仿真教学论文范文

2023-09-16

仿真教学论文范文第1篇

摘要:仿真实习是热能与动力工程专业实践环节的重要组成部分,在应用型人才的培养上发挥了积极的作用。要加强仿真实习课程建设和教学改革,合理安排教学内容,仿真实践与专业知识相结合,激发学生参与实习的兴趣,充分调动学生的积极性。仿真实习不仅能够培养具备扎实专业基础和良好操作能力的热动人才,在一定程度上也有利于教师综合素质的提升。

关键词:仿真實习;热能与动力工程;实践环节

企业竞争激烈、学生就业形势严峻的大环境,使得高校的人才培养也面临着巨大的挑战。热能与动力工程专业作为我国传统的工程专业,其跨学科、综合性强、重实践的工程教育背景决定了实践环节的重要性。经过本科四年的学习,热动专业的学生除了要求具备完善的专业知识和技能外,也要对电厂设备和系统的启停操作、实际运行调整以及事故处理分析的方法、步骤等有较为深入的了解。如何提高学生的创新能力和动手能力,培养学生分析和解决生产实际问题的能力,实现专业知识与实践技能的全面发展,既是现代社会对应用型人才提出的要求,也是高校实践环节改革的方向。

一、传统生产实习的困境

火电厂设备众多,系统复杂,仅仅通过课堂讲授理论知识是远远不够的,热能与动力工程专业的学生在校期间还必须经过一系列实践环节的训练,如认识实习、生产实习等,实习的主要目的就是让学生将课堂学到的理论知识与生产实际结合起来。我校早期的生产实习都在校外电厂进行,但近年来受到企业条件、实习经费等多种因素的影响,生产实习实践环节的安排与实施出现问题较多,极大的影响了教学效果,主要体现在以下几个方面:

1.联系单位困难

热动专业的实习基地一般为电力企业及相关行业,这是由热动的专业性质所决定的。但现在的电力企业普遍不愿意接收学生进厂实习,原因有二:一是安全问题。电力企业必须把生产安全放在第一位,而大学扩招使热动专业的学生人数也随之增加,大批学生进厂实习会影响到企业正常的生产运行,给企业管理带来不便。尤其是有些学生纪律性不强,可能会带来安全隐患,一旦发生生产事故,厂方责任重大,实习学生的表现也直接影响到下一届学生的实习安排。二是经费问题。随着经济意识的增强,实习厂方不再像以前那样无偿接收学生实习,实习费用年年看涨,而学校分配给实习的经费却多年不变,老师联系实习单位得在有限的经费范围内,无疑限制了实习的安排和内容。

2.实习效果不佳

生产实习的学生进厂后一般先接受厂内工程师的安全教育,然后分成小队,在师傅和实习老师的带领下参观厂内设备,结合电厂生产实际情况,了解电力生产流程,并安排早、中、晚三班的跟班实习,体验电厂生活。由于现场条件的限制以及出于安全问题的考虑,学生只能观看运行人员的操作,自己动手机会极少,无法亲身体验,走马观花式的实习结束后学生只有一些笼统的印象,对电厂设备和系统运行仍不甚了解。

生产实习任务一般由新引进的年轻教师承担,这些教师多为博士,理论知识扎实,但从学校过渡到学校的经历使得他们的工程经验普遍不足,对电厂的实际运行了解不够深入。在带领学生进行生产实习的过程中,往往只能起到带队和管理作用,不能就电厂的设备、系统和运行做准确而详细的指导,在一定程度上也影响了实习效果。

传统的现场实习存在以上种种问题,其局限性日益突出,而仿真实习则恰好弥补了传统实习环节的不足,可让学生动手操作,亲身体验,同时有效节约了实习经费。

二、仿真实习的必要性

仿真实习以火电机组仿真系统为实训平台,为热能与动力工程专业的学生提供一个能够模拟现场环境和机组运行的实践场所,有效地解决了传统现场实习“只能看不能练”的难题。仿真系统通过建立火力发电厂热力系统和控制系统数学模型,能够真实的模拟火力发电厂全过程,展现机组在各种工况下的动静态特征和变化趋势,进行各种条件下的冷热态启动、正常停机、运行操作、常规试验、事故处理以及运行过程的参数监视等,所有操作均与电厂实际情况相同。

通过仿真实习,学生可全面了解仿真机组的热力系统、热工控制,了解机组中的锅炉、汽机、发电机设备的结构、功能、特点及整体布置,掌握机组启动、运行的基本操作,对于简单的故障能够进行及时正确的分析和处理,培养责任感和应急能力,极大的增强了学生的实践能力。

仿真系统所建立的严格、精确的数学模型,包含了热动所有的专业知识,通过仿真实习,学生不仅可以提高运行操作能力,还能巩固专业基础知识,传热学、工程热力学、泵与风机、锅炉原理、汽轮机原理、热工过程自动控制等,将专业知识与实践知识有效的结合起来。

三、仿真实习的内容和特点

随着仿真技术的进步和发展,火电机组仿真系统的操作界面、报警画面、操作方法均与实际电厂的集控室一致,对于仿真机无法实现的就地操作,则通过计算机模拟的方法实现。仿真系统操作主要是锅炉侧和汽机侧,锅炉侧界面包括锅炉主菜单、锅炉就地主菜单和BMS(燃烧器管理系统),汽机侧分为汽机就地主菜单和汽机主菜单,汽机就地主菜单中主要是控制一些就地阀门,循环水泵和手动门。操作系统主要有:主蒸汽系统,凝结、闭式水系统,给水除氧系统,密封油系统,高加、低加系统,水、氢冷系统,汽封、真空系统,开式、循环水系统,润滑油系统,给水泵系统,本体疏水系统,EH油系统,汽轮机进水检测系统,辅汽热控系统,小机热力系统,汽轮机危急跳闸系统。

生产实习过程中学生分成两组,一组由老师带领去校外电厂实习,一组留在校内机房进行仿真实习,两组一周后交换。仿真实习内容主要包括:熟悉仿真机组锅炉部分、汽轮机部分的操作界面,进行启动前的检查和准备工作;锅炉侧上水、炉底推动、吹扫、点火、磨煤、升温升压并网带负荷;汽机侧冷态滑参数联合启动、并网、带负荷;运行过程中主要参数的监控;根据参数变化调整工况;出现故障时的分析和处理,滑参数停机等。

四、仿真实习实施建议

由仿真实习和现场实习共同构成的热动专业生产实践平台,在理论与实践相结合的一体化教学中发挥了重要作用。如何充分发挥仿真技术的优势,培养优秀的热动人才,是热动专业生产实践教学改革中非常有意义的研究课题。

1.合理安排课程内容和考核方式

热动专业的学生已学过锅炉原理、汽轮机原理、热工控制等课程,因此在仿真实习中应避免这部分知识的重复,将实习重点放在机组启停方式、运行中的调整和维护、辅助系统的运行、常见故障的分析和处理方式等方面。仿真系统的某些界面,如风烟系统、给水除氧系统等,能够全面反映系统构成、工作原理,是需要详细讲解的部分,要使学生将所学的设备联系起来,形成对电力生产流程的整体认知。仿真实习的目的在于,加强学生的工程素质,提高学生的实践能力,使学生在掌握理论知识的基础上,进一步提升职业素质,增强就业竞争力。

考核主要从理论学习、实际操作、平时表现三方面入手,有理论考试、答辩等考核方式,最终成绩要将考试成绩、答辩成绩、平时成绩进行加权平均,所得结果能够比较科学的衡量学生个人表现。

2.仿真实践和专业知识相结合

仿真实习要求学生按照操作规程进行操作,但并不意味着仿真实习只是练习实际电厂值班员的操作步骤。如果教师把仿真实习等同于认识实习,过于注重机上操作步骤而忽视了步骤后面的专业知识,那么学生在老师的指导下也只会机械的走固定的程序,“知其然而不知其所以然”,背离了仿真实习的初衷。

在仿真实习的教学过程中,教师要把操作方法、步骤和理论知识结合起来,加强学生对专业知识的吸收。比如在讲解锅炉侧操作时,结合锅炉原理中所学过的锅炉的结构、特点,可采用提问式教学对学生进行启发,观察过热器和再热器的布置方式、掌握汽温调节方法,要给汽包上水形成通路,需要开启的设备和阀门以及需满足的条件,风烟系统中引风机和送风机的开启顺序是怎样的,点火前对炉膛进行吹扫的原因等。又比如进行汽机侧操作的同时,穿插讲解水蒸气的热力特性、汽机的变工况运行等。只有将仿真实习操作与专业理论知识结合起来,才能达到良好的教学效果,这也对指导实习的教师提出了更高的要求,在很大程度上也促进了教师综合素质的提升。

3.激发学生的兴趣,培养学生的责任感

兴趣是最好的老师,仿真实习教学也是如此。激发学生的兴趣,培养学生的专业认同感,不仅可以大大改善教学效果,也为学生毕业后走上工作岗位奠定了良好的基础。实习中可让每个小组的学生推选出“值长”,负责分配任务和协调运行。几个小组同时开始操作,小组之间暗暗竞争,看谁先并网发电,看谁出现的问题或者事故少。这样,学生的积极性都被调动起来,以准电厂操作人员的心态投入仿真实习中。

仿真实习不仅要培养学生的操作技能和应急能力,还要培养学生的协同合作精神。实习中的不注意会导致参数异常、操作失败等,可以分析原因,找出对策,而实际运行中操作的随意性所带来的往往是非常严重的后果,可能危及设备甚至伤害他人。在教学中穿插介绍电厂中由于人为因素造成的严重事故,给学生们敲响警钟,一定要把安全运行放在第一位,要时时刻刻想到自己的责任,为自己也为他人的生命负责。

五、结语

仿真实习作为热动专业实践环节的重要组成部分,在应用型人才的培养上发挥了积极的作用,取得了很好的教学效果。高校应充分认识到仿真实习在热动专业生产实践中的重要性,强化课程建设,推进实践环节改革。通过理论教学与实践培训相结合,促进学生参与实习的积极性,加强学生的工程实践能力,提升学生的就业竞争力,为能源行业输送理论基础扎实、操作能力突出的优秀人才。

参考文献:

[1]杨晨,苟小龙,唐胜利.以仿真实习为主导的热动专业生产实习教学模式[J].中国电力教育,2011,(22):107-109.

[2]杨志平,胡刚刚,付忠广,等.以仿真为特色,建设热动专业综合实践教学中心[J].实验技术与管理,2008,25(7):123-126.

[3]张中林.应用型高校热动专业仿真实习课程教学改革和实践[J].中国电力教育,2012,(10):107-109.

[4]牛卫东.如何进行热动专业运行课讲授的探讨[J].山东电力高等專科学校学报,2004,7(1):27-28.

[5]徐旭,赵晓东,潘江,等.电厂仿真实训平台在热动专业实践教学中的应用研究[J].中国科技信息,2012,(2):121-121.

[6]张辉,潘宁.独立学院热动专业电厂仿真实训教学探究[J].中国电力教育,2011,(15):171-172.

(责任编辑:刘翠枝)

仿真教学论文范文第2篇

摘  要:将三维动画仿真系统用于抽水蓄能电站安全教育培训,可以更直观,清晰地展现出设备安全,检修等多种信息。本文用该系统演示了溧阳抽水蓄能电站的整体布局介绍、安全警示标志学习、电气与机械部分的注意事项等,描述了在抽水蓄能电站检修管理时的操作规范,注意事项,安全交底等内容,凸显出通过三维仿真技术来进行电站检修管理培训的优势,把现场实操总结的经验通过三维仿真技术还原并进行加工展示,达到对更多员工的安全教育仿真培训工作,为其它类似仿真培训系统的建设提供参考和依据。

关键词:抽水蓄能电站  三维可视化  检修管理  仿真培训

Application of Safety Education Simulation in Pumped                Storage Power Station

XIE Mingjie1   CHENG Shuguan2  ZHONG Ming1  LIANG Li1  XIAO Xianzhao1

(1.Jiangsu Guoxin Liyang Pumped-storage Power Generating Co. Ltd, Liyang,Jiangsu Province,211108 China;2.Ming Zhu Water and Hydropower Construction Co. Ltd,Sanmenxia,He’nan Province,472000 China)

抽水蓄能电站在机组的运行及控制等方面与传统的水电站存在着差别,其系统規模的增大,机组的复杂性和先进性的提高,使得运检人员无法得到全方位的模拟培训[1]。例如,在运行人员的岗位培训时,不能对运行的电站系统设备进行实际操作试验,在一些危险地方检修不便时,更不允许人为设置一些故障让学员观察并进行处理;在工作人员安全教育培训时,由于现场拍摄视频不清晰,很难表达出电站的整体的效果,达不到安全教育培训的目的。这就需要有一种现代化的培训方式应用于抽水蓄能电站,使得电站的运行维护和检修人员对电站有一个全面,系统,有效的认知[2-4]。

三维仿真技术是现代化培训工具的发展趋势,研究三维仿真技术,建立抽水蓄能检修培训系统,能够将仿真对象的内部结构,运行方式展现的更直观,真实性高,模拟画面清晰,将很大程度提升运行维护和检修相关技术人员的技术水平及安全意识[5-7]。本文根据溧阳抽水蓄能电站的三维仿真视频成果,凸显出通过三维仿真技术来进行电站检修管理,安全教育培训的优势,把现场实操总结的经验通过三维仿真技术还原并进行加工展示,达到对更多员工的安全教育培训工作。

1  电站工程概况展示子系统

江苏溧阳抽水蓄能电站地处江苏省溧阳市平桥镇伍员山,电站主要分成上水库、下水库、地面开关站及地下厂房四大部分。地下厂房为地下洞室结构,主要分成有主厂房、副厂房、主变洞、尾闸洞及各排水廊道等;主厂房分成发电机层、母线层、水轮机层、蜗壳层,主厂房与副厂房相邻布置,副厂房与主变洞通过联系廊道连接,主变洞与尾闸洞通过消防联系廊道连接。

从溧阳抽水蓄能电站的基本布置组成与作用、在电网中发挥的作用,抽水以及发电原理与常规水电站之间的差别等方面,将安全教育仿真分为电气安全技术交底,电气检修安全交底,机修安全技术交底,机械检修安全交底,人员进场安全教育五个部分;由于涉及的设备种类繁多,相应的展现形式必须和检修操作规程相结合,做到有针对性的描述每个设备的检修要点和管理培训。按上述五大部分进行培训内容分类索引,实现不同知识的安全教育培训。

2  电气安全技术交底

通过三维检修场景内动画适当的检修场照片展示以及相应的文字标识,展现出现场检修作业管理的基本要求和措施,具体应用情况如下。

(1)以检修作业的三维场景为背景,描述后期包装展示及检修工作完成后的各项注意事项等。

(2)三维展示风洞口动画,以风洞为背景,后期包装展示对应的图片和文字,描述发电机工作的注意事项等。

(3)以系统图为背景,三维展示气体泄漏的检查动画、电机电源检查动画、检查开关连接动画和螺丝紧固动画,描述15.75kV系统工作的注意事项等。

(4)三维展示工作现场,主变电设备以及三维模型展示结合后期包装展示控制柜断电检修来描述主变系统的工作注意事项和自动化、电气二次盘柜检修工作的注意事项等。

在进行电气安全技术交底的过程当中,由于电气设备的种类繁多,试验的内容覆盖面广,使得现场培训的难度较大,达不到完整的培训效果,通过三维仿真动画,用三维立体的形式形象展现出了每种设备的内部结构,主要部件,能够使工作人员全面具体的掌握设备的内部结构和工作原理。同时,能够清晰地描述试验现场的试验条件和试验背景,最重要的是在培训过程当中能够保证工作人员和实验设备的安全,更好的落实安全教育仿真在抽水蓄能电站的应用。

3  电气检修安全交底

江苏溧阳抽水蓄能电站电气检修主要包括主变压器检修、厂用电检修、发电机出口设备检修、GIS检修、励磁系统检修、监控系统检修、继电保护系统检修及其它涉及电气部分的检修,具体应用情况如下。

(1)主变压器检修:包括三维主变顶部及顶部场景内防坠措施的动画,三维检修场景内脚手架搭设动画,三维表现消防带挪移动画,以及三维表现硅胶更换、取油样动画等。

(2)厂用电检修:用文字描述三维表现厂用电检修场景动画,包括高压开关柜清理时注意事项动画,电缆试验动画及注意事项,以及用盘柜清理注意事项等。

(3)发电机出口设备检修:三维展示发电机出口设备检修区域带电设备的隔离、检修动画,断路器检修、隔离措施的动画,励磁变内部清理的注意事项,以及电流互感器检查或试验时的防坠措施等。

(4)GIS检修:三维展示GIS设备场景的防坠措施动画,以及出现场设备检修场景时的注意事项等。

(5)电气二次设备检修:三维展示盘柜及验电动画,励磁系统检修时的安全隔离动画,二次盘柜清理、端子紧固时的注意事项,以及后期包装展示防止误动的措施等。

通用部分主要包括:施工人员的三维模型展示、三维动画展示工器具的检查 、三维动画展示作业现场的照明,同时后期包装非专业照明设备与可照明的工具,然后展示三维检修场景以及一系列三维模型检修展示动画。

通过电气检修安全交底的三维仿真动画,对设备管理和检修过程标准化,能够使工作人员规范和系统的学习掌握对各种电气设备进行电气检修的标准化作业流程,提高设备检修管理的效率和准确度,大幅度节约检修成本,并且能够在安全教育仿真系统中,将仿真培训和实操培训相互结合,使培训生动形象,提高实际操作的安全性,养成良好的安全行为习惯,提升培训质量和培训效果。

4  机械安全技术交底

溧阳抽水蓄能电站机械设备主要包括发电电动机、水泵水轮机、球阀、调速器、尾水闸门及机组技术供水等辅机系统。通过三维仿真动画,描述水泵水轮机工作的注意事项,调速器、球阀、尾闸系统工作的注意事项,以及辅助系统工作的注意事项等,具体应用情况如下。

(1)现场检修作业管理的基本要求和措施:以检修作业的场景为背景,展现出后期包装安全隔离措施的执行,各工器具的图片并以文字说明如何处理不合格的工器具,以及用三维分画面展示蜗壳、尾水及压力器的照明动画等。

(2)水泵水轮机工作的注意事项:三维展示进入水轮机的动画,画面切换至机组放空动画;三维展示水车室、蜗壳、尾水入口处图片;三维动画展示检修人员入水车室,顶盖孔洞的封堵动画,元件、设备的保护措施;以三維场景蜗壳和尾水管为背景,后期包装注意事项的文字;三维展示导叶间隙动画,尾水管检修平台的搭设,尾水管检查动画,以及相关设备的安全防护装置;以三维水轮机场景为背景,后期包装展示电焊和消防器材的图片;双屏以三维动画展示蜗壳、尾水管的三维场景等。

(3)调速器、球阀、尾闸系统工作的注意事项:三维展示调速器、球阀、尾闸系统场景的图片,以及后期包装油压装置泄压、电气隔离的图片;三维展示电磁阀的拆卸动画并展示相应的注意事项,油水气管路的三维场景,拆卸动画,压力油罐的检修场景以及压力油罐场景内脚手架搭建、安全绳使用的动画;以三维油罐、回油箱的场景为背景,展示后期包装相关注意事项;三维展示油泵检修场景,后期包装润滑脂和电机接线的图片等。

(4)辅助系统工作的注意事项:以多画面展示相关系统的三维场景,三维展示调相压水汽罐的压力表动画;三维展示油水过滤器的清扫动画,电机检修前的验电动画,后期包装润滑脂的图片,电机接线回装动画,以及调相压水系统的场景内脚手架的搭设动画等。

在进行机械安全技术交底的过程当中,由于机械设备普遍体积较大,价格昂贵,操作复杂,使得操作和学习此类设备很不方便,针对这种实际情况,通过机械安全技术交底的三维仿真动画,将大型机械设备的三维模型,载入到三维虚拟场景当中,工作人员可以对大型机械设备的三维场景进行任意角度的观览,更好的落实安全教育仿真在抽水蓄能电站的应用。

5  机械检修安全交底

江苏溧阳抽水蓄能电站机械检修主要包括发电机检修、水轮机检修、调速器系统检修、进水球阀系统检修,三维仿真具体应用情况如下。

(1)发电机检修:通过三维展示发电机系统检修时的注意事项及发电机内部的动画等。

(2)水轮机检修:通过三维展示水车室、蜗壳、尾水管的场景及盖板起吊动画和蜗壳、尾水管动画的注意事项。

(3)调速器系统检修:通过三维展示检修场景的安全隔离措施,及带压部位压力的展示等动画。

(4)进水球阀系统检修:通过三维展示进水球阀及其检修场景,以画中画展现各部位场景以及防坠措施。

通用部分的应用情况主要包括:三维展示作业场景,检修区域动画,设备外壳接地动画,电气工具切断电源动画,管道法兰和阀门的螺丝的矫正动画,上、下交叉作业场景的安全措施等动画;以三维检修场景为背景,展示后期包装禁止事项的图片,并以文字包装说明相关的注意事项;以千斤顶为背景,不正确的使用方法以画中画形式展现;以三维高空作业场景为背景,并以文字包装说明等。

通过对机械检修安全交底的三维仿真动画,能够使工作人员规范和系统的学习掌握对各种机械设备进行机械检修的标准化作业流程,提高机械设备检修管理的效率和准确度,有利于大幅度的节约检修成本。同时,本系统应用于检修人员的培训,提高了培训质量,凸显了安全教育仿真在抽水蓄能电站应用的好处。

6  人员进场安全教育

人员进场安全教育的三维仿真动画主要包括安全管理,现场文明环保以及应急管理三部分,具体应用情况如下。

(1)安全管理:三维进场场景的全景展示,包括刷卡区、限速牌的特写镜头,后期包装人员照片;以三维厂区图为背景,后期包装展示各安全措施;以三维工作现场为背景,后期标注禁止的事项;三维场景展示蜗壳、锥管、回油箱、油罐场景,物孔围栏,单位标识严禁的注意事项;及以电站现场为背景,展示电站管理制度等。

(2)现场文明环保:三维展示工作区域内的相关防护动画,货架及相关注意事项的动画;以检修场景为背景,重点的文字标示等。

(3)应急管理:三维展示主厂房的位置信息,地方厂房的照明场景、人员携带手电入厂和停电后的撤离动画,厂房内的电器设备、人员触电和断开电源的动画,以及利用视频或图片按照文字描述对心肺复苏的操作流程展示等。

通过对安全管理、现场文明环保以及应急管理三部分的三维动画仿真演示,描述了进场场景的全景,电站管理制度,工作区域内的相关防护动画,以及人员应急安全管理。凸显了对从业人员进行安全生产教育培训的必要性,保证从业人员具备必要的安全生产知识,熟悉有关的安全生产规章制度和安全操作规程,掌握本岗位的安全操作技能。

7  結语

本文以溧阳抽水蓄能电站为模拟对象,通过三维动画仿真演示电站的整体布局介绍,安全警示标志的学习,以及电气与机械部分的注意事项,展现了三维仿真在抽水蓄能电站管理培训中的应用效果。

三维仿真技术可以使技术人员迅速了解抽水蓄能电站,通过三维虚拟检修环境,将现实场景通过三维形式展现出来,操作人员可实现检修设备和检修场景的全方位查看,近距离了解大型设备的内部结构细节,工作原理以及检修过程,同时也避免了人员与现场设备的直接接触,避免一些不必要的事故发生,达到更好的安全教育培训的目的。

参考文献

[1] 王涛,张亚武,李华,等.基于分组培训平台一机多模抽水蓄能仿真系统[J].现代科学仪器,2019(1):13-15.

[2] 孙廷昌,肖楚伟,李亦凡,等.抽水蓄能电站三维运维仿真培训系统应用研究[J].水电站机电技术,2020,43(4):14-15,20,70.

[3] 李亦凡,张卫君,邱洋,等.基于一体化平台的蓄能电厂仿真技术研究[J].水电站机电技术,2019,42(12):38-40.

[4] 姜珊,孙廷昌,郭海峰,等.集约化培训中的精益管理项目研究[J].中国电力教育,2018(3):50-53.

[5] 张小冬,吴超,刘学山,等.基于3D-GIS的抽水蓄能电厂动态监控与仿真技术研究[J].测绘工程,2017,26(11):71-76.

[6] 王菲,王球,孙建龙,等.真实数据驱动下的变电站三维智能仿真技术研究[J].智慧电力,2020,48(7):112-117.

[7] 周琪琪,孙建平.基于虚拟现实技术的风电仿真培训系统[J].电力科学与工程,2018,34(9):73-78.

仿真教学论文范文第3篇

摘 要: 介绍了光纤通信实验教学中的5个OptiSystem仿真实验,给出了每个实验项目的仿真模型及模型中的参数设置,简要分析了仿真实验结果。结果表明,OptiSystem仿真实验有利于学生对光纤通信课程教学中抽象的理论知识的理解。

关键词: OptiSystem; 光纤通信; 仿真; 实验教学

0 引 言

光纤通信是一门理论性和实践性都很强的电子信息类专业课程,涉及光学、电磁场及通信等多方面理论基础知识和光纤光缆、光器件光端机、光纤通信系统设计及网络等实践应用问题。光纤通信实验一方面可以帮助学生直观形象地理解抽象繁冗的理论教学内容,另一方面用以提高学生的实际工作技能,为从事实践技术工作奠定必要基础。光纤通信实验的内容通常有:光纤接续、OTDR测量光纤参数、LD(LED)光谱特性测量、光纤接收发送系统实验等[1-2]。从帮助学生理解理论教学内容的角度看,采用OptiSystem仿真技术更具优势[3-4]。OptiSystem是一款创新的、发展迅速的强大软件设计工具,用户可使用该工具对从 LAN、SAN、MAN 到超长距离等众多光网络的广谱物理层中的几乎所有光学链路进行规划、测试仿真。它可以提供从元件到系统级别的传输层光通信系统设计和规划,并且能够直观地呈现分析和方案,可以最大程度地降低时间要求和光学系统、链路和元件的设计相关成本[5]。

1 OptiSystem仿真实验

为配合光纤通信课程教学内容的学习,本研究选取了光纤的色散[6]、激光器的调制频率特性、掺铒光纤放大器、光接收机及WDM系统[7]等5个OptiSystem仿真实验。

1.1 光纤的色散实验

光纤介质的非线性使接收的光脉冲包络的形状会发生变化,引起传输波形的展宽。本研究用以考察光纤的群速度色散(GVD)对高斯脉冲传播的影响,仿真模型如图1所示。在仿真模型中:Bit rate=40 Gb/s;Optical Fiber参数:length=2.812km,Reference wavelength=1550nm,Beta2=-20(ps)2/km。

仿真结果:输出脉冲宽度T(z)随传播方向z按公式(1)增加,输出峰值功率按公式(2)变化。

光纤的群速度色散(GVD)对高斯脉冲传播的仿真结果如图2所示。由图2可以看出,输出脉冲比输入脉冲展宽了,而峰值下降了。

1.2 激光器的调制频率特性实验

在高速光纤传输系统中,当对半导体激光器进行直接调制时,调制频率必须小于激光场的弛豫频率,而弛豫频率随半导体激光器的偏置电流的增大而增高。通过这一实验可以观察当偏置电流变化从而改变弛豫频率时,高速光纤传输系统的性能变化情况[8],仿真模型如图3所示。图3中,Ith=33.45mA,τsp=1ns,τph=3ps,I0=IB=40mA,Sequence length 128 bits,Samples per bit 512。

仿真结果:在直接光强度调制下弛豫频率与有源区内的电子寿命和谐振腔内的光子寿命的关系为

根据仿真模型设定的参数可以得到弛豫频率fres≈1.3GHz。图4给出了系统性能与调制频率的关系。当调制频率为1.3GHz时如图4(a)所示;当调制频率为5GHz时如图4(b)所示。由图4可看出,当调制频率高于弛豫频率后,系统性能严重变坏。

1.3 掺铒光纤放大器(EDFA)实验

EDFA在各种光纤通信系统中得到广泛应用,如副载波CATV系统、WDM或OFDM系统、相干光通信及孤子通信系统等。本研究用于分析EDFA的频率特性和噪声性能[9],仿真模型如图5所示。在仿真模型中掺铒光纤参数:Length 7m,Core radius 2.2m,Er metastable lifetime 10ms,Er doping radius 2.2m,Er ion density 1e+025m3,Numerical aperture 0.24。

仿真结果如图6所示。图6中,(a)为CW激光器的频率与EDFA增益的关系曲线,(b)为信号输入功率与EDFA增益曲线,(c)为功率噪声曲线。

1.4 光接收机实验

光接收机主要的性能指标是灵敏度和动态范围。本研究的目的是了解光接收机灵敏度与误码率的关系及灵敏度与最小输入功率的关系[10],仿真模型如图7所示。

实际光接收机灵敏度的计算比较复杂,可粗略表示为

仿真结果如图8所示。图8中,(a)是衰减与Q因子的关系曲线,(b)是衰减与误码率曲线。

1.5 WDM系统实验

波分复用是光纤通信系统扩大传输容量,提高传输速率的主要途径之一,仿真模型如图9所示。图9中,利用Mach-Zehnder调制器进行外调制,16路复用,光发射器参数:Bit rate 40Gb/s。线路由50km单模光纤与10km色散补偿光纤构成循环单元,采用掺饵光纤放大器。解复用器参数:Bandwidth 8e+010Hz,Depth 100dB,Filter type Bessel,Filter order 6。图10为WDM系统实验仿真结果,图中给出了解复用器之前光纤线路之后的光谱图,图中较低的部分为噪声部分。

2 结束语

本文根据光纤通信课程的理论教学内容选出了上述5个仿真实验作为实验教学项目。实践表明,OptiSystem仿真实验直观明了,可以反复观察练习,提高了学生的学习兴趣,有利于学生对抽象的光纤通信理论教学内容的理解,同时可以节省较高的实验费用,在实验教学中取得了较好效果。

参考文献:

[1] 张宝富,谭笑,蒋慧娟. 光纤通信系统原理与实验教程[M]. 北京:电子工业出版社,2004.

[2] 张淑娥,李永倩,杨再旺. “光纤通信原理”精品课程实验建设探究[J]. 实验技术与管理,2010,27(5):165-169.

[3] 周雪芳,王天枢. 仿真软件在《光纤通信》实验教学中的应用研究[J]. 实验科学与技术,2011,9(5):53-56.

[4] 杨絮,朱一峰,陈桂芬. 光纤通信系统仿真技术在实验教学中的应用[J]. 中国科教创新导刊,2009(34):48.

[5] Optiwave Corporation.OptiSystem 7.0:OptiSystem User’s Reference. 2008.

[6] 胡章芳,席兵. 光纤通信系统的计算机仿真[J]. 电脑开发与应用,2005,18(9):11-12.

(责任编辑:徐兴华)

仿真教学论文范文第4篇

关键词:中职教学;电子技术;电路仿真;教学改革

随着电子技术的飞速发展,技术改革日新月异,人才竞争越来越激烈,这给中职学生带来了巨大的竞争压力。作为中职科目中较难的电子技术课程,实践性和应用型并重,对于如何提升现阶段电子技术的教学质量已经成为行业关注的问题之一。笔者经过调查发现,现阶段电子技术教学存在以下三点不足:首先,当今中职院校的教材落后,无法适应时代的发展要求;其次,教学设备较为落后,设施陈旧,经费不足是当今中职院校普遍存在的“问题”,这样的条件就使得并不是所有的学生都有亲身锻炼的机会;最后,中职学生由于客观原因的存在,其自身知识面较窄,基础知识严重不足,学习难度更大。

传统的中职课堂依旧是“照本宣科”的教学方式,教师在教学中往往过于依赖较具,忽略了学生在课堂中的主体位置,原本枯燥无聊的课堂更加变成了“刑场”。因此,要想改变电子技术的教学现状,就要从课程内容、学生年龄和知识水平三方面入手,构建新型的教学方法或者丰富现有教学方法。据此本文提出了“实践进课堂”的想法,将实验和理论结合,用时间帮助学生简化知识,在锻炼中学习、提升。

1 虚拟仿真技术的应用背景

现在大多数中职院校已经配备有足够数量的计算机,并且学校上课一般都使用计算机教学,所以中职院校是有条件进行仿真软件实践教学的;同时,中职院校一般会在二年级安排电子技术课程的学习,在此之前,学生已经有了一定的Windows经验,对Windows下的软件操作有所熟悉,这样仿真软件学习起来更为简单;除此之外,仿真软件因为其独特的功能、适用范围广、界面直观简便等优点逐渐成为主要的教学辅助工具;同时,使用计算机创建电路可以直接从元件库中选取合适的元器件以及测试仪表,并且测试仪器的虚拟操作面板同實验室仪器的真实面板相差无几,具有极高的使用价值[1]。

Multisim是加拿大最早开发的电子技术仿真软件。该软件几乎可以完成所有电子系统的设计仿真和目标芯片的编写任务,并且界面直观、操作方便,方便学生在学习的同时更加形象的了解熟悉元件,另外,实验结束后还可以直接从计算机上打印出实验结果(电路原理、原件清单等),所有显示的图形均不会有软件限制,各类微软常用办公软件均可以打开图形。因此,虚拟仿真技术在职业院校中的应用必然将会直接改善院校的教学环境和教学质量,为社会人才培养建设提供极其深远的影响。

2 虚拟仿真技术在电子技术理论教学中的应用

传统电子技术理论是教师讲授为主,学生被迫学习的过程,这样的教学方式不仅会使学生丧失学习积极性,而且还会造成学生“知其然,不知其所以然”。但是对于演示实验,大多数学校由于经费有限,并不能实现;这就在一定程度上限制了学生自主性的发挥,学生无法主动探索知识,更无法判断自己见解的正误,严重限制了教学进展。

2.1 利用虚拟仿真技术创设学习情境

根据构建筑系学习观以及中职学生的心理特点,教学情境的创造对于学生理解知识有极大的益处。在电子技术理论教学中应用虚拟仿真技术能够将图形、表格等语言和文字难以描述的变化过程直观展现在学生面前;同时,仿真实验展现的都是真实的电路变化,包括电路工作参数的变化以及参数变化对结果的影响,帮助学生更好的理解参数对真实电路的影响。

例如,对于三极管放大电路静态工作点的设置上,我们就可以运用Multisim创建电路图,然后使用Multisim中的数字万能表测量BQ、CQ、EQ在静态工作的电流以及CEQ之间的电压,万能表的连接方式以及连接位置都能狗帮主薛恒更好的认识万能表,使用万能表,并且在测量的过程中体会到静态电路的含义。最后,为了获取不失真的信号,我们一般会对静态工作点进行设置。设置范围是教授的重难点,过高或者过低的设置都会影响最终效果。这一知识点只靠教师讲授学生很难真正理解。将虚拟仿真技术同理论教学相结合,就可以帮助学生“亲眼”看到不同静态工作点的变化以及静态工作点对输出信号的影响。

如果设置不合适的静态工作点,那么受直流电源(Ucc)、电阻B和C的影响,极容易出现失真信号。如果电阻B的阻值偏低,容易产生饱和失真;如果电阻B的阻值偏高,则容易产生截止失真。在这样的教学过程中,教师可以很容易的将抽象的理论知识实际化、形象化,对于学生的知识建构和学习兴趣的提升均有很大帮助[2]。

2.2 利用虚拟仿真技术开展主动探索式教学

教学中的构建主义提倡“教师不仅要教授学生知识,更要教授学生怎样用自己的大脑构建知识”,这样学生就有底气也有欲望主动探索知识。例如,教师在讲授基本放大电路的三种形态这一知识点时,如果只对三组态电路进行理论分析,学生可能上课了解,但是课后就忘了;如果将虚拟仿真技术引进理论课堂,让学生使用仿真软件模仿三种电路的实况,既可以加强学生的学习效果,教师也可以根据软件和课堂安排引导学生进行自主实验,增加学生的课堂参与效率[3]。

在设计完成共发射极电路和共集电极放大电路后,用虚拟示波器测量输入和输出波形,然后请学生描述两种波形的不同。学生就可以直观的看到对于共发射极电路来说,其输入波形和输出波形的相位相反,同时波形幅度也较输入波形大,如上图(左);但是对于共集电路来说,其输出波形与输出波形在相位和幅度上均一致。接着教师可以继续引导学生“为什么这两电路在波形上有不同”,学生经过互相讨论后就可以得出两种电路的电路信号发射位置不同的结论。最后,教师可以让学生自己设计共基极电路,并测量其输出波形,比较三种电路输出波形的不同。

这样的教学过程的特点是将学生当成教学的中心,学生主动利用虚拟仿真技术探索知识,自己总结自己学习,对学生的学习能动性和学习积极性均有极大的促进作用。

3 虚拟仿真技术在电子技术实验课中的应用

虚拟仿真软件在电子技术实验课中的应用要求一般为:实验前,教师要设计好实验步骤,装备好所需要的实验仪器,学生要在真正实验之前使员工仿真软件进行实验前的预习,了解实验原理和仪器使用方法。这样在真正实验的时候,学生就会游刃有余,甚至可以创新试验方法,获取新的知识;在实验过程中,学生要收集试验数据,对其中的误差进行分析,有兴趣的学生甚至可以选择使用其他方法达到同样的实验效果,提升学生的求知欲;在实验结束后,学生要利用网络将实验结果上传给教师,教师在第一时间了解到学生的试验情况,统计其中的问题,简化教师和学生的交流时间,提高效率[4-5]。但是在实际中,由于缺乏虚拟仿真技术的应用,实验课程进行的并不顺利,对此,笔者提出以下方案。

3.1 利用虚拟仿真技术提高实验教学效果

随着生活水平的提高,大多数学生都有电脑,即使部分没有电脑的学生也可以使用学校电脑完成课前预习这一步骤。众所周知,Multisim是一个不受地域、时间限制,随时可以使用的虚拟仿真软件,并且配备有几千种电子元器件。在实验开始之前,学生可以根据实验要求自己思考电路设计,在虚拟软件上进行模拟,然后在进入实验室操作,这时学生对仪器的使用已经比较熟练了,可以有效缩短实验时间。例如在进行滤波器实验时,电阻和电容的容量都会影响实验效果,人如果学生事先在虚拟软件上调试,实际实验时还需要稍加调整就可以得出正确数据。

3.2 利用虚拟仿真技术完成较为复杂的实验

笔者经过调查发现,现阶段的电子技术实验基本在集成试验箱上完成,并且试验设备有固定的参数设定,同时该集成试验箱使用时间较长,部分原件已经损坏,容易产生实验故障。尤其是在较为复杂的试验中,学生在规定时间内很难使用损坏的元件完成实验。针对这些情况,教师可以在试验中引入虚拟仿真实验,既能满足实验要求,又达到了锻炼学生实践能力的目的。例如,對于示波器验证差动放大电路特征的试验,由于要求电路完全对称,二十几损坏或者有缺陷的元件并不能完成对称,实际试验结果往往不能让人满意;若果使用虚拟仿真电路进行试验,不仅能够满足实验需求,还能帮助学生掌握恒流源差动放大电路的工作特点,一举两得。

4 虚拟仿真技术在电子技术综合性试验中的应用

中职教育的目的就是培养学生的实践能力,所以在某种程度上讲,学生实践能力的高低就是学校教学质量的反映。在电子技术教学中,我们将涉及电子课程综合知识的实验叫作综合性实验,综合性实验是验证学生学习成果,提升他们的动手能力和系统思维能力的好办法,并且能够提升学生的学习热情以及他们运用知识的综合能力,培养他们主动追求知识,主动探索事物的兴趣。但是,综合实验必然会对设备有更高的要求,有时甚至需要不同实验室之间互相联合操作,这显然同中职院校的实验设备配置现状不符,所以,将虚拟仿真技术应用于电子综合性试验中就显得尤为重要了。

例如,在设计建议交通路灯的综合性试验中,对于实验要求:

东西方向绿灯亮,南北方向红灯亮,时间均为15 s;

东西南北均亮黄灯5 s;

南北方向绿灯,东西方向红灯,时间均为10 s。

首先将任务分解为3个状态,分别标号;然后根据要求设计模块(见图1)。

然后根据设计思路从Multisim上抓取元件:时钟信号:1HZ函数发生器;时钟控制系统:两个74192集成块(一个控制十位数,一个控制个位数);时钟选择判断:选择器74153;时序选择控制:7473集成块;输出调整电路;显示电路。然后根据不同板块进行具体设计,更具虚拟仿真软件上的示数及时调整,修改发现的问题,提升实验效率,锻炼综合能力。

5 结语

总之,将虚拟仿真技术应用于电子技术教学中确实能够提升学生的学习积极性,缓解电子技术课程枯燥无聊的固有印象。但是在实践中我们也发现了许多不足。例如,虚拟等试验有时确实不能代替真实的实验,真实实验中的某些突发状况并不能在模拟中充分体现,所以学生往往在实际动手操作实验时遇到各种各样的状况。因此,索然虚拟仿真技术侵入电子技术课程教学可以在一定程度上收到良好的效果,但是仿真软件只能作为教学辅助工具,并不能完全替代实验。故而,虚拟仿真应用于教学还需要不停探索,进一步完善,直到形成一套完整的理论体系和完整的教学方法。

[参考文献]

[1]王华燕,符庆.浅谈高等职业教育电类课程教学方法的改进[J].计算机与电信,2010(12):66-67.

[2]于帅珍.基于Multisim在电子线路实验教学中的应用探索[J].大众科技,2010(12):56-58.

[3]何银平.电子技术课程教学中虚拟仿真技术的应用研究[J].电子制作,2015(3):171.

[4]陈闽蜀.虚拟仿真技术在中职电子技术教学中的应用分析[J].兰州教育学院学报,2015(3):111-112.

[5]李松湘.虚拟仿真技术在电子技术课程教学中的应用研究[D].长沙:湖南师范学院,2012.

仿真教学论文范文第5篇

摘要:如何将会计理论知识应用于会计实践,一直是高校会计教学改革关注的重点。会计仿真实验教学是会计理论教学与实践教学相结合的有效途径,对于推动高校素质教育和培养应用型人才具有非常重要的作用。本文结合目前国内高校的实际情况,对高校会计仿真实验教学进行了研究。

关键词:会计仿真实验 实验教学 教学改革

一、引言

未来的竞争是人才的竞争,高校应不断加强专业教学改革,探索出适应高校人才培养目标的教学体系,提高人才培养质量。会计是一门实践性和操作性都很强的学科,在教学中应当把理论教学与实际操作结合起来,使学生能够尽快地适应社会需要。会计仿真实验教学,是在学生掌握了一定会计理论的基础上,利用会计实验教学软件,将手工操作与计算机模拟相结合,从而把会计专业知识与实务操作紧密联系在一起,让学生直观地接触会计实践的教学方法。作为连接会计理论与实务的桥梁,同时作为学生接触会计实务的一种最便捷和最适用的途径,会计仿真实验教学已经成为高校会计教学改革的关键。

二、高校会计仿真实验教学存在的问题分析

(一)会计仿真实验教学体系不完善 由于我国长期重理论轻实践的教育模式,实验教学仍然被看作是理论教学的附属品,大多数高校的会计仿真实验教学课时偏少,为学生提供动手操作的时间不足,教学内容也仅仅是限于填制凭证、登记账簿、核算成本和编制报表等一些基本操作,而很少开展报表分析、审计及税收等方面的仿真实验教学。而且仿真实验所涉及的经济业务也不够全面,一些复杂的业务基本上都没有涉及,使得会计仿真实验教学的完整性和系统性不足。

(二)职业道德教育和职业技能训练不足 会计职业道德体现在会计人员日常的工作态度中,这些需要在实际工作中逐步培养,而很多高校在开展会计仿真实验教学时,忽视了对学生会计职业道德的教育。目前高校的会计仿真实验教学,大多只注重了学生个人的业务操作,忽视了岗位协作问题。而在实际工作中,会计人员并不是自己独立完成套账,而是需要与其他岗位的工作人员相互协作,共同进行。目前的会计仿真实验教学缺少职业技能训练和会计职业判断方面的内容,如凭证审核需要会计人员能够识别凭证的真伪,辨别经济业务的合法性等,而这些职业技能在会计仿真实验教学中被忽视。

(三)手工实验与计算机实验相脱节 目前大多数高校的会计实验教学都包括手工实验和计算机实验两部分,以期能够相互补充,但是在实际教学中,这两部分的关系基本上被割裂了,计算机实验基本上成了学习财务软件的操作课,这使得手工实验的结果不能为计算机实验起到基石的作用,也不能通过计算机实验得到验证,无法让学生对会计理论和实务形成全面系统的认识。还有的高校则完全用计算机实验取代了手工实验,这对于从未接触过会计实务的学生来说,非常不利于他们对于会计理论知识的消化和吸收,更不利于强化学生的实践操作能力。因为从本质上讲,手工操作和电算化只是会计核算手段不同,其账务处理过程以及之间的内部控制都是相同的,而手工操作最大的特点是直观性,并且与具体的账务处理紧密相连,更便于学生理解,而对手工操作的理解又可以使学生形象地认识会计电算化的实质。因此,对于会计仿真实验教学来讲,手工实验部分仍然必不可少。

(四)实验指导教师缺乏实际工作经验 会计仿真实验教学是专业性很强的工作,实验指导教师是保证会计仿真实验教学的关键。目前,高校会计教师队伍普遍存在的问题是擅长会计理论教学而缺乏实际操作能力,据统计资料显示,目前高校会计教师队伍中只有少数人获得职业资格证书。绝大多数会计教师并未亲身经历过具体的经济业务环境,这使得他们对具体经济业务的解释往往脱离实际,缺乏权威性。因此,实验指导教师缺乏实际工作经验,也是导致实验效果不佳的一个非常重要的原因。

(五)实验教学考核环节单一 实验考核主要考察学生在仿真实验操作过程中的态度及表现,是保证实践性教学成效的重要环节。目前大多数高校的做法是对学生考勤情况和实验结果进行简单考核,而并没有把学生进行实验的工作态度、独立性和协作能力等作为考核内容,也很少有机会就实验中出现的问题进行交流和探讨。这样使得学生只注重实验结果而并不注重实验过程,从而可能出现抄袭等不良现象。因此,把过程性考核也作为教学考核评价的手段之一,才能真正起到培养学生综合技能的作用。

(六)实验室建设不足 会计仿真实验室的建设,主要在于给学生创造一个仿真的研究环境,实现会计理论教学和实践教学的有机结合。近年来,虽然许多高校都建立了会计仿真实验室,但是由于对实验教学的重视程度不够,多数高校实验室的资金投入不足,普遍存在着电脑难以更新,软件无钱购买等问题,使得会计仿真实验教学在场地和环境布置等方面与真实情况有很大距离。

三、高校会计仿真实验教学研究

(一)完善会计仿真实验教学课程体系 为了实现会计学专业培养目标,会计课程体系可以进行“模块化”建设,将基础教学模块,专业教学模块和实践教学模块充分融合,如图(1)所示。而其中的实践教学需要贯穿整个学制期间,形成多层次、多方式、内外结合和长短搭配的实践教学模式。多层次体现为基础型、综合型、应用型和创新型四个层次;多方式体现为学生观摩、体验、动手操作和案例研究等;内外结合是指不但要在校内设立会计仿真实验室,还要在企业设立实习基地,为学生提供丰富的实习背景;长短搭配主要是指在实践的时间上采用灵活的搭配方式,实践时间少则一周多则一个月,主要是提高学生的感性认识,减少未来工作的适应期和磨合期。另外,高校应明确会计仿真实验教学的目标与要求,确定会计仿真实验教学大纲,完善实验教材,统一实验考核标准。

(二)整合会计仿真实验教学内容 高校要以会计理论教学体系为基础,依据会计专业特色、知识体系、实验教学目标与要求,合理设置会计仿真实验教学的课程结构,按照学生的认知规律,分阶段完成实验教学,形成层次明晰的完整的实验课程体系。同时,应按照会计学科的特点和社会对会计人才的要求,不断调整和优化实验教学内容,构建一个集财务会计、财务管理、审计、税收和金融等内容为一体的完善的会计仿真实验教学课程结构,逐步训练学生的基本操作技能、综合应用能力和综合分析能力,如表(1)所示。其次,要提高实验课时占总课时的比例,给予学生更多的实践机会,适应培养各级会计人员的需要。

(三)提高会计仿真实验教学层次 随着经济的发展,社会对会计人才的要求越来越高,只具备基本的账务处理能力已不能满足社会的需要。因此,高校在会计仿真实验教学中需要调整思路,提高实验教学的层次,培养学生的专业综合素质。如在仿真实验中,可以要求学生按照会计准则,结合行业实际,设计一套单位内部的会计制度,以达到提高学生业务操作能力的目的。同时,可以在仿真实验中适当增加会计监督的内容,比如,审核凭证是否合法合理,是否真实完整,要素是否齐全,分录是否正确等,或者可以设计一些有问题的业务,让学生自己进行判断并提出处理意见。此外,对于一些仿真实验中不好操作的职业技能,比如假钞识别、发票购领、网络报税和年报审计等,可以通过展示、讲座和电影等方式进行,以提高学生综合分析问题和解决问题的能力。

(四)增加会计仿真实验教学的仿真性 会计仿真实验教学最大的特点就是仿真性,包括:(1)资料仿真。资料仿真主要体现在实验教材的选择上,会计仿真实验教材的质量是制约和影响实验效果的重要因素。在选择实验教材时,首先应考虑教材内容是否全面、系统和新颖,尽可能选用真实企业的资料,经济业务类型要尽可能多样化,能够全面反映会计核算时可能遇到的各种经济问题。同时,实验教材要考虑手工操作与计算机模拟如何结合的问题。高校可以自己组织有实践经验的教师和有实际工作经验的会计人员进行教材的编写,同时适时地调整教学内容,使学生通过仿真实验能够真正缩短理论与实际的距离。(2)角色仿真。在会计仿真实验中,对学生协作能力和团队精神培养的内容必须考虑进来。让学生分别充当出纳、会计、会计主管和稽核人员等,练习点钞、识别假币、审核原始凭证、填制记账凭证、登账簿记、编制报表以及审核签字等工作,增强会计仿真实验现场的真实感,提高学生的职业意识。(3)环境仿真。环境仿真方面,应主要考虑强化财务情景模拟教学,即模拟企业的工作环境、岗位设置和工作流程进行演练,使学生如同身临其境,完全处于会计工作的职业氛围中。

(五)重视会计职业道德培养 会计职业道德是会计从业人员的基本要求,会计仿真实验教学在重视学生基本技能训练的同时,绝对不能忽视对学生会计职业道德的培养。在进行会计仿真实验教学时,要多加入一些有关会计职业道德和法律法规方面的内容,使学生在进行具体实务操作时知道什么是可以做的,什么是不可以做的,这也是高校会计专业学生最欠缺的一点。比如,可以设计一些合法不合理或者合理不合法的特殊业务,让学生去辨别和判断,提高学生的应变能力。

(六)提高教师的整体素质 提高会计教师的整体素质构想:(1)高校应当充分挖掘现有教师的潜力,鼓励教师深入企业实际工作,专职实习半年至一年,吸收实践经验,并去重点院校进行进修、交流和学习,以弥补他们没有实践经验的先天不足,使他们在今后的教学中能够自如地驾驭会计仿真实验教学。(2)高校应积极聘请在职会计人员或者是经验丰富、时间充裕的退休高级会计人员作为会计仿真实验的指导教师,来学校授课和交流,他们可利用自己在会计工作中的经验,有针对性地解释学生在实验过程中遇到的问题,提高会计仿真实验教学的效果。(3)鼓励教师开展理论与实践调研和科研活动,通过研究提高教师的能力和素质。

(七)建立手工实验与计算机实验相结合的综合性实验 笔者认为,传统手工实验不但不能被舍弃,而且还应成为实验教学最主要的形式,将手工实验与计算机实验有机结合起来。在进行仿真实验时,可以使用同一套模拟数据,先让学生进行手工实验,手工实验结束后,再按照电算化的要求将相关业务再处理一遍,然后将手工实验和计算机实验的结果进行互查对比,相互校验,融会贯通,让学生感受到两种会计数据处理方法的转化是如何实现的,从而形成手工实验与计算机实验相结合的综合性实验模式,提高学生的实际操作水平。(1)手工实验。主要包括准备阶段、操作阶段和总结阶段三个过程,如(图2)所示。第一,准备阶段。首先由指导教师制定实验方案,包括实验的时间、人员、内容及要求,使学生对仿真实验有一个总体和明确的认识,然后由指导教师对学生进行动员和培训,并进行分组。第二,操作阶段。学生在老师的指导下进行各部分内容的练习,包括建账、审核原始凭证、编制记账凭证、编制科目汇总表、登记账簿、计算成本、编制报表和进行财务分析等整个会计仿真实验的全过程,总学时不少于三周。第三,总结阶段。专业操作完成之后,学生需要按照会计工作操作基础规范的要求进行装订整理,成为“会计档案”,妥善保管。同时,学生需要撰写总结报告,及时对整个仿真实验过程作归纳整理,形成文字材料,将感性认识进一步提升为理性认识,提高学生对仿真实验的认知程度和理论联系实际的能力。为了确保仿真实验教学的质量,在实验结束后,指导教师可以组织学生进行实验答辩。学生想要通过答辩,必须对仿真实验的内容非常熟悉,这可以促使他们认真思考和独立完成实验内容,从而提高学生的实务操作水平。(2)计算机实验。计算机实验部分,约占总课时三分之一。学生根据与手工实验相同的经济业务上机操作,将手工编制的记账凭证输入计算机,并自动生成报表,然后将生成的报表与手工报表核对,既可以检验手工实验的准确性,又可以帮助学生加强对电算化的理解。

(八)建立完善的考核体系 为了配合会计仿真实验教学改革,需要完善相关的考核体系。(1)考核方法。高校应该根据会计仿真实验教学的特点,综合考虑学生在实验中的基本操作能力和理论联系实际能力,打破以笔试为主的单一考核模式,采用多阶段和多方式考核,将笔试、口试与实际动手能力相结合,将知识考核、能力考核与素质考核相结合,将过程性考核与终结性考核相结合,将校内考核与校外考核相结合,将定量考核与定性考核相结合,建立一套科学合理和易于操作的综合考核评价体系,以提高会计仿真实验教学的效果。(2)考核项目。会计仿真实验教学的考核项目主要包括实验纪律、实验笔记、实验操作、实验总结和实验答辩几个方面,指导教师根据实际情况,将每一项都评出优良中差,进行量化,最后结合各项的权重给出学生综合得分,如表(2)所示。第一,实验纪律。实验纪律主要包括对学生出勤情况和课堂表现两方面的考察,此部分约占总成绩的10%。第二,实验笔记。在实验过程中要求学生记录实验笔记,通过记录实验笔记,提高对会计基本理论的认识和解决实际问题的能力。指导教师主要考察实验笔记是否认真全面,此部分约占总成绩的10%。第三,实验操作。实验操作是会计仿真实验考核的核心内容,指导教师主要考察整个实验操作过程的规范性、准确性和独立性,此部分约占总成绩的40%。对于实验操作的准确性方面,要鼓励学生有多种答案,针对不同的答案与结论进行分析讨论,锻炼学生发现问题、分析问题和解决问题的能力,深化学生对所学理论知识的理解与掌握。第四,实验总结。实验操作结束后,学生需要提交总结报告,指导教师可以通过实验总结考察学生的归纳总结能力,判断学生的实验效果,此部分约占总成绩的20%。第五,实验答辩。学生需要陈述自己仿真实验的过程和体会,指导教师可以就整个实验过程中的相关业务向学生进行提问,主要考察学生回答问题的准确性和流利性,此部分约占总成绩的20%。(3)考核总结。会计仿真实验的考核工作完全结束后,指导教师应对考核结果进行统计和分析,形成总结报告,具体内容包括学生考核得分、学生的学习态度与学习效果分析、仿真实验过程中存在的问题及原因分析等,在教师之间进行汇报交流,集思广益,以不断完善会计仿真实验教学,提高会计仿真实验教学的效果。

(九)加强会计仿真实验室建设 会计仿真实验室的建设是进行会计仿真实验教学的基础,实验室的建设水平直接影响着教学质量,因此,会计仿真实验教学的前提条件是需要学校对会计仿真实验室的重视,需要足够的资金投入。会计仿真实验室的建设主要在于各种实验设施,包括实验材料(如票据、凭证、账簿、报表、装订机等)、教学用具(电脑、网络管理服务器、投影仪、扫描仪等)、各种软件(如用友、财务实训系统、ERP、SPSS、SAS等)和具体的实验室等,而各种实验设施应随着经济环境和会计实务的发展不断更新。为了实现会计仿真实验室的功能最大化,还必须对仿真实验室建立完善的管理制度,比如,指定专人负责实验室的日常事务,从而保证实验室工作能够顺利开展。另外,可以建立网络实验室,使会计实验教学网络化,学生可以通过网上交流及时解决教学中存在的问题,提高实验效率,提升学生实验水平,顺利实现复合应用型会计人才的培养目标。

(十)校内实验与校外实习互相补充 高校应该坚持以校内实验为主,校外实习为辅的指导思想,使校内实验教学与校外实验教学齐头并进。在会计仿真实验教学之前,学校应组织学生到单位进行实地观察,了解企业的行业类型、经营业务范围、生产特点、业务流程、财务制度、纳税情况、成本费用管理办法、成本计算方法和投融资方式等,加强学生对财务工作的感性认识,提高会计仿真实验教学的效果。同时,高校应注意提升校外实习基地的研发功能,增强其对学校教学和科研的支撑,使之成为培养学生创新意识的平台。

参考文献:

[1]李江萍:《会计本科实验教学研究》,《财会通讯》2009年第7期。

[2]鹿亚芹等:《会计仿真实验教学模式探讨》,《财会通讯》2009年第9期。

[3]任秀梅、赵晓华、杨权力:《会计实验教学体系的构建研究》,《北方经贸》2005年第10期。

(编辑 虹 云)

仿真教学论文范文第6篇

(西安石油大学,陕西 西安 710065)

摘要:將计算机仿真技术运用于大学物理实验教学是提高教学质量促进物理实验改革的重要举措。仿真实验完善了物理实验的教学过程、丰富了教学模式,是新形势下科技进步的产物。结合西安石油大学仿真实验的教学实践,总结分析了现阶段仿真实验的教学特点和教学现状以及运行过程中出现的问题。通过阐述仿真实验的积极意义和不足之处,说明其在实验教学中的辅助地位,并给出完善仿真实验的建议。

关键词:仿真试验;大学物理实验;教学实践

一、引言

物理学对于人们科学素质的培养有着重要的地位,其中物理实验教学做为一门基础实验课程肩负提高学生的综合素质、培养学生的实践能力与创新能力的工作,成为大学教育阶段人才培养必不可少的一部分[1]。传统物理实验教学由于受教学资源、教学时间等各种因素的限制,满足不了现阶段不断提高的教学要求。伴随着仿真技术的迅速发展,计算机仿真实验系统在物理实验教学中得到了广泛的应用。仿真实验系统是以数学理论、相似原理、信息技术、系统技术及其他相关的专业技术为基础,以计算机和各种物理效应设备为工具创建的非实物形态的实验体系。在仿真实验中没有以实物形态存在的实验仪器,实验者通过对虚拟的软件进行操作得到类似于真实实验的实验结果,以这种方法去认知真实的世界[2],虚拟实验环境下进行的计算机仿真实验,让物理实验教学走出实验室,在最大可能节约实验室硬件资源的同時,克服了实验教学长期受到场地、课时等等条件的制约 [3,4],为大学物理实验开辟了开放性、设计性甚至研究性实验教学的新途径[5,6]。为了适应物理实验教学的发展,提高学生综合实验技能以及培养广大学生对物理实验课程的兴趣,西安石油大学于2013-2014学年第二学期开始将仿真实验纳入全校理工科物理实验课程教学大纲,形成了在传统物理实验的基础上结合开设仿真实验的综合教学模式,教学实践完善了物理实验教学方法和教学内容,提高了物理实验课程教学质量,仿真实验教学实践收到了良好的教学效果,在实践过程中出现的各种问题也值得我们思考和探索.

二、仿真实验的特点

仿真实验解决了实验室师资与学生规模失调的问题,仿真实验不受实验课时的限制,只要仿真实验服务器在运行,任何配有计算机设备和网络的地方学生都可以进行操作,延长了实验时间,具有可操作性强、重复性好的特点[7]。随着计算机软硬件及校园网的发展,大学物理仿真实验在开发技术和功能各方面都在不断提升,仿真实验软件利用组件的理念开发出物理仿真仪器库,使仿真实验实现了可自主设计实验方案,自主选择实验仪器,不仅满足了基础实验教学的开展,同时为设计性实验、研究型实验的开展提供了条件。仿真试验采用学生为主体、教师为主导的教学方法。学生根据不同测量结果的要求,可自拟实验方案,根据实验方案灵活选择实验仪器,激发学生实验兴趣的同时引导学生创新思维,创新能力的形成。仿真实验软件提供实验数据接口,能够得到实时实验状态,给出实验结果评判,实验灵活度高、针对性强,界面友好、实验指导信息丰富,实验提示栏在学生操作实验时,实时提示相关仪器的名称、功能、操作方法等信息,实验帮助文档融合了实验简介、实验原理、实验仪器、实验内容,实验指导。学生可在提供的实验提示信息及实验帮助文档的指导下顺利完成实验内容。

三、仿真实验教学现状

1.仿真实验教学内容。西安石油大学物理实验课程中要求学生在一学期的时间内除了完成实验室的八个必做实验项目外还需要在网上选作两项与本学期实验室实验内容不相同的仿真实验项目。仿真实验采用大学物理实验中心仿真实验室和远程服务器终端对学生开放的方法完成。依照逐步提升的层次化、模块化的教学体系,遵循基础性实验、综合性实验、设计性实验的发展顺序,依次对学生开放的仿真实验项目共计31项,界面主要包括:力学实验的5个项目、热学实验的3个项目、光学实验的6个项目、电学实验的10个项目、电磁学实验的3个项目、近代物理实验的4个项目。

2.仿真实验教学过程中出现的问题。首先是服务器稳定性的问题,西安石油大学物理仿真实验开设在大学一年级的第二学期,此阶段学生课程任务繁重,社团活动多,很多同学总是把两项仿真实验拖到最后的时间集中进行完成,造成仿真系统服务器经常瘫痪的现象,实验室就此现象升级服务器,并要求学生合理利用时间尽早完成仿真实验,不要出现学期末扎堆的现象,同时建议学生按照院系进行分时段登录操作,完善仿真实验系统的稳定性。

其次是软件的安全问题,部分学生反映在使用软件时出现登陆不了仿真系统大厅的现象,老师们和厂家沟通发现是人为更改了登陆密码,由于仿真系统使用的是同一个登陆用户名和密码,所以更改后出现原有密码失效的现象,后面经过对密码进行复位操作以及在数据库中新增一百个用户,暂时解决了登录失败的问题。为了维护软件的自身安全防止黑客的攻击,需要软件开发人员对软件进行不断修补和升级,维护正常的教学秩序,提高软件的安全性。

3.虚拟仿真实验教学平台建设。为进一步完善实验教学过程,提高实验教学水平,物理实验中心在原有的大学物理仿真实验基础上增添了物理实验预习评判系统和物理实验考试系统两项教学软件。物理实验预习评判系统是在大学物理仿真实验基础上,进一步加强虚拟实验的模型设计,建设在线实验预习环境。学生在课前通过预习系统操作仿真实验,了解实验原理、内容及实验仪器的操作方法,建立起对实验的直观认识和完成实验的思路。自动评判的预习成绩帮助学生及时了解学习效果,也有助于教师掌握学生预习情况,针对性的调整教学重点。

四、仿真实验教学展望

仿真实验以自身强大的功能特点在实验教学中得到了良好的教学效果,被越来越多的学科领域广泛应用,成为实验教学环节中必不可少的一部分。仿真实验带给实验教学最大的便利就是节约了实验仪器,灵活了实验时间、实验空间,给广大师生教学带来了实实在在的方便。但是仿真实验主要是对实验所需要的仪器和操作方法的模拟,不能充分体现真实的实验环境下的实验结果,大学物理实验课注重培养学生的动手能力,学习规范操作各种实验仪器以及应对实验过程中的实际突发问题。

在现阶段的仿真实验的建设实践中,应该注重将科研成果与教学相结合,将科学发展的成果融入到基础教学中来,我校物理实验中心实验教材中已经引入光纤光栅传感技术的部分研究成果,下一步在仿真实验项目中增加相应的研究型实验对于丰富和扩展学生的知识面,提高综合实验技能,加强学生的科学素质和创新意识的培养尤为重要。

参考文献:

[1]高宏,郭文阁,贾振安.“综合设计型物理实验”公选课的实践与体会[J].大学物理实验,2010,23(2):97-99.

[2]陈守川,杜金潮,沈剑峰.新编大学物理实验教程[M].第二版 杭州:浙江大学出版,2008:321.

[3]王晓蒲,霍煎青,杨旭.大学物理仿真实验和教学实践[J].物理实验,2001,21(1):28-29.

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