仿真實訓(xùn)系統(tǒng)在高職高專實踐教學(xué)中的應(yīng)用研究

1、 仿真實訓(xùn)系統(tǒng)在高職高專實踐教學(xué)中的應(yīng)用研究 中圖分類號：g712 文獻標(biāo)志碼：a 文章編號：1674-9324（2017）25-0267-02仿真實訓(xùn)系統(tǒng)的廣泛推廣和使用是當(dāng)前職教方式和手段全面更新的大勢所趨。一、仿真實訓(xùn)系統(tǒng)的定義和特點仿真實訓(xùn)系統(tǒng)是指針對某特定的學(xué)習(xí)領(lǐng)域，借助計算機軟件、設(shè)備組件模型、3d或vr技術(shù)，所創(chuàng)造或模擬的虛擬訓(xùn)練環(huán)境、訓(xùn)練流程等封閉系統(tǒng)平臺。使用者在對仿真實訓(xùn)系統(tǒng)的操作和互動中，獲得和真實工作領(lǐng)域相近或相似的實訓(xùn)體驗，最終達到技能訓(xùn)練的目標(biāo)。筆者認為，仿真實訓(xùn)系統(tǒng)是信息技術(shù)在實踐教學(xué)應(yīng)用中的一種重要形式，可以進行生產(chǎn)過程延時、產(chǎn)品運行演示、產(chǎn)品拆裝維修、故障排除

2、、操作訓(xùn)練等教學(xué)任務(wù)。這種系統(tǒng)的研發(fā)通常具有很強的工業(yè)背景，其總體方案、工藝流程、設(shè)備結(jié)構(gòu)等往往來源于生產(chǎn)實踐，與職業(yè)崗位的技能需求緊密結(jié)合，具有對應(yīng)性、可操作性、開放性、節(jié)能性等主要特點。在仿真系統(tǒng)中，設(shè)備設(shè)施、操作流程應(yīng)嚴(yán)格與實際實踐環(huán)境密切對應(yīng)或無限貼近，以便可以令使用者最大程度地獲得真實環(huán)境的體驗。同時，系統(tǒng)還要具備良好的可操作性，能為使用者設(shè)定各種復(fù)雜情況，進行無限次、多樣式的交互操作訓(xùn)練，方便使用者可以根據(jù)自身的情況，選擇掌握較為薄弱的技能點進行反復(fù)鞏固訓(xùn)練。由于仿真實訓(xùn)系統(tǒng)是基于計算機軟件、設(shè)備組件模型、3d或vr技術(shù)，對場地和設(shè)備要求不高，使受訓(xùn)者在任何時間、任何地點都可以廣泛

3、地進行訓(xùn)練成為了可能。此外，仿真實訓(xùn)系統(tǒng)還可以做到無污染、無浪費，一套系統(tǒng)可以多人、多次重復(fù)利用，符合可持續(xù)發(fā)展的要求。二、仿真實訓(xùn)系統(tǒng)在高職高專實踐教學(xué)中的適用性和必要性1.仿真實訓(xùn)系統(tǒng)的使用有利于職業(yè)教育的“五個對接”。對于很多高職專業(yè)而言，無論是經(jīng)費還是場地，現(xiàn)階段建設(shè)與生產(chǎn)現(xiàn)場完全對接的校內(nèi)實訓(xùn)基地或?qū)嵱?xùn)室都不太可行。而針對專業(yè)特點所建設(shè)的虛擬仿真實訓(xùn)室則能夠很好地解決這一問題。2.仿真實訓(xùn)系統(tǒng)的使用與高職高專人才培養(yǎng)目標(biāo)相契合。采用仿真實訓(xùn)系統(tǒng)后，可以解決過去在傳統(tǒng)教學(xué)中無法展示或進行的實踐操作，大比例地提高實踐課時在教學(xué)中的占比，使學(xué)生所學(xué)理論最終轉(zhuǎn)化為實踐，實現(xiàn)學(xué)生動手能力的提高

4、。3.仿真?訓(xùn)系統(tǒng)的使用能幫助達到專業(yè)課程的教學(xué)目標(biāo)。虛擬仿真的形式能夠呈現(xiàn)出某些學(xué)習(xí)對象的外觀和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，便于學(xué)生學(xué)習(xí)和理解，同時提高訓(xùn)練的效率，節(jié)省時間和成本。學(xué)生可以通過自主實驗、遠程實驗，實現(xiàn)虛實互補，相互促進，從而把學(xué)生能力和素質(zhì)培養(yǎng)滲透到虛擬仿真實驗教學(xué)的各種形式、各種技術(shù)和各個環(huán)節(jié)之中。三、仿真實訓(xùn)系統(tǒng)在湖北省高職高專實踐教學(xué)中的應(yīng)用現(xiàn)狀通過筆者所在學(xué)院對湖北省多所高職院校包括本校的實地走訪、網(wǎng)絡(luò)調(diào)研總結(jié)發(fā)現(xiàn)，雖然大多高職院校的專業(yè)教師都對仿真系統(tǒng)有所了解，但只有大約10%的教師認識虛擬仿真已經(jīng)發(fā)展上升到國家教育規(guī)劃發(fā)展的層面。雖然近80%的高職專業(yè)教師都認為需要在教學(xué)中用仿真實

5、訓(xùn)系統(tǒng)來幫助教師教學(xué)和促進學(xué)生技能提高，但只有約35%的教師在教學(xué)過程中曾經(jīng)采用或正在使用過該類系統(tǒng)，這個比例在武漢市略高于地市州。這說明仿真實訓(xùn)系統(tǒng)的概念已經(jīng)深入高職院校，但大面積的普及使用還需要相當(dāng)長的一段時間。根據(jù)調(diào)查反饋，未使用仿真實訓(xùn)系統(tǒng)的原因主要集中在三個方面：市場上沒有適合本專業(yè)或本課程實訓(xùn)所需的虛擬系統(tǒng)；建設(shè)經(jīng)費不足，難以采購到優(yōu)質(zhì)的系統(tǒng)；認為現(xiàn)在所用的實訓(xùn)室或純理論教學(xué)基本能夠滿足教學(xué)需要。在使用過或正在使用仿真實訓(xùn)系統(tǒng)的教師群中，有90%的教師認為系統(tǒng)的應(yīng)用能夠切實提高學(xué)生的實踐能力，有30%的教師認為所用系統(tǒng)的功能已經(jīng)非常完善，完全適合教學(xué)需要。由上述調(diào)查結(jié)果可見，要提高

6、仿真實訓(xùn)系統(tǒng)的普及和應(yīng)用率：（1）系統(tǒng)開發(fā)者要根據(jù)專業(yè)和課程的特點進行針對性的建設(shè)和開發(fā)，要選擇適合專業(yè)需要和滿足用戶需求的技術(shù)手段；（2）所設(shè)計的仿真實訓(xùn)系統(tǒng)功能要更加完善，尤其在互動功能、考核功能和管理功能方面能夠適應(yīng)職業(yè)教育的需求。四、仿真實訓(xùn)系統(tǒng)在本院電氣化鐵道技術(shù)專業(yè)中的應(yīng)用效果本院電氣化鐵道技術(shù)專業(yè)是央財支持的重點建設(shè)專業(yè)和職教品牌專業(yè)，牽引變電所運行與檢修是該專業(yè)的一門專業(yè)核心課程，也是一門典型的理實并重的課程。由于該課程需要的實訓(xùn)設(shè)備昂貴、運行和維護成本高，再加上實踐操作過程中的電力安全因素考慮，傳統(tǒng)的專業(yè)技能訓(xùn)練采用的是組織學(xué)生到變電站等相關(guān)企業(yè)單位參加實踐。但由于這些企業(yè)現(xiàn)

7、場必須保障運行安全和可靠性，上述實踐學(xué)習(xí)往往流于形式，成為走馬觀花式的參觀，學(xué)生不能獲得真正技能上的提高?；谝陨蠁栴}，電氣化鐵道專業(yè)教師團隊在2011年申請了“變電所綜合仿真實訓(xùn)室”的立項，項目建設(shè)于2012年年底完成，并通過驗收開始正式投入使用。1.變電所仿真實訓(xùn)室具備功能。變電所綜合仿真實訓(xùn)室的核心是220kv牽引變電站虛擬仿真系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括220kv牽引變電站仿真軟件、教練員平臺軟件、3d場景軟件和仿真支撐平臺軟件等四套仿真軟件。系統(tǒng)能夠通過動畫演示，使學(xué)生可以真實地了解和掌握電網(wǎng)變電站的各項設(shè)備的參數(shù)、運行特性，各項設(shè)備故障時對電網(wǎng)系統(tǒng)的影響，熟悉各類設(shè)備實際的狀態(tài)信號，熟悉報警系

8、統(tǒng)及繼電保護和自動裝置的功能，熟悉電網(wǎng)的運行方式，熟悉完整的電網(wǎng)及變電站系統(tǒng)。同時，采用逼真度很高的仿真裝置讓學(xué)生進行動手操作，并能對變電運行人員（學(xué)生）進行運行監(jiān)視、設(shè)備巡視、倒閘操作、兩票辦理、事故處理等專業(yè)技能培訓(xùn)，對繼電保護人員（學(xué)生）能夠進行定值整定、保護操作等技能培訓(xùn)。此外，還能夠進行技能考核、技能競賽、自學(xué)習(xí)、保護整定計算、方式研究、設(shè)備改造研究等。 2.?電所仿真實訓(xùn)室的應(yīng)用效果。變電所綜合仿真實訓(xùn)室自投入使用至今已近四年，該系統(tǒng)能夠承擔(dān)電氣化鐵道技術(shù)專業(yè)的牽引變電所運行與檢修、供變電技術(shù)、繼電保護、工廠供電課程的實踐教學(xué)任務(wù)。除了電氣化鐵道技術(shù)專業(yè)之外，還輻射了電氣自動化技術(shù)

9、、供變電技術(shù)等專業(yè)群。每學(xué)期平均使用班級達14個，平均使用人數(shù)550人，平均使用人次22000，是電子電氣學(xué)院使用率最高、最受學(xué)生歡迎的校內(nèi)實訓(xùn)室之一。為了取得更好的教學(xué)效果，筆者所在的課程組在2016年11月對電氣化鐵道技術(shù)2014級的全部6個班級，278名學(xué)生進行了反饋調(diào)查，調(diào)查結(jié)果顯示實訓(xùn)室達到的實踐訓(xùn)練效果非常好。94%的學(xué)生對該實訓(xùn)室印象深刻，能準(zhǔn)確說出所用過的仿真系統(tǒng)名稱。80%的學(xué)生認為，仿真系統(tǒng)中的3d場景展示能夠幫助他們更好地理解供變電設(shè)備的原理和工作過程；84%的學(xué)生認為，仿真系統(tǒng)的使用能夠使他們觀察設(shè)備重點部位，學(xué)習(xí)及時判斷和發(fā)現(xiàn)缺陷、異常現(xiàn)象；75%的學(xué)生通過使用仿真系統(tǒng)熟練地掌握了規(guī)范、正確、有效地填寫操作票；期末實操測試結(jié)果顯示，75%的學(xué)生在學(xué)期中使用仿真系統(tǒng)進行實踐操作練習(xí)后，能夠安全、規(guī)范地進