應(yīng)用虛擬仿真技術(shù) 提升實(shí)訓(xùn)教學(xué)質(zhì)量

摘 要：伴隨著科技的發(fā)展，越來越多的教學(xué)虛擬仿真軟件被開發(fā)。在實(shí)訓(xùn)教學(xué)過程中，充分、廣泛地利用各種虛擬仿真技術(shù)，在節(jié)約實(shí)訓(xùn)成本的同時，又保證了實(shí)訓(xùn)教學(xué)的質(zhì)量，促進(jìn)了教師的發(fā)展，保障了更多學(xué)生得到學(xué)習(xí)，讓更多學(xué)生的技能水平得到提高。

關(guān)鍵詞：仿真技術(shù)；教學(xué)質(zhì)量；實(shí)效性

職業(yè)教育的根本目的是為社會培養(yǎng)高素質(zhì)的技術(shù)技能型人才。在深入推進(jìn)中等職業(yè)教育改革創(chuàng)新的過程中，要正視職業(yè)教育資金有限的現(xiàn)實(shí)，充分利用學(xué)?，F(xiàn)有資金與設(shè)備，大力提升實(shí)訓(xùn)教學(xué)質(zhì)量，把企業(yè)的崗位能力需求作為專業(yè)教學(xué)和實(shí)訓(xùn)的內(nèi)容，提高職業(yè)教育的針對性和適應(yīng)性，為經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)。職業(yè)類學(xué)?？梢酝ㄟ^應(yīng)用虛擬仿真技術(shù)，較好地實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。

一、實(shí)訓(xùn)教學(xué)使用虛擬仿真技術(shù)的必要性

要真正做到使職業(yè)學(xué)校培養(yǎng)的學(xué)生與企業(yè)需求零距離，就必須改革人才培養(yǎng)方案，教學(xué)內(nèi)容要貼近企業(yè)崗位需求，加大實(shí)訓(xùn)時間，且實(shí)訓(xùn)內(nèi)容要模擬企業(yè)工作過程。但是目前職業(yè)學(xué)校在加大實(shí)訓(xùn)時間和模擬工作過程方面存在很大的困難，原因在于：（1）近幾年職校規(guī)模不斷擴(kuò)大，特別是制造加工類專業(yè)在校生比例更高，而加工制造類專業(yè)的實(shí)訓(xùn)設(shè)備一般價格比較昂貴，以職校的財力是無法保證購置滿足實(shí)訓(xùn)需求的設(shè)備數(shù)量的。（2）制造類設(shè)備一般比較龐大，所以要求的場地也很大，職校要建立完善的實(shí)訓(xùn)基地也存在困難。（3）加工制造類科技發(fā)展很快，現(xiàn)使用的專業(yè)教材相對略顯滯后，各職業(yè)學(xué)校添置的實(shí)訓(xùn)設(shè)備也不可能經(jīng)常性地升級更換，所以從教材內(nèi)容到實(shí)訓(xùn)設(shè)備都無法一直保持和技術(shù)發(fā)展相適應(yīng)。（4）目前職校的專業(yè)教師大多沒有經(jīng)歷過企業(yè)生產(chǎn)一線的工作實(shí)踐，所以無法接觸到企業(yè)的實(shí)際工業(yè)案例，更別說引入到學(xué)校的專業(yè)教學(xué)中，所以學(xué)生在校內(nèi)實(shí)訓(xùn)的內(nèi)容往往是基礎(chǔ)性的或者是由設(shè)備限定的。（5）加工制造類的實(shí)訓(xùn)設(shè)備一般功率較大，校內(nèi)實(shí)訓(xùn)耗電大、材料損耗大、設(shè)備維護(hù)費(fèi)用高等，所以學(xué)校的實(shí)訓(xùn)經(jīng)費(fèi)壓力也較大。（6）有些專業(yè)課程技術(shù)性較強(qiáng)，許多知識看不見、摸不著，傳統(tǒng)的教學(xué)方法以講解、做題、畫圖、演示性實(shí)驗(yàn)等為主，學(xué)生接受起來有一定的難度，學(xué)生需要通過生產(chǎn)性的實(shí)訓(xùn)來掌握技能、獲得知識。

為了能有效地解決以上問題，學(xué)校可以在機(jī)械、機(jī)電專業(yè)等工科類專業(yè)實(shí)訓(xùn)過程中，充分應(yīng)用虛擬仿真技術(shù)，來提升實(shí)訓(xùn)質(zhì)量，借助各種虛擬軟件、仿真設(shè)備，將抽象的過程形象化。如，張家港某職業(yè)學(xué)校近年來添置了上海宇龍數(shù)控仿真軟件、美國PTC參數(shù)技術(shù)公司的Pro/engineer（普魯易）三維建模設(shè)計軟件、電工電子類PCV印刷電路板設(shè)計軟件等虛擬仿真教學(xué)軟件，充分利用虛擬軟件易學(xué)易用、有強(qiáng)大的交互能力等特點(diǎn)，提高教學(xué)效率。同時，還與上海厚載智能科技有限公司校企共建（西馬特）數(shù)控車仿真理實(shí)一體化實(shí)訓(xùn)室；與美國參數(shù)技術(shù)（上海）軟件有限公司、南京培杉軟件科技有限公司共建數(shù)字化設(shè)計與制造校內(nèi)實(shí)訓(xùn)基地等，將仿真教學(xué)穿插于技能實(shí)訓(xùn)教學(xué)過程中，來提高學(xué)生的動手能力，實(shí)現(xiàn)校內(nèi)實(shí)訓(xùn)教學(xué)與企業(yè)崗位對接的零距離，使學(xué)生進(jìn)入崗位后能很快適應(yīng)企業(yè)生產(chǎn)需要，實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)的新突破。

二、實(shí)訓(xùn)教學(xué)使用虛擬仿真技術(shù)的實(shí)用性

在技能訓(xùn)練和教學(xué)活動中廣泛應(yīng)用虛擬軟件和仿真實(shí)訓(xùn)設(shè)備，在一定程度上彌補(bǔ)了技能實(shí)訓(xùn)設(shè)施設(shè)備不足的欠缺。各學(xué)校都非常重視實(shí)訓(xùn)設(shè)施設(shè)備的投入，但相對于實(shí)訓(xùn)教學(xué)的需要，仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，使用虛擬仿真技術(shù)替代設(shè)施設(shè)備進(jìn)行訓(xùn)練，待練習(xí)到一定程度后再改用生產(chǎn)設(shè)備訓(xùn)練，或者生產(chǎn)設(shè)備訓(xùn)練與仿真訓(xùn)練交替進(jìn)行，可以最大限度地加大學(xué)生的實(shí)訓(xùn)時間，幫助學(xué)生在技能上熟能生巧，同時借助于仿真軟件，可以滿足教學(xué)中的個性化需求，實(shí)現(xiàn)與企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)的接軌。

比如，在機(jī)電專業(yè)教學(xué)與實(shí)訓(xùn)過程中，教師根據(jù)銀行自動存取款機(jī)的描述及具體要求，利用單片機(jī)仿真實(shí)訓(xùn)平臺中的相關(guān)模塊及元件，模擬一臺銀行自動存取款機(jī)控制器；再如，根據(jù)雙色球包裝演示系統(tǒng)的背景描述及其控制裝置的具體要求，借助機(jī)電一體化組裝與調(diào)試仿真實(shí)訓(xùn)設(shè)備，搭建雙色球包裝演示系統(tǒng)，并進(jìn)行模擬生產(chǎn)；利用電氣安裝仿真實(shí)訓(xùn)設(shè)備，教師設(shè)計一個工作間電氣安裝工程施工單，學(xué)生在仿真設(shè)備上模擬施工，完成配電裝置和照明的安排等。再比如，在數(shù)控專業(yè)教學(xué)過程中，學(xué)校借助數(shù)控模擬軟件和數(shù)控仿真實(shí)訓(xùn)室，首先安排學(xué)生利用宇龍數(shù)控虛擬軟件進(jìn)行模擬操作，讓每個學(xué)生都有充足的時間來學(xué)會編程、操作方法，為下一步的實(shí)際操作也做好準(zhǔn)備。在此基礎(chǔ)上，安排學(xué)生到數(shù)控仿真實(shí)訓(xùn)室進(jìn)行實(shí)訓(xùn)練習(xí)，進(jìn)行理論與實(shí)踐的“學(xué)做合一”初、中級學(xué)習(xí)。因?yàn)橐恍?shù)控系列小型機(jī)床的操作方法、編程原理與普通型數(shù)控機(jī)床原理和方法一樣，學(xué)生通過對小型數(shù)控機(jī)床的學(xué)習(xí)與操作，能很快掌握數(shù)控操作要領(lǐng)，從而大大提高了學(xué)生的操作水平。同時，在數(shù)控仿真實(shí)訓(xùn)室進(jìn)行實(shí)訓(xùn)的材料可以是鋁棒、塑料件，這大大節(jié)約了實(shí)訓(xùn)的成本，但取得的效果卻和學(xué)生在生產(chǎn)大機(jī)床上用鋼件實(shí)訓(xùn)的效果是一樣的。經(jīng)過在數(shù)控仿真實(shí)訓(xùn)室實(shí)習(xí)以后，學(xué)生的技能操作水平達(dá)到中級水準(zhǔn)，然后，再組織學(xué)生進(jìn)入校內(nèi)實(shí)訓(xùn)車間進(jìn)行生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)，進(jìn)一步提高操作技能，達(dá)到高級工及以上的技能操作水平。

三、實(shí)訓(xùn)教學(xué)使用虛擬仿真技術(shù)的實(shí)效性

1.借助虛擬軟件和仿真設(shè)備，學(xué)校減少了資金的投入，充分利用了有限資源，提高了實(shí)訓(xùn)的實(shí)效。以往，學(xué)校機(jī)械專業(yè)學(xué)生人數(shù)比較多，雖然學(xué)校的數(shù)控設(shè)備也很多，但要使實(shí)踐性教學(xué)的課時比例達(dá)到50%還是有一定的難度。通過虛擬技術(shù)和仿真設(shè)備的運(yùn)用，保證了學(xué)生有50%以上實(shí)踐性教學(xué)課時的學(xué)習(xí)時間。虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用，也可以加快學(xué)校教學(xué)改革的步伐，便于學(xué)校形成“做學(xué)教合一”實(shí)訓(xùn)教學(xué)改革新模式：學(xué)生的實(shí)訓(xùn)過程通過任務(wù)的布置（學(xué)）—學(xué)生的操作（做）—教師的講解（教）—學(xué)生的檢驗(yàn)修改應(yīng)用—師生總結(jié)等環(huán)節(jié)實(shí)施，學(xué)生在學(xué)習(xí)專業(yè)基礎(chǔ)理論知識的同時又可以進(jìn)行技能操作訓(xùn)練，有效地避免了理論學(xué)習(xí)內(nèi)容與實(shí)訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容兩張皮的現(xiàn)象。

2.虛擬仿真技術(shù)在教學(xué)中的運(yùn)用，調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提高了學(xué)生的技能水平。學(xué)生真正學(xué)到技能，畢業(yè)生成為企業(yè)的搶手貨，受到用人單位的歡迎。

3.虛擬仿真技術(shù)在教學(xué)中的運(yùn)用，促進(jìn)了教師隊(duì)伍的快速成長。比如，通過與企業(yè)合作開發(fā)虛擬仿真軟件，可以提升教師的專業(yè)水平和實(shí)踐水平。

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，有著沉浸性、交互性和構(gòu)想性的虛擬仿真技術(shù)帶來了教學(xué)改革發(fā)展的新革命，讓我們在實(shí)訓(xùn)教學(xué)過程中實(shí)現(xiàn)了教學(xué)內(nèi)容的變革，教學(xué)方式的創(chuàng)新，教學(xué)質(zhì)量的提升。我們相信，虛擬仿真技術(shù)會讓我們獲得更多發(fā)展，獲得更大的超越！讓我們充分享受這一革命帶來的變化吧！

作者簡介：朱勁松，高級講師，江蘇省張家港職業(yè)教育中心校 副校長，江蘇省首批領(lǐng)軍人才，研究專長：職業(yè)教育實(shí)訓(xùn)教學(xué)管理研究，校企合作機(jī)制研究。

（作者單位 江蘇省張家港職業(yè)教育中心校）

編輯 董慧慧