生物仿真技术范文10篇

摘要：本文着重阐述了将系统仿真与虚拟现实技术相结合后，在工程结构分析、岩土工程、防灾工程及模拟施工等结构工程领域中应用的基本思路和发展前景。

关键词：系统仿真设计

一、系统仿真技术

所谓仿真就是建立系统的模型（数学模型、物理效应模型或数学-物理效应模型），并在模型上进行实验和研究一个存在的或设计中的系统。这里的系统包括技术系统，如土木、机械、电子、水力、声学、热学等，也包括社会、经济、生态、生物和管理系统等非技术系统。仿真技术的实质也就是进行建模、实验。现代仿真技术的发展是与控制工程、系统工程及计算机技术的发展密切相关联的。控制工程和系统工程的发展促进了仿真技术的广泛应用，而计算机出现及计算技术的迅猛发展，则为仿真提供了强有力的手段和工具。因此，计算机仿真在仿真中占有越来越重要的地位。

仿真技术得以发展的主要原因是它带来了重大的社会和经济效益。系统仿真的应用大致可分为：对已有系统进行分析时采用仿真技术；对尚未有的系统进行设计时采用仿真技术；在系统运行时，利用仿真模型作为观测器，给用户提供有关系统过去的、现在的、甚至是未来的信息，以便用户实时作出正确的决策；

在系统运行前，利用仿真模型作为预测器，向用户提供系统运行起来后，可能产生什么现象，以便用户修订计划或决策；利用仿真模型作为训练器，训练系统操纵人员或管理人员。在工程领域仿真技术可以降低系统的研制成本，可以提高系统实验、调试和训练过程的安全。

[摘要]虚拟仿真技术正在成为现代教育的重要组成部分。虚拟仿真因其直观、可操作、不受时空限制、安全性等优势,被视为口腔医学教育的一种先进辅助手段。该技术可在临床前教育中提高口腔医学生的精细运动技能、手眼协调能力,使他们能够在安全的环境中完善理论知识与技能操作。目前已有大量研究探索了虚拟仿真技术在口腔医学教育中的应用,进行了有效性分析。本文主要综述虚拟仿真技术目前在口腔医学各个学科教育中应用的研究进展,分析目前研究存在的不足,给口腔医学教育改革提供有益参考。

[关键词]虚拟仿真;口腔医学;教育

虚拟仿真(virtualreality,VR),也称虚拟现实,是指利用计算机将虚拟组件融入现实生活,或通过创建令使用者沉浸其中的虚拟场景,进而提供视、听、触等感官刺激,并以此实现仿真的人机交互[1]。在教育领域,虚拟仿真技术的影响力日益扩大,在医疗培训、航空飞行模拟培训、驾驶模拟培训以及医疗紧急情况培训等领域卓有成效[2]。在医疗卫生领域,虚拟仿真技术越来越多用于临床前培训、技能评估与手术辅助。但目前,国内口腔医学教育仍以传统模型与头模系统为主,这种传统模式对于学生理论知识与技能操作掌握的帮助有很多不足。虚拟仿真技术能够克服传统教学模式的各种局限,提供模拟现实的学习体验,目前,越来越多的教育工作者开始探索将虚拟仿真技术应用于口腔医学教育,国内高校开始建立虚拟仿真实验教学中心,以便更好地提升教学质量与效率[3]。

1虚拟仿真应用于口腔医学教育的优势

目前国内外高校在口腔教育领域广泛使用头模系统,这种传统的教学方法因其抽象性和时空局限性,不利于学生理解理论知识、培养临床实践技能和临床思维。虚拟仿真技术因其技术特性,一定程度上克服了这些不足。首先,虚拟仿真系统通过计算机创建的虚拟实境,可以再现传统教学模式中难以向学生展现的复杂抽象解剖结构与疾病发展过程。其次,虚拟仿真技术可操作性较强,一个完整的虚拟仿真系统除具备模型、手机和马达等硬件设施,还在软件层面实现了对系统中各种仪器的统筹协作,能够进行准确的实时跟踪反馈。目前,虚拟仿真可以提供多种操作课程供学生学习,包括龋损去除、牙体预备、阻滞麻醉等[1,4,5]。第三,虚拟仿真系统避免了学生操作技能不熟练时临床实习的不安全性。Ziv等[6]证明在传统口腔医学教育项目中适当使用虚拟仿真可以更好地提升学生的临床操作技能,同时避免伤害患者,减少了临床实习不必要的医患矛盾,有利于学生自信心的建立[7]。第四,虚拟仿真技术摆脱了传统教学模式对于教师的依赖性,打破了时空局限,对于培养学生的学习积极性、自主性有着重要意义。Iwanaga等[8]分享在三维虚拟空间中远程在线讲授外科手术及相关解剖学的经验,并将其与传统的教学方法(即面对面课堂和在线课堂)进行比较,在新冠疫情可能长期存在的背景下,为远程教学提供了创新性的解决方案。

2虚拟仿真在口腔医学教育中的应用

摘要：仪器分析是一门专业基础课程，能够培养学生对大型仪器认知和应用的能力。在新时期人才培养背景下，传统的仪器分析实验教学模式不能满足社会人才需要。本文结合实验教学现状，就仪器分析实验教学存在的问题、虚拟仿真技术应用现状、实验教学模式、改革的意义等四个方面进行分析和探讨，初步探索了虚拟仿真对于仪器分析实验教学改革的重要性，为其推广应用提供理论支持。

关键词：虚拟仿真技术；仪器分析；实验教学改革

仪器分析是一门理论性和实践性很强的学科。它是很多专业课程的基础，因此，是高校人才培养的重要课程之一[1]。仪器分析实验教学是本门课程重要的组成部分，能培养学生大型仪器的操作能力，为检测分析和科学研究奠定基础[2]。其实验课与课堂上学习到的理论知识紧密相连，能够更加透彻地将知识点展现给学生，有利于学生对知识的理解和巩固，增进学生的学习兴趣，激发创新能力[3]。随着教学观念的不断更新、科技水平的不断进步，社会对人才质量的要求日益提高。这需要教育工作者不断思考，寻找新的方法，以培养符合社会需要的应用型人才为目标。因此，引进新的实验教学手段、教学方法具有重要意义。

一、虚拟仿真技术应用现状

随着网络技术的迅速发展，虚拟仿真技术不断推陈出新。多媒体技术、微电子技术、立体显示技术、传感与测量技术、软件工程、语音识别与合成技术、人工智能技术网络通讯、数据库及人机交互等高新技术具有逼真性、交互性、沉浸性等特点，为虚拟仿真技术提供了有力的支撑。目前，国内很多高校为了满足人才培养的需要，将虚拟仿真技术引入教学，包括实验教学，使实验更丰富、更逼真，激发了学生的学习兴趣，有益于培养学生综合能力，获得了很好的教学效果。天津中医药大学国大亮等[4]对3D打印制药虚拟仿真实验教学平台建设进行了探索，采用开放式教学模式，促进学生创新创业能力的培养。河北科技大学马世博等[5]结合实验特点和存在的问题，建设材料成型及控制工程专业虚拟仿真实验教学系统，基于Web网络技术形成了一套完整的材料成型及控制工程课程虚拟实验教学体系，有效地增强了实验教学的灵活性和教学资源的共享性。西南大学龚成斌等[6]借助虚拟教学平台对材料分析技术课程进行改革，更新了教学内容，强化了实验教学，改革成效良面显微镜虚拟仿真实验进行探讨，通过讨论，得出虚拟仿真技术是医学教育重要的辅助手段之一的结论。华中师范大学朱家华等[8]对面向师范生核心素养培育的虚拟仿真实验平台的应用进行研究，认为虚拟仿真实验平台在提高师范生探究能力和高级思维能力、提升信息素养水平等方面具有积极作用。湖南农业大学曾朝喜等[9]将慕课环境下的食品工艺学实验与虚拟仿真技术相结合，总结新形势下虚拟仿真技术应用于实验教学中的优势和问题，为实验课的开展提供了依据。目前，很多高校将虚拟仿真技术应用于教学，包括医疗、生物、食品、化学、电子技术等方向，从教学方法角度考虑，是探索，也是进步。这是一种新的教育手段，在不断地更新完善中，本文就当代人才需求和仪器分析实验课的特点，探索基于虚拟仿真技术对仪器分析实验课进行改革，希望对提高教学效果，培养优秀学生起到积极作用。虚拟仿真实验教学方法能及时反映学生的学习效果，快速获取学生对实验教学的反馈，有助于教师总结经验，不断改进教学方法。由此可见，虚拟仿真实验教学是一种经济、高效、安全的教学方式，可提高学生专业能力和创新能力，为培养高素质应用型药学人才提供保障，保证人才培养的质量。

二、虚拟仿真技术应用于仪器分析实验教学的探索

摘要：计算机仿真是最近新兴的一项先进技术，其在工业、农业、教育等多个领域中均以得到广泛运用，而对于高校医学教学来说，积极采用该项技术也能获得事半功倍的成效。本文首先简要阐述了计算机仿真技术的含义和发展方向，然后结合实际，探讨了高校医学教学和计算机仿真的结合途径，希望能以此为相关教育工作者提供参考。

关键词：

高校；医学教学；计算机仿真通过对计算机仿真及模拟技术的灵活应用，能够打造出一个与现实非常相似的三维感觉空间，学生置身于其中可以开展有效的实践操作，在节约成本的同时还可获得理想教学效果。

一、计算机仿真技术的含义和发展方向

（一）计算机仿真技术的含义与实现。该项技术主要是把多种学科及理论当作根本，采用计算机与相关软件展开虚拟试验，从而达到分析问题与解决问题的目标，属于综合性的技术。在具体的仿真过程中，所运用的计算机类型有所差异，据此可将其分为模拟机仿真、模拟—数字混合机仿真以及数字机仿真这三大阶段，这也是计算机仿真发展至如今所经历的三个时期。现阶段，该技术已在交通运输、经济管理、工程建设、机械制造、军事模拟、航空航天、医疗卫生、船舶工程等多个领域中获得了极为普遍的运用。针对所研究的目标，计算机通常无法进行直接认知与处理，此时就需要构建合理的数学模型，既要体现出被研究目标的实质，同时又要确保计算机容易处理。数学模型可以对需要研究的目标实质进行抽象处理，之后计算机便能更高效地对其展开分析，并把这部分模型的有关数据信息输送出来，呈现出研究目标的主要特质。这样的呈现方式可以是三维立体的，具有清晰、直观的特点，在目前已经被不少研究者所运用。凭借计算机对输出量的分析，能够对研究目标建立起更清楚准确的认知。与此同时，透过这一层关系还能看出，数学建模的精确程度会对计算机的仿真水平起到极大影响。总体而言，计算机仿真可以分成三大环节，即建模、模型转换与模型仿真试验。（二）发展方向。现阶段的计算机仿真技术仍处于快速发展的阶段中，比如可以采用网络技术进行异地仿真，或运用虚拟现实技术来实现虚拟制造等。（1）网络化仿真。目前现有的很多仿真系统都无法实现彼此之间的兼容，共享不方便且可移植性较弱，而开发成本却相对较高，耗费时间长，难以做到物尽其用。对此，首先就应当充分利用兼容性强的计算机语言编写仿真系统，其次再运用网络技术达到共享的目的。如此一来就能有效规避重复开发的问题，起到节约资源的作用，并且还能通过适当收费的方式补偿一部分开发成本。（2）虚拟制造技术。该项技术是计算机仿真发展的主要方向之一，其采用了虚拟现实技术和计算机仿真技术，在两者结合的基础上实现了产品制造和有效管理。通过于此，制造技术不再需要完全依赖于经验，而且能够完成对制造的全面科学预测，呈现出良好的发展前景。

二、高校医学教学和计算机仿真的结合途径

[摘要]课前预习是有机化学实验教学的第一个环节，此环节直接关系到教学质量。传统的预习就是简单地浏览一下实验内容，流于形式，单调枯燥，很难吸引学生兴趣。本文探索将仿真技术用于有机化学实验预习环节，学生模拟实验操作，加上有声的画面更加吸引学生的兴趣，极大提高有机化学实验课程教学质量。

[关键词]仿真技术；虚拟实验；有机化学实验；实验预习

为了提高本科教育质量，教育部采取系列措施，狠抓本科教育工作。其中，实验教学方面强调实验教学信息化，要求将虚拟仿真技术应用到实验教学中去。教高函[2017]4号文件规划2017~2020年在普通本科高等学校认定1000项左右示范性虚拟仿真实验教学项目。2019年教育部在[2019]8号文件《教育部关于一流本科课程建设的实施意见》中规划2019~2021年完成1500门左右国家虚拟仿真实验教学一流课程，打造虚拟仿真实验教学“金课”，确保实验课的教学质量。教高函[2018]5号指出：虚拟仿真实验教学项目是推进现代信息技术融入实验教学项目、拓展实验教学内容广度和深度、延伸实验教学时间和空间、提升实验教学质量和水平的重要举措。为此本文探索仿真技术在有机化学实验教学中的意义及其实践，提高有机化学实验教学质量。

1课前预习是有机化学实验教学不可缺少的环节

有机化学实验是高等学校化学化工、制药、材料、食品、生物、医学等相关专业的必修课程，通过有机化学实验这一课程的学习，学生不仅学习实验基本知识、获得感性认识，而且训练学生进行有机化学实验基本操作和基本技能、培养学生正确选择有机化合物的合成与鉴别的方法、增强学生创新能力，为将来进一步的学习和创新打下基础[1-2]。有机化学实验教学包括课前预习、教师讲解、实验操作、数据分析处理和实验报告撰写等5个环节，每个环节对提高有机化学实验教学质量都很重要，实验预习这一首要环节显得尤为重要[3]。为了提高有机化学实验课授课质量，首先从预习环节抓起，学生进入实验室之前必须清楚了解本次实验的目的、实验原理，需要哪些实验仪器，如何进行实验操作，实验中会出现哪些实验现象、注意哪些实验安全问题，总之，实验之前每个学生应该做到心中有数，这样才能达到每一次的实验目的。学生进入实验室最主要的目的之一就是训练操作技能，如何才能使学生训练有素？本文探索将仿真技术应用于有机化学实验预习环节，学生预习环节通过计算机多次模拟实验操作，熟练实验步骤与操作流程，到达提升教学质量的目的。

2仿真技术在有机化学实验预习中的应用优势

摘要：近些年来随着我国社会科技的不断发展，计算机行业和机械制造行业都在快速的进步之中，如果能够在机械制造设计之中使用仿真技术，就可以有效推动行业进步，这也是未来我国机械制造行业的主要发展趋势与方向。计算机仿真技术的运用能够提高机械设计制造的整体精确程度和质量，并且拥有较广的适用范围和分布特征。仿真技术本身也是在计算机科技支撑之下发展起来的一门新型科技分支，仿真技术连带着相关的软件逐渐被开发和利用，促进了机械设计制造领域的现代化运行。本文围绕着仿真技术在机械设计与制造中的应用展开论述，希望能为有关工作人员提供一些参考和建议。

关键词：仿真技术；机械设计与制造；应用

1引文

机械行业是传统的高能耗行业，如果能够把仿真技术运用其中，就能有效提升工作效率，减低制作成本，推动整体行业朝着智能化和现代化的方向发展。站在我国经济发展整体实力的角度，机械设计行业和仿真技术的结合能够得到不错的提升，实现互利双赢。目前为止，机械制造和设计的产品已经在人们的日常生活中广泛运用，比如交通工具，电器产品，日用品，这些都属于机械制造与设计的范畴，如果能够把仿真技术与机械设计传统技术相互结合，就能推动人民群众生活质量的进一步提升。

2仿真技术在机械设计与制造中的应用特征

把仿真技术运用在机械设计制造行业之中具有多方面的特征，传统的机械设计制造行业必须要依靠人脑的构思进行手动绘图，这样才能让设计师的想法呈现在图纸之上，针对图纸制作出相应的产品。这种传统的工作方式具有较高的工作能力要求，工作人员会感觉到压力较大，并且在实际操作的过程中容易出现这样或那样的错误，降低了工作质量和工作效率。同时传统的机械设计制造在工作方式上必须要加强准确性检验，浪费时间，减低功效，同时还有可能加大成本的支出和投入。近些年来随着我国现代科技的不断发展和进步，计算机绘图科技开始广泛的分布，在多个领域之中运用仿真技术能够检测机械设计制造产品的合理性，提高应用效果，确保设计的精准程度[1]。同时计算机仿真技术的使用能够在多个领域展开跨区域协同，对同一款产品展开跨时空的交互设计，极大的整合了空间资源，推动了机械制造设计行业的整体运行与发展。当前阶段，随着我国互联网科技分支的不断发展，物联网技术、人工智能技术、大数据技术等都对人们的生活起到了重要的推动作用，各行各业的发展已经离不开互联网的助力，因此仿真技术也背靠着互联网科技的支持走到了今天。现如今世界经济格局呈现出多元化的发展趋势，互联网科技的普及能够帮助不同地区的制造产业相互交流、相互学习，提高机械产品的适配程度和普适性，而仿真技术的加入和渗透能够帮助不同国家、不同地区的人员展开共同实际操作，对有关参数进行共同分析和修改，发现设计难点和设计错误可以及时交流，全面提高了机械设计工作的质量与效率[2]。具体而言，仿真技术在机械设计制造领域中运用具有以下几个方面特征：第一个特征是分布性特征。软件和计算机其他科技相互结合可以有效的对机械制造的仿真技术进行分布性体现，这是因为仿真技术可以运用在虚拟的互联网之中，帮助设计人员展开跨区域的共同制造与设计，对产品中的不同参数展开认真修改，仿真技术的使用具有较高的分布性特点。第二个特征是分布范围比较广阔，对于机械设计制造行业来说，仿真技术的运用能够推动整体行业的进步和发展，仿真科技的运用并不是即时性的也不是短暂性的，它可以渗透过程始终，贯穿到机械产品的设计、测试、制造等多个环节，联通头尾。在机械产品的设计与制造中仿真软件和仿真技术可以把工作人员的想法切实转换出来，制作成与最终产品相似度比较高的三维模型。设计人员通过三维模型的观察和计算能够仔细察看产品结构是否合理，在软件测试的过程之中仿真技术能够帮助工作人员进行数据导入和参数设计，同仿真软件相互结合，测试机械产品的多种性能并展开模拟计算[3]。在实际的机械产品设计与使用的过程之中，仿真技术的运用范围较为广阔，工作人员可以对产品的结构以及受理情况展开实时测算，帮助设计人员在工作中提高工作效率和工作质量。第三个方面的特征是集成化特点。机械设计制造行业运用仿真技术最为明显的特征就是集成化特色，仿真技术和仿真软件的全面使用能够通过虚拟的三维方式构建机械设计制造的全过程，包括生产制造过程和产品的研发过程。除此之外仿真技术拥有多种类型的实践方法，因此表现出不一样的特征是非常正常的。

摘要：近些年来随着我国社会科技的不断发展，计算机行业和机械制造行业都在快速的进步之中，如果能够在机械制造设计之中使用仿真技术，就可以有效推动行业进步，这也是未来我国机械制造行业的主要发展趋势与方向。计算机仿真技术的运用能够提高机械设计制造的整体精确程度和质量，并且拥有较广的适用范围和分布特征。仿真技术本身也是在计算机科技支撑之下发展起来的一门新型科技分支，仿真技术连带着相关的软件逐渐被开发和利用，促进了机械设计制造领域的现代化运行。本文围绕着仿真技术在机械设计与制造中的应用展开论述，希望能为有关工作人员提供一些参考和建议。

关键词：仿真技术；机械设计与制造；应用

1引文

机械行业是传统的高能耗行业，如果能够把仿真技术运用其中，就能有效提升工作效率，减低制作成本，推动整体行业朝着智能化和现代化的方向发展。站在我国经济发展整体实力的角度，机械设计行业和仿真技术的结合能够得到不错的提升，实现互利双赢。目前为止，机械制造和设计的产品已经在人们的日常生活中广泛运用，比如交通工具，电器产品，日用品，这些都属于机械制造与设计的范畴，如果能够把仿真技术与机械设计传统技术相互结合，就能推动人民群众生活质量的进一步提升。

2仿真技术在机械设计与制造中的应用特征

把仿真技术运用在机械设计制造行业之中具有多方面的特征，传统的机械设计制造行业必须要依靠人脑的构思进行手动绘图，这样才能让设计师的想法呈现在图纸之上，针对图纸制作出相应的产品。这种传统的工作方式具有较高的工作能力要求，工作人员会感觉到压力较大，并且在实际操作的过程中容易出现这样或那样的错误，降低了工作质量和工作效率。同时传统的机械设计制造在工作方式上必须要加强准确性检验，浪费时间，减低功效，同时还有可能加大成本的支出和投入。近些年来随着我国现代科技的不断发展和进步，计算机绘图科技开始广泛的分布，在多个领域之中运用仿真技术能够检测机械设计制造产品的合理性，提高应用效果，确保设计的精准程度[1]。同时计算机仿真技术的使用能够在多个领域展开跨区域协同，对同一款产品展开跨时空的交互设计，极大的整合了空间资源，推动了机械制造设计行业的整体运行与发展。当前阶段，随着我国互联网科技分支的不断发展，物联网技术、人工智能技术、大数据技术等都对人们的生活起到了重要的推动作用，各行各业的发展已经离不开互联网的助力，因此仿真技术也背靠着互联网科技的支持走到了今天。现如今世界经济格局呈现出多元化的发展趋势，互联网科技的普及能够帮助不同地区的制造产业相互交流、相互学习，提高机械产品的适配程度和普适性，而仿真技术的加入和渗透能够帮助不同国家、不同地区的人员展开共同实际操作，对有关参数进行共同分析和修改，发现设计难点和设计错误可以及时交流，全面提高了机械设计工作的质量与效率[2]。具体而言，仿真技术在机械设计制造领域中运用具有以下几个方面特征：第一个特征是分布性特征。软件和计算机其他科技相互结合可以有效的对机械制造的仿真技术进行分布性体现，这是因为仿真技术可以运用在虚拟的互联网之中，帮助设计人员展开跨区域的共同制造与设计，对产品中的不同参数展开认真修改，仿真技术的使用具有较高的分布性特点。第二个特征是分布范围比较广阔，对于机械设计制造行业来说，仿真技术的运用能够推动整体行业的进步和发展，仿真科技的运用并不是即时性的也不是短暂性的，它可以渗透过程始终，贯穿到机械产品的设计、测试、制造等多个环节，联通头尾。在机械产品的设计与制造中仿真软件和仿真技术可以把工作人员的想法切实转换出来，制作成与最终产品相似度比较高的三维模型。设计人员通过三维模型的观察和计算能够仔细察看产品结构是否合理，在软件测试的过程之中仿真技术能够帮助工作人员进行数据导入和参数设计，同仿真软件相互结合，测试机械产品的多种性能并展开模拟计算[3]。在实际的机械产品设计与使用的过程之中，仿真技术的运用范围较为广阔，工作人员可以对产品的结构以及受理情况展开实时测算，帮助设计人员在工作中提高工作效率和工作质量。第三个方面的特征是集成化特点。机械设计制造行业运用仿真技术最为明显的特征就是集成化特色，仿真技术和仿真软件的全面使用能够通过虚拟的三维方式构建机械设计制造的全过程，包括生产制造过程和产品的研发过程。除此之外仿真技术拥有多种类型的实践方法，因此表现出不一样的特征是非常正常的。

［摘要］传统工艺振兴是构建中华优秀传统文化传承体系的主要任务，也是工艺美术行业蓬勃发展的坚实基础。伴随着信息时代虚拟仿真技术的发展，科学技术促进“三高”教学痛点改革，也成了时下需要直面的课题。着重从虚拟仿真技术在工艺美术领域运用的现状展开调研工作，通过实践案例与实施效果的分析，实现项目的可行性实施。

［关键词］虚拟仿真；工艺美术；教学研究；模式；传统工艺

总书记高度重视中华传统文化传承发展，指出“要认真汲取中华优秀传统文化的思想精华和道德精髓”，提出“构建中华优秀传统文化传承体系，加强文化遗产保护，振兴传统工艺”的任务，在国家的“十三五”规划中也提出“加强非物质文化遗产保护与传承，振兴传统工艺”“制定实施中国传统工艺振兴计划”的目标。为贯彻落实国家战略部署，2017年3月12日，文化部、工业和信息化部、财政部联合制定并由国务院了《中国传统工艺振兴计划》，此举有助于传承发展中华优秀传统文化，发现手工劳动的创造性价值，弘扬工匠精神，促进就业，提高设计，培育品牌，助力经济发展。2006年教育部的《关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》中提到，“把现代信息技术作为提高教学质量的重要手段”“要充分利用现代信息技术，开发虚拟工厂、虚拟车间、虚拟工艺、虚拟实验”。2017年7月，教育部《关于2017—2020年开展示范性虚拟仿真实验教学项目建设的通知》中规划在国内高校建设物理学类、生物科学类、航空航天类等1000个示范性虚拟仿真实践教学项目。2020年教育部职成司《关于开展职业教育示范性虚拟仿真实训基地建设工作的通知》中提出在全国范围内启动建设职业教育虚拟仿真实训基地，持续推动人才培养模式创新。虚拟仿真技术是依靠网络与通信技术的发展，建立在多媒体视听技术、虚拟现实技术、交互技术三大科技迅速发展的基础上，营造出更逼真、更智能的虚拟环境。现阶段虚拟仿真技术主要是针对艺术作品、工艺过程、设备运营等方面进行全面、完整的还原，为使用者体验、学习、互动营造真实的氛围，从宏观与微观两个方面认知事物，从听觉、视觉、触觉等方面对虚拟数据进行浏览、设计、训练及模拟的交互式操作。艺术类高职院校开展工艺美术教学是以美术素养为基础，根据材料的不同开设陶瓷、玻璃、漆器、染织、雕刻、金工等专业方向，教授中外美术史、民俗学、管理学、设计学等理论与实践课程，为传统工艺美术行业培养有创意、会设计、善制作、懂管理的专业人才。工艺美术人才的培养，重点在传承与创新，这里的传承并不是静止不动，并不是同一个东西、同一种方式永远不变地一代一代传下去，而是传统文化在一代代人的能动实践中不断被赋予新的创造，顺应时代的发展、环境的变化，通过自己对事物的体验和认识，凭借自己的个性和创造力，使文化发展和演变，丰富文化的多样性。苏州工艺美术职业技术学院建设有国家生产性实训基地、江苏省产教融合工艺美术传承创新示范区，通过传统工艺美术技艺与地方工艺美术产区共建共享的模式，政校行企联动以现代学徒制模式培养工艺美术专业人才。根据教育部专业设置，拥有刺绣设计与工艺、首饰设计与工艺、陶瓷设计与工艺、工艺美术品设计、雕刻艺术设计5个专业，建成纤维、首饰、陶瓷、玻璃、漆艺、雕刻、纸质修复等10大门类21个8000平方米实践实训工作室。学院选聘工艺美术大师建立大师工作室，成立“教师+大师+行业专家”的优质教学团队，开展实践实训教学工作，培养传统工艺美术传承人，打造工艺美术行业示范教育培训基地，满足高校人才培养和社会培训的要求。近年来，国家鼓励将新技术、新设备、新材料应用到高等职业院校的教学改革中，解决面临的实际困难。随着多样化教学方式的出现，获取知识的途径已经变得宽泛，如何通过创新教学模式，用科学与技术调动学生的积极性，提高学习效率，是新时展的需要，更是我们教育工作者需要去研究的命题。

一、虚拟仿真技术的应用现状及路径

当现代信息技术促进各行业快速发展的时候，虚拟仿真技术未来如何在工艺美术教学中应用，成了我们需要去研究的问题，学院工艺美术教学团队开展了一系列的基础调查研究工作。

（一）开展问卷调查，剖析教改项目发展前景

摘要:随着虚拟仿真技术和人工智能技术的日趋成熟，人们逐渐意识到虚拟仿真实验在教育领域中具有巨大应用价值。如何在实验教学中合理运用虚拟仿真实验成为教育者们关注的热点之一。文章概述了我国虚拟仿真实验项目的建设情况，虚拟仿真实验与传统实验的特征以及虚实结合实验教学方法的优势，并探讨虚实结合教学模式在医学研究生分子生物学实验教学中的应用。这将为提升分子生物学实验教学质量和培养具有科研创新能力的医学研究生提供重要参考。

关键词:分子生物学;虚拟仿真;实验教学

分子生物学实验技术是推动生命科学发展的关键技术［1］。因此，分子生物学实验教学对于医学研究生科研能力培养至关重要。然而，目前我国研究生实验教学普遍存在以下问题:①研究生持续扩招。据国家统计局2022年2月发布的《中华人民共和国2021年国民经济和社会发展统计公报》显示，我国2021年研究生招生人数为117．7万，较2020年的110．6万人增长了7．1万，增幅为6．42%。据统计，我国近十年研究生平均扩招增幅在7%左右［2］。②实验平台和师资等资源相对不足。实验平台建设难以跟上研究生人数的扩张速度，实验教学师资与研究生比例失调。③传统实验教学存在诸多弊端，例如，教学模式固化，实验项目单调，实验内容过于陈旧等［3］。以上因素在一定程度上制约了研究生科研素质的培养。因此，我国的研究生实验教学条件有待改善，教学模式亟须深度变革。随着人工智能、虚拟现实和多媒体等技术的发展，产生了大量以电子学习为目的的数字交互学习资源，其中虚拟仿真实验被广泛地运用在实践教学中。虚拟仿真实验为学习者提供了一个具有高质量学习资源的开放平台，以进行研究型学习、自主实验和创新实践。它提高了人才培养质量，为实践教学和实验室建设的改革注入新活力。目前，虚拟仿真实验也开始被我国教育中心重视起来，而且它在普通高等学校本科生实验教学中占比也越来越高。然而，研究生与本科生的实验教学目标并不完全一样，不能简单地套用。因此，合理运用虚拟仿真实验，对研究生科研素质培养具有非常重要的意义。本文以医学研究生分子生物学实验教学课程为例，对虚实结合实验教学模式进行探讨，提出切实可行的实验教学方案，为提升医学研究生分子生物学实验教学质量提供参考。

1我国虚拟仿真实验项目的建设情况

虚拟仿真实验是借助于网络技术、计算机技术、虚拟仿真技术和人工智能技术等，构建虚拟实验场景、实验内容和操作对象的实验平台，使学生通过人机交互的方式，可以像在真实环境中一样完成各种实验项目。它是现代信息技术与教育的深度融合，是教育信息化的产物。它极大地促进教学模式的改革，丰富教学手段，提升教学质量。2017年，我国教育部下发的《教育部办公厅关于2017－2020年开展示范性虚拟仿真实验教学项目建设的通知》明确提出在普通本科高等学校开展示范性虚拟仿真实验教学项目建设工作。2018年，教育部在发布的《教育部关于狠抓新时代全国高等学校本科教育工作会议精神落实的通知》中首次提出金课概念，同时也将虚拟仿真实验项目列为五大金课之一。自此，国内各大高校掀起了虚拟仿真实验教学课程建设的热潮。我们从国家虚拟仿真实验教学课程共享平台网站查阅到的最新信息显示，自2017年以来，我国的虚拟仿真实验项目建设已经覆盖经济学、法学、教育学、文学、历史学、理学、工学、农学、医学、管理学和艺术学等12个学科大类，61个学科类别。截至2021年底，在iLAB平台上申报的虚拟仿真教学实验项目共3250项，其中728项已通过国家认定。在所有学科类别虚拟仿真实验项目数量排名中，基础医学类以124项位列第四(前三名依次为:管理类221项，机械类175项，艺术学类169项)。这说明虚拟仿真实验在基础医学教学领域也得到广泛应用。

2虚拟仿真实验与传统实验的特征

摘要：实验教学在人才培养课程结构中有着举足轻重的地位，实验教学的方法手段及教学模式对教学效果效率都有深远影响。本文分析了当前实验教学中存在的问题，结合当前实验教学实际，提出了“互联网+”实验平台、虚实结合、校企融合的教学模式。为高校培育出动手能力、思维能力、创新能力较强的国家合格人才。

关键词：高校；实验教学；新模式

高校应用型人才培养过程中，课程实验是培养学生动手能力、思考能力、创新能力的重要教学途径，并且国家越来越重视高校教育中的实验教学。2018年5月19日，国家级实验教学示范中心联席会在大连召开。会议期间，来自全国各大高校的教授们以“新工科建设”、“虚拟仿真”、“创新创业教育”等主题作了系列报告讲座。虽然，从国家到高校对实验教学越来越重视，但实验教学还存在着一定的不足。所以本文分析了实验教学现状，提出了 “互联网+”实验系统平台(Internet + lab system)、虚实结合(Virtual and reality combine)、校企融合(school-enterprise combination)的LLVS教学新模式。

1实验教学现状

1.1对实验课程重视仍有不足

近年来，高校课程体系改革到目前已小有成果，实验课时比重由原来的20%~30%，调整到现在的近50%。虽然课时量有明显增加，但实验课程的质量还有很大提升空间。实验课程的内容仍旧以验证性实验为主，学生只能严格按照老师的计划步骤机械的完成课程实验。实验质量不高，缺乏对学生自主能力、创新能力的培养。