高仿真系統在稻谷加工實踐教學中的應用研究

馬永芹

（吉林工程職業學院，吉林 四平 136000）

前言：糧食問題，是關系到國計民生的重要問題。為此，我國部分學校開設了農業專業，且將稻谷加工納入到了教學課程體系中，為相應人才的培養提供了渠道。但是在稻谷加工教學中，僅僅進行理論教學還遠遠不夠。人才在進入社會后，需要真正參與到加工操作過程中，理論知識不足以支撐其在短時間內真正發揮價值。因此，稻谷加工教學課程更加強調培養學生的實踐技能，實踐教學由此出現，并成為了教學的重點。傳統的稻谷加工實踐教學，對實踐工具以及空間要求較高，學生不得不真正參與到加工企業的工作中，而企業又無法容納每年龐大的人才數量。為了解決上述問題，學校引入了高仿真系統。利用此系統進行實踐教學，能夠為所有學生參與實踐提供機會，這對應用型人才的培養具有重要價值。由此可見，對高仿真系統在稻谷加工實踐教學中的應用進行研究，具有一定必要性。

一、高仿真系統

系統仿真(system simulation)就是根據系統分析的目的，在分析系統各要素性質及其相互關系的基礎上，建立能描述系統結構或行為過程的、且具有一定邏輯關系或數量關系的仿真模型，據此進行試驗或定量分析，以獲得正確決策所需的各種信息。虛擬仿真（Virtual Reality）又稱虛擬現實技術或模擬技術，就是用一個虛擬的系統模仿另一個真實系統的技術。從狹義上講，虛擬仿真是指20世紀40年代伴隨著計算機技術的發展而逐步形成的一類試驗研究的新技術；從廣義上來說，虛擬仿真則是在人類認識自然界客觀規律的歷程中一直被有效地使用著。由于計算機技術的發展，仿真技術逐步自成體系，成為繼數學推理、科學實驗之后人類認識自然界客觀規律的第三類基本方法，而且正在發展成為人類認識、改造和創造客觀世界的一項通用性、戰略性技術。

虛擬仿真實際上是一種可創建和體驗虛擬世界（Virtual World）的計算機系統。此種虛擬世界由計算機生成，可以是現實世界的再現，亦可以是構想中的世界，用戶可借助視覺、聽覺及觸覺等多種傳感通道與虛擬世界進行自然的交互。它是以仿真的方式給用戶創造一個實時反映實體對象變化與相互作用的三維虛擬世界,并通過頭盔顯示器（HMD 等輔助傳感設備，提供用戶一個觀測與該虛擬世界交互的三維界面，使用戶可直接參與并探索仿真對象在所處環境中的作用與變化，產生沉浸感。VR技術是計算機技術、計算機圖形學、計算機視覺、視覺生理學、視覺心理學、仿真技術、微電子技術、多媒體技術、信息技術、立體顯示技術、傳感與測量技術、軟件工程、語音識別與合成技術、人機接口技術、網絡技術及人工智能技術等多種高新技術集成之結晶。其逼真性和實時交互性為系統仿真技術提供有力的支撐。

二、高仿真系統在稻谷加工實踐教學中應用的重要性

在稻谷加工實踐教學的過程中，對高仿真系統進行應用，無論對于學生或者教師而言，均具有重要意義。具體體現在以下方面：

（一）有利于增強學生的實踐能力

將高仿真系統應用到稻谷加工實踐教學中，其重要性之一，便在于有利于增強學生的實踐能力。對于稻谷加工課程而言，其本身不僅要求學生具備理論知識，同樣也需要具備實踐能力。如實踐能力不過關，則無法保證真正參與生產以及加工，從而在未來進一步學習知識時，也會受到一定的阻礙。而應用高仿真系統后，學生則能夠在脫離社會的情況下，在學校中利用系統進行加工模擬，對自身的實踐能力進行鍛煉。長此以往，學生的實踐能力將會得到較大程度的提升。

（二）有利于為學生就業奠定基礎

在稻谷加工實踐教學中，對高仿真系統進行應用，同樣有利于為學生就業奠定基礎。稻谷加工屬于面向農業產業的一項課程，而農業生產雖然依賴理論知識，卻更大程度依賴時間。當今社會，各個企業對人才的實踐能力要求均處于不斷提升的過程中。如實踐能力無法達到標準，則難以滿足企業需求，因此也就會導致就業困難的現象發生。對高仿真技術進行應用，能夠避免上述問題發生，并且有利于全面提高學生就業率，使其能夠在進入社會后，快速適應工作，在崗位中盡快發揮自身的價值。

（三）能夠提高課程整體教學質量

稻谷加工實踐課程的教學質量，一方面依靠理論教學，另一方面則依靠實踐教學。另外，教學質量的提升，與學生的學習興趣以及教師的教學效率同樣有關。高仿真系統的應用，能夠使學生以好奇的心態參與到系統使用的過程中，而基于上述濃烈的學習興趣，學生對各項知識的掌握程度也會得到提升，反映到教學工作中，便是教學質量的提升。從教師方面分析，以往的稻谷加工實踐教學，工具以及設備相應短缺。而高仿真系統應用后，上述問題會被解決，教師教學難度下降，效率提高，也將擁有更多的時間，為學生講解更多的知識。長此以往，這對教學質量的提升，起到一定促進作用。

三、高仿真系統在稻谷加工實踐教學中的應用方法

將高仿真系統應用到稻谷加工實踐教學中，具有一定重要性，但在目前，部分學校尚未引進該系統。已經引進系統者，對此系統的應用同樣不夠充分。故本部分從課前、課中以及課后三階段出發，對高仿真系統的應用方法進行了總結：

（一）課前高仿真系統的應用

課前，教師可以利用高仿真系統，幫助學生對稻谷加工的相關知識進行預習。通過預習，學生便能夠在操作中了解自身的缺陷所在。因此也就能夠在實際課堂中，更加有針對性的學習知識，糾正操作中的錯誤，提高操作水平。與傳統的教學方法相比，高仿真系統的運用，對學生預習便利性的提升以及針對性的提升，均能夠起到一定促進作用。

例如：在進行稻谷加工實踐教學中，教師需要首先對高仿真系統中的模塊進行了解。一般情況下，在此系統中主要包含三個模塊，分別為基礎模塊、教學模塊以及管理模塊?；A模塊的功能，在于為學生實踐操作提供空間，學生可以借助上述模塊，選擇需要操作的內容，并運行系統。在系統運行后，學生便可在計算機中進行模擬加工，進行一系列加工操作。在操作出現錯誤后，系統會予以提示。教學模塊的功能，在于供教師對學生進行教學，教師可在模塊中操作，而學生也能夠看見教師的操作流程以及步驟。管理模塊的功能，在于對本系統性能以及故障等進行管理，負責系統優化，此模塊僅管理員具有登錄權限。在教師了解系統模塊以及功能后，需要為學生提出課題：“請進行水稻加工，完成清理、礱谷和碾米三個步驟，并盡可能控制精確度”。在設置課題后，學生需要對相應知識進行查找，并按照自身所找到的知識，通過高仿真系統進行加工操作。在此之后，則可以直接借助系統對加工的成果進行提交。而教師則能夠在學生提交成果后，立即收到結果。通過對不同學生加工成果的觀察，教師則能夠明確學生在預習中存在的問題。在課堂教學中，也需要重點針對上述問題進行解決，幫助提高學生學習的針對性，提高人才培養水平。

（二）課中高仿真系統的應用

課中，教師可以利用高仿真系統，幫助學生以小組的形式參與到加工操作過程中。在此期間，教師需要邊講授、邊演示、邊教學、邊指導。而學生則能夠在教師的引導下，逐漸克服預習過程中存在的困難，促使自身的稻谷加工實踐能力得到進一步提升。長遠來看，這對教師在課堂中教學強度的減小，以及教師本身教學效率的提高，同樣具有積極意義。

例如：在課堂教學的過程中，教師可以首先將學生分為數個小組，每個小組5 人左右。分組后，教師需要簡要對稻谷加工的理論知識進行講解，幫助學生奠定理論基礎，為實踐過程提供保證。此后，教師則可以要求學生打開高仿真系統，利用系統真正開始進行實踐教學。在此期間，教師可以首先告知學生接下來進行的操作，此后，則可以真正開始操作。學生可以通過計算機，觀察到教師的操作步驟。如學生存在不懂的步驟，可以向教師提問，而教師則需要耐心予以解答。當教師示范操作完成后，學生則需要以小組的形式，嘗試再次重復教師的操作。教師在這一時間段，則可以幫助學生分析其在操作中存在的問題，并且幫助其解決問題。課堂結束時，學生需要以小組為單位，對自身的操作成果進行展示，教師則需要選出優勝小組，并在發現小組存在問題后，再次幫助其分析，使學生在稻谷加工實踐學習中存在的問題得到有效解決。

（三）課后高仿真系統的應用

課堂教學的完成，并不意味著學生已經完全熟練地掌握了稻谷加工實踐操作知識。因此在課后，做好操作知識的鞏固工作同樣較為重要。傳統的教學方法下，課后復習的過程均需要由學生單獨完成，學生如缺少途徑，則會缺少練習的機會。對此，課后高仿真系統的應用，則能夠有效解決以上問題。

例如：教師可以在課后，為學生設置任務，此后同樣對學生進行分組，要求學生通過小組的方式完成任務。任務完成后，學生還需要制作PPT，描述小組完成任務的過程，并為其他學生展示成果。需要注意的是，學生任務完成的過程，均需要依靠高仿真系統而實現。采用上述方法進行教學，能夠使學生在完成課后項目的過程中，進一步掌握高仿真系統的使用方法，對系統進行使用的便利性也會不斷提升。另外，上述方法同樣有利于使學生逐漸深入的掌握稻谷加工流程，保證能夠將上述流程應用到具體的實踐中。長遠來看，這對人才對技能應用水平的提升，能夠起到較大的促進作用。因此，有必要對其加以重視。

結論：綜上所述，本文對高仿真系統在稻谷加工實踐教學中應用的研究，可為各個相關學校提供參考，使其改變以往的人才培養模式，進一步提高對稻谷加工實踐教學的重視程度，并積極投入資金，引進并運用高仿真系統，通過上述系統，提升自身教學質量，提高人才培養水平。在未來，學校應當在課前借助高仿真系統，組織學生進行預習，要求學生自行學習知識，并按照自身所學，在高仿真系統中進行操作。在操作期間，發現自身的問題。在此基礎上，于課堂中更加具有針對性地進行學習，在教師的帶領下，提升自身的實踐操作能力。除此之外，學校同樣需要將高仿真系統應用到教學后，使學生能夠借助系統反復練習，鞏固知識，增強操作技能，從而為學生就業率的提升奠定基礎。