开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇虚拟仿真实训，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
引言
1.“虚拟仿真实训室”具备的功能
在国内，开发虚拟仿真实训系统的队伍很是庞大，可是在这一两年，很多企业的产品得不到青睐，仿真模拟的效果也不是很理想，这其中重要的原因就是学生在虚拟实训室里进行操作，得不到与在与在现实环境里相似感受，操作的灵动性和交互性较差。
比如，在虚拟实训中，使用所有的操作是在电脑给予的指示下进行，参与者是根据电脑既定的程序进行实际操作，使得虚拟仿真实训基地存在着对于理论知识的加深，但是对于操作训练的实际没有得到锻炼，但是随着科学技术的不断发展，可视化虚拟仿真实训基地的出现，应用实现D3图形引擎渲染的场景和物体越来越真实，自主模拟虚拟环境下的实际性和可操作性将会更加真实，真正的锻炼到学习者的实践性。
2.虚拟仿真实训平台的实现
可视化虚拟仿真实训系统技术的实质就是提供一个高级人机接口，使人沉浸在其中，通过信息交互，完成真实的想象平台。可视化虚拟模拟仿真技术可以将传统教学转移到逼真的学习环境中去，在实践中实现对于理论知识的完善。
（1）硬件技术
可视化仿真中帧速率的发展方向，是因为图形处理器（GPU）技术的不断完善，图形处理器可以提高图形绘制速度，加快图形的处理与渲染，同时，图形处理器是高度的单指令执行系统，与中央处理器（CPU）不同，图形处理器（GPU）不能直接移动代码。利用图形处理图形绘制的基础，是按照图形处理器的处理方式进行的，包括计算方法以及处理方式。实现了质系动量定理的实时仿真。应用虚拟仿真技术，实现了设备不全引起的软件硬件不能使用、不能直接观看的问题。另一方面网络技术与其一同出现的计算、分布计算加速计算机网络运行，采用B/S架构和浏览器端显示技术，开启了可视化的仿真功能的模块以及数据接口，学习者通过计算机操作，利用虚拟机二维三维仿真运行，真实的体验到可视化下的仿真实践的服务。
（2）虚拟仿真实训平台的建立离不开三维建模
当前使用的建模软件有：CAD、UG（Nx）、Fro/e、catla和so11dworks等。Solldworks软件在众多软件中是建模速度快、而其易学，适合团队操作，而且在图形渲染方面，Solldworks表现也是相当出色，通过软件中photovlew360使用，四步操作就可以达到照片的渲染效果。有了这样的软件优势，在大部分虚拟实训建模过程中，solldworks作为主要的应用工具。
（3）物理引擎
目前常用的专业物理引擎有FhysX，ODE，HaVocl，vortex，Newton，BulletBoxZD等，这些物理引擎已经成为独立分支存在。物理引擎可以满足人们在真实虚拟环境中实现环境的交互，在没有物理引擎情况下，图形引擎可以实现对于图形的虚拟，而图形形成的虚拟现实模型（RVF）只是涂有色彩的图片而已，没有实体，物体之间没有必然的交互，由设计者提前设置程序，在模拟训练中不能达到实训的真实性，当然这样的操作也是死板的。物理引擎出现，虚拟图形就有了实体，实体具有了相互之间的作用力，同时物体自身是具备质量和速度等物理性质，有力这样的特质，可以使得实体产生真实的运动，真实而动态的进行模拟仿真实训的实践。
（4）虚拟实训中学生角色设置
在虚拟实训系统中，借助中视典RvF（虚拟现实平台）系统的骨骼动画功能中，不同的D3人物角色选择，建立学习者系统角色，可以在多人环境下真实模拟的操作，而且系统中有一百多个角色，每个角色可以进行站立、行走、跳跃等行为，使用3DMax建立这样虚拟真实的训练基地，学生进人虚拟实训环境中可以自行选择工作环境，像网络游戏一样在虚拟基地中行走，从不同方位和角度观察虚拟实训状态。也可以自主决定是否开启物理引擎进行模拟实验。物理引擎在没有开启的时候，学习者可以看到虚拟环境中实际操作状态，当开启物理引擎后，可以对人物进行移动知识。
（5）虚拟现实与网络平台整合
3.结束语
信息化时代的到来，对于计算机人才的需求是不断的增加，作为培养计算机人才的教育机构，如何培养出“即出即用”的人才，以此来满足社会的需求，是教育培训机构所要不断解决的问题，可视化虚拟仿真实训基地的建立，为解决这一难题创造了更大的优势，以一种更加真实、实践操作性更强的模拟化手段，让学习者将理论与实践的完美结合，虽然这样的技术不能完全代替真实环境中的实际操作，但是技术本身的优势对于教育教学来说，可以比正常教学起到的作用更大，对着可视化虚拟仿真技术的不断发展，必将为信息化社会的发展注入新的活力。
参考文献
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[3]曹文钢，王锐，张红旗，陈帝江，彭五四.应用虚拟现实技术的人机交互仿真系统开发[J].工程图学学报，2010（01）.
关键词职业院校；虚拟仿真；实训资源
1引言
为贯彻落实北京市教育委员会《关于北京“十二五”时期职业教育信息化规划》的文件精神，利用云计算技术、3G无线网络技术、虚拟现实技术和物联网技术——这些技术催生了应用，应用孕育了技术，探索开发职业院校的虚拟项目、虚拟工艺、虚拟流程、虚拟实验、虚拟车间、虚拟工厂，形成虚拟对象与真实对象的有效对接，虚拟实训与真实实训的有机互补，全面提升职业院校的实训教学的可操性、实效性，避免危险性，降低高成本性、不可逆性和高耗费，为实验与实训提供有力支撑。
2虚拟实训资源
虚拟实训的概念是利用虚拟现实技术仿真或虚构某些情境，供学生观察、操纵、建构其中的对象，使他们获得类似真实的体验或者掌握知识理论体系的规律。
目前虚拟实训资源是非常丰富的，各大公司开发了很多虚拟仿真软件与开发平台，尤其是网络版游戏仿真软件风起云涌，给开发商和网吧的投资者带来丰厚利润。而职业教育的虚拟仿真软件与开发平台显得相对匮乏，这是因为职业教育涉及各行各业，一个权威的、界面友好的、能满足各种用户需求的仿真平台编辑器尚未产生，而能满足某一领域的虚拟仿真软件与开发仿真平台编辑器很多，如ProE机械三维仿真平台、VR-Platform三维互动仿真平台和Tina电子线路三维互动仿真平台等。这是因为虚拟技术具有沉浸性、交互性、构想性特征：沉浸性指人能够沉浸到计算机系统所创建的环境中，由观察者变为参与者，成为虚拟现实系统的一部分；交互性指是人能用多种传感器与多维化信息的环境发生交互，如同在真实的环境中一样与虚拟环境中的对象发生交互关系；构想性指人能从虚拟环境中得到感性和理性的认识，进而深化概念、产生新意和构想。上述这些软件都能满足沉浸性、交互性、构想性的特征。
3职业教育虚拟仿真四层步骤
3.1专业仿真软件的应用
专业仿真软件很多，其特点是：在调试上，面向图符对象的仿真软件，不须任何编程学习，只需要填充控件或对象，就能仿真大量的应用系统，几乎囊括现代所有领域的可视化、动态仿真系统、图符表示的功能模块。目前职业院校的教师在授课中常使用各自专业的虚拟仿真软件进行辅助教学。例如，TINADesignSuitev8专业仿真软件是针对电路分析、设计和实时测试的软件，它功能强大，易用性极高，具有模拟、数字、VHDL语言、单片机、电子电路和混合电路板以及PCBLayout布线仿真设计环境。学生可以便捷地快速分析开关电源、射频、通讯、光电电路的各种真实情况，生成和调试使用集成的微控制器代码流程图，并在混合电路的微控制器应用环境中进行联动测试。
TINA仿真系统独特之处在于可以通过USB总线控制的TINALabII硬件，使计算机变成一个强大的多功能测试与测量仪器，完成从“设计需求”到“物理实现”的自动化设计过程。TINA技术大致分为电气原理图设计输入、混合电路仿真分析、PLD设计、印制板（PCB）自动布线设计等环节。学生会发现TINA是一个易用性极高的高性能电子电路仿真设计工具，而教师更喜爱TINA中包含的结合仿真内核的训练环境等独特功能。如图1、图2如示，分别是电路原理图和面包板上实物元件连线、电路原理图在面包板和PCB仿真。
另外，ProE仿真软件在机械零件、装配及工艺处理上有强大功能，这些仿真软件在行业内是工程师工作的主要工具。但是这些仿真软件都具有强烈的专业性，专业之间互通较少。还有VMwareWorkstation虚拟机软件、硬盘分区、BosonNetSim模拟器等仿真软件。
3.2具有开发功能的专业仿真软件的应用
目前社会上大型3D游戏仿真软件已经很多，制作这些仿真软件的公司开始瞄准职业教育市场，推出许多虚拟仿真软件，它的特点是可以针对不同专业，根据教师的专业需求，设计出某专业课的某些知识点和实训项目的仿真。
首先，采用仿真技术研究可节约大量的研究经费，在一定程度上可替代真实的测试技术研究，至少可以起到相当的指导作用。
其次，能够帮助科研单位把科研工作中积累的许多宝贵知识和经验加以总结，建立相应数据库，得以长期保存和便于检索。
第三，全三维的场景交互有很好的可视作用，其直观性和可交互性得到良好的体现。
VR-Platform的目标是：低成本、高性能，让每一个学生都能够从“虚拟现实”中发掘出计算机三维的新乐趣，能与自己专业有效融合。
VR-Platform具有良好的系统架构，无论是学生、教师，还是软件开发人员，都可以在不同层次上以不同的开发方式，开发出满足自己需要的各种应用程序。如图3所示，航模发动三维运行与零件装配仿真。
在进行仿真专业课程制作过程中要以行业需求为基准，以专业实训要求为依据，根据不同的行业特点探索行业通用性的操作规范，确保开发的课程能够得到行业认可，最终建立起一批满足行业要求，符合企业操作流程和规范的虚拟技术实训资源。要建立一套完整的虚拟技术实训中心，其硬件条件可根据学校不同条件自行组织，建议釆用主动式立体投影机、无缝软边融合技术的沉浸式环幕、虚拟现实成像及播放仿真平台系统——三通道环幕立体投影系统、高端VR专业图形工作站等设备。
虚拟技术（VirtualReality）是借助计算机技术及最新研制的传感装置所创建的一种崭新的模拟环境。它是一项综合集成技术，涉及计算机图形学、人机交互技术等领域。它用计算机生成逼真的三维视、听、嗅觉等感觉，使人作为参与者自然地对仿真世界进行体验和交互，最终使得参与者产生身临其境的感觉，并且能直接参与该环境中事物的变化与相互作用。其最大特点是根据教师的不同专业需求，设计出精美的3D仿真。如图4所示，旅游专业介绍圆明园正大光明景区虚拟3D仿真。
3D技术模式主要釆用max、3ds、flt、obj、dxf、dwg、dem，其中flt文件格式是专业虚拟仿真软件MultiGen的专业格式，在实现过中，定义一个3DSObject类就可实现三维建模与仿真。
3.3物理介入式的仿真软件的应用
目前通用开发型的仿真软件平台是通过游戏软件移植过来的，已有游戏手柄，它是一种开关量，利用GeyKey（）函数就能调用，还有一种是游戏手套，手套内放置了压力传感器可模拟CS游戏中许多武器的仿真。所以说物理介入式仿真软件的开发应用已近在眼前，但是难度较大，这不但需要开发人员与设计应用人员必须具备软硬件的综合素质，而且应具备相当水平的美术观。
有实物介入式计算机仿真系统将成为职业教育仿真实训教学中的又一个亮点。随着实训仿真技术的发展，实训内容、实训手段、实训设备将发生变革，传统的校内、外实训基地模式将向校内、外实训基地与虚拟实验实训相结合的教育实践模式发展。职业教育对仿真技术的需求异常迫切，这必将会带动一批人加入到仿真在职业教育中的应用研究队伍之中。
3.4全场景式真实仿真软件的应用
概括起来，该船舱模拟驾驶仿真系统主要包括以下几个部分。
①自定义运动模型的实现。对自定义运动模型的设计思路作了详细分析，并实现了一种运动模型。
②虚拟驾驶舱碰撞检测的实现。对虚拟驾驶舱碰撞检测模型的Volume方法的设计作了详细分析，对碰撞检测模型实现总流程作了详细规划，设计出一种结合BUMP和Z的碰撞检测方法。
③对虚拟设备进行拾取操作的实现。对进行设备拾取操作前的模型部件的创建和处理方法作了详细讲述，并根据机舱内部模型部件的特征，制定操作方案，最后实现模型部件操作和SE2000之间的通讯。
2）北京石油化工学院的炼油厂模拟仿真。该工业仿真系统是针对真实工业系统的复杂工艺推出的加水模拟系统的解决方案，用实时三维可视化的方式，有针对性地解决工业领域中展览展示、宣传介绍、实时监控、技能培训及技术服务等方面的难题。
该工业仿真系统用真实和缩小的系统模拟了炼油厂的工艺各系统及整体厂区环境外观，并模拟仿真了各设备的结构、工作过程。同时，该工业仿真系统还综合了OpenGL技术、数据库，以及其他多媒体技术、程序开发技术、显示技术、互动控制技术、网络技术。笔者参观了该实训中心，但是没有图片资料，故而也只能粗略地对其进行分析。
①展示功能：可模拟展示工艺系统、机械设备的外观、结构、性能、工作原理等。
②互动功能：可与操作人员互动，具有较好的操作性，操作人员可以第一人称的方式随意地浏览、展示、学习；
③体验功能：操作人员可体验真实工艺系统和设备的所有功能（操作使用、安装施工、故障排除等）。
④教育功能：具有完整的知识库，并具有完善的教育功能（教学、指导、培训、实训、考核）。
4职业教育虚拟实训资源开发的方法
4.1成立虚拟实训中心
虽然职业院校虚拟仿真软件的开发与应用都已展开，但大多是教师的个人行为，没有形成职业院校自己的特色，绝大多数的虚拟仿真软件都是购买公司的产品或定制的。在此，笔者提出虚拟实训资源开发的方法。
1）由院、系两级实训基地构成。
3）各系以专业为依托，构建其虚拟实训基地，由主管实践教学的系主任直接负责。
4）建立专业或专业群的虚拟实训实验室
5）开展对口企业合作
4.2虚拟实训的方案
2）对专业有关实际岗位的某些技能或操作进行虚拟仿真；
3）对某些技能证书的考核环境及操作进行虚拟仿真，实现技能证书的高通过率；
4）对源于企业的真实设计方案、设计工艺、流程、设计策略或算法进行虚拟仿真，实现计算机类的课程实践教学；
5）对源于企业岗位的操作流程或操作规范进行虚拟仿真，实现基于网络环境下就业岗位的实训需求；
6）建立与真实企业环境一致的虚拟工厂和车间，实现校内生产实训和企业实际生产的有机统一。
4.3提交虚拟实训的成效及成果
1）有关虚拟实践的教学设计、教学方法、教学手段和科研论文；
2）有关学生虚拟实践的作品与成果；
3）有关虚拟实践的仿真平台编辑器建设或案例展示；
4）有关虚拟实践的教学科研立项与成果；
5）有关虚拟实践的教材与专著；
6）有关虚拟实践教学的专业建设、课程建设、基地建设的整体方案及成功经验。
4.4虚拟实训的教学模式
1）构建“理论学习——虚拟演练——实操训练”的教学模式；
2）虚拟仿真教学能将抽象理论形象化、直观化；
3）虚拟仿真教学为学生提供自由探索的学习环境，培养学生认知能力、理解能力和创新能力。
5结论
虚拟仿真建设解决方案是特别针对教学资源建设要求和标准进行顶层规划和设计的，虚拟仿真平台编辑器是促进主动式、协作式、研究型、自主型学习，形成开放、高效的新型教学模式的重要途径，是示范性院校和骨干院校展示和推广本校教学改革成果的重要平台。
虚拟仿真平台编辑器是以资源共建共享为目的，以创建精品资源和进行网络教学为核心，面向海量资源处理，集资源分布式存储、资源管理、资源评价、知识管理为一体的资源管理仿真平台编辑器。该编辑器实现资源的快速上传、检索、归档并运用到教学中，实现资源的多级分布式存储、学校加盟共建等，具有虚拟仿真建设管理并能实现精品课程资源和网络教学之间无缝联接。
1）技术特点。虚拟仿真架构合理，安全可靠，具有先进性、实用性、开放性、通用性、标准化等特点。
2）先进性。虚拟仿真平台编辑器运用国际主流的技术，具有先进的技术方案，提高系统的生存周期和运用。
3）规范性。基于国际、国家、行业标准，实现资源的互通互导。根据专业教学资源内容、形式、标准、所需存储空间等特点，遵循通用的网络教育技术标准，通过网络开发和数据库技术，将虚拟仿真资源集成为资源库。
4）安全性。系统方案中考虑的安全策略和安全机制包括：根据不同的业务要求，采用不同的安全措施；设备、数据介质等某些关键部分考虑备份和冗余配置，保证其发生故障时不影响整个系统的正常运行等。
5）开放性。采用.net开发架构和三层B/S系统结构，实现跨越UNIX、LINUX和Windows仿真平台编辑器运行。
7）自主学习。提供完善的讲授型网络课程库、多媒体课件库、素材和案例库、专家答疑辅导系统，使用者可以自主完成专业课程学习。
最后感谢大连海事大学、北京石油化工学院、北京掌宇集电科技有限公司、中视典数字科技有限公司和北京森汉科技有限公司提供的有关资料。
[1]王洪兴.虚拟现实技术在高等职业教育中的应用探讨[J].中国教育技术装备，2011（30）：132-133.
[2]续志学.关于高等院校建立虚拟教学实验室网络平台的探讨[J].中国教育技术装备，2011（18）：124-126.
[3]杨勇，董晓辉.西部高校发展虚拟实验的必要性与可行性研究[J].中国教育技术装备，2012（15）：6-9.
【关键词】虚拟仿真；项目教学；工学结合；
一、概述
《液压与气动技术》是高职机械类专业的一门专业技术课，应用性很强，在机械类的各个专业如机械制造及自动化、机电一体化、数控等专业都占有十分重要的地位，是专业课中的重点课程。这门课程不仅理论性强，而且具有很强的实践性，与企业的生产实际联系紧密。
针对这一现实问题，在新一轮的课程建设中，借助虚拟技术和三维建模技术，实现《液压与气动技术》实训教学资源立体化、动态化、可视化和网络化，建设虚拟实训环境，解决了项目教学过程中实训资源相对缺乏，促进了主动式、协作式、研究型、自主型学习，形成开放、高效的新型实训教学模式的重要途径。
二、国内外研究现状分析
随着虚拟现实技术的不断发展和成熟，为其在各个领域的应用提供了技术支持，使人们的生活、工作和学习变得更加快捷和方便。虚拟实训是现代职业教育中必不可少的一种形式，在教育领域应用必将得到进一步的开发与应用。现就国内外研究现状叙述如下：
将虚拟实训运用于运动技能方面的研究由来已久。早在1985年，训练篮球的虚拟现实系统已被开发。训练者戴上特制的手套和眼镜，在虚拟的空间里练习投球。与在真实环境中相比，在虚拟的空间里练习投球有其显著的特点及优势。如模仿真实世界中球的运动轨迹，并控制其运行的速度以适应训练者的训练进程。开始时，球下落的速度非常缓慢，以便使训练者看清球运行的路线，找出偏差，调整自己的动作。随着训练者投篮准确率的提高，球速也开始加快，直到球速与现实中的完全相同。最终，训练者掌握了投篮技巧，并且这与在真实的世界里练习的效果没有多大区别。后来美国Michigan大学虚拟实验室的学生开发了一套运用于足球训练的系统--VirtualFootballTrainer。这套系统为使用者提供了一个近乎真实的训练场景，非常适合训练足球队员的实战能力。
下的训练，跟随前车的训练等。
三、虚拟实训资源的开发
针对项目化的教学内容，通过虚拟技术Solidworkscomposer软件创建虚拟实训资源，借助于多媒体教学手段，引导学生完成教学过程。在立体化实训教学资源的建设中，为保证与工业现场的一致性，采用三维建模技术，按照实际元件的图纸尺寸建立立体元件库，结合实际的实验平台建立元件调用和系统构建平台。三维液压仿真设备与真实的YCS-A液压实验台的结构及工作原理完全一样的功能，可以仿真操作、任意拆装、任意设置故障、排除故障，所有的设备元器件及仪器仪表能够根据其相应的物理属性实时做出反应，就跟学生操作真实实验设备的效果一样，达到学生动手实验实训的目的。对比现有课程资源主要进行四项转化：
1、二维图片立体化，改变传统教学图片的展示，将液压实验台和气压实验台及液压与气压的所有元件通过实地测量，然后借助Solidworks软件进行建模，渲染，使更加形象、逼真。
2、静态过程动态化，改变液压和气压元件工作过程的静态分析，借助Composer软件对已建好的实验台及模型进行拆装动画及回路的拆装及工作原理的动画，通过机构仿真和动画技术实现静态过程的动态化，完成二维到三维再到动画的转换。如图1所示：
3、系统机构可视化，通过Solidworks软件剖视、透明等技术，将工作台及所有的液压元件的结构及工作过程完全展示，每一个液压元件都是透明可见，将一些简单的液压回路，在虚拟的实验台上进行搭建，可以交互操作。如图2所示：
4、教学实训资源网络化，所有的实训教学资源均为电子文件，借助于网络平台实现远程实训教学和自学环节的虚拟仿真实验平台。
四、虚拟实训资源的应用推广
1、运用现代教育技术，计算机虚拟现实技术等充分发挥各种媒体的优势，将各种相互作用、相互联系的媒体和资源有机地整合，形成了立体化、网络化、精品化教学实训资源库。立体化实训教学资源的实施，深化了校企合作的教学模式；克服了教材形式的单一性，提高了其实用性，满足了现代学习者个性、自主性和实践性的要求。既充分发挥了教师的主导作用，又充分体现了学生的主体地位，创建了有利于大学生素质教育和创新能力培养的教学模式；
2、教学实训资源既为教师备课提供了规范而有弹性的参考，又为教师实施教学提供了完善便于操作的技术支持。资源库的教学素材丰富且新颖，既增加了教学的容量，充实、拓宽了教学内容，增强了教学的时代感，又提供了比较完整的教学解决方案，最大限度满足了教学要求。同时改进了教学方法和教学手段，使教学中抽象、难以理解的内容变的生动直观，达到黑板授课不可比拟的效果，从而突破传统的教学模式。建构了有利于大学生素质教育和创新能力培养的教学模式。
3、为学生提供了良好的学习平台。为学生提供了一个具有科学性、先进性、易操作的网上学习环境。增加了学生学习的信息量，有利于学生课外学习的辅导，使教学活动实现了从信息的单向（教师对学生）传递向双向（师生之间）乃至更广的范围（生生之间、教师之间、教师与社会之间）交换传递的转变，实现了交互教学及人机结合、师生结合、课内外结合，大大提高了教学效率和效果。为学生的学习和发展提供多样的教育环境和有力的学习工具，有助于启迪学生的形象思维，提高学习效率。完善教学实训室的建设与管理。
五、结束语
根据高职教育的培养模式，全面提高学生素质和能力。以信息技术的有效应用为突破口，建设立体化实训教学虚拟实训资源，改造提升传统教学，加快信息技术应用。大力开发数字化专业教学资源库，应用现代教育技术，丰富教学形式、提高教学效果，促进优质教学资源的共享，拓展学生学习空间。拓展学习时空，结成学习同盟，化解学习难点，提高学习成效。从而推动《液压与气动技术》课程的改革与发展，为现代职业教育体系建设做出贡献。
[1]虚拟现实技术在技能训练中的一些实例[J].中国教育网络，2006，zl：48-49.
关键词：虚拟仿真；教学资源；建设
随着科学技术的迅猛发展，越来越多的新技术被应用到辅助教学中。虚拟仿真技术就是当今非常流行的新型教学媒体。我院自2007年建设应用电子技术专业国家级教学资源库时，便开始研究虚拟仿真资源在教学中的应用，通过几年的建设建成了“虚拟电子产品生产车间”，虚拟现实技术实现对真实电子产品工厂生产过程的模拟重现，让学生不需到工厂就可在3D虚拟工厂体验到电子产品生产的元件预处理、元件插装、波峰焊等工序对应的工艺、技术及安全生产流程。学生可以任意漫游三维虚拟车间，体验并操作波峰焊接机等各种设备、学习（或熟悉）各种工艺的操作技巧等。还建设了“单片机技术应用”整套仿真项目学习包，按照从简单到复杂的顺序，系统性地设计了“LED电子显示屏项目录像和仿真”等5个项目的系统仿真，在虚拟仿真教学资源开发与利用及如何与原教学资源平台衔接方面，探索出一条发展之路。
一、虚拟资源及教学资源平台建设综述
学院重视教学资源建设，在2006年至2009年国家示范性高职院校建设及后示范建设期间先后建设精品专业资源库16个，其中国家精品专业1个，国家教改试点专业2个，湖南省精品专业7个，湖南省教改试点专业6个；建设精品课程资源库28门，其中国家精品课程12门，省级精品课程16门；2007年开始牵头“应用电子技术”国家教学资源库建设，2010年获教育部正式立项，从专业标准库、课程资源库、培训资源库、素材资源库、职业信息库、标志性资源库六大方面进行建设，目前建设工作已基本完成，资源库参加2011年6月教育部在天津举行示范4周年暨资源库展示，获得在场专家和社会各届的一致好评，而学院也初步建成以1个国家级教学资源库为核心，包括轨道交通专业群、电子信息技术专业群、软件技术专业群等3个院级教学资源库的资源库群。
配合应用电子国家级教学资源库的建设，学院于2010年成功申报了“应用电子技术专业教学仿真实训软件系统”、“电气自动化技术教学仿真软件开发”、“模具拆装与设计虚拟实训室软件的开发”3项湖南省教育厅立项的虚拟仿真实训软件的开发项目。软件开发完成后，与原有的仿真实训系统无缝结合，初步形成了从虚拟到真实的实训教学特色，有力地促进了学生实际操作能力和实践能力的提高。“应用电子技术专业教学仿真实训软件系统”在示范建设四周年进行了专题展示，得到教育部领导的认可。所有软件在世界大学城进行了专题展示，得到省内外各兄弟院校的高度评价。
学院在以虚拟资源为抓手，推动学院教学资源库平台建设的过程中积累了很多可贵的经验，也促使学院虚拟仿真资源得到更长远的发展。
二、以虚拟仿真资源建设为抓手，带动学院教育教学改革进行
1.创新基于虚拟仿真资源的“多向”教学模式
职业院校很多操作性强的教学不能由传统理论教学实现，并且由于各种成本、安全、操作资质等条件的限制难于在真实的设备、真实的环境中进行实践教学，借助于虚拟软件的教学打破了传统的封闭教学模式，改善了教学模式的结构和层次，应用虚拟软件组织教学时更加注重师与生、生与生、师生与资源等之间的“多向”交互协同，并依据学习者个人的学习习惯和特点，凭借现代信息技术的优势，生成相应的学习模式。学习者在学习过程中通过RPG、游戏等方式充分使用资源，学习兴趣与效率得以提高。基于虚拟软件的教学有助于启发学生思维，培养学生参与构建真实世界的能力和创新意识，更有利于在虚拟软件情景学习中锻炼学生的职业素质。
2.推动基于虚拟仿真资源为载体的课程改革
虚拟仿真实训教学软件，信息海量、内容新颖，再现了岗位、再现了现场、再现了岗位作业过程。鲜活的现场内容，逼真的现场环境，为职业教育课程改革提供了重要的支撑。目前，我院以职业能力为主线、以职业活动课程为主体，理论与实践相融合、教学内容与岗位需求相适应的注重综合素质培养的、信息化教学资源支撑的课程体系正在形成。信息化环境下反映当前科学技术先进水平和职业岗位资格要求，有利于学生就业、创业和未来职业生涯发展的课程资源和校本课程、校本教材的开发正在全面推进。信息化环境下的多种教材形态，因其内容海量、更新速度快、呈现形式丰富、冲击力强大，适应了职业教育职业、岗位、专业和设施设备及工艺方案、操作标准变化快的特殊需求，全面推动了职业教育课程改革。
3.以虚拟仿真教学系统为牵动，创新实训基地建设
科学合理的校内实训基地建设方案，应该是虚实结合、虚拟仿真与实际操作有效融合的建设方案，无论哪一种“能力形态的获得”，实操实训的现实作用都是不可替代的。虚实结合不仅解决了实操实训进不去、看不见、难再现、多污染、高消耗、不安全、设施设备不足、实训指导教师不足等众多难题，而且将趣味性、现场氛围、个性化导训、智能化考核、分层次实训等先进的教育思想融入其中，创造出智能化、信息化、现代化的实训环境。只有虚实结合、融入信息化要素的实训基地建设方案，才能实现智能化实训教学目的，才会符合职业教育教学技能获得规律，才能使学生提早了解工厂、了解岗位、了解自己毕业后的工作环境，才会给我们带来巨大的经济效益、社会效益及质量效益。
关键词：虚拟仿真技术；高职院校；化工实训教学；应用
化工行业是国家产业体系的重要组成部分，是国民经济中的支柱产业之一。而在化工生产过程中，往往会使用到易燃易爆等危化品，若操作不当，将会造成严重的安全生产事故，既威胁生产工人的生命安全，又会给化工企业带来不可估量的经济损失。因此，化工生产高度重视从业者的实践操作能力和问题解决能力，这无形中提高了高职院校化工实训教学要求。而对于高职院校来说，在化工实训教学中，若组织高职学生进行工厂实践培训，不仅要投入大量资金，还无法保证学生的安全，使得化工实训教学缺乏效果，不利于高职院校化工人才培养质量的提升。而虚拟仿真技术的出现与应用，为化工实训教学的优化提供了技术保障，既解决了化工实训中安全问题，又可以降低化工实训成本，从而有利于高效开展化工实训教学工作，进而有利于培养高素质化工人才。鉴于此，本文围绕“高职院校化工实训教学中虚拟仿真技术的应用”展开研究具备显著意义和实践价值。
1高职院校化工实训教学中虚拟仿真技术的应用价值
2高职院校化工实训教学现状及影响因素
2.1化工实训教学现状
1）教师的化工实训教学经验。基于化工实训教学现状来说，高职化工教师严重缺乏实践经验，其中，大部分教师虽有丰富的教学经验，但是严重缺乏工厂实践经验，这使得化工教师在化工实训教学期间，只能对学生进行理论的指导，无法向学生展现真实的学习过程[3]。另外，实训教学中的培训师除了高校化工专业教师外，还包括企业的工程技术人员，这些人虽有着丰富的化工生产实践经验，但是相对缺乏理论知识和教学经验，无法将生产实践经验有效地传递给高职学生，进而也会影响化工实训教学效果。2）实训教学模式。当前大部分高职院校化工实训课程仍然以课本理论知识讲解为主，且讲解方法也较为单一，主要以教师的示范，学生既定程序的模拟机械操作为主，导致实训与化工生产实际相脱节，进而使得实训缺乏成效，不利于提高学生化工生产实践能力[4]。3）实训教学成果。高职院校由于资源有限，在实训教学中只能展开一些简单的实训活动，对化工生产实践缺乏指导性和实用性。针对这种情况，部分高职院校采购了一定量的实用设备，但是由于师资因素影响，也无法将这些实用设备投入学生的实训，进而制约化工实训效果的提升。
2.2化工实训教学的影响因素
3虚拟仿真技术在高职院校化工实训教学中的具体应用
虚拟仿真实训应遵循培养实用性人才的原则，结合当前化工行业对化工专业人才的实际需求，有机融合理论教育、实验实训、虚拟实践等，以促进化工实训教学效果，为培养化工专业复合型人才提供保障。
3.1实训前完善知识结构体系
3.2化工实训教学过程
虚拟仿真实训具有在线原因选择、信息、互动交流、成果展示等功能，对于高职学生来说，基于在线选择功能，可以利用电脑、手机等智能移动设备远程连接虚拟仿真实训平台，并进入到实训平台展开后续实训操作。在虚拟仿真实训中，学生可以在三维模拟仿真工厂中工作，并根据实训要求来选择合适的虚拟实验。在模拟工厂中以角色扮演形式与平台中已经设置好的管理人员进行有效互动，学习化工生产安全知识和技能，化工设备结构、化工设备工作原理等重要知识点。在虚拟仿真实训过程中，管理人员可以结合学生实训课程目标，设置大量的实训任务，并按照由易入难的顺序排列任务，这样一来，高职学生在执行任务时，完成一个个知识点的学习，并可以从中获得一定的自信心，从而有利于提高学生的主动性和积极性。不仅如此，高职学生通过完成所有的任务，就可以掌握各项实训知识和技能，并在此过程中，辅以仿真软件可以全面了解化工生产过程、原理、方法等，有利于提升学生化工生产的实践能力。
3.3实训教学评价过程
学生完成各种虚拟仿真实训操作之后，虚拟仿真软件可以同步完成数据收集、整理和分析等工作，并将高职学生模拟实训操作实时数据以实训报告方式在线生成出来。在此基础上，虚拟实训系统将对高职学生的实训成果进行量化评价，并给予相应的考核等级。这样一来，不仅实现了量化考核高职学生化工实训效果的目的，还可以明确高职学生在实训中的不足，从而有利于化工教师调整实训方案，有针对性地组织高职学生进行实训，进而有利于促进高职学生化工实践能力和知识水平的全面提升。
4结束语
传统模式下的高职院校化工实训教学，仍然存在众多难题，不利于化工实训教学质量的提高，进而对高职化工专业人才培养质量产生了直接性影响。因此，在新时期背景下，高职院校化工专业应以适应化工技术发展需求为出发点，注重化工专业学生实践能力的提升，为提升高职学生就业和职业竞争力夯实基础。这要求高职院校在化工实训教学中，明确当前高职院校化工实训教学难点和问题，注重教学方法的创新。而通过本文分析可知，虚拟仿真技术的出现和应用，为化工实训教学提供了一条安全且高效的路径，既可以弥补传统化工实训教学缺陷，又可以让学生更安全地完成各项化工实训任务，从而有利于提升化工实训教学质量，进而提升化工专业学生的实践能力。因此，作为高职院校的化工教师，应加强先进技术和理论的学习，将虚拟仿真技术与化工实训教学结合起来，锻炼高职学生的化工实践能力。
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关键词：虚拟机；VMWare；CiscoPacketTracer；网络实训；实践教学
1虚拟机Vmware和仿真软件PacketTracer简介
1.1虚拟机VMware的概述
VMWare虚拟机是VMWare公司开发的专业虚拟机软件，它可以将真实计算机的物理硬件设备完全映射为虚拟的计算机设备，在硬件仿真度及稳定性方面做得非常出色。VMWare虚拟机提供了独特的还原点功能，可以在任何时候迅速恢复运行状态。VMWareTools组件，可以在虚拟机与真实的计算机之间实现鼠标箭头的切换、文件的拖拽及复制粘贴等，操作非常方便。在虚拟机环境下，多个操作系统可以同时运行，并可以在多个操作系统之间来回切换，而不需要重新启动计算机，而且可以将虚拟出来若干台“计算机”联成一个网络。用虚拟机可以完成多项单机、网络和不具备真实实验条件、环境的实验，这为网络课程教学和实践提供了快捷有效的途径。
PacketTracer是Cisco公司开发的网络仿真工具软件，是一个为网络学员设计的用于设计、配置和解决复杂问题的学习平台，可以逼真的模拟出路由器、交换机的配置环境，便于学习各种复杂拓扑结构下网络设备的配置，支持学生和教师建立仿真、虚拟和活动网络模型，是一款非常优秀的软件。
1.2虚拟机和网络仿真软件的优势
由于虚拟机和网络仿真软件具有功能强、使用方便、应用灵活等特点，在改善网络实验环境，提高网络实验教学质量中占有很大的优势。
1)节省成本，提高设备利用率。虚拟机可以在一台主机上安装多种操作系统，完成了多台计算机的功能，PacketTrace不仅设备丰富还有楼宇和机柜布局的物理工作区视图。因此每位学生都可以在一台物理计算机上独立完成实训项目，克服了实训设备不足的困难。
2)可以完成真实环境难以实现的实训过程。使用虚拟机软件可以进行一些如操作系统安装、磁盘分区、格式化、服务器集群等在物理主机上实施困难的实验。
3)减少了网络构建的难度，提高了学习效率。用虚拟机软件或仿真软件可以随意的构建出不同结构的网络环境，并且省去了制作网线、连接设备等环节，为网络实验提供了便利，也提高了学习效率。
2虚拟机和仿真软件在构建网络实训环境中的应用
2.1Vmware在构建网络操作系统及服务器的应用
2.1.1基于网络操作系统的实验
网络操作系统中为了保证实验室设备的安全，很多实训内容不可能让学生在物理主机上进行。而利用VMware创建一个完全可操作的虚拟机就可以彻底解决这些问题。
1）活动目录实训项目。实训时在Vmware中可新建分组，并采用链接克隆的方式添加WindowsServer2003和WindowsXP两台虚拟机，然后利用局域网组网功能搭建一个域网络进行实训。2）磁盘管理实训项目。在虚拟机上添加三块虚拟硬盘按要求完成实验，避免了分区格式化给系统带来的影响。3）服务器配置实训项目。采用链接克隆的方式添加Windows或Linux虚拟机，然后利用快照功能分别创建各类应用服务器，并进行配置管理。4）Windows群集类实验，真实实验环境大约需要十万元以上的投资而通过虚拟机可以很好解决这个问题。
2.1.2基于网络组建的实验
利用VMware可以在一台物理主机上创建出WindowsServer、WindowsXP或Linux等不同操作系统，使用桥接技术进行网络互接，加上物理计算机也可以作为客户机进行通信，如此一台物理计算机就可以组建一个虚拟网络，每位学生可以在一台物理计算机上对各台主机进行网络配置，而且还可以划分子网，独立完成实训项目。
2.1.3Vmware在构建网络安全中的应用
网络安全很多实验都是基于网络攻防的技术，具有破坏性和危险性。而在VMware构建的虚拟网络环境中，学生不仅可以进行口令和身份验证还可以大胆的尝试漏洞攻击、木马、拒绝服务攻击等实验，不用担心会破坏物理主机。即使实训过程中系统中病毒，崩溃了，也可以恢复快照到未感染病毒状态，然后重新进行实训即可。这种用虚拟机技术“试毒”的策略很完美地解决了计算机网络安全教学中的难题。
2.2利用PacketTracer模拟网络设备的实验
2.2.1交换机、路由器的配置
利用PacketTracer可以构建各种拓扑的网络，模拟各种路由器、交换机，进行各种配置试验和分析。可以完成多路由实验，多交换实验，无线网路实验等各种基础实验。同时系统自带了许多典型的任务和网络拓扑实例，有利于学生在深度和广度上对知识进一步拓展。
2.2.2构建企业网络
企业网络是一个拥有多搂宇，多建筑共享的结构模式，在实际设备训练中很难进行实战训练。PacketTracer不仅设备丰富包含交换机、路由器、服务器、无线设备等还拥有体现楼宇和机柜布局的物理工作区视图。通过PacketTracer企业网组建实训任务，学生不仅在逻辑了解了网络的组建过程，同时也了解了物理上各楼宇之间的设置方法，在实施过程中，城市、楼宇、配线间、设备都具有实际的外观的仿真效果形象，提高了学习兴趣。
3结束语
通过虚拟机软件和仿真设备建立虚拟化的实训环境模拟真实的环境，可以克服上课资源和设备不足的困难，充分发挥现有教学设备功能，又可以解决实训时长不足，完成真实环境难以实现的实训任务，保证了网络教学和实训的顺利进行，在计算机网络课程教学中发挥了巨大作用，提高教学效果，节约设备投入，具有推广价值。
参考文献：
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[关键词]仿真技术电力类专业实训教学教学资源
高职电力类专业肩负着为电力系统培养高端技能型专门人才的重任。由于电力系统的发、输、变、配、用等关键环节的生产设备具有高电压、大容量、自动化程度高、连续运行、价格昂贵等特点，为了保证电力生产的连续性、安全性、可靠性，生产现场很难安排电力类专业学生的实训教学，而在校内建设发电厂或电网，投资巨大也不现实。近年来，随着仿真技术、计算机技术、多媒体教学技术的迅速发展，电力类高职院校结合电力生产、建设和发展情况，积极组织开发仿真实训教学项目，自编教材，培养师资，开展仿真实训教学，为电力系统培养了大批高端技能型专门人才。
一、仿真技术在高职电力类专业实训教学中应用的现状及存在问题
1.应用范围较小
根据全国13所电力类高职高专院校开展仿真实训教学项目的调查情况来看，仿真技术主要应用在变电站、火电机组仿真实训教学，仅有部分院校开展了继电保护仿真、单元机组集控运行仿真、热力过程自动化仿真和电子技术仿真实训教学。由此可见，仿真技术在高职电力类专业实训教学中的应用范围较小，尚未普及。
2.教学模式单一
目前，大部分院校的仿真实训均采用理实一体教学方式，教学模式单一。一般来说，教学模式是根据教学目标、教学内容、教学条件、教学对象而采取的教学活动方式。对于同一个仿真实训教学项目，由于仿真对象（如发电机组的容量大小、变电站的电压等级高低等）的不同、培养对象（高职学生或在职职工）的差异、仿真机组数的多少等因素，各院校制定的教学目标也不相同。因此，仿真实训应根据教学目标、教学内容、教学条件和教学对象的不同，由针对性地设计多样化的教学模式。
3.教学资源缺乏
仿真实训教学资源应主要包括课件、试题、试卷、案例、文献资料、图片、视频、动画、音频等素材和网络课程。目前，高职电力类专业仿真实训教学资源十分匮乏，多数院校仅有自编教材、部分课件、案例和操作规程等，没有完善的教学标准、通用教材、教学资源库和教学质量评价体系，尚未建成与职业技能考核接轨的试题库或试卷库，更没有建设网络课程。
此外，高职电力类专业仿真实训教学还存在仿真装置工位少、双师队伍建设等亟待解决的一些问题。
二、提高仿真技术在高职电力类专业实训教学应用效果的对策
1.积极开发仿真实训教学项目，扩大仿真技术在电力类专业实训教学中的应用范围
教育部《关于推进高等职业教育改革创新，引领职业教育科学发展的若干意见》（教职成[2011]12号）中指出，要“推进现代化教学手段和方法改革，开发虚拟流程、虚拟工艺、虚拟生产线等，提升实践教学和技能训练的效率和效果”[1]。随着电力系统向高电压、大容量、高度自动化和智能化方向的快速发展，超临界发电机组、特高压输电线路、智能化变电站、智能化配电系统、智能用电小区、智能电能表等高新技术及装备在电力系统得到广泛应用[2]。高职电力类专业教学要紧跟电力系统的技术进步，必须综合利用计算机技术、多媒体教学技术、计算机图形学和仿真技术，积极开发仿真实训教学设备，模拟实际的电力生产过程中的设备或系统及其运行、检修、故障状态，实现人机交互、师生互动的虚拟或真实的教学环境，为培养电力类专业高端技能型专门人才创造教学条件。
电力类高职院校要结合我国电力建设和发展的实际，在电力行业和电力职业技术教育领导机构的组织协调下，选取电力系统中典型的、通用的先进技术装备和系统，采取自主、联合开发及引进等多种方式开发新能源发电、智能变电站、智能输电网、智能配电网、智能微网、智能电网调度系统、智能电网通讯系统、智能营销系统、智能用电系统等仿真实训教学项目，逐步扩大仿真技术在电力类专业实训教学中的应用范围，提高实训教学的效率和效果，使学生尽快掌握电力生产新技术、新设备、新工艺、新方法，为电力系统输送具有“四新”知识和技能的高端技能型专门人才。
2.加强校校、校企合作，共同开发仿真实训教学资源
目前，各高职院校几乎都是单独进行仿真实训教学项目的开发、建设，仿真对象不同，仿真教学装置各异，没有统一的教学标准、教材和考核标准，仿真实训教学师资队伍相对薄弱。建议由电力行业和电力职业技术教育领导机构牵头搭建高职电力类专业仿真实训教学平台，加强校校、校企合作，联合开发、建设教学资源，制定统一的教学标准，编写通用教材，开发可共享的教学资源库和网络课程，制定统一的考核评价标准，建设仿真实训教学师资培训基地等，实现优势互补、资源共享。
3.深化仿真实训教学改革，努力提高仿真实训效果
高职电力类专业要深化仿真实训教学改革，积极探索在仿真环境下的基于工作过程的任务驱动、项目导向等新型教学模式，创设仿真工作的学习情景，推进“六步法”（资讯、决策、计划、实施、检查、评估）教学模式的应用，使学生在学习过程中，边学边做、做中学、学中做。积极探索情景体验教学的有效形式，使学生在对情景问题的探索中形成职业意识，提升职业能力和素养[3]。此外，高职电力类专业还要加强与电力企业之间的互动，选派教师深入企业生产一线进行实践锻炼，吸收企业专家参与仿真实训教学，利用仿真实训教学项目开展企业职工技能培训，安排学生到企业参观生产现场工作流程，这些做法都能有效地提高仿真实训教学效果。
课题项目：本文是中国机械工业教育协会2011年度职业教育重点研究课题（课题编号：ZJJX11ZZ005）《仿真技术在高职电力类专业实训教学中的应用研究》成果之一。
[参考文献]
[1]教育部.关于推进高等职业教育改革创新，引领职业教育科学发展的若干意见.教职成[2011]12号.
[2]刘景峰.高职电力类专业仿真实训教学项目的开发及应用[J].中国职业技术教育，2012，（5）.
关键词：分析化学；仿真虚拟实训系统；应用
随着医药、化学化工、食品行业的迅猛发展，特别是随着中国药都的建设，对于以化学化工医药工业为主修特色专业的中职院校，应当培养更多专业能力强、技术技能过硬的优秀毕业生。而分析化学是从事医药、化学化工、食品等行业分析测定岗位的必备的专业知识与技能。对于分析化学专业课的教学，通常采用理论讲授法和实验实训教学法，在教学过程中只有把理论与实验实训有效地结合，才能提高教学效果，真正理解和灵活运用分析化学理论与操作技能，加强学生的职业应用能力。但由于一些客观原因，如一些学校实习实验条件较差、缺少实验设备、实习实验室有限、实习实验课时少等原因，导致理论与实训实验课程不能及时有效地结合起来，学生对教师所讲授的知识没有直观的认识，缺少创新和学以致用的能力，直接影响了教学效果。分析化学仿真虚拟实训系统的应运而生，既缓解了实验实训室与实验实训设备缺少的问题，又增加了学生学习实训的课时，使理论与实践有效地衔接，提高了学生的感官认识，增强了职业技术能力，是安全有效的教学模式和教学途径。
一、分析化学仿真虚拟实训系统介绍
分析化学仿真虚拟实训系统是通过多种计算机语言编程制作出的多媒体教学软件，由动画+视频资源+音频资源+文本课件构建出虚拟现实技术，在此技术基础上组建出虚拟实验室、虚拟实训动画、虚拟仿真、虚拟实训等。
二、分析化学仿真虚拟实训系统在教学中的作用
1.利用分析化学仿真实虚拟实训系统加深学生对理论教学知识的理解力
对于分析化学这门学科，分析仪器及实验知识占的比重较大，而理论教学通常采用讲授法教学，在实验课时不十分充足或一些学校实验条件较差、缺少实验设备、实习实验室有限的情况下，学生只能够硬性地掌握理论知识，对所学知识直观性认识较差，甚至还来不及实验操作就开始学习新的知识，导致开始实验实训时知识不能有效衔接起来，知识不能学以致用，降低了学生对职业技能的掌握及限制了学生的创新能力，影响了教学效果。分析化学仿真虚拟实训系统的应用，使理论课程中涉及实验实训的大部分内容可以在仿真虚拟实训系统中实现虚拟操作，教师可以通过先讲授后仿真虚拟实训的方式或边讲授边仿真虚拟实训的方式，有效地提高学生对知识的直观性理解，提高知识的衔接性；且分析化学仿真虚拟实训系统具有动画性、艺术性、情景性等，能为学生创造轻松、愉快的学习氛围，激发学习兴趣，提高学习效率；由于分析化学仿真虚拟实训系统中包括很多仪器与实验实训的内容，故一些学校实验条件较差、缺少实验设备、实习实验室有限的问题等可以得到一定的解决。
2.实现不易完成的细节操作、特殊操作、小概率事件的再现操作、安全性高、便于学生学习
3.解决学校职业（岗位）能力培养与现场实训（工厂实习）脱节问题
总之，在分析化学教学中，科学、合理、有效地利用分析化学仿真虚拟实训系统，并将仿真实训与实践操作有机的结合起来，能提高教育教学质量，将仿真教学的作用发挥到最佳效果。同时，随着3D立体显示技术在仿真虚拟实训系统中的应用，构建出全方位的虚拟实训室，会使仿真虚拟实训系统在分析化学教学与实习实训教学中发挥出更大的作用。
[1]徐海娟,张天波,王汉道,谭才邓.职业院校提高滴定分析教学实
训质量的措施[J].科教导报(上旬刊),2011(10).
[2]陈田.计算机仿真实验在化学实验教学中的应用[J].实验室科
关键词：虚实结合；化工岗位；操作技能；有效途径
与认识实习相结合
对于从未见过真实化工生产过程的学生而言，必须在仿真教学前进行短期的现场认识实习。一方面，目前的仿真系统还未能实现化工企业生产过程的三维动态示警功能，无法展现真实的生产装置现场；另一方面，再逼真的虚拟现场也不可能替代实际的生产现场，无法产生真实的现场感觉。只有通过现场实习，使学生认识各种化工单元设备及其结构特点和空间几何形状，了解工艺过程和控制系统的组成，明确管道走向、阀门大小和位置等，感受实际的化工生产环境，才能使学生建立完整、真实的化工生产的概念。例如，在进行反应釜仿真操作实训前，让学生到校外实训基地去认识生产中最常用的、最典型的反应釜。了解真实的化工生产中如何进料、出料，如何操作设备仪表控制反应温度、调节反应压力，熟悉阀门、管道和仪表的位置和空间布局等；观察反应釜的搅拌装置、换热装置、轴封、加料管、出料管、视镜、入孔、测温孔和测压孔等附件的位置、形状、作用及运行情况。
在此基础上再进行仿真训练，可以使学生更深入地了解化工生产系统的操作原理，锻炼学生对化工生产过程中的开车、停车及事故处理的能力，更好地掌握调节器的基本操作技能，掌握复杂控制系统的投用和调整技术，提高对复杂生产过程动态运行的分析和决策能力，从而真正掌握其特性和操作方法。
虚拟仿真操作与实物模拟操作相结合
仿真实训毕竟是在虚拟的生产现场进行的操作训练，与真实的生产现场有一定差距。学生只能领会一般的过程和方法，无法感受触觉及真实现场所具有的氛围。尤其是可以推倒重来的“游戏式”操作，可以随时“冻结”系统进行充分思考，缺乏实际生产操作中需要的紧迫感与慎重感。
仿真只是实际生产装置的简单化处理，操作参数控制比较随意，带有游戏色彩，选择的数据即便偏差很大，也可以通过重新再做来弥补前一次的过失。而在实际生产中参数控制是十分严格的，容不得半点疏忽，否则，生产将无法正常进行。在化工仿真实训操作过程中，学生在计算机前处于放松状态，很难体会到生产现场实际操作的紧张感，因此，仿真实训对学生进行生产实际操作、处理实际问题所应具备的心理素质锻炼不够。
为此，仿真实训后，我院在校内实训基地进行了实物化工单元和化工装置的模拟操作，使学生从虚拟的二维平面走进真实的三维立体空间，感受真实的阀门开度的调节、塔釜液位的控制、仪表读数的变化，体验故障出现时的手忙脚乱和紧张恐慌，锻炼实际操作需要的胆量和信心，学习设备和装置的维护保养。这是培养学生职业技能和职业责任感不可缺少的关键环节。例如，学生在仿真实训室进行了“吸收与解吸”单元的训练后，再进行模拟装置的实际操作训练。装置运行前，学生会主动了解每一个阀门、仪表的作用和调节方法，泵的启动方法等；设备一旦开始运行，学生就会进入一种紧张状态，非常谨慎地调节压力和流量，时刻注意观察仪表的读数；当出现液泛时，学生也会不知所措，但在教师指导下解决了问题后，又会产生满足感和成就感。所有这些感受和经验，都是在仿真机上得不到的，但却是将来学生走上工作岗位时必然要面对和需要掌握的。
利用真实规程，解决虚实差别
化工仿真实训是学生间接接触生产实际的一种有效手段，但其操作的模拟性和程序化与现场操作还有相当的距离。以乙醛氧化制醋酸仿真实训为例，开车操作中一开始即向氧化塔注酸进行酸洗，而工厂实际开车前却要求机电、仪表、计算机、化验分析须具备开工条件，值班人员在岗；需检查是否备有足够的开工用原料和催化剂；需n2吹扫、置换气密等。在仿真实训中，指导教师如果不对学生进行指导说明，学生进入工厂实习或工作后会感到不理解，进而会怀疑甚至否定在仿真实训过程中获得的知识、技能和经验。针对这个问题，我院参考真实操作规程，编写了仿真实训指导书，将无法进行模拟仿真的生产准备等程序也一一列出，使仿真实训操作程序与真实岗位操作程序一致，避免学生上岗后对实际操作的不适应，弥补仿真软件的不足，缩短“准现场实践”与实际岗位操作之间的距离。
提高指导教师生产实践水平
在仿真软件营造的虚拟生产现场和虚拟控制室中，指导教师成为影响学生操作训练水平的重要因素。一方面，指导教师应熟悉每个仿真软件操作原理，能够熟练地操作每个仿真软件。在仿真实训过程中，每一个学生的操作都不相同，产生的问题和困难也是各种各样，指导教师只有先行充分训练，才能对学生及时加以指导并帮助解决问题。另一方面，教师应熟悉实际生产过程中主要生产设备的结构和运行特点、主要工艺参数的控制方法和技巧、主要仪表的控制原理等，具有丰富的实践操作经验和较高的工艺理论水平，能够洞悉虚拟软件与实际规程之间的差别。当学生独出心裁地提出各种优化操作方案时，要求指导教师能够甄别哪些是可行性的操作，哪些是软件允许而实际生产却必须杜绝的错误操作，拓展学生的知识和思路。
顶岗实习，检验技能水平
参考文献:
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【关键词】GNS3VMware网络实验研究与应用
1GNS3和VMware软件介绍
1.1GNS3网络仿真软件介绍
1.2VMware虚拟机介绍
VMware是一款优秀的虚拟机软件，它允许在一台计算机上同时运行多个操作系统，每个OS都有自己独立的一个虚拟机。在虚拟机上搭建教学环境、测试环境，为网络综合实验提供了条件。
2集成GNS3+VMware+真实主机仿真网络实验
2.1仿真GNS3+真实主机
（1）实验拓扑如图1所示。
（2）设置真实机的Loopback环路接口，用来连接gns3中的路由器，保证链路永远的畅通。
（3）启动GNS3，按图1搭建实验拓扑图。
（4）配置路由器R1。
（5）配置Computer的IP地址。在真实主机上，找到本地网络（Loopback），配置Ip地址和网关。
（6）主机上可以Ping路由器R1，说明GNS3和真实主机连接成功。
2.2仿真GNS3+VMware
（1）实验拓扑图如图2所示。
（2）启动GNS3和VMware（在VMware中安装Windows、Linux操作系统），按图2完成拓扑图的搭建。
（3）把Windows所在虚拟机设置到VMnet1网卡上、Linux所在虚拟机设置到VMnet2网卡上。
（4）启动Windows虚拟机设置其IP地址为192.168.2.2，网关为192.168.2.1；同样，设置设置Linux的IP地址及网关。
（5）配置路由器。
（6）在路由器上Ping两台虚拟机的IP。
（7）在虚拟机上Ping路由器地址。
（8）两台虚拟机互Ping.。
以上命令如果能够Ping通，说明GNS3+VMware连接成功。
2.3仿真GNS3+VMware+真实主机
（1）把3.1、3.2的实验拓扑结构进行合并。
（3）完成对路由器的配置。
（4）完成设备间的Ping命令，验证连通性。
利用Cisco网络设备仿真软件GNS3、虚拟机软件VMware和真实主机相结合，可以加载真实CiscoIOS，并且能够和Windows、Linux等不同网络操作系统进行通信，能够将真实的实验效果模拟出来，解决了网络设备不足的尴尬局面。通过该实训平台的搭建能够让学生真正了解思科网络设备的配置以及和实际的网络操作系统的互联过程，达到很好的教学效果。
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关键词：虚拟仿真；汽车专业；教学
我国已成为世界汽车大国，正向世界汽车强国迈进，汽车产业迅猛发展，汽车技术更新迅速，汽车专业的教学工作为了适应这种快节奏的变化必须改变传统的教学方法以加快知识更新速度，激发学生的学习兴趣，提高学生学习的主动性。经过多年的教学实践，我们探索出以应用虚拟仿真资源为主的信息化教学模式，收到了很好的教学效果。
高职高专汽车专业包括有“汽车制造与装配技术”、“汽车检测与维修技术”、“汽车改装技术”、“汽车技术服务与营销”、“汽车整形技术”等教学内容，其特点是技术更新快、工作原理不直观、实践性强等，利用虚拟仿真教学资源可以解决教学中的关键技术和方法。
一、将企业场景搬进课堂
我院汽车专业实现了基于工作过程一体化教学，将教学与就业岗位“零距离”对接，主要是通过引进和创作虚拟仿真教学软件将实训场景搬进课堂，展示真实的企业场景，如图1所示为我们创作虚拟仿真软件中的汽车4S店的工作场景，如果让学生集体参观汽车4S店会影响到企业的工作，而某个品牌的汽车4S店的模式是全国统一制定的，我们便利用VRP仿真再现了汽车4S店的场景和岗位，将企业场景融入课堂，并仿真再现了汽车销售的全部过程。
图2为虚拟仿真的汽车维修企业车间。通过企业车间场景的再现，让学生体会到真实的工作场景，更好地使学生接受汽车行业企业的职业素养及汽车4S店的“5S”管理理念，有利于汽车专业行动导向一体化教学的顺利实施。
二、实现仿真导训
汽车专业的教学存在一些特点，如柴油机的高压泵等复杂的机构不能频繁拆卸；汽车发动机曲柄连杆机构的工作原理、配气机构及燃油供给系统的工作状况不会直观展现给学生，虚拟仿真资源解决了这类“看不见”、“进不去”、“动不了”、“难再现”问题，如复杂机构不能拆卸，一些企业岗位学生很难进入学习，一些原理很难看到，一些昂贵的设备、仪器学生很难频繁操作，一些故障、事故及小概率事件，难以在教学中再现等实际问题。我们借鉴了上海宇龙软件工程有限公司及上海景格汽车科技有限公司的仿真教学软件（见图3）进行结构拆装及原理演示，通过仿真软件的导训有效突破了教学的重点和难点，减少了因盲目的误操作对实训设施及设备带来的损耗。
三、提升学生的职业素养
我们利用信息化技术为学生提供了职业素养培养的平台，将企业中出现的故障案例、技术问题及与客户沟通中常出现的问题及时上传网站平台，并运用提出问题或行动导向等形式与学生进行沟通，不断以企业真实情境培养学生的职业素养。图4为我们自主开发的《汽车销售实务》虚拟仿真软件，根据企业实际场景设计了职场应变、竞品分析及职业证书取得的试题训练。让学生明确培养的路径，在学习与训练中不断提升自我职业素养。
四、缓解师资和实训设备的不足
计算机虚拟仿真技术、高职院校、强电、实训教学
随着我国社会主义市场经济和自动化行业的迅速发展，社会及企业对技能人才的知识与技能结构提出了更高的需求，要求高等职业院校学生既要有一定的理论知识又要有很强的实际操作能力。为了完成这一任务，高职院校将计算机虚拟仿真技术引入到实训教学中来。以强电方面教学为例，它的教学内容大部分都涉及到动手，而对电本身来说它是具有一定危险性的，因此在学校的教学过程中，学生不会真正接触到强电，那么在真正的工作中势必要遇到一些问题。
1传统强电实训教学方式的弊端
传统的强电实训课程过程中我们会发现一些问题。首先，强电的操作台实习设备昂贵，设备数量是永远无法满足学生实际需要的，即使是进行了分组合作的方式。其次，教材所涉及的设备系统和型号是多元与广泛的，而实验实习设备的系统无法配齐。再次，真实设备的作用给初次接触实验和实训的学生操作带来很大的压力和人身安全隐患，特别是在通电的情况下这样的问题就更明显了。
2计算机虚拟仿真技术的特点与在强电实训教学中的应用
计算机虚拟仿真技术是借助于计算机技术及硬件设备，实现一种人可以通过一定感知方式所感受到的虚拟环境，提供给人们通过计算机对复杂数据进行可视化操作与交互的一种全新方式。改变了过去人类除了亲身经历，就只能间接了解环境的模式，从而有效地扩展了人类的认知手段和领域。在通过多个阶段的强电虚拟仿真软件教学应用实践和思考后。我认为其对现实教学可以产生以下几个方面的积极影响。
2.2计算机虚拟仿真技术节约了教育成本--实现低耗、高效与环保、可持续发展。传统的操作培训中，强电方面的教学都是在尽可能的利用真实的设备。这些设备种类型号繁多，价格也比较贵，因此不可能准备太多。计算机虚拟现实技术引入后，从现实意义上节约了成本，从长远看更是有利于整个行业的环境保护和可持续发展，意义重大深远。
2.3计算机虚拟仿真技术建立绝对安全环境--实现文明、安全操作。计算机虚拟仿真系统引入后，不会因为学生的错误操作而损坏操作台，更不会造成人身伤害，学生可以大胆地独立进行学习。这样使学生可以进行自主学习，具有一定的学习趣味性，也相应提高了学生的学习积极性，降低了教师的工作强度。
2.4计算机虚拟仿真技术便于教学--合理组织教学与标准化考核。虚拟仿真技术使得教师可以以广播的方式在每个学生的屏幕上演示其教学内容，使所有学生均能看清楚每个动作细节并进行模仿。
3计算机虚拟仿真技术应用中的注意事项
3.1要结合学校条件与教材实际，选择合理、系统、功能完善的仿真软件，明确虚拟与现实的差异，特别是对系统欠缺和不完善功能的了解，教学中做到避免系统、型号与功能混乱。
3.2应该合理安排虚拟仿真学习阶段，一般情况安排在强电学习的初学阶段，学习完线路焊接后为好。
3.3要在仿真系统学习过程中按实际操作的规范要求严格进行，且不可因为虚拟而不负责任地进行野蛮随意操作，养成不良习惯。
[1]贺雪晨等.《虚拟现实技术应用教程》清华大学出版社，2012-06-01