仿真實訓系統在高職高專實踐教學中的應用研究

路文娟

摘要：本文總結了仿真實訓系統的定義和特點，提出了仿真實訓系統在高職高專實踐教學中的適用性和應用現狀。以教學實踐中變電所仿真實訓系統的應用為例，本文還闡明了仿真實訓系統的應用效果。

關鍵詞：仿真實訓系統；高等職業教育；實踐教學；職業技能培養

中圖分類號：G712 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）25-0267-02

仿真實訓系統的廣泛推廣和使用是當前職教方式和手段全面更新的大勢所趨。

一、仿真實訓系統的定義和特點

仿真實訓系統是指針對某特定的學習領域，借助計算機軟件、設備組件模型、3D或VR技術，所創造或模擬的虛擬訓練環境、訓練流程等封閉系統平臺。使用者在對仿真實訓系統的操作和互動中，獲得和真實工作領域相近或相似的實訓體驗，最終達到技能訓練的目標。筆者認為，仿真實訓系統是信息技術在實踐教學應用中的一種重要形式，可以進行生產過程延時、產品運行演示、產品拆裝維修、故障排除、操作訓練等教學任務。這種系統的研發通常具有很強的工業背景，其總體方案、工藝流程、設備結構等往往來源于生產實踐，與職業崗位的技能需求緊密結合，具有對應性、可操作性、開放性、節能性等主要特點。在仿真系統中，設備設施、操作流程應嚴格與實際實踐環境密切對應或無限貼近，以便可以令使用者最大程度地獲得真實環境的體驗。同時，系統還要具備良好的可操作性，能為使用者設定各種復雜情況，進行無限次、多樣式的交互操作訓練，方便使用者可以根據自身的情況，選擇掌握較為薄弱的技能點進行反復鞏固訓練。由于仿真實訓系統是基于計算機軟件、設備組件模型、3D或VR技術，對場地和設備要求不高，使受訓者在任何時間、任何地點都可以廣泛地進行訓練成為了可能。此外，仿真實訓系統還可以做到無污染、無浪費，一套系統可以多人、多次重復利用，符合可持續發展的要求。

二、仿真實訓系統在高職高專實踐教學中的適用性和必要性

1.仿真實訓系統的使用有利于職業教育的“五個對接”。對于很多高職專業而言，無論是經費還是場地，現階段建設與生產現場完全對接的校內實訓基地或實訓室都不太可行。而針對專業特點所建設的虛擬仿真實訓室則能夠很好地解決這一問題。

2.仿真實訓系統的使用與高職高專人才培養目標相契合。采用仿真實訓系統后，可以解決過去在傳統教學中無法展示或進行的實踐操作，大比例地提高實踐課時在教學中的占比，使學生所學理論最終轉化為實踐，實現學生動手能力的提高。

3.仿真實訓系統的使用能幫助達到專業課程的教學目標。虛擬仿真的形式能夠呈現出某些學習對象的外觀和內部結構，便于學生學習和理解，同時提高訓練的效率，節省時間和成本。學生可以通過自主實驗、遠程實驗，實現虛實互補，相互促進，從而把學生能力和素質培養滲透到虛擬仿真實驗教學的各種形式、各種技術和各個環節之中。

三、仿真實訓系統在湖北省高職高專實踐教學中的應用現狀

通過筆者所在學院對湖北省多所高職院校包括本校的實地走訪、網絡調研總結發現，雖然大多高職院校的專業教師都對仿真系統有所了解，但只有大約10%的教師認識虛擬仿真已經發展上升到國家教育規劃發展的層面。雖然近80%的高職專業教師都認為需要在教學中用仿真實訓系統來幫助教師教學和促進學生技能提高，但只有約35%的教師在教學過程中曾經采用或正在使用過該類系統，這個比例在武漢市略高于地市州。這說明仿真實訓系統的概念已經深入高職院校，但大面積的普及使用還需要相當長的一段時間。

根據調查反饋，未使用仿真實訓系統的原因主要集中在三個方面：市場上沒有適合本專業或本課程實訓所需的虛擬系統；建設經費不足，難以采購到優質的系統；認為現在所用的實訓室或純理論教學基本能夠滿足教學需要。在使用過或正在使用仿真實訓系統的教師群中，有90%的教師認為系統的應用能夠切實提高學生的實踐能力，有30%的教師認為所用系統的功能已經非常完善，完全適合教學需要。由上述調查結果可見，要提高仿真實訓系統的普及和應用率：（1）系統開發者要根據專業和課程的特點進行針對性的建設和開發，要選擇適合專業需要和滿足用戶需求的技術手段；（2）所設計的仿真實訓系統功能要更加完善，尤其在互動功能、考核功能和管理功能方面能夠適應職業教育的需求。

四、仿真實訓系統在本院電氣化鐵道技術專業中的應用效果

本院電氣化鐵道技術專業是央財支持的重點建設專業和職教品牌專業，《牽引變電所運行與檢修》是該專業的一門專業核心課程，也是一門典型的理實并重的課程。由于該課程需要的實訓設備昂貴、運行和維護成本高，再加上實踐操作過程中的電力安全因素考慮，傳統的專業技能訓練采用的是組織學生到變電站等相關企業單位參加實踐。但由于這些企業現場必須保障運行安全和可靠性，上述實踐學習往往流于形式，成為走馬觀花式的參觀，學生不能獲得真正技能上的提高。基于以上問題，電氣化鐵道專業教師團隊在2011年申請了“變電所綜合仿真實訓室”的立項，項目建設于2012年年底完成，并通過驗收開始正式投入使用。

1.變電所仿真實訓室具備功能。變電所綜合仿真實訓室的核心是220KV牽引變電站虛擬仿真系統，該系統包括220KV牽引變電站仿真軟件、教練員平臺軟件、3D場景軟件和仿真支撐平臺軟件等四套仿真軟件。系統能夠通過動畫演示，使學生可以真實地了解和掌握電網變電站的各項設備的參數、運行特性，各項設備故障時對電網系統的影響，熟悉各類設備實際的狀態信號，熟悉報警系統及繼電保護和自動裝置的功能，熟悉電網的運行方式，熟悉完整的電網及變電站系統。同時，采用逼真度很高的仿真裝置讓學生進行動手操作，并能對變電運行人員（學生）進行運行監視、設備巡視、倒閘操作、兩票辦理、事故處理等專業技能培訓，對繼電保護人員（學生）能夠進行定值整定、保護操作等技能培訓。此外，還能夠進行技能考核、技能競賽、自學習、保護整定計算、方式研究、設備改造研究等。

2.變電所仿真實訓室的應用效果。變電所綜合仿真實訓室自投入使用至今已近四年，該系統能夠承擔電氣化鐵道技術專業的《牽引變電所運行與檢修》、《供變電技術》、《繼電保護》、《工廠供電》課程的實踐教學任務。除了電氣化鐵道技術專業之外，還輻射了電氣自動化技術、供變電技術等專業群。每學期平均使用班級達14個，平均使用人數550人，平均使用人次22000，是電子電氣學院使用率最高、最受學生歡迎的校內實訓室之一。

為了取得更好的教學效果，筆者所在的課程組在2016年11月對電氣化鐵道技術2014級的全部6個班級，278名學生進行了反饋調查，調查結果顯示實訓室達到的實踐訓練效果非常好。94%的學生對該實訓室印象深刻，能準確說出所用過的仿真系統名稱。80%的學生認為，仿真系統中的3D場景展示能夠幫助他們更好地理解供變電設備的原理和工作過程；84%的學生認為，仿真系統的使用能夠使他們觀察設備重點部位，學習及時判斷和發現缺陷、異常現象；75%的學生通過使用仿真系統熟練地掌握了規范、正確、有效地填寫操作票；期末實操測試結果顯示，75%的學生在學期中使用仿真系統進行實踐操作練習后，能夠安全、規范地進行變電站電氣倒閘操作。在對改進和建議方面，筆者搜集到的學生反饋情況如表1。

五、結語

在今后的教學實踐中，高職院校也要加快自身的適應性，建設適應專業特點和實踐能力培養需求的仿真實訓室或實訓基地，同時提高專業教師在仿真系統方面的應用能力，促進仿真實訓系統成為培養職業技能人才的重要工具。

參考文獻：

[1]張麗.職業院校仿真實訓項目開發[J].鄭州鐵路職業技術學院學報，2015，（1）：55-56.

Research on the Application of Simulation Training System in Practical Teaching of Higher Vocational Education

LU Wen-juan

（Wuhan Railway Vocational College of Technology，Wuhan，Hubei 430205，China）

Abstract：This paper summarizes the definition and characteristics of simulation training system，and puts forward the applicability and application status of simulation training system in practice teaching in higher vocational colleges. Taking the application of substation simulation training system in teaching practice as an example，this paper illustrated the effect of simulation training system.

Key words：simulation training system；higher vocational education；practical teaching；vocational skills training