基于虚拟仿真技术的控制工程基础实践教学改革和创新能力培养
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《过程控制基础》课程的教学改革与创新【摘要】本文主要介绍了针对《过程控制基础》课程的教学改革与创新。
在课程背景介绍中,详细分析了课程的现状和存在的问题。
在重点讨论了课程目标的重新设定、教学方法的创新、课程内容的更新、评估方式的改革以及实践教学环节的加强。
通过成果展示展示了教学改革的成果,并对未来的发展进行了展望。
通过对《过程控制基础》课程的教学改革与创新,旨在提升教学的质量,激发学生的学习兴趣,培养学生的实践能力和创新精神,为其未来的发展和就业打下良好的基础。
【关键词】过程控制基础课程、教学改革、创新、课程目标、教学方法、课程内容、评估方式、实践教学、成果展示、未来展望1. 引言1.1 课程背景介绍《过程控制基础》课程是一门重要的工程专业课程,主要旨在帮助学生掌握过程控制的基本理论和实践技能,为其将来的工程实践奠定基础。
随着社会的发展和工程技术的不断更新,传统的教学模式已经不能完全满足学生的需求。
教学改革与创新成为当下的重要课题。
在过去的教学过程中,我们发现学生对于过程控制基础的理解有所欠缺,缺乏实践操作的机会,对于课程的学习兴趣不高。
我们迫切需要对课程进行改革与创新,以提高教学质量,激发学生学习的热情。
通过本次教学改革与创新,我们将重新设定课程目标,更新教学方法和课程内容,改革评估方式,加强实践教学环节,从而使学生能够更深入地理解过程控制基础的知识,并将其运用到实际工程实践中去。
希望通过我们的努力,能够为学生提供更优质的教学服务,培养出更多优秀的工程人才。
2. 正文2.1 课程目标的重新设定在进行《过程控制基础》课程的教学改革与创新中,首先我们需要重新设定课程目标。
传统的课程目标可能只局限于传授基本原理和知识,而新的课程目标应该更加注重培养学生的实践能力和创新思维。
我们重新设定了《过程控制基础》课程的目标为:培养学生掌握过程控制的基本理论和技术,具备解决实际问题和创新应用的能力。
为了达到新设定的课程目标,我们将在教学过程中注重理论与实践的结合,通过案例分析、项目实践等方式让学生更好地理解和运用所学知识。
龙源期刊网 虚拟仿真软件在机械专业教学中的应用实践作者:华剑徐小兵来源:《大学教育》2020年第02期[摘要]该研究结合新工科建设和工程教育专业认证工程的背景,提出了将虚拟仿真软件用于机械专业教学的方法。
总体介绍了机械行业虚拟仿真软件的种类、特点、功能以及适用的课程,详细阐述了SolidWorks、Ansvs、Adams和Matlab这四种软件在机械原理、机械设计、机械控制工程基础等课程的应用、实践表明,将上述软件用于机械专业学生的培养,有助于提高学生的创新能力和解决复杂工程问题的能力。
[关键词]机械专业;虚拟仿真软件;创新能力;教学[中图分类号]G642[文献标识码]A[文章编号]2095-3437(2020) 02-0014-03近年来,随工程教育中“新工科”建设的快速开展和工程教育专业认证工作的不断推进,国内各高校在机械工程专业的教学中越来越强调对学生科技创新能力和解决复杂T程问题能力的培养[l]。
要培养上述能力,离不开科学的实践教学体系和完善的校内外实验基地建设[2]。
但目前大多普通本科高校的机械专业实践教学面临如下困难:一是资金、场地和实验人员有限,不能满足培养方案对实践教学所占学时、学分比例以及实验室软硬件建设的要求。
二是考虑到对企业管理、安全生产、经济效益等方面的影响,机械制造企业对学生实习实践的接纳程度逐年下降。
三是由于教学组织、教学手段和教学方法的原因,部分实践环节的现场教学,对提高学生能力的作用有限。
四是实验设备使用频繁,需要定期维护及检修,出故障的概率较高,不利于实践教学的顺利开展。
借助于计算机性能的提高、网络技术的发展以及机械工程仿真软件的推广,虚拟仿真实验为解决机械专业实践教学的上述问题提供了有效手段。
虚拟仿真教学已在能源动力工程等专业[3]、机械原理、机械设计[4-6]等课程的实践教学中得到了广泛应用,对现场实践教学形成了有益补充,并成了机械工程教育中的热点。
长江大学机械设计制造及其自动化专业是湖北省品牌专业、教育部特色专业,于2012年人选教育部卓越工程师教育培养计划。
基于虚拟仿真技术的“原子物理学”教学改革与创新
郭泽平;魏代会
【期刊名称】《教育教学论坛》
【年(卷),期】2024()5
【摘要】基于虚拟仿真技术的“原子物理学”教学改革与探索将为高校人才培养目标及创新型人才的培养提供新的教学模式,并且符合物理学学科建设的目标和发展方向。
以国家级虚拟仿真一流课程标准为指导,推动信息技术与教育教学深度融合。
将“原子物理学”课程内容与虚拟仿真技术相结合,生动形象地呈现相关物理原理、物理图像、实验过程和物理意义,加深学生对原子物理学知识的理解,建立物理学专业特色鲜明的原子物理学知识教学新模式。
【总页数】4页(P97-100)
【作者】郭泽平;魏代会
【作者单位】广西师范大学物理科学与技术学院
【正文语种】中文
【中图分类】G642.0
【相关文献】
1.原子物理学教学改革和学生创新能力培养的研究
2.基于虚拟仿真技术的控制工程基础实践教学改革和创新能力培养
3.基于虚拟仿真技术的爆轰物理学课程可视化教学方法研究
4.基于虚拟仿真技术的发展心理学实验教学改革——以儿童虚拟养育实验教学为例
5.基于虚拟仿真技术的“工程制图与识图”教学改革与探讨
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国家级虚拟仿真实验教学项目建设与思考1. 引言1.1 背景介绍随着科技的不断进步,传统的实验教学方法已经不能完全满足教育教学的需求。
传统实验教学存在实验器材昂贵、实验条件受限、安全隐患大等问题,给教师和学生带来了很大的困扰。
而虚拟仿真实验教学项目的出现,可以有效解决这些问题。
通过虚拟仿真技术,学生可以在虚拟环境中进行实验操作,不仅可以节约成本,提高实验效率,还可以有效降低实验风险,提高实验安全性。
虚拟仿真实验教学项目建设也可以提高学生的学习兴趣和参与度。
通过生动逼真的虚拟场景和交互式实验操作,学生更容易理解和掌握实验内容,从而提高学习效果。
虚拟仿真实验还可以打破时间和空间的限制,让学生随时随地都能进行实验操作,为教学提供了更大的便利。
虚拟仿真实验教学项目建设在国家级教育体系中具有重要意义,可以推动教育教学方式的创新和提高教学质量,有助于培养学生的实践能力和创新精神。
加强虚拟仿真实验教学项目建设,不仅是教育教学改革的需要,也是推动教育现代化发展的重要举措。
1.2 问题提出虚拟仿真实验教学项目在我国教育领域日益受到重视,国家级虚拟仿真实验教学项目的建设也逐渐成为教育改革的重要方向。
在建设过程中,我们也面临着一些问题和挑战。
虚拟仿真实验教学项目的建设需要耗费大量的资金和人力资源,而有些学校或地区可能无法承担这样的成本。
虚拟仿真技术的更新换代较快,项目建设需要不断跟进技术发展,并及时更新设备和内容,这也增加了建设的难度和成本。
虚拟仿真实验教学项目的内容设计和教学方法也需要不断改进和完善,以确保项目能够真正起到教学效果。
如何有效解决这些问题,提高项目的建设质量和效果,成为当前国家级虚拟仿真实验教学项目建设中亟待解决的问题。
通过对这些问题进行深入分析和思考,我们可以找到更好的解决方案,推动国家级虚拟仿真实验教学项目的持续发展和进步。
2. 正文2.1 国家级虚拟仿真实验教学项目概述国家级虚拟仿真实验教学项目是利用虚拟现实技术和仿真模拟技术,将实验场景数字化,让学生通过计算机等设备进行虚拟实验操作,达到教学目的的一种教学方式。
国家级虚拟仿真实验教学项目建设与思考随着信息技术的发展和普及,虚拟仿真实验教学在教育领域的应用越来越普遍。
国家级虚拟仿真实验教学项目的建设不仅可以提高教学质量,提升学生的实践能力和创新能力,还可以促进教育教学和科技创新。
本文将就国家级虚拟仿真实验教学项目的建设与思考进行讨论。
首先,国家级虚拟仿真实验教学项目应该注重多学科融合。
随着知识的不断积累和学科交叉的加深,单一学科的教学模式已经不能满足学生全面发展的需求。
国家级虚拟仿真实验教学项目应该突破学科界限,将不同学科的知识和技能融合在一起,为学生提供跨学科综合实践的机会。
这不仅可以培养学生的综合能力,还可以促进学科之间的交流和互动,推动教学和科技创新。
其次,国家级虚拟仿真实验教学项目应该注重实践性教学。
虚拟仿真实验是一种模拟实验,可以在虚拟环境中进行各种实验操作和数据处理,帮助学生掌握实践技能和解决实际问题的能力。
国家级虚拟仿真实验教学项目应该注重培养学生的实践能力和创新能力,让学生在实验中体验到科学研究的魅力,激发他们对科学问题的兴趣和热情。
再次,国家级虚拟仿真实验教学项目应该注重教学资源的共享和开放。
虚拟仿真实验教学项目需要大量的教学资源和技术支持,而这些资源和技术往往需要大量的投入。
为了更好地推动虚拟仿真实验教学项目的建设,国家级教育部门应该加大对虚拟仿真实验教学项目的资金支持和政策扶持,鼓励高校和科研机构之间的合作,促进教学资源的共享和开放,为全国各地的学生提供优质的虚拟仿真实验教学服务。
最后,国家级虚拟仿真实验教学项目应该注重评估和持续改进。
虚拟仿真实验教学项目的建设是一个长期的过程,需要不断地评估和改进。
国家级教育部门应该建立健全的评估体系和监督机制,定期对虚拟仿真实验教学项目进行评估和监测,及时发现和解决存在的问题。
同时,国家级教育部门应该鼓励高校和科研机构开展虚拟仿真实验教学项目的研究和实践,总结经验和教训,不断改进虚拟仿真实验教学项目的内容和方法,提高教学质量和效果。
国家级虚拟仿真实验教学项目建设与思考随着信息技术的发展和教育改革的深入,虚拟仿真实验教学成为了教学改革的重要方向之一。
国家级虚拟仿真实验教学项目建设,对于提高教学质量、培养学生创新能力和实践能力具有重要意义。
本文将从国家级虚拟仿真实验教学项目的建设现状和意义、建设思路和方法以及未来发展趋势等方面进行探讨与分析。
虚拟仿真实验教学是利用计算机技术、多媒体技术和网络技术,对传统实验教学进行模拟仿真,使学生可以在虚拟环境中进行实验操作,达到实验效果。
目前,我国的虚拟仿真实验教学项目建设已经取得了一定的成效,一些高校和科研机构建设了一批国家级虚拟仿真实验教学项目,这些项目在化学、物理、生物、计算机等领域均取得了显著的成果。
这些项目不仅为学生提供了更多的实践机会,丰富了实验教学资源,而且提高了学生的实验操作技能和实验设计能力,促进了学生的创新能力培养。
国家级虚拟仿真实验教学项目的建设具有重要的意义。
国家级虚拟仿真实验教学项目建设能够推动高等教育教学改革,提高教育教学水平。
通过虚拟仿真实验教学,学生可以在模拟环境中进行实验操作,不仅可以降低实验教学的费用,减少安全风险,而且可以突破时间和空间的限制,帮助学生更好地理解和掌握实验技能。
国家级虚拟仿真实验教学项目建设有利于提高学生的综合素质和创新能力。
通过虚拟仿真实验教学,学生可以在更加丰富多样的实验环境中进行操作,培养学生的实践能力和创新思维,提高学生的综合素质和创新能力。
国家级虚拟仿真实验教学项目建设对于促进学科交叉和学生跨专业学习具有重要意义。
通过虚拟仿真实验教学,学生可以在跨学科的实验环境中进行操作,拓宽了学生的学科视野,促进了学科之间的融合和交叉,有利于学生跨专业学习和综合能力培养。
国家级虚拟仿真实验教学项目的建设需要遵循一定的思路和方法。
要明确建设目标和定位。
在建设国家级虚拟仿真实验教学项目时,需要明确项目的定位和目标,明确项目的服务对象和服务范围,统筹规划项目的建设内容和资源配置。
第1篇摘要:随着我国教育事业的不断发展,实践教学在高等教育中的地位日益凸显。
虚拟仿真实践教学作为一种新兴的实践教学方式,具有广阔的应用前景。
本文分析了虚拟仿真实践教学改革的必要性和可行性,提出了虚拟仿真实践教学改革的策略和措施,以期为我国高等教育实践教学改革提供参考。
一、引言实践教学是高等教育的重要组成部分,是培养学生创新能力和实践能力的重要途径。
近年来,随着科技的飞速发展,虚拟仿真技术逐渐应用于实践教学领域,为实践教学改革提供了新的思路和手段。
虚拟仿真实践教学具有以下优势:①降低实验成本;②提高实验安全性;③拓展实验范围;④提高实验效率。
因此,开展虚拟仿真实践教学改革具有重要的现实意义。
二、虚拟仿真实践教学改革的必要性1. 提高实践教学效果传统的实践教学方式存在诸多弊端,如实验设备昂贵、实验条件有限、实验安全性低等。
虚拟仿真实践教学可以克服这些弊端,提高实践教学效果。
2. 满足人才培养需求随着我国经济社会的发展,企业对人才的需求越来越高,对人才的实践能力和创新能力提出了更高的要求。
虚拟仿真实践教学可以培养学生的实践能力和创新能力,满足人才培养需求。
3. 促进实践教学改革虚拟仿真实践教学可以推动实践教学改革,优化实践教学体系,提高实践教学质量。
三、虚拟仿真实践教学改革的可行性1. 技术支持虚拟仿真技术已经取得了长足的发展,可以为虚拟仿真实践教学提供技术支持。
2. 政策支持我国政府高度重视虚拟仿真实践教学改革,出台了一系列政策支持虚拟仿真实践教学的发展。
3. 社会需求企业对虚拟仿真实践教学的需求不断增长,为虚拟仿真实践教学改革提供了广阔的市场空间。
四、虚拟仿真实践教学改革的策略和措施1. 构建虚拟仿真实践教学体系(1)优化课程设置:根据专业特点和人才培养目标,设置虚拟仿真实践教学课程,确保实践教学与理论教学相结合。
(2)制定实践教学大纲:明确虚拟仿真实践教学的目标、内容、方法和评价标准。
(3)开发虚拟仿真教学资源:利用虚拟仿真技术,开发丰富的教学资源,如虚拟实验、虚拟实训、虚拟仿真实验等。
面向创新能力培养的“智能物流系统综合实验”课程教学改革作者:韩昀瑾李珊珊王政来源:《黑龙江教育·理论与实践》2024年第01期摘要:华北理工大学以“智能物流系统综合实验”课程教学模式为研究对象,构建以创新能力培养为目标的分层式实验教学内容设计框架,巩固验证性实验,发展面向实践和创新能力培养的设计性和创新性实验,同时,通过建立在线视频资源等学习平台和创新实验教学视频库,实现了以激发学生自主学习为目标的教学模式,为学生创新意识形成和创新能力培养创造良好的条件,最终完成物流创新人才培养的目标。
关键词:创新能力;物流实验;教学设计;实验平台中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1002-4107(2024)01-0084-03一、引言我国“十四五”规划强调,“坚持创新在我国现代化建设全局中的核心地位,把科技自立自强作为国家发展的战略支撑,把培养高素质创新型人才设定为我国高等教育的主要目标”[1]。
现阶段,高校已加大对实践教学环节的重视程度,致力于对创新型综合素质人才的培养。
实验教学能够锻炼学生的动手能力、实践能力、吃苦耐劳精神、团结协作的能力,而学生最重要的创新精神和创新能力也需要通过理论与实验双重探索培养[2],因此,实验类课程是物流人才培养课程体系中的重要组成部分。
随着智慧物流行业的蓬勃发展,现代物流企业需要的不仅仅是吃苦耐劳的一线工人,更需要的是有专业知识、实践能力、创新创造能力的复合型物流人才。
因此,高校必须将创新思维培养融入到实验教学中,探索多元化的实验教学模式。
二、“智能物流系统综合实验”课程教学改革背景“智能物流系统综合实验”是物流工程专业的一门专业必修实践课程,其实验设备为物流教育机器人,采用“实物模型搭建+编程设计”的实践教学模式,开设于第六学期。
在此之前,学生已完成“现代物流装备”“物流场站和配送中心”“Python程序设计基础”等前续课程的学习,有一定的理论基础。
基于EDA技术课程的电子专业教学改革实践【摘要】电子设计自动化(EDA)技术在电子专业教学中的应用日益广泛,本文通过对EDA技术在电子专业教学改革实践的探讨,旨在探索如何更好地借助先进的技术手段提升教学效果。
文章首先介绍了EDA技术在电子专业教学中的应用及在教学改革中的优势,接着分析了相关教学案例并探讨了其效果评估。
随后具体探讨了EDA技术在电子专业教学中的具体应用情况,证明了其在提高学生实践能力和创新能力方面的重要作用。
结论部分总结了EDA技术课程对电子专业教学改革的推动作用,展望了未来的发展方向,最终指出了本文研究的重要性和意义。
通过本文的探讨,希望能为电子专业教学改革提供一定的参考和借鉴。
【关键词】EDA技术课程、电子专业、教学改革、实践、应用、优势、案例分析、具体应用、效果评估、推动作用、发展展望、总结。
1. 引言1.1 背景介绍电子设计自动化(Electronic Design Automation,EDA)技术是指利用计算机软件来辅助进行电路设计的一种先进技术。
随着信息技术的迅速发展,EDA技术在电子产业中的应用越来越广泛,对提高电路设计效率、降低设计成本、提高设计质量都起着至关重要的作用。
在当今数字化时代,电子专业的教学也需要不断改革与创新,以适应行业发展的需求。
随着电子产业的不断发展,传统的电子专业课程教学已经难以满足行业要求。
传统的课程教学方式往往局限于理论知识的传授,缺乏实际操作和实践能力的培养。
如何将先进的EDA技术引入电子专业教学,促进学生的实际能力培养,提高教学效果,已成为当前亟待解决的问题之一。
本文将围绕EDA技术课程在电子专业教学改革中的应用展开探讨,通过案例分析和具体应用实例,探讨EDA技术在电子专业教学改革中的优势和效果评估。
希望能够为电子专业教学改革提供参考,推动电子专业教学朝着更加实用和有效的方向发展。
1.2 研究目的本研究的目的是通过探讨EDA技术在电子专业教学中的应用及其在教学改革中的优势,分析电子专业教学改革实践案例,并针对EDA技术在电子专业教学中的具体应用进行深入剖析,以及对教学改革效果进行评估,从而全面了解EDA技术课程对电子专业教学改革的推动作用。
以工程素养及能力培养为导向的实践教学模式改革汇报人:2023-12-20•引言•工程素养及能力培养概述•传统实践教学模式存在问题分析目录•以工程素养及能力培养为导向的实践教学模式改革策略•具体实施方案与措施•预期成果与影响•结论与展望目录01引言背景与意义工程素养及能力培养的重要性随着科技的发展和社会的进步,工程素养及能力的培养已成为现代人才必备的素质之一。
对于工科学生而言,具备较高的工程素养及能力,有助于更好地适应市场需求,提高就业竞争力。
实践教学模式改革的必要性传统的实践教学模式往往注重理论知识的传授,而忽视实践能力的培养。
这种模式已经无法满足现代工程教育的需求,因此需要对其进行改革和创新。
国内外研究现状国内外学者对于工程素养及能力培养的研究已经取得了一定的成果,但仍存在一些问题,如实践环节不足、教学方法单一等。
因此,需要进一步探讨和实践教学模式的改革。
研究目的与意义研究目的本研究旨在探讨以工程素养及能力培养为导向的实践教学模式改革,通过改革实践教学模式,提高学生的工程素养及能力,为培养创新型人才提供有力支持。
研究意义本研究对于推动工程教育改革、提高工科学生的综合素质和就业竞争力具有重要意义。
同时,研究成果可以为其他学科的实践教学提供借鉴和参考,具有一定的推广价值。
02工程素养及能力培养概述工程素养定义及内涵工程素养定义工程素养是指个体在工程实践中所具备的专业知识、技能和态度,包括对工程原理、工程设计、工程实践等方面的理解和应用能力。
工程素养内涵工程素养内涵包括多个方面,如工程知识、工程能力、工程伦理、工程意识等。
其中,工程知识是指对工程学科基础知识的掌握,工程能力是指运用所学知识解决实际问题的能力,工程伦理是指遵守职业道德和规范,工程意识是指具备创新思维和解决问题的能力。
通过课堂教学和实践教学,使学生掌握工程学科的基本概念、原理和方法,为后续的工程实践打下坚实的基础。
掌握工程基础知识通过实验、课程设计、实习等实践教学环节,培养学生的实践能力和动手能力,使学生能够运用所学知识解决实际问题。
第1篇一、背景随着科技的飞速发展,虚拟仿真技术逐渐成为教育领域的新宠。
虚拟实践教学作为一种新兴的教育模式,通过模拟真实环境,让学生在虚拟世界中完成实践教学,有助于提高学生的实践能力、创新能力和团队协作能力。
化工专业作为一门实践性很强的学科,对学生的实践能力要求较高。
本文以某高校化工专业为例,探讨虚拟实践教学改革的案例。
二、改革目标1. 提高学生的实践能力:通过虚拟仿真技术,让学生在虚拟环境中完成实践教学,提高学生的动手操作能力和解决实际问题的能力。
2. 培养学生的创新能力:通过虚拟实践教学,激发学生的创新思维,培养学生的创新能力和创业精神。
3. 提升教学质量:利用虚拟仿真技术,实现教学资源的优化配置,提高教学效果。
4. 降低教学成本:虚拟实践教学可以减少实验室建设和设备投入,降低教学成本。
三、改革措施1. 构建虚拟仿真实验平台(1)选择合适的虚拟仿真软件:根据化工专业的特点,选择具有良好仿真效果、易于操作的虚拟仿真软件,如LabVIEW、ChemCAD等。
(2)搭建虚拟实验环境:根据实际实验需求,构建虚拟实验环境,包括实验设备、实验材料、实验流程等。
(3)开发虚拟实验案例:针对化工专业不同课程,开发具有代表性的虚拟实验案例,如化学反应、蒸馏、萃取等。
2. 优化教学流程(1)调整教学大纲:将虚拟仿真实验纳入教学大纲,明确虚拟实验在实践教学中的地位和作用。
(2)设计教学方案:根据虚拟实验案例,设计教学方案,包括实验目的、实验步骤、实验分析等。
(3)开展虚拟实验教学:在课堂上,教师引导学生进行虚拟实验,讲解实验原理、实验步骤和实验现象。
3. 加强师资队伍建设(1)开展虚拟仿真技术培训:组织教师参加虚拟仿真技术培训,提高教师运用虚拟仿真技术进行教学的能力。
(2)鼓励教师开展虚拟仿真实验研究:支持教师开展虚拟仿真实验研究,探索虚拟实践教学的新方法、新途径。
4. 完善考核评价体系(1)建立虚拟实验考核标准:制定虚拟实验考核标准,对学生在虚拟实验中的表现进行评价。
实训建设改革案例实训建设改革案例可以根据不同的行业和领域进行分类,以下是一个虚拟的案例,仅供参考:案例名称:虚拟仿真实验室实训建设改革背景:某高校机械工程学科在传统实验教学中存在一些问题,如实验设备不足、实验成本高、实验安全性差等。
为了解决这些问题,学校决定进行实训建设改革,引入虚拟仿真技术,建设虚拟仿真实验室。
改革措施:1. 调研与规划:首先对传统实验教学进行调研,了解存在的问题和不足,然后制定虚拟仿真实验室的建设规划和方案。
2. 技术选型:选择合适的虚拟仿真技术,如3D建模、虚拟现实、增强现实等技术,并进行技术验证和测试。
3. 实验室设计:根据虚拟仿真技术的特点和教学需求,设计实验室的布局、设备配置、软件系统等。
4. 系统开发:根据设计要求,开发虚拟仿真实验系统,包括实验场景、实验设备、实验流程等的模拟。
5. 培训与推广:对教师进行虚拟仿真技术的培训,让他们了解如何使用虚拟仿真实验系统进行教学。
同时,通过各种渠道推广虚拟仿真实验室,提高其知名度和使用率。
6. 评估与反馈:对虚拟仿真实验室的使用情况进行评估,了解其优点和不足,并根据反馈进行持续改进和优化。
效果:通过虚拟仿真实验室实训建设改革,该校机械工程学科的实验教学得到了显著提升,实验设备不足、实验成本高、实验安全性差等问题得到了有效解决。
同时,学生通过虚拟仿真实验系统可以更加深入地了解实验原理和方法,提高了实验教学的效果和质量。
此外,虚拟仿真实验系统还可以实现远程实验教学,方便学生随时随地进行学习。
总结:实训建设改革需要针对具体问题进行深入调研和分析,制定科学合理的改革方案。
在实施过程中,需要注重技术的选型和实验室的设计,确保改革措施的有效性和可行性。
同时,还需要对改革效果进行评估和反馈,不断优化和改进实训建设方案,提高教学效果和质量。
虚拟仿真技术在建筑实训教学中的应用研究李晨星(商洛职业技术学院,陕西商洛726000)摘要:通过在建筑实训教学过程中引入虚拟仿真技术,可以为学生提供更好的实训环境和因人而异的实训教学内容。
通过有针对性的多次反复训练,不断积累学生的专业技能和实际工作经验。
但是虚拟仿真技术在建筑实训教学中依然存在一些难题和困境,必须采取针对性的措施才能更好地在建筑实训教学中应用虚拟仿真技术,实现二者的高效赋能融合教育教学。
关键词:建筑实训教学;虚拟仿真技术;教育改革创新;实践教学研究A bs t ract:By i nt r oduci ng vi r t ual s i m ul at i on t echnol ogy i n t he pr ocess of ar chi t ect ur al t r ai ni ng and t eachi ng,i t can pr ovi de s t udent s wi t h a bet t er t r ai ni ng envi r onm ent and t r ai ni ng cont ent t ai l or ed t o i ndi vi dual s.Thr ough t ar get ed r epeat ed t r ai ni ng,s t udent s can cont i nuous l y accum ul at e and i m pr ove t hei r pr of es s i onal s ki l l s and pr act i cal wor k exper i ence.H owever,vi r t ual s i m ul at i on t echnol ogy s t i l l f aces s om e di f f i cul t i es and di l em m as i n ar chi t ect ur al t r ai ni ng and t eachi ng.Tar get ed m eas ur es m us t be t aken t o bet t er appl y vi r t ual s i m ul at i on t echnol ogy i n ar chi t ect ur al t r ai ni ng and t eachi ng,and achi eve ef f i ci ent em power m ent and i nt egr at i on of educat i on and t eachi ng bet ween t he t wo.K ey w ords:ar chi t ect ur al pr act i ce t eachi ng;vi r t ual s i m ul at i on t echnol ogy;educat i onal r ef or m and i nnovat i on; pr act i calt eachi ng r es ear ch[中图分类号]V448.15+3[文献标识码]A[文章编号]1004-5538(2023)02-0129-020引言虚拟仿真技术的广泛应用正在改变着人们的生活和工作,并对高等院校的教学与学习有着重要的影响。
与虚拟仿真实验相融合的结构力学课程教学创新与实践随着科技的发展,虚拟仿真技术在教学领域得到了广泛的应用,尤其是在工程类课程中,虚拟仿真实验可以有效地帮助学生理解和掌握课程知识。
结构力学作为工程类专业中的重要课程,传统的教学方式往往难以让学生真正理解和应用知识。
将虚拟仿真实验与结构力学课程相融合,进行教学创新与实践,对于提高学生的学习效果和教学质量具有重要意义。
一、教学目标1. 帮助学生理解结构力学理论知识,掌握基本分析和设计方法。
2. 培养学生分析和解决工程问题的能力。
3. 提高学生的创新意识和实践能力。
二、教学内容1. 结构力学的基本概念和原理。
2. 结构受力分析的基本方法。
3. 结构设计的基本原则和方法。
4. 结构材料的性能和选用原则。
5. 结构应力、应变、变形和破坏的基本理论。
三、教学方式1.理论讲解结合实例分析。
通过具体实例,让学生更直观地理解课程知识,增强学习的深度和广度。
2.虚拟仿真实验。
结合虚拟仿真技术,设计相关实验,让学生在模拟环境中进行实验操作,加强对结构力学理论的理解和应用。
3.课堂互动。
引导学生通过小组讨论、问题解答等形式,激发学生学习的兴趣,提高课堂氛围。
4.实际案例分析。
结合实际工程案例,对结构设计和分析方法进行讲解,增加学生对知识的实际运用和理解。
5.自主学习。
组织学生进行自主学习,倡导学生独立思考和探索,提高学生的学习自觉性和主动性。
四、教学内容创新与实践1.虚拟仿真实验设计结构力学课程中的虚拟仿真实验设计应该贴近工程实际,能够让学生以更直观、更实际的方式理解和掌握课程知识。
以梁的弯曲变形为例,可以设计虚拟实验让学生通过模拟软件在不同加载条件下对梁的变形进行分析,观察梁的应力、应变分布情况,从而深入理解梁的受力特性和变形规律。
通过虚拟仿真实验,学生可以在不受时间和空间限制下进行实验研究,提高了实验教学的效率和灵活性。
2.实验教学的引入在传统的结构力学课程中,常常将实验教学安排在课程的后期,学生实际动手操作的时间往往有限。
虚拟仿真实验教学建设方案一、建设背景。
咱都知道现在的教学可不能光靠传统那一套啦。
就像以前的人骑马赶路,现在都开汽车坐飞机了,教学也得跟上时代的步伐。
虚拟仿真技术就像是教学界的新翅膀,能让学生们像超级英雄一样在知识的宇宙里自由翱翔。
它不受时间、空间的限制,还能模拟各种复杂、危险或者现实中难以操作的实验场景。
比如说那些化学实验里的易燃易爆品,或者是生物实验里的珍稀物种,在虚拟世界里都能轻松拿来做实验,多酷啊!二、建设目标。
1. 教学效果提升。
咱们的首要目标就是让学生能更好地掌握知识和技能。
通过虚拟仿真实验,让那些抽象的理论变得像手里的玩具一样看得见、摸得着。
就好比把数学公式变成了乐高积木,学生可以自己动手拼搭,理解起来那叫一个透彻。
让每个学生都能从“我好像懂了”变成“我肯定会了”。
2. 提高学生兴趣。
现在的学生啊,对新鲜玩意儿可感兴趣了。
虚拟仿真实验就像是一个充满惊喜的魔法盒子,每次打开都有新的发现。
我们要让学生们像追着糖果的小孩一样,对实验课充满期待。
不管是模拟考古挖掘,还是探索宇宙星系,都能让他们眼睛放光,主动来学习。
3. 资源共享。
咱可不能自己闷头搞建设,要把这个好东西分享出去。
让不同地区、不同学校的学生都能受益。
不管是大城市的名校,还是偏远山区的小学,只要有网络,就能一起在虚拟实验室里玩耍。
这就像是大家一起在知识的大锅里吃饭,谁也不落下。
三、建设内容。
1. 虚拟仿真实验项目开发。
这可是核心内容。
我们得根据不同的学科和教学需求,开发出各种各样的虚拟仿真实验项目。
对于物理学科,开发像“微观粒子世界大冒险”这样的项目,让学生化身小小科学家,深入原子内部,看看电子是怎么绕着原子核转的。
就像钻进了一个微观的游乐场,每个粒子都是一个游乐设施。
在医学领域,打造“人体内部探秘之旅”。
学生可以像在人体里开着小飞船一样,探索各个器官的结构和功能。
从心脏的跳动到大脑的神经元活动,看得一清二楚。
遇到疾病的时候,还能模拟治疗过程,比如给虚拟的病人做个小手术,这可太刺激了。
第1篇摘要:随着现代信息技术的飞速发展,虚拟仿真技术在教育领域的应用日益广泛。
本文旨在探讨虚拟仿真实践教学体系的设计与实施,以期为我国高等教育改革提供有益参考。
一、引言实践教学是高等教育的重要组成部分,对于培养学生的实际操作能力、创新意识和综合素质具有重要意义。
然而,传统实践教学存在诸多不足,如实验设备昂贵、实验场地受限、实验资源不足等。
虚拟仿真技术的出现为实践教学提供了新的解决方案。
本文将从虚拟仿真实践教学体系的设计、实施和评价等方面进行探讨。
二、虚拟仿真实践教学体系的设计1. 系统目标虚拟仿真实践教学体系应以培养学生实践能力、创新意识和综合素质为目标,实现以下目标:(1)提高学生的实际操作能力,使学生能够熟练掌握相关知识和技能;(2)培养学生的创新意识和创新能力,激发学生的学习兴趣和潜能;(3)提高学生的综合素质,培养学生的团队协作、沟通能力和解决问题的能力。
2. 系统结构虚拟仿真实践教学体系主要包括以下模块:(1)虚拟实验平台:提供各类虚拟实验资源,包括实验设备、实验流程、实验数据等;(2)虚拟仿真教学平台:实现虚拟实验的在线教学、在线考核和在线评价等功能;(3)虚拟实验管理系统:实现虚拟实验资源的配置、管理和维护;(4)虚拟实验评价系统:对虚拟实验过程和结果进行评价,为教师和学生提供反馈信息。
3. 系统功能(1)虚拟实验功能:提供各类虚拟实验,包括基础实验、综合实验和创新实验;(2)虚拟教学功能:实现虚拟实验的在线教学、在线考核和在线评价;(3)虚拟实验资源管理功能:实现虚拟实验资源的配置、管理和维护;(4)虚拟实验评价功能:对虚拟实验过程和结果进行评价,为教师和学生提供反馈信息。
三、虚拟仿真实践教学体系的实施1. 教师培训为确保虚拟仿真实践教学体系的顺利实施,教师需接受相关培训,包括虚拟实验操作、虚拟教学平台使用、虚拟实验评价等方面。
2. 学生培训学生需接受虚拟仿真实践教学体系的操作培训,熟悉虚拟实验流程、虚拟实验设备使用和虚拟实验评价方法。
控制工程基础课程教学改革实践3篇(一)一、目前课程教学中存在的问题1.1具体来讲,有以下几个方面的问题(1)内容多,学时少本课程是一门较为开放的学科,涉及的数学知识、电子技术等其他学科的内容越来越多,尤其是随着计算机的发展,新内容不断涌入,控制论的知识越来越丰富,然而在教学过程中,学时却被一再压缩,目前已减少至38~40学时(其中还有4个学时的实验内容),教学内容多、课时少的矛盾越来越突出。
(2)实验单一,理论与实践脱节实验是理论教学的不可或缺的有益补充,同时也是提升学生主动学习的积极性和原动力的主要方面,然而,目前由于近几年招生规模的扩大,实验室设备明显不足,通常采用三、四个学生一组的方式,就造成学生没有动手的机会,更给缺乏学习主动性的部分学生提供不做实验的借口,而且实验室所开设的实验大都是验证性实验,缺少综合性、设计性和创新性实验,造成学生理论与实验、实践环节脱节,根本无法满足不同学习层次的学生的需要。
(3)教学方式单一在传统的教学模式中,教师和教科书是信息传递的主要媒介,还有黑板、粉笔、挂图、模型、仪器等,虽然有教师采用多媒体教学,但仍停留在以PowerPoint演示文稿为载体,照搬教材文字和内容进行教学的方式,起不到应有的教学效果,这已大大不适应信息社会对《控制工程基础》教学的要求。
(4)考核方式单一在中国传统教育中,考试作为评价学生学习过程和教师教学活动的唯一标准和方式,抹杀了个别学生的个性发展,这种考核方式不对学生的创新能力进行评价,必然导致部分学生在学习该课程时,过分追求考试结果而忽视学习过程,忘记了学习的本质,丧失了学习的动力,同时教师也缺乏进行教学内容和方法创新的动力。
二、课程教学改革的若干方法与实践为适应高等教育改革进一步发展的趋势,满足培养应用型机械工程技术人才的需要,我们课题组全体教师对《控制工程基础》课程进行了一些有益的改革和实践,具体如下。
(1)优化教学内容根据控制理论的学科的发展趋势,结合我校对机械类工科学生的人才培养的整体要求,教研室全体教师集体讨论,在既注重强调基础训练、抽象思维能力及综合应用能力的培养又符合时代特色和学科自身发展规律的基础之上,制定新的教学大纲,优选合适的教材,优化整合教学内容:增加了实际工程中经常用到的根轨迹法和现代控制论的初步内容,强化MATLAB 软件在控制领域的应用内容,删去一些不够典型且已陈旧的例题和习题,取而代之的是与工程应用结合紧密、具有代表性的习题和例题,精简了一些要求过高的内容,比如高阶系统的时间响应分析、信号流图和Mason公式以及赫尔维茨判据内容,既减轻学生的负担,又能保证对控制论整体知识的理解和掌握。
基于虚拟仿真技术的控制工程基础实践教学改革和创新能力培养
作者:宋强师会超
来源:《中国教育技术装备》2018年第16期
摘要针对控制工程基础实践教学中存在的问题,详细阐述在控制工程基础课程教学方法、教学手段、教学内容、实验教学、考核方式等方面的教学改革探索与实践。
分别采用仿真软件MATLAB、Simulink、LabVIEW等建立控制工程基础各章的仿真模型,建设虚拟实验室,利用计算机来进行辅助控制系统教学实验。
这样既节省了实验设备和资金,又创造出一个适于个体教学、因材施教、启发思维的、灵活机动的学习环境,并能够充分调动学生的积极性。
同时进行创新能力和创新思维培养,收到不错的应用效果,值得借鉴和推广。
关键词教学改革;虚拟仿真技术;控制工程基础;MATLAB;Simulink;LabVIEW
中图分类号:TP391.9 文献标识码:B
文章编号:1671-489X(2018)16-0038-03
1 前言
控制工程基础相对于机械电子工程有三个特点:概念抽象,与数学联系紧密,实践性强。
很多学生往往注重理论学习而轻视实践结果,往往只会纸上谈兵而缺乏工程实践能力。
控制工程基础课程是机械大类等专业的专业基础课,与前期所学的高等数学、工程数学、电工学、电路联系紧密,历来存在知识面广、学时少、课程紧、难度较大、理论性强等问题,学生抱怨较多,有控制工程基础“难于上青天”之说。
安阳工学院新的办学思路和培养机制是向应用型本科院校转变。
应用型是高等教育发展到一定阶段的必然结果与必然取向,尤其是高等教育大众化和普及化到来时。
整个高等教育已从学术型和研究型慢慢过渡到应用型,“用”是应用型的核心,学以致用是其本质,掌握知识与能力是“用”的基础,社会实践是“用”的对象,满足社会需求、推动社会进步,是“用”的目的。
2 控制工程基础课程实践教学存在的不足
以安阳工学院机械工程学院为例,控制工程基础课程实践教学存在以下不足。
1)实验设备明显老化。
所用的自动控制原理实验箱购置于2007年,老化严重,实验内容和设备已经远远跟不上社会发展。
2)实验内容老化。
学生对于控制参数不知如何调整,在设备面前茫然无措,而且很容易损坏电器电路,不能达到实验目的。
3)验证性实验过多,不能培养学生的实践能力。
所使用的实验设备为模拟电路工具箱,学生实验只是连接封装的模型,由示波器观察实验结果。
实验内容包含典型环节模拟、二阶系统时间响应、典型环节频率特性以及控制系统分析,这些实验均以验证性为主,延展性不足,无法达到锻炼动手能力的目的,对于学生理解帮助不大。
4)目前高校多采用放录像的形式让学生进行相应的实验学习,学生只能初步了解实验内容。
这种实验方式应用在控制工程基础教学中,对培养本科生应用能力和工程实践能力是极为不利的,与国家要求的本科素质培养也有一定的差距。
5)课堂教学是以教师讲课为主的知识传授,方式比较单一。
目前控制工程基础课程计划学时设置为54学时(其中6学时为实验),简单以教师授课效果来评价极为不公平。
所导致的结果,一方面,学生的学习兴趣大大减弱,影响学生对基本知识的掌握;另一方面,教师讲授过于死板,课堂教授缺乏活力,难以调动学生的积极性。
6)考试基本上以笔试为主,期末考试占80%,平时成绩占20%,略显僵化与片面。
对于一门工程背景极强的课程而言,考核方式应该丰富多彩,不能简单以考试结束。
3 基于虚拟仿真技术的控制工程基础课程实践教学改革
结合MATLAB软件进行仿真教学,可以很好地克服传统模拟实验的局限,对于控制工程基础的理论教学有很大的促进作用,对于提高学生的实践能力和创新能力也有一定的帮助作用。
1)引入车辆实例,结合车辆知识,让控制“活”起来,加入MATLAB仿真技术,让课程“动”起来,这样做会提升学生的兴趣。
2)一方面,教学应从机械电子工程领域向无人机、飞行器特色转变,安阳工学院机械工程学院新开飞行器机械工程本科专业,这是一个比较陌生的行业;另一方面,加强综合性控制实验,通过这些实验来改变学生的被动局面,培养联系飞行器实际的独立工作和创新能力。
3)引入问题驱动式翻转课堂教学环节,教师提供与课程相关的实际工程问题,让学生分组进行讨论,指定一名学生主讲讨论结果,其他学生辅助讲解,提交报告。
这对学生掌握理论知识和培养解决问题的能力很有好处。
4)尝试考核方式多种多样,考试成绩+团队虚拟实验成绩+个人虚拟实验成绩+习题成绩+课堂讨论成绩。
教学改革已经在实际课堂教学中有所体现,并取得很好的教学效果。
这些举措显著提升了学生的积极性,明显改善了课堂氛围,解放了课堂教学对学生思维的束缚。
4 基于多种仿真软件的虚拟仿真技术
基于MATLAB软件的虚拟仿真技术首先应用MATLAB应用软件进行虚拟仿真(图1、图2、图3),这种方式易扩展、方案灵活,唯一不足的是需要M文件编程。
基于LabVIEW软件的虚拟仿真技术下面利用LabVIEW仿真软件对转子实验台转动加速度进行仿真(图4、图5)。
程序的第一步是完成系统的初始化,在这个步骤中如果程序发生错误,系统就会立刻停止;无误的话,程序会继续运行下去。
第二步是设定USBDAQ8设备的采样参数,发送采样命令。
需要配置的参数主要有采样长度和采样频率,如果输入错误,就会停止运行,否则程序会一直循环运行下去,除非通过开关按钮才能停止它的运行。
前两个程序运行无误,就会进入获取采样数据程序,程序无误就开始进入对采集到的数据进行分析处理及数据输出环节,否则程序会自动停止运行。
另外,在这个总体程序框图上方有个100毫秒的延迟程序。
基于Simulink软件的虚拟仿真技术已知一单位反馈系统的开环传递函数是:
要求系统的静态速度误差系数Kv≥50 s-1,γ≥40°,wc≥10 rad/s。
试应用MATLAB Simulink进行滞后—超前校正。
Simulink是可以用于连续、离散以及混合的线性、非线性控制系统建模、仿真和分析的软件包,并为用户提供了用方框图进行建模的图形接口,很适合于控制系统的仿真。
仿真后得到的结果如图6和图7所示。
由Simulink仿真得到的图形可以看出原系统的阶跃响应并不理想,其响应的速度慢,而且超调量明显过大,因此要将此系统串联滞后—超前校正来改善其性能指标。
5 结束语
采用MATLAB、LabVIEW、Simulink软件分别进行控制工程基础课程在各个领域内仿真,普遍反映虚拟仿真技术的运用激发了学生的兴趣、扩展了教学实例,实践教学效果不错。
为此开发基于MATLAB、LabVIEW的虚拟实验平台,方便地满足理论教学的各种要求,而且可以根据需要开发出不同实验。
无论内涵还是外延,都大大拓展了传统实验的范畴,既节省了实验资金,又因材施教、启发思维,灵活机动地创造了学习环境,并能够充分调动学生的积极性,培养了创新能力和创新思维,收到不错的应用效果,值得借鉴和推广。
参考文献
[1]孟令雅.自动控制理论教学漫谈[J].电气电子教学学报,2006(1):48-50.
[2]宋小娜,乔文生,孙帅.机械控制工程虚拟实验平台的开发研究[J].机械工程与自动化,2008(5):54-56.
[3]鲍雅萍.机械专业电类课程教学改革与探索[J].青年与社会:中外教育研究,2009(1):72-73.
[4]王晓梅.《控制工程基础》课程教学的改革探索[J].教育教学论坛,2012(6):25-26.。