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仿真实验集锦9篇

时间:2022-11-30 22:28:33

仿真实验

仿真实验范文1

关键词:仿真实验;物理实验;创新

中图分类号:G642 文献标识码:A

文章编号:1009-0118(2012)06-0039-02

物理实验是物理学和科学实验的重要部分,在物理学的创立和发展中物理实验占有十分重要的地位,同时在推动其他科学、工程技术的发展中也起到重要的作用。

大学物理实验是学生进入大学后接收系统实验方法和实验技能训练的开端,是理工类各专业学生进行科学试验训练的重要基础。它的目的是:(1)培养学生的以下几方面的科学实验工作能力:即正确使用仪器、进行测量、出来数据、分析结果以及撰写实验报告等,使学生初步掌握实验科学的思想和方法;(2)培养学生的创新意识和科学思维,使学生掌握实验研究的基本方法,提高学生的创新能力和分析能力;(3)提高学生的科学素养,培养学生严格、细致、实事求是、认真严肃、一丝不苟的科学态度,培养学生积极主动的探索精神以及团结合作、爱护国家财产的道德品质;(4)培养学生善于动脑、乐于动手、讲究科学方法、遵守操作规程、注意安全等科学习惯[1]。总之,是为学生今后的学习和工作奠定一个良好的实验基础。

一、物理实验教学中存在的问题

(一)由于学校扩招及多很实验设备耗资太大、实验室不能购买等原因,很多高校实验室存在仪器设备落后、实验项目单一等问题[2]。严重制约了实验教学质量的提高及实验室的建设和发展,不利于培养与时俱进的人才。

(二)每个实验开始之前,都要求学生进行预习,但是学生在写预习实验报告时[3],往往是照抄照搬教材上的内容,对于实验原理、设备、操作步骤和操作过程中的注意事项根本没有用心去阅读并体会,这样的应付性劳动,极大的限制了学生的思维。

二、物理仿真实验在教学中的积极作用

(一)提高教学质量和效率

物理仿真实验是虚拟环境下进行的实验,实验仪器主要是虚拟仪器,只需购置计算机等少量的硬件资源和软件《大学物理仿真实验》即可开设实验。《大学物理仿真实验》分为三部分,包含了凯特摆测重力加速度、核磁共振、螺线管磁场及其测量、检流计的特性、单透镜物理实验、分光计实验、空气比热容比测定、电子荷质比的测定、杨氏模量、迈克耳逊干涉仪、牛顿环测量曲率半径、介电常数的测量等丰富的实验内容,只要将仿真软件安装到计算机上,就可以进行软件里面的任何实验,这就解决了实验室仪器设备落后、实验项目单一的问题,而且由于有丰富的资源,更有利于学生自主开发实验,故更利于培养学生的创造能力和创新思维。有些实验仪器比较昂贵,易于损耗,普通高校一般难以开出[4]。而仿真实验能营造一个虚拟的实验环境使无法开设的实验得以开设,学生只要在装有《大学物理仿真实验》软件的电脑上就能进行整个实验的操作,并且能看到测量结果完成实验。由于是在虚拟环境下进行的实验,所以不存在仪器设备的损坏,操作者的心理压力小,更乐于去动手,在操作过程中遇到问题解决问题。

仿真实验是一种新的实验方式,它利用计算机把实验目的、实验仪器、实验内容、教师指导和学生操作有机地融为一体[4]。如果学生在做实验之前没接触过该实验仪器,很多学生就会拿着书与仪器的部件一一进行对照,甚至在不清楚仪器正确使用方法和操作注意事项的情况下而进行了错误的操作,导致实验中断、仪器损坏。仿真实验中实验仪器的关键部位能够拆卸,增强学生对仪器功能的熟悉和使用方法的训练。而如果课前学生通过仿真实验进行预习,对实验所用仪器的整体结构建立起直观的认识后,那么上面损坏仪器的情况出现的几率就会大大降低。比如分光计的调整与使用实验,每台仪器近乎万元,让学生在对仪器毫不熟悉的情况下直接接触实验仪器会增加仪器受损的风险。所以我们首先进行分光计的仿真实验教学,学生通过仿真实验的学习,对仪器的结构和调试技术有了整体认识,而通过计算机操作,也掌握了一定的操作技巧,然后我们再让学生去做相关实物实验。而对于实验难度较高的实验,也是先进行仿真实验教学,再进行实物实验,如此就缩短了做实验的时间。通过仿真实验的学习后,学生对实验有一个整体的认识,然后在进行实物实验时会感到心中有数,操作起来更轻松,这样就大大提高了实验教学的效率和质量。

(二)营造多样化教学环境[5]。我们学院专门拿出一间计算机机房作为物理仿真实验室,每周周一至周五开放,学生可以随时去进行实验操作。如果学生自己拥有计算机,便可在课外继续实验亦可以通过网络进行自学,为学生对实验的课前预习和课后复习带来了方便。计算机仿真实验使实验教学走出实验室,克服了实验教学长期受到场地、课时限制的困扰,使实验教学内容在时间和空间上得到延伸,学生能够充分的学习和掌握实验教学内容[5],这也利于学生根据自己的兴趣选择实验,可满足不同层次学生的需求,极大的调动了学生学习的积极性。

(三)对于实物实验,实际操作中由于仪器的缺陷、实验环境以及人为不当操作等因素的影响,致使结果误差较大,从而影响学生对实验的兴趣。仿真实验采用虚拟的实验环境,最大限度地避免了实际中存在的各种不利因素,实验结果较准确,所以通过仿真实验可以极大地增强学生科学实验的信心,有利于培养学生实事求是的科学实验态度,是对传统实验一个有益的必要的补充[2]。

三、仿真实验在教学中的不足之处

尽管仿真实验在实验教学过程中有一定的积极作用,但它仍具有有一定的局限性。一方面,仿真实验中的仪器相对比较精确,使学生不能通过数据处理、误差分析等环节训练来体验和分析产生误差的主要原因。另一方面,在使用仿真软件的过程中,对仪器的操作主要是通过鼠标点击来实现,缺乏真实感,并且缺少实际动手的机会,从而减少了学生在实验中遇到实验故障并排除故障的机会。

四、结论

综上所述,我们清楚的知道,仿真实验不能完全取代实物实验,为了更好的教学质量,最好的办法是在教学过程中将仿真实验与实物实验相结合,正确处理好仿真实验与实物实验之间的关系[6],开创物理实验教学的新模式,使仿真实验在教学中起到应有的作用。

参考文献:

\[1\]向必纯,马景琦,包兴明,李筱柏.大学物理实验\[M\].成都:西南交通大学出版社,2008:1-3.

\[2\]黄英群,王秀娥,俱海浪.计算机仿真实验在物理实验教学中的作用\[J\].大学物理实验,2011,(2):91-92.

\[3\]吴晶晶.物理仿真实验在大学物理实验教学中的地位\[J\].中小企业管理与科技,2010,(8):164-164.

\[4\]程阳.物理仿真实验教学心得\[J\].数理医药学杂志,2009,(2):241-242.

仿真实验范文2

关键词:高频电子线路;仿真实验;实验教学

中图分类号:TP391.9 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2017)02-0183-01

1 高l电子线路仿真实验的特点

顾名思义,高频电子线路的仿真实验与一般实验有所不同,在具体内容和实验操作上更具有针对性和可操作性,不再使用传统的实验内容和试验方法,在操作上实现了一定的创新性[1]。由于高频电子线路实验的顺畅完成需要有较为完备的硬件电路作为辅助,而其他部分具有相对提高性的、方法较为复杂的实验通常过程较为综合,容易受到外界因素的约束,制约实验的准确性[2]。所以,通过运用仿真实验的软件可以扩展实验的内容并且减少相关操作因素的制约,不受实验时间的约束,可以进一步提高研究实验的效率。

2 对于高频电子线路设计的仿真实验

人们在对高频电子线路的研究时,过于关注对整个线路体系的认识,而忽视对个别内容进行认知。在高频电子线路的仿真实验中,可以让研究者从实验操作的角度出发,在对通信系统概念有一定掌握的基础上进一步了解各个单元电路之间的联系。因此,在仿真实验中,要注意突出电路本身的特征,才能够更好地对所设计的方面的体系和结构有系统的了解。

2.1 针对电路原理进行的通信系统仿真实验

在对通信系统仿真实验的设计时,很多研究者仅仅停留在了解公式的基础上,而对于参数对信号变化的影响以及实验公式之间的联系性没有具体的、有针对性的了解。因此,选取数学模型作为设计基础进行有关通信系统的仿真实现,在实验中可以依据每一模块有实验原理的特定单元电路进行建立,通过对仿真实验的结果进行分析和梳理,可以强化人们对此的理解,达到修改仿真参数并且优化实验设计的目的。

2.2 Matlab软件中的Simulink的软件设计

Matlab中的Simulink作为一种可视化的软件工具,其不同之处在于可以创建有递接结构的模型,使得用户可以创建自己个性化的子系统。此外,Simulink具有不同的模块库,方便了不同研究领域的实验设计。在高频电子线路实验设计中一般使用Simulink的输入源、接收源和数学运算等功能进行软件仿真设计。图1为超外差接收机Matlab/Simulink仿真模型。

3 高频电子线路仿真实验的实现研究

3.1 模拟通信系统的仿真实验研究

Matlab中的SMULNK工具可以实现数学模型到软件模型的转化,方便实验进行动态仿真,这类仿真实验突出系统概念,对于实验的顺利完成具有更高的操作性。相比传统的不可视建模实验,用户可以对Matlab中的Simulink进行直接的建模,在使用过程中更加的简单和方便,具有广泛的通信以及自动控制功能。在仿真实验的操作过程中,研究中还应该充分关注系统的设计类型,确定仿真模型与数学模型是否一一对应。另外,研究者在显示界面可以通过波形的动态变化进一步分析具体发射和接收的环节。

3.2 对电路仿真实验的Protel软件设计

Protel软件是当前高频电子线路设计辅助软件中应用最广泛的设计软件之一,这款软件区别于传统的设计软件的地方在于具有强大的印制板设计功能,可以进行电路原理图设计。作为通用模拟程序的有序典型,Protel软件被应用到高频电子线路设计的很多方面。

4 结语

为了达到高频电子线路仿真实验的预期效果,对于仿真实验内容的设计是至关重要的环节。研究人员要提前设计与实验相关的内容,并且与实验的硬件进行结合,本文所设计的两种仿真实验是对仿真技术发展的进一步探索,希望可以为日后这类实验提供一些借鉴。

参考文献

仿真实验范文3

1Multisim

Multisim是一款进行高频电子线路开发的软件。这款软件操作方便、界面美观,学生也易于入门。Multisim包含了电路原理图的输入、硬件描述语言等,从分立元件到集成元件、无源器件到有源器件、模拟元件到数字元件等元件库,并且还提供了功能强大的直流交流分析等。利用这款软件,可以灵活的在上课当中进行试验的演示,方便学生对电子线路知识的理解。

2计算机仿真软件在电子技术教学当中的应用

电子线路当中的高频电路原理复杂抽象,老师在理论实验当中进行理论推导,由于知识的复杂,对于学生来说,很难快速掌握。这时候如果采用计算机仿真软件进行原理图的仿真教学,形象生动的展示电路的工作原理,这比单纯的进行枯燥公式推导印象深刻,学生对于知识的掌握也会很快。在市面上众多的EDA设计开发软件当中,Multisim软件非常的适合在电子课堂上进行计算机仿真教学。下面以正弦波振荡器为例,介绍Multisim对于学生理解高频电路工作过程的帮助。正弦波振荡器振荡不需要在输入端输入信号,在输出端就能产生一定频率和幅值的正弦电压的反馈放大电路。该电路是由放大电路、正反馈网络、选频网络和稳幅电路组成,其起振的过程包括起振条件和平衡条件两个过程。起振条件:振幅起振AF>1;相位起振ΦA+ΦF=2nπ(n=0,1,2............n)平衡条件:振幅平衡AF=1;相位起振ΦA+ΦF=2nπ(n=0,1,2............n)起振过程微小的扰动经过放大、选频、反馈、放大、选频、反馈如此反复的循环,振荡电压增长起来,建立起为稳定的振荡电压。

对于振荡条件和平衡条件的理解,尽管在上课的过程中已经进行了理论的分析,但是学生还是机械式的了解起振的过程。学生对于这样的过程理解起来还是具有一定的难度。如果通过计算机仿真软件演示振荡电路的起振过程,让学生了解在起振过程当中起振条件和平衡条件是如何起作用的。其起振的演示波形如下图所示:使用Multisim软件仿真振荡电路,通过示波器对输出的波形进行观察,可以看到输出波形从零开始逐渐的增大,并且随着时间的推移,波形幅度增大的趋势开始减缓,最终趋于恒定。上述的过程就对应了振荡器的起振和平衡条件。通过前面分析可以知道,起振AF>1,振荡器开始起振,幅度开始增加,随着放大器进入饱和状态,增益A开始见效,增幅减缓,一直到AF=1,达到平衡条件,波形稳定。通过Multisim进行演示,直观明了,可以加深学生对振荡器起振和平衡条件的理解。

3总结

仿真实验范文4

【关键词】PID控制;STEP7;Wincc;被控对象仿真

一、PID仿真实验在化工行业培训教中的实用性

PID控制是在化工生产过程中实用性最强、使用范围最广泛的一种自动控制系统。在实际生产过程中,DCS或者PLC系统中的PID模块组态简单,使用方便,所需硬件少,所需调节参数少,调节器设定值、输出值和被控变量的实时和历史趋势查看方便,成本及维护费用低等优点,使得DCS或PLC控制系统中的软调节器代替了大部分的PID调节器模块。

在连续生产的化工行业,温度、压力等被控变量控制精度要求较高,不允许较大的波动和超调现象出现。在实际生产过程中,P、I、D调节参数的投用切除和参数值的修改都会引起调节品质的变化,而且三个参数都对调节品质有影响,所以需要足够的经验才可以将PID调节器参数调至合适。在实际的生产过程中,被控变量达到调节要求并趋于稳定后,调节参数不能随意修改,即使遇到有调节需要的仪表回路,有可能因为调节参数设置不当,造成被调参数的振荡,导致物料的浪费甚至停车事故,所以在生产过程中工艺及自控人员没有足够多的机会去积累PID调节方便的经验,在停车检修过程中,又没有真实生产过程供工艺及自控人员练习。

西门子STEP7是西门子S7 300\400系列PLC的组态编程环境,其仿真环境PLCSIM可以很好的模拟S7 300\400系列PLC控制器和用户程序的运行。西门子S7 300\400系列PLC具有强大的PID控制功能,并具有FB41(连续控制器)、FB42(步进控制器)、FB43(脉冲发生器)、用于温度控制的FB58和FB59等PID相关的功能块和相应的系统功能块,并可以通过软件来实现自整定功能。

实际生产过程中,通过对被控对象的数学模型的研究发现,大部分生产过程都属于用一阶惯性环节、二阶振荡环节、一阶纯滞后环节、二阶纯滞后环节,通过PLC编程,可实现对实际生产过程的仿真模拟,达到与实际的生产过程相似的条件,便于操作人员的学习。

二、PID控制功能块在化工生产过程中的应用

西门子S7 300\400系列CUP均可处理FB41、FB42、FB43、FB58、FB59功能块,其中FB41用于模拟量的连续控制,在实际生产应用最为广泛。

FB41功能块允许操作人员将控制器切至手动模式,在检测回路需要维修时切出或者工况不稳定时进行手动调节。在手动模式下,控制器输出值由操作人员人在操作画面上手动输入值代替,不再受PID控制器控制,同时控制器的在手自动切换过程中输出值是不变化的,即无扰动切换。

PID控制器既可以用作定值控制器,也可以在复杂回路中用作串级、比值、混合控制器,实现复杂运算。同时在DISV端连接一个干扰变量,则不需要做更多的组态,可以方便的实现前馈控制。

PID控制器采用的是位置式PID算法,比例、积分、微分三个控制器作用是并行相加共同作用的,P控制器、I控制器、D控制器可并行连接,同时在组态时,根据生产工况和被调对象的特性可以分别进启用和停止P、I、D运算,以便组成P、PI、PID不同的控制器搭配形式。

三、被控对象的仿真程序设计

1.二阶振荡环节的数学模型

在工业生产过程中,大多数被控对象可以用一阶系统、二阶系统、一阶纯滞后系统、二阶纯滞后系统这几种数学模型来近似表达,采用二阶振荡环节的数学模型来代替生产过程中的被控对象,具有较强的代表性。

二阶惯性系统的数学模型为:

根据公式(4-4)进行迭代计算,可计算出二阶振荡环节仿真系统的输出。

2.二阶振荡环节对象仿真程序设计

根据二阶振荡环节数学模型的差分方程,按以下流程将该对象数学模型转化为STEP7程序。

同时,可以通过编写一阶、二阶、滞后环节等不同数学模型的功能块,在Wincc画面中进行选择调用,可以通过不同的仿真对象来研究PID调节器和被控对象之间的关系。

四、WINCC仿真界面组态

在编写好的STEP7“PID控制仿真程序”中直接创建WINCC程序,可以将STEP7中的变量直接传送给WINCC,可以减少创建WINCC变量花费的时间,避免变量地址出现错误。

在计算机控制面板中打开设置PC/PG接口,在弹出的对话框中,将“应用程序访问节点”设置成“S7ONLINE(STEP7)àPLCSIM(MPI)”和“MPI(Wincc)àPLHCSIM(MPI)”,打开“PID控制仿真程序”,在项目名称上点击右键插入一个“OS站点”。打开STEP7中定义的变量符号表,选择需要传送给WINCC的变量,点击右键选择“特殊对象属性”,在右侧选项中选择“操作员监控”,选择的变量前边出现绿色的小三角,然后对OS站进行编译,编译成功后检查OS站内WINCC项目中是否将STEP7变量传送到WINCC中。

在WINCC画面编辑器中创建一幅带有闭环负反馈调节回路的液位流程图画面及包含该调节回路PV值、SP值、OP值的历史趋势画面,通过流程图画面可以方便观察模拟液位的升降,在PID调节面板中,可以设定PID调节器的各个参数,同时可以观察调节器的输出变化,同时修改液位的SP值,给PID调节器提供一个阶跃响应信号,观察调节器的调节效果。在历史趋势画面中,可以观察到PID调节器的整个调节过程的趋势曲线,为PID整定提供一个调整的依据。

通过以上步骤对STEP7和Wincc进行组态,即可在计算机教学平台上搭建一个简易的PID仿真教学系统。采用西门子STEP7和WINCC搭建的仿真平台开发时间短,所需资金少,不影响实际的生产过程,同时也可以熟悉S7系列PLC的PID控制块如何组态和工作,这是采用生产过程教学或编写专业的软件仿真系统不可比拟的优势,在专业培训教学过程中,可以起到重要的作用。

参考文献

[1]吕卫阳.控制系统的基本算法及软件实现[J].自动化博览,2009(10).

[2]廖常初.S7-300/400 PLC应用技术(第3版)[M].机械工业出版社,2011-12-01.

[3]关朝旺,廖常初.西门子S7-PLCSIM仿真软件的应用[D].电工技术,2004(01).

[4]王立勇,姚贵宇.仿真PLC技术在PLC程序调试中的应用[D].工业控制计算机,2007(11).

仿真实验范文5

[关键词]仿真实验 实验教学

一、计算机仿真

计算机仿真就是将一个描述实际系统的数学模型通过第二次模型化,变成一个能够采用计算机运算求解的仿真模型,并在计算机内进行运转的过程,以此获得有关实际系统的定量信息、数据或资料,深化对实际系统的认识和研究。

计算机仿真的全过程:①建立描述实际系统的数学模型。②经二次模型化建立仿真模型。③仿真模型在计算机内运行,有必要再根据技术要求修改仿真模型并校验。④分析仿真运行结果,为研究、分析,设计和调整所研究的实际系统提供可靠的信息、数据。

根据仿真中所采用的计算机类型的不同,计算机仿真可分为模拟仿真和数字仿真。

1.模拟仿真

模拟仿真是采用模拟计算机作为仿真工具进行仿真,模拟计算机是一种连续变量的解算装置。它将被研究系统的各种物理量用机器电压来表示,通过由模拟电子器件构成的各种运算部件,进行模拟量的连续解算。

模拟仿真时,首先根据所研究系统的数学模型,用连续积分、降阶求解的方法变成仿真模型――模拟结构图,再选择合适的变量幅值比例尺,使实际系统变量与机器电压之间建立数量上的折算关系,然后将计算机中有关的运算部件按比例尺化后的模拟结构图进行连接。通过上机调试、运行,获得仿真结果。

模拟仿真的突出特点是仿真结果非常接近于实际系统的真实情况。这是因为模拟计算机采用机器电压代表实际系统的变量参加运算和输出结果,它是一个有正、负极性和连续变化的量,用它来描述连续系统的动态过程就显得逼真,和真实系统在测试设备上观察到的波形几乎完全相同。此外,模拟计算机运算部件采用的电路及所用的信号很简单,人们可以通过系数电位器的设置、调节和运算部件连接关系的改变,方便而迅速地改变系统的参数和修改系统的仿真模型,人机联系很方便。

2.数字仿真

数字仿真是使用数字计算机作为仿真工具进行仿真。数字计算机是一种离散量的计算装置,它将实际系统数学模型中连续变化的物理量离散成一组组二进制码表示的数字量,经过机器码的运算求得数学模型的解答,输出一组组时间离散节点上的数值解答。

数字仿真的大致过程:①建立被仿真系统的数学模型。②将数学模型经数值计算方法改造成仿真模型。③编写仿真程序。④键入并运行仿真程序,获得仿真结果。

二、仿真实验在教学中的应用

仿真实验是开放式实验教学的重要资源组成。所谓“仿真实验”,是相对于实物实验而言的,两者的主要差别在于:实验过程中所触及的对象与事物是否真实。在实物实验中所采用的实验工具、实验对象都是以实物形态出现的;而在仿真实验中,不存在实物形态的实验工具与实验对象,实验过程主要是对虚拟的实验仪器及设备进行操作。仿真实验虽然难以达到与实物实验完全一样的程度,但其良好的教学效果仍显而易见,其表现如下。

1.营造多样化教学环境,提高学习兴趣

对大多数学生来说,在预习实验的时候,会感到书上一些概念性的介绍很抽象。虽然有些仪器附有图片,但是仍然显得很单调。学生预习起来容易缺乏兴趣,对实验原理并不能真正理解。如果学生以前没有接触过该实验的仪器,实验中就有可能因使用方法不当而进行误操作,造成实验中断、仪器损坏。仿真实验可以提供形象直观、内容丰富的学习环境,图文并茂、动静结合、节奏有序的实验内容,并以声音、图像等丰富的表现力帮助学生进行多感官的学习,这样无疑会增加学生的兴趣,调动他们学习的积极性,促进学生对实验仪器的熟悉和对实验原理的理解。特别是一些对学生来说陌生而复杂的仪器,经过仿真实验的练习,操作起来既轻松又胸有成竹,从而提高教学效率。同时,降低了大大了损坏率。

2.打破时间和空间的局限,确保开放式实验教学的实施

将仿真实验与网络相结合,以网络为平台开展仿真实验教学。学生可以利用校园网或Internet对实验教学内容进行课前预习和课后复习,使教学内容在时间和空间上得到延伸,学生能够充分的学习和掌握实验教学内容。作为一个“开放的实验室”,学生可以根据自己的时间,在任何地点自主学习,利于学生根据兴趣选择,并能满足不同层次学生的学习需求。同时,给学生提供了自学实验的环境,培养了学生对实验的自学能力。

3.节省实验经费,提供无惧环境,保证实验的项目和数量

自然科学前沿领域的高新技术设备价格昂贵,目前伴随着高校办学规模的不断扩大,受教育资金的限制,高校仪器设备的数量和种类相对匮乏,传统单一的实验教学模式已远远不能满足实验教学的需求。多媒体仿真实验以较少的投入,更大灵活性的缓解了上述的矛盾。同时学生可以按自己的设想在多种实验环境中搭建自己的实验。另一方面,部分实验还具有一定的危险性,因此许多学校在开设实验项目时常有所保留,学生也不敢大胆尝试实验。这在很大程度上扼杀了学生创造能力的发展。仿真实验系统认错性很强,在模拟的过程中学生操作一旦出错,系统立即指出调节错误,如果前一步调整不好就不允许进行下一步,迫使学生反复演练直至成功,学生的创造性思维会得到良好的发展。从而保证了实验的项目和数量。

4.真正实现理论教学与实验教学的结合

仿真实验可以经过设置或再开发,作为理论教学的辅助工具。一些在学科发展中做出了历史性贡献的典型实验都可以利用仿真实验展现于课堂教学中,通过实验的方法引入新的概念和规律,把理论教学与实验教学有机的融为一体,按照科学探索和研究的过程进行教学,这样可以开阔学生的视野,提高学生实验的学习兴趣。仿真实验以仿真的仪器为主要器材,它所仿真的元器件、仪器仪表和系统功能与真实的硬件存在着必然的差异。仿真实验虽然新颖有趣,但与真实实验仍有距离感。并且,将仿真实验应用于教学,它的整个教学过程都是在计算机上操作完成的,在教学应用中不可避免地具有一定的局限性。

参考文献:

[1]戴君化.电子仿真实验网络化管理的实现[J].科技经济市场, 2006,11.

[2]彭斌,崔益和.工科院校跨学科实验教学示范中心的建设与实践[J].实验室研究与探索,2008,10.

仿真实验范文6

1)缺乏教学手段在实验前,教师通过灌输式教学法把实验内容介绍给学生,学生只需做好笔记,写好操作步骤和预期结果就算完成了教学任务。在实验中,指导老师通常事先安排好实验仪器,学生只需按照书中描述的方法和步骤进行操作,只要结果与书中描述的一致就算完成了实验,而不需要充分理解实验过程和实验现象。长此以往,学生只会被动接受教师的指令,这不利于学生素质和能力的培养。

2)消极对待实验由于大学物理实验的教学缺乏新意,学生片面地认为实验做不做都无所谓,只要知道结果就行了。这种学习态度导致了实验教学中经常出现学生旷课和迟到等现象。对待实验的消极态度还导致学生不仔细观察实验现象,不认真思考实验中出现的问题,不积极创新和改进实验方法。

3)客观条件限制影响实验教学效果的客观条件包括两个方面:一是实验仪器的损坏、实验场所的不足和实验经费的匮乏,这导致很多实验被迫取消;二是在有限的课堂时间内,学生既要熟悉各种实验仪器,又要进行实验操作,很难有时间分析和思考实验现象,这也影响着实验课的教学效果。

2计算机虚拟仿真技术的引入

随着图形图像、网络通信和面向对象建模等相关技术的发展,计算机辅助教学(CAI)越来越受到人们的重视。为了提高大学物理实验的教学质量,调动学生做实验的积极性,我们在大学物理实验教学中引入计算机仿真技术,并利用相关软件设计了仿真实验平台。借助该平台,学生可以逼真地完成大学物理实验课中的各种实验。仿真实验平台的引入是传统实验教学的有效补充。该平台具有以下两个方面的优势:1)教师可以提前把实验要求、目的和步骤等相关知识在仿真实验平台上,把需要使用的实验仪器、注意事项、预期实验结果等内容提前告知学生,让学生对整个实验过程有一个直观的认识。通过仿真实验平台,学生可以重复做某一虚拟的物理实验,这大大提高了实验教学的效率。2)学生能很方便地查阅大学物理学实验的相关内容,并能长时间地了解相关实验项目。虚拟仿真技术的引入克服了传统实验教学中存在的弊端。学生在仿真实验平台上的错误操作不会造成虚拟实验仪器的损坏,也不会造成学生的人身伤害,这不但避免了真实实验中的安全隐患,而且实现了实验器材的零损耗,节省了实验成本。目前,国内许多高校都在研究和开发仿真实验平台,由于各高校的实际情况、学生结构等存在差异,仿真实验平台也不会完全相同。根据我校的教学实际情况,我们有必要开发适合我校使用的仿真实验平台,这样才能进一步提高大学物理实验的教学质量。

3基于B/S结构的仿真实验平台设计

3.1总体架构

根据任课教师和学生提出的教学建议,我们设计了适合我校的大学物理仿真实验平台,并在该仿真实验平台上设定了三个角色:学生、教师和管理员。学生可以通过用户名和密码进入本系统中的学生模块,学生模块包括实验前、实验和实验后三部分。在实验前部分,学生通过预习掌握实验仪器的使用,并对虚拟实验做进一步的了解,为下一步的虚拟实验做准备;在实验部分,教师组织学生在规定的时间内,完成虚拟实验;在实验后部分,学生分析实验的结果和现象,并填写实验报告。教师可以通过工号和密码进入本系统中的教师模块,教师模块包括教学信息子模块、实验资料子模块、实验结果管理子模块和虚拟实验管理子模块。教学信息子模块主要用于教学信息,其作用是提醒学生学习相关的教学内容;实验资料子模块主要用于公布大学物理实验的教学大纲、相关课件和注意事项等内容,学生只能查阅教师后的实验资料;实验结果管理子模块主要用于教师评定学生的实验结果、实验心得和实验成绩;虚拟实验管理子模块是本平台的重要组成部分,也是我们设计仿真实验平台的一项重要内容,通过虚拟实验管理子模块,教师可以设置和制作虚拟实验项目。管理员可以设置实验人员的权限,限制实验人员的数量,还可以管理新闻公告模块和互动交流模块,以更好地为学校师生服务。

3.2仿真实验平台中实验项目的制作

为了保证学生做好仿真实验,教师需要制作仿真实验项目,所需要的实验素材主要从以下三个方面得到。

1)仿真实验平台中的“实验仪器”应与实际使用的实验仪器一致,这些“实验仪器”的图像通过照相机获得,再经过计算机软件处理,就可以成为仿真实验平台中的“实验仪器”。如仿真实验平台中的滑动变阻器经PhotoShop软件处理,得到了动态的滑片和静态背景。

2)为了实现仿真实验中学生与平台的交互性,我们增加了动态元件的响应事件。如在FLASH环境下,我们增加了滑动变阻器滑片的左右移动操作,设定了移动过程中不同位置所对应的电阻值。

3)实验仪器的三维图像可以通过3DMax软件得到,这种图像能显示仪器的内部结构,更好地满足物理实验教学的需求。目前,用于制作仿真实验项目的软件还有很多。除了上述软件外,我们还使用多种技术手段构建了仿真实验项目的场景,保证了这些实验项目在一般的网页中就能正常运行,满足了学生课外的学习需求。

3.3仿真实验平台的特点

在实际教学过程中,我们把仿真实验平台安装在网络服务器上。该平台由于采用的是B/S架构,对客户端的软、硬件要求较低,学生和教师通过网络浏览器就可以访问该仿真实验平台。虽然大学物理实验教学中引入的仿真实验平台有许多优点,但它仅仅是物理实验教学的一个有效补充。众所周知,物理学中的许多定理和结论都来源于实验,而实验结果因受环境等因素的影响而不会完全相同,这是在仿真实验平台上无法实现的。在真实的实验环境中,学生能操作实验仪器,观察实验现象,这与在仿真实验平台上移动鼠标、观看画面不可同日而语。因此,仿真实验平台可以帮助学生做好实验预习和课后复习,甚至完成虚拟实验,但却不能代替真实的实验。

4结束语

仿真实验范文7

关键词:生物学;虚拟仿真实验;实验中心建设

实验教学是培养人才的关键,是打造创新型国家的基石,国家根据科技发展和社会需求在不同时期提出了相应的指导思想,“十一五”期间提出《高等学校实验教学示范中心的建设和评审》,“十二五”期间提出了《教育信息化十年发展规划》和《全面提高高等教育质量的若干问题》,“十三五”又提出了《教育信息化“十三五”规划》。可见着力打造具有我国特色的教育信息化体系是当前我国教育事业发展的重点。2013年8月13日,教育部高教司了《关于开展部级虚拟仿真实验教学中心建设工作的通知》,提出了“科学规划、共享资源、突出重点、提高效益、持续发展”的20字指导思想[1]。自此开启了虚拟仿真实验教学中心建设,到目前为止全国共评建了300个虚拟仿真中心。

1部级虚拟仿真中心建设分布情况

近年来,高等教育实验中心的信息化建设飞速发展,由最初的管理系统到中心工作网站,到网络监控系统,再到信息化教学系统,直至发展到虚拟仿真系统。虚拟仿真中心建设集中在华东、华北地区,2013年到2015年3年2个地区共建设虚拟仿真中心160个,占据虚拟仿真实验中心的半壁江山,仅北京一地建设部级虚拟仿真中心47个,占全国的15.7%,其中2013和2014年各17个,2015年13个。江苏省,3年共建虚拟仿真中心31个,山东省、上海市各建设部级虚拟仿真中心20个(如图1所示)。截止到2015年,生物和食品学科组共评建12个国家做虚拟仿真实验中心,其中6个中心是“一体两翼”即同一个中心拥有虚拟中心和实体中心。

2生物学虚拟仿真中心建设

《教育信息化“十三五”规划》中指出:构建网络化、数字化、个性化、终身化的教育体系,建设“人人皆学、处处能学、时时可学”的学习型社会[2]。教育部还联合财政部、国家发改委、工业和信息化部、中国人民银行共同了《构建利用信息化手段扩大优质教育资源覆盖面有效机制的实施方案》。如何构建学习型社会?如何扩大优质教育资源覆盖面?如何共建共享?这些都是虚拟仿真实验中心可持续发展的关键问题。为此生物学虚拟仿真中心在秉承科学规划、突出重点、共享资源、服务全局、深化应用、提高效益等几方面不断探索。

2.1科学规划突出重点

虚拟仿真是对实体中心的一个很好的补充,生物学科在建设时应依据学校和地域的不同,根据学校学科特点、专业特色等进行自我设计与规划,突出重点,突破制约实体实验教学发展的瓶颈问题。制约生物实体实验发展的瓶颈问题主要是六方面[3],归纳为:极端环境或高危实验,微观层面的实验,不可逆的实验,高成本、高消耗的实验,受条件制约的大型综合实训,实验室安全管理和安全防御等方面。如部分虚拟仿真实验中心建设的蛇毒提取与冻干品制备虚拟实验、蛋白质模拟与设计、植物野外调查与标本采集、生产工艺等虚拟仿真实验均是填补了实体实验的不足。生物学科应着力建设能够反映虚拟仿真实验特点,将科研成果切实转化成实验项目的虚拟仿真实验,建设更具有先进性和原创性的虚拟实验。

2.2共享资源服务全局

生物学虚拟仿真实验依据实验性质可分为认知性实验、设计性实验、综合性实验以及创新性实验[4]。对于认知性实验除了服务于大学生,也可以在固定时间面向中小学生和一般的社会团体开放,开展通识教育,提高全民素质;设计性实验和综合性实验主要是面向大学生和行业人员以及研究生,他们具有一定的专业知识,能够更好地理解与使用这类虚拟仿真实验;而创新性实验主要面向大学生、研究生和科研人员进行开放使用。生物学虚拟仿真实验中心在资源共享、公益培训等方面一直努力前行,探索资源共享,服务全局。2015年12月12日,在南京召开的“第一届全国生物类虚拟仿真实验教学资源建设研讨会”就提出了“成立虚拟仿真中心联席会,共谋资源共享,避免重复建设”的理念。2016年10月29日,“第二届全国生物类虚拟仿真实验教学资源建设研讨会”在长沙召开,成立“生物和食品类虚拟仿真实验教学资源共享联盟”,有来自全国35个虚拟仿真中心加入。同时部分中心尝试以二维动画、数字化课程等先期施行共享,探索共享模式与方法。只有进一步丰富实验内容,扩大覆盖面,构建完整的共享平台,才能真正做到共享资源、服务全局,才能逐步缩小区域、城乡、校际之间的差距,促进教育公平,提高教育质量,建设学习型社会[5]。

2.3深化应用提高效益

应用是信息技术与教学管理的结合点,是教育信息化的生命力。通过应用带动环境营造,支撑核心业务,构建以学习者为中心的教学和学习方式。部分高校探索将虚拟实验细化分工,以项目分小组建设,学生深度参与,加强院系联手,在建设中全方位培养人才。生物学专业教师根据教学要求,设计虚拟实验方案,分设不同的小组,由学生自由组合,搜集素材,参与项目完成;同时以院系联手方式,联合计算机学院、动漫或艺术学院的教师共同完成,这些教师也以此形式组织学生参与;不同专业的学生形成任务小组,共同完成项目中的一部分(如图2所示)。在这种组合中教师将科研项目更好地转化为实验教学,学生深度参与,缓解了教师在精力体力方面的不足,使教师科研与教学改革得以兼顾。同时学生在项目的开展中加深了学科知识的理解,培养了他们的创新能力、团队意识、合作精神,并丰富了学生交叉学科知识,达到全方位的人才培养。

3结束语

培养适应社会需要的人才是实验中心建设的核心,建设固然重要,但管理是中心持续发展的决定因素。科学化的管理将发挥各种资源的最大功效。做好虚拟仿真实验中心的管理工作,利用好、保护好大数据是网络管理的重点,确保网络安全,营造绿色环保、健康向上的校园文化。现在的大学生是以“95后”为主体,他们生长在网络时代,网络平台众多,如何增加虚拟仿真实验资源的趣味性、实用性,是虚拟仿真中心建设的最大问题。师资队伍的组建,共享机制的建立,管理工作的加强,都是制约虚拟仿真中心发展的关键问题。让我们携手共建,打造可持续发展的虚拟仿真实验中心。

参考文献

[1]教育部.关于开展部级虚拟仿真实验教学中心建设工作的通知:教高司函〔2013〕94号[Z].2013-08-13.

[2]教育部.教育信息化“十三五”规划:教技〔2016〕2号[Z].2016-06-07.

[3]刘亚丰,余龙江.虚拟仿真实验教学中心建设理念及发展模式探索[J].实验技术与管理,2016,33(4):108-110,114.

[4]罗昊,张晓东.虚拟仿真实验教学中心开放共享模式的探索[J].实验技术与管理,2016,33(10):232-236.

仿真实验范文8

关键词:法医学;三维虚拟技术;实验教学

虚拟仿真技术,又称虚拟现实技术,是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统,通过计算机、仿真、人工智能等多种技术,给使用者创造一个三维虚拟世界,并可通过头盔显示器、数据手套等辅助传感设备,让使用者沉浸于一个观测与该虚拟世界交互的三维界面,可直接参与并探索仿真对象在所处环境中的作用与变化,达到身临其境的效果。三维虚拟仿真技术在教育、工业、医学等多个领域都得到了广泛的运用,教育部《关于开展部级虚拟现实实验教学中心建设工作的通知》(教高司函〔2013〕94号)提出:虚拟仿真实验教学是高等教育信息化建设和实验教学示范中心建设的重要内容,是学科专业与信息技术深度融合的产物。近年来,全国各个高校根据本学科及本专业特色,建设了贴合专业的虚拟仿真实验中心,法医学是公安院校刑事技术专业的主干课,是一门对专业与实践要求都很高的学科,学生的动手操作能力与专业知识在培养目标中都非常重要,公安院校重点培养专业的应用型人才,为此,我们利用虚拟仿真技术,建立了法医三维虚拟仿真实验教学平台,本文将从三维虚拟仿真技术在法医学教学中的必要性、建设内容与应用、建设前景等几个方面进行阐述。

1虚拟仿真技术在法医实验教学中应用的必要性

目前,公安院校传统的教学模式与实训方法在培养学生的动手能力,尤其是现场勘验能力方面有着明显缺陷,既往的教学方法主要通过教师课堂讲授知识,检验学生学习效果也是以试卷考试方式为主,侧重学生专业理论知识的掌握情况,虽然也开设一定的实验操作课,但因实验场地、设备等条件的限制,实验内容简单、过时,无法与公安实战紧密结合,且一般情况下,实验教学要求在规定场所规定时间内完成,制约了实验教学的深度与广度;法医学专业课的学习场地局限于校园,而如命案、杀人、交通事故、灾难事件等真实犯罪现场的实验实训场景难以模拟,学生在实训中不能体验真实现场的现场勘验和尸体检验过程,实训教学缺乏生动性;再加上任课教师自身常年从事单纯的教学工作,并非实战部门的法医,缺乏实战经验,实训教学效果不太理想;在实习阶段,因为公安实践中案件的突发性以及现场勘查的及时性等特殊要求,学生所能获得的实践锻炼机会也十分有限。因此,学生毕业走上工作岗位后面对真实案件时,难以迅速担任现场勘查等专业任务,一般需要经过较长时间的学习、摸索才能胜任。三维虚拟仿真实验突破传统实验教学模式的限制,将传统的学习变成直观展示、动态可变的虚拟仿真的沉浸式体验学习,使学生可以沉浸于虚拟的案件现场,模拟勘查员或者法医进行现场勘查与尸体检验,提高学生学习的积极性和主动性,也给教师的教学提供了方便,大大提高了教学质量。同时,搭载智慧教学系统的三维虚拟仿真实训平台也可打破时间与空间的限制,最大限度地利用碎片化时间反复进行模拟操作,从而达到熟练掌握操作步骤的目的,虚拟仿真实验教学建设顺应了教育信息化的发展趋势和现实需要,更符合公安院校学生学习法医学的需求。

2法医三维虚拟仿真实验教学系统的建设内容

2.1虚拟仿真实验教学管理平台的建设

在学院智慧校园的基础上建设三维虚拟仿真实验教学管理与共享平台,通过此平台可以进行实验教学开课、选课管理、实验教学过程化管理(课前预习、课中考勤、实验过程考核、线上实验报告、实验成绩评分)、在线学习(视频课件学习、在线练习、在线考核、在线答疑、虚拟仿真实验、课程导读)、实验教学资源开放共享、实验室仪器设备管理、开放实验管理等,同时可根据学院的需要对接云平台上第三方虚拟实验课程资源或自建课程资源,为学院虚拟实验教学环境提供应用平台。另外,此平台可以与学校已经建设完成的校级实验室开放管理平台、远程视频管理系统无缝对接,实现虚拟仿真实验教学管理与共享管理平台的智能管控,实现实验教学的“虚实结合”,“智能、智慧型”管理。如图1。

2.2三维虚拟仿真命案现场勘查系统的建设

通过虚拟仿真引擎工具为技术开发平台,结合3D建模、计算机网络、动画模拟、人机交互等手段,结合二维和三维多种方式,仿真模拟一个现代小区场景,提供一整套三维场景,包含犯罪现场场景(外景、中心现场场景)、指挥中心场景、法医解剖室、讯问室场景、痕迹实验室场景、声像实验室场景、专案组场景、物证技术室内场景等场景,虚拟仿真还原真实案件的全过程,包括接报案、立案、现场勘查、尸体检验、现场走访、案情分析、物证技术检验、侦查措施与侦查技术的应用、抓捕、讯问、结案等环节的案件侦查综合实验。通过三维仿真技术,以第一人称的形式模拟现场勘查的整个过程,包括现场巡视、拍照、获取现场视频资料、寻找案发中心现场,在现场勘查时,对现场勘查箱里的常见工具、设备、试剂进行三维建模,通过对这些工具、试剂和设备仿真模拟操作,模拟在现场勘查中的发现、固定、提取、包装并记录现场生物物证以及足迹、手印等痕迹物证,通过虚拟命案现场的仿真操作,选择不同的提取方法来实现物证的发现提取方法,从而掌握现场检材的正确勘验方法,系统根据学生的操作流程及规范,对操作错误的地方进行启发性指导,并在后台进行记录、扣分等处理方式,加强学生对易错环节的记忆。打造不同性质不同类别的案件虚拟仿真勘查操作系统,具有紧贴公安实战、案件现场高度还原、操作深度参与的特点。通过对虚拟物证的反复操作训练,让学生对各类物证的发现、固定、提取及包装能更规范、更全面,进而掌握案件现场勘查的基本技能与勘查思维。如图2。

2.3建设三维虚拟仿真尸体检验系统

通过三维虚拟仿真技术,操作者以第一人称的形式,进入现场内,完成案发现场的初步尸体检验,模拟办案的常规步骤,进入虚拟仿真的法医病理解剖实验室(如图3),并通过对解剖工具进行三维建模,模拟法医分别对尸体进行衣着检验、尸表检验及尸体解剖,模拟检验、记录衣着情况,衣服损伤情况等,尸表检验则对建模的尸体进行常规尸体外表检验、创伤检验、尸体现象等的模拟检验,尸体解剖则模拟选用不同解剖工具对人体体腔、器官进行解剖检验,模拟检验还需记录各种阳性发现和阴性结果,并尽可能全面提取组织、体液、毛发、指甲等生物检材以备检。通过虚拟操作尸体解剖检验了解人体的基本结构以及损伤特征,三维虚拟仿真的尸体检验系统能将抽象的人体结构与损伤逼真地呈现出来,通过虚拟操作,加深了无医学基础知识的公安院校学生对法医学知识的理解,提高学生规范保护、处理尸体以及物证的能力。图3三维虚拟法医病理解剖实验室上述的现场勘查系统与尸体检验系统在虚拟操作时分为教学模式和考核模式。在教学模式下,让学生重复实验操作练习,并提供实验操作流程的详细指导,学生能够根据操作提示一步一步进行练习,如果学生操作错误,系统会根据学生的操作流程及规范,对操作错误的地方进行启发性指导,并在后台进行记录、扣分等处理。考核模式下则不提供指导,系统统计学生错误点自行扣分,老师可导出成绩到指定的虚拟实验管理平台,在操作实验的过程中,对带有摄像头的电脑,可间断性的采集正在做实验的同学头像并进行存档,用以监控学生的整个实验过程。虚拟勘验结束之后学生可进入现场调查访问、实验室物证检验、办案人员案情分析等场景,物证检验环节则将学生在现场勘查、尸体检验过程中提取的物证进行检验分析,包含手印分析、足迹检验、生物物证的DNA检验等,学生需根据检验结果、调查访问情况等对案情进行综合分析与研判,对案件性质、死者死亡原因、致伤物等作出判断。最后,系统根据学生的操作和答题情况给出得分和成绩分析,实现整个虚拟实验过程性评价。

3虚拟仿真技术在法医学实验教学中的应用前景与不足

仿真实验范文9

关键词:虚拟仿真;电子类实验教学;应用

TP391.9;TN0-4;G642

一、虚拟仿真技术的概念与优势

虚拟仿真技术在电子类实验教学中的应用主要有两种方面:虚拟仪器技术和仿真。最早虚拟仪器这个概念是由美国仪器公司提出的,其主要含义就是“软件就是仪器”通过对应的软件来实现仪器的主要功能。在使用过程中利用LabvIEW编写虚拟的仪器面板,将各种数据信息采集设备和软件的仿真平台搭建出一个不同的仿真系统。仿真则是利用模型进行实验,对电路环境与电路过程中进行模拟,得到真正实验的全过程。虚拟仿真技术的核心内容就是将虚拟与实际结合,从而达到最佳的实验教学效果。同时,在虚拟仿真技术在使用过程中有以下几种优势

(一)节约成本

在传统的教学模式创新中需要不断的增加各种教学仪器设备,增加教学成本,而且要想进行实验只能在实验室进行。虚拟仿真技术的出现更好的解决了这些问题,在教学过程中只需要具备仿真软件计算机就能在任意地点进行实验,方便教师教学。

(二)理论与实际结合,激发学生兴趣

虚拟仿真技术可以将虚拟与实现结合,学生在接受新知识时还锻炼了学生的动手实践能力。将实验教学内容以更直观的形象展现出来,激发学生的学习兴趣,提高学习效率。

(三)实验平台的统一性和可恢复性

在使用虚拟仿真技术时,可以将多门课程实验进行统一,并为学生提供一个设计、原型、科学、的应用平台,这样不会丢失原有的实验信息,还会完成从原型设计到系统部署之前所有工作,从而将虚拟教学内容与实际教学实验的理论、知识更好的结合起来。

(四)教学内容的灵活性与创新性

虚拟仿真技术不同于其他试验箱数量固定的实验内容,在使用其技术时还会根据不同的需求搭建出一个不同的实验电路,让学生更直观的了解教学内容,同时还有利于教师开展一些综合性与设计性的教学实验,从而培养学生的创新能力。

二、虚拟仿真技术在电子类实验教学中的应用

随着电子技术快速发展以及教学内容不断的更新,传统的实验教学模式已经跟不上社会的发展,其中还存在着一些不足,虚拟仿真技术的出现将实验教学进行全新的完善,激发学生的学习兴趣,提高学生学习效率。电子电路课程是电子类专业必修课程,其中包括了:电路分析、模拟器电子技术、数字电子技术。在这三门课程中虚拟电子技术被学生们认为是一个难度最大,理论性较强的的一门课程。一般来讲,虚拟电子技术是与教学理念同步,有时也会落后于教学课堂。在传统的实验教学过程中,学生对实验的电路理论不够了解,对实验中可能出现的问题还没有特别清楚,因此,对于多数学生来说,在实验过程中一旦出现问题找不到任何的突破点,从而降低学习兴趣。在虚拟仿真技术中以二阶段有源低通滤波器为主的教学实验可以帮助学生加深对知识的了解,锻炼学生的动手动脑能力。

(一)二阶有源滤波器的仿真实验

在虚拟仿真技术中,常用的仿真软件有:Multisim、Pspice、Proteus等。在此,本文对Multisim在虚拟仿真技术中的使用以二阶有源滤波器电路进行了仿真。该技术操作简单容易上手,它在使用过程中具有非常多的元器件、虚拟仪器,它的功能强大,在使用过程中还为学生提供专用的万能表、示波器等常用仪表设备,而且还为学生提供了虚拟仿真技术的网络分析仪、频谱分析仪等仪器设备。二阶有源滤波器在教学过程中具有仿真的电路图,只需要在使用时输入信号频率和幅度,就可以通过滤波器的示波器进行观察,并让学生做出总结。同时,在使用时还可以利用波特图测试仪,设定使用频率的反问,保证学生可以更加直观的观看到二阶有源低通滤波器的频率响应线,学生在上课过程中就可以通过幅频特性曲线找到滤波器的频率。这样,学生就可以搭建出一个更为实际的电路,进行实验,从而总结出自己所得结果,并于教师交流。

(二)二阶有源滤波器的实际电路测试