第一篇:醫(yī)學虛擬仿真實驗具體內(nèi)容介紹
虛擬實驗具體內(nèi)容介紹
(1)機能學基礎(chǔ)性虛擬實驗教學軟件包含四個相對獨立的操作實驗:家兔的基本實驗虛擬操作、蟾蜍的基本實驗虛擬操作、大鼠的基本實驗虛擬操作、小鼠的基本實驗虛擬操作。所有內(nèi)容全部采用人機互動的虛擬仿真操作來完成,同時配合動畫演示,相關(guān)儀器設(shè)備的使用和操作知識。我們以大小鼠和蟾蜍的基本實驗虛擬操作舉例說明:
《大、小鼠基本操作綜合實驗》介紹了大、小鼠在實驗中經(jīng)常用到的幾種基本操作,通過虛擬操作的演示和互動,把實驗中的重點、難點表示出來,使學生通過該虛擬實驗,熟悉大小鼠實驗的各項基本操作,掌握實驗的重點。
虛擬實驗操作流程及技術(shù)點描述:
大小鼠的捉持主要采用動畫演示的形式,生動體現(xiàn)了捉持的要點。
大小鼠的固定,又分為徒手固定,固定板固定,頭部固定以及固定器固定。學生可以自行選擇固定方式,對大小鼠進行固定。
大小鼠的分組與編號;分組演示了如何使用Excel軟件取得隨機數(shù)字后分組。編號著重介紹了背毛單色標記法。
常用給藥方法的虛擬操作:灌胃法,皮下注射法,皮內(nèi)注射法,肌肉注射法,腹腔注射法,靜脈注射法.部分采用透視或同步放大局部讓學生更直觀更系統(tǒng)的學習以上的給藥方式及注意事項。
常用麻醉方法的虛擬操作:通過虛擬實驗——吸入麻醉和腹腔注射麻醉,讓學生熟悉并掌握常用麻藥的使用及配制方法。
大小鼠取血的虛擬操作:分為摘眼球取血法,眼眶后靜脈叢穿刺取血法,心臟取血,腹主動脈采血法。
大鼠處死方法的演示,脊椎脫臼法,急性失血法,麻醉致死法,氣體窒息致死法,擊打法。
大鼠主要臟器摘?。簩W生可動手摘取虛擬大鼠的主要臟器,可掌握各主要臟器的位置和摘取后的性狀。
家兔的基本實驗虛擬操作內(nèi)容包括:
家兔麻醉方法,頸部手術(shù)包含頸部皮膚切開、分離皮下筋膜、氣管插管、頸動脈插管、頸外靜脈插管、頸部迷走神經(jīng)、交感神經(jīng)、降壓神經(jīng)分離等內(nèi)容,家兔腹部手術(shù)包含回盲部腸系膜分離術(shù)、輸尿管插管術(shù)、膀胱插管術(shù)等內(nèi)容,家兔腹股溝手術(shù)主要含分離股動脈股、靜脈插管或股神經(jīng),以備動脈放血、靜脈輸血輸液、注射藥物等內(nèi)容。
(2)在《離體心臟灌流實驗》的虛擬實驗軟件中,包含四個基本實驗元素:離體心臟制備操作錄像;8種藥物對蛙心灌流影響的虛擬子實驗;8種未知藥物對蛙心灌流的虛擬實驗;以及每個子實驗完成后的知識點自測。在已知藥物對蟾蜍心臟灌流的虛擬實驗中,為同學提供了心臟灌流的動畫與3D心臟的虛擬環(huán)境,學生親自動手在虛擬空間內(nèi)使用8種不同的藥物分別加入灌流液中,觀察不同藥物、不同劑量對離體心臟功能的影響,實驗操作過程基本不受時間限制。
(3)在《坐骨神經(jīng)-縫匠肌實驗》的虛擬實驗軟件中,包含三個基本實驗元素:坐骨神經(jīng)-縫匠肌制備與實驗操作錄像;五種不同條件下,坐骨神經(jīng)-縫匠肌虛擬實驗;每個子實驗完成后的知識點自測。在坐骨神經(jīng)-縫匠肌虛擬實驗中,采用了3D的神經(jīng)沖動與骨骼肌收縮的機制模式圖,以及實驗機制解釋的3D原理圖構(gòu)建逼真的虛擬環(huán)境。例如,在終板電位實驗中,學生可以在顯微鏡下親自動手操作玻璃電極進行實驗,不同的子實驗都有詳盡實驗原理解釋和知識點測試題。
(4)在《多因素對呼吸系統(tǒng)功能的影響》的虛擬實驗軟件中,首先是建立了數(shù)字化虛擬3D透明家兔模型,在此基礎(chǔ)之上完成大型、綜合性呼吸功能虛擬實驗。其包含三個基本實驗元素:家兔呼吸功能實驗操作過程錄像;虛擬實驗中含有9個不同的子實驗,如氣道延長、氣道狹窄、吸入氮氣、吸入CO2、代謝性酸中毒(含糾正酸中毒)、氣胸(開放性與張力性)、肺水腫等,以及每個子實驗完成后的知識點自測。學生在實驗操作中,可觀察到透明兔的呼吸(肺泡)運動變化、呼吸與血壓曲線變化、血氣與電解質(zhì)變化,以及呼吸的聲音變化。
(5)在《微循環(huán)灌流與血液動力學實驗》的虛擬實驗軟件中,建立了數(shù)字化虛擬3D微循環(huán)血液灌流模型,并配合虛擬3D透明兔模型組建大型、綜合性血循環(huán)虛擬實驗。在此虛擬教學軟件中包含三個基本實驗元素:微循環(huán)灌流與血液動力學實驗操作錄像;虛擬實驗中含有5個不同類型的子實驗,如失血10%、失血30%、失血50%、過敏性休克、心源性休克,每個子實驗完成后的知識點自測。在實驗操作中,學生可以自主設(shè)計治療方案,如失血導(dǎo)致休克時,源于同學選擇藥物、時間節(jié)點不同,虛擬實驗結(jié)果也不盡相同,此時虛擬動物的呼吸運動變化、腹腔內(nèi)臟血管變化、呼吸與血壓變化、微循環(huán)與微血流變化,血液pH、Na+、K+、HCO3-、CO2都會發(fā)生不同的改變。
(6)《行為藥理學實驗》的虛擬實驗教學軟件是以抗老年癡呆藥物石杉堿甲的藥效學研究--Morris水迷宮實驗為主線,涵蓋三個基本實驗元素:水迷宮實驗的基本原理與操作錄像;老年癡呆動物模型的制作與虛擬實驗具體操作;以及抗老年癡呆相關(guān)領(lǐng)域的研究進展和知識點自測。虛擬操作部分包括石杉堿甲對三種老年癡呆模型(東莨菪連續(xù)注射、鵝蒿蕈氨酸基底前腦注射及雙側(cè)穹窿傘切斷)的藥效學研究,通過虛擬操作,可產(chǎn)生大量實驗數(shù)據(jù),學生上機操作得到的結(jié)果非單一結(jié)果,而是隨機化,不同同學不同情況的操作,產(chǎn)生的實驗數(shù)據(jù)也不同,同時也可對實驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析,這充分體現(xiàn)了藥理學實驗的特點。該軟件可使操作者在短時間內(nèi)掌握抗老年癡呆藥物藥效學研究的基本方法并獲得大量的相關(guān)知識信息。
(7)在《影響尿液的生成實驗》的虛擬實驗教學軟件中,含有三個基本實驗元素:影響尿液的生成實驗操作錄像;虛擬實驗中含有7個不同類型的子實驗,如輸入0.9NaCl溶液、輸入20%葡萄糖、注射利尿藥、注射去甲腎上腺素、刺激迷走神經(jīng)、失血和尿路機械性梗阻,每個子實驗完成后的知識點自測。
(8)在《腸道平滑肌受體動力學實驗》的虛擬實驗教學軟件中,含有三個
基本實驗元素:腸道平滑肌受體動力學實驗操作錄像;虛擬實驗中含有2個不同類型的子實驗:如神經(jīng)體液因素對消化道平滑肌收縮與慢波的影響、ICC起搏電位或電流的觀察,實驗完成后的知識點自測。
(9)醫(yī)學行為藥理學—抗抑郁藥的藥效學評價實驗包括以下內(nèi)容:
強迫游泳實驗:當實驗動物放進一個有限的空間使之游泳,動物在該環(huán)境中拼命掙扎試圖逃跑又無法逃脫,一段時間后,就變形成漂浮不動狀態(tài),僅露出鼻孔保持呼吸,四肢偶爾劃動以保持身體不至于沉下去,這種狀態(tài)叫做 “不動狀態(tài)”,一種 “行為絕望”行為,這種行為絕望模型與抑郁癥類似,而且對絕大多數(shù)抗抑郁藥物敏感,其藥效與臨床藥效顯著相關(guān),被廣泛用于抗抑郁藥物的初選。
小鼠懸尾實驗:小鼠在懸尾狀態(tài)下很快會出現(xiàn)絕望行為,表現(xiàn)為不再掙扎,呈現(xiàn)特有的安靜不動狀態(tài),抗抑郁藥和中樞興奮藥可以明顯縮短不動狀態(tài)的持續(xù)時間。絕大多數(shù)抗抑郁藥物既能縮短不動狀態(tài),又能減少或不影響小鼠的自主活動。
大鼠學習無助:當動物置于一種不可逃避的厭惡刺激環(huán)境(如足電休克)時,會產(chǎn)生一種絕望行為,表現(xiàn)為對刺激不再逃避,并干擾了以后的適應(yīng)性反應(yīng)。此時動物腦內(nèi)兒茶酚胺水平降低,被公認為是一種抑郁狀態(tài),抗抑郁藥可以對抗這種狀態(tài)。
虛擬實驗操作流程及技術(shù)點描述:該實驗需要把實驗對象(大/小鼠)進行分組(陽性對照組,用藥組、空白對照組)訓練,按照實驗受試藥物進行用藥造模,然后,把每組的老鼠分別放入相應(yīng)的實驗裝置進行單項實驗(強迫游泳/靜止懸尾/學習無助),然后根據(jù)老鼠的運動軌跡和運動狀態(tài)(靜止/運動,但是學習無助實驗是統(tǒng)計逃逸成功的次數(shù)和質(zhì)量),來統(tǒng)計各組老鼠實驗數(shù)據(jù)上的規(guī)律,從而通過多次大量的實驗后,來評價受試藥物抗抑郁的實效性。虛擬實驗可以讓實驗者隨時停止實驗或查資料,也可以把數(shù)據(jù)進行歸納統(tǒng)計好另外儲存用作分析。
整個虛擬實驗開發(fā)的難點是對虛擬實驗對象(大/小鼠)的動作形態(tài)上要保持真實性和科學性。要實現(xiàn)這個功能必須根據(jù)大量的真實實驗數(shù)據(jù),從而分析出實驗對象不同組別的運動規(guī)律,然后利用Flash中as3編程語言工具進行建立模型,此數(shù)據(jù)模型主要從3個參數(shù)指標來表現(xiàn)區(qū)別不同組別的運動規(guī)律:實驗對象隨機運動軌跡區(qū)域分布,隨機運動狀態(tài)時間分布和隨機運動生物動作科學真實性(水平運動和垂直運動)。比如一只空白組大鼠進行穿梭箱實驗,在未放電情況下,它的運動軌跡應(yīng)該以箱底邊緣為主,觸壁身體上探次數(shù)在3-5次,當放電之后,逃逸成功26-30次。我們以它的參數(shù)為標準模型,然后根據(jù)用藥的不同,適當?shù)恼{(diào)整這個參數(shù),這樣系統(tǒng)就可以隨機產(chǎn)生相應(yīng)的數(shù)據(jù)值。
(10)心血管活動調(diào)節(jié)綜合實驗
利用虛擬動物實驗,模擬哺乳動物動脈血壓的直接測量方法的全過程,以動脈血壓為指標,觀察某些因素對家兔心血管活動包括血壓和心率的影響。
虛擬實驗操作流程及技術(shù)點描述: 主要有以下內(nèi)容: 夾閉右頸動脈 刺激右側(cè)降壓神經(jīng) 刺激右側(cè)迷走神經(jīng) 藥物作用
虛擬實驗難點,我們將實驗家兔透明3d化,使學生在操作的同時可以直觀的看到血管神經(jīng)和跳動的心臟。學生通過選擇相應(yīng)工具,對家兔進行以上各種不同的刺激作用,同時血壓曲線和心力環(huán)及3d家兔發(fā)生相應(yīng)的變化。
(11)中樞神經(jīng)系統(tǒng)綜合實驗內(nèi)容:
實驗一 反射弧的分析;
實驗二 脊髓半離斷動物的觀察; 實驗三 去小腦動物的觀察; 實驗四 大腦皮層運動功能定位與去大腦僵直; 實驗五 豚鼠大腦皮層軀體感覺誘發(fā)電位; 實驗六 自發(fā)腦電波及致癇時腦電波的分析。
虛擬實驗操作流程及技術(shù)點描述:在中樞神經(jīng)系統(tǒng)的參與下,機體對各種刺激發(fā)生的反應(yīng)過程稱為反射。反射弧是反射發(fā)生的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。反射弧包括感受器、傳入神經(jīng)、反射中樞、傳出神經(jīng)和效應(yīng)器五部分。反射弧完整是引發(fā)反射的必要條件,一旦其中任何一個環(huán)節(jié)的解剖結(jié)構(gòu)和生理完整性受到破壞,反射活動就無法實現(xiàn)。硫酸對皮膚的傷害性刺激可以引起受刺激肢體的反射性屈曲,本實驗以此屈曲反射來分析反射弧的組成,通過利用不同濃度的硫酸(0.5%-2%,)在正常狀態(tài)下直接刺激實驗對象(青蛙)的身體部位(腹部皮膚和下肢趾尖),通過實驗對象的刺激反應(yīng)(曲腿反射)來觀察神經(jīng)反射效果,然后再通過利用硫酸對剪斷右側(cè)坐骨神經(jīng)后做同樣的刺激實驗,從而得出反射弧的完整性與反射活動的關(guān)系。
本虛擬實驗開發(fā)的難點是對虛擬實驗對象身體不同的刺激部位做出不同的動作反應(yīng),并且隨著刺激時間的長短而反應(yīng)也不同。開發(fā)的思路是主要根據(jù)大量真實實驗的錄像,分析記錄實驗對象的動作特點,并給與對象相應(yīng)的動作庫,讓實驗對象根據(jù)實驗操作者的操作而做出適當?shù)膭幼鞣磻?yīng)。
(12)醫(yī)學化學基礎(chǔ)操作類綜合實驗包括以下內(nèi)容:
常壓蒸餾實驗操作; 酸堿滴定實驗操作;
有機物熔點沸點的測定實驗操作; 重結(jié)晶的實驗操作;
色譜分析的實驗操作;
用PH計測定醋酸的電離常數(shù)的實驗操作; 分光光度法測定Fe3+的含量的實驗操作。虛擬實驗操作流程及技術(shù)點描述:
將醫(yī)學化學常用的基礎(chǔ)操作實驗虛擬化,學生通觀看實驗演示部分,學習實驗流程了解實驗中的注意事項后,再到虛擬實驗中進行考核,學生自己使用虛擬實驗器材后,產(chǎn)生自動計算的實驗數(shù)據(jù),并相應(yīng)實現(xiàn)對實驗的虛擬操作,系統(tǒng)通過對學生的實驗情況進行評分,以方便教師掌握學生的學習情況。(13)細菌的形態(tài)學綜合實驗包括以下內(nèi)容:
革蘭染色法;抗酸染色法;負染色法;鍍銀染色法;姬姆薩染色法; 鞭毛染色法;芽孢染色法;莢膜染色法;Albert染色法; 懸滴法和壓滴法;光學顯微鏡的使用;暗視野顯微鏡的使用。虛擬實驗操作流程及技術(shù)點描述:
本虛擬實驗將細菌的形態(tài)學虛擬化,使學生在動手操作的過程中,同步觀察到細菌的具體動態(tài),將“看不見”變?yōu)殡S時可以看見,而不是以往的要實驗結(jié)束了才能到顯微鏡下看一眼,生動的對比了各個實驗對不同細菌的優(yōu)劣。使學生們對細菌有了生動具體的認識,加深了學生學習的興趣,取得了更好的教學效果。(14)醫(yī)學寄生蟲學綜合實驗包括以下內(nèi)容:
生理鹽水直接涂片法;飽和鹽水漂浮法;糞便沉淀孵化法;厚涂片透明法; 肛周檢查蟲卵;血液檢查;骨髓穿刺;皮內(nèi)試驗;環(huán)卵沉淀試驗; 旋毛蟲動物模型;日本血吸蟲動物模型;鼠瘧原蟲動物模型; 剛地弓形蟲動物模型。
虛擬實驗操作流程及技術(shù)點描述:
虛擬醫(yī)學寄生蟲學實驗采用了視頻,動畫演示和交互游戲多種方式。使學生可以從直觀,微觀,親自操作多個角度體驗虛擬實驗,將一些學生難以參與的實驗如“骨髓穿刺”這種臨床上難以展開的實驗,我們采用了虛擬實驗可以讓學生反復(fù)操作,掌握實驗要點重點。虛擬動物實驗正順應(yīng)了國際動物保護組織的呼聲,而且更加生動。
(15)醫(yī)學細胞培養(yǎng)綜合實驗包括以下內(nèi)容: 細胞培養(yǎng)是從生物體內(nèi)取出細胞或組織,在體外模擬體內(nèi)生理環(huán)境,在無菌、適當溫度和一定營養(yǎng)條件下進行孵育培養(yǎng),使之生存和生長,并維持其結(jié)構(gòu)和功能的一種培養(yǎng)技術(shù)。采用虛擬實驗主要模擬內(nèi)容為:
細胞培養(yǎng)所需的較大型儀器設(shè)備的使用; 實驗的準備工作; 細胞的換液; 細胞的傳代; 細胞的計數(shù); 細胞的接種; 細胞的凍存和復(fù)蘇。
虛擬實驗操作流程及技術(shù)點描述:本實驗是重在對細胞的培養(yǎng)(換液、傳代、儲存和復(fù)蘇)等常用實驗室操作的技能培養(yǎng),本虛擬實驗主要是建立了一個仿真實驗室場景,把實驗用到的設(shè)備、工具和藥品都放到實驗的虛擬場景中去,虛擬實驗的操作者可以根據(jù)本實驗的具體流程,把“細胞的換液”、“細胞的傳代”、“細胞的凍存和復(fù)蘇”、“細胞的轉(zhuǎn)染”等實驗流程全部操作一遍。所用到的設(shè)備參數(shù)和實驗數(shù)據(jù)都可以通過虛擬實驗室的場景對設(shè)備和工具進行模擬輸入設(shè)定。
本實驗的主要難點是針對操作失誤會導(dǎo)致錯誤的結(jié)果,本實驗總結(jié)了大量的真實實驗,通過統(tǒng)計和篩選設(shè)置了實驗中容易出現(xiàn)的12個錯誤方向,并對錯誤值進行兩個等級的設(shè)定,一旦實驗操作者進入錯誤區(qū)域,就標志著本次實驗的失敗。實驗中顯微鏡和其他儀器設(shè)備所看到的都是真實的實驗圖片。
(16)標準化病人PBL教學實驗—心衰類疾病與水腫
根據(jù)臨床對標準化病人的需要,結(jié)合PBL的教學理念和模式,配合病理生理學的教學內(nèi)容,開發(fā)模擬PBL的教學軟件,來模擬心力衰竭患者就診、體檢、實驗室輔助檢測、診斷和案例分析與討論(含文獻檢索、文獻閱讀、發(fā)病機制的演示等)全過程的PBL教學模式。
虛擬實驗操作流程及技術(shù)點描述:本PBL主要通過患者唐某,因為感冒發(fā)燒到醫(yī)院來就診,虛擬醫(yī)生(就是虛擬實驗操作者)根據(jù)患者的病理特點,決定進行選擇初步體檢和判定,然后根據(jù)結(jié)果再選擇實驗室檢查,然后根據(jù)實驗室的各項指標數(shù)據(jù)進行判定發(fā)病原因和就診方法。本PBL設(shè)定四個學員為一組,共同討論共同決策,其中提交的數(shù)據(jù)以組長為準,PBL虛擬實驗可以隨時停止給學員以查資料討論的時間,同時系統(tǒng)支持學員間的在線即時交流。
本實驗的難點是對急性心力衰竭的發(fā)病原因要進行充分透徹的解釋,就必須借助虛擬心臟的三維動畫,一個標準的心臟內(nèi)外部件都完整的模型在國內(nèi)都還沒有出現(xiàn),必須在臨床心臟專家指導(dǎo)下進行從頭開始,還要進行虛擬動畫制作,難度很高,工作量也很大。
另外一個難點是是對討論組出現(xiàn)判斷錯誤的設(shè)定和引導(dǎo)。對于病例的會診,經(jīng)常會讓學員組進入到一個其他類似病例的誤區(qū),本PBL在臨床醫(yī)學專家的資料和建議下,設(shè)置了4個容易誤判的病例,并設(shè)置了3個等級的錯誤階段,當學員組進入到誤判病例3級分析時,即宣告本次課題學習失敗。
(17)標準化病人PBL教學實驗—細胞增殖分化凋亡異常與疾病
根據(jù)臨床對標準化病人的需要,結(jié)合PBL的教學理念和模式,配合病理生理學的教學內(nèi)容,開發(fā)模擬PBL的教學軟件,來模擬白血病患者就診、體檢、實驗室輔助檢測、診斷和案例分析與討論(含文獻檢索、文獻閱讀、發(fā)病機制的演示等)全過程的PBL教學模式。
虛擬實驗操作流程及技術(shù)點描述:本PBL主要通過患者小譚,因為有皮膚出血點等癥狀,到醫(yī)院來就診,虛擬醫(yī)生(就是虛擬實驗操作者)根據(jù)患者的病理特點,決定進行選擇初步體檢和判定,然后根據(jù)結(jié)果再選擇實驗室檢查,然后根據(jù)實驗室的各項指標數(shù)據(jù)進行判定發(fā)病原因和就診方法。本PBL設(shè)定四個學員為一組,共同討論共同決策,其中提交的數(shù)據(jù)以組長為準,PBL虛擬實驗可以隨時停止給學員以查資料討論的時間,同時系統(tǒng)支持學員間的在線即時交流。
本實驗的難點是對白血病的發(fā)病原因要進行充分透徹的解釋,就必須借助三維動畫表現(xiàn)細胞增殖分化凋亡的原因及機制。
另外一個難點是是對討論組出現(xiàn)判斷錯誤的設(shè)定和引導(dǎo)。對于病例的會診,經(jīng)常會讓學員組進入到一個其他類似病例的誤區(qū),本PBL在臨床醫(yī)學專家的資料和建議下,設(shè)置了4個容易誤判的病例,并設(shè)置了3個等級的錯誤階段,當學員組進入到誤判病例3級分析時,即宣告本次課題學習失敗。(18)標準化病人PBL教學案例—中風病人的中醫(yī)診斷與治療
本案例從老年人常見的中風病出發(fā),探索老年性疾病的中醫(yī)辨證論治,藉此鍛煉學生的中醫(yī)辨證論治思維和方法。模擬中風患者就診、中醫(yī)望聞問切、實驗室輔助檢測、診斷和案例分析與討論(含文獻檢索、文獻閱讀、發(fā)病機制的演示等)全過程的PBL教學模式。
通過啟迪和促使學生了解和掌握中醫(yī)基本思辨規(guī)律和方法。其軟件操作與以上二個軟件的操作類似,學生分組討論,主要實現(xiàn)以下教學目的:
1、中風的主要臨床表現(xiàn)、發(fā)作的常見病因、中醫(yī)的辨證論治主要有哪些方法。
2、中風的治療過程及各種注意事項
3、中風恢復(fù)期的治療方法及注意事項。
第二篇:生物學虛擬仿真實驗教學中心
華中農(nóng)業(yè)大學是教育部直屬、國家“211工程”建設(shè)的全國重點大學,在近120年的辦學歷史中,積淀了“勤讀力耕、立己達人”的辦學傳統(tǒng);形成了以農(nóng)科為優(yōu)勢,以生命科學為特色,多學科協(xié)調(diào)發(fā)展的學科體系和用現(xiàn)代生物技術(shù)提升傳統(tǒng)農(nóng)科、培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新人才的辦學特色。
華中農(nóng)業(yè)大學生物學實驗教學中心成立于2001年,2005年獲批為湖北省高校首批實驗教學示范中心,2007年獲批為國家級示范中心。中心總面積4500平方米,設(shè)有植物學、微生物學、細胞與遺傳學、生化與分子生物學、生物信息學、學生創(chuàng)新等8個功能分室;儀器設(shè)備臺件數(shù)1929臺,總價值達1530萬元。每年承擔全校15個生物類專業(yè)的相關(guān)實驗,完成實驗教學任務(wù)30萬人學時。中心有教師96人,包括國家名師、長江學者、國家杰青等一批高層次人才,為開展高質(zhì)量的實驗教學提供了堅實的保障。
中心堅持“理論教學與實踐教學并重、實驗技能訓練和科學思維訓練并舉”,根據(jù)生物學學科特點,由淺入深,構(gòu)建了從群體到分子水平的“3+3+1”的實驗教學體系。2009年以來,中心教師先后主持省級教改項目9項,建成國家精品及視頻公開課7門,發(fā)表教改論文10余篇,獲省級以上教學成果獎6項。
隨著實驗教學改革的不斷深入,教學資源分散,綜合設(shè)計性實驗周期長、成本高,高精尖設(shè)備本科生無緣接觸等實體實驗教學的局限性日益凸顯。如何應(yīng)用信息技術(shù)集成優(yōu)勢、破解發(fā)展瓶頸,成為中心思考和實踐的重要課題。
2014年,在教育部虛擬仿真實驗教學中心建設(shè)思想的指導(dǎo)下,學校按照 “統(tǒng)一規(guī)劃、分期實施;集成優(yōu)勢,共享資源”的建設(shè)思路,依托作物遺傳改良國家重點實驗室、農(nóng)業(yè)微生物學國家重點實驗室、微生物農(nóng)藥國家工程研究中心等國家和省部級研發(fā)平臺,以生物學實驗教學中心為主干,集中作物學、水產(chǎn)養(yǎng)殖、動物醫(yī)學等3個國家級和6個省級實驗教學中心的力量,建成校內(nèi)8個與生命科學相關(guān)學院共享的生物學虛擬仿真實驗教學中心。
虛擬仿真中心以“學科特色、產(chǎn)業(yè)實踐、技術(shù)前沿、創(chuàng)新能力”為導(dǎo)向,建立了包含四大模塊的虛擬仿真實驗資源:
I 綜合設(shè)計性虛擬實驗項目模塊
本模塊以生物學所屬12個二級學科為邊界,針對生命科學技術(shù)呈現(xiàn)向多學科、多領(lǐng)域綜合發(fā)展的特點,充分挖掘本校特色學科資源開發(fā)綜合設(shè)計性虛擬項目,培養(yǎng)學生綜合創(chuàng)新能力。目前已開發(fā)了果蠅綜合實驗、水稻遺傳轉(zhuǎn)化等經(jīng)典或前沿綜合設(shè)計性虛擬實驗項目。其中,水稻遺傳轉(zhuǎn)化虛擬仿真實驗項目依托“國家轉(zhuǎn)基因重大專項”和我校全球領(lǐng)先的轉(zhuǎn)基因水稻研發(fā)技術(shù)成果,讓學生全面理解和掌握愈傷組織的誘導(dǎo)及繼代、農(nóng)桿菌侵染、共培養(yǎng)、抗性愈傷組織篩選、外源基因轉(zhuǎn)化瞬時表達檢測、轉(zhuǎn)基因植株的分化及移栽、外源基因穩(wěn)定表達檢測等水稻遺傳轉(zhuǎn)化的全程技術(shù),使學生盡早接觸學科前沿。
II校內(nèi)外實習實訓虛擬仿真模塊
本模塊立足于為學生創(chuàng)造一個開展宏觀生物學學習、實踐和了解、掌握生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的環(huán)境。校園及神農(nóng)架國家生物學野外實習基地數(shù)字植物地圖仿真項目,目前已涵蓋校園內(nèi)200余種植物的形態(tài)特性、生物學特性及分布地點。學生可通過植物在校園或?qū)嵙朁c的位置查詢掌握植物的分類及生物學特性。
藻類是目前生物工程中進行規(guī)?;囵B(yǎng)以獲得特定產(chǎn)物的一個典型代表類群,經(jīng)濟價值前景廣闊。藻類規(guī)?;囵B(yǎng)虛擬仿真實驗項目,可讓學生了解從藻類細胞制種、擴大培養(yǎng)、規(guī)?;囵B(yǎng)、誘導(dǎo)、收獲和提取加工等整個藻類細胞培養(yǎng)和利用的流程,使學生從宏觀上了解生物技術(shù)從理論走向?qū)嵺`的全過程。
III 尖端儀器設(shè)備虛擬仿真模塊
隨著生命科學研究的不斷深入,生物學研究手段也不斷更新。本模塊圍繞本校用于生物學研究的尖端儀器設(shè)備,開發(fā)虛擬仿真實驗項目,讓學生掌握操作原理,熟練操作過程,接觸前沿實驗技術(shù),為進入實驗室預(yù)約使用設(shè)備、開展科研訓練和后續(xù)深造打下基礎(chǔ)。目前該模塊已將學校蛋白質(zhì)平臺的流式細胞分選儀、分析超速離心機、蛋白質(zhì)純化儀開發(fā)成虛擬仿真項目,很好的滿足了本科生對這類尖端設(shè)備的使用需求。
IV 生物學資源拓展模塊
本模塊主要是整合全校相關(guān)的生物學資源,為師生搭建共享學習的平臺。動植物數(shù)字切片平臺,提供了動物、植物、微生物等形態(tài)切片300余份,可滿足各專業(yè)學生對其形態(tài)、功能的學習需求。建設(shè)中的校園數(shù)字博物館平臺,將提供數(shù)萬份珍貴動物、植物、土壤與地質(zhì)礦藏數(shù)字標本資源。
虛擬仿真中心已建立了功能齊全的綜合管理平臺,不僅可以對實體實驗中心資源進行系統(tǒng)管理,還可以對學生參與虛擬仿真實驗項目進行測試考核,在線管理師生互動交流,從而建立起“虛-實-虛”有機結(jié)合的實驗教學體系和考核體系。
中心的建設(shè)與改革為學校培養(yǎng)生物學創(chuàng)新人才提供了有力支撐,發(fā)揮了重要示范輻射作用。國家生物學理科基地曾兩次被評為全國優(yōu)秀,100余所高校來校交流。2009年以來,“三生”專業(yè)本科生在《核酸研究》等國際雜志發(fā)表論文50余篇,先后摘取IGEM、美國數(shù)學建模等多項賽事桂冠,每年出國和深造率超60%。
虛擬仿真中心將秉承我校生命科學的優(yōu)勢和特色,瞄準學科和產(chǎn)業(yè)發(fā)展前沿,不斷推進資源整合、校企聯(lián)合、開放融合,構(gòu)建“經(jīng)典與現(xiàn)代、虛擬與現(xiàn)實”相融通的實驗教學體系,打造教研產(chǎn)協(xié)同的創(chuàng)新人才培養(yǎng)環(huán)境,努力實現(xiàn)人才培養(yǎng)的現(xiàn)代化與國際化。
第三篇:虛擬仿真實驗教學中心遍地開花
近期,教育部批準100個實驗教學中心為國家級虛擬仿真實驗教學中心、批準100個實驗教學中心為國家級實驗教學示范中心。陜西省12所高校8個實驗教學中心獲批國家級實驗教學示范中心、9個實驗教學中心獲批國家級虛擬仿真實驗教學中心。
陜西批準為國家級實驗教學示范中心的有:西北大學電子信息技術(shù)實驗教學中心、西安交通大學機械工程專業(yè)實驗教學中心、西安電子科技大學計算機網(wǎng)絡(luò)與信息安全實驗教學中心、西安工業(yè)大學電工電子實驗教學中心、西安建筑科技大學冶金技術(shù)實驗教學中心、陜西師范大學地理學實驗教學中心、第四軍醫(yī)大學基礎(chǔ)醫(yī)學實驗教學中心、空軍工程大學通信工程實驗教學中心。
陜西批準為國家級虛擬仿真實驗教學中心的有:西安交通大學應(yīng)急管理決策虛擬仿真實驗教學中心、西安電子科技大學集成電路設(shè)計與制造虛擬仿真實驗教學中心、西安建筑科技大學土木工程虛擬仿真實驗教學中心、西安科技大學礦山建設(shè)工程虛擬仿真實驗教學中心、長安大學工程機械虛擬仿真實驗教學中心、西北農(nóng)林科技大學森林生物學虛擬仿真實驗教學中心、陜西師范大學心理學虛擬仿真實驗教學中心、第四軍醫(yī)大學口腔醫(yī)學虛擬仿真實驗教學中心、第二炮兵工程大學導(dǎo)彈測試與控制虛擬仿真實驗教學中心。
【西安交通大學】機械工程專業(yè)實驗教學中心、應(yīng)急管理決策虛擬仿真實驗教學中心獲批。機械工程專業(yè)實驗教學中心面向“中國制造2025”戰(zhàn)略,依托該校機械工程一級學科,通過統(tǒng)籌校內(nèi)高端制造裝備、三維(3D)打印、制造系統(tǒng)等高水平科研基地和校外國家級工程實踐教育中心等優(yōu)質(zhì)資源而建設(shè)。中心堅持“專業(yè)與素質(zhì)并重、實踐與實戰(zhàn)創(chuàng)新”的理念,以構(gòu)建“硬件設(shè)施一流、資源融合充分、結(jié)構(gòu)體系完整、學科特色鮮明”的機械工程專業(yè)實踐教學平臺為核心,積極推進實踐教學模式改革,形成了專業(yè)實驗?zāi)芰?、工程實踐能力、創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)三位一體的實驗教學體系,探索得到了一系列行之有效的實踐教學新方法,建立了相應(yīng)的以工程教育認證為導(dǎo)向的實踐教學質(zhì)量標準,為培養(yǎng)引領(lǐng)未來的機械工程專業(yè)拔尖創(chuàng)新人才提供有力支撐。應(yīng)急管理決策虛擬仿真實驗教學中心總占地面積約3500平方米,擁有實驗室24間,設(shè)備固定資產(chǎn)總值1600余萬元。面向管理科學與工程類、工商管理等2大類7個專業(yè)開展虛擬仿真實驗教學,已建設(shè)30個真實實驗無法展開的虛擬仿真綜合實驗項目,如“突發(fā)事件預(yù)測預(yù)警實驗”“應(yīng)急聯(lián)動多部門協(xié)作實驗”“應(yīng)急物流運力交易實驗”“應(yīng)急決策仿真實驗”等,其中50%以上實驗項目為自主研發(fā)。通過實驗教學,縮短了理論學習和現(xiàn)實應(yīng)用之間的距離,可以幫助學生更加深入的理解課本知識,同時培養(yǎng)學生的動手能力。突發(fā)事件的頻發(fā)要求管理類學生需要掌握和具備處理突發(fā)事件的能力。針對我國社會發(fā)展與應(yīng)急管理的重大現(xiàn)實需求,管理學院成立了學科交叉的科研與教學協(xié)同的應(yīng)急管理決策虛擬仿真實驗教學中心。該中心的建設(shè)核心目標是提高管理類學生應(yīng)對突發(fā)事件、實時綜合管理決策的能力,培養(yǎng)具有國際化視野及社會責任感的創(chuàng)新型管理人才。
【陜西師范大學】心理學虛擬仿真實驗教學中心、地理學實驗教學示范中心獲批。心理學虛擬仿真實驗教學中心按照“以實為本,以虛為媒,虛中求實”的建設(shè)原則,遵循“內(nèi)隱加工形象化,發(fā)展進程短時化,特殊案例再現(xiàn)化,風險情境安全化,技能訓練系統(tǒng)化”的建設(shè)理念,形成了“認知與行為基礎(chǔ)實驗?zāi)芰ε囵B(yǎng)平臺”“現(xiàn)代認知神經(jīng)科學創(chuàng)新能力培養(yǎng)平臺”“航空航天心理學及人因工程仿真實驗平臺”和“病理心理虛擬實驗平臺”四個虛擬實驗教學仿真平臺,實現(xiàn)了傳統(tǒng)實驗教學與現(xiàn)代教學手段的有機融合,豐富了心理學實驗教學內(nèi)容,提高了教育教學水平,發(fā)揮了輻射示范帶動作用。地理學實驗教學示范中心依托該校地理學一級學科、歷史地理學國家重點學科、地理科學國家級特色專業(yè),按照“室內(nèi)實驗與野外實踐一體化”的實驗教學理念,立足黃土高原和秦巴山地,抓住西部資源環(huán)境與經(jīng)濟社會發(fā)展熱點,創(chuàng)新了自然地理學、人文地理學、遙感與地理信息系統(tǒng)實驗教學內(nèi)容與方法,成為我國西部地區(qū)創(chuàng)新型地理學人才培養(yǎng)的核心基地。中心形成了立足地理科學,實現(xiàn)多學科實驗教學融合;立足校內(nèi)平臺,實現(xiàn)多元化實驗教學拓展;立足黃土高原,多渠道服務(wù)西部發(fā)展;立足學生發(fā)展,多層次創(chuàng)新人才培養(yǎng)的特色。
該校相關(guān)負責人表示,此次兩個國家級實驗教學示范中心的獲批,是陜西師大多年來一貫重視實驗教學工作結(jié)出的碩果,是相關(guān)學科集體智慧的結(jié)晶。截至目前,陜西師大建成了4個國家級實驗教學示范中心(化學實驗教學中心、數(shù)字傳媒技術(shù)實驗教學中心、跨學科X-物理實驗教學中心、地理學實驗教學示范中心),3個國家級虛擬仿真實驗教學中心(化學虛擬仿真實驗教學中心、生物學虛擬仿真實驗教學中心、心理學虛擬仿真實驗教學中心)。國家級實驗教學中心的建設(shè),推動了學校實驗教學和實驗教學改革,促進了學校人才培養(yǎng)水平的不斷提升,標志著該校實驗教學水平邁上了一個新的臺階。
【長安大學】工程機械虛擬仿真實驗教學中心獲批。工程機械虛擬仿真實驗教學中心是長安大學“211工程”及“985優(yōu)勢學科平臺”重點建設(shè)實驗室之一,成立于2012年6月,2016年1月成為國家級虛擬仿真實驗教學中心。目前有實驗教學人員55人,其中教授12人,副高職29人,中級職稱及其他14人,獲得博士學位的47人,碩士學位及其他7人,平均年齡43歲。中心用房面積近1200m2,儀器設(shè)備1432臺,價值1800余萬元。近期獲得省級教學成果獎6項,省級教改項目5項。獲得省級及以上科學技術(shù)獎5項,編寫教材17部,發(fā)明專利46項,現(xiàn)擁有工程機械關(guān)鍵零部件現(xiàn)代虛擬制造平臺、工程機械原理展示、工程機械結(jié)構(gòu)設(shè)計及其分析計算、工程機械電液控制系統(tǒng)、工程機械拆裝與駕駛、工程機械施工控制等共6個虛擬仿真實驗平臺、開設(shè)近百項虛擬仿真實驗項目。
【西北大學】電子信息技術(shù)實驗教學中心獲批。至此,該校國家級實驗教學示范中心數(shù)量達到7個,在全國高校中并列第六,在全國地方高校排名第一。電子信息技術(shù)實驗教學中心成立以來不斷加強內(nèi)涵建設(shè)和改革創(chuàng)新,按照《高等學?;A(chǔ)實驗教學示范中心建設(shè)標準》要求進行了資源整合,形成了以“加強基礎(chǔ),強化應(yīng)用,提高素質(zhì),注重創(chuàng)新,激勵個性,體現(xiàn)特色”的人才培養(yǎng)思路,構(gòu)建了分模塊、分層次、分階段的“立體化”的實驗教學體系,培養(yǎng)了一大批信息學科高素質(zhì)創(chuàng)新型人才。該校相關(guān)負責人表示,此次獲批為國家級實驗教學示范中心,將進一步推動該校本科實驗教學改革,提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。學校也將一如既往高度重視實驗教學示范中心建設(shè),在“十三五”期間,依托“教學實驗室提升計劃”,全面改善教學實驗室基本條件,推進實驗教學整體改革,進一步提高學生創(chuàng)新精神和實踐能力。
【西安科技大學】礦山建設(shè)工程虛擬仿真實驗教學中心獲批。西安科技大學礦山建設(shè)工程虛擬仿真實驗教學中心是依托該校國家級采礦工程實驗教學示范中心、國家煤炭工業(yè)采礦工程重點實驗室、教育部西部礦井開采及災(zāi)害防治重點實驗室、陜西省巖層控制重點實驗室和陜西省巖土工程教學示范中心建設(shè)完成的。該中心面向礦山建設(shè)、土木工程、采礦、安全、地質(zhì)、測繪等專業(yè)開設(shè)虛擬仿真實驗教學課程,為學生開設(shè)虛擬仿真實驗項目46個,其中科研轉(zhuǎn)化實驗教學項目18個。針對本科教學實驗高難度、高危險、高成本的特點,按照“虛實結(jié)合、相互補充、能實不虛、以虛擴實”的建設(shè)原則,創(chuàng)新性的構(gòu)建了“三層次,四類型、四結(jié)合”一體化的虛擬仿真試驗教學體系,強化礦山建設(shè)工程特色,建立了現(xiàn)代化礦山工程虛擬仿真、礦山建設(shè)工程施工工藝與檢測技術(shù)虛擬仿真、礦山建設(shè)工程優(yōu)化設(shè)計虛擬仿真及礦山建設(shè)工程數(shù)值模擬等四個各具特色、相互補充的礦山建設(shè)工程虛擬仿真實驗教學平臺。近年來,實驗中心承擔國家級、省級、校級大學生創(chuàng)新實驗課題1000余項,獲得科技作品競賽國家級、省級獎350余項,承擔國家級項目100余項,獲省級以上獎項34項,出版學術(shù)專著10部,獲國家發(fā)明專利17項,實用新型專利、軟件著作權(quán)等50余項。作為陜西地區(qū)首批省屬高校及西北地區(qū)唯一一家礦山建設(shè)專業(yè)的國家級虛擬仿真中心,其具有受眾面廣、輻射面寬、綜合效益高等特點,對促進學校及陜西省信息技術(shù)與優(yōu)質(zhì)實驗教學資源深度融合,改革試驗教學方法和教學手段,創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式,提高創(chuàng)新性人才培養(yǎng)質(zhì)量方面發(fā)揮積極作用。
第四篇:實驗四 虛擬郵局仿真與分析
實驗四 虛擬郵局仿真與分析 建立概念模型 1.1系統(tǒng)描述
這是一個郵局內(nèi)部信件處理系統(tǒng)的模擬。模擬郵局在處理各方送來的信件時內(nèi)部的處理流程,由于郵局處理信件必須先將信件過濾分類,但是現(xiàn)實中郵件種類繁多,因此本模型僅將郵件分成國內(nèi)信件與國外信件。信件到達后,依其類型給予2種不同類型(用不同顏色區(qū)分),經(jīng)由傳送帶到達處理器處理,此步驟主要是把信件按照其不同的類型分開來,再分別送到不同的貨架上等待郵車運送出去。在此僅考慮內(nèi)部分類處理部分,故外送部分在這個模型中不做討論。
1.2系統(tǒng)數(shù)據(jù)
產(chǎn)品到達:隨機產(chǎn)生兩種類型的產(chǎn)品,分布呈正態(tài)分布,平均每15秒到達一個產(chǎn)品,標準差為2秒。
產(chǎn)品加工:平均加工時間1秒,分布呈正態(tài)分布,標準差為0.5秒 產(chǎn)品運送:使用兩輛叉車,裝載和卸載時間均為3秒 建立Flexsim模型 第1步:調(diào)整傳送帶的布局
將兩條傳送帶各增加彎曲的一小段,并調(diào)整布局。
第2步:連接端口
第3步:給發(fā)生器指定臨時實體的到達速率和到達種類
產(chǎn)品到達:隨機產(chǎn)生兩種類型的產(chǎn)品,分布呈正態(tài)分布,平均每15秒到達一個產(chǎn)品,標準差為2秒。
2種不同類型(用不同顏色區(qū)分)。
第4步:設(shè)置處理器處理時間及輸出
產(chǎn)品加工:平均加工時間1秒,分布呈正態(tài)分布,標準差為0.5秒 輸出:類型號為1的送第1個端口,類型號為2的送第2個端口
第5步:加入兩臺叉車將臨時實體分別從暫存器送到貨架。
注意兩個步驟。
第6步:兩輛叉車,裝載和卸載時間均為3秒 3 模型運行 4 模型分析
用實驗控制器求叉車1和叉車2一小時搬運的平均數(shù)量,重復(fù)運行3次。問為什么要重復(fù)運行?
第五篇:關(guān)于電子設(shè)計仿真與虛擬實驗的學習體會
成都理工大學
電子設(shè)計仿真與虛擬實驗
學習心得
學院名稱 所屬專業(yè) 學生姓名 學 號 班 級 是否選課: 郵箱:
日期:2016.4.3
電子電路仿真(英語:Electronic circuit simulation),是指使用數(shù)學模型來對電子電路的真實行為進行模擬的工程方法。仿真系統(tǒng)可以對電路的功能行為進行模擬,而不需要建立實際的電路(這過程可能繁瑣而昂貴),因此它是一種很有實用價值的工具。由于仿真系統(tǒng)對真實情況的模擬越來越逼真,許多大學、研究機構(gòu)都會使用這類工具來輔助電子工程方面的教學。由于電子電路仿真系統(tǒng)一般具有較好的圖形化界面,它們常??梢允褂脩粲猩砼R其境的感覺。對于初學者,他們可以在仿真軟件的幫助下進行分析、綜合、組織和評估所學的知識。
在構(gòu)建實際的電路之前,對設(shè)計進行仿真驗證,可以大大地提高設(shè)計效率。這是由于,設(shè)計人員可以在構(gòu)建電路之前,預(yù)先觀察、研究電路的行為,而不必為電路的物理實現(xiàn)付出時間和經(jīng)濟的成本。尤其是集成電路,在物理上實現(xiàn)電路所需的光掩模等電子工藝成本不菲,而集成電路的高復(fù)雜性又在面包板上面難以實現(xiàn),用傳統(tǒng)的方法研究電路的行為較為困難。因此,幾乎所有的集成電路設(shè)計都較為依賴仿真。最著名的模擬仿真是SPICE,而最著名的數(shù)字電路仿真器都是基于Verilog或VHDL的。一些電子仿真系統(tǒng)集成了原理圖編輯器、仿真引擎、波形顯示功能,這樣使用戶可以輕松地觀察電路行為的即時狀態(tài)。通常,仿真系統(tǒng)也會包括擴展模型以及電子元件庫。其中模型主要包括集成電路專用的晶體管模型,例如BSIM;而元件庫會提供很多通用元件,如電阻器、電容器、電感元件、變壓器和用戶定義的模型(例如受控的電流源、電壓源),此外還可以提供Verilog-A或
VHDL-AMS中的一些模型)。印刷電路板設(shè)計還要求專用的模型,例如線路走線的傳輸線模型和IBIS模型等。
大學的選修課是為了豐富大學生的知識、提高大學生的文化、科學、技術(shù)、道德等各方面的素養(yǎng)水平而開設(shè)的課程。大學是培養(yǎng)人才的搖籃,是我們儲備知識的搖籃,在大學里,學校設(shè)置了一些靈活多樣的選修課,這豐富了我們的課余生活。因此,這學期我選修了一門叫做電子仿真與制作的課程,這是屬于理科類的課程。以前,雖然在高中的時候我是學習理科的,但是到了大學,學習的是管理類的專業(yè),時過一年,我對電子電路知識已經(jīng)遺忘了,因此對于電子仿真與制作的學習只是停留在了基礎(chǔ)知識的簡單了解上,但這些知識也是很有趣的,為我枯燥的文科學習增添了一點趣味。
在短短的這幾個課時里,通過這學期在選修課上的學習,使我對電子仿真與制作方面的知識有了一定的了解。老師主要是給我們簡單地介紹了電子仿真相關(guān)的知識,印象深刻的是老師給我們介紹了Multisim的電子電路仿真軟件,它是用于電子電路的模擬的,還有集成電路的知識。課堂上,老師常常播放視頻,通過視頻讓我們更直觀得了解到諸如:焊接、芯片、電阻、電容等知識,提高了我們的學習興趣。以下是我對電子仿真與制作課程學習的一些總結(jié)與感想。
首先通過學習,我認識到什么是電子電路仿真,就是用圖形化的顯示方式或數(shù)字模擬方式對電子電路的實際工作狀態(tài)進行虛擬現(xiàn)實的模擬,用計算機實現(xiàn)電路功能和電路特性的分析??磥?,計算機的發(fā)展真的給我們帶來了便利,現(xiàn)在通過各種軟件我們可以對現(xiàn)實的事
物做一些虛擬,方便了我們的實驗。
其次,通過學習,我認識了一些電子元件,這些是做實驗的基礎(chǔ)知識。如:線路板,它是各種電子元件,線路的載體,電子新產(chǎn)品的心臟所在地。還有一些基本元件,如:電阻,它是電路中對電流通過有阻礙作用并且造成能量消耗(功率)的部分,它在電路中起著限流,分壓,偏置等作用。還有電容,它是衡量導(dǎo)體儲存電荷能力的物理量,它的主要特性是隔直流通交流,電容容量的大小就是表示能貯存電能的大小。還有電感線圈(電感),具有阻止交流電通過而讓直流電通過的特性。最重要的是了解到了集成電路,它是一種采用特殊工藝,將晶體管、電阻、電容等元件集成在硅基片上而形成的具有一定功能的器件,英文為縮寫為IC,也俗稱芯片。對待這短短的幾次課,我保證每次課都去,因此也在課堂上收獲了不少。這些就是我在課堂上學習到的簡單的知識,簡單但是有趣。
然后,是對電子電路仿真軟件Multisim的了解。Multisim軟件就是一個專門用于電子線路仿真與設(shè)計的EDA工具軟件。作為Windows下運行的個人桌面電子設(shè)計工具,Multisim 是一個完整的集成化設(shè)計環(huán)境。它的特點有:直觀的圖形界面、豐富的元器件庫、豐富的測試儀器、完備的分析手段、強大的仿真能力。電子仿真運用了諸如Multisim的仿真軟件,具有重大的意義。減少設(shè)計、研究費用,節(jié)約和避免浪費,高效,高利用率,減少損耗、運輸和運行成本;縮短設(shè)計、研究時間。性能改善,提供觀測評估分析能力,減少對抗,預(yù)防不確定和不利情況;提高設(shè)計可靠性。模擬偶然事件,緊急事件,提高安全性。
印象深刻的是焊接芯片,老師給我們播放了視頻,我們清楚詳細地觀看了焊接的整個過程。用到的工具是電烙鐵。電烙鐵,是電子制作必要工具,主要用途是焊機接元件及導(dǎo)線。通過觀看視頻,我感覺到焊接真的是一個精湛的技術(shù),想要焊接地好,需要你的手法熟練。使用烙鐵時,烙鐵的溫度太低則熔化不了焊錫,或者使焊點未完全熔化而成不好看、不可靠的樣子。太高又會使烙鐵“燒死”(盡管溫度很高,卻不能蘸上錫)。另外也要控制好焊接的時間,電烙鐵停留的時間太短,焊錫不易完全熔化、接觸好,形成“虛焊”,而焊接時間太長又容易損壞元器件,或使印刷電路板的銅箔翹起。一般一兩秒內(nèi)要焊好一個焊點,若沒完成,寧愿等一會兒再焊一次。焊接時電烙鐵不能移動,應(yīng)該先選好接觸焊點的位置,再用烙鐵頭的搪錫面去接觸焊點。因此,可以體會到,做任何事情特別是這種需要細心的事情,想要做好,或者想要學好一門手藝,只有勤學苦練,下苦功夫,才能做到熟能生巧。熟練了,才能找到竅門,這只是我的一點點感想。
其次,記得老師強調(diào)過的一個重點是PCB板,它要求元件封裝。PCB板,印制電路板,又稱印刷電路板,是電子元器件電氣連接的提供者。它的發(fā)展已有100多年的歷史了;它的設(shè)計主要是版圖設(shè)計;采用電路板的主要優(yōu)點是大大減少布線和裝配的差錯,提高了自動化水平和生產(chǎn)勞動率。
抱著對電子仿真與制作的一些知識的好奇和不了解,通過上網(wǎng),我又查詢了一些關(guān)于集成電路的知識,清楚地了解到集成電路的特點
及用途。集成電路具有體積小,重量輕,引出線和焊接點少,壽命長,可靠性高,性能好等優(yōu)點,同時成本低,便于大規(guī)模生產(chǎn)。它不僅在工、民用電子設(shè)備如收錄機、電視機、計算機等方面得到廣泛的應(yīng)用,同時在軍事、通訊、遙控等方面也得到廣泛的應(yīng)用。用集成電路來裝配電子設(shè)備,其裝配密度比晶體管可提高幾十倍至幾千倍,設(shè)備的穩(wěn)定工作時間也可大大提高。集成電路的應(yīng)用范圍覆蓋了軍工、民用的幾乎所有的電子設(shè)備。
通過這么短短的幾次課,我的確收獲了不少,了解到在生活中見過的但是以前并不懂的集成電路等。因此,我們應(yīng)該珍惜每一次學習選修課的機會,通過這種課堂學習除了專業(yè)課以外的知識,也開闊自己的眼界,豐富自己的學習生活。學習是一件很快樂的事情,因為,通過學習,我們獲得了很多知識,或許我們以后用不到這些,但是卻開拓了我的視野,至少以后要是遇到這方面的事情,我還是懂一些的。其次是認識到自己的局限性,學的東西越多,才會發(fā)現(xiàn)自己懂得越少,對于那句話,其生也有涯,而知也無涯有了更加清醒的認識。但是很遺憾的是,我沒有在有限的時間里,把這門課程完全學懂,這是我自身的原因,或許也有一些客觀的因素。這讓我覺得有一些遺憾。也許我以前有接觸過這些。雖然知道電路,電路元件,以及脈沖波。但是還是沒有很好的完全掌握老師所教的知識。一開始覺得和高中的物理中的電路圖沒多大的區(qū)別,所以覺得自己會了,可是之后,卻知道,是自己太疏忽了,有一些元件的功能,我都不知道,甚至有一些元件我?guī)缀醵紱]聽說過。當然,還有電路中的誤差,我也知道,實際中的電路和設(shè)計中的電路不是完全相同的。因為,在實際生活中,會遇到很多很多的因素,從而影響到電路的誤差,比如溫度,濕度,等等一系列的因素,要是事先沒有納入考慮范圍的話,就可能造成很大的損失。所以說,虛擬電路設(shè)計,絕對是一個生活當中不可或缺的,非常實用的軟件。