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仿真物理實(shí)驗(yàn)室范文第1篇

一、運(yùn)用于中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力

中學(xué)物理是以實(shí)驗(yàn)科學(xué)為基礎(chǔ)的，實(shí)驗(yàn)教學(xué)在中學(xué)物理教學(xué)中有著舉足輕重的作用。實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促使學(xué)生積極主動(dòng)地參與到物理教學(xué)中，而且在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作的過(guò)程中，不僅培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手能力，創(chuàng)造能力以及分析問(wèn)題的能力，還培養(yǎng)了嚴(yán)謹(jǐn)、認(rèn)真、耐心的科學(xué)態(tài)度。

利用仿真物理實(shí)驗(yàn)室可以大大改善傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)學(xué)生的種種制約。在操作實(shí)驗(yàn)之前，學(xué)生先在仿真實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，幫助熟悉實(shí)驗(yàn)步驟及實(shí)驗(yàn)方法，熟練之后再實(shí)際操作，既做到真正動(dòng)手，又避免了儀器的損壞，還節(jié)省時(shí)間，從而有效地提高實(shí)驗(yàn)課教學(xué)效率。更重要的是，仿真技術(shù)運(yùn)用到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，幫助充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，增強(qiáng)學(xué)生的自主意識(shí)，有利于發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造性思維。學(xué)生在虛擬環(huán)境中操作，不受儀器短缺和害怕?lián)p壞儀器的影響，以良好的心態(tài)充分發(fā)揮想象力大膽地搭建自己創(chuàng)作的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，積極主動(dòng)地參與到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，使教學(xué)真正達(dá)到以學(xué)生的學(xué)為中心的新課改要求，培養(yǎng)學(xué)生的自主發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的能力。有了發(fā)現(xiàn)的意識(shí)和能力，才會(huì)創(chuàng)新。

二、運(yùn)用于中學(xué)物理課堂教學(xué)中，有利于提高教學(xué)效果

在物理概念、定理和規(guī)律的講解中，采用仿真物理實(shí)驗(yàn)室對(duì)這些實(shí)驗(yàn)進(jìn)行仿真模擬、永久再現(xiàn)，將抽象知識(shí)具體化、形象化，微觀現(xiàn)象可視化，瞬間現(xiàn)象永久化，可以避免過(guò)于空洞的描述，是學(xué)生產(chǎn)生真切的體驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。同時(shí)將這些難以理解和觀察的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象或概念更清晰、直觀、深刻地印入學(xué)生的腦海，實(shí)現(xiàn)對(duì)抽象物理概念和規(guī)律的感性認(rèn)識(shí)，再上升為理性認(rèn)識(shí)。這樣也有助于發(fā)揮演示實(shí)驗(yàn)在中學(xué)物理教學(xué)中的作用，是教學(xué)最優(yōu)化。還可利用它來(lái)方便地制作一些比較復(fù)雜的課件，突破技術(shù)屏障，使教師的精力主要放在如何優(yōu)化課堂教學(xué)設(shè)計(jì)，從而提高教學(xué)效率。

仿真物理實(shí)驗(yàn)室范文第2篇

目前多數(shù)高校的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)室在實(shí)驗(yàn)課中都是多個(gè)學(xué)生共用一套儀器，大大影響了教學(xué)效果。已有的儀器“過(guò)期”現(xiàn)象嚴(yán)重，一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電池用上七八年很常見(jiàn)。像檢流計(jì)、示波器這些儀器基本上都是修了再修湊合使用。更不用說(shuō)那些耗資較大、儀器昂貴的實(shí)驗(yàn)，根本就無(wú)法開(kāi)設(shè)。[1]

開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)的重要性不言而喻，它對(duì)于提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和獨(dú)立思考能力都有著積極的作用。但因受到經(jīng)費(fèi)、人力和管理上的限制，大多數(shù)院校都是小范圍開(kāi)展或者不開(kāi)展開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)。

基于以上原因，仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)已逐漸地應(yīng)用于大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程中，將來(lái)勢(shì)必會(huì)在所有高校普及。

1 仿真實(shí)驗(yàn)的優(yōu)勢(shì)

1.1 仿真教學(xué)環(huán)境

大學(xué)物理仿真實(shí)驗(yàn)是用軟件對(duì)儀器形狀進(jìn)行建模，根據(jù)真實(shí)儀器的外形材質(zhì)蒙皮，制作動(dòng)畫(huà)，并通過(guò)編程使得儀器能與操作者進(jìn)行交互。它能夠?qū)崿F(xiàn)的功能有：學(xué)習(xí)者可以以拖動(dòng)鼠標(biāo)的方法連接儀器，自行設(shè)定參數(shù)，調(diào)節(jié)儀器，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果?；旧夏軌?qū)崿F(xiàn)實(shí)驗(yàn)必須的步驟。

最重要的一點(diǎn)是它能夠再現(xiàn)實(shí)驗(yàn)環(huán)境。在真實(shí)實(shí)驗(yàn)室中，受課時(shí)限制，學(xué)生一般只能進(jìn)行一次完整實(shí)驗(yàn)過(guò)程。而仿真實(shí)驗(yàn)卻可以一直重復(fù)實(shí)驗(yàn)，提升教學(xué)效果。

另外，仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)認(rèn)錯(cuò)性很強(qiáng)，在模擬的過(guò)程中學(xué)生操作一旦出錯(cuò)，系統(tǒng)立即指出調(diào)節(jié)錯(cuò)誤，如果前一步調(diào)整不好就不允許進(jìn)行下一步，迫使學(xué)生反復(fù)演練直至成功。這樣就不用擔(dān)心元器件的損壞。

1.2 提高教學(xué)效率

學(xué)生在課前預(yù)習(xí)的時(shí)候，會(huì)感到書(shū)上一些儀器介紹和概念性的原理或現(xiàn)象介紹很抽象。對(duì)實(shí)驗(yàn)原理也只是一知半解。而且有一些調(diào)節(jié)難度比較大的實(shí)驗(yàn)如分光計(jì)等，在真實(shí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中往往課時(shí)不夠。所以我們可以把真實(shí)實(shí)驗(yàn)與仿真實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，先安排學(xué)生課前進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，熟悉儀器和實(shí)驗(yàn)過(guò)程后再進(jìn)行真實(shí)實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)兩段式教學(xué)。

再者，在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中很多儀器都是黑匣子，學(xué)生不明白儀器的內(nèi)部變化，不利于學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理和儀器原理的理解應(yīng)用，仿真實(shí)驗(yàn)可以實(shí)現(xiàn)儀器的內(nèi)部直觀化。

所以，仿真實(shí)驗(yàn)可以很好地提高教學(xué)效率。

1.3 豐富教學(xué)內(nèi)容

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)設(shè)備昂貴。開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)數(shù)目多的話(huà)對(duì)于多數(shù)院校來(lái)說(shuō)是難以承受的。仿真物理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)能用相對(duì)低很多的價(jià)錢(qián)搭建出豐富的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目， 滿(mǎn)足新形勢(shì)下實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需求， 無(wú)疑是一個(gè)實(shí)用的方案。靈活性的解決了資源嚴(yán)重不足和教學(xué)需求量大這一矛盾。仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)提供的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容涉及力熱電光、近代物理和前沿領(lǐng)域攻擊70多個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。滿(mǎn)足了大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)需求。

1.4 突破時(shí)空限制

我們所用的網(wǎng)絡(luò)版仿真實(shí)驗(yàn)可以不受時(shí)間、地點(diǎn)、人次的限制。在辦公室安放一臺(tái)服務(wù)器，裝上大學(xué)物理仿真實(shí)驗(yàn)Online版，并通過(guò)IP將其綁定于校園網(wǎng)。學(xué)生在終端申請(qǐng)用戶(hù)名和密碼，就可以隨時(shí)隨地的進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。使實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容在時(shí)間、空間上得到了延伸。因此，仿真實(shí)驗(yàn)是一個(gè)極好的輔學(xué)習(xí)資源。

1.5 便于開(kāi)放實(shí)驗(yàn)

目前，建立開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室需要解決的問(wèn)題很多，如：開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)選題多，教師要超時(shí)上課；學(xué)生自由操作儀器，損壞率會(huì)提高；為不斷提高學(xué)生興趣，根據(jù)實(shí)際情況須不斷地更新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和儀器；開(kāi)放實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)行給實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理帶來(lái)了新的問(wèn)題；開(kāi)放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目耗時(shí)長(zhǎng)，經(jīng)常使開(kāi)放時(shí)間延長(zhǎng)到課余和節(jié)假日。這一系列的問(wèn)題都給開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)造成了障礙。而仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)具有設(shè)計(jì)性、研究性，為學(xué)生提供了自由的教學(xué)環(huán)境，克服了面向大面積學(xué)生開(kāi)設(shè)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)受到實(shí)驗(yàn)課時(shí)等困難。

2 仿真實(shí)驗(yàn)的消極作用

模擬過(guò)程還比較僵化。在實(shí)際測(cè)量時(shí)，多次測(cè)量取得的結(jié)果往往有一定的偏差。我們就會(huì)鼓勵(lì)學(xué)生排查錯(cuò)誤或回溯誤差來(lái)源，就比較有效的培養(yǎng)了學(xué)生解決問(wèn)題的能力。而在仿真測(cè)量實(shí)驗(yàn)中，只要按照實(shí)驗(yàn)過(guò)程來(lái)操作，同一個(gè)實(shí)驗(yàn)重復(fù)做多次得到的結(jié)果都是一致的，忽視了實(shí)驗(yàn)的不確定度。

不能完全的模擬真實(shí)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。在牛頓環(huán)法測(cè)量曲率半徑實(shí)驗(yàn)中，我們?cè)陲@微鏡中看到的牛頓環(huán)中心會(huì)是暗斑或者亮斑，有時(shí)會(huì)是不規(guī)則環(huán)形。施與牛頓環(huán)裝置不同的壓力，環(huán)紋形狀會(huì)相應(yīng)改變。而仿真實(shí)驗(yàn)中看到的始終是標(biāo)準(zhǔn)的牛頓環(huán)圖。諸如此類(lèi)，學(xué)生會(huì)忽視實(shí)驗(yàn)操作與實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的因果關(guān)系。

仿真實(shí)驗(yàn)過(guò)于理想化。目前的大學(xué)物理仿真實(shí)驗(yàn)多是理想化的：標(biāo)準(zhǔn)的儀器，正確的方法，理想的環(huán)境，完美的結(jié)果，一切都是無(wú)誤差的，即使有偏差也是人為設(shè)置。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程就是移動(dòng)鼠標(biāo)、敲擊鍵盤(pán)。而只有親自去操作真實(shí)的儀器，才能在實(shí)踐中提高實(shí)驗(yàn)技能和能力。因此仿真實(shí)驗(yàn)在培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能和能力、創(chuàng)造發(fā)現(xiàn)的機(jī)會(huì)與環(huán)境方面有所欠缺，用仿真實(shí)驗(yàn)替代真實(shí)實(shí)驗(yàn)不合適。

3 對(duì)仿真實(shí)驗(yàn)的期待

綜上所述，大學(xué)物理仿真實(shí)驗(yàn)雖然有著很多的優(yōu)勢(shì)，但并不能帶來(lái)視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)和嗅覺(jué)全方位的真實(shí)感受。針對(duì)當(dāng)前仿真實(shí)驗(yàn)的不足，我們除了選擇合理的教學(xué)方法提高教學(xué)質(zhì)量外，還應(yīng)完善仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。作為教師，我們對(duì)仿真實(shí)驗(yàn)有著以下的期待。

更好地虛擬實(shí)驗(yàn)的不確定性。目前部分仿真實(shí)驗(yàn)也能形成誤差，但相對(duì)于真實(shí)實(shí)驗(yàn)中誤差的隨機(jī)性而言，仿真實(shí)驗(yàn)的誤差機(jī)制過(guò)于單一。這就要建立在大量實(shí)際實(shí)驗(yàn)測(cè)量數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上，找出隨機(jī)誤差的分布規(guī)律，并考慮到一定的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)誤差因素，添加各種隨機(jī)模擬測(cè)量程序代碼組合，合理生成數(shù)據(jù)誤差。

進(jìn)一步提高實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)的仿真性。例如惠斯通電橋?qū)嶒?yàn)，在實(shí)驗(yàn)中我們著重訓(xùn)練學(xué)生的接線(xiàn)故障排除技巧。還要注意螺絲固定、檢查接觸是否良好等基本實(shí)驗(yàn)規(guī)范。但在仿真實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生連接線(xiàn)路只需拖動(dòng)鼠標(biāo)即可簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)順利接通，根本沒(méi)有犯錯(cuò)的機(jī)會(huì)。所以我們認(rèn)為，在仿真實(shí)驗(yàn)中是否可以隨機(jī)設(shè)置出一定的干擾，制造出不合理的測(cè)量現(xiàn)象或結(jié)果，引導(dǎo)學(xué)生去分析解決問(wèn)題。

是否能在仿真系統(tǒng)中建立一個(gè)儀器設(shè)備庫(kù)。使得這些儀器設(shè)備能實(shí)現(xiàn)跨實(shí)驗(yàn)的完美組合，并且這里面的所有儀器能夠高度模擬真實(shí)儀器的每一個(gè)功能和每一塊細(xì)節(jié)。為開(kāi)放性、探索性實(shí)驗(yàn)提供良好的平臺(tái)和交互界面。鼓勵(lì)學(xué)生選擇和組織不同的儀器，自主設(shè)計(jì)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和實(shí)驗(yàn)方法。

仿真物理實(shí)驗(yàn)室范文第3篇

一、提高了教師的教學(xué)效率

仿真實(shí)驗(yàn)室，它含有同步實(shí)驗(yàn)和仿真工具，對(duì)于電學(xué)的一些電路圖，用鼠標(biāo)拖動(dòng)，機(jī)器就會(huì)正確地呈現(xiàn)出來(lái)，尤其是一些三維立體圖和實(shí)驗(yàn)室中不能完成的實(shí)驗(yàn)，此軟件可以很形象地把現(xiàn)象表現(xiàn)出來(lái)。教師可依據(jù)自身的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，最大限度地發(fā)揮課件的資源優(yōu)勢(shì)，提高教學(xué)效果。

二、豐富了實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容

仿真實(shí)驗(yàn)室可提供超出課程標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，可模擬實(shí)驗(yàn)室沒(méi)有設(shè)備的實(shí)驗(yàn)。它為教師提供了豐富的教學(xué)內(nèi)容，為學(xué)有余力的學(xué)生拓寬了思維空間，提供了從模擬走向創(chuàng)造的條件。這對(duì)于課前預(yù)習(xí)、充分搞清實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)過(guò)程、正確使用儀器設(shè)備、建立實(shí)驗(yàn)前的直觀認(rèn)識(shí)和課后復(fù)習(xí)及鞏固所學(xué)的知識(shí)等都有極大的幫助。

三、提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

傳統(tǒng)教學(xué)中教學(xué)方式手段比較單一，對(duì)于無(wú)法完成的實(shí)驗(yàn)，大多數(shù)教師僅用粉筆、黑板，靠一張嘴滔滔不絕地講，時(shí)間長(zhǎng)了學(xué)生聽(tīng)起來(lái)枯燥、乏味、注意力不集中，學(xué)習(xí)效率低下，結(jié)果很容易引起學(xué)生產(chǎn)生厭學(xué)情緒。虛擬軟件充滿(mǎn)高新技術(shù)的氣息，能極大地調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲。實(shí)驗(yàn)仿真生動(dòng)、形象，降低了學(xué)習(xí)難度，提高了學(xué)習(xí)效率。

仿真實(shí)驗(yàn)室在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中所發(fā)揮的作用是十分明顯的，但虛擬的環(huán)境也有明顯的不足。如，完全虛擬，沒(méi)有實(shí)物，缺乏物理實(shí)驗(yàn)的氛圍；實(shí)驗(yàn)過(guò)程理想化，對(duì)真實(shí)實(shí)驗(yàn)中的一些細(xì)節(jié)，特別是易出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)故障等問(wèn)題缺乏模擬，不利于培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力；數(shù)據(jù)采集具有統(tǒng)一性，不利于教師及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，學(xué)生的實(shí)際操作能力得不到鍛煉。學(xué)生只是觀看教師點(diǎn)了幾下鼠標(biāo)，而沒(méi)有實(shí)際操作。這樣做實(shí)驗(yàn)只是讓學(xué)生知道實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，缺乏師生間的情感交流，較難做到教。教學(xué)中不能盲目地用虛擬等手段去替代物理實(shí)驗(yàn)，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)比計(jì)算機(jī)模擬出來(lái)的更具有真實(shí)性和說(shuō)服力。因此，可以實(shí)際操作的實(shí)驗(yàn)還是要實(shí)事求是地做，但對(duì)于一些難以實(shí)際演示的實(shí)驗(yàn)，為了加深學(xué)生對(duì)于知識(shí)的理解，適當(dāng)利用仿真實(shí)驗(yàn)也無(wú)可厚非。

仿真物理實(shí)驗(yàn)室范文第4篇

關(guān)鍵詞 虛擬仿真 大學(xué)物理實(shí)驗(yàn) 教學(xué)改革

中圖分類(lèi)號(hào)：TP391.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.16400/ki.kjdkz.2017.01.055

Influence of Virtual Simulation Technology on the Teaching of

College Physics Experiment

GUO Xiaochun

（National Police University of China， Shenyang， Liaoning110854）

Abstract The college physics experiment course is a basic course for students of science and engineering ins universities， which is also a necessary link in the cultivation of students' practical ability and innovative ability. With the advancement of information technology education reform， virtual simulation technology and the traditional university physics experiment teaching mode integrate with each other to construct a new model of three-dimensional teaching， which will have a significant effect on teaching， as well as a profound influence on the college physics experiment teaching reform.

Keywords virtual simulation； college physics experiment； teaching reform

0 引言

大W物理實(shí)驗(yàn)課一般在一、二年級(jí)學(xué)生中開(kāi)設(shè)，著力培養(yǎng)學(xué)生的理論分析能力、動(dòng)手實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，是學(xué)生系統(tǒng)接受實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練的開(kāi)端，為學(xué)生之后的專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)課打基礎(chǔ)，因此作用和地位極其重要。然而在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，由于教學(xué)條件和一些客觀原因的限制，實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果并不理想，致使傳統(tǒng)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式的弊端逐漸突顯。教育信息化是高等學(xué)校促進(jìn)教學(xué)改革和提升教學(xué)質(zhì)量的重要舉措，虛擬仿真技術(shù)為代表的教育信息化手段迅速發(fā)展，為大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)開(kāi)辟了一條新的路徑。將虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用于物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，必將極大地改善教學(xué)效果、提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效率。①

1 傳統(tǒng)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀及困難

1.1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式單一

傳統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式，學(xué)生完成一個(gè)實(shí)驗(yàn)題目的學(xué)習(xí)任務(wù)都要經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)、課上操作、數(shù)據(jù)處理、撰寫(xiě)報(bào)告這一流程。課前，教師要求學(xué)生認(rèn)真預(yù)習(xí)并撰寫(xiě)預(yù)習(xí)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)是整個(gè)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的起點(diǎn)，也是重中之重。然而實(shí)際中，在課前預(yù)習(xí)時(shí)沒(méi)有實(shí)驗(yàn)儀器作為參照，面對(duì)教材中抽象、枯燥的原理講述，大部分學(xué)生出現(xiàn)了畏難情緒，直接體現(xiàn)就是實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)敷衍了事，在預(yù)習(xí)報(bào)告中機(jī)械性地照搬照抄教材，充當(dāng)“復(fù)印機(jī)”的角色，并沒(méi)有去深刻地了解、探究實(shí)驗(yàn)的原理和過(guò)程，導(dǎo)致在實(shí)驗(yàn)的一開(kāi)始就留有隱患。課上，教師講解和演示實(shí)驗(yàn)的操作，學(xué)生只是復(fù)制教師的操作過(guò)程完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)。這種傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，使學(xué)生處于被動(dòng)的地位，即使完成了實(shí)驗(yàn)也是不知其所以然，更別提對(duì)實(shí)驗(yàn)更深層次的思考、探索和創(chuàng)新了。課后，處理數(shù)據(jù)和撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告，學(xué)生更是敷衍了事，甚至相互抄襲，其數(shù)據(jù)處理的計(jì)算過(guò)程和結(jié)果經(jīng)不起實(shí)踐的檢驗(yàn)。

1.2 學(xué)生消極對(duì)待物理實(shí)驗(yàn)

在教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對(duì)于基礎(chǔ)課程的重視程度明顯低于專(zhuān)業(yè)課程。一堂完整的實(shí)驗(yàn)課通常是3個(gè)學(xué)時(shí)，在這短暫的3個(gè)學(xué)時(shí)中，教師要講解實(shí)驗(yàn)的操作并演示，學(xué)生要熟悉儀器和完成實(shí)驗(yàn)操作，學(xué)生很難再有時(shí)間去分析和獨(dú)立思考，更談不上去設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，這無(wú)疑使教學(xué)效果大打折扣。不少學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課上就是走一個(gè)過(guò)場(chǎng)，實(shí)驗(yàn)課上并不認(rèn)真聽(tīng)講，實(shí)驗(yàn)中胡亂操作，得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)論與理論值相差較大，甚至造成儀器損壞。在實(shí)際的教學(xué)中，我們也探索選擇每個(gè)班級(jí)較為優(yōu)秀的學(xué)生來(lái)充當(dāng)教師的角色，先給這部分學(xué)生詳細(xì)講解實(shí)驗(yàn)的原理和操作，再由他們用課余時(shí)間給班級(jí)的其他學(xué)生講解，學(xué)生之間相互交流溝通較為便利，這樣的教學(xué)模式也取得了一定的效果，但是由于學(xué)生相互講解時(shí)沒(méi)有實(shí)驗(yàn)儀器作為參照，同樣也很難調(diào)動(dòng)學(xué)生們的積極性。

1.3 實(shí)驗(yàn)成績(jī)?cè)u(píng)定難以把握

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，教師評(píng)定成績(jī)的時(shí)候通常依照學(xué)生的實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)操作、數(shù)據(jù)處理的綜合情況來(lái)考量，每部分各占一定的分值。但是在實(shí)際的執(zhí)行過(guò)程中，由于學(xué)生人數(shù)多、師資力量有限、教師教學(xué)任務(wù)繁重等諸多原因，教師對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)成績(jī)的判定主要憑借實(shí)驗(yàn)報(bào)告和學(xué)生表現(xiàn)，主觀性強(qiáng)，并不能客觀充分地反映出不同學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ牟町?。?/p>

1.4 理論滯后實(shí)驗(yàn)

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課與大學(xué)物理課程同步開(kāi)設(shè)，但是上課時(shí)間受到實(shí)驗(yàn)室場(chǎng)地、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)教師安排、學(xué)生安排等多種因素的影響，時(shí)常會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)所涉及的理論知識(shí)學(xué)生在課前并未接觸，而實(shí)驗(yàn)教師又不能利用有限的實(shí)驗(yàn)課時(shí)去深入講解理論支撐。③

1.5 教學(xué)狀態(tài)封閉

目前，部分學(xué)校的實(shí)驗(yàn)課都是由學(xué)校教務(wù)部門(mén)按照教學(xué)計(jì)劃統(tǒng)一安排，受實(shí)驗(yàn)人員有限，實(shí)驗(yàn)儀器需要前期準(zhǔn)備和后期維護(hù)等因素的影響，學(xué)生很難在課前預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)和課程結(jié)束后進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室自主學(xué)習(xí)。

2 大學(xué)物理虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的優(yōu)勢(shì)與不足

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（Virtual Reality technology）④⑤是運(yùn)用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，在使用者眼前營(yíng)造一個(gè)虛擬環(huán)境，并且可以真實(shí)反映操作對(duì)象的變化。

2.1 虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)是教育信息化的新模式

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)，是信息時(shí)代高等教育變革的必然產(chǎn)物，為學(xué)生開(kāi)展探究性學(xué)習(xí)、進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)踐訓(xùn)練提供了先進(jìn)手段和優(yōu)質(zhì)平臺(tái)。⑥

物理虛擬仿真實(shí)驗(yàn)并不復(fù)雜，也不高深。就是把現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)原理、過(guò)程及相關(guān)儀器設(shè)備性能進(jìn)行整合，形成文字、圖像、音像資料掛在網(wǎng)上，供學(xué)生預(yù)習(xí)、學(xué)習(xí)、復(fù)習(xí)，使他們對(duì)實(shí)驗(yàn)總體情況有個(gè)客觀把握?；?qū)δ硞€(gè)具體細(xì)節(jié)（包括具體操作步驟、現(xiàn)象）進(jìn)行學(xué)習(xí)、理解，為實(shí)際操作打下一個(gè)良好基礎(chǔ)。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，⑦學(xué)生在任何一臺(tái)計(jì)算機(jī)上通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)便可訪(fǎng)問(wèn)安裝在學(xué)校服務(wù)器上的擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，完成虛擬實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程，不受時(shí)間和空間的影響。

2.2 虛擬仿真技術(shù)有助于轉(zhuǎn)變單一的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式

將虛擬仿真技術(shù)與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式相融合，有利于轉(zhuǎn)變現(xiàn)有的以教師為主導(dǎo)的單一實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。學(xué)生親自動(dòng)手用真實(shí)的儀器完成實(shí)驗(yàn)，是物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)不可或缺的一個(gè)流程。然而，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)在學(xué)生的實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)大有作為。高校校園網(wǎng)的全覆蓋已成為普遍現(xiàn)象，開(kāi)放式的預(yù)習(xí)環(huán)境可以使學(xué)生在任何地方通過(guò)計(jì)算機(jī)在沒(méi)有教師指導(dǎo)的情況下完成實(shí)驗(yàn)的虛擬仿真預(yù)習(xí)，完全不受時(shí)間和實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放的限制。實(shí)驗(yàn)的操作是計(jì)算機(jī)虛擬完成的，因此實(shí)驗(yàn)操作具有較強(qiáng)的重復(fù)性，無(wú)需考慮實(shí)驗(yàn)的消耗，也不會(huì)出現(xiàn)操作錯(cuò)誤所導(dǎo)致的儀器損壞，同時(shí)減輕了實(shí)驗(yàn)教師批改預(yù)習(xí)報(bào)告的繁重工作量。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，能夠讓學(xué)生在課前對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)有一個(gè)全面充分的了解，能夠豐富教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)手段，有助于提高課堂教學(xué)質(zhì)量和效率，同時(shí)更能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲望。

2.3 虛擬仿真實(shí)驗(yàn)有助于客觀評(píng)定學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?/p>

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)以互聯(lián)網(wǎng)為平臺(tái)，通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助將儀器設(shè)備、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、教師指導(dǎo)、學(xué)生操作、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理有機(jī)融為一體，打造成一本可操作的實(shí)驗(yàn)教科書(shū)。⑧虛擬仿真系統(tǒng)中的實(shí)驗(yàn)儀器以模塊化構(gòu)成，可進(jìn)行任意選擇和自由組合，可以達(dá)到用不同的操作方法完成同一實(shí)驗(yàn)任務(wù)的目的。系統(tǒng)中隨機(jī)產(chǎn)生待測(cè)物理量，可以對(duì)實(shí)驗(yàn)誤差進(jìn)行模擬，也可適應(yīng)同時(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作的不同學(xué)生和同一學(xué)生的不同次操作。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，計(jì)算機(jī)會(huì)自動(dòng)記錄學(xué)生的操作過(guò)程和數(shù)據(jù)內(nèi)容，并對(duì)此進(jìn)行評(píng)判，有助于客觀評(píng)定學(xué)生的綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。同時(shí)，還可以借助實(shí)驗(yàn)報(bào)告自動(dòng)評(píng)判系統(tǒng)定制實(shí)驗(yàn)報(bào)告模板，對(duì)學(xué)生完成的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理進(jìn)行計(jì)算機(jī)自動(dòng)評(píng)判，更加客觀、公正。

2.4 虛擬仿真實(shí)驗(yàn)存在的不足

目前，市面上的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)主要是針對(duì)部分高校所使用的物理實(shí)驗(yàn)儀器研制的。然而，物理實(shí)驗(yàn)儀器生產(chǎn)廠(chǎng)家眾多，不同廠(chǎng)家生產(chǎn)的儀器在面板結(jié)構(gòu)、操作方法上都是有區(qū)別的，每所高校選用的實(shí)驗(yàn)儀器也是不同的。因此，購(gòu)買(mǎi)的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)肯定不會(huì)與本校的每一個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)儀器都匹配，導(dǎo)致教師和學(xué)生在使用過(guò)程中達(dá)不到預(yù)期的理想教學(xué)效果，如果專(zhuān)門(mén)定制適合本校的系統(tǒng)則會(huì)大大增加投入。

3 結(jié)論

根據(jù)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程特點(diǎn)和教學(xué)需求，構(gòu)建真實(shí)實(shí)驗(yàn)與虛擬仿真實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，充分發(fā)揮真實(shí)實(shí)驗(yàn)與虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的各自?xún)?yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)虛實(shí)結(jié)合、相互補(bǔ)充，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的掌握知識(shí)能力、動(dòng)手操作能力、獨(dú)立思考能力、綜合設(shè)計(jì)能力、創(chuàng)新思維能力，將素質(zhì)能力培養(yǎng)貫穿于實(shí)驗(yàn)教學(xué)的全過(guò)程，勢(shì)必會(huì)在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革中取得顯著效果，進(jìn)一步推動(dòng)高等學(xué)校教學(xué)信息化向前發(fā)展。

基金項(xiàng)目：遼寧省社會(huì)科學(xué)規(guī)劃基金項(xiàng)目（L14CGL042）

注釋

① 郭文閣.仿真實(shí)驗(yàn)在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)用探討[J].大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)，2015.28（3）：124-127.

② 張林.虛擬仿真技術(shù)對(duì)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)影響的探究[J].大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)，2015.28（1）：116-118.

③ 王艷華.虛擬仿真實(shí)驗(yàn)――大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)多元化的平臺(tái)[J].課程教育研究，2015：188-189.

④ 楊宏偉.虛擬仿真技術(shù)在物理實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2005.24（9）：38-39.

⑤ 譚守標(biāo).計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)在大學(xué)物理仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào)，2005.35（3）：429-433.

⑥ 王衛(wèi)國(guó).國(guó)外高校虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀與發(fā)展[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2015.34（5）：214-219.

仿真物理實(shí)驗(yàn)室范文第5篇

在我國(guó)振興物流業(yè)發(fā)展的大背景下，如何培養(yǎng)適應(yīng)現(xiàn)代物流業(yè)需求的人才是發(fā)展物流業(yè)的重要內(nèi)容。以往的教學(xué)，我們更加注重理論知識(shí)的傳授，旨在培養(yǎng)學(xué)擁有良好的認(rèn)知能力，實(shí)踐教學(xué)的開(kāi)展多以授予學(xué)生技能為主，管理專(zhuān)業(yè)的實(shí)踐課程更容易流于形式?，F(xiàn)代物流管理人才除了要具備物流管理的基礎(chǔ)知識(shí)，還要通曉企業(yè)運(yùn)作的管理方法，如人力、財(cái)務(wù)、法律法規(guī)等相關(guān)知識(shí)做支撐，同時(shí)需要一定的信息技術(shù)知識(shí)與操縱技能。培養(yǎng)學(xué)生具備出色的實(shí)踐能力是物流管理專(zhuān)業(yè)教學(xué)過(guò)程中的主要目標(biāo)。

2實(shí)踐能力的組成結(jié)構(gòu)

實(shí)踐能力是能力的一種，是個(gè)體通過(guò)形成實(shí)踐觀念、順利完成某活動(dòng)來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題所必需的心理和生理特征的總和。實(shí)踐能力的形成需要個(gè)體具備一定的知識(shí)，即一定的認(rèn)識(shí)能力，從而發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并對(duì)問(wèn)題進(jìn)行分析;同時(shí)需要一定技能，來(lái)協(xié)調(diào)身體完成實(shí)踐活動(dòng)。［1］［2］由此可見(jiàn)，實(shí)踐能力的培養(yǎng)需要個(gè)體掌握一定理論知識(shí)與操作技能［3］。對(duì)于實(shí)際問(wèn)題而進(jìn)行的知識(shí)和技能的廣泛應(yīng)用和遷移，分析形成問(wèn)題的驅(qū)動(dòng)因素，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題對(duì)象之間的內(nèi)在聯(lián)系，在認(rèn)知邏輯中表達(dá)出來(lái)，并給出解決問(wèn)題的策略，或?qū)?wèn)題解決，這些活動(dòng)則是實(shí)踐能力的具體體現(xiàn)。能力的構(gòu)成要素龐雜、抽象，專(zhuān)業(yè)課程的教學(xué)不可能對(duì)所有能力要素實(shí)現(xiàn)發(fā)展。國(guó)外學(xué)者提出關(guān)鍵能力的概念。本文認(rèn)為物流管理崗位從業(yè)人員也應(yīng)該需具備相應(yīng)的關(guān)鍵能力，即物流管理從業(yè)人員所應(yīng)具備的能力，并具有遷移特性，不會(huì)因物流管理崗位的變換而消失，最終會(huì)融合發(fā)展成為物流管理從業(yè)人員的基本素質(zhì)。［1］根據(jù)物流管理職業(yè)的基本要求，結(jié)合仿真課程的特點(diǎn)，這里確定該門(mén)課程實(shí)踐能力培養(yǎng)的關(guān)鍵要素:物流系統(tǒng)的運(yùn)作能力、信息能力、數(shù)學(xué)應(yīng)用能力、資源統(tǒng)籌能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。這樣形成了以物流專(zhuān)業(yè)知識(shí)和操作技能為基礎(chǔ)，關(guān)鍵能力為主要內(nèi)容的實(shí)踐能力的基本結(jié)構(gòu)。從而為本門(mén)課程的教學(xué)培養(yǎng)工作指明了方向。

3以flexsim為例的仿真軟件課程設(shè)計(jì)

這里以Flexsim仿真軟件為例，探討如何設(shè)計(jì)基于能力的仿真軟件課程。

3.1專(zhuān)業(yè)知識(shí)和技能的培養(yǎng)

根據(jù)實(shí)踐能力的構(gòu)成要素，專(zhuān)業(yè)知識(shí)和仿真軟件操作技能的教授是這門(mén)課的基礎(chǔ)內(nèi)容。那么，在課程學(xué)時(shí)分配上，要有一定的理論課時(shí)是必要的，讓學(xué)生對(duì)系統(tǒng)仿真有一個(gè)基本的認(rèn)知，包括flexsim軟件的基本概念。

3.2關(guān)鍵能力的培養(yǎng)

Flexsim的使用要在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室完成，因此實(shí)驗(yàn)性課程占主要學(xué)時(shí)。

3.2.1教學(xué)形式以案例式教學(xué)為主要內(nèi)容，引入企業(yè)項(xiàng)目管理的方法，將學(xué)生分成若干項(xiàng)目小組，并要求項(xiàng)目小組內(nèi)部建立完整的項(xiàng)目組織，并要求學(xué)生將分工情況反饋給老師。這種形式摒棄了傳統(tǒng)軟件實(shí)驗(yàn)課程中，學(xué)生單純的模仿教學(xué)內(nèi)容。在提高學(xué)習(xí)效率的同時(shí)，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，同時(shí)有助于對(duì)學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作能力的培養(yǎng)。

3.2.2實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)從教學(xué)的角度考慮，實(shí)驗(yàn)分為三大類(lèi):基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。三種實(shí)驗(yàn)逐級(jí)展開(kāi)，由淺入深的提高學(xué)生的應(yīng)用flexsim仿真的能力。①基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)這種類(lèi)型實(shí)驗(yàn)主要幫助學(xué)生掌握f(shuō)lexsim的使用方法，加強(qiáng)認(rèn)知與操作的能力。如案例1的設(shè)計(jì):案例1:一個(gè)處理設(shè)備在處理完每個(gè)產(chǎn)品后，需要等待20秒，才能繼續(xù)處理后面的產(chǎn)品，使用closeinput和senddelayedmessage函數(shù)實(shí)現(xiàn)此功能，并建立該模型。問(wèn)題:如果此處理器工作臺(tái)最多可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)處理兩個(gè)產(chǎn)品，每次處理完一批產(chǎn)品后需要等待，如何實(shí)現(xiàn)?這樣的實(shí)驗(yàn)案例可以讓學(xué)生加深對(duì)消息觸發(fā)及命令的認(rèn)識(shí)，提高應(yīng)用能力。②設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)采取創(chuàng)造性項(xiàng)目的特點(diǎn)來(lái)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。通過(guò)設(shè)計(jì)好的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，給定問(wèn)題需求，讓學(xué)生以項(xiàng)目小組的形式給出合理的解決方案。如案例2的設(shè)計(jì):可以利用experiment工具案例2:一個(gè)工作車(chē)間有5個(gè)工作站，工作站之間有轉(zhuǎn)運(yùn)區(qū)，要求人員從工作站搬運(yùn)產(chǎn)品到轉(zhuǎn)運(yùn)區(qū)，并操作機(jī)臺(tái)加工產(chǎn)品，人員數(shù)量1－8，工作站加工時(shí)間對(duì)數(shù)正態(tài)分布(0，10.5，1)。請(qǐng)給出最佳人員數(shù)量。利用experiment工具設(shè)計(jì)仿真實(shí)驗(yàn)變量及仿真時(shí)間，并根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，選擇合理的人員應(yīng)用方案。這類(lèi)實(shí)驗(yàn)旨在鍛煉學(xué)生的物流系統(tǒng)運(yùn)作能力，根據(jù)給定的題目環(huán)境，利用相關(guān)工具監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行過(guò)程，并最終給出優(yōu)化的方案。③綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的任務(wù)類(lèi)型可分為確定性項(xiàng)目和創(chuàng)造性項(xiàng)目，確定性項(xiàng)目是指項(xiàng)目的工作目的和方法明確，且提前給出明確的任務(wù)結(jié)果。［3］這里將綜合性實(shí)驗(yàn)定義為類(lèi)似于確定性項(xiàng)目的形式的，明確任務(wù)的實(shí)驗(yàn)。綜合性確定任務(wù)實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生在既定任務(wù)目標(biāo)下綜合應(yīng)用flexsim實(shí)體、命令、函數(shù)等，以及物流管理及物流操作等知識(shí)完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)。這類(lèi)實(shí)驗(yàn)可以幫助學(xué)生提高信息能力，在充分獲取實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的信息基礎(chǔ)上，應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)，建立函數(shù)模型，并建立仿真模型。如案例3的設(shè)計(jì):案例3:請(qǐng)根據(jù)如下材料及示意圖，建立配送中心的仿真模型［4］。圖1配送中心平面布局圖學(xué)生首先根據(jù)給出的數(shù)據(jù)，利用flexsim的Optquest統(tǒng)計(jì)工具，擬合出入庫(kù)的時(shí)間間隔函數(shù)，并根據(jù)出入庫(kù)數(shù)據(jù)，計(jì)算配送中心各個(gè)區(qū)域所需面積，及需要的設(shè)備數(shù)量及規(guī)格，將所需的實(shí)體拖入到模型視圖內(nèi);然后，設(shè)計(jì)配送中心的業(yè)務(wù)流程，包括入庫(kù)、檢驗(yàn)、存儲(chǔ)、包裝、分揀等，并根據(jù)流程連接相應(yīng)實(shí)體;最后，根據(jù)物流作業(yè)活動(dòng)的需要合理設(shè)置實(shí)體的屬性以及應(yīng)用的策略。模型建好后，可以統(tǒng)計(jì)入庫(kù)暫存區(qū)、叉車(chē)等搬運(yùn)設(shè)備等的指標(biāo)來(lái)衡量比較模型的中的不合理環(huán)節(jié)與配置，最終優(yōu)化模型，給出完整的設(shè)計(jì)方案。