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仿真科學與技術范文第1篇

【關鍵詞】高頻 虛擬仿真 教學改革

【基金項目】該篇論文是基于徐州工業職業技術學院院級課題《高頻電子技術課程項目化教學改革研究與探索》課題編號：XGY201015。

【中圖分類號】G71 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2013）01-0043-02

1.引言

高頻電子技術課程是電子信息類與通信類專業的一門重要的專業基礎核心課程，在整個學科體系中具有承上啟下的重要作用，在專業基礎知識體系中有著不可替代的重要地位。該課程的特點是專業性、綜合性強，涵蓋了高等數學、信號與系統、電路分析、數字電子與模擬電子等知識的應用，對學生基礎知識結構要求高。通過本課程的學習，學生不僅可掌握高頻電子線路的基本理論、基本概念和基本分析方法，而且可運用課程知識去分析、解決實際的工程技術問題。但在課程實際教學過程中，學生普遍反應該課程抽象、難懂，難以掌握，存在排斥情緒。此外該課程實驗復雜，且由于高頻電路的特點，在實驗過程中，輸出波形與數據易受干擾致使波形失真，實驗數據與理論數據出入較大，實驗教學效果也不理想。基于上述情況，為提高教學效果，在高頻電子技術課程的教學過程中可積極引入虛擬仿真技術。通過仿真，可以讓抽象的理論通過仿真得到驗證，學生易于接受。同時利用仿真軟件還可以進行一些實際操作受外界干擾大的且不容易調試的實驗，如混頻，調幅與解調等等，既解決了實際高頻實驗中存在的實驗復雜，實驗效果不理想等問題，同時也節省了實驗耗材的經費投入。

2.軟件介紹

目前電路仿真軟件有很多，每種仿真軟件都帶有了出版公司自己的特點。根據軟件的應用領域和模型以及推廣程度，電路仿真軟件大致有以下幾種：

（1）PSPICE[1]： SPICE是由美國加州大學伯克利（Berkeley）分校電工和計算機科學系分校開發，1972年首次推出。PSPICE是由SPICE發展而來的用于微機系列的通用電路分析程序。目前微機上廣泛使用的PSPICE是由美國Microsim公司開發，并于1984年首次推出。能進行模擬電路分析、數字電路分析和模擬數字混合電路分析，該軟件現已成為微機級電路模擬標準軟件。

（2）Multisim[2]：該仿真軟件的前身是EWB（Electronics Workb

？鄄ench）， 是加拿大IIT公司在20世紀80年代后期推出的用于電子電路設計與仿真的EDA軟件，一經推出就受到各界好評，尤其在教育領域取得了巨大成功。與其他電子電路設汁軟件相比具有界面直觀、操作方便等優點。創建電路、選用元器件和測試儀器等均可直接從屏幕上元件庫和儀器庫中直接選取。電子電路的分析、設計與仿真工作都可通過點擊鼠標實現，不僅為電子電路設計者帶來了無盡的樂趣，而且大大提高了電路設計工作的質量和效率。

（3）Saber：和PSpice和multisim類似的軟件，可以用于系統仿真和電源仿真，在電源仿真方面很有優勢，比如大電流，該軟件主要用于理論仿真和驗證。

（4）ADS：安捷倫公司的頂級理論驗證軟件，主要用于高頻仿真，功能強大，可以用于pcb的驗證設計，IC驗證設計，系統驗證設計（CDMA，DVBT等），是理論仿真的頂級軟件，但是讓學生在短時間內熟練應用很不容易。

以上介紹的軟件都可以應用在高頻電路仿真中，但是通過比較，Multisim軟件更適合在教學過程中使用，該軟件支持直觀的示波器圖形，帶有3D元件庫，器件參數修改簡單，最重要的是該軟件的使用易于掌握，所以在高頻課程教學改革實踐中采用了multisim軟件作為仿真軟件。

3.基于虛擬仿真技術的高頻電子技術課程教學改革思路

近年來，隨著我國高等職業教育改革的不斷深入，以“能力本位”為出發點，進行項目化教學改革，是目前高職教學改革的方向之一。高頻電子技術課程要進行項目化教學改革必須根據課程特點，找到能夠提高學生學習興趣且與實際生活相關的教學項目，并把課程中所有必需的知識按照知識結構分解到教學項目中去，因此我們把該課程的學習內容按照知識結構分解為兩大項目的學習，每個項目學習中又含有若干個教學任務，學生在不斷完成任務的過程中掌握知識并增長實踐技能，最終完成項目，所以該課程實行理實一體化教學[3]。

課程項目的選取根據高頻課程的特點，采用了兩個生活中常見的并能典型代表高頻知識結構的兩個電子產品收音機和無線話筒來承載本課程的所有知識點。為了涵蓋所有的知識點并滿足課時要求，所以教學項目中兩個電子產品所采用的調制方式與作用也不一樣。AM收音機主要涵蓋信號的接收與AM調制的所有知識。無線調頻話筒主要涵蓋信號的發射與FM/PM調制的所有知識。

4.虛擬仿真技術在高頻課程教學改革中的應用

課程主要采用以實際項目為載體的任務驅動型教學方法，把原本相對獨立的一些課程內容，設計成兩個大的項目，按照知識相關性把學生的理論知識學習與技能訓練在這兩個項目中進行細化，分解成獨立任務。每個任務的完成步驟如下：

所以該課程必須要在理實一體化教室完成。任何一子項目或任務的完成都必須先經過虛擬仿真驗證才能進行實物的裝配與調試。

下面以調幅電路與檢波電路為例，這兩種實際電路原理較復雜，而且電路中器件參數變化都會對電路波形輸出有影響，該電路在理論分析時較抽象，學生接受起來比較困難，教學效果較差。引入仿真后，可在講解調幅與檢波電路時，根據理論知識，進行電路的仿真驗證。如圖1所示，分析調幅電路的工作原理，并用仿真軟件仿真出輸出波形，如圖2所示，這樣結果直觀，避免了只有單純的公式推導結果，學生理解與接受起來也比較容易，同時也提高了學生的學習興趣[4]。

在圖1中，改變直流電壓U1參數為6V和0V，就可以觀察到過調幅現象如圖3所示和雙邊帶調幅現象如圖4所示，可讓學生根據理論知識分析其產生的原因，進一步提高學生學習理論知識的興趣。

根據檢波電路的工作原理，可在multisim軟件中搭建二極管包絡檢波電路，在軟件中可以很方便的找到調幅信號源，同時還可根據電路的需要，改變調幅系數，觀察調幅系數對檢波電路的影響。在二極管包絡檢波中，根據理論與公式推導得到的二極管包絡檢波的特有失真現象：惰性失真與負峰切割失真都可以通過改變相應器件的參數，很直觀地在仿真電路中模擬，增強了學生對理論知識的理解。同時，利用multisim軟件很簡單的就可以驗證同步檢波電路的波形輸出，解決了實際電路實驗中，同步信號難以與被解調信號同頻同相的難題，使復雜的理論與實驗簡單化，方便了教學，深化了學生的理解。

5.總結

multisim軟件在高頻教學中的使用，對于老師和學生來說，為我們提供了一個很好的實用工具，使我們能夠在高頻電子技術課程的教學過程中隨時通過仿真進行實驗，演示電路的工作狀態與輸出波形，教師可在多媒體教師中深入淺出地分析各種電路的特性，以及參數變化帶給電路的影響，用最直觀的輸出波形進行講解，更有說服力。學生結合學習內容在課外進行接近實際電路的裝配、調試、分析，有利于加深對理論知識的理解。總之，通過基于虛擬仿真技術的高頻電子課程改革實踐，大大提高了學生的學習興趣與學習效果，虛擬仿真軟件的應用值得大力推廣[5]。

參考文獻：

[1]吳建強. PSPICE仿真實踐[M].哈爾濱：哈爾濱工業大學出版社，2001.4

[2]張明金，夏淑麗. 電子技術技能實驗實訓指導[M].北京：化學工業出版社，2007.9

[3]于效宇，劉艷.“高頻電子線路”教學方法的研究與改進[J].中國電力教育，2010（30）：67-68

[4]熊偉，侯傳教等. Multisim7電路設計與仿真應用[M]. 北京：清華大學出版社，2005.7

[5]王靖. Proteus仿真在模擬電子技術課程中的應用[J]. 電腦知識與技術 2009.7（05）：33-34

仿真科學與技術范文第2篇

【文章編號】0450-9889（2018）05B-0057-02

近年來，國家越來越重視職業教育發展，認為職業教育不僅是為廣大青年打開通往成功成才大門的重要途徑，更是發揮我國巨大的人力優勢，促進大眾創業、萬眾創新的戰略之舉。因此，在新時代下，我們應充運用信息時代的優勢，在數字化課堂環境下，積極促進中職課堂教學改革，為社會培養更多創新型、高素質專業人才。

一、數字化課堂環境下的中職課堂教學診斷方法

在數字化教學環境下，教師需要充分運用現代化的技術與教學資源，盡量以創新、有效的教學方式展開課堂教學，提升相關知識傳授的效率與質量。但就中職學校當前的教學成果來看，數字化課堂環境的構建還存在諸多不足，需要通過有效的診斷方法，明確其成因，進而制定針對性的解決辦法。

對中職課堂教學進行診斷，需要通過觀察、調研的方式，了解教師的真實思想、主要運用的教學方式、對現有數字化設備的運用狀況等，對課堂教學當中的真實情況進行整理與總結。不同的中職學校都有自身的教學優勢，因此，應以自身的發展實際為基礎，客觀地評價相關課堂教學當中存在的不足，并采取針對性的解決辦法，及時處理已經發現的問題。

在進行課堂診斷時，應將教學行為診斷作為重點環節，可通過隨機聽課的方式，了解教師在日常教學過程中所采用的教學理念、方法；進一步觀察學生在課堂教學中的反應，可以有效診斷教師在進行教學設計時是否考慮到了學生需求與學生的接受能力。在課堂診斷的幫助下，教師能夠及時改進不當的教學方法，從而促進中職教師教學水平的專業化發展。

二、數字化課堂環境下的中職課堂教學診斷結果

筆者以南寧市部分中職學校為研究對象，對各個科目的課堂教學進行一系列的診斷，最終得出以下兩點普遍存在的問題。

（一）教學觀念與教學方法落后。中職學校學生普遍存在學習基礎薄弱的問題，而任課教師的教學方法缺乏針對性，并不適用于中職學生的學習特點，導致教學效果不理想。受傳統教學模式的影響，中職學校教師的教學理念較為落后，未能從根本上形成以學生為教學主體的課堂教學狀態，學生的學習方式依舊以被動學習為主，導致大部分學生對于課堂學習的興趣不大，缺課、逃課現象較為嚴重。另外，在數字化課堂環境下，學校方面雖倡導教師采取數字化教學手段，但部分教師對數字化技術的了解不夠，存在一定的抵觸心理，或在運用過程中缺乏靈活性，運用方式較為單一，僅僅是利用多媒體為學生播放一些陳舊的課件內容，技術應用效果不夠顯著。

（二）數字化教學設備不足。在數字化課堂背景之下，學校方面對于課堂教學創新持支持態度，但由于資金等原因，導致數字化教學工具的配置量無法滿足課堂教學全面數字化的改革需求。尤其是經濟發展較為緩慢的地區，中職學校的數字化技術儀器設備的數量較少，無法滿足每一個班級的日常教學需求，僅能配置 1-2 套數字化教學工具，依次安排相應的教學活動。另外，部分中職學校雖具有較為完善的數字化設備，但隨著時間的推移，設備的性能大幅度降低，無法支持教學方法的改革與創新，導致課堂教學數字化的發展受到了極大的制約。

三、數字化課堂環境下的中職課堂教學改進策略

（一）更新教學觀念與教學方法。隨著教學改革的推進，中職教師教學觀念應得到有效更新，首先，教師必須尊重學生的主體地位，基于學生的學習基礎與學習特點，合理安排教學內容與教學進度。其次，教師本身應正確認識數字化課堂環境對課堂教學改革帶來的促進作用，以積極的態度對相關技術運用等進行虛心學習。學校方面可與教學理念、水平較為先進的中職或高職學校建立友好關系，組織校內教師外派調研，學習先進的理念與經驗，傳遞給本校教師，從而促進教學改革效果的提升。

另外，教師應充分運用數字化課堂環境，為課堂教學帶來技術支持，有效改進教學方法。例如在實際教學過程中，可以將數字化技術與合作學習方法進行有效結合，在英語口語學習中，需要基于學生的英語知識基礎展開教學活動，因此教室可以采用翻轉課堂的教學模式，以學生的實際學習能力為依據，將其劃分成不同的學習小組，進而為其分配不同層次的自主學習任務。而數字化技術，能夠支持學生之間、教師與學生之間的順暢溝通，保障學生的自主學習效果。

教師還可以充分運用多媒體設備，創設教學情境。需要注意的是，多媒體設備是學生經常接觸的數字化教學工具，?ρ?生的吸引力有限，所以教師應從多媒體呈現的內容上著手。多媒體設備的作用不僅僅是代替板書，更重要的是讓學生更加直觀地認識教學內容。當前中職學校中平面設計、電腦美術、動漫制作等較為新穎的科目都難以通過文字呈現，讓學生了解其原理與相關流程，而金融事務、電子商務等科目當中包含眾多抽象的概念理論、單一的論述或解釋，學生難以對其進行深入理解。此時，可以利用多媒體設備以圖文、音頻、視頻等方式呈現，教師依據學生的知識基礎設計課件內容，編輯實際案例引導教學，以漫畫的形式展現抽象的理論等，激發學生的學習興趣，提升教學效果。

（二）構建數字化信息平臺。數字化信息平臺的主要作用，是促進數字化技術在中職學校當中的應用與推廣。完善構建數字化信息平臺，能夠推動全校學生共同參與到課堂教學改革當中，積極發表自己的觀點。當前，翻轉課堂是一種十分適用于中職學生的教學方法，在實際教學過程中，數字化信息平臺為教學活動的順利展開奠定了良好的基礎。

以中職學校中網店美工課程教學為例，采用翻轉課堂的教學模式，將整個課程劃分為課前、課中、課后三個環節；教師可以在信息平臺上建設一個網店美工課程的專用空間，并上傳相關課程視頻、作業、測驗、學習資料、公告等，在討論區，學生可以與同學、教師進行互動交流，極大地激發了學生的學習興趣。

另外，在數字化信息平臺的幫助下，教師還可以完成微課制作等操作，同時也可以幫助學生拓展閱讀的電子資料，豐富學習資源。其中，微課的制作主要引用網絡優秀視頻，例如，可借鑒微信平臺當中有關的教學資源，或自行錄制教學視頻，對已有的教學資源進行補充或改進等。網店美工課程當中“商品詳情頁制作”的教學活動正式開展之前，教師可基于其內容豐富性，分別制作并上傳“詳情頁制作技巧及注意事項（上）”和“詳情頁制作技巧及注意事項（下）”，通過兩個微課視頻系統呈現教學課程，幫助學生全面認識相關知識。微課上傳之后，學生可在平臺的評論區當中提出自己的問題，或發表一些心得體驗，而教師則可以通過這些言論判斷學生對于微課及本章內容的理解程度，以有效進行下一步的教學目標制定、教學重點與教學難點設計等，有利于形成高效課堂。

（三）完善課堂教學評價體系。課堂教學評價體系是教師課堂教學成績和個人提升的重要渠道，是反饋教師教學能力、綜合文化素養的直接體現。數字化課堂環境的構建，也要從教師課堂教學的評價體系視角，實行教學工作實踐中“反思”。

一方面，數字化課堂在中職課堂教學中的融合，需要建立多元化視聽分析渠道，確保現代中職教師教學過程中能夠突破班級授課制的課程環境限制，實現中職教學課堂大范圍的開放分析。例如，某中職教師在教學過程中開設網絡課堂直播互動課堂，他不僅可以直接與課堂中的學生進行交流，同時也可以進行網絡留言互動，實現課堂教學信息的動態互動，而教師進行課堂教學效果的評價時，自然也就要從實踐課堂和網絡課堂兩方面進行問題反饋，那么，教師不僅可以得到課堂學生情況、課堂設計分析情況的直接性評價，也可以從網絡視頻教學中現場知識互動的連貫性、技術指導的細節程度等方面進行教學評價。案例中提到的這種數字化教學環境診斷工作的開展，能夠在一定程度上將中職教師的課堂教學評價目標“延伸”出去，實現課堂教學內容的綜合性整合，拓展中職教師課堂教學評價的范圍，提升中職教師的教學能力。

仿真科學與技術范文第3篇

【關鍵詞】婦科腫瘤；深靜脈血栓；診治及預防

婦科腫瘤在進行手術之后，很容易有深靜脈血栓并發癥產生，尤其是惡性腫瘤經手術后其并發癥的發生率更高[1]。據調查，在進行過惡性腫瘤或其他婦科病的手術之后，DVT并發癥產生的概率大概在7%到45%之間。手術之后并發癥的產生容易引發肺栓塞而導致死亡。本院針對于DVT患者的臨床特點、診斷和治療的方法及預防措施進行分析。現報道如下。

1資料與方法

1.1一般資料選取于2008年1月至2011年12月在我院進行婦科腫瘤手術之后患有DVT的女性患者，其中患DVT的有12例，有DVT傾向的患者有16例。患DVT組的患者年齡為38歲到70歲之間，平均年齡為53.2歲；有9例患有惡性腫瘤，其中有4例患有子宮內膜癌，有3例患有卵巢癌，有1例患有葡萄胎，有4例是患有良性腫瘤。其主要臨床癥狀為：下肢出現疼痛、腫脹等現象；無動脈搏動；表皮溫度較低等。有DVT傾向組的患者年齡為31歲到65歲之間，平均年齡為52.5歲；有16例患惡性腫瘤，其中有8例患子宮內膜癌，有7例患卵巢癌，只有1例患良性腫瘤；兩組患者都沒有患DVT的臨床癥狀。

1.2方法

1.2.1診斷方法采用彩色多普勒超聲診斷有臨床癥狀的DVT傾向患者，若有難以確診的患者可對其進行同位素Tc掃描或是利用靜脈管造影的方式來診斷[2]。診斷標準：B超顯示靜脈管腔內有實性低回聲現象；彩超顯示靜脈管腔內既沒有彩色的血流信號，也沒有頻譜信號；在對靜脈施加壓力以后管腔不會塌陷；血管里無血流，管腔內也沒有實體；靜脈血管造影：在阻塞的位置能看到充盈缺損的陰影，周圍有增生的側支循環的血管陰影。

1.2.2治療方法在對患者進行確認后可開始實施抗凝治療。利用4000IU的低分子肝素（LMWH）[3]進行抗凝治療，采用皮下注射的方式，每天進行2次，治療周期為1周，同時給予患者口服華法令，一天1次，1次的量為5mg，一個療程時間為3個月。治療期間要對患者出現凝血酶的原時間進行監測。

1.2.3預防并發癥方法在手術完成后的頭一天要用4000IU低分子肝素對患者進行抗凝治療，采用皮下注射的方式，每天進行1次，一個療程時間為7天。

1.2.4觀察指標患者的側下肢周徑、表皮溫度、色澤等進行觀察，采用多普勒定期對患者的血流變化進行觀察，看其是否有新血栓產生；在進行治療前和治療開始后的第7天以及治療后的第15天，要對患者的抗凝血因子Xa（抗-FXa）、APTT和凝血酶的原時間進行觀察。

1.2.5統計學方法利用SPSS17.0對方差及X2進行檢驗及分析。

2結果

2.1容易引發DVT并發癥產生的原因在進行腫瘤手術后有DVT并發癥產生的婦科疾病患者 其平均年齡是55.8歲，其中體重高于65kg患者的占有率為68.5%；引發并發癥產生的病因為盆腔惡性腫瘤患者的占有率為82.5%。由此可見，DVT并發癥容易產生的原因主要是年齡過高、體重超標及患者患有盆腔惡性腫瘤。

2.2對DVT進行診斷及治療用彩超對DVT進行診斷的患者有8例，其有95.6%的準確率。進行手術之后，有1例將栓子取出，進行抗凝治療的有20例，無患者產生新血栓及肺栓塞，臨床效果顯著，超聲顯示已建立側支循環，治療周期在2到3個月之間。

3討論

患有惡性腫瘤的患者在術后更易并發DVT。DVT的產生主要是在手術進行后，患者的活動量減少導致血流緩慢形成血栓，手術部位的靜脈血管管壁受到損傷，惡性腫瘤處的血液高度凝滯。DVT并發癥多表現為子宮內膜癌[4]。

觀察患者臨床表現是診斷DVT的主要方法，其臨床癥狀為：下肢出現疼痛、腫脹等現象。彩色多普勒血流顯像是用于輔助診斷的最好方法，有需要的話還可利用造影及核素顯像等方式。若患者有血栓則前期要用彩超血流顯像進行篩選。

治療DVT的主要方式是采用抗凝治療，患者要臥床休息，并抬高病患部位。若患者有惡性腫瘤則在手術前后都要給予相應預防措施，尤其是針對肥胖的老年人，要加強其下肢的運動量，讓下肢靜脈的血液能盡快回流，為避免產生靜脈炎，不能給患者的下肢進行靜脈輸液。用于預防DVT并發癥產生的抗凝治療方式具有良好的臨床效果。

參考文獻

[1]高庚辰.探討防治婦科惡性腫瘤手術治療后并發靜脈血栓的相關方法[J].中國醫藥指南，2012（22）.

[2]王守軍.婦科腫瘤術后并發深靜脈血栓形成的診斷與治療（附33例報告）[J].山東醫藥，2009（18）.

仿真科學與技術范文第4篇

計算機仿真主要是利用計算機技術和應用領域有關的專業技術，通過建立研究系統的數學模型，進而在計算機上對系統進行實驗分析和研究的一門技術。因此，該門課程是一門解決實際問題、實踐性強的課程。目前，大部分院校對該門課程的講授主要圍繞計算機仿真的概念、方法和技術來開展的，而在系統分析、系統建模、仿真計算、仿真結果分析等方面的講解還存在薄弱環節。從教學內容來看，主要存在重理論分析，輕仿真實驗；從教學過程來看，還存在重課堂教學，輕實踐環節的現象。為此，應加強計算機仿真技術課程實驗教學方法的研究，突出系統仿真建模分析實驗，建立仿真實驗的內容體系，強化仿真實驗過程管理，以達到提高學生在計算機仿真技術領域的運用能力。仿真實驗的內涵就是針對仿真實驗對象，建立仿真實驗模型，利用計算機技術，在計算機上開展仿真運算與結果分析的一種實踐活動。單純的課堂理論教學一般缺乏主動獲取知識的能力，缺乏對所學知識的深入思考和實際動手能力的培養，缺乏發現問題、靈活運用已有知識解決實際問題的能力。而實驗環節能在很大程度上彌補這種教學方式的不足，尤其是計算機仿真技術這門課程，具有系統針對性強與實際結合緊密的特點。因此，在計算機仿真技術課程的教學過程中，重視仿真實驗課程建設，加強學生實驗環節的教學和訓練，已經成為本門課程改革和創新的一個重要內容。

1仿真技術實驗課程的目的、分類及特點

計算機仿真實驗課是掌握計算機仿真技術和仿真技能培養的重要環節，是開展科學實驗、科學研究和工程應用領域能力培養的重要課程之一。開展計算機仿真實驗課程改革，需要從實驗內容設置、實驗教學管理、實驗課程評價等幾方面入手，以達到實驗課程提高學生實踐能力和創新能力的目標。計算機仿真技術的教學內容通常分為連續系統仿真和離散系統仿真兩個方面，因此，仿真技術實驗可分為連續系統仿真實驗和離散系統仿真實驗。另一方面，按照仿真的作用和目的來分，仿真技術實驗領域也可分為三種形式。一是系統設計仿真實驗，即對尚不存在的假象系統開展仿真實驗。通過仿真實驗，來觀察系統設計的各項性能參數。二是仿真對象的系統分析仿真實驗，即對已有系統進行仿真實驗。針對存在的已有系統，構建系統模型，通過仿真實驗以觀察和分析系統，來了解和掌握系統的變化規律。三是系統模擬訓練仿真實驗，利用現代虛擬現實技術或半實物仿真技術，構建訓練系統的操作訓練模型和模擬訓練仿真環境，為系統的操作人員提供模擬訓練的實驗平臺。根據仿真技術實驗的目的結合計算機仿真技術課程要求，仿真技術實驗課程具有以下特點：一是系統實驗對象的針對性。仿真實驗必須針對某個具體的對象或系統開展仿真實驗活動。如一個控制系統的仿真實驗，應從該系統的數學模型入手，明確數學模型中各參數的含義和參數之間的物理關系，以此開展仿真實驗才具有針對性，而不能籠統地給出一個仿真計算的式子，不加分析就開始進行仿真計算。二是仿真實驗模型的有效性。仿真實驗模型是仿真實驗系統的一種抽象，與實驗系統和內容結合緊密，學生應從掌握仿真系統原理的基礎上，建立有效的、可計算的仿真實驗模型，以便開展仿真實驗教學活動。三是仿真實驗過程的完整性。仿真實驗過程包括系統建模、仿真建模和仿真實驗等過程。從仿真實驗對象或系統入手，對仿真實驗目的，建立仿真實驗系統的數學模型，利用掌握的仿真軟件或熟知的仿真實驗環境，將數學模型轉換成仿真計算模型，開展仿真實驗，最后對仿真實驗與仿真結果進行處理分析。四是仿真實驗環境的可操作性。仿真實驗依賴于仿真環境與仿真軟件，不同的系統、不同的仿真模型，需要在不同的仿真環境下進行。仿真實驗環境與仿真軟件，有通用計算機程序設計語言，如C++、VB等；有數學計算能力較強應用軟件，如Matlab；有針對離散事件系統仿真軟件，如GPSS。還有針對不同領域的專業性仿真軟件，如流體工程仿真計算軟件Fluent，機械設計與虛擬樣機仿真軟件SolidWorks、Pro/E和UG等。因此，仿真實驗的開展應根據仿真實驗對象，仿真實驗目的和要求，選擇正確的仿真實驗環境和仿真軟件。

2仿真技術實驗課教學體系建設

仿真技術實驗課程教學改革涉及教學內容，教學體系、教學方法等多個方面。在教學內容上，應緊密配合仿真技術課堂教學要求，合理安排仿真實驗項目。如在連續系統仿真方面，應針對仿真對象的微分方程、傳遞函數、狀態空間和結構圖等不同模型開展仿真實驗，以了解不同模型表示方法的仿真技術。在仿真實驗教學體系方面，要結合相關專業對不同仿真技術的要求，有針對性地選擇仿真對象。即從建模表示、模型處理、仿真算法設計、仿真結果分析等方面，設置仿真實驗案例。在實驗教學方法方面，要加強仿真實驗前學生的實驗準備，以及熟悉仿真實驗環境、做好仿真實驗過程記錄、仿真實驗結果處理和分析等方面的工作。

2.1仿真實驗課程體系建設

計算機仿真技術屬于一門應用類型的課程，課程涉及大量的數學知識，理論性強，同時還蘊含著大量的工程性知識。因此，該門功課的建設與改革要突出工程性和應用性，要注重理論與實際的結合。作為一門實驗課程教學體系的建設，主要涉及該門課程的教學目標、教學內容、教學管理與考評、教學過程實施等多個方面。另一方面，計算機仿真實驗主要是在計算機上完成，在教學體系建設方面，還要注重學生計算機應用能力和軟件編程能力的培養。

（1）實驗課程教學目標計算機仿真技術課程的設置目的，是使學員掌握計算機仿真的有關概念、原理和方法，學會利用計算機仿真技術，針對各自研究方向與領域，培養學生開展系統分析、系統設計、系統運用的能力，以及能獨立開展實驗研究，解決科學研究和工程應用領域中出現的問題。培養學生的計算機仿真思維，提高學生使用計算機仿真理論和技術從事科學研究的能力。

（2）實驗課程教學內容計算機仿真技術課程涉及的領域較為廣泛，從仿真技術體系來看，課程內容主要包括相似理論、建模理論、建模方法、仿真算法、仿真語言、仿真工具，仿真實驗、仿真數據處理與仿真VV&A等。從仿真知識體系來看，課程除涉及大量基礎數學知識外，還涉及系統、模型與仿真的概念、方法及分類，連續系統建模與仿真方法，離散事件系統建模與仿真，分布式系統仿真、面向對象建模與仿真技術，虛擬現實技術與仿真等。這些都為如何確定仿真實驗內容提出了挑戰。為此實驗課程內容安排上，我們提出了單項仿真實驗與綜合仿真實驗的解決思路，圍繞能力培養選擇實驗課程內容。通過單項仿真實驗讓學生掌握重要的知識點，通過綜合仿真實驗讓學生掌握仿真技術的系統知識和仿真技術綜合運用能力。其中，單項實驗內容包括：系統建模實驗，仿真工具運用實驗，仿真系統運行實驗，仿真數據處理與可信度評估實驗等。綜合仿真實驗主要包括連續系統仿真實驗，離散事件系統仿真實驗，先進系統仿真實驗，虛擬現實仿真實驗等。

（3）實驗組織實施與管理仿真實驗教學過程的組織實施與管理，既要遵循實驗課程教學規律，又要突出實驗課實踐能力和創新能力的培養。在給學生講解熟悉實驗環境、理解仿真對象和仿真目標的基礎上，讓學生參與實驗前準備工作，參與實驗方案與計劃的制定。根據仿真實驗特點，由學生獨立或與實驗小組完成整個仿真實驗過程，重視實驗過程中出現問題的分析與解釋。讓學生在完成實驗的同時，還要對實驗過程進行總結，提交仿真實驗后的體會等。在實驗安排方面，加強與相關課程內容的同步結合。在實驗學時方面，突出課堂實驗與課后拓展實驗相結合，即單項仿真實驗可在較短的時間內完成，主要安排在教學課程的學時內。對綜合性仿真實驗采用開放式實驗，在制定完實驗方案和計劃后，可讓學生靈活安排時間去完成實驗。在實驗課程的考核管理是實驗過程也是教學過程的重要一環，應加強實驗課程的過程考核，通過考核方式的改革，督促學生自覺開展實驗活動，達到開設仿真實驗課的目的。考核成績可以按學生的仿真實驗準備情況，實驗完成質量，實驗過程表現與實驗報告質量等內容進行綜合評定。

2.2實驗課教學方法改革

實驗教學既是教學活動，又是實踐活動。要突出學生的能力培養，也要突出思維能力和科學精神的培養。實驗課教學可以采用任務驅動、過程開發的教學模式進行，即在明確仿真實驗任務的基礎上，由學生自己制定仿真實驗任務的計劃和方法，編寫如何做好仿真實驗的準備工作條目，提出每項仿真實驗的思路和注意事項，并將這些內容作為仿真實驗課成績的一部分。在這種教學模式下，還要注重以下三方面的工作。

（1）重視仿真實驗準備工作仿真實驗準備工作是開展仿真實驗的前提。仿真實驗準備工作包括仿真實驗對象的認識和理解，仿真實驗目的，制定實驗工作步驟以及熟悉仿真實驗環境、仿真語言和仿真工具等。要針對仿真實驗的對象或系統，讓學生查閱相關資料，了解對象和系統的特性，為下一步模型的建立奠定基礎，同時，作好仿真實驗前的數據收集與準備工作。

（2）強化仿真實驗建模分析模型是研究對象或系統的抽象，也是仿真實驗的基礎。仿真模型的建立是按照一定的目的對所要研究的對象或系統進行抽象的過程。沒有正確抽象和描述的仿真模型，就無法開展正確的仿真實驗。對于連續系統或離散事件系統仿真建模來說，通常需要根據對象的物理特性，變量特征和仿真實驗的目的等開展系統實驗建模分析。模型分析主要包括模型的使用對象，模型假設條件，模型內部要素的作用機理，模型簡化，模型的表示方式，以及輸出結果形式等。建模分析不僅能鍛煉和提高學生面向問題的解決能力，同時還可以培養學生邏輯推理能力和科學的思維方式。

（3）突出仿真實驗技術應用仿真實驗技術主要包括仿真實驗設計，仿真算法設計，仿真實驗數據處理與分析等。這些仿真技術的應用對提高學生的創新能力、實踐能力和探索熱情有著重要作用。仿真實驗設計主要是制定仿真實驗方案，包括編寫實驗目的，實驗步驟，實驗初始條件設定等。仿真實驗算法設計是一項具有挑戰性和創新性的工作，在這一方面要充分讓學生去閱讀相關文獻，為仿真實驗設計高效、正確的仿真算法。同時，在算法設計時還要考慮到仿真實驗環境，仿真實驗環境包括仿真所用的軟件和硬件等。在此教師主要給學生以引導和提示，讓學生熟悉相關的實驗環境，摸索和掌握各種實驗工具的應用。在此基礎上，再讓學生編寫仿真實驗程序、設計計算步長等相關仿真計算工作。仿真實驗數據處理與分析是仿真實驗的重要組成部分，讓學生掌握常用的數理統計的方法進行實驗數據處理與分析。同時，還要通過仿真實驗，教會學生對仿真對象變化規律如何做出合理的估計和判斷的方法，以達到實驗的目的。

3仿真技術實驗課教學案例

以連續系統仿真為例，對起重機吊運系統特性開展研究。利用起重機吊運系統仿真實驗，進一步闡明仿真技術實驗課程教學方法的運用。

3.1仿真實驗前準備

在實驗準備階段，首先要認識仿真對象，弄清仿真對象的系統組成，即系統是有哪些實體對象構成的，系統中各個實體的參數屬性，系統內部實體之間的作用機制等。在本案例中系統由起重機小車、鋼絲繩和吊運的貨物構成。其次，是要明確仿真實驗的目的，即起重機小車的移動速度、吊繩長度和貨物質量等相關參數，對吊運時貨物擺角的影響。三是系統抽象，對系統中無關的因素進行簡化，如忽略吊運時吊繩長度變化、風速和前后搖擺等影響，以降低系統建模的復雜性。四是收集實驗所需數據，為系統建模做好準備，如貨物的質量、吊繩長度等。

3.2實驗模型建立

根據上述準備工作，利用運動學和動力學的相關知識，結合仿真目的建立仿真實驗對象的數學模型。在建立模型時，首先考慮模型的初始狀態，給出了初始條件下的參數和方程。其次，考慮貨物吊運時的擺動，即在某一擺角下的系統狀態，以此建立該狀態下貨物吊運擺動角度與貨物質量、吊繩長度和吊運速度之間的計算關系。這樣就為下一步的計算機的仿真計算奠定了基礎。建立的起重機吊運貨物時的數學模型。

3.3仿真實驗

根據上述的實驗模型，開展仿真計算。仿真計算可以采用通用程序設計語言，如C語言，也可采用數值計算和科學分析軟件Matlab來完成。對于Matlab軟件來說，即可采用M文件編程方式，也可利用SimLink方式進行交互式仿真。因此，在這一階段要鼓勵學生積極動手，獨立思維，利用不同狀態下的參數計算開展系統的仿真實驗。

3.4仿真實驗結果分析

仿真實驗結果分析就是對仿真實驗計算的數據進行綜合分析，獲取系統的相關信息和實驗結論，達到仿真實驗分析的目的。在計算結果分析時，要讓學生觀察多組輸入輸出數據對系統的影響，來進一步認識系統。如在吊運過程中，通過修改吊運貨物的質量，吊繩的長度和水平運行速度，來計算和觀察吊運擺角的變化，以此來達到認識起重機吊運系統的性能和變化規律。

4結束語

仿真科學與技術范文第5篇

知識產權公共政策主體、環境及演進的復雜性決定了其制定、實施及評價的難度，知識產權公共政策仿真為此提供了新的研究手段和分析方法。在梳理分析知識產權公共政策與政策仿真的理論與實踐的基礎上，分析了知識產權公共政策仿真的理論基礎和實踐價值，探討了知識產權公共政策仿真的必要性、可行性、研究思路及未來發展前景等。

關鍵詞：

知識產權；公共政策；仿真

一、引言

對知識產權公共政策的決策者而言，在政策決策時依靠的手段較為有限，如問卷調查、召開座談會、頭腦風暴等，這些方法對制定合理的知識產權公共政策具有較大局限性，政策制定者僅能從中獲得有限信息，從而導致由于信息不對稱使得決策缺乏科學性依據，政策的實施更加困難。因此，知識產權公共政策的制定亟需一種成本較低、易試驗且支持量化分析的工具以幫助其考察和驗證相關政策可能產生的各種影響，分析和比較不同政策的優劣。政策仿真理論與技術的發展為知識產權公共政策提供了新的研究手段和研究方法。

二、知識產權公共政策的界定

對于知識產權公共政策，國外學者并不熱衷于對其概念作明確定義，更注重研究其內涵。本文同意多數學者的觀點。一是因為政策科學涉及的公共權力機關不僅包括一國或地區的行政管理部門，也包括立法、司法部門甚至行業協會等機構，是一個廣義的概念；二是因為法學領域對政策的定位多著眼于狹義的解釋，比較國家立法與政黨政策間的區別和聯系，使兩者互不隸屬。同時，似乎沒有注意到公共政策與政策、法律與法律制度這些概念間的細微差異；三是因為就我國國情而言，部門立法的現實及行政管理部門的條例及命令等在實踐中的重要性，無法割裂知識產權法律制度與知識產權公共政策的聯系，把知識產權法律制度作為知識產權公共政策的組成部分，更有利于知識產權的實踐，有利于相關的學術研究。結合知識產權領域與政策科學領域的研究，可以對知識產權公共政策作出如下定義：知識產權公共政策是公共權力機關對知識產權的創造、運用、保護及管理等進行的制度配置和政策安排，包括有關知識產權的法律法規、行政規定或命令、規劃、措施和項目等。

三、公共政策仿真及其應用

（一）公共政策仿真

公共政策結果的形成或涌現過程十分復雜，受地理、文化、政治、經濟、社會、技術等諸多因素的制約，其中個體行為及個體間的互動對公共政策的效果產生難以預料的作用。隨著計算機軟件技術的發展，國內外利用計算機仿真技術對社會政策進行建模與仿真分析逐漸成為當前社會科學研究領域的一個重要發展趨勢。所謂公共政策仿真，是指以控制論、系統論為基礎，利用計算機軟件系統對實際的或設想的公共政策系統進行動態模擬試驗，以觀察或評價政策實施效果。運用仿真技術進行公共政策仿真，分析相關政策的效果和影響，或者比較不同政策的優劣，大大地推進了公共政策研究的廣度和深度，彌補了傳統公共政策研究中定量研究缺乏研究工具、研究方法的缺陷。

（二）公共政策仿真的應用

目前，計算機仿真技術已經被廣泛地運用到經濟學、管理學、社會學、軍事學、人口學等科學領域。如由美國Sandia實驗室開發的美國經濟仿真模型Aspen、圣塔菲研究所開發的虛擬股市模型、股票預測支持系統模型及ISAAC軍事模型[1]等。在國內，尹文耀、李芬等對中國的生育政策進行了仿真模擬，對現行的生育政策進行了評估，并提出了現行生育政策應該再穩定15年的政策建議[2]；李稻葵等建立了一個新的貨幣政策理論模型框架，探討了市場情緒、貨幣政策和實體經濟之間的關系，并根據中國的歷史數據進行了政策模擬[3]；穆月英、王藝璇在對我國農業補貼政策的實施現狀進行分析的基礎上，通過構建投入產出模型，對我國糧食直接補貼政策和最低收購價政策所產生的影響分別進行了模擬分析[4]。除此以外，仿真研究還涵蓋了醫療保險政策、財政稅收政策[5]等多個領域。

四、知識產權公共政策仿真的必要性、可行性

是否保護知識產權,對哪些知識賦予知識產權,以何種水平保護知識產權,是一個國家根據現實發展狀況和未來發展需要而作出的公共政策選擇和安排。知識經濟時代，知識產權公共政策對于國家或地區的重要性不言而喻。知識產權公共政策的制定、實施和評價對于政策的制定者、研究者而言都是一個棘手的問題，也是一個全球性的難題。綜合上述有關知識產權公共政策、公共政策仿真的相關文獻，經檢索，暫未發現知識產權公共政策仿真的研究文獻，知識產權公共政策仿真研究仍處于空白。如何保障知識產權公共政策的科學性、針對性，公共政策仿真方法及技術的發展為此提供了可能的突破路徑。對知識產權公共政策進行模擬與仿真，有著迫切的必要性；同時，知識產權法學與政策科學研究的融合、仿真技術的發展保證了知識產權公共政策仿真研究的可行性。

（一）知識產權公共政策仿真的必要性

由于政府決策過程的復雜性和立法技術的需要,實際工作中政府部門可能會使法律制定的過程“短路”:政府可能致力于委托知識產權專家制定和完善法律制度,而對政府主管部門內部以及相關部門之間的磋商卻關注較少,使得知識產權法律制度與發展政策之間的一致性得不到充分考慮[6]。其實導致知識產權公共政策“短路”的因素遠不止這些，最核心的則是知識產權公共政策的高度復雜性，包括政策主體的復雜性、政策環境的復雜性及政策演進的復雜性。1.知識產權公共政策主體的復雜性知識產權公共政策主體包括政策的制定者和接受者，制定者如立法、行政、司法及利益團體等，接受者如個人、企業、公眾甚至公共權力機關自身等。如與專利有關的公共政策，涉及的主體至少包括專利立法機構、專利行政管理機構、專利審判機構、發明設計人、專利申請人、專利權人、專利侵權者、專利人、專利機構、專利法律服務機構、專家學者和社會公眾等。而且這些主體都是強烈異質化的智能體，各主體之間也會因先天稟賦、后天教育及擁有資源的差異而表現出各不相同的特征，這些主體對于知識產權公共政策有著不同的響應策略，根據自己的響應策略采取不同的行動來實現預期目標。2.知識產權公共政策環境的復雜性知識產權公共政策發生作用的環境無法超越復雜的“社會－技術系統（Socio－TechnicalSystems）”。“社會－技術系統”理論最早是由英國學者Trist，E.L.提出來的，該理論認為，組織是由社會系統和技術系統相互作用而形成的社會技術系統，強調組織中的社會系統不能獨立于技術系統而存在，技術系統的變化也會引起社會系統發生變化。隨著知識財產在財產體系中比重的不斷上升，知識產權客體的不斷擴張，技術與知識產權交織程度的日益增加，以及網絡信息技術的廣泛應用，使得知識產權公共政策所處的這種社會－技術系統得到了強化，更加統一。有關知識產權的正式組織或非正式組織，技術系統與知識產權法律制度的相互作用，政策主體的交互式行為等多種因素形成的復合系統使知識產權公共政策的政策環境變得異常復雜。3.知識產權公共政策的演進的復雜性在理想的條件下，公共政策效果的涌現過程和公共政策問題的解決過程是重合的[7]。對知識產權公共政策而言，在其制定階段，政策的預想效果如果與政策的問題特征相符，則政策方案的設計及選擇可能是科學的。在知識產權政策的實施過程中，如果政策實際效果的涌現符合制定階段的預想，政策所針對的問題逐步得到解決，則說明該知識產權政策方案是科學的，而且得到了有效執行，政策如期運行直至問題解決。否則，要么是政策方案存在缺陷，要么是正確的政策沒有得到有效執行，它將導致政策方案的調整，或者政策執行方式的調整。而實踐中知識產權公共政策效果的涌現過程與問題的解決過程往往不是重合的，即知識產權政策由于政策慣性、利益平衡等因素并不一定因為政策效果的涌現有所調整，政策的執行方式也可能因同樣的原因而將錯就錯。某些政策效果的涌現也有可能發生在政策終結以后，對于政策的調整已無實際意義。知識產權公共政策的演進因政策主體的復雜性、政策環境的復雜性而呈現出高度的復雜性。

（二）知識產權公共政策仿真的可行性

面對知識產權公共政策的這些復雜性，傳統的定性和定量的公共政策研究方法似乎變得無能為力，其科學性、有效性面臨著嚴重挑戰。而源于社會仿真的公共政策仿真技術的發展被認為是一種不同于傳統的公共政策研究的手段和方法，為解決這一挑戰帶來了希望。公共政策仿真方法對于克服知識產權公共政策的復雜性帶來的不確定性提供了可能。政策仿真技術的發展，特別是基于主體建模的仿真方法的廣泛應用，為知識產權公共政策研究提供了一種嶄新的、有效的研究手段和研究方法。通過對仿真系統中相關利益主體特征和行為模式的分析，建立包含個體特征屬性和行為規則的模型，利用多主體間的交互和協作機制，模擬成員個體間既相互獨立又交互作用的社會現象，從而使得對復雜群體行為的分析成為可能。政策仿真與知識產權公共政策等相關研究表明，將仿真方法應用于知識產權公共政策的仿真分析具有嚴密的理論基礎；政策仿真的相關應用案例也表明，知識產權公共政策仿真的研究目標，在通過艱苦的努力工作之后是完全能夠實現的。

五、知識產權公共政策仿真的研究思路

知識產權公共政策仿真研究是一個嶄新的研究領域，可廣泛應用于知識產權政策制定、政策實施及政策評價等諸多方面，必將為知識產權公共政策研究帶來革命性的變化。檢索國內外相關文獻，暫未發現知識產權公共政策仿真研究的文獻，借鑒政策仿真研究的思路，以基于主體建模的仿真方法為例，圖1所示的主要研究框架和研究思路可供參考。

（一）基礎理論分析

通過對問題背景、相關文獻的梳理分析，把知識產權相關理論與公共政策理論相結合，研究知識產權公共政策的概念、特征及體系，總結知識產權公共政策相關參數進行定義，分析知識產權公共政策的影響及互動機制；對知識產權公共政策涉及的相關利益主體進行深入剖析，對政策制定者、相關政府部門、知識產權權利人、知識產權使用者、知識產權中介機構及一般社會公眾等不同類型的主體的特征、行為規則和應對策略進行歸納，總結不同類型主體間的互動機制與行為模式；對政策有決定性影響的特定主體的響應過程與應對策略進行重點分析。

（二）建立數據模型

基于上述基本理論分析，利用基于主體建模的仿真方法，研究并設計知識產權公共政策仿真系統的總體框架和具體功能模塊；通過定性與定量分析相結合的方法，建立3個主要功能模塊：主體參數與行為規則模塊、主體交互行為仿真模塊和政策庫模塊，并對編程實現的治理仿真系統進行校驗、修正。

（三）仿真系統應用

在案例分析部分，以知識產權相關公共政策為例，通過政策抽象化過程，設置政策影響下不同主體的特征參數、策略及行為規則，將知識產權公共政策仿真系統應用于具體政策的模擬與分析中，進一步檢驗和優化知識產權公共政策仿真系統的決策支持功能。

六、結語

綜上所述，不難發現知識產權公共政策仿真的研究目標：以知識產權公共政策的模擬和分析為目的，利用計算機軟件和網絡技術，通過構建數學模型，構建知識產權公共政策仿真系統，為政府相關職能部門在政策制定、執行和完善等階段提供一個成本低廉的、支持量化分析的政策決策試驗平臺，用以考察知識產權公共政策可能產生的各種影響，分析和比較不同政策的優劣，權衡利弊，從而提高知識產權公共政策制定的科學性和針對性。可以預見，知識產權公共政策仿真及其應用的研究具有重大理論與實踐價值，對于政府相關職能部門優化知識產權政策環境，制定科學有效的知識產權公共政策，推進我國國家知識產權戰略的實施、發展具有重要的應用和參考價值。

參考文獻

[1]胡曉峰等.戰爭模擬:復雜性的問題與思考[J].系統仿真學報,2003(12):1659-1666,1686.

[2]尹文耀,李芬,姚引妹.再論中國生育政策的系統模擬與比較選擇——兼論現行生育政策再穩定15年[J].浙江大學學報(人文社會科學版),2006(6):14-24.

[3]李稻葵,汪進,馮俊新.貨幣政策須對沖市場情緒:理論模型和政策模擬[J].金融研究,2009(6):1-13.

[4]穆月英,王藝璇.我國農業補貼政策實施效果的模擬分析[J].經濟問題,2008(11):87-89.

[5]熊光練,鄭立海等.醫療保險政策空間仿真研究[J].醫學與社會,2009(9):1-2.

[6]劉華,孟奇勛.知識產權公共政策的模式選擇與體系構建[J].中國軟科學,2009(7):10-18.