創新“虛實結合”的實訓教學模式

張景庫

摘 要：在探索實訓教學模式改革的實踐中，遼寧煤炭技師學院礦山機電專業以信息化資源為支撐，以實訓基地建設為突破口，逐步探索出“虛實結合”的實訓教學模式，有效提升了崗位職業能力培養的質量和效率，學生動手能力得到全面提高。

關鍵詞：虛實結合 實訓教學 模式創新

一、實訓教學模式改革的背景

礦山涉煤專業的學生實習實訓都面臨著高危險性，礦山企業普遍不愿接納學生下礦實習，學校只能把大部分實習實訓內容安排在校內進行。筆者所在的遼寧煤炭技師學院礦山機電專業的學生在校內實訓教學中遇到了如下困難。

1.實訓設備不足，實訓場所具有高危險性

礦山機電設備價格都比較昂貴，學校沒有條件將各類實訓設備配備齊全，只能象征性地購置幾臺，無法滿足多學科、多班級實訓教學的需求。而且礦山機電設備大多屬高壓設備，實訓場所具有高危險性，不利于學生實訓。

2.設備結構復雜，不便拆裝

由于礦山機電設備體形較大、結構復雜，因此在實訓教學中不易于對設備進行拆裝，無法使學生真正了解設備的內部結構，不能方便地進行電氣控制線路的安裝調試及故障檢修，更不能實現通電狀態下的調試過程，關鍵操作技能無法反復訓練，導致學生實訓時不能很好地完成實訓教學目標，影響教學效果。

上述問題嚴重制約著礦山機電專業學生崗位職業能力的培養。筆者所在學院礦山機電專業運用虛擬現實技術，開發了以虛擬現實設備和模擬崗位工作過程情境的信息化教學資源，先后開發了電動機與變壓器維修虛擬仿真教學軟件、綜采高低壓變配電設備虛擬仿真實訓軟件、綜采啟動控制設備虛擬仿真實訓軟件和綜采機械電氣控制虛擬仿真實訓軟件。利用這些信息化教學資源，對教學方法、教學模式和教學策略進行了重新整合，從觀念、過程、方法及模式等層面賦予實訓教學新的含義，既破解了實訓教學難題，又創新了現代信息技術與教學實踐科學結合的一種全新的“虛實結合”實訓教學模式。

二、“虛實結合”實訓教學模式的主要目標

1.虛實結合，實現教學過程與工作過程有效對接

實施以信息化資源為支撐的“虛實結合”實訓教學模式，運用虛擬的信息化資源，再現實際設備的拆裝過程、電氣線路的安裝與調試過程及故障檢修過程，結合真實的實訓設備，實現專業教學過程與崗位工作過程在信息化環境下的完全對接。

2.創新載體，凸顯教學中學生的主體地位

基于職業學校學生學習的認知心理特點，創設虛擬現實的游戲情境，激發學生的學習興趣，引導學生自主探究，自我評價。學生在虛擬環境中，按照實際崗位工作過程，自主操作虛擬設備，邊操作邊學習，踐行“做中學”，使學生全面了解和把握崗位工作過程，鍛煉了學生的綜合技能。

3.輻射帶動，引領中職院校的教育教學改革

“虛實結合”實訓教學模式，開發虛擬現實設備和崗位工作過程情境的煤礦電氣設備資源平臺，為東北地區涉煤職業院校提供了優質教學資源，為推動兄弟院校開展職業資格技能培訓和鑒定提供了良好的教學手段，輻射帶動職業教育教學水平均衡化發展。

三、“虛實結合”實訓教學模式的實施過程

1.“虛實結合”實訓教學模式的方法設計

筆者所在學院在“采區機電設備實訓”教學過程中，采用循序漸進的科學方式，將實訓教學階段劃分、實訓教學載體設計等方面有機結合，將虛擬仿真實訓與實操實訓分階段、交替實施。即將實訓教學劃分為虛擬仿真、實操等不同階段，再根據實訓課題、實訓項目的特點，按照“實操—虛擬仿真—再實操”或“虛擬仿真—實操—再虛擬仿真”的模式進行。在虛擬仿真中理解，在實際操作中鞏固，在反復訓練中提高。

2.“虛實結合”實訓教學的交替融合過程

“虛實結合”實訓教學的交替融合過程，以如下兩個項目為例進行說明。

項目一：礦用隔爆啟動控制設備的安裝與檢修，包含以下3個任務。

任務1，礦用隔爆啟動控制設備的概述;

任務2，礦用隔爆啟動控制設備的安裝操作;

任務3，礦用隔爆啟動控制設備的故障檢查及處理方法。

任務1的目的是了解設備的型號、內外結構及電氣系統。其中型號及外部結構可以從設備上看得到，先采用實物教學，學生通過觀察，對設備型號、外部結構有了直觀印象;設備的內部結構及電氣系統從實物外部是看不到的，就轉入第二階段的虛擬仿真實訓過程，通過虛擬實訓認識、理解后，再剖析實物進一步鞏固。

任務2和任務3是礦用隔爆啟動控制設備的安裝操作、故障檢查及處理方法。如果直接操作，不但難以滿足工藝要求，而且可能因操作失誤損壞電氣設備。因此，可以先進行虛擬實訓，使學生對安裝工藝、安裝過程進行必要的了解，第二階段再進行實操實訓。有了虛擬仿真實訓的基礎，再進行實物安裝操作時，就會大大降低設備損壞的可能性，確保高效、高質量地完成教學任務。

項目二：采煤機電氣控制線路的安裝與調試。

煤礦綜合采煤機是大型礦山機電設備，一臺價值幾千萬元，其電氣控制線路非常復雜，因此安裝與調試實訓不便于在真實設備上進行，這一直是困擾礦山機電專業大型設備教學實訓的難題。筆者所在學院與合作企業聯合開發的綜采機械電氣控制虛擬仿真實訓軟件，較好地解決了這一問題。

第一階段進行虛擬仿真實訓。學生在計算機上按照實訓軟件的提示，對采煤機的電氣控制線路進行虛擬安裝與調試，通過與軟件的互動，反復練習，很好地掌握了虛擬環境下的操作技能。第二階段安排在一體化教學工作室中進行，模擬安裝與調試。這一階段教師給出具體工作任務，學生在教師指導下自主設計電路并進行安裝與調試，提升學生的裝調能力及安裝工藝水平。經過這兩個階段的訓練，學生裝調技能基本成熟，進入到第三階段的實際訓練。學生掌握了在虛擬仿真實訓和模擬實訓中形成的技能，在學校模擬礦井內真實的綜合采煤機上進行實操實訓，實現了教學過程與崗位工作過程的有效對接。

“虛實結合”的教學模式并不是簡單的虛實相加，更不是一成不變的模式，而是一個優化融合的過程。虛擬實訓可以讓每位學生都有獨立思考和操作的機會，既突出學生的主體作用，又可為重復練習提供便利條件。而實物實訓的最大優勢在于既培養學生解決實際問題的能力，又可以培養學生團結協作精神。

在采區機電設備實訓的實踐教學中，通過探索和實踐，有效地將虛擬仿真實訓與實操實訓相結合，充分利用虛實結合的教學模式，發揮了兩種實訓模式的優勢，解決了實訓設備和實訓經費不足的問題及現場實訓的高危險性問題，降低了成本，提高了實訓教學的效率和效果。

運用信息化資源進行虛擬演練，配以現場實物訓練，不僅創新了載體，凸顯了教學中學生的主體地位，更重要的是創設了虛擬實物的情境，激發了學生學習的興趣及主動學習的熱情。“從虛到實、以實為本”，只有做到對真實設備的完全掌握，才能掌握真正的職業核心技能，形成與職業工作崗位很好的對接。

四、實施“虛實結合”實訓教學模式的保障

1.設備設施資源保障

要想搞好虛擬仿真教學，虛擬仿真實訓教室、信息化教學資源、健全的設備設施是教學實施的資源保障。

2.師資能力保障

教師的實踐動手能力、軟件應用能力、將真實工作任務轉化為教學內容的能力，是實施“虛實結合”實訓教學模式的師資能力保障。

3.教學機制保障

完善的教學設計方案、健全的實訓教學管理機制及配套的教學文件是實施“虛實結合”實訓教學模式的教學機制保障。

五、“虛實結合”實訓教學模式的成效及推廣

1.破解了實踐教學難題

一是用有限的資金投入，解決了實訓場地、實訓設備不足，實訓場所高危險性的難題。學校虛擬仿真實訓室可同時供120名學生實訓教學使用，每人一機，指導教師與學生利用局域網交互，實訓在舒適安全的環境中進行。二是可以根據學生不同的學習能力和基礎，開展分層教學，因材施教。

2.促進了學生學習能力的培養

運用“虛實結合”教學模式進行教學，學生不再是知識的被動接受者，而變成知識的主動探究者，學生自主學習能力顯著增強。該專業學生多次在集團公司技能運動會上取得佳績，在“華晨杯”沈陽技工院校職業技能大賽維修電工組及全國職業院校“淮北礦業杯”綜采電氣設備維修項目比賽中都取得優異成績。

3.提高了學生的學習興趣

運用“虛實結合”實訓教學模式，學生不再是面對枯燥的硬件設備，而是面對動畫片式過關方式的仿真軟件，增強了對學生的吸引力。學生發現，學習也可以像玩游戲一樣輕松，自然就解決了學習興趣不濃的問題。

4.增強了項目的可推廣性

虛擬仿真實訓項目集中了優質教學資源，投入后教學質量顯著提升。礦山機電專業年均實訓總成本消耗節省近1/4，虛擬仿真實訓教學低成本消耗、高效率產出的優勢增強了項目推廣的吸引力。

六、體會與思考

“虛實結合”實訓教學模式改革不是一項簡單的工作，它需要對人才培養方案、教學計劃、方法手段、課程設置、實訓基地建設、考核評價體系等諸多方面重新進行設計，需要構建以“虛實結合”實訓教學模式為核心的教學體系。要深入推進虛擬仿真實訓教學模式改革，還需要在以下方面繼續努力。

1.進一步提升信息化教學資源的針對性、實效性

信息化教學資源開發的內容與企業崗位工作任務的對接面還需進一步擴大，對接點還需更加具體，提升軟件開發設計的針對性、實效性。在今后的教學實施中，進一步吸納企業參與信息化教學資源的升級改進，利用企業資源更好地實現專業教學過程與煤礦崗位工作過程及關鍵技術的完美對接。

2.進一步完善“虛實結合”實訓教學的交替過程

在推進“虛實結合”實訓教學模式改革過程中，如何將學習任務中的知識、能力、過程密切銜接，實現“虛與實”過程完美交替、有效融合，是一個值得進一步探討的問題。既要發揮設備、信息化資源優勢，又要充分體現學生的主體地位，使 “虛與實”相互融合，才能達到提高人才培養質量的目的。

（作者單位：遼寧煤炭技師學院）