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虚拟仿真教学实验平台-虚拟仿真教学应用

发布时间:2023-07-31

编辑人:灵图互动

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虚拟仿真教学实验平台将虚拟现实技术与传统教学相结合,在计算机中构建虚拟教学环境,不但模拟了现实生产现场的工艺流程,还通过3D视频演示出现场作业的情况,对不同重点设备进行单一解剖,使学生更为直观的认识了解重要设备的构造和工作原理,其次,学生还可以在虚拟操作系统中模拟实际操作,进而理解并掌握生产工艺,促进了学生专业知识方面的理解,提高了学生的实践操作能力和创新能力。

1. 虚拟仿真教学实验平台建设内容

1.1 教学工厂

大量的现场3D动画和图片生动地展现了真实生产全过程和主要设备参数及设备结构。教师根据工程教育、生产实习、毕业实习的不同实践类型及实践目的,来制定和编写仿真实践平台的实践教学大纲、教学内容、学时分配,进而有针对性地来确定学生仿真实践的培训计划、培训方案,丰富了课件资源,将一些知识内容相互结合,充分解决在不同实习中的教学问题。

1.2 虚拟仿真操作系统

虚拟仿真操作系统有许多模型,其中包括严格的工艺模型和数学模型,以及操作仿真模型和后台数据库模型,在成型加工进程中,它们能保证实时的必要数据和必要结果,从而达到仿真操作的目的。

1.3 虚拟仿真教学资源库建设

丰富的虚拟仿真教学资源包括虚拟的3D动画和图片以及配套的设备控件等,教师可以很方便的设置多媒体电子教案和根据不同的需要添加媒体资源,从而给学生在专业知识上有着良好的授课效果,同时该资源库可以借助网络资源扩展相关知识点,从而实现资源库的补充。

2. 虚拟仿真教学应用

2.1 虚拟仿真教学实验平台在课程教学中的应用

本文以材料成型专业中的轧钢工艺学课程为例,在轧钢工艺学这门课程中,通过建立中厚板的连续加热轧制虚拟仿真教学实验平台,不仅可对控制系统中的算法和工艺模型能进行计算和分析,也可以设计系统的参数和调控系统的结构。将中厚板热连轧仿真系统与控制系统相结合起来,使学生对轧制压下规程有更为形象直观的认识和更为精准的计算过程,让学生能够通过简单的方法去学习轧钢工艺学这门课程,为教学提供了非常便利。

2.2 虚拟仿真教学实验平台在实习中的应用

材料成型专业的生产实习、毕业实习等实践环节通常是在生产现场进行,但由于存在实习费用高、危险系数大等难题,无法保证实训效果。而虚拟仿真教学实验平台所构建的虚拟画面形象逼真、设备动作准确,同时清楚的展现了轧钢生产的每一环节,以及精准的轧制时间、轧制周期、轧机距离等一系列参数都可以让学生一目了然,这些都增强了学生的感性认识,也给予学生在独立建模过程中的一定指导和帮助。

同时,通过将虚拟仿真教学实验平台作为虚拟仿真实践系统中的工艺模型和数学模型的关键工艺数据接口,学生可以修改工艺参数并实施仿真过程,提高了学生的动手能力。

2.3 虚拟仿真教学实验平台在毕业设计中的应用

毕业设计是检验学生学习成果的一种有效方式,但由于高校的教学条件、设计时间以及研究经费等的制约,学生在做毕业设计时,所设计的具体内容与现实的生产过程严重不匹配。通过虚拟仿真教学实验平台能够指导学生更轻松的完成毕业设计,例如,中厚板虚拟仿真的压下规程,在输入板坯厚度、宽度、板坯长度、成品厚度、成品宽度后,就会详细的介绍每道次的轧制厚度、轧制速度、相对变形量等数据,同时能计算出总的轧制道次数。这为学生毕业设计图纸的绘制提供了最有利的资源,也增加了学生对毕业设计的兴趣性,并且也扩充了知识量,从而确保了本专业的毕业设计质量。

虚拟仿真教学实验平台通过虚实结合的教学方式,让学生在最短的时间内加深对专业知识的理解,也能提高学生解决现场实际问题的能力,使学生可以深刻地掌握相关的专业知识,也可以更好的加强教学质量。

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