仿真軟件在職業院校教學改革中的應用研究

滿 莎

（湖南機電職業技術學院 電氣工程學院，長沙 410151）

仿真軟件在職業院校教學改革中的應用研究

滿 莎

（湖南機電職業技術學院 電氣工程學院，長沙 410151）

近年來，隨著多媒體技術在職業院校教學中的普及，越來越多的仿真軟件被引入到電氣自動化、機械制造自動化專業的課堂教學中，為學校提供了低成本、高效率的教學手段，激發了學生學習的積極性和主動性，提高了教學質量。但其還存在一定不足，如對生產實際中的一些問題，仿真軟件仍難以解決。

仿真軟件 職業院校 應用

隨著社會對技能型人才需求的增加及對技能型人才要求的提高，許多高、中職院校、技工學校紛紛進行教學改革，力求學生在校所學內容與相關工作接軌，使學生畢業后，能滿足社會工作需求。目前，傳統教學內容難以滿足社會的需求，其必須向新技術新工藝的內容轉變，這對職業教育提出了更高要求。首先，實驗條件受到制約，實驗設備的購置、使用、維護費用使學校難以承受，如《PLC可編程序控制器》課程中，一個實驗臺的價格一般在幾萬到十幾萬左右，而《數控技術與應用》的課程，除配備基本的試驗臺外，還要配備其他材料，但這些材料價格都較高，一把普通的刀具就在千元以上，對資金來源缺乏充足保障的部分學校來說，給每位學生提供足夠的實訓設備顯然不現實。其次，高、中職院校與技工學校學生的抽象思維往往較差，因此，學生往往覺得很多基本理論都晦澀難懂。而仿真軟件在教學中的應用，能較好地解決這些問題。利用仿真軟件來進行仿真，既增強了學生的感性認識，又能解決學生對實際應用知識欠缺的問題，還能為學校節省大量資金。

因此，對職業院校而言，將仿真軟件引入教學，一方面可以使理論和實踐有效銜接，幫助學生更好地理解所學知識，另一方面，又可以降低實訓消耗，增加學生動手的機會，提高其操作的熟練程度。

1 仿真軟件的可行性

仿真分為物理仿真和計算機仿真，物理仿真雖然形象直觀，但需要硬件的支撐，而計算機仿真只對計算機有一定要求，可以重復使用，且不用擔心硬件損壞。目前，絕大多數學校都有計算機室，進行仿真教學十分便利，特別是職業院校的一些常設專業，如電工、數控等，完全可以在教學過程中引入仿真軟件，在達到節能降耗目的的同時，提高學生實訓操作的熟練程度，解決實習材料和實習工位不足帶來的種種問題。例如，《電子技術》中的實訓項目，可以用計算機仿真代替硬件仿真，且能取得較好的教學效果。一些職業院校的數控專業，大多使用宇龍仿真軟件進行模擬訓練。圖1為《電子技術》中電工儀表萬用表的仿真實驗室。

2 仿真軟件應用于職業院校教學的優點

圖1 萬用表的仿真實驗室

（1）仿真軟件模擬的虛擬環境與實際操作環境幾乎一致。如電工技能與實訓的仿真軟件，元器件、線路、操作面板的布置與實物完全一致，仿真演練與實際操作相差無幾，學生在操作工程中，還能通過軟件觀察自己設計的電路動作，如果出現錯誤，軟件會及時提示，直到確認答案正確后，才會出現仿真動作，仿真過程形象生動。

（2）仿真實訓與傳統電化教學不同，在電化教學過程中，教師是主體，學生只是被動地接受信息，雖然直觀形象，但缺乏一定的互動性。而在仿真實訓過程中，學生是主體，可以身臨其境、主動地探索知識，不僅加深了對實習對象的感性認識和理性認識，還大大激發了學生的學習興趣，若遇到不懂的問題，可以及時向教師求助，加強了師生間的互動。圖2為《機床電氣控制》中電動機制動控制排故仿真實驗，虛擬環境與真實環境幾乎一致。

圖2 電動機制動控制排故仿真實訓

（3）仿真實訓能在保證設備和人身安全的前提下，讓學生反復多次練習，避免了對實際操作對象造成損害。如在電工實訓中，學生經常弄錯二極管的極性，從而導致接反燒毀，而在仿真實訓中，仿真軟件不僅會給予錯誤提示，還會演示二極管的正確測量方法，讓學生充分掌握二極管的相關知識。數控機床仿真可以在很大程度上避免工件報廢、撞刀等現象，同時，用聲光報警來提醒和糾正學生的操作錯誤。

（4）將仿真實訓引入職業院校，可以節約實訓設備，降低教學成本。如電工實訓仿真，以虛擬電器元件替代實際元器件，虛擬導線代替實際銅導線，極大程度上降低實習耗材的消耗。此外，還避免了因為電路中出現短路、過載現象而導致設備燒毀的現象。

（5）仿真實訓不用提前準備實訓材料，實訓完成后，節省了回收和清理實訓材料的時間。可以將這些時間，用于總結實訓的經驗教訓上，加深學生對實訓的認識。在仿真實訓中，學生還可以將沒有完成的實訓存儲起來，以尋找其他時間完成，是實訓具有極大的靈活性。

3 仿真實訓的現狀

利用仿真軟件進行設計、驗證，對學生容易犯的錯誤提出警示，保證了實訓的安全性。同時，可以利用仿真軟件對實訓項目進行深入研究，在該教學過程中，能提高學生分析問題和解決問題的能力，還可以培養學生一絲不茍的工作作風。但是，再好的仿真軟件永遠也代替不了實際物體，雖然它可以使抽象的物體形象化，使教學變得輕松、有趣，符合職業院校學生的特點，但仿真技術并不是十全十美的，其自身也存在缺陷。因此，不能完全依賴于仿真軟件，但可以結合仿真軟件教學，以強化實訓效果。目前，電氣仿真和數控CNC仿真較為普遍，部分正版仿真軟件價格昂貴。仿真軟件在國外職業教育領域發展迅速，但受軟件漢化、知識產權等的限制，國內引入這些仿真軟件的現狀不容樂觀。

職業院校的實訓教學不應只停留在傳統實訓模式上，仿真實訓有助于提高學生的綜合素質，培養學生獨立思考的能力和創新能力。但傳統實習手段仍是職業院校培養學生的實操能力的基礎不可偏廢，不能因為有了新教學方法就摒棄傳統教學模式，也不能因為傳統教學方法而不引進新的教學手段。將傳統實習手段和現代仿真實習完美結合，培養出的學生能在很大程度上適應市場發展需要。

4 仿真實訓如何引入

將仿真實訓引入職業院校必須具備兩個條件：一是配備足夠數量的計算機，二是選擇與專業相符合的仿真實訓軟件。仿真實訓基本上可以引入到職業院校的所有工種專業。但由于受各工種仿真實訓適合程度的限制，仿真軟件在各工種的技能特點上受到制約，只能選擇性引入。比如，職業院校的電工相關專業可以引入電工基礎實驗仿真、電子線路測量仿真、電氣元件性能仿真、PLC控制仿真、數控仿真等。目前，數控專業的仿真軟件發展較為成熟，例如，宇龍數控仿真軟件的機床面板與實際機床完全一致，且三維仿真加工過程形象逼真，學生可以更加直觀形象地感受數控機床的實際加工過程，此外，化工仿真、汽駕仿真和電力系統仿真也相對成熟。

5 仿真實訓的注意事項

作為一種新的教學模式，仿真實訓可以給教學提供多種便利，但需要指出：仿真實訓不是傳統實訓，其不能替代對實際對象的操作。其表現如下：（1）不管是采用計算機仿真還是物理仿真，只能是模擬實際操作對象，而不能代替實際操作；（2）在職業教學領域中，一些仿真軟件由于受工種技能特點的制約，仿真水平還有待提高；（3）職業院校的部分工種專業仿真難度大，仿真實訓過程不能達到預期實訓要求。因此，將仿真實訓引入職業院校，只能在一定工種范圍內作為一種節能降耗的手段進行。需要注意的是，仿真實訓只能模擬現場環境，容易使學生安全觀念淡簿，必須通過實際操作來糾正。無論是哪個工種哪個專業采用仿真實訓，都要讓學生有足夠的時間進行實際操作練習，讓學生掌握實際操作的同時，對仿真實訓進行檢驗。

[1]劉國華.通信電子線路實踐教程-設計與仿真[M].北京：電子工業出版社，2015.

[2]唐蒲華.機電液一體化課程實踐教學方式的研究[J].內江科技，2014，（7）.

[3]劉丹.Proteus仿真技術在光電傳感器教學中的應用[J].中國電力教育，2013，(30)：130.

The Research on Application of Simulation Software in Teaching Reform of Vocational Colleges

MAN Sha
(College of Electrica l Engineering, Hunan Mechanical and Electrical Polytechnic, Changsha 410151)

In recent years, with the popularization of multimedia technology in the teaching of Vocational college, more and more simulation software is introduced into the teaching reform, especially in the clas sroom teaching of electrical automation and mechanical manufacturing automation, to provide the sc hool with low cost and high efficiency of teaching m ethods, stimulate the enthusiasm and initiative of s tudents learning, im prove the quality of teaching. But for some of the problems in production, the simulation software is still difficult to s olve, which has certain advantages and disadvantages.

simulation software,Vocational Colleges, application

湖南省職業院校教育教學改革研究項目（ZJC2013057）。