CN113887158A - 虚拟仿真教学方法、系统以及计算机设备 - Google Patents

Abstract

本发明属于虚拟仿真教学以及电子信息技术领域，特别公开了一种虚拟仿真教学方法、系统以及计算机设备。其中虚拟仿真教学系统以新产品开发流程为主线，将新产品开发活动中的关键环节以及在各环节中承载具体工作的岗位，并结合实际教学需求，将电子信息技术专业理论和知识融入其中，形成融理论教学、实践教学和企业活动于一体的有机教学系统，便于实验者能够很好地了解并掌握新产品开发的流程，从而有效地解决高等学校电子信息类专业技术人才培养面临的实际问题。

Description

虚拟仿真教学方法、系统以及计算机设备

技术领域

本发明属于虚拟仿真教学以及电子信息技术领域，特别涉及一种虚拟仿真教学方法、系统以及计算机设备。

背景技术

高等学校电子信息类专业实验者毕业后大多从事产品开发、工程技术等相关工作。然而，受限于资金投入巨大、场地不足、日常维护困难等原因，高校普遍缺少与之配套的实践条件，以至于实验者无法在校内充分锻炼，实验者不了解企业，不清楚与工作密切相关的岗位职责、职位要求。在生产实习环节，由于企业资源协调、安全、信息保护、资金等实际问题，实验者只能粗浅地了解表皮而不能深入实践，收效甚微。

以上原因导致实验者就业后用人单位仍需花费大量人力、物力和时间进行培养，造成资源浪费。随着技术的进步，越来越多的高校将虚拟仿真技术应用到教学中，以解决因成本、安全、污染等问题而无法开展实践教学的问题。例如：

专利文献1提出了一种基于Simulink的电气教育三维虚拟仿真方法，将Unity仿真软件中的建模数据通过TCP通道，传输至MATLAB中的Simulink中进行仿真计算，并将仿真计算结果通过TCP通道实时返回至Unity仿真软件，以达到实时动态仿真的目的。

专利文献2公开了一种IC制造虚拟仿真教学平台，该仿真教学平台解决了IC制造工艺及技术教学难的困境，从而为实验者营造了一个高效的学习环境。

专利文献3公开了一种用于单元电路故障诊断的虚拟仿真实验方法，该虚拟仿真实验方法依托虚拟现仿真、多媒体、数据库和互联网技术，依照实际电路故障诊断过程，构建电路故障样本库，并可灵活接入移动端和PC端，形成人机交互的实验平台。

然而，上面几篇文献中提到的技术方案仅局部解决了电子信息类专业实验者培养中的个别问题，远远不能解决实验者培养系统性以及职业化发展的技术问题。

参考文献

专利文献1 中国发明专利申请 公开号 CN110059380A，公开日期：20190726；

专利文献2 中国发明专利申请 公开号 CN111724282A，公开日期：20200929；

专利文献3 中国发明专利申请 公开号 CN110910728A，公开日期：20200324。

发明内容

本发明的目的在于提出一种基于新产品开发流程的电子信息技术虚拟仿真教学方法，该电子信息技术虚拟仿真教学方法以新产品开发流程为主线，让实验者在实施新产品开发活动中学习流程、体验职业角色、运用专业理论知识解决实际问题。

本发明为了实现上述目的，采用如下技术方案：

基于新产品开发流程的电子信息技术虚拟仿真教学方法，包括：

提供包括专业知识和新产品开发流程在内的学习内容展示的学习步骤；

以及按照新产品开发流程依次完成包括产品需求设计、设计实施、样机组装、样机调试以及质量试验在内的所有开发工作并给出综合评价的实验步骤。

此外，本发明还在上述电子信息技术虚拟仿真教学方法的基础上，提出了一种基于新产品开发流程的电子信息技术虚拟仿真教学系统，其采用如下技术方案：

基于新产品开发流程的电子信息技术虚拟仿真教学系统，包括：

学习系统，用于提供包括专业知识和新产品开发流程在内的学习内容展示；

以及实验系统，用于按照新产品开发流程依次完成包括产品需求设计、设计实施、样机组装、样机调试以及质量试验在内的所有开发工作并给出综合评价。

此外，本发明还提出了一种计算机设备，其采用如下技术方案：

一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序。处理器执行计算机程序时，实现上述电子信息技术虚拟仿真教学方法的步骤。

此外，本发明还提出了一种计算机可读存储介质，其采用如下技术方案：

一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上面述及的电子信息技术虚拟仿真教学方法的步骤。

本发明具有如下优点：

如上所述，本发明述及了一种基于新产品开发流程的电子信息技术虚拟仿真教学方法、系统、计算机设备以及可读存储介质。其中，虚拟仿真教学系统以新产品开发流程为主线，将新产品开发活动中的关键环节以及在各环节中承载具体工作的岗位，并结合实际教学需求，将电子信息技术专业理论和知识融入其中，形成融理论教学、实践教学和企业活动于一体的有机教学系统，便于实验者能够很好地了解并正确的掌握基于新产品开发的所有流程，进而有效地解决了高等学校电子信息类专业技术人才培养面临的实际问题。

附图说明

图1为本发明实施例1中电子信息技术虚拟仿真教学方法的流程框图。

图2为本发明实施例1中实验步骤的流程示意图。

图3为本发明实施例2中电子信息技术虚拟仿真教学系统的结构框图。

图4为实现发光二极管周期性的亮暗闪烁的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施方式对本发明作进一步详细说明：

实施例1

本实施例1述及了一种基于新产品开发流程的电子信息技术虚拟仿真教学方法。如图1所示，该电子信息技术虚拟仿真教学方法包括学习步骤和实验步骤两部分。

其中，学习步骤提供包括专业知识和新产品开发流程在内的学习内容展示，让实验者掌握电子信息技术的基本知识以及基本理论。

在学习步骤中使用到的各类学习库均存储到学习系统后台数据库中，当实验者点击某一部分学习内容时，则会调用相应的学习库到屏幕上进行显示。

各类学习库的存储方式有视频、图片、文字、动画或它们中的两种以上的组合形式。

以硬件知识学习库为例：

硬件知识学习库中存储的内容包括常用硬件设计基础知识、基本元器件的选型以及基本设计工具的使用。具体内容包括：常用元器件工作原理及选型，如电阻、电容、电感、二极管、三极管、场效应管以及包含运算放大器在内的常用芯片；常用电路模块的工作原理，如运算放大电路、反馈电路、滤波电路、整流电路、振荡电路、逻辑电路、开关电路、时序电路、A/D和D/A电路等等；微控制器件的基本工作原理，以及其外设（包括GPIO、定时器、USART、AD转换、I2C、SPI）的电路设计、通讯技术等；各类传感器的功能和工作原理、常见非电量参数的检测方法、检测系统中常用的信号放大电路、信号处理电路与信号转换电路等；常用的绘图工具，并掌握其基本使用方法和技巧。

软件知识学习库中的内容包括程序设计、调试、下载等，提供了常用的软件设计语言、设计工具、数据库、常用算法以及开发平台，并以实例以视频形式讲述如何设计程序、调试程序以及将程序下载到芯片中。

机械知识学习库中的内容，包括基本的工程制图原理、公差设计原理和方法、常用材料特性、基本二维和三维绘图工具等内容。

电路板加工知识学习库中的内容，包括电路板基本结构、基本工艺流程等内容。

PCBA组装知识学习库中的内容，包括生产工艺流程、炉温曲线等技术参数设定、加工设备操控等内容。

质量控制知识学习库中的内容，包括产品质量的基本概念、影响因素、试验原理、试验方法、试验标准、试验条件设定、试验设备操控等内容。

主流程知识学习库中的内容，以新产品开发流程为主线，介绍流程的定义和作用、新产品开发流程、流程关键环节及其工作内容、涉及的岗位。

职业角色知识学习库中内容包括各个职业角色的工作职责、职位要求及职业前景等内容。

学习系统后台数据库采用视频、动画、图片、文字等多种媒体手段提供学习材料，特别是对那些难以理解的工艺技术类知识，提供了专业的动画或者视频内容，为实验者更好地理解和掌握这些知识提供了极大的方便。

如图1所示，学习步骤主要包括专业知识学习步骤以及产品开发流程学习步骤。

其中，专业知识学习步骤包括：

步骤I.1. 硬件知识学习步骤

从学习系统后台数据库调用硬件知识学习库中的内容，并在屏幕上显示，供实验者学习。硬件知识学习库中的内容能够以视频、图片、文字和/或动画的形式在屏幕上进行展示。

步骤I.2. 软件知识学习步骤

从学习系统后台数据库调用软件知识学习库中的内容，并在屏幕上显示，供实验者学习。软件知识学习库中的内容能够以视频、图片、文字和/或动画的形式在屏幕上进行展示。

步骤I.3. 机械知识学习步骤

从学习系统后台数据库调用机械知识学习库中的内容，并在屏幕上显示，供实验者学习。机械知识学习库中的内容能够以视频、图片、文字和/或动画的形式在屏幕上进行展示。

步骤I.4. 电路板加工知识学习步骤

从学习系统后台数据库调用电路板加工知识学习库中的内容并在屏幕上显示，供实验者学习，电路板加工知识学习库中内容以视频、图片、文字和/或动画的形式在屏幕上展示。

步骤I.5. PCBA组装知识学习步骤

从学习系统后台数据库调用PCBA组装知识学习库中内容并在屏幕上显示，供实验者学习，PCBA组装知识学习库中的内容以视频、图片、文字和/或动画的形式在屏幕上展示。

步骤I.6. 质量控制知识学习步骤

从学习系统后台数据库调用质量控制知识学习库中的内容并在屏幕上显示，供实验者学习，质量控制学习库中的内容能够以视频、图片、文字和/或动画的形式在屏幕上进行展示。

其中，产品开发流程学习步骤包括：

步骤II.1. 主流程知识学习步骤

从学习系统后台数据库调用主流程知识学习库中的内容，并在屏幕上显示，供实验者学习，主流程知识学习库中的内容能够以视频、图片、文字和/或动画的形式在屏幕上进行展示。

步骤II.2. 职业角色知识学习步骤

从学习系统后台数据库调用职业角色知识学习库中的内容，并在屏幕上显示，供实验者学习，职业角色知识学习库中的内容能够以视频、图片、文字和/或动画的形式在屏幕上展示。

以上各个步骤之间没有先后顺序，实验者可以根据自己的需要灵活选择学习的内容。

本实施例1中实验步骤则按照新产品开发流程依次完成包括产品需求设计、设计实施、样机组装、样机调试以及质量试验在内的所有开发工作并给出综合评价。

在实验步骤中用到的产品模型、图等文件均存储到实验系统后台数据库中，并且当实验者进行到某一步实验时，通过调用某一部分内容，则相应的内容会显示到屏幕上。

如图2所示，基于新产品开发流程的电子信息技术实验步骤具体包括：

步骤1. 产品需求设计步骤。

从实验系统后台数据库调用并选择项目的来源、产品的类别以及产品的指标，并且当产品的指标选择完成后，生成一份产品技术规格文档。

实验系统后台数据库中内置了不同类型的产品，实验者可选择任意一款产品，按照新产品开发流程完成所有开发工作。根据选择产品的不同，将进入不同的系统开发线路，各个系统开发线路的差异主要为产品的结构差异、后续的电路设计图以及PCB板的样式不同。

步骤2. 设计实施步骤。

该步骤又分为原理图设计步骤、PCB设计步骤、PCB制作步骤以及PCB组装步骤。

步骤2.1. 原理图设计步骤。

从实验系统后台数据库调用内容不完整且可编辑的实验用原理图并显示在屏幕上，供实验者采用包括填空、连线以及参数设计在内的多种补充空白的方式完善实验原理图，并且在实验原理图设计完成后，将生成的产品原理图存储到实验系统后台数据库。

设计者根据实验需要将某些部分空白并生成实验用的不完整的实验原理图，并连同空白位置的元器件类型、线路连接要求以及参数存储在实验系统后台数据库。当原理图设计工作开始后，该实验用原理图被调用并显示在屏幕上。

实验者采用填空、连线和参数设计三种方式实现原理图设计。填空，即由实验者根据电路原理和产品设计的需要选择合适的元器件，并在鼠标和键盘的配合下，以正确的方向放置在空白处；连线，即使用鼠标绘制导线，实现该元器件与周边元器件的线路连接；参数设计，即补充该元器件的电路参数值。待实验原理图中的所有空白补充完成后，点击“保存”按钮，则此原理图以文件名“产品原理图”保存在实验系统后台数据库，方便后续调用。实验者可点击“查看原理图”按钮查阅，如若无错误，可点击进入下一步设计工作。在后续工作中，系统将实验者提交的产品原理图与后台存储的完整原理图及其空白变量进行比对，以判定实验者的实验结果。

步骤2.2. PCB设计步骤。

从实验系统后台数据库调用内容不完整且可编辑的实验用PCB图并显示在屏幕上，供实验者采用包括填空、连线以及参数设计在内的多种补充空白的方式完善PCB图设计，并且在PCB图设计完成后，将生成的产品PCB图存储到实验系统后台数据库。

该步骤可以参考上述步骤2.1，即同样采用补充空白的方式实施此项工作。

实验者使用鼠标将元器件以正确的方向摆放在正确的位置，根据PCB设计方法和内部预设的通用规则使用键盘设定导线的单位、宽度、角度等，然后使用鼠标绘制导线完成元器件的电气连接。如果实验者设计工作违反了设计规则，则被禁止并在屏幕上予以提示，实验者可根据提示修正并继续工作。待实验用PCB所有空白补充完成后，点击“保存”按钮，以文件名“产品PCB图.Pcbdoc”文件保存在后台指定的实验系统后台数据库。同样的，实验者还可以点击“查看PCB图纸”按钮查阅或者修改。所有工作完成后即可进入下一步设计工作。

步骤2.3. PCB制作步骤。

从实验系统后台数据库首先调用演示PCB板制作过程的视频并在屏幕上进行播放，当PCB板制作过程的视频播放完成后，从实验系统后台数据库进一步调用PCB板模型并在屏幕上进行展示。实验者可以使用鼠标三键旋转或者缩放该产品，从不同角度进行观察。

步骤2.4. PCB组装步骤。

从实验系统后台数据库首先调用演示PCBA组装过程的视频并在屏幕上进行播放，当PCBA组装过程的视频播放完成后，从实验系统后台数据库进一步调用电路板组件并在屏幕上进行展示。演示PCBA的组装过程，包括PCB板加载、印刷、元器件拾取和摆放、贴片、回流焊、插件、波峰焊、检测等多个环节。

步骤3. 软件设计步骤。

从实验系统后台数据库调用演示程序设计、演示程序调试以及演示程序烧写下载的视频或动画在屏幕上播放；并且当视频或动画播放完成后从实验系统后台数据库进一步调用程序设计文档进行烧写过程操作。

步骤4. 机械设计步骤。

该机械设计步骤包括外观设计步骤、结构设计步骤、模具设计步骤以及开模具步骤。

步骤4.1. 外观设计步骤。

从实验系统后台数据库中调用半成品结构模型并在屏幕上显示，然后对半成品结构模型的外观参数进行设定，外观参数设定完成后在屏幕上进行更新。

步骤4.2. 结构设计步骤。

对经过外观设计后的半成品结构模型的结构参数进行设定，同时在结构参数设定完成后生成产品结构设计图，并将生成的产品结构设计图以及结构参数设定完成的半成品结构模型存储至实验系统后台数据库。

步骤4.3. 模具设计步骤。

从实验系统后台数据库调用演示模具设计的视频并在屏幕上播放。

步骤4.4. 开模具步骤。

从实验系统后台数据库调用开模具的视频并在屏幕上播放。

步骤5. 样机组装步骤。

从实验系统后台数据库调用组装样机的零部件并在屏幕上进行显示，同时在屏幕上以动画的方式完成样机的定位和卡合的样机装配；其中，组装样机的零部件包括上述电路板组件、以及经过外观设计和结构设计完成的半成品结构模型。

步骤6. 样机调试步骤。

在样机组成完成后完成样机的测试工作，并基于测试内容生成一份产品测试报告文档，存储到实验系统后台数据库。其中，测试内容包括原理图和PCB在内的硬件设计方面的测试、械设计方面的测试以及电性能指标的测试。

硬件设计方面的测试包括原理图设计方面的测试和PCB图设计方面的测试。

原理图设计方面的测试是将生成的产品原理图与实验系统后台数据库预先存储的标准的产品原理图进行比对，比对内容包括空白处元器件的选型、方向、参数、连线、布线完整性和参数完整性。

PCB图设计方面的测试是将生成的产品PCB图与实验系统后台数据库预先存储的标准产品PCB图进行比对，比对内容包括空白处元器件的选型、方向、参数、连线、PCB布线完整性和参数完整性。

软件设计方面的测试包括程序是否正确下载的检查。

机械设计方面的测试是将生成的产品结构设计图与实验系统后台数据库预先存储的标准产品结构设计图进行比对，比对内容包括半成品结构模型的前壳、后壳和电路板三者之间尺寸设计的匹配性、螺钉的选型、设计内容完整性。

电性能指标的测试包括各种供电电压的幅度，信号的波形、频率和幅度，功率等。

实验者查看产品测试报告文档的内容，并对其中的不合格项进行分析，返回对应的设计界面进行修订，并重新进行样机测试工作，直到测试报告内所有项目全部合格。

步骤7. 质量试验步骤。

在样机测试工作完成后，进行产品的可靠性试验，并且在试验完成后自动生成一份产品试验报告，并存储至实验系统后台数据库。

可靠性试验包括高低温存储试验、电磁兼容试验、振动跌落试验以及MTBF试验。

步骤8. 综合评价步骤。

根据前面生成的产品原理图、产品PCB图、程序、产品结构设计图、产品测试报告以及产品试验报告，从完整性、文档质量以及修改次数三个维度进行评价，并基于预先设定的权重系数给出实验者的考核成绩。

通过上述实验步骤，便于实验者能够很好地了解并正确掌握基于新产品开发的所有流程，进而有效地解决高等学校电子信息类专业技术人才培养面临的实际问题。

实施例2

本实施例2述及了一种基于新产品开发流程的电子信息技术虚拟仿真教学系统，该系统是对应于上述实施例1中的电子信息技术虚拟仿真教学方法而设计的。

为了方便说明，以在Unity3D环境下开发的虚拟仿真教学系统为例：

如图3所示，该虚拟仿真教学系统由两部分组成，即学习系统以及实验系统。其中：

学习系统，用于提供包括专业知识和新产品开发流程在内的学习内容展示。

实验系统，则用于按照新产品开发流程依次完成包括产品需求设计、设计实施、样机组装、样机调试以及质量试验在内的所有开发工作并给出综合评价。

学习系统包括学习系统后台数据库、专业知识模块以及产品开发流程模块。其中，专业知识模块以及产品开发流程模块用到的各类学习库均可以从学习系统后台数据库调用。

当实验者点击某一部分学习内容时，则会调用相应的学习库到屏幕上进行显示。各类学习库的存储方式有视频、图片、文字、动画或它们中的两种以上的组合形式。

专业知识模块包括硬件知识模块、软件知识模块、机械知识模块、电路板加工知识模块、PCBA组装知识模块以及质量控制知识模块。

硬件知识模块，从学习系统后台数据库调用硬件知识学习库中的内容，并在屏幕上进行显示，其中硬件知识学习库中的内容以视频、图片、文字和/或动画的方式存储。

在硬件知识模块中，通过鼠标点击等方式，调用硬件知识学习库中的内容，则相关的内容会在屏幕上进行显示，以供实验者进行学习。

其中，硬件知识学习库包括常用硬件设计基础知识、基本元器件的选型以及基本设计工具的使用。具体内容包括：常用元器件工作原理及选型，如电阻、电容、电感、二极管、三极管、场效应管以及包含运算放大器在内的常用芯片；常用电路模块的工作原理，如运算放大电路、反馈电路、滤波电路、整流电路、振荡电路、逻辑电路、开关电路、时序电路、A/D和D/A电路等等；微控制器件的基本工作原理，以及其外设（包括GPIO、定时器、USART、AD转换、I2C、SPI）的电路设计、通讯技术等；各类传感器的功能和工作原理、常见非电量参数的检测方法、检测系统中常用的信号放大电路、信号处理电路与信号转换电路等；常用的绘图工具，并掌握其基本使用方法和技巧。

软件知识模块，从学习系统后台数据库调用软件知识学习库中的内容，并在屏幕上进行显示，其中软件知识学习库中的内容以视频、图片、文字和/或动画的方式存储。

在软件知识模块中，通过鼠标点击等方式，调用软件知识学习库中的内容，则相关的内容会在屏幕上进行显示，以供实验者进行学习。

软件知识学习库中包括程序设计、调试、下载等，提供了常用的软件设计语言、设计工具、数据库、常用算法以及开发平台，并以实例以视频形式讲述如何设计程序、调试程序以及将程序下载到芯片中。

机械知识模块，从学习系统后台数据库调用机械知识学习库中的内容，并在屏幕上进行显示，其中机械知识学习库中的内容以视频、图片、文字和/或动画的方式存储。

在机械知识模块中，通过鼠标点击等方式，调用机械知识学习库中的内容，则相关的内容会在屏幕上进行显示，以供实验者进行学习。

机械知识学习库，包括基本的工程制图原理、公差设计原理和方法、常用材料特性、基本二维和三维绘图工具等内容。

电路板加工知识模块，从学习系统后台数据库调用电路板加工知识学习库中的内容，并在屏幕上进行显示，其中电路板加工知识学习库中的内容以视频、图片、文字和/或动画的方式存储。

在电路板加工知识模块中，通过鼠标点击等方式，调用电路板加工知识学习库中的内容，则相关的内容会在屏幕上进行显示，以供实验者进行学习。

电路板加工知识学习库，包括电路板基本结构、基本工艺流程等内容。

PCBA组装知识模块，从学习系统后台数据库调用PCBA组装知识学习库中的内容，并在屏幕上进行显示，其中PCBA组装知识学习库中的内容以视频、图片、文字和/或动画的方式存储。

在PCBA组装知识模块中，通过鼠标点击等方式，调用PCBA组装知识学习库中的内容，则相关的内容会在屏幕上进行显示，以供实验者进行学习。

PCBA组装知识学习库，包括生产工艺流程、炉温曲线等技术参数设定、加工设备操控等内容。

质量控制知识模块，从学习系统后台数据库调用质量控制学习库中的内容，并在屏幕上进行质量控制知识的显示，其中质量控制知识学习库中的内容以视频、图片、文字和/或动画的方式存储。

在质量控制知识模块中，通过鼠标点击等方式，调用质量控制知识学习库中的内容，则相关的内容会在屏幕上进行显示，以供实验者进行学习。

质量控制知识学习库，包括产品质量的基本概念、影响因素、试验原理、试验方法、试验标准、试验条件设定、试验设备操控等内容。

本实施例2中虚拟仿真教学系统，在学习内容呈现方式上，采用菜单式结构，将内容分层呈现；另外，除了传统的文字、图片等学习形式，还提供了动画、视频等，方便实验者更好地理解知识、掌握知识。

以三极管学习为例，展示了学习系统下专业知识的设计方案。

进入学习系统后，点击硬件知识选项，进入下级菜单，点击基本元器件，进入下级菜单，显示基本元器件，点击三极管，进入三极管的学习界面。

正文部分使用文字介绍三极管的基本概念、发展历史、工作原理、分类和参数、封装等知识，设计有图片帮助实验者理解知识。

同时，设计有视频链接让实验者更直观、感性地认识三极管；点击视频按钮，弹出窗口播放视频，视频下方存在暂停、快进等按钮，也可以拉动进度条改变视频进度。

屏幕界面的左上角显示层层递进的菜单栏，能够清晰定位该知识点在学习系统中的位置，还可以跳转到感兴趣的其他知识点。

另外，在学习界面右边设计有进度条和目录，能够帮助实验者定位当前学习进度在本知识点中的位置，还能供实验者快速切换至感兴趣的内容。

产品开发流程模块包括主流程知识模块以及职业角色知识模块。

主流程知识模块，从学习系统后台数据库调用主流程知识学习库中的内容，并在屏幕上进行显示，其中主流程知识学习库中的内容以视频、图片、文字和/或动画的方式存储。

在主流程知识模块中，通过鼠标点击等方式，调用主流程知识学习库中的内容，则相关的内容会在屏幕上进行显示，以供实验者进行学习。

主流程知识学习库中的内容，以新产品开发流程为主线，介绍流程的定义和作用、新产品开发流程、流程关键环节及其工作内容、涉及的岗位。

职业角色知识模块，从学习系统后台数据库调用职业角色知识学习库中的内容，并在屏幕上进行显示，职业角色知识学习库中的内容以视频、图片、文字和/或动画的方式存储。

在职业角色知识模块中，通过鼠标点击等方式，调用职业角色知识学习库中的内容，则相关的内容会在屏幕上进行显示，以供实验者进行学习。

职业角色知识学习库包括各个职业角色的工作职责、职位要求及职业前景等内容。

新产品开发流程精炼为产品需求、设计开发、样机组装、调试与测试、质量试验、系统评价六个关键环节；因此，流程所涉及角色包括产品经理、硬件设计师、软件设计师、机械设计师、质量工程师、系统设计师、工艺工程师、采购工程师等。

如图3所示，实验系统包括实验系统后台数据库、产品需求设计模块、设计实施模块、样机组装模块、样机调试模块、质量试验模块以及综合评价模块。

该实验系统中各个模块使用到的内容均存储到实验系统后台数据库中，并且当实验者进入到某一程序模块时，调用相关内容，则相应的内容会显示到屏幕上。

在实验系统后台数据库中，系统内置了不同类型的产品。实验者可选择任意一款产品，按照新产品开发流程完成所有开发工作。

根据选择产品的不同，将进入不同的系统线路，系统线路的差异主要为产品的结构差异、后续的电路设计图、PCB板的样式不同。

产品需求设计模块，实验者将在此模块内完成产品功能的描述和规划。

从实验系统后台数据库调用并选择项目的来源、产品的类别以及产品的指标，并且当产品的指标选择完成后，生成一份产品技术规格文档。

A1. 确定项目来源

实验者可使用右上角菜单查阅项目介绍，了解项目信息。实验者首先使用鼠标选择“外部输入”或“内部输入”，控制代码唤醒屏幕中的菜单选择项目来源，然后进入下一步。

A2. 确定产品类别

系统中预设了若干类产品，这些产品均以3D模型形式在后台保存，其属性在程序中通过Inspector菜单详细描述，这些产品默认状态下是隐藏的。

当实验者在界面上通过鼠标选中某一个产品后，程序通过setactive（）函数将该产品激活显示在屏幕上。实验者可以使用鼠标三键（预设代码脚本）旋转或者缩放，从不同角度观察产品。然后进入下一步。

A3.确定产品规格

在产品规格界面，右侧显示所选产品对应的指标菜单，使用鼠标在右侧的菜单中勾选该产品的指标，包括外壳材质、尺寸、颜色等外观指标，以及预计输出电压等电性能指标等。

代码文件被预先将挂载在相应的按钮下，根据所点击的按钮，系统调用不同的代码函数显示该产品Inspector菜单中的对应内容。比如，点击外壳材质下的“金属”按钮，则在代码文件函数作用下更改Materials为Metal，同时令代码文件下变量Material_Metal=1，其余=0（每个指标下仅有一个变量可以为1）。

所有指标选择完毕后，点击完成按钮，生成一份产品技术规格文档：产品技术规格书。

产品技术规格书中通过对比记录所有为1的变量，并以文本模式展示在屏幕中。如变量Material_Metal=1，则在屏幕显示对应文本为“产品外壳材质为金属”。

设计实施模块包括硬件设计模块、软件设计模块以及机械设计模块三部分。

硬件设计模块包括原理图设计模块、PCB设计模块、PCB制作模块以及PCB组装模块。

原理图设计模块，从实验系统后台数据库调用内容不完整且可编辑的实验用原理图并显示在屏幕上，供实验者采用包括填空、连线以及参数设计在内的多种补充空白的方式完善实验原理图，并且在实验原理图设计完成后，将生成的产品原理图存储在实验系统后台数据库。

系统将该产品完整的原理图存储在实验系统后台数据库中。

设计者根据实验需要将某些部分空白并生成实验用的不完整且可编辑的原理图，并连同空白位置的元器件类型、线路连接要求以及参数存储在实验系统后台数据库。

当原理图设计工作开始后，该实验用原理图被调用并显示在屏幕上。实验者主要采用填空、连线和参数设计三种方式实现原理图设计。填空，即由实验者根据电路原理和产品设计的需要选择合适的元器件，并在鼠标和键盘的配合下，以正确的方向放置在空白处；连线，即使用鼠标绘制导线，实现该元器件与周边元器件的线路连接；参数设计，即补充该元器件的电路参数值。所有空白补充完成后，点击“保存”按钮，此原理图以文件名“产品原理图”保存在实验系统后台数据库中。实验者可点击“查看原理图”按钮查阅，如若无错误，可点击进入下一步设计工作。系统将实验者提交的产品原理图与实验系统后台数据库存储的完整原理图及其空白变量进行比对，以判定实验者的实验结果。

比如，实验者选择元器件及其参数时，对应更改后台文件中的变量，如选择按钮“电阻”，选择参数为1千欧，则置变量为Res=1，Res_num=1，其余变量为0，选择参数为2千欧，则置变量为Res=1，Res_num=2，其余变量为0；产品原理图中同样记录所有非0变量，比对预设变量，如Res=Ans_1,Res_num=Ans_1_num，则说明选择正确，全部对比相等，则激活按钮“下一步”，点击下一步进入其余设计工作。

如图4所示，以实现发光二极管D3周期性的亮暗闪烁的电路原理图为例：9V直流电源通过电阻R1、R4对电容C1充电，Uout为高电平；当Uc达到阈值时，电容会通过电阻R4放电，则Uout为低电平。根据电子线路原理，电阻R1、R4和电容C1决定了Uout的周期以及占空比。在原理图设计模块中，将该电路设计了两处空白（例如在电阻R1处留有一处空白，在发光二极管D3处留有一处空白），要求实验者根据电路功能和原理选择合适的元器件、按照正确的方向放置、填写参数并完成线路连接。为了方便实验者完成该项工作，还在为空白处设计了帮助功能，提供相关的原理及技术资料。

PCB设计模块，从实验系统后台数据库调用内容不完整且可编辑的实验用PCB图并显示在屏幕上，供实验者采用包括填空、连线以及参数设计在内的多种补充空白的方式完善PCB图设计，并且在PCB图设计完成后，将生成的产品PCB图存储在实验系统后台数据库。

与上述原理图设计模块类似，PCB设计模块同样采用补充空白的方式实施此项工作。实验者在PCB设计模块中使用鼠标将元器件以正确的方向摆放在正确的位置，根据PCB设计方法和内部预设的通用规则使用键盘设定导线的单位、宽度、角度等，然后使用鼠标绘制导线完成元器件的电气连接。如果实验者设计工作违反了设计规则，则被禁止并在屏幕上予以提示，实验者可根据提示修正并继续工作。待实验用PCB图中所有空白补充完成后，点击“保存”按钮，以文件名“产品PCB图.Pcbdoc”文件保存在实验系统后台数据库中。实验者还可以点击“查看PCB图纸”按钮查阅或者修改。所有工作完成后即可进入下一步设计工作。

PCB制作模块，从实验系统后台数据库调用演示PCB板制作过程的视频，在PCB板制作过程的视频播放完成后，从实验系统后台数据库调用PCB板模型，并在屏幕上进行展示。因为此项工作较为复杂，且已有类似的技术方案，故以视频形式演示PCB板的制作过程，让实验者了解PCB的加工工艺、参数设定等内容。

系统在实验系统后台数据库中内置了视频文件，隐藏在界面中，实验者可以点击相关按钮，在UI界面唤醒RawImage进行视频播放；点击不同按钮时，通过代码更换不同的MovieTexture进行视频的切换；点击“生成PCB板”，唤醒隐藏在界面上的3D模型，同样可以使用鼠标三键旋转或者缩放该产品，从不同角度进行观察。

PCB组装模块，从实验系统后台数据库先后调用演示PCBA组装过程的视频以及电路板组件，并在屏幕上进行播放或显示，完成电路板与元器件的组装。

与上一步一样，本项工作设计为演示模式，以视频形式演示PCBA的组装过程，包括PCB板加载、印刷、元器件拾取和摆放、贴片、回流焊、插件、波峰焊、检测等多个环节。

实验者点击“查阅”按钮，可以看到从实验系统后台数据库中调用的电路板组件。

以上为硬件设计模块中的相关内容，下面介绍软件设计模块的具体工作。

软件设计模块，从实验系统后台数据库调用演示程序设计、演示程序调试以及演示程序烧写下载的视频或动画在屏幕上播放，并且当视频或动画播放完成后从实验系统后台数据库进一步调用程序设计文档进行烧写过程操作。

以演示程序烧写下载的视频或动画为例，使用鼠标点击按钮“连接”，发送指令到后台播放预设的动画效果，将看到一根数据线连接线路板与场景中的虚拟电脑；动画播放完成后继续点击“配置”，将在虚拟电脑屏幕播放视频，我们将看到虚拟电脑桌面中打开编译器程序，配置文件，设置端口，打开要烧录的代码；完成此步之后唤醒“下载”按钮，将按钮属性下的Interactable置为true，将按钮由不可按动模式改为可按动模式，点击“下载”按钮，播放下载进度动画，播放完成后弹出提示，表示完成烧写。

软件设计模块工作完成后，需要进入机械设计模块对产品进行进一步设计。

机械设计模块包括外观设计模块、结构设计模块、模具设计模块以及开模具模块。在该机械设计模块中，实验者可以调用实验系统后台数据库中内置的各类产品的半成品结构模型，并且在此基础上进行个性化设计。下面对机械设计模块中各个程序模块进行详细说明：

外观设计模块，从实验系统后台数据库调用半成品结构模型并在屏幕上显示，然后对半成品结构模型的外观参数进行设定，外观参数设定完成后在屏幕上进行更新。

通过鼠标点击进入外观设计模块工作界面，在屏幕左侧预设了前述所选产品的前壳和后壳，默认状态下为隐藏状态，点击按钮菜单选择其中一项，点击后将其显示出来，同样可以设定产品外壳的材质、颜色、表面处理工艺、logo等参数。

以材质为例，若点击按钮“金属”，调用预设代码使用金属材质覆盖产品组件对应Inspcetor中的Material，则屏幕中产品相应的视觉效果会得到更新。

结构设计模块，对经过外观设计后的半成品结构模型的结构参数进行设定，同时在结构参数设定完成后生成产品结构设计图，并将生成的产品结构设计图以及结构参数设定完成的半成品结构模型存储至实验系统后台数据库。

进入结构设计模块工作界面后，界面菜单内存在长度、宽度、厚度、螺孔等参数，实验者点击按钮后可对相应参数进行设定。以模型长度为例，模型放入Unity后，在Inspcetor属性菜单中会自动记录其Scale，使用鼠标选择相应长度之后，点击按钮在后台代码函数作用下更改Inspcetor下的Scale数值，更改过后反映在模型本身上，同样在后台代码文件中将其对应变量Scale_1=1，其余为0。结构设计完成后，系统会生成“产品结构设计图”文件，并自动保存，作为评价实验者成绩的依据之一，在后续的对比过程中，主要是对比记录变量与标准变量的数值对比，根据错误个数进行相应加减分。

模具设计模块，从实验系统后台数据库调用演示模具设计的视频并在屏幕上播放。

开模具模块，从实验系统后台数据库调用开模具的视频并在屏幕上播放。

由于模具设计以及开模具两项工作难度较大、对实验者能力要求较高，因此，在本实施例2上述两个模块中均以视频形式展示模具设计和制造的基本方法和步骤。

样机组装模块，从实验系统后台数据库调用组装样机的零部件并在屏幕上进行显示，同时在屏幕上以动画的方式完成样机的定位和卡合的样机装配。其中，组装样机的零部件包括上述电路板组件、以及经过外观设计和结构设计完成的半成品结构模型。

在样机组装模块工作界面下，实验者使用鼠标按照提示依次点击电路板、机壳等，每次点击模型，触发模型本身的触发器，进而播放动画，完成样机的定位和卡合，完成样机装配。

样机调试模块，用于在样机组成完成后完成样机的测试工作，测试内容包括原理图和PCB在内的硬件设计方面的测试、软件设计方面的测试、机械设计方面的测试以及电性能指标的测试，基于测试内容生成一份产品测试报告文档，存储在实验系统后台数据库。

样机组装完成后，进入样机测试界面。实验者根据系统提示，首先使用鼠标连接电源，然后点击“开机”按钮，再点击“开始测试”，系统将播放动画自动完成测试工作。在实验者每次产品设计完成后，都会根据不同的选择在后台对相应脚本文件的相关变量的值进行更改，此处就是将更改过后的值与标准变量值进行对比，若相等，则通过；若不相等，则根据不相等的变量个数进行减分，并记录一份名为“产品测试报告”的文档，文档中变量Wrong_num将记录错误的个数。

测试内容包括原理图和PCB在内的硬件设计方面的测试、机械设计方面的测试以及电性能指标的测试。

硬件设计方面的测试包括原理图设计方面的测试和PCB图设计方面的测试。

原理图设计方面的测试是将生成的产品原理图与实验系统后台数据库预先存储的标准的产品原理图进行比对，比对内容包括空白处元器件的选型、方向、参数、连线、布线完整性和参数完整性。

PCB图设计方面的测试是将生成的产品PCB图与实验系统后台数据库预先存储的标准产品PCB图进行比对，比对内容包括空白处元器件的选型、方向、参数、连线、PCB布线完整性和参数完整性。

软件设计方面的测试包括程序是否正确下载的检查。

机械设计方面的测试是将生成的产品结构设计图与实验系统后台数据库预先存储的标准产品结构设计图进行比对，比对内容包括半成品结构模型的前壳、后壳和电路板三者之间尺寸设计的匹配性、螺钉的选型、设计内容完整性。

电性能指标的测试包括各种供电电压的幅度，信号的波形、频率和幅度，功率等。

基于以上测试内容生成一份产品测试报告文档，存储在实验系统后台数据库。

实验者查看测试报告，并对其中的不合格项进行分析，返回对应的设计界面进行修正，并重新进行样机测试工作，直到测试报告内所有项目全部合格。

质量试验模块，在样机测试工作完成后，在质量试验模块的工作界面，进行产品的可靠性试验，包括高低温存储试验、电磁兼容试验、振动跌落试验以及MTBF试验等，并且在试验完成后自动生成一份产品试验报告，并存储至实验系统后台数据库。

以高低温存储试验为例，实验者使用鼠标点击进入试验场景，点击“产品放置”后，播放动画试验仪器将自动开门，实验者使用鼠标将样机放入试验箱内；然后点击“试验条件设置”按钮，系统自动关闭试验箱门，并弹出试验条件设定窗口，进行温度、湿度、时长等参数设定；根据不同的设置，更改代码文件下的变量文本更改，如在设定窗口文本框中输入温度200度时，点击确定后，所属代码文件中的GetComponent（）可以获取文本框中内容，在反馈到试验机器模型上，进行相应更改，后台文件中更改对应变量。湿度、时长亦是如此。再点击“开始试验”按钮，播放试验动画、试验进度动画。同上，会根据不同选择更改不同变量。

试验完成后，系统会自动生成名为“产品XX试验报告”的试验报告。根据前方不同的选择造就代码文件中变量的不同数值，根据代码文件中的变量的不同数值，将输出不一样的结果。存在合格与不合格，合格则通过；不合格，实验者可点击查阅报告并可以点击不合格项跳转场景到产品设计模块对应的部分进行修订，即重新选择，重新进行试验，直至合格。

所有质量试验项目完成后，系统会自动生成名为“产品试验报告.doc”的文档，将产品试验报告代码文件中完整性变量置为1，作为评价实验者成绩的依据之一。

综合评价模块，用于根据前面生成的产品原理图、产品PCB图、程序、产品结构设计图、产品测试报告以及产品试验报告，从完整性、文档质量以及修改次数三个维度进行评价，并基于预先设定的权重系数给出实验者的考核成绩。

系统会呈现前述所有的工作结果，并能从完整性、工作质量和修改次数三个维度评价最终结果。具体包括：1.设计文档完整性，包括产品原理图、产品PCB图、程序、产品结构设计图、产品测试报告、产品试验报告等6个文档；2.文档质量，即报告内各项内容是否合格；3.测试及试验次数。系统根据上述三个方面，根据预先设定的权重，乘算后相加给出最终成绩。每个前述工作结果对应代码文件中的一个变量，是否完整对应着变量置为0或1；文档质量，每完成报告内容时，每次进行的选择都会对其代码文件内部变量进行修改，此处将代码文件内部变量与标准变量数据进行对比，根据相等变量个数获取相应分数；修改次数对应另一个变量，变量初值为0，每修改一次，变量加一；最后计算成绩时使用最终成绩为100*各自权重+变量相等个数*各自权重*100-修改次数变量*对应权重*100。

本实施例2中的电子信息技术虚拟仿真教学系统，是将新产品开发流程、虚拟现实技术与实验教学结合在一起，形成系统的实验教学系统。其中，以新产品开发流程为主线，设置各种职业角色，让实验者在实施新产品开发活动中学习流程、体验职业角色、运用专业理论知识解决实际问题，有助于实验者系统地了解企业和职业，提升实验者能力和素养，弥补人才培养供给侧与产业需求侧之间的断层。在产品设计环节，创新性地使用补充留白方式解决了专业设计工具与3D虚拟工具之间对接的问题。从完整性、工作质量和修改次数三个维度提供了科学的实验结果评价方案，具体地，包括设计文档完整性、文档质量以及测试及试验次数，并赋予不同权重，全面而客观地评价实验结果。

实施例3

本实施例3述及了一种计算机设备，该计算机设备包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序。其中，处理器执行上述计算机程序时，实现上面实施例1述及的基于新产品开发流程的电子信息技术虚拟仿真教学方法的步骤。

实施例4

本实施例4述及了一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序。

当计算机可读介质的计算机程序被处理器执行时，实现上面实施例1述及的基于新产品开发流程的电子信息技术虚拟仿真教学方法的步骤。

当然，以上说明仅仅为本发明的较佳实施例，本发明并不限于列举上述实施例，应当说明的是，任何熟悉本领域的技术人员在本说明书的教导下，所做出的所有等同替代、明显变形形式，均落在本说明书的实质范围之内，理应受到本发明的保护。

Claims (9)

1.基于新产品开发流程的电子信息技术虚拟仿真教学方法，其特征在于，包括：

提供包括专业知识和新产品开发流程在内的学习内容展示的学习步骤；

以及按照新产品开发流程依次完成包括产品需求设计、设计实施、样机组装、样机调试以及质量试验在内的所有开发工作并给出综合评价的实验步骤。

2.根据权利要求1所述的电子信息技术虚拟仿真教学方法，其特征在于，

所述实验步骤包括：

从实验系统后台数据库调用并选择项目的来源、产品的类别以及产品的指标，且当产品的指标选择完成后，生成一份产品技术规格文档的产品需求设计步骤；

从实验系统后台数据库调用内容不完整且可编辑的实验用原理图并显示在屏幕上，供实验者采用包括填空、连线以及参数设计在内的多种补充空白的方式完善实验原理图，并且在实验原理图设计完成后，将生成的产品原理图存储到实验系统后台数据库的原理图设计步骤；

从实验系统后台数据库调用内容不完整且可编辑的实验用PCB图并显示在屏幕上，供实验者采用包括填空、连线以及参数设计在内的多种补充空白的方式完善PCB图设计，并且在PCB图设计完成后，将生成的产品PCB图存储到实验系统后台数据库的PCB设计步骤；

从实验系统后台数据库首先调用演示PCB板制作过程的视频并在屏幕上进行播放，并且当PCB板制作过程的视频播放完成后，从实验系统后台数据库进一步调用PCB板模型并在屏幕上进行展示的PCB制作步骤；

从实验系统后台数据库首先调用演示PCBA组装过程的视频并在屏幕上进行播放，并且当PCBA组装过程的视频播放完成后，从实验系统后台数据库进一步调用电路板组件并在屏幕上进行展示的PCB组装步骤；

从实验系统后台数据库调用演示程序设计、演示程序调试以及演示程序烧写下载的视频或动画在屏幕上播放，并且当视频或动画播放完成后从实验系统后台数据库进一步调用程序设计文档进行烧写过程操作的软件设计步骤；

从实验系统后台数据库调用半成品结构模型并在屏幕上显示，然后对半成品结构模型的外观参数进行设定，外观参数设定完成后在屏幕上进行更新的外观设计步骤；

对经过外观设计后的半成品结构模型的结构参数进行设定，同时在结构参数设定完成后生成产品结构设计图，并将生成的产品结构设计图以及结构参数设定完成的半成品结构模型存储至实验系统后台数据库的结构设计步骤；

从实验系统后台数据库调用演示模具设计的视频并在屏幕上播放的模具设计步骤；

从实验系统后台数据库调用开模具的视频并在屏幕上播放的开模具步骤；

从实验系统后台数据库调用组装样机的零部件并在屏幕上进行显示，同时在屏幕上以动画的方式完成样机的定位和卡合的样机装配的样机组装步骤；其中，组装样机的零部件包括上述电路板组件、以及经过外观设计和结构设计完成的半成品结构模型；

在样机组成完成后完成样机的测试工作，并基于测试内容生成一份产品测试报告文档，存储到实验系统后台数据库的样机调试步骤；其中，测试内容包括原理图和PCB在内的硬件设计方面的测试、软件设计方面的测试、机械设计方面的测试以及电性能指标的测试；

实验者基于产品测试报告文档的内容，对测试内容不合格的设计进行修正；

在样机测试工作完成后，进行产品的可靠性试验，并且在试验完成后自动生成一份产品试验报告，并存储至实验系统后台数据库的质量试验步骤；

可靠性试验包括高低温存储试验、电磁兼容试验、振动跌落试验以及MTBF试验；

以及根据前面生成的产品原理图、产品PCB图、产品结构设计图、产品测试报告以及产品试验报告，从完整性、文档质量以及修改次数三个维度进行评价，并基于预先设定的权重系数给出实验者的考核成绩的综合评价步骤。

3.根据权利要求2所述的电子信息技术虚拟仿真教学方法，其特征在于，

所述硬件设计方面的测试包括原理图设计方面的测试和PCB图设计方面的测试；

所述原理图设计方面的测试是将生成的产品原理图与实验系统后台数据库预先存储的标准的产品原理图进行比对，比对内容包括空白处元器件的选型、方向、参数、连线和参数完整性；

所述PCB图设计方面的测试将生成的产品PCB图与实验系统后台数据库预先存储的标准产品PCB图进行比对，比对内容包括空白处元器件的选型、方向、参数、连线、PCB布线完整性和参数完整性；

所述软件设计方面的测试包括程序是否正确下载的检查；

所述机械设计方面的测试是将生成的产品结构设计图与实验系统后台数据库预先存储的标准产品结构设计图进行比对，比对内容包括半成品结构模型的前壳、后壳和电路板三者之间尺寸设计的匹配性、螺钉的选型以及设计内容完整性；

所述电性能指标的测试包括各种供电电压的幅度，信号的波形、频率和幅度，功率。

4.根据权利要求1所述的电子信息技术虚拟仿真教学方法，其特征在于，

所述学习步骤包括：

从学习系统后台数据库调用硬件知识学习库中的内容，并在屏幕上进行显示的硬件知识学习步骤，其中硬件知识学习库中的内容以视频、图片、文字和/或动画的方式存储；

从学习系统后台数据库调用软件知识学习库中的内容，并在屏幕上进行显示的软件知识学习步骤，其中软件知识学习库中的内容以视频、图片、文字和/或动画的方式存储；

从学习系统后台数据库调用机械知识学习库中的内容，并在屏幕上进行显示的机械知识学习步骤，其中机械知识学习库中的内容以视频、图片、文字和/或动画的方式存储；

从学习系统后台数据库调用电路板加工知识学习库中的内容，并在屏幕上进行显示的电路板加工知识学习步骤，其中电路板加工知识学习库中的内容以视频、图片、文字和/或动画的方式存储；

从学习系统后台数据库调用PCBA组装知识学习库中的内容，并在屏幕上进行显示的PCBA组装知识学习步骤，其中PCBA组装知识学习库中的内容以视频、图片、文字和/或动画的方式存储；

从学习系统后台数据库调用质量控制学习库中的内容，并在屏幕上进行显示的质量控制学习步骤，其中质量控制知识学习库中的内容以视频、图片、文字和/或动画的方式存储；

从学习系统后台数据库调用主流程知识学习库中的内容，并在屏幕上进行显示的主流程知识学习步骤，其中主流程知识学习库中的内容以视频、图片、文字和/或动画的方式存储；

从学习系统后台数据库调用职业角色知识学习库中的内容，并在屏幕上进行显示的职业角色知识学习步骤，其中职业角色知识学习库中的内容以视频、图片、文字和/或动画的方式存储。

5.基于新产品开发流程的电子信息技术虚拟仿真教学系统，其特征在于，包括：

学习系统，用于提供包括专业知识和新产品开发流程在内的学习内容展示；

以及实验系统，用于按照新产品开发流程依次完成包括产品需求设计、设计实施、样机组装、样机调试以及质量试验在内的所有开发工作并给出综合评价。

6.根据权利要求5所述的电子信息技术虚拟仿真教学系统，其特征在于，

所述实验系统包括实验系统后台数据库、产品需求设计模块、设计实施模块、样机组装模块、样机调试模块、质量试验模块以及综合评价模块；

产品需求设计模块，用于从实验系统后台数据库调用并选择项目的来源、产品的类别以及产品的指标，并且当产品的指标选择完成后，生成一份产品技术规格文档；

设计实施模块包括硬件设计模块、软件设计模块以及机械设计模块；

硬件设计模块包括原理图设计模块、PCB设计模块、PCB制作模块以及PCB组装模块；

原理图设计模块，用于从实验系统后台数据库调用内容不完整且可编辑的实验用原理图并显示在屏幕上，供实验者采用包括填空、连线以及参数设计在内的多种补充空白的方式完善实验原理图，并在实验原理图设计完成后将生成的产品原理图存储在实验系统后台数据库；

PCB设计模块，用于从实验系统后台数据库调用内容不完整且可编辑的实验用PCB图并显示在屏幕上，供实验者采用包括填空、连线以及参数设计在内的多种补充空白的方式完善PCB图设计，并且在PCB图设计完成后，将生成的产品PCB图存储在实验系统后台数据库；

PCB制作模块，用于从实验系统后台数据库首先调用演示PCB板制作过程的视频并在屏幕上进行播放，当PCB板制作过程的视频播放完成后，从实验系统后台数据库进一步调用PCB板模型并在屏幕上进行展示；

PCB组装模块，用于从实验系统后台数据库首先调用演示PCBA组装过程的视频并在屏幕上进行播放，当PCBA组装过程的视频播放完成后，从实验系统后台数据库进一步调用电路板组件并在屏幕上进行展示；

软件设计模块，用于从实验系统后台数据库调用演示程序设计、演示程序调试以及演示程序烧写下载的视频或动画在屏幕上播放，并且当视频或动画播放完成后从实验系统后台数据库进一步调用程序设计文档进行烧写过程操作；

机械设计模块包括外观设计模块、结构设计模块、模具设计模块以及开模具模块；

外观设计模块，用于从实验系统后台数据库调用半成品结构模型并在屏幕上显示，然后对半成品结构模型的外观参数进行设定，外观参数设定完成后在屏幕上进行更新；

结构设计模块，用于对经过外观设计后的半成品结构模型的结构参数进行设定，同时在结构参数设定完成后生成产品结构设计图，并将生成的产品结构设计图以及结构参数设定完成的半成品结构模型存储至实验系统后台数据库；

模具设计模块，用于从实验系统后台数据库调用演示模具设计的视频并在屏幕上播放；

开模具模块，用于从实验系统后台数据库调用开模具的视频并在屏幕上播放；

样机组装模块，用于从实验系统后台数据库调用组装样机的零部件并在屏幕上进行显示，同时在屏幕上以动画的方式完成样机的定位和卡合的样机装配；其中，组装样机的零部件包括上述电路板组件、以及经过外观设计和结构设计完成的半成品结构模型；

样机调试模块，用于在样机组成完成后完成样机的测试工作，测试内容包括原理图和PCB在内的硬件设计方面的测试、软件设计方面的测试、机械设计方面的测试以及电性能指标的测试，基于测试内容生成一份产品测试报告文档，存储在实验系统后台数据库；

实验者基于产品测试报告文档的内容，对测试内容不合格的设计进行修正；

质量试验模块，用于在样机测试工作完成后，进行产品的可靠性试验，并且在试验完成后自动生成一份产品试验报告，并存储至实验系统后台数据库；

可靠性试验包括高低温存储试验、电磁兼容试验、振动跌落试验以及MTBF试验；

综合评价模块，用于根据前面生成的产品原理图、产品PCB图、程序、产品结构设计图、产品测试报告以及产品试验报告，从完整性、文档质量以及修改次数三个维度进行评价，并基于预先设定的权重系数给出实验者的考核成绩。

7.根据权利要求6所述的电子信息技术虚拟仿真教学系统，其特征在于，

所述硬件设计方面的测试包括原理图设计方面的测试和PCB图设计方面的测试；

所述原理图设计方面的测试是将生成的产品原理图与实验系统后台数据库预先存储的标准的产品原理图进行比对，比对内容包括空白处元器件的选型、方向、参数、连线和参数完整性；

所述PCB图设计方面的测试将生成的产品PCB图与实验系统后台数据库预先存储的标准产品PCB图进行比对，比对内容包括空白处元器件的选型、方向、参数、连线、PCB布线完整性和参数完整性；

所述软件设计方面的测试包括程序是否正确下载的检查；

所述机械设计方面的测试是将生成的产品结构设计图与实验系统后台数据库预先存储的标准产品结构设计图进行比对，比对内容包括半成品结构模型的前壳、后壳和电路板三者之间尺寸设计的匹配性、螺钉的选型以及设计内容完整性；

所述电性能指标的测试包括各种供电电压的幅度，信号的波形、频率和幅度，功率。

8.根据权利要求5所述的电子信息技术虚拟仿真教学系统，其特征在于，

所述学习系统包括学习系统后台数据库、专业知识模块以及产品开发流程模块；

专业知识模块包括硬件知识模块、软件知识模块、机械知识模块、电路板加工知识模块以及PCBA组装知识模块；

硬件知识模块，用于从学习系统后台数据库调用硬件知识学习库中的内容，并在屏幕上进行显示，其中硬件知识学习库中的内容以视频、图片、文字和/或动画的方式存储；

软件知识模块，用于从学习系统后台数据库调用软件知识学习库中的内容，并在屏幕上进行显示，其中软件知识学习库中的内容以视频、图片、文字和/或动画的方式存储；

机械知识模块，用于从学习系统后台数据库调用机械知识学习库中的内容，并在屏幕上进行显示，其中机械知识学习库中的内容以视频、图片、文字和/或动画的方式存储；

电路板加工知识模块，用于从学习系统后台数据库调用电路板加工知识学习库中的内容，并在屏幕上进行显示，其中电路板加工知识学习库中的内容以视频、图片、文字和/或动画的方式存储；

PCBA组装知识模块，用于从学习系统后台数据库调用PCBA组装知识学习库中的内容，并在屏幕上进行显示，其中PCBA组装知识学习库中的内容以视频、图片、文字和/或动画的方式存储；

质量控制知识模块，用于从学习系统后台数据库调用质量控制学习库中的内容，并在屏幕上进行质量控制知识的显示，其中质量控制知识学习库中的内容以视频、图片、文字和/或动画的方式存储；

产品开发流程模块，包括主流程知识模块以及职业角色知识模块；

主流程知识模块，用于从学习系统后台数据库调用主流程知识学习库中的内容，并在屏幕上进行显示，其中主流程知识学习库中的内容以视频、图片、文字和/或动画的方式存储；

职业角色知识模块，用于从学习系统后台数据库调用职业角色知识学习库中的内容，并在屏幕上进行显示，其中职业角色知识学习库中的内容以视频、图片、文字和/或动画的方式存储。

9.一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时，实现如权利要求1至4任一项所述的电子信息技术虚拟仿真教学方法的步骤。

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