计算机仿真论文大全11篇

绪论：写作既是个人情感的抒发，也是对学术真理的探索，欢迎阅读由发表云整理的11篇计算机仿真论文范文，希望它们能为您的写作提供参考和启发。

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2基于云技术的高校计算机仿真教学应用

以电子商务课程为例(Theapplicationofcomputersimulationinteachingofcloudtechnology—acasestudyofECcourses)

2.1电子商务课程的教学现状及存在的问题

电子商务专业虽然已经出现多年，但国内高校没有形成系统完整的专业理论体系。当前高校电子商务专业的教学中然而存在一些不可忽视的问题：课程设置方面。因为缺乏对电子商务相关实际应用的理解，在许多高校中相关课程设置具有极大的随意性，多数只是把相关商务、管理和电子技术方面的课程进行简单的罗列堆砌，不能适合电子商务专业实际需求。专业师资队伍方面。国内高校中从事电子商务教学的教师大多是抽调出来的经管或计算机类教师，知识不够系统专业，缺乏电子商务专业实践经验，很少参与实际电商企业的项目运作，讲授专业课程时不能达到专业知识的外延和拓展。专业实践方面。电子商务专业是一个新型的跨学科的综合专业；培养的是能系统掌握电子商务专业的理论知识和技能、熟悉电子商务业务流程并能从事电子商务活动的应用型复合型人才。虽然许多高校正在加强实训教学，但多数缺乏针对专业就业的连贯性，不能很好的达到针对专业就业的实训目的。

2.2电子商务课程中基于云技术的计算机仿真教学模式的构建

使用基于云技术的计算机仿真教学模式能够为学生构建一个虚拟的仿真模拟环境，模拟电子商务的各项活动，具有仿真性、可操作性和适应性强的特点。学生借助于云端存储的相关软件环境模拟实际电子商务项目环境，模拟参与电子商务实务活动；计算机软件的操作便捷人性化；仿真教学环境能够作为与专业相关课程的实训环境，提高实践技能。根据岗位群开发仿真教学课件，根据专业实训的培养要求进行课程设计，基于云技术开发仿真岗位模拟场景和符合教学需求的互动式教学应用平台，为培养学生的实践动手能力提供更理想更完善的方案。从就业岗位对专业人才知识结构的要求出发，以项目教学为主线进行课程实训内容的整合，采用情景模拟和计算机辅助教学为主要手段。借助于云的强大存储功能平台，针对专业课程内容和特点遵循专业方向和教学内容。计算机仿真和真实装置相结合创建教学的仿真物理场所和软件环境(存储于云空间即用即取)，以就业为导向，用实验、见习、实践的方式进行实践模拟，注重安全要求，集中管理，联合开发，实现资源整合与优化。考核上，仿真模拟教学完成整体项目的过程中，专业技能鉴定与考核等领域以学生的表现为主，附带平时成绩，最终作为评定等级的依据。基于云技术的高校计算机仿真教学可以解决电子商务专业教学上存在的问题，教学系统平台存储于云端，使用三维建模方式模拟电子商务实践环境，数据量小、速度快、精度高、互动性强。平台提供了电子商务专业课程教学中真实模拟互动性的教学和实践环境，让学生在亲身实践的过程中提高学习效率。学生通过实际操作，认知并掌握相关专业知识，通过岗位角色扮演来体验相关工作流程和岗位职责。凭借管理模块任课教师可以掌控教学过程和学生操作情况，进行必要的控制和引导。通过教学系统平台的考核模块教师可以对每个学生进行跟踪及考核评价。

2.3电子商务课程中基于云技术的计算机仿真教学的具体应用

高校电子商务专业教学中使用基于云技术的计算机仿真教学，常见的方法包括：课堂演示，情景模拟，认识实践等。以电子商务专业教学为对象，针对专业性质和教学特点进行具体的规划。凭借云技术的基于网络的仿真教学系统平台、课件、资料库、仿真实训的教学软件(包括教学过程的多媒体课件；操作仿真技能的训练；模拟实际专业岗位的各种学习和工作环境等)；教师和学生在网络PC终端登录使用云空间里存储的相关教学资源；在同一个网络多媒体机房，合法用户可以进行不同的实训练习；集中管理各种资源更安全，添加、修改、上传、下载等使用更方便。构建电子商务交易的真实过程和相应的计算机仿真教学系统，多媒体网络机房能满足现有各种仿真培训系统的要求(电商方、客户方、物流配送方、第三方等)。实现仿真系统与真实电商系统在线连接，将数据通过网络传输到系统中，将系统中的数据信息与真实数据信息进行比较，指导学生的操作。软件技术和Internet支持平台运行，教师与平台中学生实时沟通，实现电子商务完整交易过程的各环节的实时动态信息和数据的交互。采用局域网和Internet结合使用的模式可以方便的对仿真平台系统进行扩充和统一维护管理。包括进行用户注册、远程登录、调试等，所有资源以云技术在“云端”共享。以淘宝、天猫商城等作为实践平台进行仿真教学的案例，如以现有的已经开设的淘宝商铺作为仿真系统中的模拟电商方，学生分组形式进行仿真系统的岗位模拟：部分学生注册淘宝会员并用账户和密码登录作为仿真系统中客户方，部分学生登录商铺作为仿真系统中电商方的客服，部分学生作为仿真系统中电商方的库存管理员，部分学生作为仿真系统中下订单后的在线支付(经过支付宝作)或者电子银行系统(快捷支付)为第三方，部分学生作为模拟的仿真系统中的物流配送方，部分学生作为仿真系统中电商方的售后服务客服方等，模拟各个环节的进程，最终完成项目形式的电子商务完整交易。具体包括：收集相关资料，进行学生分组；申请并注册开设电商方(如淘宝)店铺，注册客户端用户、注册支付宝账户等；制定仿真电商交易完整方案；进行仿真系统进程，学生按部就班地进入岗位角色，展开电子商务过程；教师的总结点评，教学内容的延伸等。

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制造业是我国当前的主力发展领域，是我国经济的支柱产业，这其中就涵盖着机械制造以及各种型材的制造等。制造业在当前所面临的是产品的竞争，所以要在具体的指标上要能够得到满足，要求产品的价格是最低的，以及以短时间完成从概念设计到产品上市这一过程，要能够对客户的需求的到满足，对产品所提供的服务要是最好的。为此我国在计算机仿真软件的使用上就显得非常必要，这几个软件主要是一体化制造系统仿真软件，这一软件主要是在车间设计和分析的建模以及仿真软件，在具体的功能上主要有自动生成离散事件仿真模型，并能够对这一模型进行仿真。另外就是在制造车间的生产计划和工艺路径可以通过表格的形式进行输入，既能够通过手工进行输入同时也能够通过工艺规划的模块进行读入。再者就是加工过程仿真器，为能够有效的价格产品设计和开发周期得到有效缩短，在CIMS当中尤其是强调计算机辅助设计和计算机辅助制造的集成，也就是要求从CAD输出产品设计信息可以直接通过网络传送到计算机辅助加工工艺规划系统，并使其产生刀位轨迹文件。为能够有效确保加工工艺的合理性及NC代码正确，要对真实零件切削加工前进行一次试切削。在这一过程中主要就是通过木模进行替代真实的零件，这显然会对开发的周期有着延长，并在成本上也会比较高。针对加工过程仿真器可以为CAM/CAD集成，尤其是检验NC代码正确性和减少加工过程的碰撞干涉提供支持，所以在这一软件的应用下能够起到部分的代替试切的作用。

1.2计算机仿真在轧钢工艺中的实际应用

现场生产中，小规格的圆钢在冷床上的运动方式和一般圆钢有着很大区别，故此要对冷床的基本结构及原理等进行研究，在计算机上根据建立运动模型进行仿真试验后，结果表明当前生产的最小规格圆钢能够利用现有冷床进行生产。研究当中涉及到的冷床是步进回转式冷床，具有两种齿板，分别是V型齿板及U型齿板，借助它们相互错动使得圆钢一方面做步进运动，而另一方面绕其自身轴进行旋转。针对这一结构可能出现的问题进行仿真机现场实验，要能够从理论的角度进行分析，在半径小的圆钢方面可能在翻过V形的齿轮的第二个齿峰的过程中，不能和第二个V形齿的左壁相接触，这也是其中的一个重要问题，属于冷床翻钢的极限。主要就是造成翻钢的过程中会有不稳定的情况发生，这样就造成了冷却不均。根据这一图示就能看出，在V形齿的第二齿峰和小圆钢那样相交或是相切的过程中，U形齿会向下向前，而V形齿则是向上向后，这样就会出现翻钢的情况，这只是必要的条件。然后根据磨损的情况和具体的规格进行仿真实验，针对不同型号的圆钢进行建模和仿真，正常情况下对90号钢进行分析，从实际的仿真计算以及表现情况能够看出小圆钢在冷床上运动的比较稳定冷却效果较好。而75号钢的仿真系统当中的数字模拟仿真，冷床上运动稳定冷却效果佳，但在稳定性方面相对较差。

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2可视化的技术

可视化技术利用的是电脑图形学与图像的处理，把数据通过图形的形式在显示屏上呈现出来的互相处理的方法技术与理论。它涵盖的领域有电脑图形学，图形的处理，电脑视觉，电脑设计等，是对一系列的问题进行数据分析，数据的处理，分析决策的一种综合的技术。这种技术在电脑中是最先应用的，而且逐渐的形成了科学电脑可视化这个重要的分支。科学电脑可视化可以将包含测量得到的数据，图形，或者是电脑中出现的数字数据转化成更加直观，可以用图像展示出来的信息随时间空间进行变化的物理量或现象再展现给研究人员，让他们可以观察，计算与模拟。自从一九七八年科学电脑可视化被提出后，它在各个工程领域都有着非常广泛的发展应用。令人更诧异的是现在虚拟的现实科技可以把人们带入一个三维度，多媒体虚拟空间，让人们能够遨游远古城堡和浩瀚宇宙。这一些科技都已经开始应用到了手机开发中。这些的所有都是靠着电脑可视化和图形科技快速发展。我们对于电脑的可视化研究已有着非常漫长的历程了，其中产生出大量可视化设备，如SGI企业所推出的三维GL图形库的表象是很突出的，使用简单功能还很强大。使用GL进行开发的三维度软件受到许多专业的人士欢迎，这样的应用已经发展到了产品的设计，建筑，医学，地球的科学等一些高领域。伴随着电脑技术的不断发展，G也已进一步的发展为OpenGL，并被认为是性能最高的图形与互相交换式情景的处理标准。现在涵盖ATT企业的UNIX软件的实验室，IBM，DEC，SUN，HP，Microsoft与SGI几家公司在内的而且在电脑的市场有着强大的领导价值的大型公司都是采用OpenGL图形的标准。值得关注的是，因微软公司在WindowsNT里面提供的OpenGL图形的标准，所以OpenGL将会在电脑里面广泛的应用，特别是OpenGL三维度图形的加速卡与微型计算机图形的工作站推出，使得人们可在微型计算机上完成三维度图形的应用。就像电子CAD的设计，模拟仿真，三维的游戏等等，这样就可以更加方便有机会利用OpenGL以及它的软件进行自己三维度图形的实际建立。

3在手机与电子的通讯领域应用广泛

就拿电子这个行业来说，在无可遵循的规范情况之下，MNSC对所有种类的问题提供出了高效相应的解决措施。它的强大产品群体能够处理各个领域出现的问题，这些产品不仅能够独立的解决有关行业的问题还可以结合具体情况共同解决这些问题，给出相对的仿真联合分析。

3.1于手机电子产业结构的分析应用

虚拟仿真实验可通过相关的软件完成结构的分析，有着强大的屈曲，静力，动力的高级响应，随机的振动，复合的材料，灵敏度的设计与优化，扩展优化，动力学显式，动力学隐式等多方面分析的功能。显示了国际某著名磁盘驱动器生产商，以及美国宇航局采用虚拟仿真技术对火星探路者天线装置结构优化分析的情况。

3.2虚拟仿真技术在手机跌落、碰撞等分析中的应用

虚拟仿真实验可以给出非线性程度很高的瞬时动力学的分析能力，给电子类产品碰撞，跌落等一些分析提供了完美的解决方法，是分析电子类产品碰撞，跌落不可缺少的工具。就是某有名手机上产厂家对手机进行跌落的分析。

3.3虚拟仿真技术在运动的系统以及仿真，控制的系统仿真中应用

根据虚拟的仿真科技能够实行运动学与动力学的仿真，可对电子类产品的机械性能与运动特点进行研究。就是ABB公司的机器人运动的仿真以及三菱电子开关作动的仿真，实现了完美的控制－液压－运动－结构联合仿真系统。

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在特殊指令解释时，需要将起始和终止共两次的扫描状态进行对比，来最大限度地保证其正确性。具体操作时可选用两个虚拟内存条，并引入“备用堆栈”和“备用结果寄存器”来保存起始扫描的计算结果，以及“堆栈”和“结果寄存器”来保存结束扫描的算结果，以下进行具体说明:(1)常开(及常闭)触点的实现流程。取出触点内存地址将结果寄存器中的现有数据放入堆栈将地址值(常闭触点则取反)放入结果寄存器;(2)线圈作用的实现。将结果寄存器中的值输出至分别起输出、辅助、保持作用的“继电器”内存地址中。

1．2梯形图程序运行实现

仿真系统通过梯形图程序的运行并根据其转化后的指令语句，即可实现对真实PLC控制系统的模拟。各输入点的状态被依次扫描，并由系统软件中用户编制的程序进行逻辑解算进一步转化成指令进行执行，指令的执行结果可以被后续待扫描的指令所利用，然后依次对应向各输出点发出控制信号。梯形图程序运行的流程为:在梯形图编辑器中，用户点击“运行”按钮触发系统定时器系统初始化内存地址(常开触点置零，常闭触点的定时器及计数器清空)逐一扫描各元器件并同时进行其指令解释直至该条指令结束自动进入下一条指令的扫描直至用户点击“停止”按钮。

2电路搭建部分仿真实现

在仿真系统中，本文通过在软件中设置元素来模拟元器件，这里以设置通用继电器的模拟元件为例来进行分析。在元器件编辑器中，用户可以在两个菜单中分别选择元器件(如继电器、开关按钮、接触器、熔断器、电磁阀、限位开关、电铃、传感器以及声光指示装置)以及对应的元器件元素(如线圈、接线柱、触头、连接线以及保险丝等)。在通用继电器设计初始，用户须通过定义边框确定元器件大小，然后设置线圈及接线柱并用连接线连接，并设置一动一静两个触头以及若干开关，设置完成后即可点击生成一个通用继电器。在对电路进行仿真之前，还需要对电子元器件进行解释，这里仍以通用继电器为例来说明解释的原理和过程，由于电路解释时需要即时刷新，这会导致电路中元件的动作之间产生相互影响，本文这里引入“树”的概念来解释电路，通过将电路中的元器件作为单个节点加入到“树”中，用户在设置时，可首先新建“树”，接着清空“树节点(元器件)”的状态，然后对各节点进行循环检查，当发现控制电路不通时停止循环，最后遍历节点并给出各元器件输出值。

3应用实例分析

3．1实例情况说明

基于以上论述，本文这里选择水塔水位控制系统作为仿真实例，对仿真系统的建立过程进行说明，并通过在仿真环境中进行测试来论证仿真系统的实用性。水塔水位控制系统是通过PLC自动控制来实现水塔自动进、出水，系统中主要的元器件包括液面传感器、电磁阀、PLC控制器以及电动机。图4所示为水塔水位自动控制系统示意图，其动作流程为:当水池水位低于水池低水界时，液面传感器使S3开关接合(ON)，YV电磁阀门打开，水池开始蓄水。水位高于低水位界时，S3开关断开(OFF)。当水位升高到高于水池高水位界时，液面传感器使开关S4开关接合(ON)，YV阀门关闭，水池停止蓄水。水塔水位低于水塔低水位界，液面传感器使S2开关接合(ON)，若此时S3为断开状态，则电动机M运转，驱动水泵抽水。水塔水位上升到高于水塔高水界时，液面传感器使S1开关接合(ON)，电动机M停转，水泵停止工作。

3．2系统仿真实现

从以上分析可见该控制系统的工作原理，可以看出系统可通过相关元器件实现水塔和水池上、下限水位调节和水塔放水等功能。基于此，本以下仿真设计:

(1)将实例控制系统的PLC程序设计并下载到仿真电路设计的PLC中。

(2)以实时水位、水位上限及水位下限作为变量，根据上节所述的系统工作原理对应编制液位上升和下降函数，以模拟真实的水池和水塔液位变化。

(3)在仿真系统中设置6个可供用户自行定义和更改的控制单位，并将它们分别与水塔和水池的高、低液位传感器以及电动机和电磁阀的开关共6个元器件相对应。在仿真系统的对话框中，首先设置水塔和水池的水位标识，可分别用“L”、“M”、“H”对应表示实时水位“低于低液位传感器”、“高于低液位且低于高液位的传感器”、“高于高液位传感器”的三种状态，在另外一个对话框中，用户可在输入框中点击选择已经在电路编辑器中编辑好的输入、输出量与真实控制系统中的6个实际元器件相对应。在完成所有的设置之后，既可以运行仿真系统并通过观察模拟结果判断PLC的程序正确与否以及电路是否搭建正确。经过观察，在仿真系统运行期间各环节控制动作正确，基本能够实现水池水塔自动控制系统的实际功能。

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2基于计算机仿真技术的自动化物流系统设计

2.1企业内部的生产物流系统

当企业内部开始安排并且计划着在生产领域实行物流系统并且提出运行的总体方案时，应该根据企业内部的实际情况以及生产出的产品的需求多设计出几套不同的物流方案，然后对这些方案进行分析比较，不论是对哪一套方案进行分析，都需要在企业内部的产品生产系统中采集需要的样品进行分析。此外，我们可以在这一流程里面融入计算机仿真技术，这样就能够对多套方案进行实际情况下的运作模拟操作、物流运作的绩效评估以及企业产品的生产试验等等。一般而言，计算机仿真技术在企业的物流系统中加以应用，主要在原材料的购买、运输以及储存，还有整套产品的生产流水线以及产品的加工、出库这些方面有所体现，它能够对上述的过程进行动态化的仿真模拟操作，从而能够对生产环节的效率进行提升，还能够降低原材料等物质的运输成本，可以让企业内部的物流系统各项指标得到改善。此外，通过计算机仿真技术的物流系统我们可以有效地对生产设备的功能进行检查，还可以检验企业的订单要求和生产环节的匹配程度，还有交通工具的有效利用，物流的运输方式和运输路线是否最优，生产物资的原材料经过的环节是否达到了最简等等。现在看来，物流系统中融入自动化计算机仿真技术可以有效地对企业物流的各个方面进行检验，能够极大的对物流系统进行完善，在促进其优化方面起着重要的作用。

2.2适用于港口的物流系统

在港口的物流系统中加以应用计算机仿真技术，主要是在港口物流系统的环节以及相关领域的规划方面得以体现，即船舶泊位设计、货柜堆场设计、装运搬卸工艺设计等的合理分配和资源优化上，另外对于现实港口管理系统的策略制定和优化方面也是计算机仿真系统要解决的一个重点问题，最主要的目标就是想对港口物流作业的调度进行实时化的实现，包括港口生产调度、货柜堆场作业控制、车辆作业路线等，我们对这些线路环节进行仿真操作以及分析，能够对港口的物流作业系统有一个科学合理的评判，对其整体的流程进行有一定的积极影响，此外，还能实现对于物流系统整体的钱能诊断以及深入分析。我们在分析之后的基础上对港口物流系统进行改进优化，选择最优的改进方案，就能达到最好的改进效果。目前计算机仿真技术在港口物流货柜堆场的管理中已经实现了实时立体化全景象管理和控制，这在很大程度上对各种货柜的存放、搬运以及出入情况进行了改善，操作起来更加的方便，从而提高了企业的生产效率。

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2计算机仿真技术在汽车悬挂系统的应用特点

电控单元中计算机仿真控制悬挂系统的主要优点有：为提高汽车正常行驶时乘坐的舒适性，可以将弹簧刚度设计得较小，以使车身的自然振动频率尽可能的低。为提高汽车的操纵稳定性，使汽车的行驶安全性明显提高，可以将汽车悬挂抗侧倾，抗纵摆的刚度设计得比较大。将车轮快速提起，避开障碍物，可以在车轮碰到障碍物(如砖、石等)时，提高汽车的通过性。电控单元可以在汽车载荷变化，在不平路面上行驶时自动保持车身高度不变。仿真技术可以防止汽车制动时车头的下冲。提高汽车转弯时的操纵稳定性，可以避免汽车转弯时车身向外倾斜。为提高车轮与地面间的附着力，可以减小轮跳离地面的倾向。

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会计电算化的教学目标不明确是目前教学方面所面临的最大问题，其主要表现一方面是完全遵循考证为原则进行教学，而且这种教学目标还具有典型性，很多院校都不同程度的使用了这种教学目标；另一方面，以完成教材中的教学内容为核心，并不联系当前社会的需要，忽略了科技应用实践能力的培养。

1.2理论不能够紧密联系实践

会计电算化教学最为关键的要素就是要让学生能够充分熟悉财务理论的基础上拥有一定的操作能力，这样才能够让学生很快在工作岗位上发挥作用。但目前在教学过程中，更多偏重的是理论上的教学，考核的内容也基本上是理论知识，导致了很多学生虽然考试分数高，但是实践操作能力差。

1.3老师综合素质有待提升

当前，很多院校老师其理论知识认识程度较深，是这方面的专家，但是很多老师同样也缺乏具体的实践操作能力。也就是说，院校中那种双师型老师数量并不多。这无疑会影响到学生的实践能力的培养。另外，老师在考核和评价学生方面也不注重实践能力的考察，采用的教学软件也相对单一，这些都会严重制约教学效果的提升。

2提升实践应用能力的教学策略

2.1丰富教学内容提升实践层次

首先，增加财务链账务核算月份的内容，让学生能够掌握跨月或者跨年的财务核算能力。然后，要丰富相关财务软件的教学内容，特别要结合供应链来进行财务教学，实现学生能够充分掌握供应链和财务链的有效结合，这样就能够有效地帮助学生更好地将知识应用到实践。最后，在软件管理教学时，还需要增加分析预测决策等方面的教学，要知道会计电算化不仅有助于进行基层管理，而且也有助于高层决策的管理。

2.2科学选择软件并及时进行升级

由于当前社会上存在的软件种类很多，除了考证的专用软件用友之外，还有金蝶等应用都非常广泛，这些不同的财务软件在功能和操作等方面既有一定的雷同，也有一定的差异。因此，老师除了使用考证用的软件进行教学之外，还需要引入其他同行的软件进行分析对比教学，让学生充分了解不同软件之间的差异，从而有助于学生更加深入的理解财务知识，作为院校必须要对两套以上的财务软件进行对比教学，要保障软件的及时升级和更新，要与社会企业的应用保持同步。

2.3分阶段教学提升实践的仿真属性

会计电算化课时要科学合理增加，特别是要加大实践教学的课时量，并从软件操作和仿真模拟两个阶段进行实践教学。在软件操作阶段，主要的教学内容是让学生能够充分理解该软件所包含的财务管理思想以及具体的操作方法。而在仿真实践环节，就需要运用实践材料进行电算化的核算，模拟企业财务管理过程中的电算化核算工作，并创设相应的财务管理环境，让学生在这个过程中扮演相应的角色，从而结合具体的工程事项进行财务核算，并让学生能够明白自己的岗位职责和相关技能要求。通过这种类似真实的现场财务管理环境来进行仿真实践，就能够有效提升学生的实践应用能力。

2.4构建电算化实践基地，创新校企合作模式

由于目前很多院校在会计电算化实践应用能力方面和企业相比还是存有一定的差距，为了让院校的教学效果能够满足企业的需求，那么通过校企联合的方式，构建会计电算化的实践基地，这样就能够让学生更好地实现企业级应用的教学。对于学校来说，可以提供相应的理论知识的教学以及仿真教学材料。而对于企业来说则能够通过大量的实践应用人员的指导让学生能够更加熟练地掌握企业会计电算化的主要工作模式，或者组织学生进行参观学习，企业为学生提供相应的实习岗位，通过这种方式来消除教学和企业人才需求之间的差距。

2.5促进老师综合素质的提升

针对老师在实践应用能力相对较低的问题，院校应该从下面两点来进行解决：①要加强对老师的培训工作，选择一些专业的老师参加相关财务软件的培训，或者和财务软件企业进行合作，派老师到这些财务软件企业进行进修，并让老师参与企业的财务软件实施或者ERP实施工作，提升老师的实践应用能力；②通过利用寒暑假期间，引导老师到企业内部进行顶岗工作，通过具体的工作环境来提升老师的综合素质，从而为仿真实践教学提升必要的实践基础能力。

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关键词：项目教学法；计算机仿真；创新；实践

中图分类号：G642.4 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）24-0144-02

一、前言

研究生教学有其突出的特点，他们中多数人理论基础扎实，获取书本知识能力强。但同时也存在创新意识和创新能力不足、工程应用背景不够的缺点。本人通过十多年研究生教学的实践，结合本学院研究生专业方向、课程内容针对性强等特点，对如何在研究生教学改革中突出培养学生的自学能力、创新能力，增强学生的创新意识与工程应用能力等问题进行了一些改革创新。

二、课程定位及课程特点

随着现代工业的发展，科学研究的深入与计算机软、硬件的发展，计算机仿真技术已成为分析、综合各类系统，特别是大系统的一种有效研究方法和有力的研究工具，计算机仿真技术已经广泛应用在各技术领域、各学科内容和各工程部门。仿真技术已经在国防军事、国民经济、社会生活的众多领域发挥了重要的作用，国内外众多学者认为，仿真技术“正在成为与理论、实验并列的第三种认识和改造客观世界以及科学研究的手段”，因此仿真技术

被认为是“使能”技术。计算机仿真技术是仿真科学与技术涉及到的有关具体仿真技术中最为基础的部分，具有综合性、多学科交叉等特点。

为了拓宽机械工程专业基础，提高培养对象的整体素质，更好地适应社会对机械工程专业人才的需求，高校工科专业的研究生应掌握一定的计算机仿真知识与技能。计算机仿真技术课程是我校机械工程学院面向所有研究生各专业方向的研究生开设的一门专业基础课程，考虑专业应用需求并结合教学实践情况，课程目的是通过本课程的学习，要求学生掌握计算机仿真技术方面的基本理论，基本知识和基本技能，培养学生分析问题和解决问题的能力，为今后分析、综合各类工程系统或非工程系统提供一种有力的工具，以便能灵活应用所学的计算机仿真技术为本专业工作服务。

一方面，基于仿真技术课程的内容方法较多，实践性强的特点；另一方面，授课对象专业方向较多、授课学时有限等特点，如何解决在有限的教学课时内讲授内容繁多的仿真内容、对计算机仿真技术课程进行教学方法和手段的改革探索和实践，以达到计算机仿真技术教学目标。

三、教学内容的设置和教学方法的选择

课程开设初期，由于只是机械电子工程专业方向的同学选修，所以所讲内容基本针对该专业方向进行设置。随着选修人数的不断增加，以及选修学生所属专业方向的扩大，专业方向包括：机械制造及其自动化、机械电子工程、机械设计及理论、车辆工程、机械工程（专业学位）等，基本涵盖了机械工程学院的所有专业方向。

计算机仿真技术课程涉及多个交叉学科，紧密相关的课程包括数值计算方法、计算机编程、计算机图形学、高等数学、自动控制原理、现代控制理论、优化设计等课程。如何讲出本课程的特点，并充分结合相关课程内容，必须在教学内容的选排上下功夫。

项目教学法是一种以任务驱动、以项目为基本教学单元，将理论教学和实践教学有机融合在一起，强调综合能力的培养在研究生教育中的重要性，突出学生在整个教学过程中的主体地位。因此，为了满足各个专业方向学生的要求，使他们能够掌握一门工程分析技术，为后续的学术论文和硕士学位论文的撰写提供计算、分析和仿真手段，本人在讲授该门课程的过程中，逐年对教学内容、教学手段和教学考核方法等不断进行调整和完善。

1.采取项目专题方式进行教学内容的讲授，调整授课内容，采用专题教学方法使课程主题内容分明，有利于将仿真方法讲深、讲透。

2.扩展所授课程内容涵盖的范围，包括数值计算、优化设计、图形可视化、控制系统特性仿真、控制系统设计以及与外部软件的接口等内容，以满足各专业方向学生的需求。

3.增加与课程相结合的实验教学内容。计算机仿真技术本来是实践性很强的综合性技术，仿真技术本身是在对控制系统分析的过程中不断完善和发展起来的。因此并结合各个专业研究生的不同研究方向，灵活设计若干个专题实验，使学生学以致用，培养学生将该门课程应用于实际工程的能力。

4.采用多个工程应用实例进行教学，从系统应用、数学建模、仿真建模、模型求解以及特性分析等，使学生从生产实际认知的研究对象，提升到理论高度的学习，应用所学的各科理论知识和技术手段，进行数学建模、仿真建模的建立，并对模型求解以及特性进行分析，获得直观结果，提高学生学习兴趣，最终解决实际工程问题，培养学生解决工程实例问题的能力。

5.结合学科前沿，进行课堂讨论。研究生在初步掌握了对系统的模型、仿真算法设计、仿真及结果分析这一流程后，为强化计算机仿真在实际工程的应用概念，在此基础上，以项目形式，开展课程学科前沿以及⒏妹趴纬逃胂执技术融合等专题讨论。

6.增加实验环节，培养研究生工程实际应用能力。利用各种平台，扩充计算机仿真技术资料，提供最新的仿真案例，结合教学团队的科研课题，设计实验项目，培养研究生工程实际应用能力。

四、项目教学法的教学效果

基于项目教学法计算机仿真技术课程的教学方法改革与实践，满足机械工程学院各个专业方向研究生的需求，教学方法和手段的完善，使研究生自主学习能力、创新能力和工程应用能力等得到了进一步的提高。

计算机仿真技术作为工科研究生的必备研究手段和技术，使学生掌握一门工程分析技术，为后续的课题研究、学术论文和学位论文的撰写提供计算、分析和仿真手段。

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一、前言

研究生教学有其突出的特点，他们中多数人理论基础扎实，获取书本知识能力强。但同时也存在创新意识和创新能力不足、工程应用背景不够的缺点。本人通过十多年研究生教学的实践，结合本学院研究生专业方向、课程内容针对性强等特点，对如何在研究生教学改革中突出培养学生的自学能力、创新能力，增强学生的创新意识与工程应用能力等问题进行了一些改革创新。

二、课程定位及课程特点

随着现代工业的发展，科学研究的深入与计算机软、硬件的发展，计算机仿真技术已成为分析、综合各类系统，特别是大系统的一种有效研究方法和有力的研究工具，计算机仿真技术已经广泛应用在各技术领域、各学科内容和各工程部门。仿真技术已经在国防军事、国民经济、社会生活的众多领域发挥了重要的作用，国内外众多学者认为，仿真技术“正在成为与理论、实验并列的第三种认识和改造客观世界以及科学研究的手段”，因此仿真技术被认为是“使能”技术。计算机仿真技术是仿真科学与技术涉及到的有关具体仿真技术中最为基础的部分，具有综合性、多学科交叉等特点。为了拓宽机械工程专业基础，提高培养对象的整体素质，更好地适应社会对机械工程专业人才的需求，高校工科专业的研究生应掌握一定的计算机仿真知识与技能。计算机仿真技术课程是我校机械工程学院面向所有研究生各专业方向的研究生开设的一门专业基础课程，考虑专业应用需求并结合教学实践情况，课程目的是通过本课程的学习，要求学生掌握计算机仿真技术方面的基本理论，基本知识和基本技能，培养学生分析问题和解决问题的能力，为今后分析、综合各类工程系统或非工程系统提供一种有力的工具，以便能灵活应用所学的计算机仿真技术为本专业工作服务。一方面，基于仿真技术课程的内容方法较多，实践性强的特点；另一方面，授课对象专业方向较多、授课学时有限等特点，如何解决在有限的教学课时内讲授内容繁多的仿真内容、对计算机仿真技术课程进行教学方法和手段的改革探索和实践，以达到计算机仿真技术教学目标。

三、教学内容的设置和教学方法的选择

课程开设初期，由于只是机械电子工程专业方向的同学选修，所以所讲内容基本针对该专业方向进行设置。随着选修人数的不断增加，以及选修学生所属专业方向的扩大，专业方向包括：机械制造及其自动化、机械电子工程、机械设计及理论、车辆工程、机械工程（专业学位）等，基本涵盖了机械工程学院的所有专业方向。计算机仿真技术课程涉及多个交叉学科，紧密相关的课程包括数值计算方法、计算机编程、计算机图形学、高等数学、自动控制原理、现代控制理论、优化设计等课程。如何讲出本课程的特点，并充分结合相关课程内容，必须在教学内容的选排上下功夫。项目教学法是一种以任务驱动、以项目为基本教学单元，将理论教学和实践教学有机融合在一起，强调综合能力的培养在研究生教育中的重要性，突出学生在整个教学过程中的主体地位。因此，为了满足各个专业方向学生的要求，使他们能够掌握一门工程分析技术，为后续的学术论文和硕士学位论文的撰写提供计算、分析和仿真手段，本人在讲授该门课程的过程中，逐年对教学内容、教学手段和教学考核方法等不断进行调整和完善。1.采取项目专题方式进行教学内容的讲授，调整授课内容，采用专题教学方法使课程主题内容分明，有利于将仿真方法讲深、讲透。2.扩展所授课程内容涵盖的范围，包括数值计算、优化设计、图形可视化、控制系统特性仿真、控制系统设计以及与外部软件的接口等内容，以满足各专业方向学生的需求。3.增加与课程相结合的实验教学内容。计算机仿真技术本来是实践性很强的综合性技术，仿真技术本身是在对控制系统分析的过程中不断完善和发展起来的。因此并结合各个专业研究生的不同研究方向，灵活设计若干个专题实验，使学生学以致用，培养学生将该门课程应用于实际工程的能力。4.采用多个工程应用实例进行教学，从系统应用、数学建模、仿真建模、模型求解以及特性分析等，使学生从生产实际认知的研究对象，提升到理论高度的学习，应用所学的各科理论知识和技术手段，进行数学建模、仿真建模的建立，并对模型求解以及特性进行分析，获得直观结果，提高学生学习兴趣，最终解决实际工程问题，培养学生解决工程实例问题的能力。5.结合学科前沿，进行课堂讨论。研究生在初步掌握了对系统的模型、仿真算法设计、仿真及结果分析这一流程后，为强化计算机仿真在实际工程的应用概念，在此基础上，以项目形式，开展课程学科前沿以及将该门课程与现代技术融合等专题讨论。6.增加实验环节，培养研究生工程实际应用能力。利用各种平台，扩充计算机仿真技术资料，提供最新的仿真案例，结合教学团队的科研课题，设计实验项目，培养研究生工程实际应用能力。

四、项目教学法的教学效果

基于项目教学法计算机仿真技术课程的教学方法改革与实践，满足机械工程学院各个专业方向研究生的需求，教学方法和手段的完善，使研究生自主学习能力、创新能力和工程应用能力等得到了进一步的提高。计算机仿真技术作为工科研究生的必备研究手段和技术，使学生掌握一门工程分析技术，为后续的课题研究、学术论文和学位论文的撰写提供计算、分析和仿真手段。近五年的每年30—40人研究生选课，工程硕士每年20人左右选课，课程得到了各专业方向研究生的普遍认同。本人指导的研究生，发表与该课程相关的学术论文近20篇，撰写的硕士论文均用到计算机仿真技术。

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一、物理学与计算机的密切关系

电子计算机是因解决物理问题的需要而产生的，二次大战期间为了快速计算弹道，被公认为世界第一台电子计算机ENIAC于1946年研制成功[1]，万维网的出现是因欧洲核物理学家们进行学术交流的需要而设计出来的。由此可见，计算机与物理学的关系是非常密切的，物理学的发展促成了计算机的产生与发展，计算机的出现是二十世纪最伟大的科学技术成就之一，它延伸了人们的思维能力，成功地解决了很多物理、数学等方面的难题，没有计算机就不可能准确计算出火箭和卫星的轨道位置、就没有今天的航天成就，计算机应用跨越各个学科，在工业技术、企业管理、情报信息处理、国民教育等领域引起深刻的变革，在今天几乎没有哪一个学科能够离开计算机的应用。

作为孕育计算机诞生与发展的物理学，如果说早期物理学应用计算机主要解决人们的计算速度、强度的技术问题，那么到了今天，计算机已在更深刻的层次上促进物理学的发展，由于在物理学很多领域中能够找到精确解的理论问题已经不多了，剩下的是大量的复杂的非线性问题，对这些问题的分析、预测和求解离开计算机，人们几乎无能为力了。另外一个方面，在计算机出现之前，人们只能够通过真实的实验来验证物理理论的正确性、工程中也往往需要耗费巨额资金做实验来探测某些数据和验证方案的可行性。而今天很多实验可以通过计算机仿真实验来完成，达到与真实的实验完全相同的效果，成本低廉且安全环保，用计算机来进行科学实验是科学技术史上革命性的变化。

物理学与计算机科学互相促进、共同发展的情况对我们今天的物理教学提出了更新更高的要求，物理学的教学内容、教学手段和教学方法必须与时俱进，适应新形势的要求。

二、物理教学中结合计算机教学的一些思考

大学物理课内容很多，结合不同的专业，在保证教学大纲的基本要求的前提下，内容上作一些必要的取舍，针对计算机科学技术和应用等相关专业，教学内容上适应地向专业倾斜，使基础课更好地为专业课服务，明确基础课的服务目标，让学生明了物理课程对后续专业课程的重要性，提高学习的积极性和主动性，以取得良好的学习效果，具体做法以下几方面进行：

（一）精选典型物理问题用计算机编程求解

大学物理课程一般在大一的下学期和大二的上学期进行，而大多数专业的计算机程序设计课程也恰好在此阶段展开，这就为物理课与计算机程序设计课相结合创造了有利条件。根据物理教学的不同阶段，可以精选一些典型的物理问题用计算机编程进行数值求解。例如在力学部分讲抛物运动时，先按教材讲授忽略空气阻力时的运动方程，求出精确解，然后补上空气阻力二次项，方程就变成非线性的了，让学生体验含有空气阻力时实际问题求解的难度，再介绍计算机数值计算的方法与思路，给出编程示范，作为综合习题让学生完成程序设计与调试，并与计算机程序设计课教师协商，程序调试可利用计算机上机课时间完成，通过这种方式，理论联系实际，既培养锻炼了学生解决实际问题的能力，又提高了学生学习物理课和学习计算机程序设计课双方面的积极性。又例如在振动学章节用计算机演示单摆大角度强迫振动的混沌效应；在热力学章节用计算机模拟二维布朗粒子运动；在电磁学章节用计算机编程求解一般位置的电场和磁场分布情况，像载流圆形线圈，根据毕粤--萨伐尔定律和对称性，教材上只给出了求线圈轴线上点的磁感应强度，但对其它位置的磁场分布情况计算就很难了，因此可在课堂上简单介绍计算机积分法，要求学生在此基础上利用计算机完成求解圆形电流非轴线上点的磁场分布情况，巩固和加深对物理定律及其适用范围的理解与把握，学习和体会计算机编程的方法与技巧。 转贴于

通过精选少量典型物理习题利用计算机编程进行数值求解，以小论文或综合作业的形式布置练习，具体实施中充分征求计算机相关教师的意见并请求协助和参与实施，加强不同学科、不同课程之间的交流与协作，达到事半功倍的双赢的教学效果，充分体现大学物理课的基础地位与作用，体现计算机对物理学习和研究的重要性，知道这两门课程关系如此密切，学习的认真态度和积极性自然就得到了加强和提高。

（二）部分物理实验利用计算机仿真课件来进行

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0.引言

计算机仿真软件在实践中的应用，使电路设计人员能够在电路设计阶段对所设计的电路电气特性进行分析、判断、校验，从而大大减轻物理实验验证阶段的工作量，是电子专业设计工作者提高工作效率的有效方法。

Protel 99内置了功能强大的SPICE 3f5电路仿真软件，能提供连续的模拟信号和数字信号仿真。该软件运行于Protel的EDA/Client进程环境下，与ProtelAdvanced Schematic原理图设计程序协同工作，为用户提供一个完整的从设计到仿真验证的设计环境【1】。

单管放大电路是模拟电路设计中最基础的电路。本文利用protel99软件,利用通用电子元件,对该电路参数赋值,仿真研究单管放大电路的工作过程。理论分析了单管放大电路的静态与动态参数,研究基于protel99软件仿真该电路的方法，并得到相关结论。

1.单管放大电路的理论计算