虚拟仪器的开发和应用

虚拟仪器的开发和应用（精选十篇）

虚拟仪器的开发和应用 篇1

我们开发和研制的工程力学虚拟实验室是利用虚拟现实技术和多种实用软件融合开发, 同时应用Matlab作为计算平台, 为学生提供一个逼真的虚拟实验环境, 建成了具有形象化展示功能、强大的交互性能、仪器设备动态参数实时调整、机械运动动态显现、实验数据采集和实时处理等优点的虚拟实验室。工程力学虚拟实验室的实验环境、实验对象、实验过程具有可创造、可重复、可再生性, 与实物实验相比, 可以节省大量人力、物力和财力, 并能实现教学资源的充分共享, 促进教学资源的开发与建设, 同时产生良好的经济效益。该虚拟实验室无论是技术性能、实验功能和实用价值, 都是目前国内先进的工程力学虚拟实验室, 具有推广和应用价值。

一、工程力学虚拟实验室研发的关键技术

1. 虚拟现实 (VRML) 技术

虚拟现实 (VRML) 技术是一种为完成虚拟现实的软件实现而开发的语言, 它是一种基于计算机技术构建的沉浸式交互环境, 其目的是提供一种网上虚拟世界的描述方法;是用VRML的浏览器能读懂的、用文本格式来描述的世界和链接, 通过支持VRML的浏览器就可以解释执行并显示所有建立的三维场景, 并能够在三维世界中进行实时移动和实时操纵。VRML具有交互性、支持多媒体、平台无关、结构化、可重组、易扩展、标准化等特点, 因此, 特别适用于虚拟实验环境的构建。

工程力学虚拟实验室是依托虚拟现实技术而研制开发的一种实验室模式。传统的人-机界面系统中, 用户是一个外部的观察者, 通过显示屏窗口观察计算机内的合成环境。而虚拟现实技术能够生成实时的、具有逼真感的虚拟环境, 操作人员可以进入其中, 产生身临其境之感, 并像在真实世界中一样地与该环境进行实时操纵和相互交流。图1是进入该虚拟实验室的三维界面。

2. 多种软件融合技术

应用多种软件融合开发的技术, 充分发挥各种软件的优点。如在3D Studio MAX中建立各种三维物体, 再将这些物体以“.wrl”格式导入VRML中, 编辑它们在虚拟现实世界的位置关系, 形成一个统一的整体世界。编程和控制应用Delphe软件, 不仅编程功能强大, 而且系统较小, 保证运行速度。图2是工程力学虚拟实验室系统组成框图。

工程力学虚拟实验室中的机械振动部分是一个非常复杂的要模拟真实环境中机械的运动过程、振动等需要复杂的数学运算, 因此, 一种高效的数学运算工具是系统仿真精度和速度的基础。

Matlab是一种面向科学与工程计算的高级语言, 目前已发展成为国际上先进的科技应用软件之一, 其强大的科学计算与可视化功能、简单易用的开放式可扩展环境及面向不同领域而扩展的工具箱支持, 使Matlab在许多学科领域成为计算机辅助设计与分析、算法研究及应用开发的基本工具和首选平台, Matlab的强大功能使之广泛应用于许多课程的教学或实验环境中, 并取得良好效果。

Matlab提供的虚拟现实工具箱为能在一个三维虚拟现实环境中进行可视化操作和与动态系统进行交互提供了一种解决方案, 用户可以通过Simulink这一接口在一个虚拟真实的三维模型中观察动态系统的模拟。但是, Matlab由于图形用户界面的设计与开发功能与其他编程软件相对较弱。因此, 在虚拟实验室建立过程中, 选择Delphe语言进行总体设计, 将Matlab主要作为计算工具, 通过数据通讯将VRML与Matlab有机的结合起来, 实现实验的动态虚拟。

二、主要功能

从使用角度来讲, 该虚拟实验室具有自主学习、实验预习、课堂讲授、交互操作、实验研究、网上教学、实验报告评阅等功能。同时, 虚拟实验室能够对实验中产生的各种数据进行实时记录和分析, 具有围绕实验教学所需要的其他辅助功能, 如实验目的、原理和要求的讲解, 实验仪器、设备使用的帮助等。图3是工程力学虚拟实验室的程序结构框图。

从软件系统设计来讲, 该虚拟实验室具备以下功能:

1. 真实性功能

该虚拟实验室具有分布式、交互性、多媒体集成、境界逼真等众多优越的特征, 因其强大的虚拟现实能力而具有较强的真实性。图4为材料万能试验机场景。

2. 交互性功能

该虚拟实验室具有很强的交互功能, 在虚拟实验过程中可以随意改变和调整有关参数, 观察实验结果。虚拟实验室还可实现真实实验环境无法完成的实验功能, 有利于激发学生的求知欲和创造欲。图5是进行低碳钢材料力学拉伸试验的场景, 系统可以实现试验力、位移、拉伸速度等多种参数的调节和设置, 同时可实时观察拉伸试验曲线, 并能对曲线进行多种数据处理。

3. 扩展性功能

该虚拟实验室配备有各种库, 包括虚拟实验设备库、虚拟仪器库、虚拟材料素材库、虚拟资料库、帮助知识库等, 可以方便地实现实验仪器、材料等的增加和扩充, 新的实验设备、仪器和材料特性, 均可方便地增加到对应库中, 扩展性功能很强。图6是扭转实验室场景。

4. 实用性功能

虚拟实验室可以开出的实验很多, 包括理论力学、材料力学、工程力学、振动基础等课程的大量实验, 能很好地满足学生自主学习和课外学习的要求, 在一定程度上还可满足学生科研的需要。

5. 经济性功能

材料力学传统实验所需设备价格昂贵, 损耗大, 实验成本高。而虚拟设备不需消耗试件、没有磨损、破坏, 可反复使用, 经济效益明显。仅以我院每年的材料力学和工程力学实验为例, 应用虚拟实验室后, 仅试件费用可节约2万元。

三、主要特点

1.该虚拟实验室具有丰富的素材库, 其中材料力学实验素材库包括低碳钢、铸铁、铝、铜等多种材料试件;虚拟仪器库包括信号发生器、示波器、功率放大器等仪器, 可以方便地组成各种振动机构实验。各种素材库具有增加、扩充功能。

2.该虚拟实验室采用包括VRML, Matlab, Delphe, 3DMAX等多种软件协同开发, 以Delphe作为编程和控制软件, 引擎功能强大、使用灵活且易于控制。具有逼真的虚拟环境, 很强的交互性、仪器设备可以实现动态参数调整等优点, Matlab作为计算平台, 实时向运动机构传送数据, 实现机械运动的动态性和实时性功能。

四、应用与发展前景

包括理论力学、工程力学、振动理论等在内的系列力学课程, 具有理论性、逻辑性、抽象性强的特点, 学生通常都会感到枯燥难学。实验演示或者学生动手实验, 可以帮助学生理解学习内容。但是, 由于目前高校的实验课的开设, 受到经费、学时、场地、设备等硬件条件的限制, 许多通过实验演示更容易使学生理解的课程内容, 因为缺乏实验支撑, 影响了教学效果。同时在实验操作时, 由于任何一个实际系统都是多参数的系统, 其输出受到多种条件的影响。真实实验通常是观察在少数 (常设定为一个) 参数条件变化时, 系统的输出结果。这样, 就会出现由于实验条件的控制和调试出现偏差, 得不到应得的结果, 引起学生的误会, 达不到理想的教学效果。

工程力学虚拟实验室的建成在很大程度上解决了教学设备不足的矛盾, 并且突破了时间和空间的限制, 极大地激发学生的学习热情, 有利于扩大实验教学的受益面。该虚拟实验室2004年12月建成并投入教学以来, 先后在2004级-2007级相关专业学员中使用, 直接受益学员3000多人。虚拟实验室还为学员进行课外活动提供了实验平台, 几年来先后有部分学员利用虚拟实验室进行动力吸振器、复合材料力学性能实验等研究, 还有20多名学员利用虚拟实验室进行的有关动力学实验毕业设计。

另外, 教员在相关力学课程的教学中可随时利用该虚拟实验室进行课堂实验和演示, 按照讲解、分析的内容, 严格控制实验条件, 得到准确的实验结论, 很方便地实现理论教学和实验教学的融合, 是力学课程信息化教学的重要标志和有效手段。几年来先后将虚拟实验室直接引入理论力学、工程力学、材料力学和振动基础等本科课程教学中, 教学效果明显。比如, 材料力学实验室通常只能安排低碳钢、铸铁等典型材料的力学性能实验, 对于大量的其它材料只能理论介绍, 特别是新型复合材料更缺乏实验条件, 在一定程度上影响教学质量。应用虚拟实验室后就从根本上解决了这个问题, 我们的虚拟实验室材料素材库有30多种材料可供选择, 而且素材库还可以方便地进行新材料的扩充。教员在课堂上可随时打开虚拟实验室为学员做材料力学性能实验, 极大地提高了学员的学习兴趣和效果。再比如理论力学和振动基础课程, 由于受学时和实验设备数量等条件限制, 按课程标准安排的振动实验内容有限, 一些实验内容由学员课后通过虚拟实验室完成, 效果很好。特别是虚拟实验室还能实现很多真实实验室无法实现或很难实现的项目, 如拍现象、共振等虚拟实验, 对学员理解理论知识有很大帮助。

工程力学虚拟实验室提供了一个真实、交互性强、开放性好的网上虚拟实验环境, 有助于提高军队院校理论力学、材料力学、工程力学和振动理论等课程的教学质量, 促进学员学习的自主性和实践性, 培养和提高学员的动手能力和实际操作能力, 具有广阔的应用前景和推广价值。

摘要：开发的高校工程力学虚拟实验室, 是利用虚拟现实技术和多种实用软件融合开发, 该系统应用Matlab作为计算平台, 为学生提供一个逼真的虚拟实验环境, 建成了具有形象化展示功能、强大的交互性能、仪器设备动态参数实时调整、机械运动动态显现、实验数据采集和实时处理等优点的虚拟实验室。

关键词：工程力学,虚拟实验,教学应用

参考文献

[1]石新民, 郝整清.基于MATLAB的实用数值计算[M].北京:北京交通大学出版社, 2006.

[2]范永开.网上虚拟实验室的建设方案与实现[J].工程学报, 2001 (4) :15

[3]阳化冰, 刘忠丽.虚拟现实构造语言V R M L[M].北京:北京航空航天大学出版社, 2000

虚拟仪器的开发和应用 篇2

虚拟样机技术在LGJ-18C冷冻干燥机开发中的应用

介绍了虚拟样机的概念和应用,并基于CATIA V5建立了LGJ-18C型冷冻干燥机的数字化虚拟样机,完成了虚拟样机的参数化设计.阐述了虚拟样机技术在LGJ-18C型冷冻干燥机设计过程中发挥的`作用,并初步提出了LGJ-18C型冷冻干爆机的功能虚拟样机,展望了虚拟样机技术在冷冻干燥机研制中的应用前景.

作 者：魏建仓 江建华 WEI Jian-cang JIANG Jian-hua 作者单位：军事医学科学院,实验仪器厂,北京,100850刊 名：医疗卫生装备 ISTIC英文刊名：CHINESE MEDICAL EQUIPMENT JOURNAL年，卷(期)：30(2)分类号：V260.5关键词：虚拟样机 冷冻干燥机 CATIA 参数化设计

虚拟仪器的开发和应用 篇3

【摘要】随着信息技术在高职实践教学中的应用，虚拟仿真实训平台越来越受到关注。本文以宁波城市职业技术学院的教研课题为依托，在客观分析虚拟仿真实训平台应用现状的基础上，以高职教学中较为重要的综合课程为方向，对虚拟仿真实训平台开发目标定位、开发原则及应用中注意的问题进行了分析。

【关键词】虚拟仿真  实训平台  目标定位  开发原则  应用思考

【中图分类号】G71 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）32-0240-02

一、综合课程虚拟仿真实训平台开发应用现状

1.综合课程

在构建高职课程体系时，会设置一些起“综合作用”的课程，通过这些综合课程，将相关几门课程的知识、能力和素质进行综合，根据实施时间阶段综合课程可以有专业技术基础综合课程、岗位能力综合课程及专业综合课程。综合的目标就是整合该几门课程的核心技术，实现综合应用;综合的手段是按照综合的目标和整合的内容选择合适的教学载体，所以，综合课程的教学载体一定是综合化的，一般取自于企业的真实工作项目。

2.虚拟仿真实训平台

仿真实训教学是近十几年来发展普及起来的一种虚拟现实的实践教学模式，它通过应用计算机、网络和仿真软件，模拟仿真实际工作场所和岗位的环境、设备、开发系统，以及企业的产品设计和生产工作过程，学生通过这样的环境进行仿真训练，提高实践能力。

近几年，由于互联网的应用，仿真实训教学的系统和资源从单机、本地模式逐步向网络化、异地远程方面发展，即构成仿真实训平台。借助于互联网平台的优势实现实训教学互联网化、共享化和便捷化，参与仿真实训的师生随时随地可以进行操作、分享、交互、交流，提高了实训教学的实时性、交互性和综合性。

3.开发应用存在问题

（1）系统性差。各种仿真实训教学软件缺乏统一的集中管理，没有真正按照专业和课程培养目标的体系组织资源;

（2）资源的综合性不够。所提供的资源仅仅针对于单项的知识技能训练，没有体现出综合能力的提升，训练项目缺乏生产性、工程性和职业性。

（3）可扩展性、开放性差。无法支持课程和相应实验的对接，不能实现和相关教学资源管理平台的扩展。

（4）虚实结合方式体现不够。仿真实训教学虽然能够在实验设备台套数不足、实验耗材昂贵、无法经常性到达工程现场、存在安全隐患等方面克服制约因素，但目前的技术还不能完全达到和现场一样的效果，尤其是一些工科的专业实训。所以，仿真实训只是辅助学生掌握实践技能的一种有效的技术手段。

（5）考核、鉴定功能不足

作为实训平台，考核功能是必备的，但当前的平台多数不具备考核功能，即使有考核功能的平台，其考核方式基本以结果为主，不能体现综合性实训知识与技能综合应用的过程与程度。同时，许多实训平台还要面向社会和企业学习者，进行培训和技能鉴定。

4.开发应用趋势

“互联网+”时代到来及现代高职人才培养模式对虚拟仿真实训平台开发应用产生了综合影响，从技术的角度向仿真深度加深、开放性更强、共享推广更便捷方向发展，从教学应用角度向训练项目的综合性及生产性、实训技术虚实结合提高真实性、实训平台和其他在线教学平台的融合以及加强考核鉴定方向发展。

二、综合课程虚拟仿真实训平台开发目标定位

1.应用功能定位

综合课程虚拟仿真实训平台功能定位在学生“综合能力”的训练和提升方面，考虑到和行业职业标准对接的需要，综合能力的定位以“三级”（高级工）为主，适度兼顾“二级”（技师）。根据这些技能等级的训练和考核需要，确定应用功能。

2.应用方法定位

训练方式方法要与高职课程模式匹配，采用“项目引领、任务驱动”模式，项目载体必须来自于企业现场，一般是围绕着岗位的核心能力提出的，能够综合2-3门课程的核心知识和关键能力，提高实训的综合性。

3.应用效能定位

应用效能体现在两个方面，一是满足在校生随时随地应用操作的要求，可以满足课堂需要，也可满足“翻转课堂”课前预习、课后巩固的需要。二是满足行业、企业等社会技能鉴定训练、自我测试的需要。

4.技术路线定位

从平台信息技术的角度，要采用当前最流行的开发技术，并同时兼顾到移动端的应用需要，配置苹果和安卓两个版本。另外，如果含有专门的专业软件或设备参与进来的课程，还要考虑平台如何与这些软件、系统对接的问题。

从项目及训练、考核过程虚拟化的技术角度，要兼顾“虚实结合”的理念。较为单一的技术技能训练可以采用完全虚拟化的技术路线，但对于综合的项目，必须采用“虚实结合”技术模式，现场操作时，技术开发采用专业开发软件，控制器采用现场设备，控制对象采用多种多样的虚拟对象代替;远程操作时，可采用虚拟机形式，仍以专业开发软件为开发工具远程操作，控制对象采用虚拟对象，现场控制器的工作状态通过视频或通讯手段进行采集，远程虚拟仿真显示方式。

三、综合课程虚拟仿真实训平台开发原则

1.以典型项目或工作任务为载体，客观呈现真实工作情景

职业教育虚拟仿真实训平台开发应虚拟真实的工作情境，采用典型的作品或工作任务，按照真实的工作流程来开发。

2.以职业岗位广泛应用的最新技术为重点，通过“虚实结合”提升现场性和真实感

职业教育虚拟仿真实训平台开发应在科学分析的基础上，整合该专业领域广泛应用的最新技术，确定若干个核心技能项目作为平台的主体内容。采用最新技术手段，将学校或企业的真实设备和实训平台进行有效联接，通过“虚实结合”提升现场性和真实感。

3.以信息技术标准为依据，确保平台与相关教学系统的对接

平台内专业教学仿真实训软件开发要执行通用的信息技术标准，充分考虑软件使用对象、运行环境、后续更新、市场推广等因素，进行标准化和规范化建设。通过技术规范，提高平台的接口能力，为实训平台同在线教学平台、教学管理平台的有效对接创造条件。

4.以校企合作模式为主体，整合资源，提高平台应用的深度和广度

职业教育虚拟仿真实训平台开发虽由职业院校提出，但要联合行业和有关企业合作建设，整合多方优质资源，实现教学和行业的有效对接，同时为平台服务行业企业打好基础。

四、综合课程虚拟仿真实训平台开发应用思考

1.技术整合的思考

虚拟仿真实训平台所采用的技术除了传统的计算机软件、数据库、WEB开发技术外，必须整合对应课程所使用的应用软件技术，如本课程《建筑智能化系统》工程开发的软件有PLC程序开发软件、组态开发软件MCGS、触摸屏开发软件等，只有整合这些专业软件，才能真正能够仿真到工程现场，防止出现“虚拟仿真训练很熟练、真实设备不会应用”的“虚能力”。

2.平台应用的思考

要科学分配仿真实训与现场实训的时间比。一般应该在学生经过一段仿真实训学习，具备基本安全与操作规范的前提下，尽可能安排较多课时的现场实训，以便学生对实践技能进行巩固。同时安排学生到企业现场实地实训，使仿真实训与真实工作环境有机结合，通过“虚实结合”有效提升学生综合能力水平。

参考文献：

[1]申剑飞.试论职业教育虚拟仿真实训平台开发[J] .湖南大众传媒职业技术学院学报，第14卷第3期，2014年5月.

虚拟仪器的开发和应用 篇4

关键词：调幅,调频,Multisim,Lab VIEW,ELVIS

1 课题背景

目前计算机仿真技术的飞速发展,使得软件代替传统硬件仿真实验系统成为可能。各种计算机语言仿真相继出现。虚拟仪器技术的发展,为虚拟实验系统提供了一条新的思路。计算机设计具有精度高、通用性强、重复性好、建模迅速及成本低廉等众多优点,而且仿真软件和硬件设备相结合可实现真正系统。NI ELVIS II是设计与原型开发平台的最新版本。NI EL-VIS II基于强大的Lab VIEW图形化系统设计软件,与Multisim软件的完全整合,简化了电路设计。

在通信中,将所需传送的基带信号调制到可以从天线上以电磁能量辐射传送的高频振荡来实现信号的传播。在接收机中,已调信号被放大、变频中放后,须通过解调以恢复出基带信号。然后,将恢复出的基带信号再放大后送给信者处理。调制解调是通信中必需的一项技术。而将现代计算机仿真技术与调制解调相结合,可以更便捷的实现调制解调系统的设计。本课题在这样的趋势下,使用基于NI的Multisim软件和ELVIS平台将仿真软件和硬件设备相结合,最后将软件仿真的结果与硬件测试的结果相比较,本设计的流程图如图1所示。

2 运用Multisim设计调幅调频系统

2.1 MC1496构成的模拟调幅电路的仿真实现

在Multisim软件仿真平台的编辑窗口中创建MC1496的内部结构图,设置相关选项,生成子电路模块后加入自定义数据库并保存,生成的子电路模块如图3-1所示。

2.1.1 MC1496构成的模拟调幅电路的仿真实现

在编辑窗口,利用已经生成的MC1496子模块,选择乘法器模块所需的外围电路元件,创建MC1496构成的振幅调制解调仿真电路,如图3。

在图3中,由X1及外围电路元件构成的电路实现振幅调制, 由X2及外围电路元件构成的电路实现相干解调(即同步检波)。

2.1.2 AM调制及解调结果

当输入载波信号频率为50KHz,幅度为400m V,调制信号频率为1KHz,幅度为1V时,经过幅度调制电路仿真,得到已调波形如图4所示。当500KHz,峰峰值为80m V的载波经过1KHz,峰峰值为600m V的调制信号调制后所得的振幅调制结果与载波相乘,并经过低通滤波器和隔直电容,得到同步检波的结果如图5所示,可知图3-4中调制结果信号中的包络随调制信号的变化而变化。我们可以看出,图5所示的解调结果为1KHz,幅度为240m V的正弦波。由解调后所得的结果知,解调后的信号频率与调制信号的频率一致,故可以说明此解调是正确的。

从图4可以看出,已调信号波形的包络随着调制信号的振幅变化而变化,即实现了幅度调制。将已调信号(即图4所示) 输入到同步检波电路,并将同步检波电路的另一个输入端接一个与幅度调制电路同频同相的信号,经过同步检波电路的解调,可以得到解调信号,解调信号如图5所示。

通过图5可以看出,解调信号频率为1KHz,幅度为80m V。解调波形的幅度与调制信号频率相同,可以调节这两个滑动变阻器,以使解调后的波形幅值与调制信号一致,这可以说明解调电路是正确的。

2.2 频率调制解调的具体实现

信号的调频:

运行仿真得结果如下:

信号的解调:

仿真得结果如下:

3 运用Lab VIEW设计调幅调频系统

3.1 在Lab VIEW中搭建振幅调制的程序框图

振幅调制解调实验系统的程序框图如图10所示:

首先对程序框图进行操作。点击右键可以弹出控件框并创建一个While循环,并从函数选板中选择所需的器件,选中后即可添加入程序框图。或点击“搜索”按钮,在弹出的对话框中输入所需的器件的名称,可以方便的选中器件。点开前面板, 在弹出控件框中选出波形显示控件,修改其属性完成对其命名等操作,完成全部程序。运行程序。

整个调幅电路,由信号发生器与加法器、减法器、乘法器和波形图构成。调制信号与载波信号相乘以后与载波信号的倍数相加,得到了已调波形,如图所示。同时可以通过改变滑动杆来改变改变调制信号的频率与调幅系数。

3.2 AM调制结果

此处调幅波频率为100HZ,幅度为1V,载波频率为10HZ, 幅度为1V。

图11中三个波形从左到右,从上到下分别显示的是调制信号,载波信号与调幅信号。

3.3 在Lab VIEW中搭建频率调制的程序框图

同理,打开Lab VIEW,根据频率调制基本原理,利用Lab-VIEW实现频率调制,程序框图如图12所示。

在前面板中修改数值,点击开始运行程序,在前面板的波形图中可以看到如下波形,如图13所示。图13中两个个波形从左到右,分别显示的是调制信号与调频信号。

本课题在NI Multisim和Lab VIEW软件平台上进行仿真之后,利用分立元件在NI ELVIS平台上搭建相应电路,进行硬件测试。将ELVIS平台上的测试结果与软件仿真的测试结果相对比,验证测试结果是否正确。

4 NI ELVIS平台的硬件测试

4.1 调幅实验

当利用NI ELVIS软件中的任意波形发生器(ARB),产生频率为1KHz,峰峰值为1V的调制信号,利用函数信号发生器 (FGEN)产生频率为10KHz,峰峰值为500m V的载波时,所得的调制信号如图5-1所示。

由图14可以看出,调制结果为载波的包络随调制信号变化而变化的结果。且包络变化的周期与调制结果中信号变化周期的比等于调制信号的周期与载波信号的周期的比。故可以看出,此调制结果是正确的。通过此调制结果可以计算调幅系数Ma为85.2%。

利用同步检波电路可得到解调之后的结果如图15所示。

由图15可知,解调后所得信号为频率为1KHz,峰峰值为2V的正弦信号。可看出解调结果得到的波形与调制信号一致,故调制解调的结果正确。

对振幅调制而言,解调还可以采用包络检波。当输入AM波的幅度足够大时,经过二极管后AM信号的负半周被削去,经过RC网络滤波就可恢复出基带信号。由于失真严重,故选择放弃采用包络检波而改选同步检波。

经过ELVIS平台上分离元件电路的验证,可以看出振幅调制及同步检波电路基本正确,并且通过此验证,更好的掌握EL-VIS平台的操作。

4.2 调频实验

在NI原型实验板上搭建完电路后,将NI ELVIS与电脑相连并打开电源。打开软件NI ELVISmx Instrument Launcher,双击Scope、FGEN两个图标,打开示波器(Scope)与函数发生器 (FGEN)。

调节函数发生器(FGEN)的输出频率为20KHZ,Vpp值改为10V(注意如果Vpp过小将出不来调频结果,函数发生器 (FGEN)输出信号Vpp最大为10V)。

调节示波器(Scope)的Source为Uo的接入通道。示波器 (Scope)输出如图16所示:

5 小结

本课题使得学生在实验中可接触到更多的仪器,并学习了解其基本功能,这样可以使得学生增加对测试设备的了解,对提升学生的工程实践能力有很大的帮助。调频调幅的实验设计,使得学生加深对简单通信系统的结构认识,有助于学生对该部分知识的理解应用。本项目结合了我校虚拟实验系统项目的建设,对实验教学的改革,启发式教学的进行及学生创新意识的培育具有重大意义。

由于本课题运用了Multisim、Lab VIEW、Elvis等多种虚拟仪器,软件、硬件结合使用,先在软件上进行仿真,然后在硬件上搭试进行实验。故可按照这种思路,软硬件结合进行实验的方式较为实用,可以多放进行实践,可以运用到多种教学实验当中,具有普遍指导意义。

浅析休闲旅游资源的开发和应用 篇5

摘要：本文通过对目前青岛旅游现状的思考，对青岛休闲旅游资源进行调查和评价，并对青岛的休闲资源和传统旅游资源进行整合，建立青岛休闲旅游产品体系，最终为青岛市发展休闲旅游，实现旅游业的可持续发展提供针对性建议。

关键词：休闲旅游；旅游资源整合；旅游产品开发

作者简介：刘金龙，青岛大学国际商学院2008级人口、资源与环境经济学硕士研究生，青岛 266071 随着近几年来旅游市场需求和产业运行机制的转变，青岛旅游产业的结构正面临着巨大的变化。以山、海为代表的观光旅游资源已经开始老化，同时面向新一代80、90后旅游市场的以餐饮、酒吧、购物、演出等娱乐休闲资源还未得到充分的开发。

美国《时代》杂志曾在1999年预言，到2015年前后，西方发达国家将率先进入“休闲时代”，到时，人们的生活方式会随之发生重大的变化。中国从20世纪90年代后期开始，逐渐实行5天工作制和黄金周节假日制度以来，与休闲生活、休闲行为、休闲需求密切相关的产业领域，特别是以旅游业、娱乐业、服务业为龙头形成的经济形态和产业系统，已成为国家经济发展的重要的产业支柱。

一、青岛旅游市场总体概况

“十一五”期间，青岛旅游业的发展速度加快，产业规模扩大，结构得到进一步的优化升级。从近几年青岛旅游业的总体发展状况来看，旅游市场的发展主要有以下特点：

第一，旅游产业持续快速增长。从2002年到2010年，国内旅游人数从1794.9万人次增长到4330万人次，国际旅游人数从41.75万人次增长到108万人次，旅游总收入从150.51亿元增长到580亿元。

第二，国内旅游收入所占比例较大。从2002年至2010年，青岛国内旅游收入占旅游总收入的百分比虽然在2008年成下降趋势（受奥运会等相关政治因素的影响），但其比值一直大于82%，与国际收入相比优势明显；相比之下，从2002年至2009年，青岛国际旅游收入虽然绝对数量上几乎每年都有所增加（2003年受到非典的影响），2008年受到奥运会的影响，但在旅游总收入中所占的比例仍然比较小，这些数据表明青岛旅游业的收入主要依赖于国内市场，国际市场还有待于进一步开发。

根据2009年的旅游抽样调查结果显示，“游客来青岛旅游的目的”中选择“观光游览”的游客占39.51%，23.54%的游客选择了“休闲度假游”。由此可见，观光游览和休闲度假是青岛旅游业的两大主要业务。这些入境游客休闲需求大，消费水平高，能有效带动青岛休闲旅游产业的发展，这些客源地已经成为青岛旅游主要客源地之一。

二、青岛旅游资源概况

青岛市位于山东半岛南端，东、南濒临黄海。受地质作用影响，兼有山地、丘陵、平原、洼地、滨海等丰富的地貌类型，形成了千岩万壑、孤岭残丘、浅滩相间、滩涂海湾等一处处美景，为其发展

观光旅游、休闲度假活动提供了基本保障。青岛海岸线长730.64公里，多曲折，由形态各异、特质不同的基岩钾角型海湾组成，较大的海湾约有35个，总面积1369.53平方公里。海水清澈，沙质细腻，沿海滩涂面积375.35平方公里，海滨浴场条件优越。海岛自然资源多种多样，植被丰富，观赏性强。

青岛气候四季分明，温度适中，与毗邻的其他城市相比，冬无严寒，夏无酷暑，适宜户外活动的开发，为旅游业的发展提供了良好的基础。青岛早在二十世纪初就在众多旅游目的地中脱颖而出，成为中国首批旅游优秀城市，是中国著名旅游胜地之一，拥有全国卫生城市、全国环保模范城市、全国园林城市等一批国家级荣誉称号。

三、青岛休闲旅游资源开发

1、特色街巷，青岛的特色街巷有青岛啤酒街、市北特色商贸旅游区（台东、婚纱街等）、劈柴院、天幕城、青岛新天地等等，是以一定的主题文化为主的休闲购物娱乐场所。同时，特色街巷还是城市夜游系统中的一部分。

2、主题乐园，主题乐园是以其特有的文化内容为主体，以现代科技和文化手段为表现，以市场创新为导向的现代人工景区。青岛欢动世界则是在中山公园原来游乐场的基础上进行重新打造，建成适合于青少年和现代都市家庭的开放式主题乐园，与中山公园的观光游览活动相结合。

3、俱乐部，高尔夫运动是世界三大运动之一，运动本身亲近自然，在国外已经成为一种时尚的休闲活动方式。青岛拥有国际一流水平的青岛国际高尔夫球场，由于与韩国的距离优势，因此主要客源国为韩国。

4、度假区，温泉度假是世界上发展较为成熟的休闲旅游方式之一，温泉度假具有养生和休闲功效，青岛温泉资源最集中的地方位于即墨，在国内温泉资源中独占鳌头。

5、特色餐饮与纪念品，食是旅游六大要素（食、住、行、游、购、娱）中的基本要素，是整个旅游过程中必不可少的组成部分。青岛美食以海鲜为主，汇聚山东及省外各地特色小吃，游客可以参照青岛特色小吃名录一一品尝。

6、节事活动，节事旅游是指依托某一项或某一系列旅游资源，通过开展丰富的、开放性与参与性强的各项活动。青岛节事活动进行研究，将其分为民俗风情类、物产资源类、会展商务类、文体赛事类四种类型。其中，以青岛国际啤酒节的影响力最大。

四、青岛旅游资源整合发展思路

由于青岛旅游资源分布较为广泛，青岛旅游产业的发展缺少整合、协调，导致旅游资源开发不科学、产品雷同现象严重。因此，青岛旅游相关部门要加强统筹协调，有效整合相关旅游资源，提升青岛旅游产业的整体竞争力。

1、以观光为基础，观光与休闲旅游共同发展，青岛海滨观光旅游的发展历史悠久，早在20世纪初，青岛就已经奠定了东亚地区著名海滨旅游目的地的重要地位。以“蓝天、碧海、绿树、红砖”为主的传统旅游资源在以往青岛旅游发展的历程中一直是核心旅游

资源。、资源整合，打造城市旅游目的地，青岛旅游产业的发展应告别单一旅游资源开发的时期，转变成为打造城市旅游目的地的整体开发阶段。青岛应加大对休闲旅游资源的开发，整合相关资源，有针对性的引入一些不受季节、昼夜影响的休闲旅游项目，解决青岛旅游冬季和夜晚冷的问题。

五、青岛休闲旅游产品开发

旅游产品需求多元化发展，休闲度假已成为都市居民享受生活的休闲方式之一，居民由单一观光游逐渐过渡为选择复合的休闲度假游。因此，青岛休闲旅游产品的开发要在传统观光产品的基础上不断增加新的内容。

休闲旅游产品的开发是研究如何有效地将潜在的旅游资源转化为现实的旅游产品。开发休闲旅游产品应该遵循以下原则：

1、设计创新，旅游产品创新是增强旅游目的地核心竞争力的关键。休闲旅游消费者更加注重产品的个性化、多样化和参与度。因此，休闲旅游产品的开发要在这些方面有所创新。

2、体验为主、参与性强，体验性是休闲旅游产品不同于传统观光产品的特征之一。体验性可以增强游客与旅游目的地之间的互动程度，旅游目的地应该加大对体验型旅游产品的开发力度，增强旅游者对旅游目的地理解与感知。

3、体现城市文化内涵，地域文化是人们在地域共同体中形成的认同，并对身临其中的人们产生持续的约束力和控制力。休闲文化只

有在跟地域文化不断互动的过程中，才能保持独有的生命力。

六、研究总结

虚拟仪器的开发和应用 篇6

1 增强学生的体验，激发学生的学习兴趣

对于化学这门实验性比较强的学科，笔者认为，学生正常的获取知识的途径应该是在教师的指导下，通过学生亲身的化学实验，达到对知识的获取。在现实的教学中，由于受到各方面因素的制约，上述情景很难实现，取而代之的是，学生通过教师对知识的讲解，机械重复地加强记忆，教师在讲解完各种知识后，再辅之以相应的化学实验来“验证”课堂所授知识。这一看似合理的教学环节，其实大大压抑了学生的积极性，严重压制了学生的学习兴趣。究其原因，从教师的角度来讲，教师没有真正把学生放在主体的地位上，没有充分尊重学生的主体地位，还是简单地把学生当作知识的被动接受者。受这种理念的影响，导致部分教师在教学过程中只是单纯地传授知识，而不去带领学生深入地挖掘这一结论是如何产生的，实验的具体步骤为什么要这么做，而不是那样去做，在一定程度上剥夺了学生探究知识的权利，阻碍了学生的全面发展。

另一方面，由于化学实验特有的特点，有些实验是为了验证一些正确的理论知识，而有些则是对人身安全有危害性的实验。对于这些实验，教师就更不进行课堂演示，只是进行适当的说明，这也在一定程度上降低了学生学习的积极性。

虚拟化学实验室的出现大大弥补上这一空白。在虚拟化学实验室，可以通过各种音频、视频的方式将现实世界的各种物质微缩到虚拟实验室，进行模拟的化学实验，使学生能最大限度地参与到化学实验，进行知识的探究，调动了学生的参与热情，激发了学生的学习兴趣。同时，由于虚拟化学实验室自身知识性、趣味性的特点，又能激发学生的启发思维，真正成为学习的参与者，培养学生的创新意识和创新能力，培养一种科学严谨的态度。

2 虚拟化学实验室可以规避各种实验风险，节约资源，保护环境

化学实验室是师生进行学习的重要场所，是进行初中化学教学的主阵地。由于化学学科自身的重要特点，其实验所用的材料、化学试剂大多具有一定的危害性，如燃烧实验、分解实验、置换实验等，所产生的物质在一定程度上都对师生的身体健康产生或大或小的影响。例如，用CO还原氧化铁、氧化铜等，是具有一定危险性的实验，那么在实际教学中该如何做到既让学生看到实验现象，又能解决资源、污染等问题呢？虚拟化学实验室的出现完全避免了这些问题的产生，由于其为师生提供的是一个虚拟的实验场所，可以在很大程度上规避真实的化学实验所到来的风险、危害，保证了师生的身体健康。

利用虚拟化学实验室也可以对化学实验中的一些错误的化学实验进行模拟，增强学生的认识，降低学生在真实实验中的错误率。例如，通过虚拟化学实验室模拟出实验中的错误操作，将水倒入浓硫酸中，液体瞬间沸腾并飞溅，使学生亲自感受错误操作带来的危险性，提醒学生在真实的化学实验中避免这些错误的发生。

同时由于虚拟化学实验室是一种依靠现代科学技术所生成的虚拟空间，在师生进行实验的过程中，可以避免使用大量的实验试剂、化学药品等，低碳环保，避免有毒有害物质的产生，实现零污染，在进行实验的过程中培养的学生的环保意识。

3 虚拟实验可以大大提高实验效率，增强学习效果

虚拟实验省去了实验准备的中间环节，如实验前实验器材的准备、实验试剂的准备等，前期的准备时间都需要耗费一定的时间，这就无形中挤压了学生的实验操作时间，影响了实验的效率。而虚拟实验室的出现，则可以让学生集中精力对实验进行全方位的研究，研究实验对象本身所具有的特殊规律，在实验过程中达到对相关知识的全方位掌握，相对于传统的实验方式，使学生在亲身体验中达到对知识更深层次的理解。同时，由于虚拟实验室的在线帮助功能，可以使师生实时掌握相关实验的实验要求以及要完成的具体目标，增强实验的针对性、有效性，有效增强教学效果。

同时由于受到主客观条件的限制和制约，传统的实验方式很难多次重复进行操作，针对同一个实验进行重复操作的次数不多，这就在客观上加快了知识的遗忘，不利于学生对知识的掌握。而虚拟实验室则不然，学生可以根据自身的条件、根据自己对知识的掌握程度进行有针对性的、反复的模拟实验，这在无形中增加了学生的实验次数，取得了良好的教学效果。

4 虚拟化学实验室应注意的几个问题及解决策略

正确认识并充分发挥虚拟实验室在初中化学教学中的作用，还需要教师正确看待虚拟化学实验室这一新鲜事物。由于最本质的特征是运用一些高科技手段对相关实验进行模拟，与现实中的实验在真实感上还是有很大差距的，因此，长期单纯依靠虚拟实验室进行教学，会在一定程度上造成学生实验真实感不强，体会不到亲自动手实验所带来的成功。同时由于是单纯的虚拟操作，与现实的实验操作相比较，学生的动手能力与实践能力、创新能力等都得不到很好的发展。由于虚拟实验是一种模拟的操作过程，这就造成即使学生在实验中出现一些偏差，甚至是出现严重错误等，他们也很难体会到真实的情景感受。

在实际的教学过程中，教师要正确认识和发挥虚拟化学实验在初中化学教学中的作用。不能以虚拟实验室完全代替真实的实验过程，这样会使学生丧失真实的情感体验，体验不到真实的实验效果。应根据实际教学的需要，把虚拟实验与真实实验二者结合起来，灵活运用，根据每节课的具体教学要求、教学实践及学生的实际情况，来确定是否使用虚拟实验以及如何使用等问题，这样才能使虚拟实验室真正地为教育教学服务。

同时，最重要的一点在于广大教师要正确认识虚拟实验在教学中的真实作用，它只是作为教师进行教学的重要载体，是为了实际的课堂教学服务的。一节课质量的好坏、教学效果的优劣，在很大程度上取决于教师作用的发挥程度，取决于教师的教育方法，这才是提高课堂效率的根本所在。因此，在教学中，教师还要加强对先进的教育教学理念的学习、研究与运用，同时运用虚拟实验室等高科技手段配合实际的教育教学活动，才能真正促进化学教学质量的提高。

参考文献

[1]包晗，张妲，钟永江.利用信息技术创新初中化学教学方法[J].中国信息技术教育，2013（9）：53-56.

[2]朱敏，刘鹏飞.虚拟实验在化学实验教学中的应用策略研究[J].软件导刊，2013（6）：166-168.

[3]孙肇祥.初中化学中虚拟实验与真实实验整合的进一步研究[J].新课程：中学，2012（11）：114.

虚拟仪器的开发和应用 篇7

虚拟仪器是计算机技术、仪器技术和通讯技术相结合的产物,它已成为21世纪测试技术与仪器发展的一个重要方向[1~3]。由于虚拟仪器不强调物理上的实现形式,在系统内可实现软硬件资源共享,因而,将虚拟仪器应用于数据采集,可提高系统的性能,更为重要的是,采用虚拟仪器技术,可实现以“软”代“硬”,能节省数据采集系统的成本[3~5]。

MSP430单片机片内一般都集成有A/D转换模块,数据采集时无需专用的A/D转换芯片,从而简化了数据采集系统的硬件电路;而且,MSP430单片机片内集成的A/D转换模块可适应不同的转换要求,灵活性高,方便设计者使用。另一方面,MSP430单片机最具特色之处在于其具有超低功耗的性能,这对于一些长期的数据采集系统或电池供电的数据采集系统无疑具有极大的吸引力。

将虚拟仪器和MSP430单片机结合起来开发数据采集系统可充分发挥两者优势,降低系统开发成本,减少系统功耗,提高数据采集效率。更为重要的是,两者的结合不仅使得开发的数据采集系统具有实时显示和监控的功能,而且还可实现采集数据的存储、回放、分析、报表和打印等功能*。

2 系统硬件设计

应用虚拟仪器技术来开发数据采集系统,尽管可以实现以“软”代“硬”,但并不是完全替代,它仍需一定的硬件作为基础,在这种情况下,往往将虚拟仪器(通常为应用LabVIEW等商用软件开发的运行于PC上的应用软件)部分称之为上位机,而将硬件部分(通常为单片机应用系统)称之为下位机。下面介绍下位机的硬件设计。

在设计数据采集系统时,首先需相应的传感器,传感器采集到的信号经过信号调理电路后将信号调整成单片机能接收的信号,在单片机内部的A/D转换模块中进行A/D转换,然后将转换结果通过串行口传到上位机进行显示、分析与监控等,同时将转换结果存储在存储芯片中。在此过程中,上位机还可对下位机进行一些控制和参数设置。图1是基于虚拟仪器和MSP430单片机的数据采集系统的硬件电路图。

如图1所示,上位机与下位机之间的通讯联系是通过MSP430F149单片机的串行口实现的。由于下位机的TTL信号电平与上位机的RS232信号电平不兼容,需进行电平转换,图1中采用的是LTC 1385电平转换芯片,经过LTC 1385进行电平转换后,通过一根通讯线将图1所示的音频插头JP2和PC机的串口联系起来便可实现上位机与下位机通讯的硬件连接。MSP430F149单片机片内资源丰富,其片内集成有ADC 12模块,图1示出了连接在该模块P6.3引脚上的模数转换通道,该路通道为一个化学传感器的信号调理通道,在此通道中,输入信号先经过一个无源滤波电路,再通过一个电压跟随器,最后经过一个比例运算电路后进入MSP430F149的A/D转换模块。为了实现数据的长期保存,图1所示的电路中还设计了一款Flash存储芯片AT45DB 321,其主存为4MByte。

如图1所示,设置2.5V的内部参考电压为A/D的参考电压VREF+,而VREF-接地,因而A/D的输入信号范围为0~2.5V;在图1所示的电路图中,3.3V的VCC由型号为AAT3221的电源转换芯片提供,-3.3V的-VCC由MAX 828开关电容电压反相器提供。

3 系统软件开发

在系统硬件的支持下,系统软件开发包括上位机软件开发和下位机软件开发。上位机软件采用LabVIEW进行开发,开发出的软件在PC机中运行;下位机软件采用汇编语言进行开发,开发出的软件在MSP430F149单片机中运行。

3.1 上位机软件开发

LabVIEW是美国国家仪器公司推出的一种基于“图形”方式的集成化程序开发环境[5]。图1所示硬件基础的虚拟仪器拟采用LabVIEW进行开发,所开发的内容主要包括初始化程序、主循环程序和结束程序三大部分。初始化程序完成通信端口、通道校正公式和传感器计算公式的设置;主循环完成系统测试、在线监控和数据分析等功能;结束程序完成关闭通讯端口、保存重要参数等功能。下面,主要介绍主循环程序的开发。

上位机与下位机之间要进行通讯,必须要遵循同样的通讯协议,为此,上位机与下位机之间所有命令与响应都定义了同样的帧格式,每帧都是以地址码开始,ox80结束字符结束,在地址码与结束字符之间依次为命令码、数据信息以及CRC7校验码。每次通讯都是以上位机发送命令开始,下位机返回响应结束。在此基础上,上位机主循环程序开发的核心和基础为“命令发送”程序和“响应接收”程序的开发。

3.1.1 命令发送程序开发

命令发送程序主要利用了VISA Write节点,围绕该节点,可将命令发送程序做成一个子VI,供主循环程序调用,该子VI可根据命令的多少设计成Case结构,然后将各命令组成命令阵列,这样可简化程序的结构。由于不同的命令,其发送程序不同,但其基本结构和思路是一样的,图2为“Start”(系统开始工作)命令发送程序。

由图2可以看出:为了遵循上下位机之间约定的统一通讯协议,首先将oxE 0的地址码(下位机地址)与“Start”的命令码(约定为字符“S”)连接成一个字符串,之后将此字符串进行CRC 7校验(图2所示的CRC 7是根据CRC 7校验原则开发的子VI),然后再将此字符串和校验码、ox80结束字符组成一个完整的帧格式,输入到VISA Write节点,从而将“Start”命令发送给下位机,下位机接收到此命令后,进行一些必要的准备工作后启动系统进行数据采集,并发送响应给上位机。

3.1.2 响应接收程序开发

响应接收程序主要利用了VISA Read节点,围绕该节点,亦可将响应接收程序做成一个子VI,供主循环程序调用,该子VI的详细程序如图3所示。由图3可以看出:利用VISA Read节点首先将当前串口中的所有字符都读入,然后根据上下位机间约定的通讯协议,判断读入的最后一个字节是否为结束字符ox80?若不是,表示接收有误;若是,则屏蔽最后一个字节,即结束字符,并在剩下的字符中查找起始字符oxE 0。若没有查到起始字符,则输出空字符;若起始字符在正确的位置,则表示此次接收到一个完整的响应,即此次接收到一个有效的帧数据,并保存起始字符和结束字符之间的所有字符,但不包括结束字符,为主循环程序调用此子VI作好准备。

退出响应接收程序子VI后,在主循环程序中首先判断最后一个字符(CRC 7校验码)是否正确?若错误,需重新进行接收;若正确,则表示接收到一个合法的响应,然后对接收到的合法响应进行响应类型判断,根据响应类型确定响应中数据字段格式,将有效信息提取出来并显示,必要时更新数据列表和曲线图。

3.2 下位机软件开发

下位机软件必须与上位机软件实现有效的配合方能实现上下位机间可靠和准确的通信,为此,在开发下位机软件时,必须遵循约定的通讯协议。下位机软件开发的内容主要包括A/D转换程序、转换结果存储程序以及通讯程序。由于MSP430F149单片机片内集成的ADC 12模块使用方便,对其操作使用主要是对其四类寄存器进行操作,故A/D转换程序的开发较为简单[6];为了长期保存数据,需将转换结果存储在图1所示的Flash存储芯片中,因而,熟悉该Flash芯片是开发转换结果存储程序的前提。为了与上述上位机程序对应,下面对下位机通讯程序的开发进行介绍。

图4为下位机数据接收程序流程框图,由该图可知,上位机按照约定的通讯协议将数据一帧一帧地传送给下位机,下位机接收到数据后,便可根据帧的定义,从而确定命令码的位置,然后再根据命令码的性质做出相应的反应。

由图4可知,当要求下位机向上位机传送A/D转换结果时,下位机也必须按照约定的通讯协议将传送的数据打包,一帧一帧地传送给上位机,每帧数据的格式必须依次是:地址码、命令码、数据信息、CRC 7校验码和结束字符ox80,且通讯是以ASCII码的形式传送数据。当数据打包完之后,便调用下位机数据发送子程序(其流程框图如图5所示)将该帧数据发送给上位机。当每帧数据被传送至上位机后,上位机运行如图3所示的响应接收程序,经过校验和判断确认为合法的响应后,上位机主循环程序便将传送上去的每帧数据中的A/D转换结果数据进行提取,在上位机前面板中进行显示与分析。

从图4亦可以看出:当下位机对接收的帧数据的命令码进行判断后,确认是上位机向下位机发送命令或设置参数,下位机便根据帧格式提取该帧数据中的数据信息,在将提取的数据信息转换为十六进制后,赋给相应的变量执行相应的动作,同时,还应“发送响应”以告知上位机己成功获取传下来的数据,“发送响应”也要调用下位机数据发送子程序。由图5可知,数据发送子程序是一个字节一个字节地向上位机发送的,因每帧数据包含多个字节,故每帧数据需要多次发送方可发送完,其波特率为9 600bit/s。

4结束语

借助于LabVIEW开发平台,可充分体现虚拟仪器的概念,无需专用的数据采集设备便可实时显示和监控数据采集过程;MSP430F149单片机丰富的片内资源和方便灵活的使用特性使得数据采集系统的开发极为便捷。将虚拟仪器和MSP430F149单片机结合起来开发数据采集系统充分发挥了两者的优势,大大降低了数据采集系统开发的成本,提高了数据采集的效率。

参考文献

[1]王国权.虚拟试验技术[M].北京:电子工业出版社,2004.

[2]高成金,王磊,贾潇潇,等.单片机实验板的虚拟仪器功能实现[J].弹箭与制导学报,2008,28(2):297-299.

[3]杨帆,赵世平,黎会鹏.基于单片机和虚拟仪器的温度测控系统设计[J].武汉化工学院学报,2005,27(5):65-67.

[4]郭龙钢,王宇炎.基于LABVIEW的单片机串口数据采集系统[J].自动化技术与应用,2009,28(11):129-131.

[5]邓焱,王磊.LabVIEW 7.1测试技术与仪器应用[M].北京:机械工业出版社,2004.

虚拟轴的精度补偿及应用开发 篇8

虚拟轴颠覆了传统主轴的概念, 使用三轴来控制A、B轴的运动, 对传统的螺距插补已经不能满足补偿要求, 欧美等国已经相继开发出了并联三轴主轴方案及精度补偿, 国内也已经初有雏形, 做好并联三轴主轴头精度的补偿及开发, 能更好的提升机床利用效率。该结构具有速度高, 刚度大, 精度高等优越性及极大的发展潜力, 称为制造业研究人员关注热点。

二、国内外现状

21世纪出现的并联结构五轴数控加工装备, 需要不断改善, 因此在很长一段时间内, 各机床公司都致力于这种并联结构装备的研制。Z3采用3-PRS机构, 提供给机床两个转动 (A, B轴) 和一个方向的移动, 该主轴摆头概念已经申请了德国、欧美、美国和加拿大发明专利。在国内, 类似的主轴头方案 (图1) 由西安理工大学和天津大学分别申请了发明专利。利用并联三轴实现A, B轴的控制, 可以在空间±45°范围内任意角度进行加工, 加工中A, B轴转换的时间减少, 工作效率提高。

德国DST公司生产的ECOSPEED系列机床在并联三轴主轴头控制上已经比较成熟, Ecospeed系列数控装备能满足高精密零件高速加工需要, 加工效率比其他类型设备提高1～3倍, 在欧洲许多大型数控加工厂获得了应用。美国Cincinnati机床公司也从德国引进了Sprint Z3主轴头制造技术。国内由清华大学牵头, 沈阳中捷机床厂等生产的并联机床也相继问世。随着这种先进生产设备的大量使用, 精度补偿及开发应用日显重要。

三、并联三轴主轴头简介

并联三轴主轴头在国内被称为“虚拟轴”, 彻底推翻了固定坐标轴的概念, 将Z向用三个轴控制A、B两个转动轴和一个移动轴在空间±45°内任意转换。以德国DST公司生产的ECOSPEED为例 (图2) , 这种并联三轴方案, 主要采用三转动副结构球铰来满足机构的姿态要求, 实现任何方向45°偏转, 偏转定位速度80°/s, 角加速度685°/s2。

并联三轴主轴头由三个支撑板以120°度定位, 并与重肋形圆柱体装配式钢制箱相连。在每个座板上均装有线性导轨, 且带有一个与滚动块相连的鞍架, 可前后移动。铰链连接臂与鞍架的前端相连, 另一端合并成一个万向节, 支撑带有内置电主轴的平台。滚珠丝杠和伺服电机驱动滑板, 通过在Z向上单独移动三个滑板, 在±40°范围内的任何主轴空间角度均可实现。通过三个滑板在Z向上的联动, 电主轴在Z向上水平移动, 每根纵向轴均有其自己的线性测量系统, 用一种特殊运算法则将TCP编程的参数转换为机床的定位参数。

四、并联三轴主轴头精度补偿

虚拟轴的构造在国际上首屈一指, 由于万向铰链的机械配合以及传动的误差无法彻底消除, 通过数控系统对其进行精度补偿, 才能达到减少误差的目的。

SIEMENS 840D系统的螺距补偿功能是一种绝对型补偿方法, 螺距补偿是按轴进行的。设补偿起始点位置a, 补偿终点值b, 补偿间隔值c, 需要插补的中间点个数为n, 其中n=1+ (b-a) /c, 再进入NC ACTIVE_CEC_DATA复制到备份目录*.MDN中, 完成螺距补偿。

1. Z向激光精度补偿

虚拟轴的激光补偿同于其他轴的激光补偿, 必须在设置A轴和B轴没有摆角的情况下, 首先将激光仪架于Z轴上, 检测Z轴总长度, 然后分点位进行补偿。假如设定选择15个点, 每个点距50mm, 延时时间为5s。首先设定413000参数为1, 取消补偿。然后更改参数32700为0, 运行激光检测程序, 测得偏差值, 将偏差值写入补偿程序中, 然后再NCKRESET, 恢复413000和32700参数。和其他直线坐标机床最大的不同是三杆虚拟轴是由三个Z轴组合成, 所以进行激光补偿的时候需要补偿三个Z的值, 最终达到平衡。

理论上说补偿的点越多机床的精度越精确, 但是机床在运行中有间隙及反向间隙存在, 所以适当的点位插补比点位密集的插补更精确。

2.40°斜边精度补偿

斜边补偿是对机床在8个最大位置对机床的平面定位, 需要特定的检测仪器, 即40°斜面 (与工作台平面夹角为40°的可转动体) , 机床运行到8个最大位置时, 主轴面对于斜面的垂直定位精度即为斜边精度补偿。如图3所示, 其中1, 3, 5, 7点为A或B任意一轴为0时测量点, 精度补偿值按照测量差值补偿。0, 2, 6, 8为A[±30.682], B[±27.034]的点, 精度补偿值特定算法为:补偿值=ROUND (SUM (测量值-理论值) ×2- (测量值-理论值) ×0.1) 。

将得出的值写入SEC-ORI-VALUE中, 更改SEC-APPLY参数为7, 待自动变为3后完成精度补偿, 多次补偿得到精度最佳值。

3. 球头精度补偿

球头补偿是虚拟轴精度补偿中最重要的环节, 采用球头的刀具检测各个坐标点在X, Y, Z方向偏差值, 然后通过特殊方法计算, 写入SIMENS 840D系统变量中, 从而达到对三个Z值的补偿。

通常设定球头补偿点为25个, 组成5×5的方阵。各极限位置的点为最大极限坐标, 以A, B的坐标表示为±40°为例, 分别取A[-40], B[-40];A[-20], B[-40];A[0], B[-40]...等按比例分配到各个点上 (图4) 。选择图中3点、6点、10点及其他任一A或B轴为0的点, 补偿值为原值写入USERDATA→SGUD→CHAN-NEL USER DATA→SEC-VALUE中, 其他点的补偿, 根据正方形内切圆的计算方法, 计算出中心到点的距离作为补偿值写入参数中。

例如:图中5点的位置, 设半径为r, 点5与零位的夹角为θ, 补偿点5到点8的位置为L, cosθ=r/L, 得出结果L=r/cosθ, 则补偿值为 (L-r) 。在点1或点5测得X, Y, Z三向偏差值, 通过计算公式得出补偿值=ROUND ( (测量值-理论值) ×SQRT (2) , 0) , 若选择点2或点4时, 所得补偿值=ROUND ( ( (测量值-理论值) ×1.118) , 0) 。写完后更改SEC-APPLY参数为7, 待自动变为3后, 球头补偿完成。球头补偿数据的读取, 最好一次性读取三个坐标值, 需要制作特殊工具, 避免补偿坐标时影响其他轴精度, 反复调整球头补偿参数, 达到最佳效果。

五、并联三轴主轴头精度开发及应用

上面精度补偿的值写入到自定义的参数中, 再经过综合计算, 补偿到三个Z的值中。在学习和研究的同时发现, 补偿文件中球头精度补偿部分将平面分为25个点分别补偿。可以更改SEC-INTERVALS[0, 0]=n, SEC-INTERVALS[0, 1]=m, 即标示在A轴上有 (n+1) 个补偿点, B轴上有 (m+1) 个补偿点, 虚拟平面内为 (n+1) × (m+1) 个点。更改n和m的值能更改补偿点的个数, 更多的补偿点位能获得良好的精度。而补偿点位的A, B角度值, 必须通过对应算法进行计算。

精度补偿变量通过计算后写入到补偿文件CEC_DATA中, 证明虚拟面的补偿是将其转换为A轴B轴进行直线插补运算。然后确定机床到达的A和B的极限值, 确定整个虚拟平面。理论上该机床可以达到A, B最大限位置为±40°, 但实际却达不到A±40°, B±40°位置, 最大位置只能在 (A±30.682;B±27.034) , 但是补偿的值设置为最大±40°的补偿 (即将圆弧插补转化为直线插补) , 所以在虚拟轴到达的坐标只能做特殊处理后补偿。

为保证轨迹生成精度, 仿三轴控制中采用参数化直接插补算法, 要点是:为被插补曲线建立便于计算的参数化数学模型。

式中u———参变量, u∈[0, 1]

要求用其进行实时轨迹计算时不涉及函数计算, 只需次数很少的加减乘除运算即可完成。例如圆弧插补, 式 (1) 具体形式变为:

式中M———常数矩阵, 当插补点位于一～四象限时, 其取值分别为:

r———圆弧半径

这样, 轨迹计算可以绝对方式进行, 即每一轨迹点坐标计算都以模型坐标原点为基准进行, 可消除积累误差, 有效保证插补计算速度和精度。

六、结束语

虚拟轴是国际新兴的先进制造技术, 已被誉为21世纪新型加工中心, 并联三轴主轴头精度补偿的方式及方法一直以来国外作为技术秘密不予透露。经过学习使用及总结, 深入研究国际先进技术, 现在只成熟应用了并联三轴主轴头的精度补偿及扩展开发, 下一步将对补偿后的值转化为三个Z值的算法进行分析。

摘要：21世纪初出现的并联结构五轴数控加工装备, 如今已经发展成了成熟产品, 其中非线性轴A轴和B轴由三个Z轴并联控制, 国内称为“虚拟轴”。并联三轴主轴头的使用使加工速率进一步提高, 同时零件的高精度也要求三轴主轴头必须保持良好精度。对于国际先进的三轴主轴头的精度补偿还处于探索阶段, 因此探索三轴主轴头的精度补偿及应用开发尤为重要。

虚拟实验教学平台的合作开发与应用 篇9

虚拟实验教学平台是一种根据教学目标设计的表现特定的教学内容、反映一定的教学策略的计算机教学系统。以虚拟实验为主要内容,综合各项电子资源,具有开放性、交互性的虚拟实验教学平台的建设是高校实验教学的重要发展方向。

在《教育部、财政部关于实施国家示范性高等职业院校建设计划加快高等职业教育改革与发展的意见》(教高〔2006〕14号)中强调要创建共享型专业教学资源库,开放教学资源环境,满足学生自主学习需要,为高技能人才的培养和构建终身学习体系搭建公共平台。在这一精神的引领下学校虚拟实验资源日益丰富,出现了以“应用化工技术专业资源库”为代表的一系列教学资源库。虚拟实验教学平台是资源库建设的重要内容,但是长期以来,大部分专业课程教师受信息技术知识缺乏的影响,开发虚拟实验难度很大, 将各种虚拟材料形成系统并具有交互性更是奢谈。而从事信息技术服务的教师对专业课程不熟悉,无法实现以课程为级别的有针对性的服务。这一弊端成为阻碍学校虚拟实验及其教学平台发展的瓶颈。针对这一情况,学校生物与制药工程技术系(简称制药系)和图文信息中心(简称图文中心)展开合作,由图文中心负责搭建技术平台和技术支持,制药系负责虚拟实验教学平台专业内容构建,以《有机化学实验》课程为试验对象开展试点建设。

虚拟实验的设计和开发是一个系统工程,必须理论和实践相结合,才能开发出完整可行的虚拟实验系统。本平台以Windows 2000 Server操作系统为操作平台,目的是如何实现情景化交互,以Flash理论和技术为指导,利用关键拖拽交互技术,模拟实现学习者手动操作实验设备的过程,从而能在虚拟环境中获得类似实验现场的操作经验。(1)根据实验资源、器材、 步骤定义不同字段、数据类型和限定条件模拟现场实验的环境,然后将它们导入到Flash场景中。(2)结合三维立体制作和动画的三维实现,充分利用Flash的交互特性及Action强大的编程功能实现实验模拟。

2虚拟实验教学平台内容设计

虚拟实验教学平台的主要功能是满足教师的教学和学生的学习,以此为出发点可分为学生和教师两个入口,即学生平台和教师平台。虚拟实验教学平台的布局及每个子平台可容纳的内容如图1所示。

学生平台的服务对象是学生,根据课程的特点, 可以包括实验素材库、虚拟实验库、在线测试题以及在线提问、留言等内容。其中实验素材库和虚拟实验库是建设的重点项目。教师平台式主要对虚拟实验教学平台进行后台管理和在线答疑等。

虚拟实验教学平台的功能主要体现在学生平台,下面就学生平台的有关内容进行讨论。

2.1实验素材库

根据《有机化学实验》课程的内容特点实验素材库由图片资源和其他资源两部分组成。其中图片资源含有机化学实验常用的试剂图、仪器图以及有机实验装置图等;其他资源则可以由电子学案、实验室规范、 电子报告以及注意事项等项目组成(见图2)。

实验素材库的建设需要平台构建者积累大量的电子资源,在建设过程中需要为虚拟实验库的具体内容提供配套的图片、学案以及报告等内容。

2.2虚拟实验库

由于学生在预习化学实验内容时只能看相关的实验指导书,缺乏对实验仪器和实验操作过程的直观认识,动手实验时还得重新熟悉仪器的操作和具体的实验步骤,这些都浪费了大量时间,影响了实验的效率。虚拟实验库通过其独特的展现形式,可有效解决这一问题。

虚拟实验库是整个虚拟实验教学平台建设的重点和难点。从虚拟实验的实现方式的角度可分为两类:真实实验操作的视频(简称“操作视频”)、用计算机虚拟技术模拟的实验过程(简称“模拟实验”)。

2.2.1操作视频

这种虚拟实验的形式是由操作标准的人员进行规范操作,将操作过程录制成视频。能真实、完整地再现实验细节,有力促进学生实验操作技能的掌握,但其缺点是受时间、场地以及拍摄技巧等因素的制约, 某些实验环节不能很好呈现,例如反应器内的变化。 因此,操作视频这一虚拟实验的形式不适用于完整的实验过程,而适用于单元操作的展示。例如:化学实验装置的安装过程。

2.2.2模拟实验

利用虚拟实验强大的编辑功能,选择性地模拟真实实验的典型过程,可以解决这一问题。虚拟化的实验能将实验进程大大缩短,例如需回流几小时的反应过程可以很快虚拟完成。这一特点对于了解实验概貌很有用处,因此在实验教学前的预习和教学结束后的复习过程中能起到有力的促进作用。另外这种形式能呈现反应器内部情况,体现微观作用过程,一些具有危险性的化学实验也能展现,是实验视频的有力补充。但这种形式的缺点是学生不能看到实验的细节过程,尤其是一些关键单元操作的操作规范和要求。

虚拟实验的两种类型各有优缺点,如在设计时巧妙安排,使之相互结合,相互补充,则能充分体现虚拟实验的优势,因此虚拟实验库的建设是该教学平台建设的重点。同时应该认识到,无论是操作视频的录制还是模拟实验的创建都需要付出大量的人力和物力, 尤其后者更需要不同专业人士的共同参与,因此,虚拟实验库的建设还是该教学平台建设的难点。

3模拟实验设计

根据虚拟实验和学生的交互情况可以分为演示型和互动型两大类别。演示型模拟实验和学生不发生交互,以动画的形式展现完整的实验过程。互动型虚拟实验依据实验内容设置一些实验参数,需要学生参与选择,根据选择的内容能得到相应不同的实验结果。例如,可以设置不同的反应时间、反应温度等参数让学生进行选择,从而得到不同的收率。通过这样的形式能充分调动学生参与的积极性,学生将所选择的内容和结果在线保存,还能让教师及时了解学生学习情况以及其参与虚拟实验教学的程度。

Flash作为一个动画制作软件,由于学习和接触人群广泛,再加上操作简便、编程元素丰富以及强大的多媒体支持功能,所以基于Flash的虚拟实验的开发深得广大实验开发人员的青睐,已经被广泛在虚拟实验设计中采用。笔者在此次课题中充分利用了Flash的交互特性以及强大的Action编程功能。下面就利用Flash技术完成有机化学中工业酒精的蒸馏实验为例进行分析。

3.1设计思路

“情景模拟(Situation Simulation)是为了处理学生在不同情景中所作所为产生的影响”,所以特别着重真实情景的再现。工业酒精的蒸馏这个项目主要考察学生普通蒸馏装置的仪器选择和安装顺序等操作,首先必须处理好本实验所需要的圆底烧瓶等仪器图,然后将它们导入到Flash场景中。需要说明的是,Flash支持的视频类型因文件类型的不同而不同,嵌入的视频文件成为Flash文档的一部分。视频一旦被导入Flash中,很难进行编辑。所以在导入动画前,合理设计动画场景,提高Flash编辑效率。拖动元件到舞台中,在属性面板中以该元件对应的实物的名称命名。 在舞台上注明圆底烧瓶、蒸馏头、温度计、直形冷凝管、接液管和锥形瓶。最后用代码实现各项功能。代码的编辑可分为三个步骤实现:(1)用代码定义好实验所需要仪器的初始位置;(2)根据实验步骤确定下一步的实验参数设置,对于错误的操作给出评价;(3)每一个实验步骤都正确无误地完成后,动态地显示整个实验的详细步骤。拖拽动作的设计思路如图3所示。

3.2拖拽动作的实现技术

如何实现情景化交互是虚拟实验最关键的技术之一。情景化交互是指能在计算机中模拟现实生活, 手动操作实验设备的过程,包括选择设备器材,拿起并移动设备器材,最后将设备器材在合适位置放下的整个过程。“工业酒精的蒸馏”项目要求学生能够根据系统提供的6个实验仪器,按照实验步骤选择正确的实验仪器,并将它拖放到实验平台上的正确安装位置。只有第一步操作正确,系统才能继续执行下一步的操作,否则系统提示操作错误。

在Flash技术当中,能够实现交互的方法有很多:按钮交互、影片剪辑交互、帧动作交互和拖拽交互等等,但是只有拖拽交互可以体现虚拟实验系统的情景化交互。通过“拖拽动作”才能真实地模拟现场实验的操作过程和操作方法,如首先用手拿取圆底烧瓶这个实验仪器,然后再进行拖拽,第二个实验仪器蒸馏头放置在圆底烧瓶上方。如拖拽对象不正确,或放置位置错误则会显示错误提示“false”。如图4所示为将蒸馏头拖拽放置到了错误位置的提示。

4结语

虚拟实验作为一种新型的实验教学方式,是传统实验教学形式的有益补充,不同形式的虚拟实验应结合具体的实验内容和实验条件来选择。随着网络学习、泛在学习模式的发展,虚拟实验教学平台的子平台可在学生、教师平台的基础上增加社会学习者平台和企业员工平台,在满足在校师生的教学需求的同时, 为社会学习者的学习和企业员工的深造提供便捷。

摘要：虚拟实验教学平台是高校实验教学的重要发展方向。文章首先以《有机化学实验》课程为例介绍了虚拟实验教学平台的构建基础和内容设计,然后介绍了以Flash技术为支撑的模拟实验的设计思路和实现技术。

虚拟仪器的开发和应用 篇10

本课题首先从教学内容入手, 基于专利开发新课程, 即医学仪器设备的创新设计;然后在教学过程中创设教学情境, 采用启发式教学法, 因势利导, 鼓励学生应用手机网络完成特定任务, 激发学生的主动性和参与性, 以促进学生创新性思维的培养, 现汇报如下。

1 课程开发

1.1 课程定位及设计思路

医学仪器设备的创新设计以创新理念为指导, 是一门素质拓展核心引导课程, 共12学时, 1学分, 适用于三年制高职院校所有医学相关专业, 为公共选修课程。课程设计以专利为主线、以创新性思维培养为核心、以任务引领为课程设计基础, 秉承多种教学手段并用的教学理念组织开展教学活动。

1.2 课程目标

学生通过学习本课程, 不但能够了解创新设计及专利检索撰写等相关理论知识, 初步掌握创新设计的一般方法和特点, 理解创新设计的基本思想, 并且能够根据临床见习及生活经验提出一些创新想法, 发展创新思维, 为今后进一步申请国家专利打下基础。

1.3 课程内容

本课程涵盖了创新设计的相关理论、专利挖掘和撰写的相关知识等项目, 各个项目下又包含了若干任务, 如创新理论概述、创新设计的思路与方法、专利检索、专利挖掘、专利撰写和申请等, 可以开阔学生视野, 激发学生的创新灵感。

1.4 实施计划

本课程计划在第三学期开设, 此时学生对大多数医学仪器设备有所了解, 有利于本课程的学习。

1.5 课程考核

建立以综合素质为核心的能力评价体系, 强调过程性评价, 过程性评价与终结性评价的比例为1∶1。过程性评价包括知识、情感态度两方面;终结性评价主要采用提交学习报告和专利说明书的形式, 从而较全面地评价学生创新性思维的发展。

2 课程实施

2.1 实施对象

课程实施对象为某高等职业院校选修本课程的二年级学生, 他们已接触过较多的医学仪器设备, 这样减少了课程实施的难度。共有学生44人, 其中女生40人, 男生4人;年龄19~21岁。

2.2 方法

2.2.1 教学方法

根据课程内容和高职学生的特点, 灵活运用案例分析、分组讨论、启发引导等多元化的教学方法, 充分应用多媒体、网络等资源辅助教学, 激发学生的学习兴趣和创新设计的灵感, 吸引学生的注意力, 帮助学生感知、理解和巩固知识, 这利于学生创新性思维的培养。

2.2.2 评价方法

(1) 课程考核:通过过程性评价和终结性评价相结合的方法评价学生的学习效果。 (2) 学习效果分析:参照文献自编问卷, 调查本课程的实施对学生学习效果的影响, 并请学生提出改进意见。问卷共14道题目, 最后3道题为多项选择题和开放式问答题;前11道题均为正向题目, 分别调查课程学习对学生的知识、思维和信息素养等方面的作用。采用李克特5级评分法, 非常同意至非常不同意分别给予4~0分, 得分越高表示越认可本课程的教学效果 (得分>2分表示学生对本课程比较认可) 。问卷总体的Cronbach'sα信度系数为0.85。课程实施前邀请5名副教授及以上职称的专家评价问卷的效度, 专家一致认为调查问卷中所涉及的题目符合本研究要达到的目的, 效度较好。共发放问卷44份, 回收有效问卷44份, 有效问卷回收率为100%。

2.2.3 统计学方法

用Excel 2003和SPSS18.0软件对学生问卷调查所得数据进行定量描述性统计分析, 运用质性分析法对开放性问题进行分析。

2.3 结果

2.3.1 学生课程考核成绩 (见表1)

2.3.2 教学效果调查结果 (见表2)

注:≥80分为优秀

2.3.3 开放性问题结果分析在促进创新思维发展的创新设计教学中, 学生最感兴趣的是成果展示、头脑风暴、创作设计图、联想、小组互评等方面。通过本次教学活动, 激发了学生的创新思维, 如“可根据身高调节的课桌”“自动找零机”“座椅式电梯”等。关于本课程的不足之处, 有学生指出, “课程时间太短, 创新思维应该是长期的”“应该脱离多媒体, 让我们自由发挥”“应该让我们自己准备演讲主题, 使课堂气氛更加活跃”等。

3 讨论

3.1 学生对本课程的实施效果总体较满意

如表2所示, 学生认为学习本课程可以提高自己对创新知识的学习兴趣, 有助于增长自己创新设计方面的知识, 同时对课程很感兴趣, 表示后续会继续进行创新设计等。11个条目的得分均>2分, 说明学生对课程的实施总体较满意。

3.2 本课程的开发与实施有利于培养学生的创新思维

本课程的开发与实施有利于培养学生创新思维的各个方面。表1显示, 学生本课程的平时成绩、期末成绩、总成绩均在80分以上, 属于优秀范围, 说明学生喜爱这门课程, 所以成绩较好。表2也显示, 学生认为本课程的实施加快了产生新想法的速度, 有助于从多个角度思考问题, 有助于提高联想能力, 同时提高了分析问题和解决问题的能力 (得分>2分) 。开放性问题的结果也显示, 课程学习有利于激发学生的创新思维, 说明本课程的实施有利于培养学生的发散性思维能力, 并促进了学生分析问题和解决问题能力的培养。

3.3 本课程的开发与实施有利于培养学生的信息素养

本课程的开发与实施有助于培养学生的信息处理能力和信息表达能力 (得分>2分) 。本课程的实施中, 要求学生首先根据自己的生活和学习经历思考并提出各种医学仪器设备或生活用具的不足之处, 并通过小组讨论自行设计较完善的方案, 在此基础上检索相关文献, 进一步完善自己的设计方案, 这一过程有利于培养学生的信息素养。

3.4 本课程实施的不足之处及下一步的研究方向

开放性问题显示, 本课程的不足之处为课程时间太短, 学生参与度不够高, 课堂气氛不太活跃。因此, 下一步拟增加课程时间, 并拓宽课程内容, 课程内容的选择要做到人文性、科学性与思想性三维并重, 缺一不可[1];采用小组汇报、主题讨论的方式, 提高学生的活跃度和参与度, 增加学生的实践机会, 以培养和提高学生的创新能力[2]。

摘要：目的 探讨医学仪器设备的创新设计课程的开发及实施效果。方法 开发并实施医学仪器设备的创新设计课程, 课程结束后采用自编问卷测评学生对本课程教学效果的评价。结果 学生考核成绩较高, 均大于80分;学生对课程实施的效果总体较满意, 11个条目的得分均大于2分。结论 医学仪器设备的创新设计课程的开发和实施, 有利于培养学生的创新知识、创新思维和信息素养。

关键词：医学仪器设备的创新设计,课程开发,实施效果

参考文献

[1]纪德奎, 姚军.从“潮课”现象看高校选修课程开发的困惑与抉择[J].高等教育研究, 2013, 34 (7) :65-69.