虚拟仿真电子技术范文第1篇
1.1 医学数据处理
主要包括数据存取数据预处理。对于医学仿真系统来说, 医学数据存取I/O模块是进一步数据处理的基础。I/O模块需要对常见的医学图像种类提供存取和显示功能。在I/O模块存取医学图像之后需要对原始图像中感兴趣的部分进行提取和数据预处理, 然后才能进行下一步的三维重建和可视化处理。这里需要一些预处理技术, 比如图像增强、边界提取、分割和配准等等。Insight Segmentation and Registration Toolkit (ITK) [2], 是一个开源软件系统, 广泛的用于医学图像数据集的分割和配准。
1.2 三维重建
经过数据预处理阶段以后, 需要进行进行三维体数据可视化。最常用的绘制技术包括面绘制和体绘制。面绘制根据采样值的分布变化确定物体的边界, 然后用适当的数学方法描述物体表面, 进而表现器官和软组织表面特征。体绘制在不构造物体表面几何描述的情况下, 直接对体数据进行显示, 可以不同的程度表现物体的细微结构变化[3,4]。面绘制通常比体绘制速度要快, 但需要避免出现一些绘制错误的发生。常用的算法是移动立方体Marching Cubes[5]及其变形。Visualization Toolkit (VTK) [6]是一个常用的三维数据可视化显示的开源工具库。
1.3 变形模型
仿真的真实感很大程度上取决于仿真的准确性和变形模型下的计算效率。变形模型应该能够准确的模拟器官和软组织被刺戳、拉伸、切割时引起的形变, 并在绘制的时候保持必要的实时性。物理模型能够体现物理的材料特性。在手术仿真中, 质点弹簧模型和有限元模型是最经常使用的两种三算法。离散的质点弹簧模型计算复杂度低且易于实现。有限元模型对连续特征进行严格的数学分析来进行机械建模, 从而得到了较好的仿真精度, 但是会产生较大的计算量。
1.4 碰撞检测
在手术仿真过程中, 虚拟手术器械和虚拟器官之间的碰撞检测至关重要。层次包围盒方法经常用于碰撞检测, 包括沿坐标轴的包围盒 (AABB) 、包围球 (SBB) 、方向包围盒 (OBB) 等。为了保证碰撞检测的实时性和精确性, 在此可以考虑采用混合模型算法, 将OBB和AABB结合起来发挥各自不同的优点。AABB首先用来初步检测碰撞是否发生, 如果发生了碰撞再用OBB进行精确检测。否则, 在采用OBB算法之前碰撞检测结束。
1.5 虚拟切割
在仿真手术过程中, 对虚拟手术刀、超声波刀这些虚拟手术器械的使用无疑将会对医科学生或者新医师在今后实际手术操作中起到极大的帮助作用。通常虚拟切割分为累进切割和非累进切割两种。非累进切割在手术刀切割并离开伤口后才将伤口割开, 而在从开始切割到手术刀离开之前的过程中不显示伤口被且隔开的效果。所以在手术刀运动位置和切割效果之间产生了一个较为明显的延迟。累进切割解决了这个延迟的产生, 它在切割过程中实时的显示出伤口切开的效果。但是也随之增加了时间复杂度和对临时分割的存储管理的复杂度。将累进切割和非累进切割结合起来发挥它们各自的优势, 将会成为设计虚拟切割算法的一个不错的选择。
1.6 触觉反馈
同任意物体的触觉交互是手术仿真的一个不可或缺的基本功能。通过触觉反馈界面, 训练者可以在手术仿真过程中感觉到接触或者力反馈的效果。这样, 训练者就会在一个由计算机和专业设备搭建的虚拟手术环境中体会到了同真实手术一样的触觉效果。目前, 触觉反馈设备已经用来进行更真实和实时的模拟操作。VR系统中常用的触觉反馈设备有Sensable公司的PHAN-TOM和3Dimmersion公司的CyberForce等等。通常, 采用PHANTOM设备, 和其提供的GHOST API来产生对三维可变形器官和软组织的切割产生的触觉反馈效果, 这样的设备能提供1kHz的触觉反馈更新输出。
1.7 仿真内核
在手术仿真过程中, 各种任务将协同工作, 仿真内核在其中起到了一个控制中心的作用。仿真内核的主要作用包括任务调度、协调交互操作、模块之间的交流信息分发以及资源配置管理等等。这些需要建立执行顺序、各个模块之间的同步和连接并且需要明确制定出模块间的接口。
2 总结和展望
准确性和实时性是虚拟手术系统至关重要的性能指标, 良好的系统架构和功能模块的设计将为此提供必要的保障。最后设计的测试计划, 将从系统的可用性和效果进行评价。进一步的系统开发是我们接下来的工作, 我们相信虚拟手术必将会为外科手术训练和制定术前计划提供积极的帮助作用。
摘要：虚拟手术仿真系统由于其显而易见的重要性得到了医学界的广泛重视, 本文对虚拟手术系统的关键技术进行了深入研究, 对其系统架构、主要功能模块进行了论述。相信该研究工作将能够为搭建虚拟手术系统平台提供重要的技术支持。
关键词：研究,虚拟手术,仿真
参考文献
[1] Lange T, Indelicato DJ, and Rosen JM.Virtual reality in surgical training[M].Surg Oncol Clin N Amer, Jan2000, 9 (1) :61～79.
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虚拟仿真电子技术范文第2篇
现有的物流管理实验教学体系、教学手段不能够满足高质量物流专业人才培养的需要，主要原因是有一些物流管理方向的实验项目具有高危险性、高消耗性、高成本、极端环境下具有不可及、不可逆的操作特点，如库存控制、运输调度的仿真，分拣、仓储和配送的仿真，堆存与船舶装卸功能的仿真，由于高校受教学场地条件的限制，如果使用常规的实验设备是无法进行实验教学工作的，这样学生就无法掌握物流管理专业相关的理论知识与操作的技术，而物流管理虚拟仿真实验室系统，就可以完全实现上述实验教学项目，进而拓展学生的知识面，大大提高学生的案例分析与动手操作能力。
二、研究的意义
（一）实验教学改革与创新的需要
开放式虚拟仿真物流实验室，采用多媒体技术电脑上创建虚拟实验室环境，实验室中可以提供虚拟实验仪器，进行实验的学生通过互联网在接近真实的人机交互界面完成相关的实验，同时实验环境下还可以提供实验教学的一体化管理功能。仿真实验教学资源与真实实验教学资源相结合，可以进一步完善实验教学体系。
（二）实践教学的需要
物流虚拟仿真教学，可以部分或全部替代高危险性、高消耗性、高成本的实践操作环节，从而解决现实实践教学资源不足的问题。高校建设虚拟仿真物流实验室，在学生去企业实习之前，通过仿真教学软件的演练，从理论上了解物流、供应链的具体流程，了解并掌握物流设备的操作方法，然后再去企业参观学习，这样就可以达到事半功倍的效果。
三、建设物流虚拟实训室遵循的原则
建设物流管理虚拟仿真实验教学中心，可达到资源共享、教学互动、不受时空限制、全天候的信息化实验教学目的，对提高学校物流管理专业人才培养质量起到了很好的促进作用。
（一）经济性
实验室使用的设备都是虚拟设备，不存在破坏、磨损等问题，可反复实验、使用，既满足实践教学的需要，又节省了实验经费、进而提高办学的效益。
（二）开放性
虚拟仿真实验操作，可以彻底打破空间的限制，在任何时间、地点可以给任何实验操作者提供学习、工作、研究的实验场所，可以实现实验教学与科学研究的同步进行。
（三）安全性
对一些高危险、高成本、破坏性或极端环境的实验，可在虚拟实验室完成。
（四）灵活性
虚拟实验室尽量采用易维护、易扩充的器件。学生可根据自己设计的实验报告设计、创建归属个人需求的实验模块、或在系统中已有的功能模块的基础上，通过改进、组合的方式建立新的模块。
（五）交互性
在虚拟实验中实验人员，可依据自身的要求，使用虚拟实验室提供的虚拟器件设计、搭建具体实验模型，同时系统可以在实验中提供实验的过程控制功能，而且系统还具有将实验者的操作进行信息的反馈功能。
（六）抗干扰性
可以避免硬件实验带来的实验目的的无关的干扰，如：仪器故障等所造成的影响。
四、物流虚拟仿真实训室设计方案
（一）实训室硬件系统设计方案
物流虚拟仿真实训室的硬件系统主要应由以下四部分组成：物流业务模拟实验室、仓库、控制室、多媒体机房。其中物流业务模拟实验室应具备的基本硬件设备为：条码打印机、POS机、手持终端、电子标签、无线射频采集器。仓库应具备的基本硬件设备为：标准货架、标准托盘、电瓶叉车等。多媒体机房应具备的基本硬件设备为：由服务器、学生机、扫描仪、打印机、数码相机、刻录机、投影仪、电子显示屏等。
（二）实训室软件系统设计方案
物流仿真实训室，以基础认知-技术实验-应用创新的方式，设计物流基础认知平台、智能物流全流程应用创新系统、物流信息技术实践平台三个层次环节，并以理论与实践相结合，虚拟化方式实训和实际物流系统相结合实训，巩固学生的物流专业知识。让学生在实验模拟演练和真实物流场景运营的过程中，掌握运营管理和技术操作开发等实用工作技能，掌握物流全流程的运作系统，从而为将来就业或创业打下良好的基础。物流仿真实训室建设的主要功能模块包含：物流基础学习认知平台：物流电子沙盘系统、供应链实训软件。智能物流全流程应用创新系统：电子商务平台实验系统、物流仓储实验系统(含VR虚拟化仓储系统与物流载体与货物跟踪系统)、生产物流平台实验系统、光指引辅助分拣系统、WEBGIS+运输监控与路径导航平台系统、智能快递柜系统。物流信息技术实践平台：物流信息技术实战训练包、物流信息技术创新应用平台。
（三）ITMC物流电子沙盘软件安装环境要求
1. 服务器配置
处理器：Intel i9 8核，硬盘总容量：4T，内存总容量：32G，硬盘类型：SAS，带19寸液晶屏。
操作系统：windows server 2008/2012
数据库：Sql Server 2008
2. 学生机建议配置
CPU:Intel i5处理器/i7处理器
内存：4G
操作系统：windows 7810
3. Flexsim运行环境
操作系统：Windows2000/XP/Vista
编译系统：Microsoft VC++.NET 2005/2008
CPU：英特尔*奔腾R双核处理器1.73GHz或同等配置以上
内存：最低配置:256M、建议配置:1G
硬盘：最低配置:40G、建议配置:80G
显卡：最低配置:独立显卡NVIDIA GeForce系列、建议配置256M DDR2 NVIDIA GeForce 8300GS
扩展接口：USB端口2个以上
网络环境：局域网允许访问
4. Odoo企业信息管理系统
CPU:Intel处理器4核以上
内存：8G以上
硬盘：50G以上
操作系统：Windows/Linux
软件环境支持：该系统需要Python运行环境
（四）物流电子沙盘系统功能介绍
物流企业信息系统基本操作功能：模拟实现物流服务企业的基本业务操作，主要包含：仓库标准资料管理、办公标准资料管理、运输工具资料管理、人事工资资料信息维护、运输路径地图维护、运输路径规划信息管理、运输货物的出入库管理、货物调拨调整信息管理、订单资料维护、客户资料维护等。
物流企业模拟运营功能：通过模拟数据及模拟客户订单等信息构建虚拟的市场环境，为学生提供模拟物流企业经营的操作界面和实时数据，让学生通过平台操作与互动体验物流企业运营业务的相关操作环节，以多环节、多角色的切换，可以让学生全面体验物流企业日常业务的流程，提高物流知识教学和实训效果。系统要能实现以小组为单位进行数据交互，同一小组内成员可扮演不相同的工作岗位展开并行作业，不同小组之间可以在同一市场环境中互相竞争，并能够对物流企业运营效果进行分析。
学生学习功能：在实验操作的过程中，学生既可以从战略高度来观察物流企业管理与运营的全貌，也可以亲身体验物流管理的主要环节，并学习如何解决实践中将会遇到的各种典型问题。通过模拟实验系统的演练，学生可以进行备货、运输、仓储、物料搬运、配送、订单履行、物流网络设计、存货管理、供应/需求计划、外包管理以及客户服务水平确定等战略、战术、运营层面的决策与实施。
教师管理功能：软件设计要方便教师指导管理、方便学生成绩评价，能够体现评价的公平、公正。系统要能够提供进度监控功能，方便教师掌握各组学生的经营状态，并能够根据学生的模拟操作效果评价学生的学习效果。同时，老师应该能够通过把控系统的时间进度数据来把控整体教学过程。
（五）物流电子沙盘系统的使用方案
1. 拟承担实验课程：
《物流信息管理》(物流管理专业)
2. 拟开设的实验项目：
物流沙盘基本操作实验、运输工具规划模拟实验、货物入库模拟实验、货物运输模拟实验、物流成本管理实验、物流服务企业初期建设运营实践、物流配送中心规划与建设运营实践、物流服务营销与客户管理实践。
3. 年实验人、时数测算：
《物流信息管理》：32×150=4800人时
（六）物流电子沙盘系统预期使用效率
物流电子沙盘软件能够满足物流管理专业的课程实践教学需求。根据实验室评价利用率计算标准，物流电子沙盘软件年预期承担教学任务能够有效提升实验室利用率。如果新的物流电子沙盘软件能够购买并及时投入使用，首先，能够大大提高专业的实训水平，学生通过物流电子沙盘软件，能够更好地掌握物流管理相关知识，提高动手操作能力;此外，该软件有助于专业组织学生参加学科竞赛并取得良好成绩，为学院、专业评估评价添砖加瓦。
五、实施效果
（一）理论与实践教学相统一
在物流管理专业课程讲授的过程中，我们既需要学生掌握理论基础知识，还需要学生掌握实践操作技能。通过虚拟仿真物流实训室，可以为学生提供优质、直观的学习环境，学生通过虚拟仿真物流实验项目的演练，实现了物流运营、操作等流程的仿真模拟，提高了学生对于物流知识的理解与掌握程度;同时虚拟仿真物流实验项目的实施，学生可以直观地了解物流行业的具体应用与实践过程;实践的过程中学生通过构建的物流仿真系统模型，可以很好地了解物流运行的流程;学生可以通过物流仿真项目参与到虚拟的港口物流服务、仓储物流服务，极大地增强了学生学习的积极性，从而提高了学生对于教学知识的掌握程度，有效提升教师的教学效果。
（二）服务于科研项目
通过虚拟仿真物流实验室的使用，师生通过仿真模型的建立，来评估、预测物流系统可行性,检测实际应用物流系统的优势、劣势，通过劣势分析进行研究改进。虚拟仿真物流实验室可为物流专业的相关研究提供科学研究环境、帮助科研人员、师生对仿真技术的深化研究探讨，推动物流专业向快速、智能化的方向发展;虚拟仿真物流实验室可以辅助完成：配送中心物流、生产物流、港航物流、铁路枢纽物流等物流系统科研项目的实施与开展。虚拟仿真物流实验室可以模拟现代物流系统的法杖现状，并为物流行业的发展与不断完善提供依据，进而提升物流科研人员的研究能力、研究深度、广度。
摘要：为解决高校物流管理专业在实验实训教学面临投入大、实施难、危险大、观摩难的问题,进一步探究计算机虚拟仿真技术下的物流实训室建设价值,本论文以高校计算机仿真技术下的物流实训室构建为案例,提出计算机物流仿真实训室的构建方案,规划其基本构建框架,并分析计算机物流仿真实训室的主要功能。计算机物流仿真实训室的构建可有效实现生产物流、配送中心、港口物流以及供应链的仿真,在理实一体化教学、社会服务以及科研项目开发与服务中发挥着不可或缺的重要作用。
关键词：虚拟仿真,物流实训室,实训教学
参考文献
[1] 高红.基于智慧物流的高校物流专业实践策略研究[J].大众投资指南,2019(15).
虚拟仿真电子技术范文第3篇
一、实验教学案例选取
实验实训教学体系是为贯彻“理论为实践服务”、“满足职业岗位的需求、贴近生产实践”, 并注重“课堂讲授与现场实训一体化、学历教育与技能认证相结合”的特色, 重点培养学生应用能力, 强化课程的应用与实践能力, 突出智能到技能的转变过程, 因此特选取贴合生活生产实际的典型洗衣机系统的控制电路设计与仿真这一案例, 结合虚拟仿真技术做以说明。
二、典型洗衣机系统的控制要求与编程实现
(一) 分析控制要求, 确定输入/输出设备及I/O地址分配表
全自动洗衣机的洗衣桶 (外桶) 和脱水桶 (内桶) 同中心安放, 内外桶水流通过小孔相通。外桶固定, 内桶可旋转。进排水由电控系统控制进水电磁阀或排水电磁阀实现。通过洗涤电动机实现正、反转洗涤和甩干。高、低水位液面传感器分别用来检测高、低水位。起动按钮用来起动洗衣机工作;停止按钮用于自动循环停止。根据控制要求, 系统的输入设备是2个按钮和2个液面传感器、以此作为PLC的4个输入点。系统的输出设备是控制“正转洗涤”和“反转洗涤”的2个接触器、控制进水和排水的2个电磁阀以及1个控制脱水的电磁离合器, 以此作为PLC的5个输入点。其I/O地址分配表如表1所示[2]。
(二) PLC程序梯形图设计
该全自动洗衣机的控制过程可用功能图表示如图1所示。将其细化后进而编制系统控制梯形图程序, 可看到本案例综合性较强, 用到了西门子S7-200PLC的典型功能和指令。如定时器指令和计数器指令, 顺序控制指令, 体现了全自动洗衣机的典型工作环节 (正洗计时、正洗暂停计时、反洗计时、反洗暂停计时、脱水计时, 及正反洗小循环计数和大循环计数) 。SM0.1用于对初始步S0.0进行初始化。在运行过程中, 当按下停止按钮SB2时, I0.1为1, 恢复到初始状态。
三、典型洗衣机系统的虚拟PLC程序仿真
使用STEP7-Micro/WIN32编程软件生成项目, 进行全自动洗衣机程序编写和编译, 编译无误后将该程序导出为*.awl文件。
在S7-200SIM窗口中用菜单命令【文件>载入用户程序】, 导入*.awl文件, 如图1所示。PLC机型选择CPU226双口DC/DC/DC, 24DI/16DO, 用户程序导入至左侧显示框, 如图2、图3。
将各子窗口依次设置如下:DI数字量输入, 自IB0起始, 按bit (位) 输入;DQ数字量输出, 自QB0起始, 按bit (位) 输出;STC计数器定时器, S区选择自S0起始, 定时器选择自T37起始, 计数器选择自C0起始。
仿真时, 用鼠标将PLC运行方式开关拨到RUN, 再将DI数字量输入子窗口的I0.0置位 (起动按钮SB1) , 进水电磁阀输出Q0.4变为1, 可通过各子窗口观察程序由初始S0.0步运行至进水S0.1步的状态 (如图4) , 然后手动点鼠标将输入信号I0.2置位以模拟高液位传感器反馈信号, 便可进入正反洗小循环工作环节。图5为运行至正反洗小循环 (正转洗涤15s, 暂停3s, 反转洗涤15s, 暂停3s) 第2次的反转洗涤S0.4阶段的各子窗口状态。
综上, 在软件虚拟环境下改变DI输入进行在线模拟, 可通过各子窗口和CPU上的LED灯状态实时观察所导入程序的运行情况, 实现由编程设计到虚拟仿真运行调试的整个过程, 从而完成全自动洗衣机系统控制程序在线模拟仿真。
四、结语
通过案例, 详细介绍了仿真系统的使用操作要点, 可见将”S7-200SIM”软件应用到PLC教学实验活动中, 可以较好完成原有的实验实训教学内容。通过虚拟仿真技术的应用能更形象生动、实时可视化的观测程序进程, 获得了较好的调试效果。实际运行结果表明:虚拟系统无需实际物理控制对象和硬件设备, 便可实现对PLC控制程序的调试和仿真运行, 节约了设备成本, 又可人机互动, 激发了学生学习兴趣, 使学生学习起来更直观、更容易理解、更容易接受, 辅助学生消化吸收教学内容, 培养学生工程实践能力和创新能力, 提高实验效率与实验效果, 也极大地提高了PLC课程教学的质量和效果。
摘要：机电设备可编程控制器 (PLC) 实验是高职工科机电类学生工程训练、实验实训教学的必修内容之一, 易受到实验设备缺乏、实验成本高、存在安全风险、调试不方便等因素的限制, 针对传统教学效果不理想的现状, 提出了在PLC实验中采用虚拟仿真技术教学的方法, 采用典型案例阐述了实施虚拟仿真的应用过程, 通过人机互动方式完成实训。教学实践表明, 该教学模式激发了学生的学习兴趣, 培养了学生工程实践能力和创新能力, 提高了实验教学效率与效果。
关键词：虚拟仿真,PLC实验实训
参考文献
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[3] 余江.基于案例教学法应用角度下的PLC教学研究[J].滁州职业技术学院学报, 2014 (3) :72-74.
虚拟仿真电子技术范文第4篇
我院3D虚拟旅游实训室建成于2012.9月，总投资200多万，其中硬件配置180万左右，软件配置20万左右。实训室建筑面积230平方米左右，主要配置有一个21米长，156度环绕的投影屏，12台奥图码的高亮度专业投影机，1台惠普高性能专业图形工作站，1台创凯多通道图像数字融合机，1套雅马哈声道环绕立体音响，60台华硕工作主机等，以及一套自动教学录播系统和一套模拟导游实训系统。
利用虚拟现实技术和模拟导游实训系统，可以实现对导游教学环境的仿真模拟，教师和学生都可以身临其境，在景区任意漫游，完成授课、考核等教学环节，将教学与实训相结合，提高学生的实际操作能力，提高教学效率。
自动教学录播系统可以对教师上课操作实现即时在线直播录制重播，使所有学生都可看清教师授课场景，如有学生请假未到，下次上课可以观看重播。同时学生的演练都可以录制回放，便于自我纠正和提高。此外实训室支持多人同时语音交谈，可以作为多媒体语音教室，用于大型会议、讲座、培训等。
虚拟仿真电子技术范文第5篇
1 目前油田化学实验教学面临的主要问题
(1) 实验课时量严重不足, 无法保证理论知识有效巩固目前石油工程专业的《油田化学》课程的课时只有60学时, 其中油田化学实验课时只有8个学时, 学生可现实操作的只有8个, 其他2个综合性实验是有兴趣的学生自己预约实验, 在实验教师的指导下, 自己设计操作。而实际上目前涉及油田化学的实验有六大部分, 共计21个实验, 因此, 如何制定出最优的教学模式, 使学生对理论知识与操作技能掌握的更全面。
(2) 面临大量化学试剂的严重污染和安全问题油田化学实验所用的化学试剂, 涉及的特别是有机化合物或多或少都存在一定的毒性或者腐蚀性, 废弃化学药品, 不仅会腐蚀实验室的的水管线, 而且会造成严重的化学水污染。钻井液实验产生大量的废弃泥浆和水泥浆, 废弃物体系非常复杂, 体系中含有大量的有毒有害物质, 而且具有一定的粘度和固相物质。因此, 如何解决油田化学实验室化学试剂的污染问题, 同时又能获得最佳的实验教学效果。
(3) 实验教学成本逐渐加大油田化学实验所采用的实验材料和试剂成本较高, 特别是一些专有材料, 比较昂贵, 油田化学的实验材料费, 一般是学校财政拨款和实验室运行经费, 经费有限, 审批有一定的过程。办学成本成为一个不可避免的现实问题, 也是实验教学面临的一大难题, 化学实验需要实验设备和大量的实验试剂, 耗费相当大, 因此, 如何降低油田化学的实验成本, 减轻学校的经济负担也是一个值得思考的问题。
2 油田化学虚拟仿真实验体系建设
设想的实验体系为三个层次, 第一:设计典型虚拟仿真实验, 包括表面活性剂类型鉴别虚拟实验、聚丙烯酰胺的合成与水解虚拟实验、土酸酸液的配制虚拟实验、胍胶压裂液配制虚拟实验。第二:动画型虚拟仿真实验;主要包括化学驱油过程虚拟实验, 化学堵水剂过程虚拟实验等目前无法实现完全可操作的网络虚拟实验, 采用实验过程动画化, 这类实验采用两种方式来完成, 一种是先期教学过程中供学生演示的动态实验, 一种是拍摄每个实验操作的全过程, 供学生熟悉和掌握实验的整个流程。第三:集成第三方优势虚拟仿真实验, 针对油田化学领域, 目前本校无法做到完全虚拟实验, 比如钻井液完井液性能评价虚拟实验, 水泥浆性能评价虚拟实验, 污水絮凝剂评价实验等可以借鉴目前国内石油相关院校及其他院校的成熟实验资源。
3 油田化学虚拟仿真实验功能与特色
(1) 预习实验和复习实验的功能传统实验中学生在实验过程中, 跟着设定好的实验步骤做, 缺乏主观能动性, 课前应让学生做好充分的实验准备, 特别要做好实验前的预习, 从而提高实验的效果。但纯文字的预习理解加大了预习的难度, 如果预习能边看文字材料, 边在电脑上操作虚拟仿真实验, 甚至在关键步骤还能够通过互动亲手点击操作, 对于学生理解实验原理、明确实验目的、理清实验步骤、自然而然理解油田化学实验知识起到很好的作用[2]。
(2) 有利于培养学生的创新意识如果学生能通过油田化学的虚拟仿真平台进行实验操作, 选择感兴趣的实验内容, 学生的可操作性比较强, 实验安全系数也比较高, 实验系统具有很强的识别功能, 操作如果出现错误, 系统会提示错误, 只有修改正确后才会停止提示, 也不用担心设备损坏, 在这种环境下实验, 既能建立学生的创新空间, 也能培养学生的创新意识。
(3) 可进行危险性高, 成本高的实验油田化学中的部分危险性实验, 可以通过电脑虚拟环境直观展示实验过程, 利用计算机模拟出可展现宏观和微观的实验变化过程, 可把抽象的概念形象化透过现象看本质, 能直观、安全地进行平时实验室无法做的危险性、不可逆、微观的、抽象的实验操作。比如钻井液性能评价中需要测试钻井液在高温高压环境中的流变性, 在现实实验中高温和高压环境具有大的危险性, 如果把该实验集成在油田化学虚拟仿真平台上, 学生可以安全的, 甚至反复的操作该实验, 达到身临其境的模拟效果, 理解更加深刻。
(4) 虚拟实验设计应具有步骤模式和纠错功能实验可以设计成按照完成上一个步骤, 才可以点击下一个步骤的模式进行, 只有上一步操作正确, 才能进行下一步实验, 这不仅能让学生更加深刻的理解具体的实验步骤, 而且能使学生很快掌握正确的实验步骤[3]。另外虚拟实验中设计引入纠错功能, 若某个步骤操作失误, 系统就会提醒操作错误, 而且可以提示, 错误的操作步骤可能是什么原因造成的, 提醒学生进行正确的操作, 引入错误结果, 让学生真正了解实验的过程, 以及实验中需要注意的要点。
摘要：虚拟仿真实验具有可实现多次重复、安全环保、成本低廉、节约能源的特点。论文分析了油田化学虚拟实验室建设的必要性、构建了实验教学体系, 讨论了油田化学虚拟实验室建设的功能与特色。
关键词：油田化学,虚拟仿真,实验室建设,组织管理,建设设想
参考文献
[1] 李家明.仿真在化学实验教学中的应用探讨[J].钦州学院学报, 2011, (6) :65-68.
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