仿真工程专业课程的教学设计

系统建模与仿真教学设计系统建模与仿真是现代工程领域中应用广泛的技术方法。

本文将探讨如何进行系统建模与仿真教学设计，从而帮助学生在学习的过程中更好地掌握这一领域的知识和技能。

一、教学目标本课程的教学目标主要包括以下几点：1.了解系统建模与仿真的基本理论及其在工程领域中的应用；2.掌握基于MATLAB/Simulink平台进行系统建模与仿真的基本方法与技巧；3.能够利用系统建模技术解决工程领域中的实际问题。

二、教学内容和流程1. 教学内容本课程的教学内容主要包括以下几方面：1.系统建模与仿真的基本理论；2.基于MATLAB/Simulink实现系统建模与仿真的基本方法和流程；3.工程领域中的实际问题案例分析。

2. 教学流程本课程的教学流程可以分为以下几个环节：1.理论讲解：讲解系统建模与仿真的基本理论和方法；2.示例演示：通过几个简单的示例演示如何基于MATLAB/Simulink进行系统建模与仿真；3.案例分析：分析几个实际工程领域中的案例，通过实例帮助学生理解和掌握系统建模与仿真的应用。

三、教学方法本课程的教学方法主要采用以下几种：1. 讲授式教学讲授式教学是本课程的主要教学方法，通过教师的讲解帮助学生建立系统建模与仿真的基本概念和理论。

2. 实践式教学实践式教学是帮助学生掌握系统建模与仿真的重要途径。

通过实操，学生能够更深入地理解学过的理论知识，从而更好地掌握和应用系统建模与仿真的方法和技术。

3. 交互式教学交互式教学是本课程教学中的重要手段之一，可以有效提高学生的学习积极性和主动性。

通过与教师互动和讨论，学生可以更好地理解和掌握系统建模与仿真的知识。

四、教学评估为了更好地评估学生在系统建模与仿真课程中的学习情况，本课程将采用以下评估方式：1.期末考试：期末考试主要考察学生对系统建模与仿真的基本理论和方法的掌握程度；2.课程作业：布置一些系统建模与仿真方面的作业，以帮助学生巩固所学知识；3.实验报告：学生进行一些实验，编写实验报告，以检验学生能否运用所学知识解决实际问题。

AUTO TIME37AUTOMOBILE EDUCATION | 汽车教育1　引言目前各大院校多采用以教师为中心的教学模式，通常强调老师在课堂上的权威地位和知识传授的一种方法。

教师是教学的主导者，拥有绝对的话语权和决策权，通常扮演着知识的传输者和学生的引导者角色，在课堂上直接传授知识，这种教学方式下，学生处于被动接受知识的状态，注重的是记忆与熟悉，而非理解与应用，学生主要通过听讲、背诵、记笔记等方式获取知识。

另外传统教学方式倾向于线性的教学过程，即按照预定的教学大纲和教材内容，逐步有条不紊地进行教学。

这种方式忽视了学生个体差异和多样化的学习需求。

随着教育理念的不断发展和教育技术的应用，越来越多的教育者开始关注学生的主动性、创造性和批判性思维，推崇以学生为中心的教学方式，为此电力机车总体及走行部课程开展了基于虚拟现实技术的翻转课堂改革。

2　电力机车总体及走行部课程现状2.1　实训设备缺乏，实训难以展开电力机车结构复杂，价格高昂、集成度高且部分技术涉秘等原因使得一般院校难以使用真实的、先进的电力机车作为教学设备，胡士华1　万里荣1　杨婧2　覃莉莉11.柳州铁道职业技术学院　广西柳州市　5456162.柳州市质量检验检测研究中心　广西柳州市　545001摘 要： 电力机车由于价格贵、结构复杂、技术保密等原因使得该课程实践环节开展效率低下且效果不如意。

利用VR 技术学习电力机车走行部可以提供更加真实、直观的学习体验，帮助学习者更好地理解和掌握电力机车走行部的知识和技能。

这种基于虚拟仿真的学习方法不仅可以节省培训成本，还可以提高学习效果和效率，本文以电力机车总体及走行部课程为例介绍了虚拟现实技术结合翻转课堂的教学设计及实施方法，希望可以为同类课程提供一些思路。

关键词：电力机车　VR 技术　翻转课堂　教学设计Design and Implementation of Flipped Classroom Teaching Based on Virtual Reality Technology——Taking “Electric Locomotive General and Running Department” as an Example Hu Shihua ，Wan Lirong ，Yang Jing ，Qin LiliAbstract ：D ue to the high price, complex structure and technical secrecy of electric locomotives, the practical aspects of this course are inefficient and unsatisfactory. Using VR technology to learn the electric locomotive running section can provide a more realistic and intuitive learning experience, helping learners better understand and master the knowledge and skills of the electric locomotive running department. This learning method based on virtual simulation cannot only save training costs, but also improve the learning effect and efficiency. This paper takes the overall and running department courses of electric locomotives as an example to introduce the teaching design and implementation method of virtual reality technology combined with flipped classroom, hoping to provide some ideas for similar courses.Key words ：E lectric Locomotive, VR Technology, Flipped Classroom, Instructional Design 基于虚拟现实技术的翻转课堂教学设计与实施——以《电力机车总体及走行部》为例即使校方重视获得真实设备，一般也是退役或者即将退役的型号，难以跟上现代化，且数量会很少，这使得相关实训课程难以有效的展开，大多同学都是在等待中浪费了时间；此外安全问题也使得大多铁路局不会接纳大批量的在校生去现场学习，这都使得电力机车总统及走行部课程实训难以有效展开。

自动化虚拟仿真课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解自动化虚拟仿真的基本概念，掌握仿真软件的操作流程。

2. 使学生掌握运用仿真技术进行自动化设备设计与分析的基本方法。

3. 帮助学生了解自动化虚拟仿真在不同行业中的应用。

技能目标：1. 培养学生运用自动化虚拟仿真软件进行设备设计与分析的能力。

2. 提高学生独立解决自动化虚拟仿真过程中遇到问题的能力。

3. 培养学生团队协作、沟通表达及创新能力。

情感态度价值观目标：1. 激发学生对自动化虚拟仿真的学习兴趣，培养其主动探究的精神。

2. 引导学生树立正确的工程观念，认识到自动化虚拟仿真技术在工程领域的重要性。

3. 培养学生严谨、务实、创新的工作态度，使其具备良好的职业素养。

本课程针对高年级学生，结合课程性质、学生特点和教学要求，将课程目标分解为具体的学习成果，以便后续的教学设计和评估。

通过本课程的学习，使学生能够掌握自动化虚拟仿真的基本知识和技能，提高解决实际问题的能力，同时培养其情感态度价值观，为未来从事相关工作打下坚实基础。

二、教学内容本章节教学内容主要包括以下三个方面：1. 自动化虚拟仿真基本概念与原理：- 仿真技术的定义、分类及应用场景- 自动化设备仿真原理及方法- 仿真软件的选用与功能介绍2. 仿真软件操作与实践：- 仿真软件的安装与界面认识- 基本操作与建模方法- 设备设计与分析实例操作3. 自动化虚拟仿真应用案例分析：- 工业机器人仿真应用- 生产线仿真优化- 智能制造系统仿真教学内容依据课程目标，结合教材章节进行组织，确保科学性和系统性。

教学大纲明确以下安排和进度：1. 自动化虚拟仿真基本概念与原理（2课时）2. 仿真软件操作与实践（4课时）3. 自动化虚拟仿真应用案例分析（2课时）在教学过程中，注重理论与实践相结合，以案例驱动教学，提高学生的实际操作能力和问题解决能力。

同时，鼓励学生进行团队合作，培养其沟通与创新能力。

通过本章节的学习，使学生全面掌握自动化虚拟仿真的相关知识，为实际应用奠定基础。

交通系统仿真课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握交通系统仿真的基本概念和原理，理解仿真模型在交通工程中的应用。

2. 使学生了解交通流量的基本特征，掌握交通流量的数据处理和分析方法。

3. 帮助学生了解不同类型的交通信号控制策略，并理解其优缺点。

技能目标：1. 培养学生运用仿真软件进行交通系统模拟的能力，能独立完成简单的交通仿真实验。

2. 培养学生运用数据处理软件进行交通流量数据分析的能力，能绘制并解读相关图表。

3. 提高学生运用理论知识解决实际交通问题的能力，能设计简单的交通信号控制策略。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对交通工程学科的兴趣，激发学生探索交通系统优化方法的热情。

2. 培养学生的团队协作精神，让学生在合作完成课程任务的过程中体验到共同解决问题的喜悦。

3. 增强学生的社会责任感，让学生认识到交通系统优化对缓解交通拥堵、提高出行效率的重要性。

课程性质：本课程为实践性较强的学科课程，结合理论知识与实际操作，培养学生的实际应用能力。

学生特点：学生具备一定的交通工程基础知识，对交通系统仿真感兴趣，具备初步的数据处理和分析能力。

教学要求：注重理论与实践相结合，强调学生在课程中的主体地位，鼓励学生积极参与讨论和操作实践。

通过课程学习，使学生能够达到上述设定的知识、技能和情感态度价值观目标。

后续教学设计和评估将围绕这些具体学习成果展开。

二、教学内容本课程教学内容主要包括以下三个方面：1. 交通系统仿真基本原理：- 介绍交通系统仿真的概念、分类及其应用场景。

- 分析仿真模型的构建方法，包括宏观、中观和微观模型。

- 阐述仿真软件的基本操作和功能，以教材相关章节为基础，结合实际案例进行讲解。

2. 交通流量数据处理与分析：- 讲解交通流量的基本特征，如流量、速度、密度等。

- 介绍数据处理软件的使用方法，如Excel、SPSS等，并列举教材中相关内容。

- 通过实例分析，让学生掌握交通流量数据分析的方法和技巧。

系统仿真课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解系统仿真的基本概念，掌握仿真模型的构建方法和仿真过程的基本步骤。

2. 学生能够运用所学知识，针对具体问题设计简单的系统仿真模型，并解释仿真结果。

3. 学生能够掌握至少一种系统仿真软件的使用，并运用该软件完成课程项目的实践操作。

技能目标：1. 学生能够运用系统仿真的方法分析解决实际问题，提升问题解决能力。

2. 学生通过小组合作完成课程项目，提高团队协作和沟通能力。

3. 学生能够运用信息技术手段，收集、整理、分析数据，为系统仿真提供支持。

情感态度价值观目标：1. 学生培养对系统仿真技术的兴趣，激发学习热情，形成积极的学习态度。

2. 学生通过课程学习，认识到系统仿真在工程领域的重要作用，增强对工程学科的认识和尊重。

3. 学生在课程实践中，体会团队合作的力量，培养集体荣誉感和责任感。

分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程目标旨在使学生在掌握系统仿真基本知识的基础上，提高实际操作能力，培养解决实际问题的素养。

通过课程学习，使学生能够运用系统仿真技术为工程领域的问题解决提供支持，同时培养良好的团队合作精神和价值观。

课程目标具体、可衡量，便于后续教学设计和评估。

二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分：1. 系统仿真基本概念：介绍系统仿真的定义、分类及其在工程领域的应用。

2. 仿真模型构建：讲解仿真模型的构建方法，包括数学建模、物理建模等。

3. 仿真过程与方法：阐述仿真过程的基本步骤，介绍常用的仿真算法及软件。

4. 系统仿真软件应用：学习至少一种系统仿真软件，如MATLAB/Simulink、AnyLogic等，并掌握其基本操作。

5. 课程项目实践：分组进行项目实践，运用所学知识设计、搭建和运行系统仿真模型。

教学内容安排如下：第一周：系统仿真基本概念及分类；第二周：仿真模型构建方法；第三周：仿真过程与方法；第四周：系统仿真软件介绍与基本操作；第五周：课程项目实践（一）；第六周：课程项目实践（二）；第七周：课程总结与评价。

1互联网+教育in te r n e t Education项目式教学设计研究----以“《网络仿真技术》”课程为例□陈楠华东交通大学理工学院电信分院【摘要】在信息化时代，市场对人才的需求发生着巨大的变化，原有的从单纯"以学科为基础传统课堂教学模式已不能适应教学需 求和社会需求，文章基于逆向教学设计理念，采用项目化教学模式，以高校教学中〈网络仿真技术》这门专业课为例进行探讨研究，主要解决网络仿真技术与其他专业课程内容相冲突与重叠，学生的学习积极性差等现象；解决学生主观能动性差，不能够在实践应用 中活学活用等问题，通过项目式教学方式，提高学生实践能力，带动学生学习热情，提高学习效率。

【关键词】项目式教学项目成果逆向教学设计网络工程是属于工科类专业，网络工程专业培养目标是培养具备网络系统设计及网络应用程序设计的高技术应用型人才，但在教学方面仍是以传统课堂授课的教学设计为主，这就导致在日常教学的过程中发现许多问题，通过学习考核及学生反馈，学生学习兴趣不高，学习效率低下；或是部分学生理论考试评估都很优秀，但实际实践技t g非常的匮乏并没有达到专业要求的培养目标；具体原因总结如下：一是部分专业课的内容与现在主流的专业技能脱节，内容陈旧，在 教学中有很多的知识点难以与实现问题相关联，导致学生掌握的知识与技能与社会需求脱节；二是学生学习只局限于课本，课本之外的东西掌握不够，缺乏主动学习思考的能力；在发现此问题后我一直思考，如何在现有的教学环境下，既 能够实现提高学生的专业技能又能够提高学生的主观能动性的方法，专业课程教学改革迫在眉梢。

_、计算机网络仿真技术课程现状作为网络工程专业中的重要课程，网络仿真技术课程在教学当中发现许多问题，根据我院培养计划是在大二才开始专业课程的学习，网络仿真作为一门专业课，也是大二开设的一门课程，通过教学反馈学生对实践操作的积极性是如此的低，动手能力差，学生似乎还停留在中学时期理论知识的学习状态，完全达不到培养目标中具备实践技能及独立解决问题的能力要求；而且教材所传授的知识滞后，不能很好的响应社会的需求，学生学习后的成果不能与社会需求相融合，而且现在网络上有各种各样的教学资源，使课堂知识与网络资源相互补充相互促进，如何增强学生实践技能，缩小与企业需求的差距，已成为各高校网络仿真课程教学改革和研究的重点。

《Robotstudio编程仿真》课程改革的探索与实践摘要：《Robotstudio编程仿真》是工业机器人技术应用专业的核心课程。

当前，这门课程的资源杂、多、乱，为了让老师们更好地讲授这门课，结合本校该专业学生认知、知识水平、理解能力等方面的特点以及当前工厂人才需求，本课程将与当下工厂实例结合，自行开发模型、提炼工厂案例，对课程内容的重新整理以及课程教学资源的升级换代。

内容由易到难、环环相扣，其成果可以很好地运用到理实一体化课堂教学中，还可让学生不限时间、不限地点地自学与练习。

丰富了教学资源、逼真的案例模型，大大激发学生的学习热情，学生易学，老师易教。

关键词：RobotStudio、工业机器人、编程、仿真、微课、中职目前工业机器人应用领域越来越广泛，在电子、物流、化工等各个工业领域中都有很多应用，例如码垛、焊接、装配、检测等。

而工业机器人的编程操作往往需要借助离线编程仿真软件更好更快实现某些功能。

离线编程仿真软件的意义在于有助于设计时的机器人的选型，检验机器人可到达性，避免机器人定型后无法完成工作，其次不需要人工在现场示教，利用仿真软件选好机器人品牌型号就可以进行轨迹编程，大大降低工人的劳动强度，再次，使得现场作业更加安全并提高员工工作效率，比如干涉区，即避免了现场对干涉区机器人碰撞的风险也节省了时间，大大缩短项目时间，多数离线编程程序可直接应用于现场，只需精确示教关键点即可。

随着编程仿真技术在机器人技术中变得越来越普通，工业机器人的编程仿真已成为非常活跃的制造业加工领域，编程仿真从简单的机器人轨迹模拟到复杂的系统仿真，已经得到科学家和工程师的认可。

工业机器人离线编程仿真软件主要有：ABB公司的Robotstudio、FANUC公司的Roboguide等，我们课程以ABB公司的Robotstudio为主要研究对象，ABB是工业机器人四大家族之一，市场占有率很高，Robotstudio教程学习资料较多，功能模块也相对齐全，比较适合初学者。

ug运动仿真课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解UG运动仿真的基本概念和原理，掌握运动仿真模型的构建方法。

2. 学生能掌握UG软件中运动仿真模块的操作流程，包括运动副的创建、驱动力的施加和运动分析。

3. 学生能了解运动仿真结果的数据处理和解读，理解运动仿真在工程实际中的应用。

技能目标：1. 学生能够运用UG软件进行简单的运动仿真模型的搭建，并对其进行运动分析。

2. 学生能够通过运动仿真实验，掌握运动参数的调整和优化方法，提高模型的运动性能。

3. 学生能够独立解决运动仿真过程中遇到的问题，具备一定的故障排查和问题解决能力。

情感态度价值观目标：1. 学生通过学习UG运动仿真，培养对工程设计和分析的兴趣，增强对制造业的认同感。

2. 学生能够在团队协作中进行有效沟通，培养合作精神和集体荣誉感。

3. 学生能够认识到运动仿真技术在工程领域的重要性，激发创新意识和探索精本课程针对高年级学生，结合UG软件运动仿真模块的特点，以实用性为导向，旨在提高学生的实际操作能力和工程素养。

课程目标具体、可衡量，以便于教学设计和评估的实施。

通过本课程的学习，学生将能够掌握运动仿真的基本知识和技能，为未来的工程设计和创新打下坚实基础。

二、教学内容本章节教学内容紧密围绕课程目标，结合UG软件运动仿真模块，科学系统地组织以下内容：1. UG运动仿真概述：介绍运动仿真的基本概念、原理和应用场景，使学生了解运动仿真在工程中的重要性。

2. 运动仿真模型构建：讲解运动副的创建、驱动力的施加、约束条件设置等操作，使学生掌握运动仿真模型的基本构建方法。

3. 运动分析及结果处理：教授运动分析的操作流程，包括仿真参数设置、仿真结果查看和数据输出，培养学生分析运动性能的能力。

4. 实例分析与操作：通过实际案例，让学生动手操作，巩固所学知识，提高解决实际问题的能力。

具体教学安排如下：1. 第一节课：UG运动仿真概述，介绍运动仿真基本概念、原理和应用。

基于cst的仿真课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解CST软件的基本原理和使用方法，掌握仿真实验的基本流程。

2. 学生能够运用CST软件进行简单的电磁场仿真，并分析仿真结果。

3. 学生能够了解CST软件在工程实践中的应用，如天线设计、微波器件等领域。

技能目标：1. 学生能够独立操作CST软件，进行仿真实验的设置和运行。

2. 学生能够运用CST软件解决实际问题，如优化天线性能、分析微波器件特性等。

3. 学生能够通过CST仿真实验，提高实际动手能力和问题解决能力。

情感态度价值观目标：1. 学生能够认识到仿真技术在现代工程领域的重要性，增强学习兴趣。

2. 学生能够通过团队协作完成仿真实验，培养团队合作精神和沟通能力。

3. 学生能够遵循实验规范，养成良好的实验习惯，树立正确的科学态度。

课程性质：本课程为选修课，旨在提高学生对仿真技术的认识和实际操作能力。

学生特点：学生为高年级本科生，具备一定的专业基础知识和动手能力。

教学要求：结合课本内容，注重实践操作，培养学生的实际应用能力和创新精神。

通过本课程的学习，使学生在知识、技能和情感态度价值观方面得到全面提升。

教学设计和评估将围绕课程目标展开，确保学生能够达到预期学习成果。

二、教学内容本课程教学内容主要包括以下三个方面：1. CST软件基础操作与原理：- 教材章节：第一章 软件概述与基本操作- 内容：CST软件简介、安装与启动、界面与工具栏、基本操作流程。

2. 电磁场仿真实验：- 教材章节：第二章 电磁场仿真原理与实验- 内容：电磁场理论基础、仿真实验设置、边界条件与激励源、网格划分、仿真结果分析。

3. CST软件在实际工程中的应用：- 教材章节：第三章 工程应用案例- 内容：天线设计、微波器件分析、电磁兼容性研究等实际应用案例解析。

教学大纲安排如下：第一周：CST软件概述与基本操作第二周：电磁场理论基础与仿真实验设置第三周：边界条件与激励源设置、网格划分第四周：仿真结果分析与应用案例学习第五周：综合实验与团队协作项目教学内容注重科学性和系统性，结合课本章节和实际应用，使学生能够掌握CST软件的操作和电磁场仿真实验，培养实际工程应用能力。