高生产效率、转变发展方式、增强农业综合生产能力的`物质基础,也是国际农业及装备产业技术竞争的焦点。高等农业院校的机械工程学科专业,培养机械工程、农业工程的专门工程技术人才,是我国高等农业教育的重要组成部分,对于振兴我国地方经济、发展农业生产,实现我国农业向现代化农业的历史性转变具有重要的意义。
篇3:机械工程虚拟仿真实验平台如何构建论文
作为农业院校的机械工程虚拟仿真实验平台应该需要满足课程基本实验知识的传授、基本实验的操作、并有一定的农业院校特色,以增加学生动手的积极性,培养学生的动手、动脑能力,为学生在以后的学习工作中打下坚实的基础。
2.1机械工程基础虚拟仿真实验教学系统
机械工程基础虚拟仿真实验教学系统让学生在虚拟的三维环境下进行实验和练习,使用信息网络技术对实验和练习的数据进行采集,再结合虚拟仿真实验教学管理平台进行实验课程安排和实验效果的考察,从而可以解决机械专业实验教学工作中对于机械设备结构原理认知学习的晦涩难懂,减少对实验设备的损坏,帮助院校改善和解决实验设备台套数的不足、需要经常维修等问题,切实提高机械专业学生的实验实践能力。
2.2数控加工虚拟仿真系统
本系统以VR虚拟技术结合数控加工专业知识,辅助数控加工专业教学。并以自动引导的方式对该系统进行模拟教学。数控加工应包含数控机床、数控铣床、机械手、输送线等,利用虚拟现实的沉浸感,使学生对整个系统进行逼真模拟体验;利用虚拟现实的交互性,让学生对模拟环境内的物体进行操作,最后进行学习测评。可以现场近距离去观察设备的运行状况。同时可以进行多人协同参与。再现真实、逼真的效果。
2.3液压传动实验虚拟仿真实验教学系统
该系统主要是液压系统认知实验,让学生了解液压系统的基本组成、布局及工作原理、液压系统在整个机械设备中的作用;了解液压系统中主要液压元件,其中包括液压动力元件、液压执行元件、液压控制元件、液压辅助元件等在液压系统中所起的作用等。
2.4基于虚拟样机技术机械设计及动力学仿真实验系统
该实验系统主要是基于ADAMS(AutomaticDy-namicAnalysisofMechanicalSystem)软件构建实验教学系统由三个模块组成:零件数字设计,机械系统动力学仿真,零部件力学性能仿真。相关专业的学生不仅可以应用实验平台直接进行相关实验,而且可以通过平台提供的仿真软件开展自主探索性虚拟实验,为拓展学习提供了良好的平台。
2.5农业机械特色虚拟实验平台
该系统可以结合农业大学特色,开展智能农业装备、拖拉机等特色项目的虚拟仿真实验。比如模拟农田机器人作业等虚拟仿真实验,展示机器人工作过程,让学生更好地了解机器人结构、控制、驱动形式、作业特点、振动等相关知识,克服了传统实验时浪费严重、噪音高、难重复、自然环境和生产条件受限多等缺点。农田信息实验平台可以包括图像实时采集与图像分割、图像测量与测距、深度信息获取、真实信息的恢复、实时生成决策结果、智能执行等过程。
3结语
虚拟仿真实验平台能提高机械工程本科生的产品设计创新能力,改善机械类专业核心课程的教学效果,激发学生学习主动性,加强学生对机械产品设计整体性认识。同时,教师的科研项目可以逐步与虚拟仿真实验教学想结合,在科研项目合作的同时,有序地将虚拟仿真的实验成果应用到产品开发、质量管理、产品服务的各个环节,对学生开放的同时,承接企业的产品设计开发任务,缩短新产品研发时间,提高企业竞争力,促进社会经济的发展。
参考文献:
[1]宋正河,陈度,董向前,等.机械与农业工程虚拟仿真实验教学中心建设规划与实践[J].实验技术与管理,,34(1):5-9.
[2]吕明珠,刘世勋.机电专业虚拟仿真实验平台的设计与开发[J].电气开关,(6):23-26.
[3]杜月林,黄刚,王峰,等.建设虚拟仿真实验平台探索创新人才培养模式[[J].实验技术与管理,2017,32(12):26-29.
[4]赵强,欧阳晓平.虚拟仿真实验平台促进创新型人才培养[J].时代教育,2016(15):60-61.
[5]郭润兰,康艳萍,杨东亚,等.机械原理虚拟仿真实验室资源共享平台建设[J].实验室研究与探索,2017,36(6):108-110.
[6]吴涛.机械液压虚拟实验仿真平台的设计与实现[D].重庆:重庆大学,2016.
篇4:机械工程虚拟仿真实验平台如何构建论文
机械工程虚拟仿真实验平台如何构建论文
摘要:虚拟仿真实验教学能降低实验成本、减少危险性,是目前各高校实验室建设的重要方向。本文分析了虚拟仿真实验教学的重要性,根据农业院校机械工程学科的特点,提出了农业院校机械工程虚拟仿真实验平台应构建的5个实验平台方向。
关键词::虚拟仿真;农业院校;实验平台;机械工程
随着经济社会的发展,各种精密机床和实验设备在高校实验室的使用越老越多。但与此同时,由于数控加工系统普遍设备昂贵,使用和维护成本高,而且带有一定的危险性,很难容纳多学生的学习。通过VR虚拟现实技术可以很好的避免这些问题。虚拟实验室是一种开放的网络虚拟实验教学系统,该系统是以教学为基础的网络技术,通过虚拟现实技术来构建,把现在实验教学中的实验资源虚拟和数字化,从而达到课程实验教学的目标。
1农业院校机械工程学科的特点
农业是国民经济的基础,农业机械化是农业现代化的重要标志,关乎“四化”同步推进全局。智能农机装备代表着农业先进生产力,是提高生产效率、转变发展方式、增强农业综合生产能力的物质基础,也是国际农业及装备产业技术竞争的焦点。高等农业院校的机械工程学科专业,培养机械工程、农业工程的专门工程技术人才,是我国高等农业教育的重要组成部分,对于振兴我国地方经济、发展农业生产,实现我国农业向现代化农业的历史性转变具有重要的意义。
2农业院校机械工程虚拟仿真实验教学系统的'构建
作为农业院校的机械工程虚拟仿真实验平台应该需要满足课程基本实验知识的传授、基本实验的操作、并有一定的农业院校特色,以增加学生动手的积极性,培养学生的动手、动脑能力,为学生在以后的学习工作中打下坚实的基础。
2.1机械工程基础虚拟仿真实验教学系统
机械工程基础虚拟仿真实验教学系统让学生在虚拟的三维环境下进行实验和练习,使用信息网络技术对实验和练习的数据进行采集,再结合虚拟仿真实验教学管理平台进行实验课程安排和实验效果的考察,从而可以解决机械专业实验教学工作中对于机械设备结构原理认知学习的晦涩难懂,减少对实验设备的损坏,帮助院校改善和解决实验设备台套数的不足、需要经常维修等问题,切实提高机械专业学生的实验实践能力。
2.2数控加工虚拟仿真系统
本系统以VR虚拟技术结合数控加工专业知识,辅助数控加工专业教学。并以自动引导的方式对该系统进行模拟教学。数控加工应包含数控机床、数控铣床、机械手、输送线等,利用虚拟现实的沉浸感,使学生对整个系统进行逼真模拟体验;利用虚拟现实的交互性,让学生对模拟环境内的物体进行操作,最后进行学习测评。可以现场近距离去观察设备的运行状况。同时可以进行多人协同参与。再现真实、逼真的效果。
2.3液压传动实验虚拟仿真实验教学系统
该系统主要是液压系统认知实验,让学生了解液压系统的基本组成、布局及工作原理、液压系统在整个机械设备中的作用;了解液压系统中主要液压元件,其中包括液压动力元件、液压执行元件、液压控制元件、液压辅助元件等在液压系统中所起的作用等。
2.4基于虚拟样机技术机械设计及动力学仿真实验系统
该实验系统主要是基于ADAMS(AutomaticDy-namicAnalysisofMechanicalSystem)软件构建实验教学系统由三个模块组成:零件数字设计,机械系统动力学仿真,零部件力学性能仿真。相关专业的学生不仅可以应用实验平台直接进行相关实验,而且可以通过平台提供的仿真软件开展自主探索性虚拟实验,为拓展学习提供了良好的平台。
2.5农业机械特色虚拟实验平台
该系统可以结合农业大学特色,开展智能农业装备、拖拉机等特色项目的虚拟仿真实验。比如模拟农田机器人作业等虚拟仿真实验,展示机器人工作过程,让学生更好地了解机器人结构、控制、驱动形式、作业特点、振动等相关知识,克服了传统实验时浪费严重、噪音高、难重复、自然环境和生产条件受限多等缺点。农田信息实验平台可以包括图像实时采集与图像分割、图像测量与测距、深度信息获取、真实信息的恢复、实时生成决策结果、智能执行等过程。
3结语
虚拟仿真实验平台能提高机械工程本科生的产品设计创新能力,改善机械类专业核心课程的教学效果,激发学生学习主动性,加强学生对机械产品设计整体性认识。同时,教师的科研项目可以逐步与虚拟仿真实验教学想结合,在科研项目合作的同时,有序地将虚拟仿真的实验成果应用到产品开发、质量管理、产品服务的各个环节,对学生开放的同时,承接企业的产品设计开发任务,缩短新产品研发时间,提高企业竞争力,促进社会经济的发展。
参考文献:
[1]宋正河,陈度,董向前,等.机械与农业工程虚拟仿真实验教学中心建设规划与实践[J].实验技术与管理,2017,34(1):5-9.
[2]吕明珠,刘世勋.机电专业虚拟仿真实验平台的设计与开发[J].电气开关,2016(6):23-26.
[3]杜月林,黄刚,王峰,等.建设虚拟仿真实验平台探索创新人才培养模式[[J].实验技术与管理,2017,32(12):26-29.
[4]赵强,欧阳晓平.虚拟仿真实验平台促进创新型人才培养[J].时代教育,2016(15):60-61.
[5]郭润兰,康艳萍,杨东亚,等.机械原理虚拟仿真实验室资源共享平台建设[J].实验室研究与探索,2017,36(6):108-110.
[6]吴涛.机械液压虚拟实验仿真平台的设计与实现[D].重庆:重庆大学,2016.
篇5:虚拟文物互动展示平台设计研究论文
虚拟文物互动展示平台设计研究论文
0引言
,比尔盖茨提出“自然用户界面”的概念,并预言人机交互在未来几年内会有很大的改变,键盘和鼠标将会逐步被更为自然的触摸式、视觉性以及语音控制界面所代替。Kinect是一个动作捕捉设备,Kinect和用户的结合就形成了一套完整的控制系统。
目前我国很多博物馆所建立的虚拟博物馆大多数是使用VRML语言进行建模,借助于WRL文件浏览器插件基于IE进行浏览,这样用户可以方便快捷地浏览。但是VRML是基于浏览器的一种脚本语言,对于相应事件的处理能力有限,与用户的交互能力较差,并且也无法与数据库连接,在构建虚拟展馆过程中需要手动添加文物模型[1].
针对以上问题,本文所设计的虚拟文物互动展示系统使用My SQL数据库存储文物的详细信息; 使用FTP服务器来存储3D模型文件,并由系统自行获取; 使用Kinect手势识别技术,让用户与文物模型隔空交互,从而有效地解决了交互能力差的问题。本文还提出了K-Means算法来有效地解决手型图标的抖动问题。
可以想象到,在一个博物馆里,观众只需要用手势去触碰虚拟的按钮,就可以选择你感兴趣的文物,只需要变换手势,就可以对文物进行移动、放大、旋转。虚拟文物与参观者互动的方式,让展览更具感染力。
1系统介绍
基于Kinect虚拟文物互动展示系统的结构主要由显示模块、文物控制模块、UI交互模块、文物存储模块以及动作捕捉与识别模块构成,各模块之间协同合作,构成了具有完备功能的虚拟文物展示系统,如图1所示。
(1) 显示模块: 负责获取场景中的用户影像,并将虚拟文物模型与用户影像进行融合并显示。
(2) 文物控制模块: 负责对虚拟文物模型的位置、大小和角度进行调整,并且接收动作捕捉与识别模块发过来的控制信息,做出相应的变动。
(3)UI交互模块: 负责获取界面控件的位置,并且比对用户手的位置,进行对应的响应。
(4) 手势捕捉与识别模块: 负责捕捉到用户手的关键点,并且获取手的深度信息,然后对信息进行处理,识别出用户手势的意思,并发送指令给文物控制模块。
(5) 文物存储模块: 该系统包括My SQL数据库以及FTP服务器。虚拟文物的编号、朝代以及其他详细信息数据会存储到My SQL数据库中。因为虚拟文物模型所占空间比较大,所以把模型放在FTP服务器中,由该软件直接调用。
基于Kinect的虚拟文物互动展示系统的结构化设计,提高了系统的灵活性,降低了模块之间的耦合性,不同模块之间通过接口进行通信,使得各个模块能够独立高效地完成各自功能。
2 Kinect介绍
Kinect体感设备主要是由彩色摄像头、深度摄像头和红外线投影机组成。Kinect设备与普通摄像头的区别在于红外线发射和红外线接收功能,通过这个功能,Kinect可以获取场景的深度信息。Kinect的基本原理是: 红外投影机主动投射红外光谱,照射到粗糙物体,或是穿透毛玻璃后,光谱发生扭曲,会形成随机的反射斑点,也就是散斑,进而被红外摄像头读取。这些散斑就有高度随机性,并且随着距离的变化,散斑也随着改变,在同一空间中不同的散斑图案都不相同[2].因此,只要使用散斑对空间编码,当有物体进入空间时,即可定位。
3系统软件设计
虚拟文物互动展示平台软件采用WPF进行开发。WPF是微软推出的Windows Vista的用户界面框架。它提供了统一的编程模型、语言和框架,真正做到了分离界面设计人员与开发人员的工作,同时它提供了全新的多媒体交互用户图形界面。WPF最重要的特色是支持3D模型,以及支持模型的点击事件。整个虚拟文物展示系统软件设计运用Kinect体感设备和WPF框架等技术手段,包括手势识别、UI交互、文物展示以及文物存储的智能交互展示系统,对虚拟文物展示实现了主动选择、交互体验良好、操作方便的目标。虚拟文物互动展示的主要功能模块如图2所示。
3. 1 GUI设计
在主界面上包括四个不同功能的悬浮按钮,这四个悬浮按钮是根据人体的合理肢体操作距离而设计的。这四个悬浮按钮的功能分别为虚拟文物展示、虚拟文物详情、博物馆视频简介以及退出。在本项目设计中,最重要的是虚拟文物展示功能。当用户选择虚拟文物展示悬浮按钮时,该软件会弹出另一个窗口,用户可以根据自己的兴趣爱好,选择不同朝代的文物来进行控制,比如根据不同的手势来移动、放大以及缩小和旋转文物。
3. 2悬浮按钮
悬浮按钮控制流程如图3所示。悬浮按钮其实是一个普通的控件,有三种状态分别为经过、按下和离开,可以有效地解决不小心点击的问题[3].通过Kinect SDK首先识别出用户举起的是左手还是右手,再获取左手或者右手的三维坐标数据,然后激活界面的一张手型图标,通过坐标映射的方法,把手的三维坐标转换成二维坐标,转换过的二维坐标映射到手型图标上,这样界面上的手型图标会随着用户的手在界面上移动。当用户的手型图标没有接触到该悬浮按钮的时候,它没有任何变化。当手型图标移动到按钮区域时,手型图标周围会出现进度条控件,当时间超过2 s后,会触发悬浮按钮On Click事件,当手型图标不在按钮区域时,悬浮按钮恢复初始状态。
3. 3解决手型图标抖动问题
Kinect每 秒 钟会 采 集30帧 的' 深度/RGB数 据,每 帧所获 取 的骨骼的 三维坐 标 都是不相 同的,转变成二维坐标也是不相同的,所以把二 维 坐标映射 到手型图标上,手型图标会出现抖动的情况。在软件编程中,取出30帧的二维坐标数据如图4所示。
本文的设计考虑到抖动这一问题,提出采用K-Means算法[4]的解决方案,其基本方法为: 首先在软件中提取出最近的6个帧的骨骼三维数据,然后转换成二维坐标数据。再使用K-Means算法,随机在图中取K个种子点,然后对所有点求出到其K个种子点的距离,假如点pi离种子点最近,那么pi属于si点群。接下来,把种子点移动到属于它的点群中心。然后重复上述步骤,直到种子点没有移动。最后使用各个点的X/Y坐标的平均值,计算出点群中心的坐标。把6帧二维坐标的点群中心坐标映射到手型图标上可以有效地解决抖动的问题。具体算法流程如图5所示。
3. 4文物选择与控制
该系统首先根据客户的需求,对用户的手势行为做了规范协议[5],如表1、表2所示。如果用户的手势不是协议中所规定的,系统将不会做出任何响应。
用户操作虚拟文物的流程如图6所示。用户可以用自己的左右手来选择查看哪个朝代的文物,只需要把手放在图标按钮2 s即可。当用户选择了清朝的文物,界面右边会出现文物的二维图片,用户可以继续选择具体的文物。当用户选择了一个自己比较感兴趣的文物时,界面会出现一个3D文物模型,用户可以根据手势协议来操作模型,例如对模型旋转、放大等。当用户想查看其他的文物时,只需要把当前文物撤销即可。用户想要和当前文物模型合影时,只需要把手放在照相按钮上,系统会把图片保存到文件夹上。
4实验结果
为了验证系统的可靠性以及响应时间,进行了如下的现场测试。测试环境为Win10 + WPF + Kinect for WindowsSDK 1. 8.测试者站在Kinect正前方,做出不同的手势,以验证不同手势识别的准确性。表3为测试者做出不同手势的结果。
实验结果表明,使用Kinect能够正确判断出用户手势的意思,通过相应的算法以及手型图标抖动问题的解决,进而实现了对虚拟文物的位置、角度、姿态的控制,充分验证了基于Kinect的虚拟文物互动展示系统的可行性。
5结束语
基于Kinect的虚拟文物互动展示系统是一个新颖而又充满意义的课题。本文使用Kinect与WPF完成了一套用户体验良好、功能完备的用户与虚拟文物互动系统。该系统主要通过Kinect来获取人体骨骼坐标数据,通过对数据的分析与综合识别出用户的肢体语言,然后映射到3D文物上,实现用户与3D文物之间的互动。本文还提出了使用K-Means算法来解决手型图标在屏幕上的抖动问题,使用户具有更好的体验。下一步研究方向是采用手机App和Unity3D的开发方式,如通过扫描文物图片,在手机屏幕上出现3D文物模型,用户通过触屏的方式与3D文物进行互动。这样可以有效地解决用户多的问题,让每位用户都可以积极参与到博物馆展览之中。
参考文献
[1]刘鹏飞 虚拟博物馆系统的设计与实现[D].长春: 吉林大学,.
[2]马源驵。基于Kinect的内容展示系统设计与实现[D].郑州: 郑州大学,.
[3]韩娜,陈东伟,钟单成,等。基于Kinect的虚拟试衣系统设计与实现[J].信息技术,(7) :59-61.
[4]陈皓。 K-均值算法[DB/OL].(-11-28) [-08-25]
[5]胡焰。基于Kinect的虚拟试衣系统的设计与实现[D].武汉: 华中科技大学,2013.
篇6:论虚拟实验平台构建的必要性
论虚拟实验平台构建的必要性
张绍荣
(桂林航天工业学院自动化系,广西桂林541004)
摘要:随着网络化和信息化的发展,传统的实验室教学已经远远不能满足要求。本文深入分析了传统实验室管理和建设存在的问题和原因,并以此提出虚拟实验平台构建的必要性,最后对虚拟实验平台构建内容提出了几点建议。
关键词:实验室;虚拟实验;平台构建
基金项目:桂林航天工业学院教改项目(项目编号:2011JB31)
作者简介:张绍荣(1987-),男,广西贵港人,硕士,助教,研究方向:智能仪器、自动测试理论与技术。
理论与实践相结合是理工科学生学习的最佳方式,而实验室是提高学生动手实践能力最主要的场所。传统实验室由于场地和课时量有限、仪器设备等资源紧缺、开放时间少等因素导致学生做实验的效果大打折扣,实践创新能力以及分析问题和解决问题的能力得不到提高[1]。随着网络化和信息化的发展,传统的实验室教学已经远远不能满足要求。
笔者在担任模拟电子技术实验的指导老师期间,对学生实验过程以及实验室的建设和管理方面存在的一些问题进行了概括和总结,并以此提出虚拟实验平台构建的必要性。虚拟实验平台的构建是传统实验教学的有效补充,通过“虚实结合”,可实现实验教学手段和教学模式的多元化[2],拓宽学生的学习途径。
一、存在的问题
(一)学生缺乏电子认知
在开始第一节实验课时,学生不懂辨认基本的电子元件,比如电阻、电容、电感、二极管和三极管等。同时对于电容和二极管的正负极性不懂区分,三极管的管脚分配更加不会区别。另外,学生对一些常用仪器(比如信号源、示波器、万用表等)的使用更是摸不着头脑。很多学生大都是第一次使用,所以不会用、不敢用。这给实验的开展带来了很大的困难,因为学生的不懂,所以不敢动手操作,第一节课的大部分时间是在教学生识别电子元件和仪器的使用,有些学生还没开始实验就下课了,实验效果非常差。
(二)实验项目少且验证性实验居多
一个学期只开出了四个实验:二极管特性测试及应用电路、晶体管放大电路指标测试、模拟运算电路指标测试和放大电路频率特性测量,而且纯属验证性实验。《模拟电子技术》是所有电类专业的基础课程,对学生以后的专业学习非常重要。这四个实验远远不能满足对学生实践技能的培养要求,更谈不上知识综合运用和实践创新的培养。因此,通过实验来提高学生理论与实践相结合的能力、综合应用知识的能力以及分析问题和解决问题的能力就成了空谈。如何利用现有的实验室资源开设更多的实验(包括验证性实验和综合设计实验),使得学生最大程度地学到更多的知识,这是有待解决的重要问题。
(三)实验室开放时间少
随着学校的扩招,学生人数增多,而教学设备和场地没有相应的增多,师资力量不足,课时的安排也比较紧,所以实验室空余的时间开放比较少,有些学校甚至除了上课时间之外就不再对外开放,这对学生的学习是极其不负责的。就如1.1节所说的,学生由于不熟悉电子元件和仪器设备,()可能会耽误很多时间,等熟悉操作的时候就来不及完成实验就下课了。学生如果课余时间不补做实验,就相当于没做过实验,自然也学不到相应的知识。没有做实验就没有实验数据,实验报告就胡编乱造,学生慢慢就养成了弄虚作假、投机取巧、态度不端正等行为。这对学生的专业造成了不好的影响,使他们在学习上得不到提高。
(四)仪器设备老旧缺损
学生不能按时完成实验任务,有一部分因为仪器设备太过老旧、紧缺和破损。学生对仪器本身就不熟悉,而仪器又老出现问题,导致实验无法进行。在上课时,一些学生从一个实验台换到另一个实验台,实验仪器也搬来换去,非常混乱。但是,老师也无法过多干预,因为一部分仪器确实功能不正常甚至完全不工作,如果不让学生调换,学生也只能干等着,实验无法进行。针对这种情况,学校直接对仪器设备进行更新即可解决问题,但这在短时间内是难以实现的,学校的资金投入要考虑很多其他的因素,况且有些学校资金本身就匮乏。
二、虚拟实验平台构建必要性
在批改实验报告的过程中发现:只要学生能顺利完成实验,实验数据一般准确可靠,同时理论的分析也比较清晰切合;不能完成实验的学生,数据存在明显的错误,或者干脆抄袭别人的实验数据,对理论和实验结果的分析也是模模糊糊、不着边际。为了让学生能顺利完成实验,加深对理论知识的理解,提高学生实践动手的能力,在第1节中提到的问题有待解决。
(一)虚拟实验平台是解决问题的新方法
对于学生缺乏电子认知的问题,很多高校开设有专门的电子认知课程,主要讲解基本的电子元件知识和一些常用仪器的使用,并且安排考试。这为后续的课程学习奠定了很好的基础,但是仍然占用有限的资源。虚拟实验平台的构建通过软件面板模拟真实的仪器面板,学生通过网络操作仪器能达到操作真实仪器一样的效果。另外,把电子认识的相关内容以图片、动画或者视频的方式挂靠在虚拟实验平台上,全校师生都可以随时随地查看学习,实现了师生最大的资源共享。
开设实验项目少且验证性实验居多,实验室开放时间少,仪器设备老旧缺损,其实都可以归结为:实验室资源匮乏,资金投入不够。要想减少资金投入同时达到良好的实验效果,就要想法设法实现资源的共享和重复利用率。虚拟实验平台的构建可以通过网络实现对仪器共享和远程控制,以此实现资源的共享。
(二)虚拟实验平台是传统实验教学的有效补充
如果把传统的实验教学说成是课内教育,传统实验教学就是课前教育和课外教育。通过虚拟实验平台,学生可以了解到更多关于本次实验的资料,做好课前预习;而通过动画或者视频的效果进行实验的演示是传统实验教学无法比拟的。对于不够时间完成实验的学生,课后依然可以通过虚拟实验平台进行实验,从而不受时间、地域的限制完成实验。
完善的虚拟实验平台可以实现实验预约和登陆管理、实验报告生成与上传、在线批改和打分等功能。可以针对学生在学习过程中的操作问题给予适时的提示,提示学习者注意操作错误的地方,这对贵重而精密的仪器操作尤为重要。
(三)虚拟实验平台构建是未来的趋势
文献[3]对国家级虚拟仿真实验教学中心建设工作的意义、指导思想、内容等做了全面阐述。文献[4]和[5],则对虚拟仿真实验教学中心建设提出了自己的思考与建议。《关于开展国家级虚拟仿真实验教学中心建设工作的通知》(教高司函〔2013〕94号)等相关文件都对虚拟仿真实验教学提出了明确要求。因此,虚拟仿真实验教学建设是高校实验教学改革的必然发展方向。而虚拟仿真实验教学与传统实验教学虚实结合、相互补充,将切实提高教学能力,拓展实践领域,丰富教学内容。
三、虚拟实验平台构建内容
虚拟实验平台的构建,包括单纯的虚拟仿真和虚实结合的具体实验。单纯的虚拟仿真,比如电子元件的基础知识普及和一些常用仪器设备的操作。虚实结合的具体实验涉及具体的硬件实物和软件,在开展实验前,实验室老师必须把硬件电路和相关的仪器连接好,仪器通过USB总线或者其他总线与计算机(服务器)相连。在服务器开发相应的程序软件,实现仪器可程控。用户通过网络访问服务器,即可获取仪器的相关数据,而且操作服务器的`软件面板就像在本机操作一样。针对电类的基础实验课程,本文认为虚拟实验平台的构建应该包含如下内容。
(一)电子认知基本知识
以图片、动画、视频等方式帮助学生识别基本的电子元件,区分电容或二极管的正负极性、三极管的管脚分配等。介绍一些电子元件的性能参数、功能作用等各方面的知识。而一些常用的仪器操作和使用方法最好以动画或视频的方式介绍,比如信号源、示波器、万用表、交流毫伏表等仪器设备。
(二)实验材料汇总
实验的原理分析,实验的准备工作,实验过程中应该注意的问题,以及与本次实验相关的知识扩展等都可以以文件的方式提供给学生,扩展学生的知识面。
(三)实验项目
这部分是构建虚拟实验平台的主要内容,也是解决第1节中提到的问题的关键所在。实验室老师根据实验项目需要搭建硬件平台,开发相应的程序软件。除了搭建传统实验室开出的实验之外,还可以开发各种综合设计性的实验,比如波形发生器设计、滤波器的幅频特性测试等。实验平台搭建完成之后,只要系统正常工作并且网络正常,就可以安排时间对学生开放,不需要人工管理。
四、总结
本文主要分析了模拟电子技术实验教学存在的一些问题,结合目前的状况以及未来的发展趋势,论证了构建虚拟实验平台是解决问题最有效的方法。虚拟实验平台的构建是传统实验教学的有效补充,为学生的课外学习提供了极大的方便,实现了资源的共享,有利于增强学生综合设计和实践创新的能力。
参考文献:
[1]刘硕谦,田娜,刘仲华,陆英。 新形势下高校实验室的建设与管理办法初探[J].教育教学论坛,2013,(13):10-11.
[2]杨建良。电类基础课程实验教学“虚实结合”模式的构建[J].实验室研究与探索,2014,33(7):101-104,280.
[3]李平,毛昌杰,徐进。开展国家级虚拟仿真实验教学中心建设提高高校实验教学信息化水平[J]. 实验室研究与探索,2013,32(11):5-8.
[4]王卫国。虚拟仿真实验教学中心建设思考与建议[J].实验室研究与探索,2013,32(12):5-8.
[5]王晓迪。虚拟仿真实验教学中心建设中八项关系的理解与探讨[J].实验技术与管理,2014,32(8):9-11.
篇7:邯钢基于WEB的客户服务平台设计论文
关于邯钢基于WEB的客户服务平台设计论文
在市场竞争日趋激烈的今天,仅有优质的产品已远远不能满足客户的需求。优质、快捷的服务已是行业取得成功的关键所在,谁的服务领先,谁就会赢得更多的客户,获得更高的效益。邯钢作为大型钢铁企业,客户遍布全球各地。随着客户的个性化需求越来越多,传统的基于客服电话和信件邮寄方式的客户服务已经不能满足广大客户的`要求。因此,为了更好的服务客户,邯钢决定自主研发基于WEB的客户服务平台。
1平台建设目标
依托邯钢ERP系统,通过信息化手段为客户提供更优质的服务,提升客户满意度。客户可通过该平台享受到以下几个方面的服务:
(1)可以远程直接登录该服务平台,查询自己合同执行情况、帐户资金等相关信息;
(2)可以在平台上实现订单详情查询,在网上就可以实时掌握订单产品的生产、发货、运输等具体情况;
(3)可以在平台上实现质量保证书打印与校验;
(4)可以在平台上对产品瑕疵和营销服务瑕疵进行抱怨和投诉;
(5)同时,邯钢营销客服人员可以通过该平台收集客户投诉信息、跟踪客户投诉处理过程、进行满意度调查等,不断提高营销服务质量。
2平台体系结构设计
考虑到B/S模式具有‘瘦客户端’、良好的开放性以及满足客户远程登录需求的特点,故平台采用B/S模式进行开发建设。为保证应用模式的开发性,系统利用J2EE+Web Services构建基于B/S模式的3层分布体系结构。
(1)前台外部表现层。负责实现用户与系统交互的表示逻辑。
(2)后台事务逻辑层。当用户请求了JSP页面时,Web服务器负责解释执行JSP页面,JSP页面置于应用程序服务端。
(3)数据库服务层。负责管理数据库,处理数据查询、数据更新、数据添加及执行存储过程。该平台的数据库采用Oracle10。
3 系统功能设计
该平台的系统功能模块主要包括:客户信息管理、订单与物流跟踪、质量保证书管理、结算信息管理、投诉管理、客户满意度调查等。
4平台与邯钢ERP体系的接口设计
平台为客户提供的合同信息、产品信息、质保书信息、发货信息等等客户关心的内容,目前这些信息存储在邯钢ERP体系的各个子系统(包括SAP系统、东区MES系统、西区MES系统等)中。因此,该平台与邯钢ERP体系的接口设计成为平台建设的关键。在具体的编程实践中,东西区MES系统通过socket通讯协议以电文方式将客户的合同进度信息、发货信息等生产过程信息发送给客户服务平台;SAP系统通过XI方式将客户的资金信息、结算信息、质保书信息等营销过程信息发送给客户服务平台;客户服务平台解析接收到的电文存放到平台的数据蓝库服务器中供客户使用。
5平台的应用效果
该平台自去年8月上线以来已为1000个客户开通了使用权限,客户通过该平台每天下载电子质量保证书1500~1800份,收集客户意见和建议200多条,实现了高效快捷的客户服务,提高了客户满意度和邯钢的美誉度。
结语
经过一段时间的运行表明该平台的设计是成功的。对于邯钢来说解决了客户服务响应速度迟缓的问题,能够直接接受客户需求和感受,有效提高了服务效率和质量;解决了纸质质保书打印投递过程的种种弊端,节约了大量资金。对应客户来说做到了足不出户,在网上就可以实时掌握订单产品的生产、发货、运输等具体情况便于客户进行库存和生产的优化组织。该平台的建设赢得了客户的一致好评,也为邯钢降低了成本,提高了物流速度,为买卖双方都创造了巨大的经济效益和社会效益。
篇8:软件工程Web技术开发平台的论文
当下电子信息时代飞速发展,各个行业对软件的硬性要求不断提高,软件行业在数量激增的同时,软件整体质量随之提高。Web技术开发也得到该技术领域研发人员的高度重视,但在对其进行系统开发过程中,没有与之对应的技术经验,缺少相应资源使web技术未能进行深层次的研发。
1软件工程和Web技术
1.1软件工程介绍
软件工程作为一项以研发软件为目标的系统性、规范性、数据性学科,令软件系统进行实时、高效、无损耗传递信息。软件工程可涉猎多学科知识,例如编程语言、数据信息库分析、平台操作管理、平台设计方式、高等线性代数等高端性技术学科。软件工程研究主要目标为,让产品具有专业性、可实用性、适宜性,以达到客户的期望。设计理念一般分为主体性设计和细则性设计,令软件工程系统在前期研发、中期运行、后期维修的过程中进行逻辑性连接,确保软件在使用过程产生问题时,可迅速确定维修范围。在新时期发展过程起着重要作用,软件工程系统的开发可令社会科技发展更加迅速。
1.2Web技术介绍
随着科学技术的不断进步,Web技术正广泛的运用到各个行业中,分为客户端口技和服务端口技术。客户端口技术主要包括文本语言、应用程序、嵌入式程序、级联样式表、动态文本语言、插件技术、静动态递变技术。服务端口设计技术包括服务器构建技术、公共网络终端接口技术、超文本语言预处理技术、流动服务器UI技术、新代脚本语言技术、代码语言转换技术。通过技术融合与各级技术的上下级信息指令来完成对网络信息的构建。
篇9:软件工程Web技术开发平台的论文
2.1Web技术平台开发现状
当下Web技术发展水平的提升,使得Web技术的研发在互联网中起到的作用,得到相关人员的重视。超媒体设计技术方法是Web系统设计体系中最基础的设计形式,它主要体现在对系统信息技术分析、数据信息框架整合、引导信息进行转化等层面。这种设计可令系统运行中进行对信息传输的兼容,以及自动化的生成文本信息,基于Web技术的设计,实现系统的逻辑性和信息建模之间的转变。但超媒体设计技术文本生成自动化模式只能对Web网页静态信息有效,未能对静态与动态之间的转换形成有效连接。Web建模语言技术,最初设计只能将Web界面信息进行扩充性介绍,通过Web技术方面的提高,可将Web信息数据运用方式以立体化图形展现出来。超媒体设计只能对静态页面信息有效一定的技术支持,而Web建模语言技术可改良该问题,令Web系统在运行过程中更加流畅。
2.2Web技术平台开发特点
Web系统之所以能被现代社会广泛运用,首先Web技术具有展现性和易操控性等特点,用户在终端设备的.体验过程中,Web技术通过图像转化、声音系统传输以及影响系统传输将其展现在终端设备上,令体验者可在Web系统上进行阅读资料、观看影视作品、玩游戏等。Web系统的易操控性,只需在页面链接中进行选择便可达到对浏览内容的选择。其次具有数据兼容性广、静动态转化速率快等特点,当前这种大数据时代下,终端用户很难对信息传递量的价值进行评估,导致数据被大范围下载到硬盘中,降低硬件系统的利用率。Web技术的开发及运用中,将计算机大数据信息进行扩散性储存,将接收到的数据信息进行整体分类,方便用户在查找过程中,快速将范围缩小,将有效信息展现在客户面前,提高工作效率。再次具有控制层建设等特点,Web浏览器是客户和信息网沟通的平台,Web技术在研发过程中应加强对Web页面的建设能力,增加Web系统的多表现形式,令用户学习过程的同时,可将这种知识以多空间形态体现到自己的思想之中。鉴于Web系统有着多特点和易开发性,技术人员应通过重点研发,令Web技术以更先进的形态展现在用户面前。
3结语
Web技术领域的研发可为信息发展化提供大力支持,将Web技术开发与软件工程的开发进行有效性结合,令Web信息技术在运行工程中发生的问题,提出快速准确的解决方案,Web信息技术在软件工程系统开发能提高运行效率、增加软件性能、保证其质量,可提升用户体验性,应加大对Web技术平台的研发,提升信息化时代的工作效率。
参考文献
[1]肖美婷.移动Web开发技术在商务网站的应用及发展趋势探究[J].中国新通信,,20(17):125.
[2]袁琛.基于Web技术的民办高校教学管理系统的设计与实现[D].湖南大学,.
篇10:浅谈接口综合设计实验平台的设计与应用论文
“微机原理汇编及接口设计”是学生学习和掌握计算机硬件知识和汇编语言程序设计的入门课程,基础性、技术性、应用性和工程实践性强。课程以微处理器、总线、接口和程序设计为主线,要求学生掌握微型计算机系统的体系结构、CPU 工作原理和指令系统,学会合理选用存储器和接口芯片,并能根据不同的要求分析和设计系统的硬件结构,用编程的方法实现定时、I/O口控制、按键、显示、中断等功能。学生通过该课程的学习,能够巩固和加深对先修课程知识的理解,为进一步学习仪器仪表、测量控制、计算机控制、单片机原理、嵌入式系统等专业课程奠定理论基础和微机软硬件应用基础。该课程是培养高素质创新型人才的重要环节。
原“微机原理汇编及接口设计”课程的硬件设计实验只需按照接线引脚图即可完成,学生缺乏对接口电路设计环节的应用练习。以经典的“数码管显示”实验为例,大多沿用“简单的输出接口”实验中接口设计电路进行调试,不能充分锻炼学生的综合实践能力和创新能力。笔者在原有的教学实验装置上,设计开发了基于8086微处理器的“接口综合设计”实验平台。该平台不但能很好地帮助学生深入理解和灵活运用理论知识,还能帮助学生提高综合应用的能力,实现从验证性思维到设计、创新性思维的转变。
篇11:浅谈接口综合设计实验平台的设计与应用论文
1.1平台设计方案
接口综合设计实验的建设应该在传承经典的基础上,更加适应实验教学发展的趋势,丰富其内涵。接口综合设计实验平台的设计理念是营造探索性实验环境,注重实践创新能力培养,通过融合先进的EDA技术,培养学生综合设计开发能力和创新能力。
接口综合设计实验是在现有教学实验装置上,融合了8086微处理器的系统仿真设计,并选用Proteus作为系统仿真软件。Proteus是一款EDA工具软件,是基于ProSPICE混合模型仿真器的、完整的嵌入式系统,软硬件设计仿真平台Proteus 7.5提供了VSMfor 8086模块,增加对8086CPU 的仿真,为培养学生综合设计能力和自主创新能力提供了技术支撑。
结合设计的实验项目,提供了程序设计流程图、参考接口电路设计图、参考程序的范例内容,以及在Proteus环境下的仿真设计、虚拟仪器测试等内容供参考,目的是让学生利用已有范例资源直接进行虚拟仿真测试和软硬件联合调试,尽快掌握原理和接口设计方法,为后续实验的自主设计、自由发挥打好基础。
1.2 关键技术
应用Proteus进行8086接口技术仿真,主要是在Proteus ISIS中编辑电路原理图、设置外部代码编译器、编写和添加源代码及仿真调试。搭建一个培养学生综合设计能力和自主创新能力的实践平台,需要解决几个关键问题。
1.2.1 I/O地址译码电路设计
现有教学实验箱上选用64个I/O地址,分Y0―Y7共8组输出,地址分别为280H―287H、288H―28FH、290H―297H、298H―29FH、2A0H―2A7H、2A8H―2AFH、2B0H―2B7H、2B8H―2BFH。8条输出线在实验箱的I/O地址处分别由自锁紧插孔Y0―Y7引出。。
结合实验箱I/O地址译码电路,利用8086微处理器和相关外围芯片构造I/O 译码电路,并存成部件组。在Proteus仿真设计环境中用到的仿真元件信息。
1.2.2 加载汇编程序
现有的教学实验箱是通过USB接口将实验箱信号传送到微机,USB模块产生的仿ISA总线信号直接从实验箱上输出。为了培养学生对于接口电路的仿真设计能力,要求学生先进行汇编语言程序设计,并加载到Proteus环境下的仿真设计接口电路中进行虚拟仪器测试,确定满足要求的接口电路设计方案,再利用现有教学实验箱和接口开发环境进行硬件电路接线和软硬件联调。
1.2.3 子电路设计和使用
结合精品实验项目设计的侧重点,在Proteus环境下将部分常用电路(例如I/O 接口译码电路)设计为子电路,方便学生进行仿真电路设计时直接使用。分析现有教学实验箱上I/O 地址选用情况,设计了Proteus环境下I/O接口译码子电路和使用。
2 应用案例
2.1 案例内容
以经典的“数码管显示”实验为例,其中的“显示接口综合实验”项目的实施内容以微机系统的总线结构为基础,贯穿多个接口芯片的功能应用,注重营造探索性实验环境,着重提高学生灵活应用多种接口芯片的综合设计能力和创新能力。
该实验要求学生掌握数码管的显示原理,实现数码管静态和动态显示。学生经过简单的输入、输出接口实验,已熟悉接口电路设计的基本原则、缓冲器和锁存器在接口电路中的作用,对于可编程并行接口芯片8255A、可编程定时器/计数器芯片8253也有了初步了解。范例采用层次化设计方法,由简单到复杂,引导学生逐步掌握显示接口设计的要点。
演示实验利用数码管循环显示数字单字符(0―9),在学生掌握动态显示原理后,利用数码管同时显示2个字符(如“EF”),最后利用数码管实现循环显示数字(0―99)。
2.2 应用案例的.实施过程
2.2.1 注重引导,逐步完善
在显示接口综合设计实验教学开始阶段,注重引导学生根据实验的要求自主制订虚拟仿真实验的初步设计方案。随着理论知识的增加,学生可以自主改进方案、完善功能,并最终自主完成实验,使综合设计能力和创新能力得到锻炼,提出问题和解决问题的实践能力得到提高。
为方便师生交流、保证实验进度,建立了“微机原理虚拟仿真”QQ群,并公布了答疑和提交仿真设计方案的邮箱(virtualsimulation@163.com)。学生在制订虚拟仿真初步设计方案的过程中,由于刚刚开始接触接口部分的理论知识,因而略显被动和随意,但在逐步深入地学习后续课程内容的过程中,会根据自己所掌握知识的更新和积累,主动完善自己的设计方案。此时,学生被动思维模式转为主动思维模式,学习更具有探索性和目的性。
2.2.2 掌握相关平台的使用和流程
当学生学习了接口实验预备知识并做过简单输入输出接口实验后,对实验箱和硬件设计过程便有了初步的了解和认识,可以提供给学生虚拟仿真实验指导书、相关设计软件和演示例程,指导学生进行虚拟仿真环境的搭建和例程的演示。
经过这个过程,学生可以学会使用虚拟仿真软件Proteus进行方案设计和硬件实现方法。在显示接口综合实验项目的实施过程中,教师要针对学生遇到的问题,讲解Proteus软件的一些基本使用方法和注意事项,帮助学生改进自己的虚拟仿真设计。虚拟仿真设计成功,就可以进行最终的硬件实现流程。
2.2.3 后续改进与作品展示
学生后续的实验内容为8253和8259芯片的功能测试项目,该项目引导学生通过对这些芯片的理解和掌握,进一步改进显示接口综合设计方案。显示接口综合实验完成后要进行设计作品的展示。学生通过展示作品,可以发现作品的价值和有待改进之处,而且可以学习到其他同学的设计理念和设计方法,培养了探索精神,提升了自主设计、开发的能力和信心。
2.3 典型自主设计案例
显示接口综合实验注重基于任务驱动的情景化教
学,引导学生进行体验性学习,营造自主探索的实验环境;启发学生在范例内容的基础上,结合自主设计的任务情境,充分发挥、扩展创新;培养学生综合设计创新能力和发现问题、分析问题、解决问题的能力;鼓励学生查阅资料并自主制订多种设计方案,训练学生的科学思维和探索精神,亲身去体验实验的基础性、独创性、多样性和研究性;引导学生借助于Proteus仿真软件自主设计电路,然后把软件仿真的结果移植到硬件实验箱中,体验从仿真到应用的科学设计流程。学生自主设计的内容是:选取可以利用显示接口的项目进行方案设计,例如交通信号灯设计、抢答器设计、时钟显示设计、空调或冰箱温度设定与显示设计等。学生可自主设计项目的具体功能、可自由扩展发挥,不同侧重点的设计方案对学生灵活掌握多种接口芯片的功能与使用方法有不同的要求。
(1)交通信号灯的仿真设计案例。学生在虚拟仿真环境下初步设计实验方案、改进功能,最终实现常用接口芯片8253+8255的综合性设计方案,并利用现有实验箱完成仿真实验。该虚拟仿真环境为学生提供了充分发挥想象力的空间,学生可以自主仿真实际环境现场。通过仿真设计,交通信号灯接口实验可以形象表达而不受硬件条件的制约,既锻炼了学生理论知识的应用能力,又培养了学生理论结合实际的实践创新能力。
(2)抢答器设计案例。以往的实验项目涉及的内容相对单一,设计的综合性、复杂性不高,因而设计调试过程中遇到的问题相对简单、明显;而由于本实验项目提高了综合性和设计性,在调试过程中出现的问题也变得比较复杂,对学生分析问题、解决问题和综合实践能力提出了更高的要求。通过对学生实验报告的分析可知,学生通过自主设计、自主实现的过程,在编程语言、逻辑思路、分析问题和解决问题的能力、设计与实践的结合等方面都有所收获和提高,并且增强了探索、挑战的信心和勇气。
3 结语
接口综合设计实验平台融合了EDA 技术,搭建了培养学生综合设计和自主创新能力的实践平台。通过实际应用证明,该实验平台拓宽了学生的专业视野,提升了学生的专业素养,实现了学生从基础知识理解到综合能力提高的转变、从验证性思维到创新性思维的转变,可供相关院校参考。
篇12:经济管理虚拟仿真的实验教学平台建设的论文
经济管理虚拟仿真的实验教学平台建设的论文
摘要:结合国家级经济管理虚拟仿真实验教学中心建设实践,对经济管理虚拟仿真实验教学平台建设进行探析,构建了“过程仿真+O2O协同”的实验实训实战研发一体化虚拟仿真教学平台,拓宽了经济管理虚拟仿真实验教学空间,提升了学生的实践和创新能力。
关键词:虚拟仿真;经济管理;实验教学;O2O协同
虚拟仿真实验教学平台体现了信息技术与学科专业融合带来的实验教学创新,能够从根本上提升实验教学质量。为了加强虚拟仿真实验教学建设,重庆工商大学经济管理虚拟仿真实验教学中心以培养学生能力为导向搭建了“经济管理+创新创业”虚拟仿真实验教学平台,使学生在虚拟世界里实验经济管理、在仿真环境中实践创新创业,切实提升了学生的综合能力。
一、经济管理虚拟仿真教学平台建设思路
经济管理类专业以培养具有扎实的专业知识和较强的实践能力、创新精神的高素质应用型人才为目标。虚拟仿真实验教学平台的建设应将理论知识与能力培养相结合,遵循能力导向原则,通过多主体建设、多层次推进、全过程培养,将经济管理多学科专业知识和技能融入虚拟仿真教学,提升学生的实践和创新能力。
1.建设主体多元化。经济管理虚拟仿真实验教学平台的建设应实施多主体驱动,将经济管理学科专业知识和技能作为虚拟仿真实验的第一融入者,为开展虚拟仿真实验提供项目孵化思想,通过实体实验为虚拟仿真项目落地提供动力,通过科研机构为科研成果向创新创业项目转化提供平台,通过校企合作为虚拟仿真实验提供方向和支撑。
2.建设内容层次化。按照“基础虚拟仿真—综合虚拟仿真—创新创业综合商务虚拟仿真”的层次关系,建设学科专业开放实验平台、跨学科综合实训及竞赛平台、创新创业实战仿真商务平台和实验教学研发平台,通过各层次内部及相互间线上与线下、虚拟与实体、指导与操作的有机衔接,共同构成互联互通的经济管理虚拟仿真实验教学平台。
3.建设内涵全程化。通过“双对接”构建虚拟仿真实验教学平台。即一端对接实验课程和实体课堂,实现经济管理学科专业对创新创业的引领,一端对接地方政府和企业,将大学生创业者和创新创业公司输送到创新创业孵化园、“众创空间”和创新创业基地,形成分工明确、循序递进、涵盖从经济管理到创新创业全过程的虚拟仿真实验教学平台。
二、经济管理虚拟仿真教学平台建设内容
重庆工商大学经济管理虚拟仿真实验教学平台以培养提升学生的分析力、创造力、领导力及创新创业能力为宗旨,以“过程仿真+O2O协同”为理念,借助虚拟现实、多媒体、人机交互等技术,构建高度仿真的虚拟实验环境和实验对象,形成由学科专业开放实验平台、跨学科综合实训及竞赛平台、创新创业实战仿真商务平台、实验教学研发平台组成,教学与研发相融合、基地与平台相结合、线上与线下一体化的“实验—实训—实战—研发”虚拟仿真教学平台,使学生的综合竞争力在从虚拟到仿真的全过程中得到提升。
1.学科专业开放实验平台。利用“项目超市”开放实验项目平台,对原有的独立实验项目和实验课程内含项目进行整合。按照“分以自主搭配实现‘菜单式’自选实验、合以知识点为脉串成实验课程”的原则合理重构,形成自选开放实验项目库,并基于项目库构建学科专业开放实验平台。在该平台中,学生可以按照已有的学科专业导向选修课程和项目,也可以根据自身需求自由组合课程和项目,形成满足自己需要的课程模块,真正实现了时间、空间、项目的全面开放,有效提高了学生的学习积极性。
2.跨学科综合实训与竞赛平台。通过将跨学科综合实训与学科竞赛相结合,实现以训备赛,以赛促学,切实提升学生跨学科、跨专业的综合能力。该平台依托信息技术虚拟仿真经济环境、政务环境和公共服务环境,为学生营造与真实经济活动相近的实战情景,提供角色演练、指导训练、讨论答疑等全过程实训环境。同时,利用各级学科竞赛平台,鼓励学生利用实验室资源和网络平台参加竞赛,实现“教赛学”一体化培养。
3.创新创业实战仿真商务平台。以专业能力训练、创新思维训练、创业项目训练和公司经营实战为主要内容,实现虚拟仿真与创新创业的有效结合、专业实验与创业实践的有机融合。该平台按照“3+X”模式构建,依托“经济管理创新创业实训基地”、“大学生创新创业孵化基地”、“大学生创业经营集团有限公司”,采用专业公司型、跨境电商型、集团控股型等模式培育孵化大学生创新创业实战仿真公司。同时,利用该平台培育孵化“大学生创新创业训练计划项目”,组织指导学生参加创新创业大赛,实现“教赛学创”一体化发展。
4.虚拟仿真实验教学研发与交流平台。以实验教学研究所和创新创业研究所为基础,依托长江上游经济研究中心、重庆市发展信息管理工程技术研究中心、成渝经济区城市群产业发展协同创新中心,实现虚拟仿真实验教学研发与科学研究的有机融合。目前,该平台自主研发了《宏观经济运行虚拟仿真》、《大学生创业仿真与小微企业成长》等虚拟仿真实验课程,出版了系列实验教材、专著,定期出版《经管实验创新论坛》,举办《启智学创论坛》,为经济管理虚拟仿真实验教学改革与创新提供智力支撑。
三、经济管理虚拟仿真实验教学平台建设特色
1 .基于云技术打造虚拟仿真实验教学平台。运用分布式和虚拟化技术,促进数据中心云化,形成独立的云计算数据中心,将教学资源、软件、实验教学管理与服务、虚拟仿真实验教学资源交互共享管理等数据和管理系统存放在云存储系统中,实现各种教学活动在云计算数据中心的运行,通过虚拟化共享提升资源的利用率,提升教学交流与互动功能。
2.基于信息化手段实现虚拟仿真实验教学资源共享。构建基于信息化环境和网络平台的实验教学资源共享架构,按照线上、线下的不同需求,将能在网络上实现的资源共享和教学活动放到网络上完成,不能在网络上实现的放在线下完成,实现了实验课程、项目、软件、数据库、案例库及其他资源的.有机协同,实现实验教学资源线上线下一体化的平台互动。
3.结合课程特点打造虚拟仿真实验教学环境。依据经济管理虚拟仿真实验教学的特殊性,依托虚拟现实、多媒体、人机交互、数据库和网络通讯等技术,根据每个实验项目的实验学时、类型、内容、流程的不同特点,通过虚拟实验设备,构建了虚拟要素、虚拟场景、虚拟空间和过程仿真、模型仿真、情景仿真、角色扮演、O2O操练等虚拟仿真实验教学环境。
4.借助仿真手段构建高度仿真的虚拟实验对象。深入经济社会发展和企业管理实际,将行业、企业发展与市场经营的真实数据和案例融入实验教学,赋予实验资源真实内涵,构建以真实的区域行业、企业和市场发展数据为驱动、可进行过程再现和角色扮演、能够根据各种模型进行分析决策仿真的虚拟仿真实验对象,使学生在虚拟环境中实验,在实战仿真中提升能力。
参考文献:
[1]伟杰,靳春华.仿真实验在国家级实验教学示范中心建设中的作用[J].实验室科学,2010,(2):109-111.
[2]王卫国.虚拟仿真实验教学中心建设思考与建议[J].实验室研究与探索,2013,(12):5-8.
[3]周世杰,吉家成,王华.虚拟仿真实验教学中心建设与实践[J].计算机教育,2015,(9):5-11.
[4]韩芝侠,魏辽博,韩宏博,等.仿真虚拟实验教学的研究与实践[J].实验技术与管理,2006,(2):63-65.
[5]郑双,吴海东,陈朝晖,等.企业经济活动虚拟仿真实验教学中心的建设探索[J].实验技术与管理,2014,(11):13-16.
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