高职院校虚拟仿真实训教学软件的开发与应用研究

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　　 摘 要：虚拟仿真實训教学在很多高职院校得到广泛的应用，是教育信息化建设的重要内容。虚拟仿真技术可以为训练学生的专业核心技能提供极大的帮助，为解决现实中的实训教学提供新机遇和新思路。文章以飞机电子设备维修虚拟仿真实训教学软件为例，对高职院校虚拟仿真实训教学软件的开发与应用进行相关研究。
　　 关键词：高职院校;实训教学;虚拟仿真;教学质量;教学效率
　　 中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：1008-3561（2020）04-0014-02
　　现代职业教育比较重视学习者的认识主体性，努力创造并提供良好的学习条件是教师的责任和义务，教师要合理采用先进的教学策略与技术，挖掘学生潜力，激发他们学习的主动性。实践证明，虚拟仿真技术可以为训练学生的专业核心技能提供极大的帮助，为解决现实中的实训教学提供新机遇和新思路。虚拟仿真（Virtual Reality），又称虚拟现实技术或模拟技术，是用一个虚拟的系统模仿另一个真实系统的技术。虚拟仿真实际上是一种可创建和体验虚拟世界的计算机系统。虚拟仿真实训教学在很多高职院校得到广泛的应用，是教育信息化建设的重要内容，可以让抽象的实验过程形象地展示出来，传统实验室无法完成的实验都可以通过虚拟仿真技术安全、直观地展示出来。本文以飞机电子设备维修虚拟仿真实训教学软件为例，对高职院校虚拟仿真实训教学软件的开发与应用进行相关研究。
　　 一、高职院校实训教学运用虚拟仿真技术的优势
　　 首先，促进学生学习兴趣提升。高职院校学生普遍存在缺乏学习兴趣的情况，教师在现实教学中运用虚拟仿真技术，可以让知识变得生动形象，便于学生在快乐的情境中进行学习。其次，突破时间与空间限制。虚拟仿真实训软件可以供多人同时使用，时间与地点不受限制，学生可以根据自身情况随时进行预习和复习，能在一定程度上提高学习积极性。再次，减少经费投入。为了跟上科技时代的脚步，学校的仪器设备要经常进行升级和改造，若不及时进行更换，便会影响后期的教学成效。若实训室建设运用虚拟仿真技术，便可减少经费投入，便于重复使用，而且升级软件的时候也不用更换全部硬件。
　　 二、飞机电子设备维修虚拟仿真实训教学软件的开发
　　 下面，从开发理念、教学功能两方面进行探讨。
　　1.开发理念
　　 （1）目标上以真实工作岗位的任务为基础。要遵循“六真”开发要求，包括真实的航空企业维修部门、工作岗位、工作任务、工作设备、工作环境以及工作流程，确保工作岗位之间的紧密对接，使传统的过于形式化的学习弊端得到解决。（2）体系上以理、虚、实一体化架构为基础。要以目前“理实一体化”教学模式为基础，引入虚拟仿真实训，构建实物实训和理论教学之间的桥梁，形成理、虚、实一体化的新型实训教学体系。这种体系可以将虚拟仿真软件的优势充分发挥出来，促进技能实训和理论教学的充分结合，提高实训教学效果。（3）开发上注重“三位一体”的协同性。虚拟仿真实训教学软件属于一种高科技教学工具，不能仅限于简单的图片、文本或动画，需要将体系、体验、技术的创新汇聚一身，以达到实训效果与功能的理想化，同时还要使它的外观、功能和体验满足相关软件的品质要求和标准。
　　 2.教学功能
　　 （1）教学方面。采用逼真的三维建模技术，真实地还原相关设备的实际外形与操作原理，生动而直观地展示仿真对象的基本操作过程。要通过一个个具体案例，按照真实操作场景，一步步展示设备的操作过程，同时配以相应的语音和文字解说，使教师摆脱以往枯燥的理论教学，便于学生直观和高效地进行相关知识的学习。（2）训练方面。在虚拟系统中，学生可以随时切换到自主训练环节，按照教师教的课程内容、教学目标和教学重点进行训练，所不同的是所有需要操作的触发点都需要学生自己手动进行交互操作。这种训练教学方法，不但加深学生对课程内容的理解，帮助学生掌握系统化的知识，而且增强训练的趣味性和互动性。（3）考核方面。任意案例可以切换到考核功能，启用考核功能之后，设备操作将没有任何提示，学生需要按照之前学到的知识进行考核。系统最后会自动生成考核成绩，记录学生考试的每一步操作，同步练习或考试结束之后会对当前操作人员的分数进行排名和展示。
　　 三、飞机电子设备维修虚拟仿真实训教学软件的应用
　　 1.重视实验的开放性
　　 航空仪表仿真实验平台可以24小时开放，实训使用的材料和场地不受限制，便于学生通过校园网在宿舍、图书馆或者其他地方自行登录进行学习，随时随地进行实验设计、操作，对飞机电子设备维修技术进行不断探究和创新。而且实验数据的检验和完善，也可以通过虚拟实验室完成。这种学习系统具有开放性，学生可以独立操作，温故而知新，实验时遇到难题可以及时得到解决，能够提高学生的学习兴趣，培养学生的创新意识，最终达到提高学生创新能力的目的。
　　 2.采用多样化的教学方法
　　 虚拟仿真实验系统不会让学生因为担心实验设备的损坏和危险而畏首畏尾，可以为学生提供大胆探索的实验环境。应用虚拟仿真实训软件进行教学时，教师要以学生为主体，采用多样化的教学方法，注重课内外结合、教学与科研结合、仿真与实际结合，创设良好的实训教学环境。还可以逐步将虚拟仿真实验教学独立出来，专门设置虚拟仿真实验课程，适当增加虚拟仿真实验学时和学分，提高学生的学习动力。要借助多样化的教学方法，着力培养学生分析问题、解决问题的能力，以及理论联系实际的学风和严谨的科学态度。
　　 3.丰富实践教学的项目内容
　　 应用虚拟仿真技术能够弥补现实教学中内容的不足，丰富实践内容，拓宽学生的学术视野。实验教学可以实现由验证型及演示型向设计型及研究型转变、由单一性向综合性和创新性转变，通过设置多层次、多模块和形式多样的虚拟仿真实验项目，满足不同学生的学习需要，让学生有更多的选择权。如可以利用虚拟仿真软件完成航空电子设备的结构、工作原理、拆装调试和故障分析与排查的教学与实训。学生通过引出线、部件提示、结构树或隐藏与显示等功能进行典型设备的结构认知学习，能够直观地看到设备结构，深入了解所学知识，达到岗位实训无法比拟的效果。以航空直流电机为例，虚拟仿真软件可以通过二维三维对比图、原理展示动画等先进的虚拟仿真手段，对抽象的工作原理进行形象化的展示，将看不见的电磁感应线、磁场等内容形象地表现出来，便于学生直观地学习不同电机类型的工作原理，进一步提高学习效果。 　　 四、結语
　　 总之，高职院校将虚拟仿真实训教学软件合理地运用到实训教学中，可以在减少教学成本的同时，促进教学形式的多样化，提高实训教学效果，从而提升人才培养质量与速度。因此，高职院校要重视虚拟仿真实训教学软件的开发与应用。开发虚拟仿真实训教学软件时，目标上要以真实工作岗位的任务为基础，体系上要以理、虚、实一体化架构为基础，注重“三位一体”的协同性，突出教学功能。应用虚拟仿真实训教学软件时，要重视实验的开放性，采用多样化的教学方法，注重丰富实践教学的项目内容。
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　　Research on the Development and Application of
　　Virtual Simulation Teaching Software in
　　Higher Vocational Colleges
　　Wen Yina
　　（Changsha Aeronautical Vocational and Technical College， Changsha 410124， China ）
　　 Abstract： Virtual simulation training is widely used in many higher vocational colleges， which is an important part of education information construction. Virtual simulation technology can provide great help for training students' professional core skills， and provide new opportunities and new ideas for solving practical training teaching in reality. Taking the virtual simulation teaching software of aircraft electronic equipment maintenance as an example， this paper studies the development and application of virtual simulation teaching software in higher vocational colleges.
　　Key words： higher vocational colleges; practical teaching; virtual simulation; teaching quality; teaching efficiency
　　作者简介：文一娜（1979-），女，湖南醴陵人，技师/助理讲师，从事航空电子设备技术研究。
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