基于虚拟仿真的电气工程专业 实践教学改革探析

分析了虚拟仿真实践教学存在的问题,提出了基于虚拟仿真的电气工程实践教学改革的主要内容与需要解决的关键问题.首先介绍了基于虚拟仿真的电气工程实践教学改革的主要内容,即优化递进式的电气工程虚拟仿真实践教学体系;构建多层次的电气工程专业优质虚拟仿真教学资源;形成混合式电气工程专业的虚拟仿真实践教学模式.然后介绍了基于虚拟仿真的电气工程实践教学改革需要解决的关键问题,即完善立体化的电气工程专业实践教学体系;构建模块化的电气工程专业虚拟仿真实践教学资源;探索多模式的电气工程专业虚拟仿真实践教学模式.通过电气工程专业虚拟仿真实践课程教学的改革,提高了学生工程实践能力和科研创新能力.     

直流电路特性研究实验的远程在线虚拟实验对学习效果的提升

远程在线虚拟实验将实验室中真实的仪器设备和实验装置与虚拟界面连通,使学生的实验操作拓展到课堂外。直流电路特性研究实验是电气工程及自动化专业入门实验。本文介绍了将远程在线虚拟实验与直流电路特性研究实验相结合的方法,给教学带来了促进和改善作用。     

基于GNS3的网络虚拟实验平台

工程实践是提高计算机专业和网络工程专业学生动手能力的重要途径,将虚拟实验平台引入计算机网络的实验教学中,可以弥补网络实验室由于资金、设备数量等方面的不足,大大提高实验开出率和实验的效果.为此,介绍了基于GNS3的网络虚拟实验平台环境,然后以一个较大规模的OSPF网络为例展示了GNS3的强大功能.通过在教学中将GNS3虚拟实验平台与真实设备实验相结合的实践表明,可以达到较理想的教学效果.     

网络专业实验方法探讨

实验是计算机网络专业教学中必不可少的一个环节.本文尝试探讨如何以较小的投入、灵活的方式来完成网络专业的实验,达到教学的要求.并在此基础上讨论虚拟网络实验的可行性.     

基于虚拟现实技术的电气工程专业实验平台开发

在分析电气工程专业实验平台技术特点的基础上,设计了基于虚拟现实技术的电气工程专业实验平台,对其内部模块选配原则、功能划分和适用性进行详述。介绍了使用3ds Max构建电力设备模型,利用Irrlicht SDK生成虚拟电力系统环境的方法及其程序代码执行流程。实施效果表明,新型实验平台生成的虚拟电力系统环境沉浸感较好,运行效率较高。     

“单反数码相机基本操作”虚拟实验的开发

虚拟实验是依托虚拟现实技术产生和发展的一种新型实验环境.文章以教学设计理论为基础,结合虚拟场景建模技术与交互式虚拟展示技术,以EON Studio虚拟现实软件为平台实现了“单反数码相机基本操作”虚拟实验的开发,力图使其成为联结摄影理论教学与实验教学的桥梁.     

电气工程虚拟仿真实验教学平台

电气工程专业实验教学面临强电威胁,加之电网不允许破环性实验,因而虚拟仿真实验成为发展方向。本文主要介绍了广西大学虚拟实验室建设平台,包括电力云调度仿真教学平台、电力系统动态模拟与虚拟仿真一体化仿真教学平台、变电站运行虚拟仿真和虚拟电工/电子技术系统仿真教学平台。     

虚实结合的高速铁路受电弓-接触网仿真交互实验系统设计

针对高速铁路牵引供电相关专业学生在实践教学中面临的风险大、费用高、复杂环节难以开展等问题,综合运用实物仿真、虚拟仿真和虚实交互技术,开发了虚实结合的高速铁路受电弓-接触网仿真交互实验系统。首先,依据实际工程数据,等比例搭建受电弓、动车组及接触网等实体和三维仿真模型。然后分别设计高速铁路弓网运行现实场景和虚拟场景,通过虚实交互设计实现现实场景与虚拟场景的数据交互,真实再现弓网运行过程。在此基础上,在虚拟场景中设置弓网故障、电气联结故障、绝缘故障等高速铁路接触网主要故障类型,并利用Unity虚拟现实引擎进行虚拟交互开发,实现接触网检修维护仿真模拟,为在校学生实践教学和铁路企业员工培训提供一种新的途径。     

电力系统自动化综合实验系统设计与建设

电力系统自动化实验是电气工程专业实践教学体系的一个重要组成部分。电力系统自动化综合实验系统模拟一个有多种组态方式的多机电力系统,采用工业级的继电保护和自动装置。该系统的实验项目涵盖多门专业课程的实验、实习内容,为学生建立一个电力系统的整体概念。     

虚拟网络安全实验平台

针对高校计算机网络和信息安全专业的教学和实验需要,提出了融合虚拟软件技术、虚拟蜜罐技术和网络嗅探与分析技术共同来构建虚拟网络安全实验平台.分析了虚拟实验平台所使用的各种技术,介绍了该平台的设计和实现方法,并在教学和实验中对该平台做了全面的测试.结果表明,本设计可以虚拟网络环境,帮助教师完成各种攻防实验测试以及网络操作和管理的教学和实验任务.     

电气工程虚拟实验室的设计与实施

本文介绍省重点实验室“电气工程虚拟实验室”的设计与实施 ,提出了虚拟现实技术进入高校教学 ,提出综合运用多媒体技术、虚拟现实技术和网络技术 ,避免采用数据头盔等极其昂贵设备的半实物虚拟仿真方案 ,以解决高校普遍存在的实训设备不足、型号落后、难以更新换代跟上科技发展 ,及解决不可视、不可摸、不可入、危险性场所的实验等问题。这种方式正向虚拟教学发展 ,省教育厅已立项我院作为广州石牌六校“网上虚拟教学”试点 ,与国外技术接轨的虚拟大学模式试验正在进行     

基于网络的现代教育技术虚拟实验系统构建

本文介绍了现代教育技术虚拟实验系统的设计与开发,重点对虚拟实验系统的教学设计目标、系统内容构成、虚拟场景构建和关键技术进行了研究和探讨,为现代教育技术实验教学、虚拟实验系统的开发提供了一定的参考。     

基于网络的现代教育技术虚拟实验系统构建

本文介绍了现代教育技术虚拟实验系统的设计与开发,重点对虚拟实验系统的教学设计目标、系统内容构成、虚拟场景构建和关键技术进行了研究和探讨,为现代教育技术实验教学、虚拟实验系统的开发提供了一定的参考。     

沉浸式虚拟仿真实验案例设计与开发

利用虚拟现实技术设计了一个包含脚本设计、三维建模、场景搭建及交互功能的ZYJ7电液转辙机虚拟仿真实验。用3ds MAX和IdeaVR设计虚拟现实交互场景,用交互大屏、带有刚体的3D主动立体眼镜及红外MotionCamera相机等交互设备实现虚拟拆装、动作原理动画、视频讲解、PPT介绍及答题考试等功能。通过案例设计,帮助学生熟悉虚拟仿真实验的开发过程,掌握建模、虚拟场景设计、实现交互控制的方法。     

内弹道虚拟实验系统设计与开发

内弹道实验是高校武器类专业实验教学中不可缺少的环节,由于受实验的危险性、过程的迅速性以及设备成本昂贵的影响,内弹道在实际教学过程中难以开展。以弹丸初速测试和膛压测试两个典型的实验为例,将虚拟现实技术引入传统的内弹道实验,建立了形象、直观的实时虚拟实验场景,通过内弹道仿真解算模拟实际的物理过程,利用Unity3D引擎开发出具有良好的视觉沉浸感和交互性的内弹道虚拟实验系统。经中北大学兵器虚拟仿真实验教学中心的教学实践表明内弹道虚拟实验系统节省了实验经费,提高了实验时间和空间的灵活性,具有较好的实用和推广价值。     

电气工程学科实验平台的建设与开发

广西大学实验发电厂计算机监控系统是基于现代电力系统高度自动化的模拟厂网运行的综合实验系统,该套系统可以进行发电厂、电网运行和控制的实验,能给本科生以及研究生教学提供一个综合的电力系统物理仿真实验系统,其内容覆盖了电气工程专业的大部分专业实验,满足本科生教学和部分研究生的科研工作,成为电气工程学科提升学生素质教育的教学科研实验平台。     

虚实结合电气类实验实训教学模式的研究与应用

虚拟仿真实验具有不受时间、空间的限制,安全、方便,可以对多种实验场景和工作状态进行模拟和运行的特点,同时也存在理想化和缺乏真实实验环境等不足。针对电气类专业特点,通过以虚拟仿真实验对现有实验设备进行有效的补充,并探索新的试验实训教学模式,并在实际教学应用中取得了良好的教学效果。     

生物质气体液化过程的虚拟实验开发

为解决高校人才培养方案中开展实习实训环节的困难,开发出一套生物质气体液化过程的虚拟实验。实验的基础是工艺过程的开发,包含过程参数的计算、设备的选型及设备和管道的布置。虚拟实验的交互设计过程包括装置搭建过程和装置运行过程两个部分,在设计过程中需要不断提取工艺开发过程中的有效数据。采用3D Studio Max进行三维建模及场景的搭建,采用Unity3D开发引擎设计出交互操作的步骤。开发结果展示了所有设备、连接管道和支架的空间视图。最后提出了虚拟与实际情境相结合以及拓展不同教学环节的讨论。     

三维虚拟光学基础实验系统设计及教学模式创新

为有效解决实验教学中存在的突出问题,提出虚拟实验系统的构建策略,研究三维场景控制、角色动画、碰撞检测等关键技术。采用3DVL三维图形实时动画技术和VC开发工具,设计了三维虚拟光学基础实验教学系统,构建出高真实感的虚拟化实验学习环境,展示仪器设备的结构、操作和工作机理,模拟实验过程和实验现象,提供有效的交互手段和用户界面,并进行了教学应用。实际表明,利用虚拟实验手段去改革传统的实验教学模式,能够促进学生对实验设备和实验过程的理解和掌握,提升教和学的效率,也便于教师进行针对性的教学,效果改善明显,具有推广价值。     

复合材料干压成型虚拟仿真实验的创新与实践

论文以郑州大学材料科学与工程专业的必修课“综合实验”课程中的“复合材料干压成型虚拟仿真实验”为例,围绕虚拟仿真实验的背景、意义和作用,以及所开发的复合材料干压成型虚拟仿真实验原理、知识点、核心要素仿真设计、教学特色、系统构架、考核方式及建设成效等,多方面阐述了虚拟仿真实验教学的创新与实践。