高職院校虛擬仿真教學探索與實踐探討

劉星潔，李強，侯娟，郝濤

（1．鄭州電力高等專科學校，河南 鄭州 450002；2.北京博電新力電氣股份有限公司，北京 100190）

為響應教育部《關于在疫情防控期間做好普通高等學校在線教學組織與管理工作的指導意見》，以及應對社會公共突發事件的相應要求，我校積極探索“停課不停教，停課不停學”的教學改革與實踐。職業院校以輸出技能型人才為目標，如何高效的開展實訓課的線上教學工作，保證實訓課程的教學目標，是教學改革和實踐的重點和難點。

1 虛擬仿真教學探索的背景

1.1 主動應對突發事件的備案

現如今，疫情防控已進入常態化管理模式，同時偶受惡劣自然天氣的影響，對線上教學工作提出了更大的挑戰。我校作為一所高等職業院校，人才培養的定位是學生知識應用和技能的培養。實訓課程線上開展教學比理論課程面臨更多的挑戰，比如實訓場所和實訓設備無法滿足教學的要求。因此，積極開發和利用線上虛擬仿真實訓，尤其是“互聯網+教學”模式，是解決線上實訓課程教學的重大突破。積極探索在線虛擬仿真實訓與線上教學資源的結合，做好課程建設和實踐，保證實訓課程線上教學的高效，實訓效果不打折，為應對突發事件做好備案。

1.2 線上線下教學模式的需求

近年來，各院校積極探索“線上線下”教學模式，它是凸顯以學生為教學核心的重要教學模式。電力二次實訓，是面向電力二次系統檢修工作的專業實訓。實訓內容涉及帶電二次設備的接線、查線、校驗等專業工作，初入門學生技能水平低、安全意識缺乏，直接進入操作練習有一定的危險性。同時，存在實訓室同類設備少、工位不足等問題，學員輪流操作或分組操作，耗時、動手機會少，無法充分、有效的開展培訓。

在線虛擬仿真軟件的開發和使用，能夠有效解決此問題，學員可以在虛擬仿真軟件上先完成任務，熟練操作后，在真實設備上完成操作。虛擬仿真軟件的評價更為客觀，同時學生可以課上、課下不受學習時間和學習地點的局限。

2 課程設計實施方案

2.1 線上實訓教學實施方案

應對疫情等突發情況及自然災害天氣時，我們啟用線上實訓教學方案，實現“停課不停學”。在脫離實訓環境及實訓設備的情況下，保證學生知識應用和技能訓練得到最大程度的提高。

2.1.1學生自主學習

以學生為主體，發揮學生的主觀能動性，是實訓課程線上教學的重要前提。教師在云課堂中上傳的學習資料，包括軟件的應用和操作視頻、各技能項目的演示視頻、操作規范和標準等。學生需按照課程設計和進度的要求，提前預習，了解工作任務，觀看技能項目的演示視頻，熟悉完成任務的標準化作業流程。

2.1.2在線教學

利用釘釘直播或者會議形式授課，教師介紹工作任務，并依據真實工作現場操作視頻、3D動畫等講解工作任務完成的全部流程，包括相關知識、技能標準及工作流程和注意事項等，要求學生記錄并整理在報告中，上傳到學習平臺。

教師講解后，下發任務，學生利用線上虛擬仿真軟件，完成工作任務。教師可在線監控學生的學習狀態和練習操作情況。練習過程中，有問題均可以通過共享屏幕方式，提出問題，一起探討完成，提高學生的積極性和主動性。練習時間結束后，進行線上操作考試。

2.1.3教學總結

課后，學生可以根據個人情況繼續練習教師要求學生觀看該任務的真實現場的操作視頻。寫出真實現場工作中安全措施、工作流程、工作標準及工作注意事項等，這也是實訓報告的重要內容，實訓保護是線上實訓考核的重要部分。

2.2 線上線下混合式實訓教學實施方案

在校實訓中，為優化實訓教學效果，可采用線上線下混合式實訓教學方案。先進行虛擬仿真軟件練習，最后再進行實訓設備的操作，不斷強化，最大程度提高技能水平。

2.2.1課前

教師在云課堂中上傳的學習資料，包括軟件的應用、3D動畫、各技能項目的演示視頻及操作規范和標準等。學生可以根據老師課前下發的任務查找相關的視頻觀看，并熟悉工作任務、工作內容及工作流程。

2.2.2課中

實訓課上，教師首先對學生進行安全教育，說明本次工作任務的主要內容及工作危險點等。然后講解工作任務、工作流程、操作標準及工作注意事項等。之后，學員采用自由組合的方式，4人成組，小組內設置工作負責人、工作班成員、安全員等，工作中嚴格按照分工展開工作。各小組先在虛擬仿真軟件上完成操作，軟件考核通過之后，才能進入設備操作區開始工作。設備操作區共4個工位，學生按照仿真考核完成的順序進入工位工作，等待區的學生繼續在虛擬仿真軟件上進行操作練習。

實操過程中，2名教師全程監護學員安全并進行指導。最后，教師針對操作內容，分組進行考核，每組操作完成后還要進行答辯。全部考核結束后，教師總結操作考核中出現的問題，進行點評。

2.2.3課后

課后，學生可以繼續在虛擬仿真軟件上完成操作練習，不斷鞏固和提高。另外，學生根據課上訓練內容整理完成實訓報告部分，用于教師評定成績的一部分。

3 課程評價方式

3.1 線上實訓教學考核評價

線上實訓教學的考核主要參考學生虛擬仿真軟件的考核成績和學生實訓總結兩大部分，虛擬仿真軟件的操作是技能訓練的體現，學生實訓報告是對學生操作中的標準化作業流程及工作標準的重要呈現，還包括課堂簽到和課堂參與度等。考核模塊按照比重細化，最終從學生的知識、技能水平、學習態度等方面綜合評定學生的等級。線上實訓考核評價表，如表1所示。

表1 線上實訓考核評價

3.2 線上線下混合式實訓教學考核評價

線上線下混合式實訓教學的考核主要參考學生的實操表現和現場答辯兩大部分，還包括一定的仿真考核成績，用于區分小組內各同學的技能水平（因技能操作成績是按照小組評價）及課堂出勤和課堂參與度。線上線下混合式實訓考核評價表，如表2所示。

表2 線上線下混合式考核評價

4 虛擬仿真軟件應用的意義

4.1 促使線上實訓教學目標的達成

實訓教學課程大綱的重要教學目標就是學生技能水平的培養和知識的應用，這是區別于理論線上授課的重點和難點。在脫離了實訓室和實訓設備的情況下，開展線上實訓教學，對教師和學生都提出了巨大的挑戰。虛擬仿真軟件最大程度地還原了真實的實訓操作，如圖1、圖2所示。線上教學活動中，教師播放現場設備調試操作視頻，講解標準化工作流程，讓學生對工作現場及工作流程有深刻的認知；學生通過虛擬仿真實訓的練習，一定程度上完成了技能訓練；最后學生通過實訓報告總結工作任務，課后還能通過回放以及線上平臺課程資源鞏固學習。另外，虛擬仿真軟件的考核功能，還解決了遠程技能訓練成績考核這一難題。因此，虛擬仿真軟件的使用最大程度地促進了實訓教學知識目標和技能目標的達成。

圖1 虛擬仿真軟件操作現場

圖2 虛擬仿真軟件操作圖

4.2 強化實訓的效果

虛擬仿真軟件參與實訓課上教學活動強化了實訓教學目標。虛擬仿真軟件參與到課堂教學中，仿真軟件操作完成后，方可分組進入工位操作。仿真操作練習減少了實操的錯誤率，提高了安全性,同時,促進了學生的競爭和協作意識。此外，虛擬仿真軟件可用于學生課下隨時隨地練習，不斷鞏固提高技能水平。

5 結語

在“互聯網+教育”背景下，線上虛擬仿真軟件引入到教學有著重要意義。不僅是線上教學技能、教學環節的重要解決方案，更是實際實訓教學中學生技能的強化和補充。同時,可以借助虛擬仿真評價體系，公平、客觀地完成成績評定。