中職電子產(chǎn)品裝配虛擬實訓(xùn)教學(xué)軟件的分析及應(yīng)用

管鋒

[摘? ? ? ? ? ?要]? 教育改革發(fā)展背景下，中職電子產(chǎn)品裝配虛擬實訓(xùn)教學(xué)過程中要運用相應(yīng)的先進技術(shù)，發(fā)揮軟件技術(shù)積極作用，從整體上提升電子產(chǎn)品裝配虛擬實訓(xùn)教學(xué)質(zhì)量。基于此，先就中職電子產(chǎn)品裝配虛擬實訓(xùn)教學(xué)設(shè)計需求以及軟件模塊簡要闡述，然后就電子產(chǎn)品裝配虛擬實訓(xùn)教學(xué)需要注意的問題，以及虛擬實訓(xùn)教學(xué)軟件運用實現(xiàn)詳細探究，希冀能從理論層面深化研究，為促進實際教學(xué)質(zhì)量提升起到積極作用。

[關(guān)? ? 鍵? ?詞]? 中職學(xué)校;電子產(chǎn)品裝配;虛擬實訓(xùn)

[中圖分類號]? G712? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻標(biāo)志碼]? A? ? ? ? ? ? ? [文章編號]? 2096-0603（2020）46-0230-02

中職學(xué)校主要以實用人才培養(yǎng)為主，這就要求在具體教學(xué)中教師能及時轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，以學(xué)生學(xué)習(xí)需求為中心，創(chuàng)新教學(xué)方式，從整體上促進學(xué)生學(xué)習(xí)效率的提升。特別是中西部欠發(fā)達地區(qū)職業(yè)教育不管是從師資力量、實訓(xùn)條件，還是從學(xué)生素質(zhì)培養(yǎng)方面都相對落后，職業(yè)素養(yǎng)較差。這就要求中西部一線教師在實訓(xùn)條件嚴重不足、學(xué)生素質(zhì)低下的情況下，在教學(xué)中想辦法，找路子。為此，在電子產(chǎn)品裝配教學(xué)中，為讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中提升學(xué)習(xí)能力，可通過虛擬實訓(xùn)教學(xué)軟件的科學(xué)運用，讓學(xué)生能更直觀地觀看裝配過程。

一、中職電子產(chǎn)品裝配虛擬實訓(xùn)教學(xué)設(shè)計需求及軟件模塊

（一）中職電子產(chǎn)品裝配虛擬實訓(xùn)教學(xué)設(shè)計需求

中職階段的教學(xué)過程中，要注重結(jié)合學(xué)生的實際專業(yè)特色展開教學(xué)工作，電子產(chǎn)品裝配課程教學(xué)質(zhì)量提升，要以實踐教學(xué)為主，通過直觀化的教學(xué)方式讓學(xué)生對電子產(chǎn)品裝配的整個流程熟悉，如此才能提升學(xué)生學(xué)習(xí)的質(zhì)量和效率。電子產(chǎn)品裝配虛擬實訓(xùn)教學(xué)中要注重做好教學(xué)需求分析工作，從而針對性開展虛擬實訓(xùn)教學(xué)工作。運用高效教學(xué)軟件，結(jié)合學(xué)生實際學(xué)習(xí)需求開展教學(xué)活動，能提升整體教學(xué)效果（楊永剛，2019）。課程教學(xué)中教師需要注重學(xué)生主體地位的凸顯，以及發(fā)揮教師自身指導(dǎo)作用，運用虛擬實訓(xùn)教學(xué)軟件時能將“學(xué)生為本”教學(xué)理念得以貫徹，這樣才能真正有助于促進教學(xué)目標(biāo)的實現(xiàn)。

電子產(chǎn)品裝配實訓(xùn)課程教學(xué)中，通過項目教學(xué)為主要的模式，教學(xué)中教師通過把典型電子產(chǎn)品裝配知識技能作為教學(xué)重點，通過相應(yīng)虛擬實訓(xùn)教學(xué)軟件的應(yīng)用促進學(xué)生掌握相應(yīng)的操作方法以及程序等，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的質(zhì)量和效率。虛擬實訓(xùn)教學(xué)軟件的運用需要發(fā)揮幾種實用功能，如漫游功能、操作場景功能、交互功能、考核功能（朱方園，2019）。不同的功能內(nèi)容所發(fā)揮的作用也是不同的，如漫游功能主要是從多角度來對虛擬實訓(xùn)器件和儀器設(shè)備觀察的功能。再如，交互功能，主要是通過鼠標(biāo)以及鍵盤運用操作來對屏幕中虛擬器件等實施自主化的操作，從這些功能方面充分發(fā)揮，這就為提升學(xué)生實訓(xùn)能力打下堅實的基礎(chǔ)。

（二）中職電子產(chǎn)品裝配虛擬實訓(xùn)教學(xué)軟件模塊

電子產(chǎn)品裝配實訓(xùn)課程教學(xué)中通過教學(xué)軟件的應(yīng)用，就要對相應(yīng)的模塊內(nèi)容明確，注重軟件系統(tǒng)功能模塊科學(xué)化設(shè)計，結(jié)合中職學(xué)生的學(xué)習(xí)特征設(shè)計相適應(yīng)的模塊內(nèi)容，從而保障實訓(xùn)教學(xué)質(zhì)量有效提升。實訓(xùn)教學(xué)軟件的模塊內(nèi)容是多樣的：

1.實訓(xùn)指導(dǎo)模塊是重要內(nèi)容，主要通過文字說明方式讓學(xué)生明確實訓(xùn)目的，這樣就能讓學(xué)生了解實訓(xùn)中的各項任務(wù)內(nèi)容。

2.裝配演示模塊內(nèi)容，主要通過動畫交互方式為學(xué)生演示操作，如通過器件檢測安裝，幫助學(xué)生對相應(yīng)操作程序了解熟悉，明確操作的流程，這就能深化學(xué)生印象，幫助學(xué)生正確掌握安裝操作的要點（陸龍福，2019）。

3.知識鏈接模塊內(nèi)容，主要是通過圖文以及視頻等方式將電子產(chǎn)品裝配的理論知識通過識讀的方式來進行說明，對于理論性比較強的教學(xué)內(nèi)容相對比較復(fù)雜，能夠讓學(xué)生在知識鏈接模塊的內(nèi)容參考下有所了解熟悉。

4.虛擬裝配模塊內(nèi)容，這是采用鍵盤以及鼠標(biāo)結(jié)合的方式，讓學(xué)生多角度觀察，以及自主進行選擇器件和工具虛擬實訓(xùn)等操作模塊內(nèi)容。

5.實訓(xùn)考核模塊內(nèi)容，主要是有理論以及虛擬操作的考核內(nèi)容，主要是對學(xué)生電子產(chǎn)品裝配的理論知識以及實踐操作的學(xué)習(xí)狀況進行考慮的模塊內(nèi)容（陳伏虎，2019）。如在進行理論考核的時候，主要是通過隨機抽題的方式，操作的正確或錯誤通過分值進行表示。

二、中職電子產(chǎn)品裝配虛擬實訓(xùn)教學(xué)要點及軟件系統(tǒng)應(yīng)用

（一）中職電子產(chǎn)品裝配虛擬實訓(xùn)教學(xué)要點

中職電子產(chǎn)品裝配虛擬實訓(xùn)軟件教學(xué)應(yīng)用過程中，需要把握好教學(xué)的要點，首先教師在教學(xué)觀念上要及時轉(zhuǎn)變，打破傳統(tǒng)理論教學(xué)的觀念桎梏，以學(xué)生為中心，利用現(xiàn)代化的技術(shù)來開展教學(xué)活動，從這些方面得到了強化，才能真正有助于促進電子產(chǎn)品裝配虛擬實訓(xùn)教學(xué)質(zhì)量的提升。運用創(chuàng)新教學(xué)模式，要注重把理論以及實踐有機聯(lián)系起來，注重學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。

再者，電子產(chǎn)品裝配虛擬實訓(xùn)教學(xué)要注重從實踐條件方面有充分支持。學(xué)校就要從虛擬實訓(xùn)教學(xué)軟件系統(tǒng)的開發(fā)研究以及硬件設(shè)施的完善建設(shè)方面加大資金投入力度，只有從實踐條件方面得以滿足，才能真正有助于實際教學(xué)工作的良好開展（許濤，2019）。

除此之外，電子產(chǎn)品裝配虛擬實訓(xùn)教學(xué)中教師自身的能力素質(zhì)提升也是比較關(guān)鍵的，只有保障教師專業(yè)素質(zhì)水平符合實際教學(xué)發(fā)展要求，才能真正為實際虛擬實訓(xùn)教學(xué)工作的良好開展打下堅實的基礎(chǔ)。所以通過“雙師型”教師的培養(yǎng)，使之能符合中職人才培養(yǎng)教學(xué)的需要，為實現(xiàn)人才培養(yǎng)目標(biāo)打下堅實基礎(chǔ)。

（二）中職電子產(chǎn)品裝配虛擬實訓(xùn)教學(xué)軟件系統(tǒng)應(yīng)用

中職電子產(chǎn)品裝配虛擬實訓(xùn)教學(xué)軟件系統(tǒng)的實現(xiàn)和應(yīng)用，需要和實際的教學(xué)需求相結(jié)合，整個系統(tǒng)分成不同部分，即：登錄及用戶管理系統(tǒng)、虛擬實訓(xùn)系統(tǒng)。

1.登錄和用戶管理系統(tǒng)應(yīng)用

虛擬實訓(xùn)教學(xué)軟件系統(tǒng)的應(yīng)用中，通過登錄和用戶管理系統(tǒng)的運用，主要是通過動態(tài)網(wǎng)頁和數(shù)據(jù)庫技術(shù)的運用，數(shù)據(jù)庫會建立有用戶名以及用戶密碼字段表，這些字段表主要是記錄相應(yīng)信息的，在用戶從前臺網(wǎng)頁進行登錄的過程中，需要登錄賬戶名以及密碼，通過動態(tài)網(wǎng)頁技術(shù)提交到后臺，只有在驗證身份之后才能夠進入虛擬操作的界面。

2.虛擬實訓(xùn)系統(tǒng)應(yīng)用

（1）軟件系統(tǒng)應(yīng)用流程。電子產(chǎn)品裝配實訓(xùn)課程教學(xué)中通過虛擬實訓(xùn)軟件系統(tǒng)的應(yīng)用，要發(fā)揮各系統(tǒng)的作用，從整體上提升教學(xué)質(zhì)量。在對Unity3虛擬實訓(xùn)軟件的運用下，呈現(xiàn)可視化教學(xué)內(nèi)容，C#或類似JavaScript語言為腳本語言進行交互設(shè)計，在應(yīng)用該軟件過程中，主要是按照相應(yīng)的步驟來落實的。①進行創(chuàng)設(shè)仿真模型;②通過3DSMAX優(yōu)化模型應(yīng)用;③Unity3D實現(xiàn)模型交互設(shè)計;④調(diào)試完善和發(fā)布。運用虛擬實訓(xùn)系統(tǒng)過程中就要按照既定的流程來落實，保障各環(huán)節(jié)都能和實際教學(xué)的內(nèi)容相契合，促進學(xué)生高效化學(xué)習(xí)（王維霞，2018）。

（2）構(gòu)建虛擬軟件模型。電子產(chǎn)品裝配實訓(xùn)教學(xué)中要注重運用虛擬軟件進行構(gòu)建元器件模型，其中如電子元器件和印制電路板等模型的構(gòu)建。對于直流穩(wěn)壓電源裝配實訓(xùn)教學(xué)中，就要準(zhǔn)備好相適應(yīng)的虛擬元器件，如二極管、電阻、三極管等內(nèi)容。虛擬物件在3DSMAX中創(chuàng)建會存在一定的難度，所以通過將Proteus軟件加以科學(xué)化運用，能通過電路板設(shè)計模塊的運用有助于生成印制板電路和元器件3D模型，然后在3DSMAX中進行組合優(yōu)化就能獲得虛擬元器件的模型，可通過FBX文件形式導(dǎo)出。

（3）軟件漫游功能的應(yīng)用。電子產(chǎn)品裝配虛擬實訓(xùn)教學(xué)軟件的應(yīng)用中，發(fā)揮軟件的漫游功能是比較重要的，主要是在3DSMAX中通過鍵盤、鼠標(biāo)操作完成，對元件以及場景實現(xiàn)漫游功能。操作中通過在3DSMAX中預(yù)置Camera Scripts下的Mouse Orbit.js導(dǎo)入工程中去，通過將Mouse Orbit.js 附加到Main Camera，在 Inspector面板中再對Mouse Orbit.js組件的Target設(shè)置相應(yīng)參數(shù)，教學(xué)中就要能和實際教學(xué)內(nèi)容相結(jié)合，如選擇印制電路板為參照，右鍵鼠標(biāo)添加到 Mouse Orbit.js代碼中，這樣就能將視角旋轉(zhuǎn)功能觸發(fā)。通過以上系列化的操作，就能使軟件漫游的功能得以實現(xiàn)。

（4）虛擬裝配功能的應(yīng)用。電子產(chǎn)品裝配虛擬實訓(xùn)教學(xué)中，通過對虛擬裝配功能的運用，軟件操作的時候，通過單擊手動組裝操作按鈕，就能實現(xiàn)虛擬裝配實訓(xùn)的目標(biāo)，運用鍵盤以及鼠標(biāo)來對屏幕中虛擬元器件以及儀器工具自主化操作，組裝正確器件就會吸附在電路板上，在鼠標(biāo)指向了待安裝元器件過程中，電路板上就會有正確安裝位置顯示提示，通過鼠標(biāo)拖放以及碰撞檢測的方式，準(zhǔn)備兩套虛擬元器件，在手動組裝按鈕按下的時候，電路板輔助安裝元器件renderer.enabled 屬性設(shè)置為false，添加Box collider組件，最后進行分組對需要安裝元器件顯示出來。Main Camera上附加Unity3D中預(yù)置的DragRigidbody.js 腳本，對于需要安裝的元器件添加Rigidbody以及Mesh collider組件，通過系列的操作后，進行碰撞，這樣就能正確安裝。通過對虛擬裝配軟件的應(yīng)用后，對于需要開發(fā)的作品在網(wǎng)頁發(fā)布，執(zhí)行EXE文件多樣化形式，這樣就有助于學(xué)生觀看，讓學(xué)生在軟件操作中能掌握相應(yīng)實踐的能力。

綜上所述，中西部欠發(fā)達地區(qū)中職學(xué)校的教學(xué)過程中，對于電子產(chǎn)品裝配虛擬實訓(xùn)教學(xué)活動的開展，主要是通過軟件系統(tǒng)的操作來實現(xiàn)，所以這就要求教師在課堂教學(xué)中要充分注重融入創(chuàng)新的理念方法，以促進電子產(chǎn)品裝配實訓(xùn)教學(xué)質(zhì)量水平。未來的電子產(chǎn)品裝配虛擬實訓(xùn)教學(xué)活動開展中，對虛擬實訓(xùn)軟件的科學(xué)化應(yīng)用，就能為實際教學(xué)工作的優(yōu)化起到積極的作用，促進學(xué)生高效化學(xué)習(xí)專業(yè)知識技能。

參考文獻：

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編輯 魯翠紅