淺析職業院校實踐教學中虛擬仿真技術的應用

薛莉莉

摘要：實踐教學在職業院校的教學中占有重要地位，本文通過論述在實踐性教學環節中引入仿真技術，探討創新實踐教學模式，介紹了仿真技術在實訓教學實踐中所取得的成果，顯示了應用仿真技術的優勢性和必要性。

關鍵詞：仿真技術；實踐；實訓教學

中圖分類號：G712 文獻識別碼：A 文章編號：1001-828X（2016）001-000-01

一、引言

仿真技術又稱模擬技術，即用一個系統模仿另外一個真實系統。虛擬仿真技術以構筑整個系統統一完整的虛擬環境為典型特征，并通過虛擬環境集成與控制為數眾多的實體。實體可以是模擬器，也可以是其他的虛擬仿真系統，更多的是計算機。實體在虛擬仿真軟件所提供構建的環境中相互作用，以表現客觀世界的真實特征。仿真技術的這種集成化、虛擬化與網絡化的特征，可以滿足現代教育的發展需求。

二、仿真技術在職業教育中的優勢

隨著現代教育技術的飛速發展，仿真技術被引入到現實生活的教學中，它的應用，使傳統的教育模式和教學方法產生了質的變化。職業院校畢業的學生必須具有較強實踐操作技能和勇于改革創新的能力，所以實踐教學作為職業教育重要環節，在整個教學過程中占了相當大的比例，更是職業教育的難點所在[1]。

目前我國職業教育實踐教學面臨的主要問題是學校實驗條件的限制，實驗設備投資較大，維護費用高，儀器設備相對匱乏，實驗教學不完善等。為此，近幾年來仿真技術不斷被引入到實踐教學中，可以很好地對上述問題進行解決和補充，體現在以下幾個方面：

1.減少了設備的投資和維護費用

職業院校在實踐教學環節中采用仿真技術，在實踐教學中先進行仿真訓練再進行實際實驗，可以完成實際無法實現的某些實驗，彌補實驗手段的不足，增強了實訓教學的效果，同時減少了實驗中的消耗和設備維護。

2.簡單直觀，提高了教學效率

引入仿真技術，可以形象、生動地展示實驗的原理、流程、儀器設備的結構特點，極大地提高學生實驗課的興趣和能動性，有助于學生對抽象理論的理解，增強學生的實際操作能力及綜合素質，使實驗效果更好。

3.模擬事故，提高學生專業應用技能

在仿真中可以拓寬實驗參數取值范圍，進行破壞性實驗，能觀察到傳統實驗中不易觀察到的現象，模擬實際生產事故，減少了實驗設備的損壞和操作事故的發生。

三、應用仿真技術創新實踐教學模式

采用何種模式、如何科學地設置實踐教學一直以來都是職業教育研究中的重點問題。隨著仿真技術日趨成熟，逐漸被應用于教育領域，從而形成了新的教學方法——仿真教學[2]。即通過技術手段創設虛擬環境或工具，模擬真實事例進行操作、驗證、設計、運行等實踐的教學模式。

仿真教學中的課堂教學和實驗教學都利用計算機仿真軟件將所學理論聯系實際，并加以應用，有助于加深學生理解貫通。教師在實踐教學中可以及時更新教學內容，根據學生學習程度講授，可從實驗原理到操作過程進行分步講解，使學生可以方便地按自已選擇的條件來進行實驗，并分析實驗中出現的問題，得到及時的反饋。

此外，仿真技術的應用在一定程度上使教師和學生在進行實驗的時候拜托實驗設備、場地的制約，可以充分調動課堂中學習的氣氛，同時也方便了教師與學生之間的課堂互動。因此，構建仿真實訓教學環境，將實驗現象、驗證公式、原理定理在模擬平臺中實現，既能提高教學效果，也能達到技能訓練的目的。

四、仿真實訓教學的應用

1.《電工電子技術》的仿真實訓教學

（1）仿真技術的引用

電工電子技術是面向職業院校專業學生開設的專業基礎課，是一門不可或缺的先修課程，課程綜合性強，理論豐富，同時理論與實踐并重。在電工電子技術理論課堂教學中，無論是元器件的功能講解，還是儀器儀表的使用，都需要大量的實驗來同步模擬和驗證。但對于大多數職業院校而言，都存在實驗設備的不足、學生難理解和動手少的普遍問題。而仿真技術引入職業院校的實訓課堂恰恰解決了這一難題。

仿真軟件可以做到預先對電路進行仿真設計和分析，設計通過后再結合硬件進行真實電路的搭接，這樣不僅節省了大量硬件耗材，也克服了實驗箱、實驗臺在教學中固定硬件資源導致的實驗內容僵化的局限性[3]。

（2）構建維修電工虛擬實訓平臺

我院從實際出發，根據電工電子課程的特點利用仿真技術輔助教學軟件構建了維修電工虛擬實訓室。通過維修電工仿真軟件將模擬技術引入實訓教學，圍繞技能點進行教學設計，安排了目的、電路、原理、布局、連線、仿真、排故等多種訓練模塊，仿真軟件與硬件相結合，認識與實踐相結合，改變了以往單一的授課形式，使學生易于掌握全新的實驗分析方法。

2.建筑施工工藝虛擬仿真教學

它以仿真方式演繹施工工藝，以三維體驗操作的方式達到身臨其境的現場教學效果，讓學生從整體到局部的體驗工程施工工藝，達到熟識各類工藝技巧、理解工藝原理的效果。系統從整體施工教學內容架構到每一技術操作步驟，都以規范標準的流程性為依據，既能滿足學生對工程全局的掌握，又能實現教師對重點環節的強化教學。

3.教學評價

近幾年對仿真實踐教學的嘗試與探索，收到了很好的教學效果。主要表現為：學生可以更直觀和形象地了解設備的使用、測量方法，也能模擬故障現象，使學生學會分析問題解決問題的能力，而且可以自行設計進行虛擬調試，豐富實驗內容，極大地激發了學習興趣，培養了學生動手動腦設計電路的能力，鍛煉了學生的創新思維，提高了課堂的教學效果。

五、結束語

仿真教學的實踐證明，利用仿真技術實現了將各種控制設備搬入到了理論課堂，用計算機全真模擬被控對象，能直觀地看到實際控制效果，不但可以克服實物被控對象的缺點，而且可以用有限的設備、低廉的成本豐富教學內容和學生的實踐經驗，再將仿真技術與實際操作相結合，達到全方位教學的目的。因此，仿真教學既有助于學生對抽象理論的理解，更有助于學生應用技能的培養；仿真技術的應用既節約了教學經費，又很好地解決了教學過程中所遇到的困難，提高了實驗效率和教學質量。

參考文獻：

[1]李興偉，邱曉剛.計算機仿真技術基礎[M].長沙：國防科技大學出版社，2006.

[2]刑敏，黃嵐.計算機模擬仿真教學的研究與實踐[J].現代教育科學，2007（1）.

[3]胡曉華，何建新.高職《電工與電子技術》課程實踐教學改革的探索[J].長江大學學報（自科版），2006，3（2）：601-602.