大学物理实验仿真教学论文范文
大学物理实验仿真教学论文范文第1篇
接着创建一个匀强磁场,设置磁感应强度为1特斯拉。 (如图2)
再从“创建模板”中创建一个小球 ,设置它的 电量为1库仑,初速度Vx为5米/秒,(如图3)点“确定”后“运行”,这样“带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动”就完成了。
我们进一步利用“仿真物理实验室”提供的“动态显示”功能, 显示小球在运动过程中的速度矢量和所受到洛仑兹力的矢量,编辑小球的“属性”,点击“动态显示高级设置”按钮,选中“显示速度矢量”和“显示洛仑兹力”后点“确定”再运行,这样带有矢量分析的带电小球在匀强磁场中的匀速圆周运动就做出来了, 我们发现小球的运动速度始终与受到的洛仑兹力相互垂直。 (如图4)
“仿真物理实验室 ”用它强大的计算功能 , 仿真出了在中学的环境下无法完成的实验和物理模型, 使物理课堂更加丰富多彩。
为了能使全班同学能反复观看实验过程, 下面介绍如何用 “屏幕录像专家 ”软件来制作该实验的视频文件 。 进入 “屏幕录像专家”工作窗口后,需要注意相关参数设置:
1基本设置(如图5)
(1)文件名及临时文件夹可采用默认设置 ,如果C盘空间有限,可以修改临时文件夹;
(2)“录制频率 ”视电脑配置而定 ,配置高的机器可以输入较高的帧频,我一般采用15帧/秒。
(3)“直接录制生成 ”选项很重要 ,“屏幕录像专家 ”默认生成EXE格式的视频教程 (优点是可以独立播放 , 缺点是无法进行后期编辑),建议大家将其设置为AVI格式,以方便后期编辑、 转换、压缩后的上传共享。
(4) 单击AVI右侧的 “ 压缩设置 ” 按钮 , 在弹出的 “ 视频压缩”对话框中,可以设置“压缩程序”为“Microsoft Video 1”,“压缩质量”为100(如图6)。
2录制目标 (如图7):
(1)设置录制目标为 “范围 ”并点击 “选择范围 ”按钮调整好范围的大小。
(2)其他选项保持默认设置即可 。
3视频录制 (如图8)
方法:按下F2键开始录制,这时点击“仿真物理实验室”的 “ 运行 ”按钮开始进行实验 ,等实验结束后 , 按下F2键 , 停止录制,就完成了对实验过程视频的录制。
把录制后的视频格式的实验课件上传到网上共享或“拷贝” 到U盘等存储工具中,带到上课班级的课堂中,利用电脑或电视演示给全班同学反复观看, 就能使学生看到在中学的实验环境下难以完成的物理现象了。
摘要：“仿真物理实验室”软件成功演示了“带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动”实验,同时将实验过程用“屏幕录像专家”软件录制为视频格式的课件,通过电脑或电视中播放,使学生能看到在中学的实验环境下难以完成的实验现象,加深对这一物理现象的理解。
大学物理实验仿真教学论文范文第2篇
摘要：如何将会计理论知识应用于会计实践，一直是高校会计教学改革关注的重点。会计仿真实验教学是会计理论教学与实践教学相结合的有效途径，对于推动高校素质教育和培养应用型人才具有非常重要的作用。本文结合目前国内高校的实际情况，对高校会计仿真实验教学进行了研究。
关键词：会计仿真实验 实验教学 教学改革
一、引言
未来的竞争是人才的竞争，高校应不断加强专业教学改革，探索出适应高校人才培养目标的教学体系，提高人才培养质量。会计是一门实践性和操作性都很强的学科，在教学中应当把理论教学与实际操作结合起来，使学生能够尽快地适应社会需要。会计仿真实验教学，是在学生掌握了一定会计理论的基础上，利用会计实验教学软件，将手工操作与计算机模拟相结合，从而把会计专业知识与实务操作紧密联系在一起，让学生直观地接触会计实践的教学方法。作为连接会计理论与实务的桥梁，同时作为学生接触会计实务的一种最便捷和最适用的途径，会计仿真实验教学已经成为高校会计教学改革的关键。
二、高校会计仿真实验教学存在的问题分析
（一）会计仿真实验教学体系不完善 由于我国长期重理论轻实践的教育模式，实验教学仍然被看作是理论教学的附属品，大多数高校的会计仿真实验教学课时偏少，为学生提供动手操作的时间不足，教学内容也仅仅是限于填制凭证、登记账簿、核算成本和编制报表等一些基本操作，而很少开展报表分析、审计及税收等方面的仿真实验教学。而且仿真实验所涉及的经济业务也不够全面，一些复杂的业务基本上都没有涉及，使得会计仿真实验教学的完整性和系统性不足。
（二）职业道德教育和职业技能训练不足 会计职业道德体现在会计人员日常的工作态度中，这些需要在实际工作中逐步培养，而很多高校在开展会计仿真实验教学时，忽视了对学生会计职业道德的教育。目前高校的会计仿真实验教学，大多只注重了学生个人的业务操作，忽视了岗位协作问题。而在实际工作中，会计人员并不是自己独立完成套账，而是需要与其他岗位的工作人员相互协作，共同进行。目前的会计仿真实验教学缺少职业技能训练和会计职业判断方面的内容，如凭证审核需要会计人员能够识别凭证的真伪，辨别经济业务的合法性等，而这些职业技能在会计仿真实验教学中被忽视。
（三）手工实验与计算机实验相脱节 目前大多数高校的会计实验教学都包括手工实验和计算机实验两部分，以期能够相互补充，但是在实际教学中，这两部分的关系基本上被割裂了，计算机实验基本上成了学习财务软件的操作课，这使得手工实验的结果不能为计算机实验起到基石的作用，也不能通过计算机实验得到验证，无法让学生对会计理论和实务形成全面系统的认识。还有的高校则完全用计算机实验取代了手工实验，这对于从未接触过会计实务的学生来说，非常不利于他们对于会计理论知识的消化和吸收，更不利于强化学生的实践操作能力。因为从本质上讲，手工操作和电算化只是会计核算手段不同，其账务处理过程以及之间的内部控制都是相同的，而手工操作最大的特点是直观性，并且与具体的账务处理紧密相连，更便于学生理解，而对手工操作的理解又可以使学生形象地认识会计电算化的实质。因此，对于会计仿真实验教学来讲，手工实验部分仍然必不可少。
（四）实验指导教师缺乏实际工作经验 会计仿真实验教学是专业性很强的工作，实验指导教师是保证会计仿真实验教学的关键。目前，高校会计教师队伍普遍存在的问题是擅长会计理论教学而缺乏实际操作能力，据统计资料显示，目前高校会计教师队伍中只有少数人获得职业资格证书。绝大多数会计教师并未亲身经历过具体的经济业务环境，这使得他们对具体经济业务的解释往往脱离实际，缺乏权威性。因此，实验指导教师缺乏实际工作经验，也是导致实验效果不佳的一个非常重要的原因。
（五）实验教学考核环节单一 实验考核主要考察学生在仿真实验操作过程中的态度及表现，是保证实践性教学成效的重要环节。目前大多数高校的做法是对学生考勤情况和实验结果进行简单考核，而并没有把学生进行实验的工作态度、独立性和协作能力等作为考核内容，也很少有机会就实验中出现的问题进行交流和探讨。这样使得学生只注重实验结果而并不注重实验过程，从而可能出现抄袭等不良现象。因此，把过程性考核也作为教学考核评价的手段之一，才能真正起到培养学生综合技能的作用。
（六）实验室建设不足 会计仿真实验室的建设，主要在于给学生创造一个仿真的研究环境，实现会计理论教学和实践教学的有机结合。近年来，虽然许多高校都建立了会计仿真实验室，但是由于对实验教学的重视程度不够，多数高校实验室的资金投入不足，普遍存在着电脑难以更新，软件无钱购买等问题，使得会计仿真实验教学在场地和环境布置等方面与真实情况有很大距离。
三、高校会计仿真实验教学研究
（一）完善会计仿真实验教学课程体系 为了实现会计学专业培养目标，会计课程体系可以进行“模块化”建设，将基础教学模块，专业教学模块和实践教学模块充分融合，如图（1）所示。而其中的实践教学需要贯穿整个学制期间，形成多层次、多方式、内外结合和长短搭配的实践教学模式。多层次体现为基础型、综合型、应用型和创新型四个层次；多方式体现为学生观摩、体验、动手操作和案例研究等；内外结合是指不但要在校内设立会计仿真实验室，还要在企业设立实习基地，为学生提供丰富的实习背景；长短搭配主要是指在实践的时间上采用灵活的搭配方式，实践时间少则一周多则一个月，主要是提高学生的感性认识，减少未来工作的适应期和磨合期。另外，高校应明确会计仿真实验教学的目标与要求，确定会计仿真实验教学大纲，完善实验教材，统一实验考核标准。
（二）整合会计仿真实验教学内容 高校要以会计理论教学体系为基础，依据会计专业特色、知识体系、实验教学目标与要求，合理设置会计仿真实验教学的课程结构，按照学生的认知规律，分阶段完成实验教学，形成层次明晰的完整的实验课程体系。同时，应按照会计学科的特点和社会对会计人才的要求，不断调整和优化实验教学内容，构建一个集财务会计、财务管理、审计、税收和金融等内容为一体的完善的会计仿真实验教学课程结构，逐步训练学生的基本操作技能、综合应用能力和综合分析能力，如表（1）所示。其次，要提高实验课时占总课时的比例，给予学生更多的实践机会，适应培养各级会计人员的需要。
（三）提高会计仿真实验教学层次 随着经济的发展，社会对会计人才的要求越来越高，只具备基本的账务处理能力已不能满足社会的需要。因此，高校在会计仿真实验教学中需要调整思路，提高实验教学的层次，培养学生的专业综合素质。如在仿真实验中，可以要求学生按照会计准则，结合行业实际，设计一套单位内部的会计制度，以达到提高学生业务操作能力的目的。同时，可以在仿真实验中适当增加会计监督的内容，比如，审核凭证是否合法合理，是否真实完整，要素是否齐全，分录是否正确等，或者可以设计一些有问题的业务，让学生自己进行判断并提出处理意见。此外，对于一些仿真实验中不好操作的职业技能，比如假钞识别、发票购领、网络报税和年报审计等，可以通过展示、讲座和电影等方式进行，以提高学生综合分析问题和解决问题的能力。
（四）增加会计仿真实验教学的仿真性 会计仿真实验教学最大的特点就是仿真性，包括：（1）资料仿真。资料仿真主要体现在实验教材的选择上，会计仿真实验教材的质量是制约和影响实验效果的重要因素。在选择实验教材时，首先应考虑教材内容是否全面、系统和新颖，尽可能选用真实企业的资料，经济业务类型要尽可能多样化，能够全面反映会计核算时可能遇到的各种经济问题。同时，实验教材要考虑手工操作与计算机模拟如何结合的问题。高校可以自己组织有实践经验的教师和有实际工作经验的会计人员进行教材的编写，同时适时地调整教学内容，使学生通过仿真实验能够真正缩短理论与实际的距离。（2）角色仿真。在会计仿真实验中，对学生协作能力和团队精神培养的内容必须考虑进来。让学生分别充当出纳、会计、会计主管和稽核人员等，练习点钞、识别假币、审核原始凭证、填制记账凭证、登账簿记、编制报表以及审核签字等工作，增强会计仿真实验现场的真实感，提高学生的职业意识。（3）环境仿真。环境仿真方面，应主要考虑强化财务情景模拟教学，即模拟企业的工作环境、岗位设置和工作流程进行演练，使学生如同身临其境，完全处于会计工作的职业氛围中。
（五）重视会计职业道德培养 会计职业道德是会计从业人员的基本要求，会计仿真实验教学在重视学生基本技能训练的同时，绝对不能忽视对学生会计职业道德的培养。在进行会计仿真实验教学时，要多加入一些有关会计职业道德和法律法规方面的内容，使学生在进行具体实务操作时知道什么是可以做的，什么是不可以做的，这也是高校会计专业学生最欠缺的一点。比如，可以设计一些合法不合理或者合理不合法的特殊业务，让学生去辨别和判断，提高学生的应变能力。
（六）提高教师的整体素质 提高会计教师的整体素质构想：（1）高校应当充分挖掘现有教师的潜力，鼓励教师深入企业实际工作，专职实习半年至一年，吸收实践经验，并去重点院校进行进修、交流和学习，以弥补他们没有实践经验的先天不足，使他们在今后的教学中能够自如地驾驭会计仿真实验教学。（2）高校应积极聘请在职会计人员或者是经验丰富、时间充裕的退休高级会计人员作为会计仿真实验的指导教师，来学校授课和交流，他们可利用自己在会计工作中的经验，有针对性地解释学生在实验过程中遇到的问题，提高会计仿真实验教学的效果。（3）鼓励教师开展理论与实践调研和科研活动，通过研究提高教师的能力和素质。
（七）建立手工实验与计算机实验相结合的综合性实验 笔者认为，传统手工实验不但不能被舍弃，而且还应成为实验教学最主要的形式，将手工实验与计算机实验有机结合起来。在进行仿真实验时，可以使用同一套模拟数据，先让学生进行手工实验，手工实验结束后，再按照电算化的要求将相关业务再处理一遍，然后将手工实验和计算机实验的结果进行互查对比，相互校验，融会贯通，让学生感受到两种会计数据处理方法的转化是如何实现的，从而形成手工实验与计算机实验相结合的综合性实验模式，提高学生的实际操作水平。（1）手工实验。主要包括准备阶段、操作阶段和总结阶段三个过程，如（图2）所示。第一，准备阶段。首先由指导教师制定实验方案，包括实验的时间、人员、内容及要求，使学生对仿真实验有一个总体和明确的认识，然后由指导教师对学生进行动员和培训，并进行分组。第二，操作阶段。学生在老师的指导下进行各部分内容的练习，包括建账、审核原始凭证、编制记账凭证、编制科目汇总表、登记账簿、计算成本、编制报表和进行财务分析等整个会计仿真实验的全过程，总学时不少于三周。第三，总结阶段。专业操作完成之后，学生需要按照会计工作操作基础规范的要求进行装订整理，成为“会计档案”，妥善保管。同时，学生需要撰写总结报告，及时对整个仿真实验过程作归纳整理，形成文字材料，将感性认识进一步提升为理性认识，提高学生对仿真实验的认知程度和理论联系实际的能力。为了确保仿真实验教学的质量，在实验结束后，指导教师可以组织学生进行实验答辩。学生想要通过答辩，必须对仿真实验的内容非常熟悉，这可以促使他们认真思考和独立完成实验内容，从而提高学生的实务操作水平。（2）计算机实验。计算机实验部分，约占总课时三分之一。学生根据与手工实验相同的经济业务上机操作，将手工编制的记账凭证输入计算机，并自动生成报表，然后将生成的报表与手工报表核对，既可以检验手工实验的准确性，又可以帮助学生加强对电算化的理解。
（八）建立完善的考核体系 为了配合会计仿真实验教学改革，需要完善相关的考核体系。（1）考核方法。高校应该根据会计仿真实验教学的特点，综合考虑学生在实验中的基本操作能力和理论联系实际能力，打破以笔试为主的单一考核模式，采用多阶段和多方式考核，将笔试、口试与实际动手能力相结合，将知识考核、能力考核与素质考核相结合，将过程性考核与终结性考核相结合，将校内考核与校外考核相结合，将定量考核与定性考核相结合，建立一套科学合理和易于操作的综合考核评价体系，以提高会计仿真实验教学的效果。（2）考核项目。会计仿真实验教学的考核项目主要包括实验纪律、实验笔记、实验操作、实验总结和实验答辩几个方面，指导教师根据实际情况，将每一项都评出优良中差，进行量化，最后结合各项的权重给出学生综合得分，如表（2）所示。第一，实验纪律。实验纪律主要包括对学生出勤情况和课堂表现两方面的考察，此部分约占总成绩的10%。第二，实验笔记。在实验过程中要求学生记录实验笔记，通过记录实验笔记，提高对会计基本理论的认识和解决实际问题的能力。指导教师主要考察实验笔记是否认真全面，此部分约占总成绩的10%。第三，实验操作。实验操作是会计仿真实验考核的核心内容，指导教师主要考察整个实验操作过程的规范性、准确性和独立性，此部分约占总成绩的40%。对于实验操作的准确性方面，要鼓励学生有多种答案，针对不同的答案与结论进行分析讨论，锻炼学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，深化学生对所学理论知识的理解与掌握。第四，实验总结。实验操作结束后，学生需要提交总结报告，指导教师可以通过实验总结考察学生的归纳总结能力，判断学生的实验效果，此部分约占总成绩的20%。第五，实验答辩。学生需要陈述自己仿真实验的过程和体会，指导教师可以就整个实验过程中的相关业务向学生进行提问，主要考察学生回答问题的准确性和流利性，此部分约占总成绩的20%。（3）考核总结。会计仿真实验的考核工作完全结束后，指导教师应对考核结果进行统计和分析，形成总结报告，具体内容包括学生考核得分、学生的学习态度与学习效果分析、仿真实验过程中存在的问题及原因分析等，在教师之间进行汇报交流，集思广益，以不断完善会计仿真实验教学，提高会计仿真实验教学的效果。
（九）加强会计仿真实验室建设 会计仿真实验室的建设是进行会计仿真实验教学的基础，实验室的建设水平直接影响着教学质量，因此，会计仿真实验教学的前提条件是需要学校对会计仿真实验室的重视，需要足够的资金投入。会计仿真实验室的建设主要在于各种实验设施，包括实验材料（如票据、凭证、账簿、报表、装订机等）、教学用具（电脑、网络管理服务器、投影仪、扫描仪等）、各种软件（如用友、财务实训系统、ERP、SPSS、SAS等）和具体的实验室等，而各种实验设施应随着经济环境和会计实务的发展不断更新。为了实现会计仿真实验室的功能最大化，还必须对仿真实验室建立完善的管理制度，比如，指定专人负责实验室的日常事务，从而保证实验室工作能够顺利开展。另外，可以建立网络实验室，使会计实验教学网络化，学生可以通过网上交流及时解决教学中存在的问题，提高实验效率，提升学生实验水平，顺利实现复合应用型会计人才的培养目标。
（十）校内实验与校外实习互相补充 高校应该坚持以校内实验为主，校外实习为辅的指导思想，使校内实验教学与校外实验教学齐头并进。在会计仿真实验教学之前，学校应组织学生到单位进行实地观察，了解企业的行业类型、经营业务范围、生产特点、业务流程、财务制度、纳税情况、成本费用管理办法、成本计算方法和投融资方式等，加强学生对财务工作的感性认识，提高会计仿真实验教学的效果。同时，高校应注意提升校外实习基地的研发功能，增强其对学校教学和科研的支撑，使之成为培养学生创新意识的平台。
参考文献：
［1］李江萍：《会计本科实验教学研究》，《财会通讯》2009年第7期。
［2］鹿亚芹等：《会计仿真实验教学模式探讨》，《财会通讯》2009年第9期。
［3］任秀梅、赵晓华、杨权力：《会计实验教学体系的构建研究》，《北方经贸》2005年第10期。
（编辑 虹 云）
大学物理实验仿真教学论文范文第3篇
1 构建“理论学习虚拟演练实操训练”的教学模式
我校PLC教学在探索中构建了“理论学习虚拟演练实操训练”三步曲的教学模式。该模式是在传统教学模式上增设虚拟演练, 运用虚拟现实技术将专业理论学习内容与模拟实物、各种仪器设备、环境等虚拟对象结合起来, 将各种实验通过计算机产生逼真图象, 让学生进入虚拟环境中模拟实操演练, 进行指令、元件的功能检测、调试, 从而获得视觉、触觉、听觉、动觉等多种感知, 然后到实际设备中进行实习训练来掌握真正的知识技能, 让学生有一种真实的感觉。这种教学模式让学生尝到更多成功的喜悦, 增强学生学习的自信心, 增加学生的竞争能力。
2 仿真教学能将抽象理论形象化、直观化
实现模拟场景中的仿真运行, 可帮助学生更好地理解PLC的工作原理要让学生对P L C的工作过程有全面的认识和了解, 除具备一定的编程能力, 掌握基本的编程技巧外, 还要让学生按照实际的控制要求进行仿真运行和调试, 从而找到程序中的不足和漏洞, 进行反复修改, 达到优化程序、熟悉编程的目的。而仿真教学软件就是这样一个能提供各种控制要求、仿真运行各种控制程序的教学平台。它操作简单, 利用虚拟设计, 模拟出各种真实场景。例如:交通信号灯控制、正反转控制、机械手、电梯控制等等。学生可以按照控制要求进行编程, 绘出梯形图, 并对PLC进行仿真运行操作, 在仿真运行中可以观察运行结果是否符合设计要求。同时, 在运行中还可以确认各个元件与程序的状态, 适时监控各个元件的工作过程。通过运行监控, 学生更好地理解和掌握PLC各个元件的作用, 巩固课堂上所学的理论知识。使得教学过程形象化、直观化。
3 仿真教学能节省资金, 降低实验风险, 弥补实验设备不足等问题
随着计算机应用的普及和发展, 各学校都建立起多个计算机实验室和多媒体教室, 只要给实验室的计算机上安装仿真软件, 就相当建立起了一个仪器设备种类齐全、电子元器件丰富的虚拟实验室, 要进行某个电路仿真, 只需要运行该软件, 根据实际控制电路, 转化为梯形图, 简单从计算机屏幕的元件库中调出所需的元件, 并联接成梯形图, 控制接通输入、输出电路, 即可开始仿真, 就可以和实物实验一样对电路进行测试分析。使用计算机仿真模拟, 具有经济、可靠、实用、安全、灵活、效率、可多次重复使用和成本低、风险小的优点, 使学生摆脱了实验室的局限性, 避免了实际电路调试的烦琐过程, 不用反复拆装元件、损坏元件;整个过程快捷方便, 省时省力, 把它应用到PLC课堂教学, 既避免了实验仪器的损坏与实验材料的消耗, 降低教学成本, 又能让学生完成各种与实际实验相似的实验实习, 学到相关的专业知识和专业技能, 为学校节省了实验实习和设备维修费用。同时, 许多实验设备, 在学校资金不足无力购买的情况下, 应用仿真软件让学生完成各项相应的实验实践活动, 采用虚拟仿真的手段, 以“虚”补“实”, 快捷方便, 省时省力, 弥补实验设备不足带来的问题。
4 实现理论教学与实验实践有机结合, 提高课堂教学质量和教学效果
传统的PLC教学, 要实现理论与实践有机结合同步进行, 往往需要的仪器设备较多, 实验成本高, 实验存在安全风险, 调试不方便, 实验效果不明显, 再加上学校实验设备不足等因素的影响, 很难做到理论教学与实验实践有机结合。应用仿真实验, 课堂教学只需把学生带到计算机房, 教师在进行理论讲授的同时, 应用电脑进行仿真实验演示给学生观察, 然后让学生在电脑上进行实验验证, 把理论教学与实验实践有机结合起来。课堂教学由原来以教师讲授为主的教学模式, 转变成老师讲授、演示与学生实验实践相结合的师生互动教学模式, 使原来抽象难学的理论知识, 变成趣味、形象直观、简单易学的科普知识, 学生从被动接受转变成为主动学习, 发挥学生学习的主观能动性, 培养并有效提高学生思维能力、综合分析能力及创新能力, 充分体现了以学生为主体的开放实验模式的特征从而有效激发学生的学习兴趣, 提高课堂教学质量和教学效果。
总之, 把虚拟仿真实验引入PLC教学, 既方便老师教, 又方便学生学, 使理论教学与实践实验有机结合起来, 有效激发学生的学习兴趣, 提高课堂教学质量和教学效果, 在实验教学中应用具有传统模式所不具备的优势, 但其缺乏一种实物实验的真实感, 并不能替代传统的实验手段。我们在教学中要将实物实验与仿真实验相结合, 发挥各自的优点, 就可以帮助学生更快更好地掌握知识, 进一步培养和提高学生的综合实验和创新的能力。
摘要：本文介绍了仿真软件的特点, 讨论了仿真软件在PLC实验教学中的应用。认为应用PLC仿真软件能充分发挥学生的主观能动性, 培养并有效提高学生思维能力、综合分析能力及创新能力, 节约设计及实验时间, 弥补学校实验仪器及元件缺乏带来的不足, 节约实验室的建设费用以及维护费, 对PLC教学的意义重大。
大学物理实验仿真教学论文范文第4篇
将internet技术和MATLAB Server相结合, 可构建一个基于MATLAB Server的远程实验教学系统, 使远程教育的学生在任何一台连接到Internet的机器上, 完成各种基于MATLAB的实验, 及时理解和巩固所学知识。
1 系统总体结构
系统主要由Web服务器和MATLAB Server构成 (如图1所示) 。Web服务器使用开源软件Apache来构建, MATLAB Server是MATLAB的一个服务程序。实际上, MATLAB的Web应用主要有两部分组成:一个是MATLAB Server (matlabserver.exe) , 负责管理Web应用与MATLAB之间的通讯, 它是一个多线程的TCP/IP应用程序;另一个是Web服务代理 (MatWeb.exe) , 它是MATLAB Web应用的核心[3], 对于MATLAB Server而言, 它是客户端, 对于Web服务器 (Apache) , 它是一个CGI (Common Gateway Interface) 程序, 其作用是从HTML文件中, 提取数据并封装成MATLAB Server可识别数据类型, 传给MATLAB Server。它们之间的关系如图2示。
在Web应用环境中, MATLAB Web服务代理必须与Web服务安装在同一台机器上, 而与MATLAB Server则可以在同一台机器中, 也可在不同的机器中[3]。
2 系统配置与程序设计规范
Apache Web服务器和MATLAB Server的设置均是通过配置文件来完成。针对具体应用需对配置文件进行修改。因此, 有必要对配置文件的选项进行阐述。可在Web环境中调用的MATLAB程序的最大特点是, 需要从HTML页面获取输入参数, 并将计算结果数据或图形以HTML的形式返回给用户, 本节针对这些问题进行详解。
2.1 Apache服务器的安装与配置
Apache是目前世界上使用最广泛的一种www服务器软件, 具有良好的安全性能。我们使用apache2.2.4构建windows下的服务器平台。安装完成后, Apache自动运行, 并以小图标的形式出现在右下角。此时, 在本机IE浏览器中输入http://1 2 7.0.0.1, 应该显示一行字串“I t Works”, 表明服务器已正常工作。服务器的主要功能设置是通过配置文件httpd.conf来完成, 它位于安装目录下的conf文件夹下, 可以使用记事本程序对其编辑修改, 主要配置选项如下。
ServerRoot指定服务器程序自身所在路径, 一般不需修改。
Listen指定监听端口, http默认端口是80, 可以修改。
ServerAdmin指定系统管理员邮箱地址, 不能为空, 否则服务器启动失败。
DocumentRoot指定服务器工作目录, 它放置对外提供服务的页面、图片、CGI程序等。一般需修改此项, 使之指向自己建立的工作目录。
ScriptAlias一般用于将系统的/cgi-bin目录重定向到一个含有CGI程序的物理目录。如
Alias与ScriptAlias的区别是ScriptAlias使目录下的文件作为可执行程序对待, 而Alias仅作为普通文件处理。需要注意的是目录必须以“/”结尾, 而不是windows系统下的目录符号“”。
2.2 Matlab Server的安装与配置
在安装M A T L A B时, 选择安装webserver工具箱, 则系统重启后, Matlab Server自动运行。对于MATLAB Server的设置由两个文件完成, 一个是负责配置MATLAB Server的matlabserver.conf, 另一个是负责配置服务代理程序MatWeb的matweb.conf。
matlabserver.conf位于
matweb.conf主要用于提供Matlab应用程序所在的服务器地址、端口以及具体路径, 示例如下。
其中, webfunc为MATLAB应用程序webfunc.m的名称;mlserver是MATLAB Server所在机器的主机名或IP地址;mldir指示M函数所在的具体路径。对每一个M函数文件均需进行上述配置。
2.3 远程数据输入输出接口
MATLAB服务代理程序可从HTML表单中提取浏览器用户的输入, 它的实现方法与一般的CGI程序调用方法相同。在表单中须将Form标记的Action属性设置为Web服务代理 (matweb.exe) 的路径, 另外, 还需设置一个隐输入框mlmfile (名称固定) , 其值 (webfunc) 为将在Matlab Web服务程序中运行的M文件的文件名。示例如下:
第一条语句建立了H T M L表单和matweb.exe间的联系。matweb.exe通过matweb.conf配置文件中的mlserver找到对应的服务器以及参数m l d i r下的函数文件w e b f u n c.m。需要注意的是matweb.exe应该放到相应的目录cgibin下。
Matlab程序计算完成后, 需要将结果通过HTML页面返回给浏览器用户。创建输出HTML文件的关键是将在M文件中需要输出的参数名, 使用“$参数名$”包含在HTML文件中。在Matlab应用程序中, 通过调用函数htmlrep, 将指定网页中的参数名由程序中的对应变量值替换。
上述输入输出文件的制作可以通过网页制作软件 (如DreamWeaver) 来完成。
2.4 基于Web的M文件编写规范
Web环境下调用的MATLAB程序与普通程序的不同之处主要表现在对输入参数和输出参数的处理上。Web环境中的程序, 其输入参数是由matweb.exe从HTML中提取而来, 计算结果的输出, 一般是经过封装, 然后由函数htmlrep, 将结果送至对应的HTML文件中。下面通过一个实例来说明程序的编写规范。
从上述代码可看出, Web环境下的应用程序可分为三大部分:输入参数的提取、科学计算与绘图、输出结果封装。其中, 科学计算与绘图部分, 与普通程序是完全相同的。
3 实现实例
本实例以控制理论课程中的二阶系统频域分析为主要内容, 通过页面输入系统系数 (如图3示) , 按下“提交”按钮, 则会得到一个系统频域特性曲线 (如图4示) 。通过本系统可获得任意类型的二阶系统或一阶系统的频域响应。下列步骤阐述了从Web服务器的构建到系统输出的全过程。
(1) 安装Apache和MATLAB, 并假定主机的IP地址为192.168.0.2。
(2) 创建工作目录c:WebTest及CGI程序存放目录C:WebTestcgi-bin。将M A T L A B目录下的m a t w e b.e x e和matweb.conf复制到CGI目录。
(3) 配置httpd.conf文件中的选项:
(4) 编写MATLAB程序 (源代码见上一节内容) , 命名为frequency.m将其放置到目录C:WebTest下。
(5) 修改配置文件C:WebTestcgibinmatweb.conf。按照格式要求加入如下语句, 其余语句可删除掉。
(6) 编写输入HTML文件 (如图3示) , 可在DreamWeaver下制作, 并将其放置到目录C:WebTest下。
(7) 编写输出HTML文件 (如图4示) , 并将其放置到目录C:WebTest下。
至此, 一个远程仿真实验系统被完整建立起来。在IE的地址栏输入http://192.168.0.2可访问这个系统, 并进行相应操作。
4 结语
将MATLAB Server与Web相结合, 发挥各自的优势, 使远程使用MATLAB成为可能, 有利于相关课程的教学以及学生对知识的理解。本系统的构建方法对于建立类似系统具有重要的借鉴意义。如果服务器开放文件上传功能, 则可远程提交matlab程序, 在服务器上运算, 然后结果通过HTML文件形式输出, 可进一步提高学生的实际动手能力。
摘要：为解决远程教学中的实验问题, 介绍了一种在B/S架构下, 使用MATLABServer进行远程实验的方法。重点分析了Apache服务器的配置、MATLAB服务代理的配置、远程数据输入输出接口设计以及Web环境下的MATLAB程序编写规范。最后给出了一个二阶系统频域分析实例, 对实验系统的创建步骤进行了详细说明。
关键词：远程实验,MATLAB Server,Apache服务器,MatWeb
参考文献
[1] 丁新.远程教育模拟实验研究及实验室设计建设[J].电化教育研究, 2007 (6) :57～61.
[2] 徐林.基于SOA的远程教育资源整合系统研究[J].微电子学与计算机, 2007 (5) :182～184.
大学物理实验仿真教学论文范文第5篇
“计算机网络”这门课程的的概念和原理涉及到大量抽象难懂的协议和算法, 为了让学生对其获得感性认识, 可以利用网络仿真构建虚拟的仿真教学环境, 满足教学需要。
(1) 随着信息时代的到来, 网络规模逐渐扩大、网络拓扑结构日益复杂, 近年来兴起一种专业的网络研究技术网络仿真, 它借助于软件工具, 将网络抽象为数据模型, 并仿真网络的实际运行, 从仿真结果中对网络性能做出评估, 以便进行网络研究和建设。 (2) 网络仿真需要借助网络仿真软件的帮助, 在现有的各种网络仿真软件中, OPNET以友好的界面, 相对短的上手时间以及高校优惠的价格, 吸引了大量的网络研究人员, 尤其是高校师生。
1 OPNET仿真软件的简介
OPNET是MIL3公司开发的一套集开发和应用为一体的通信系统模拟软件, 是目前世界上最先进的网络仿真开发和应用平台, 近两年被第三方权威机构评选为“世界级网络仿真软件”第一名。
现在版本的OPNET由4部分组成:W i z a r d, P l a n n e r, M o d e l e r, E x p r e s s Developer。我们所采用的是MIL3公司起家的拳头产品Modeler, 它是一种功能十分强大的网络R&D仿真平台, 支持在网络各个层次的设备、链路和协议的精确建模, 并提供丰富的外界开发接口, 同时还内含Planner的全部功能。
1.1 OPNET Modeler的优点
高效的仿真引擎;图形化和移动特性建模;面向对象的层次化建模;完全开放的模型编程;无线、点到点以及点到多点链路;灵活的数据导入方式;集成的分析工具;对于设备的成本计算;动画;多平台以及灵活的license管理。
1.2 用OPNET Modeler进行仿真的主要步骤
(1) 收集和分析网络设计文档。
要进行网络仿真, 必须要对仿真网络有全面和深入的了解, 主要包括网络拓扑结构、网络中要使用的协议和网络标准、网络中使用的设备、网络链路特性和网络应用及其流量特性;
(2) 建立网元模型。
针对不同的仿真需要, 建立一个网络设备的多个不同的模型版本;
(3) 建立网络模型。
依据实际需要对进行仿真的网络, 建立起网元模型之间的有机连接, 从而将整个仿真网络系统映射为OPNET网络模型;
(4) 建立网络的流量模型。
此处网络流量分为背景路由流量、背景利用率流量和前景业务流量;
(5) 仿真设计和仿真计算。
选择仿真过程中所感兴趣和要收集的网络性能统计参数, 进行仿真计算;
(6) 查看、结果分析并提交仿真报告。
对于统计数据, 可直接通过菜单栏中的“view results”来查看, 而动画数据则要利用m3_vuanim程序来打开;
(7) 比较仿真结果与实验或测量结果。
这个工作包括两方面的内容, 即:验证模型和仿真方法的正确性, 比较不同设计方案仿真结果。
以上是网络仿真的典型流程, 在实际操作中, 一般不可能经过一个仿真的流程就能达到仿真的目的, 而往往需要多次的反复, 因此, 上述步骤或其中的部分步骤会多次重复, 具体的网络仿真流程需要根据具体的仿真需要和其他具体情况决定。
2 基于OPNET Modeler的仿真实例
本文以队列的考察为例来说明OPNET Modeler在计算机网络实验教学中的应用, 该例中设了3个客户同时发送数据至处理器, 处理器中有两个服务台同时提供服务的场景, 我们将对处理器中的M/M/2队列的大小和延迟时间进行考察。
2.1 创建发送节点
在节点编辑器中创建发送结点来模拟客户, 结点中包含一个数据源进程模块和一个点对点发射机, 用来向处理器中发送数据。
2.2 创建接收节点
接收结点用来模拟处理器的行为, 包括3个点对点接收机、队列模块和进程模块。发送结点和接收结点的结构图 (如图1所示) 。
2.3 自定义链路模型
常见的连接节点间的物理通信链路主要有三种:点到点通信链路、总线通信链路和无线通信链路, 这些链路的编辑和修改都是在链路编辑器中指定的。这里我们将采用自定义的点到点通信链路, 用于连接发送节点和接收节点。
2.4 建立网络模型并选择统计量
建模对象创建完毕, 建立如图2所示的网络来进行模拟, 然后进行统计量的收集, 此处我们选择的是M/M/2队列的大小和延迟时间。
2.5 运行仿真并查看结果
通过配置仿真运行属性对话框, 对仿真运行的属性进行配置, 将仿真持续时间设为10minutes, 单击Run按钮即可进行仿真。仿真结束后, 观察前面所选两个统计量 (即M/M/2队列的大小和延迟时间) 的仿真结果, 如图3所示。
3结语
OPNET Modeler的面向对象的建模方法和图形化的编辑器反映了实际网络和网络组件的结构, 实际的系统可以直观的映射到模型中, 因此可以使学生获得对网络的工作原理与操作方法的感性认识, 加深理解、验证、巩固课堂教学内容, 提高实际应用的能力, 也可以极大地提高学生的积极性, 提高实验教学的水平和质量。可见, OPNET Modeler是一款有着十分广阔的应用前景的仿真软件。
摘要：网络仿真软件OPNET以友好的界面, 相对短的上手时间以及高校优惠的价格, 吸引了大量的网络研究人员, 尤其是高校师生。运用OPNET Modeler软件在“计算机网络”的实验教学中开展仿真实验, 丰富了实验教学手段, 使网络的分析和设计得到简化, 并且可以使学生获得对网络的工作原理与操作方法的感性认识。对OPNET作了简单介绍, 并通过一个OPNET Modeler仿真实验实例说明在“计算机网络”实验教学中适当地运用仿真技术, 可以获得较好的教学效果。
关键词：OPNET Modeler,计算机网络,仿真
参考文献
[1] 俞黎阳, 张卫, 强志成.计算机网络工程实验教程[M].清华大学出版社.
[2] 张铭, 窦赫蕾, 等.OPNET Modeler与网络仿真[M].人民邮电出版社.
大学物理实验仿真教学论文范文第6篇
《光纤通信》是通信工程专业的一门专业课程。课程内容包括光纤通信的基本概念、光纤的基本结构、传光原理和特性参数、光纤通信收发设备的基本构成及功能特点、光纤数字通信系统传输体制等部分[2]。本文结合光纤通信课程特点, 采用Opti System软件仿真的实验教学法, 使得学生在学习书本知识的同时, 能够对光通信系统的实践应用有进一步的了解, 为更好的学习和掌握理论知识, 培养创新能力打下良好的基础。
1 光纤通信实验教学中存在的问题
1.1 实验内容少
目前光纤通信这门课程只是利用实验箱安排了四个实验:码型变换 (CMI) 实验、光发送和接收系统实验、P C M话路光传输系统实验、模拟和数字光纤系统综合实验。实验内容与通信原理实验大同小异, 没有充分体现光纤传输的主要特点。
1.2 学生积极性不高
以往我们让学生做实验只是在集成的实验箱上进行, 学生只是简单的插拔导线就轻松完成实验, 而且有些同学已将理论知识基本遗忘, 在这样的情况下, 学生的综合思维能力、创新能力和动手能力实验中得不到培养, 对实验的积极性不高, 达不到我们对学生掌握实验的要求。
1.3 实验考核不合理[3]
由于实验内容少, 不能全面地反映学生的实践动手能力。因此, 学生实验的考核成绩具有一定的局限性, 导致学生对实验教学不重视, 缺乏培养锻炼自己理论联系实际能力的意愿。在光纤通信技术迅速发展的今天, 这样的实验教学方式是不利于培养出适应时代发展的高技术、高素质人才的。因此, 必须对其进行改革。
2 光纤通信系统仿真在实验教学中的应用
光通信仿真软件可以对大到整个传输系统, 小到一个器件进行优化设计和性能仿真, 从而为光传输系统和光网络的设计、规划、优化、维护和管理提供有力的支持。这里介绍加拿大Optiwave公司的Opti System仿真软件在实践性教学中的应用。Opti System是一款创新的光通讯系统模拟软件包, 它集设计、测试和优化各种类型宽带光网络物理层的虚拟光连接等功能于一身, 从长距离通讯系统到LANS和MANS都使用。Opti System具有强大的模拟环境和真实的器件和系统的分级定义。它的性能可以通过附加的用户器件库和完整的界面进行扩展, 而成为一系列广泛使用的工具。
2.1 该软件特点
(1) 模块化的元器件设计, 使得软件具有优秀的可扩展和升级的能力, 可以非常方便地开发新的元器件。
(2) 网络仿真算法能方便地实现多种仿真功能。
(3) 方便直观实用的虚拟仪表设计, 能区分显示信号与噪声, 多样的分析能力。
2.2 软件功能
本软件包括的器件有发射机组件、接收机组件、虚拟仪表组件、光纤组件、辅助元件组件、滤波器组件以及波分复用组件。每一组器件都包含有多个元件来满足实际运用中的不同需求, 总共有超过40个的基本元器件, 每种器件中都有可调节的参数, 用户可以根据实际情况进行设置。
2.3 辅助实验功能
仿真软件能够适应特定的要求, 在忽略某些条件的情况下, 创造理想的实验条件, 得到现实中不可能看到的现象与结果。
通过该专用软件仿真平台, 可以在学校没有实践性条件的情况下, 帮助学生完成实验教学, 既提高了学生实验实训的效率, 又节省了教学投资费用。
3 光纤通信系统仿真的实验教学方法
在光纤通信系统仿真实验实施过程中, 教师应及时并恰当地对学生进行引导, 督促学生根据教学内容, 根据仿真软件的功能特性, 建立相应仿真模型, 进行光纤通信系统各部分的仿真实验, 加深对基础知识的理解[4]。
(1) 教师应该通过讲授建模的基本原理, 使学生具备仿真建模知识, 并在建模过程中, 加强对学生基本原理的训练。
(2) 学生通过学习仿真软件进行基本的仿真过程, 对于系统的仿真实验, 主要采用老师演示的方式。
(3) 仿真实验总结报告。
如同做实验一样, 仿真实验完成后要求学生撰写总结报告, 主要记录对基本理论知识的实验数据, 总结整个仿真实验过程中的发现与创新, 对于一些新技术的仿真实验, 教师可以引导鼓励学生撰写学术论文。
4 光纤通信系统仿真实验的优点
(1) 增加学生练习的机会。采用软件仿真进行光纤通信实验教学, 可以避免客观环境的限制, 提供无数次的练习机会, 直到完成教学目标为止。
(2) 有效地降低实习经费。运用计算机模拟仿真进行光纤通信实验教学, 不需要昂贵的光通信设备, 其费用相对来说要比真正的实践性教学低得多。可以为学校节省成本, 同时可以直观地模拟信息在光纤通信中传输的整个过程, 起到事半功倍的作用。
(3) 有助于学生精心地观察、学习。通过仿真教学, 学习者可以调整仿真波形的幅度、频率、相位, 随意添加噪声的大小等, 以便于观察和学习, 容易引起学生的学习兴趣与动机。
5 结语
总之, “培养什么人、如何培养人”是高校发展必须解决好的根本问题。21世纪是知识经济时代, 其核心是科技, 关键是人才。培养创新型人才是新时期高等学校的重要任务, 实验教学是新形势下培养创新型人才的关键环节。光纤通信系统仿真已成为深入理解光纤通信系统特性的有价值的工具, 使学生可以很容易地做参数研究, 观测到参数改变对系统性能的影响, 可以很容易地产生直观的波形, 如时域波形、信号频谱、眼图等, 加深学生对信噪比、功率预算、误码率等系统指标的理解;增加新型调制格式、光网络节点、密集波分复用 (DWDM) 系统与技术、光时分复用 (OTDM) 系统与技术等方面的前沿发展动态。最大限度地把学生的积极性、创造性充分发挥出来, 从而达到实验教学改革的要求。
摘要：光纤通信系统的仿真同所有仿真问题一样, 是利用计算机软件为平台, 对实验设备进行软件建模, 通过软件程序等手段模拟实际操作过程, 获得实验数据。本文在分析光纤通信实验教学存在的问题的基础上, 从系统仿真技术角度出发, 提出了针对性对策建议, 为深化实验教学改革, 提高实验教学质量提供参考。
关键词：光纤通信,实验教学改革,系统仿真
参考文献
[1] 李环, 等.通信系统仿真设计与应用[M].北京:电子工业出版社, 2009
[2] 方志豪.光纤通信[M].武汉:武汉大学出版社, 2004
[3] 周建华.《光纤通信》实验教学改革探讨[J].电子科技大学学报 (社科版) , 2003, 5:89～91
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