仿真技术在职业教育中的应用
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作者: 张振文
摘 要： 随着科学技术的飞速发展，计算机仿真技术在各行各业中的应用越来越广泛。同样，计算机仿真技术在职业教育中也越来越得到人们的认可与重视，这是因为计算机仿真技术软件越来越完善、越来越成熟，应用计算机仿真技术可以起到事半功倍的效果，可以节约大量的人力、物力和财力，把人们从繁杂的工作中解脱出来。而且计算机仿真技术在教学过程中直观、高效、乐于为人们所接受，因此大力推广和应用计算机仿真技术已非常重要。
关键词： 职业教育 计算机仿真 应用
传统的职业教育教学，大都采用课堂讲授然后在实训场所进行实习实验的方法。尽管现在我国已进行了大刀阔斧的职业教育改革工作，尽量实行或者实现理实一体化教学，即边理论学习边实习实验。但由于这样那样的原因，要使这二者有机地结合起来非常困难，当然势必会出现理论和实际脱节的问题。尤其对于那些资金不足地实验条件有限的学校，特别是一些中等职业学校和技校，相当数量的实验和实习只能在黑板上或书本上进行，缺少教学应有的环节，导致学生在学习过程中完全受到教师和教材的束缚，缺少创新和学以致用的能力，直接影响教学的效果。
为了改变这种状况，人们一直在追寻应用仿真技术尽量避免和减少理、实脱节的问题。早些时候的仿真通常都是物理仿真，随着科学技术的发展，现在的仿真技术已分为了两大类：物理仿真和计算机仿真。物理仿真的优点是直接、形象、易懂，但模型受限，易损坏难以重复使用。而计算机仿真则是将研究对象进行描述，建立虚拟模型，在计算机的运行中即可实现。优点是：不怕破坏，易修复修改，可以反复使用。实践证明，职业学校的一些常设专业，比如电工、电子、机械、数控、模具、汽车、服装、化工等均可引入仿真教学，计算机仿真教学即可应用于理论教学，也适用于实习实验教学。最大的好处是能够实现节能降耗，在一定程度上可缓解教育资金的不足，节约大量的教育经费。
计算机仿真教学与物理仿真教学和真实的实习实验教学相比，具有一系列的优点。
一、直观、形象
仿真教学能够提供一个近乎实际的平台环境，一些高校、科研单位研制的三维仿真软件，能够模拟和实际完全吻合的虚拟情景。例如，利用仿真软件我们可以模拟一个个电子单元电路、直至一个完整的电路。而且能够清楚地显现这个电路工作时的各种电学状态，甚至教师在授课时无法展示的波形图。并能保存仿真中的各种技术数据，为电路的测量、记录提供了非常方便有效、快捷的理论数据。另外仿真还能提供电路中各种元器件的模型参数，既能满足同学们的感官要求，又能满足在教学中的实际效果。在数控加工教学中，通过软件，同学们可从任意的角度去观察数控机床的加工过程，加工的毛坯变为成品的过程历历在目。再如化学仿真，仿真过程能够对物质化学变化前后的形态、颜色、温度等都可模拟得非常逼真。
二、节约、安全
应用仿真教学，无论是在理论课堂还是实习实验场所，我们不必要准备大量的物质材料，不必具备很大的空间场所，仅此便可节约大量人力、物力和财力。例如，电气课程，我们可以节约大量的模拟板、面包板及各种电器、电子元器件。数控加工可以不必设置场地、机床、可不必投放加工材料，化学实验无需真材实料、无需瓶瓶罐罐，等等。由于这些教学情况均是在虚拟状态下进行的，因此对于电气、电子电路的数据测量，我们可以借助于虚拟的仪器、仪表进行操作。在安装、调试、测量电路过程中，由于人与设备、电路非实际接触，从而可以避免学生触电。即便电路出现短路、漏电等故障，也不会毁坏设备与器件，安全系数大大提高。再说数控加工，机床和加工工件、材料、刀具在数控加工的过程中，投资是巨大的，一台机床动辄几十万，甚至上百万。虚拟毛坯代替实际材料，虚拟冷却液替代实际冷却液，极大地降低实习实验消耗。且刀具不会因为进给量过大而损坏。在化学仿真中，酸、碱、盐都是虚拟物品，没有消耗更没有污染。
三、高效、全面
仿真教学可缩短实验、实习材料、仪器仪表、工卡量具的准备过程学习或实习完毕后，也节省了回收时间。在仿真教学过程中，教师、学生可以轻松对实行过程初始化，对未能完成的实验实习进行状态的存贮，对在实验、加工、实验过程中出现的错误及时地修正，对已经完成的实验实习进行调入回顾，极大地提高了实验实行的效率。
仿真教学软件可充分考虑实际环境中的各种因素，避免由于特定条件而导致的操作结果的单一取向。如电气仿真，可对失压、欠压、过压、过载、短路、断路、漏电、电路调节等诸多因素进行全面的仿真，可人为模拟各种状态下的故意破坏而不损坏设备、电路。总之，仿真教学几乎可以构建我们所要的一切。
综上所述，计算机仿真教学，尤其是在职业教育教学中能够起到前所未有作用与功效，既能节约大量教育资金，能够收到在传统课堂上达不到的教学效果，特别是由于它的安全性、无破坏性，可以反复修改或格式化，从而会激发同学们更高的学习、探索、创新的意识，会使得课堂气氛更加活跃，互动性更强，真正使同学们由被动学习转而变为主动学习，从而将我国的职业教育提升到一个崭新的阶段。
参考资料：
［1］王琦产.学研项目结晶―DSC教学仿真软件.现代教育，2010，（12）.
［2］朱力恒.电子技术仿真软件在教学中的应用.资质文摘，2009，（23）.
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