基于虛擬仿真技術專業實訓課程教學的實踐與反思
——以《電機與拖動》為例

吳有俊

（南京江寧高等職業技術學校 江蘇南京 211110）

虛擬仿真技術是利用計算機仿真技術模擬產生一個與現實相關的虛擬環境，讓使用者產生視覺、聽覺、觸覺等感官的模擬體驗，以實現虛擬與現實相互作用。虛擬仿真教學就是將虛擬仿真技術運用到教育中。2013 年教育部高教司發布了《關于開展國家級虛擬仿真實驗教學中心建設工作的通知》（教高司函〔2013〕94 號），通知指出：我國已有多所中、高職院校的虛擬仿真實驗教學中心已經進入到建設名單當中。虛擬仿真教學在國內中、高職院校教學中被廣泛采用，將成為中、高職院校教學的一種重要方式。

職業教育是培養技能型人才、支撐工業化發展、面向人人、指向崗位的一種教育形式，同時也是我國教育的薄弱環節。機電類專業實訓教學中采用虛擬仿真技術可節約辦學成本、節約教育資源、提高實訓效果、實現應用型人才的培養，同時也是中高職院校教育現代化建設的必然趨勢。

一、基于虛擬仿真技術專業實訓課程教學的背景和要求

2010 年，國務院在《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010 ～2020 年）》的第六章職業教育的十四條大力發展職業教育中強調“加強‘雙師型’教師隊伍和實訓基地建設，提升職業教育基礎能力。”在六十條加強優質教育資源開發與應用中談到“加強網絡教學資源庫建設。引進國際優質數字化教學資源。開發網絡學習課程。建立數字圖書館和虛擬實驗室。”目前，我國教育領域大力加強信息化教學，而虛擬仿真技術是信息化教學的重要組成部分。虛擬仿真技術的應用，建立健全了教學實驗基地，為教師的實訓教學課程改革指明了方向。

從目前中職學校專業課教學的實際情況來看，傳統的教學方法和教學手段已經不能適應當前教育快速發展的形勢，將虛擬仿真技術應用到中職專業課教學中已刻不容緩。在職業教育中技能型人才的培養，離不開實際操作和實訓。然而，由于師資、實訓設備等種種條件的限制，傳統的實訓教學難以滿足現代社會對技能型人才培養的需求。由于虛擬仿真技術的快速發展，基于虛擬仿真技術的專業課實訓教學越來越受到各方面的高度重視，已經成為專業課實訓教學環節中不可缺少的重要組成部分。

在《電機與拖動》課程教學中運用虛擬仿真技術，能夠讓學生在虛擬的環境中模擬出真實生產和工作環境，去演示其基本結構、工作原理、工作過程等，從而突破難點，解決傳統實踐教學中存在的問題。將虛擬仿真技術應用到《電機與拖動》課程教學上，在講授理論知識時，用虛擬仿真技術可以直觀地幫助學生：①完成實際操作和實訓教學的課前預習；②進行實訓教學過程中的個性化輔導與練習；③進行實訓教學過程中信息化、智能化考試考核。

二、基于虛擬仿真技術專業實訓課程具體教學過程的實施——以《電動機連續控制電路安裝與調試》為例

在《電動機連續控制電路安裝與調試》項目中，將各種類型的優秀虛擬仿真教學資源上傳至網絡教學資源平臺，學生可以及時獲得相應的虛擬仿真教學資源進行在線學習、實踐操作和測試。

1.課前準備階段

提前一周在網絡教學資源平臺中上傳《電動機連續控制電路》自主學習任務單、微課和視頻等虛擬仿真教學資源。將整個教學任務分解成：①熱繼電器的結構、工作原理；②分析控制電路的工作過程；③安裝與調試。學生在網絡教學資源平臺中下載學習資源，根據任務單明確任務要求。

2.理論探究階段

運用虛擬仿真技術，讓學生掌握熱繼電器的結構、工作原理；用電工虛擬仿真教學軟件講解控制電路的工作過程，幫助學生理解自鎖含義，學會熱繼電器過載保護原理和工作過程；用虛擬貨幣來評價學生作業完成的效果。

課堂上，為了讓學生對熱繼電器有更加深刻的認識，筆者給每位學生準備了一個熱繼電器，在教學平臺中展示學生上傳的作業。課堂上組織學生互相討論，鞏固知識點。教學資源平臺會自動生成學生的實訓考核成績，讓老師及時了解每一位學生的學習情況。對共性問題，教師借助虛擬仿真軟件演示分析講解，對個性問題進行課后單獨輔導。

3.虛擬仿真軟件實踐操作環節

教師組織學生進行虛擬仿真實訓軟件操作，完成仿真演練過三關，分別是選件測試、模擬接線、檢查調試。學生在闖關的過程中完成“電動機連續控制電路”安裝與調試工作，并且遇到困難可以點擊虛擬仿真平臺中的“操作提示”按鈕。

具體操作過程為：

（1）在虛擬仿真元件庫中選擇電路安裝所需的元件，用平臺中提供的虛擬萬用表進行模擬檢測，沖關完成后，讓學生填寫任務單中的“元件清單”。

（2）在平臺中模擬接線，重點考查學生的識圖能力。沖關完成后，讓學生填寫任務單中的“元件布局和接線圖”。

（3）用虛擬萬用表進行安裝線路的模擬調試，沖關后梳理出正確合理的檢測步驟與調試方法。

4.檢查階段

教師檢查學生的虛擬仿真軟件的操作過程，并進行監督和指導。

5.教學成果評估階段

根據虛擬仿真教學平臺的反饋，對學生的虛擬軟件操作使用情況進行點評，包括虛擬工具的使用、接線工藝、控制電路的檢測與安裝調試等，再結合學生的自評等級進行綜合評價。

學生借助“虛擬仿真教學項目評價表”進行自評和互評，各小組派代表介紹虛擬仿真軟件的使用情況，分享虛擬仿真電路安裝過程中的心得體會。

三、基于虛擬仿真技術專業實訓課程具體教學過程的反思

《電機與拖動》課程中的知識點比較抽象，原理難懂難學，若采用傳統的純理論課教學模式，長時間下來，學生就會失去興趣，學習效果不理想。筆者從以下幾個方面開展《電機與拖動》學科的虛擬仿真教學工作。

第一，筆者把虛擬仿真技術運用到整個教學過程中，實現教學過程的信息化和智能化。網絡教學平臺中的各種虛擬仿真教學資源可以供學生課前預習，課后復習鞏固使用；除了提供大量的虛擬仿真教學資源外，筆者利用網絡教學資源平臺發布作業和學習任務，疑難討論與解答，讓學生進行作業提交與自動批改，網絡考核等，方便老師與學生，學生與學生之間的交流和互動。

第二，筆者關注專業特色，為實踐教學服務，在網絡教學資源平臺中設置了開放式虛擬仿真實踐教學模塊。通過網絡提供一個虛擬仿真實驗平臺給學生，并進行網上實驗信息發布；學生可以在平臺中，完成相應的虛擬仿真實驗，并在網上提交實驗報告。在網絡平臺中，課后學生可以多次練習課堂實驗內容，也可以根據自己的專業能力完成一些難度較高的實驗或者進行自主創新型實驗的嘗試。

第三，在虛擬仿真教學過程中，筆者既關注仿真教學的過程，又關注仿真教學的結果。在教學過程中，每次完成一個學習任務后，筆者先不予評價，而是讓其他同學評價。通過同學之間的相互評價，發表各自的觀點，并且對所得出的結論進行討論，從而激發學生的學習熱情。評價過程也是一個互相學習的過程，可以促進學生之間合作交流，形成良好的競爭意識。