虛擬仿真實訓基地在高職教育中的應用探析-2019年文檔

1、虛擬仿真實訓基地在高職教育中的應用探析Higher vocational colleges are investing in the construction of virtual reality training bases, which have becomean important meansof improving the teaching quality of education in higher vocational colleges. This article mainly from the higher vocational education present situati

2、on of the application of virtual simulation training base construction , the necessity and the existing problems are analyzed , and virtual simulation for the higher vocational education training base construction，put forward several proposals to the construction of virtual simulation training base

3、in higher vocational colleges so as to provide some valuable reference.虛擬仿真實訓概念的提出至今有20多年的歷史，國外對虛擬仿真實訓的研究較早，因其誘人的應用前景，越來越多的行業(yè) 都在該方面做了相應研究。國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱 要(2010-2020) 的頒布與實施，進一步推動了中國高等教育 教學改革的不斷深入，各高等職業(yè)院校對實訓教學在推進素質(zhì)教 育中的重要作用的認識越來越深刻，紛紛投資建設虛擬仿真實訓中心，但與發(fā)達國家相比，虛擬仿真實訓教學在課程體系中仍處 于從屬地位1 o實踐教學的培訓任務可以分為教學實訓和生

4、產(chǎn)實訓，生產(chǎn)性實訓基地又受生產(chǎn)效率等因素的制約，通常校外生產(chǎn)實訓基地會產(chǎn)生教學效果和生產(chǎn)效率之間的矛盾，虛擬仿真實訓基地的建設應運而生，以彌補生產(chǎn)實訓教學的不足2 o在大力倡導信息技術(shù)和教育教學改革相結(jié)合的大背景下，越來越多的高職院校都在投身于虛擬仿真實訓系統(tǒng)的構(gòu)建工作，虛擬仿真實訓系統(tǒng)的建設和應用已經(jīng)成為高等職業(yè)教育的重要組成部分，也是提高高等職業(yè)院校教育質(zhì)量的重要手段。虛擬仿真技術(shù)是將多 媒體技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)與網(wǎng)絡通信技術(shù)等信息技術(shù)進行集成， 構(gòu)建一個與現(xiàn)實世界的物體和環(huán)境相同或相似的虛擬教學環(huán)境， 并通過虛擬環(huán)境集成與控制為數(shù)眾多的實體，構(gòu)成一個虛擬仿真教學系統(tǒng)3 o1虛擬仿真實訓基地

5、在高職教育中的應用現(xiàn)狀目前，高職院校紛紛引入虛擬仿真實訓系統(tǒng)，主要集中在數(shù)控、機電、焊接技術(shù)，以及食品加工和服裝設計等專業(yè)，采用虛 擬仿真軟件進行產(chǎn)品的工藝設計、 技術(shù)操作、成品審核等工藝作 業(yè)，實現(xiàn)了行業(yè)企業(yè)實際操作的無縫對接，借助虛擬仿真實訓軟件，學生在校獲得的實踐技能在實際工作中得到了很好的應用。 高等職業(yè)院校的虛擬仿真實訓基地建設多是基于專業(yè)實訓的“高投入、高耗材、高危險、難實施、難觀摩、難再現(xiàn)”的特點， 努力將計算機虛擬技術(shù)與教學實踐有效融合，以解決職業(yè)實訓教學中“三高三難” 的實訓問題。各高職院校因?qū)I(yè)設置和側(cè)重 方向不同，涉及教學實訓的教學儀器和設備有所區(qū)別，工藝作業(yè) 和考核評價

6、指標也各異，要開發(fā)適用于所有高職院校某個專業(yè)通用的虛擬仿真實訓教學軟件是不現(xiàn)實的，虛擬仿真實訓系統(tǒng)的教學效果必須基于該校的實訓設備和實訓教學模式。因此鼓勵高等職業(yè)院校的教師依據(jù)所授課程的實訓條件自行開發(fā)和定制軟件 產(chǎn)品。宋福根等4認為東華大學工商管理學院構(gòu)建的經(jīng)濟管理 類“管理決策實訓服務”仿真實踐平臺，在專業(yè)實訓教學應用方面取得了很好的效果。從虛擬仿真實訓與高等職業(yè)教育的相關(guān)研究文獻來看，絕大多數(shù)研究表明，虛擬仿真實訓在推動職業(yè)教育的發(fā)展過程中起著 關(guān)鍵作用，研究多關(guān)注的是虛擬仿真實訓基地信息化平臺的整體 建設，較清楚地闡述了信息化教學資源的運用優(yōu)勢及其在職業(yè)實 踐教學應用中應處理好的各種關(guān)

7、系，為解決高等職業(yè)教育所面臨的“實訓難、實習難、就業(yè)難”等問題開辟了新思路，但是對虛 擬仿真實訓在職業(yè)教育實踐操作方面的研究較少，尤其體現(xiàn)在具體教學應用的實證研究上，還有待進一步深入的研究。2高職教育虛擬仿真實訓基地建設的必要性培養(yǎng)生產(chǎn)、建設、管理、服務等一線急需的高素質(zhì)技能型人 才是高職院校人才培養(yǎng)的主體目標。高職院校應注重強化學生動 手實踐能力的培養(yǎng)，使其練就一身就業(yè)本領，能夠迅速進入工作 角色，彰顯職業(yè)學生本色，以適應當今社會經(jīng)濟的快速發(fā)展。但 是中國高職院校的辦學歷史不長， 實訓設備和基地的經(jīng)費投入不 足是現(xiàn)實存在的。隨著招生規(guī)模擴大，簡陋落后的實訓條件和實 際實訓教學需求間的矛盾不斷

8、凸顯。 在日常教學過程中常常會出 現(xiàn)學生實驗實訓無法正常完成的現(xiàn)象，比如一個班的實驗需要學 生分批次完成，多數(shù)實驗需要幾個人合用一臺儀器或者只能觀看 不能動手，一些大型昂貴的實驗生產(chǎn)性設備學院更是無力購置。雖然高職教育一直倡導“校企合作，工學結(jié)合”，但是多數(shù)學校 的校外實訓基地只能滿足學生參觀，增強感性認識，而無法滿足學生上手實際操作，所謂的“校企合作，工學結(jié)合”也只停留在 口頭層面。虛擬仿真實訓基地建設的提出給高等職業(yè)學校的實訓 實踐帶來了福音，針對專業(yè)及其實驗特點建設虛擬仿真實訓基地 能夠較好地保障實訓教學質(zhì)量，解決高職院校資源短缺問題。在 實訓教學質(zhì)量方面，給學生創(chuàng)造充分動手的機會，仿真

9、實際生產(chǎn)， 靈活設置工藝參數(shù)，模擬生產(chǎn)條件，客觀評價學生操作的正確性 和合理性；止匕外，完全可以避免現(xiàn)場操作帶來的危險，充分發(fā)揮 學生的想象力，調(diào)動學生的積極性，使學生更加自信和有成就感5 o由此可見，在仿真教學模式下，學生掌握教學知識遠遠超 過傳統(tǒng)教學，學生愿意自學自評，反復訓練，學習的積極性得到 了很大的提高。在高職實訓教學中引入虛擬仿真技術(shù)，不僅能夠降低教學成本，還可以豐富教學形式，優(yōu)化教學效果， 加快高職院?！奥殬I(yè)人才”培養(yǎng)的速度和質(zhì)量。虛擬仿真實訓教學的應用在改革職業(yè)教學理念、推動實驗實訓教學改革及化解實 訓難題等方面具有非常重要的意義。 由此可見，虛擬仿真教學軟 件的應用已成為職業(yè)

10、教育實訓教學的重要手段，應用前景無比廣闊，亟待進一步開發(fā)利用3高職教育虛擬仿真實訓基地建設存在的問題隨著虛擬仿真教學技術(shù)的不斷發(fā)展，高職院校也逐漸認識到 其在實驗實訓教學中的促進作用，越來越重視虛擬仿真實訓教學技術(shù)的應用6 o但是與國外相比，國內(nèi)虛擬仿真實訓教學技術(shù) 的發(fā)展還處于初級階段，存在諸多需要完善的地方， 在應用過程 中仍存在一些問題。跟不上社會經(jīng)濟和技術(shù)的發(fā)展很多高職院校都意識到虛擬仿真實訓基地建設的必要性和迫切性。但是目前職業(yè)教育方面的虛擬仿真系統(tǒng)軟件都是國外開 發(fā)的，價格昂貴且不適合國內(nèi)教學現(xiàn)狀。田軼等7的研究認為，目前的虛擬仿真實訓系統(tǒng)在教學中對提高學生的某一作業(yè)模塊 的仿真操

11、作能力有明顯作用，但對于聯(lián)系緊密的系統(tǒng)單元操作還 不能起到很好的作用，其他關(guān)聯(lián)課程的教學幾乎不能受到影響。虛擬仿真軟件系統(tǒng)的開發(fā)還沒有和專業(yè)建設高度融合，在支持專業(yè)技能轉(zhuǎn)化和區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展方面還有很大的開發(fā)空間。另外，虛擬仿真實訓系統(tǒng)的開發(fā)必須考慮成本效益，不能單純?yōu)榱颂摂M仿 真教學而開發(fā)。高等職業(yè)教育是以提高學生的專業(yè)技能實踐能力 為歸宿點的，虛擬仿真實訓系統(tǒng)的利用是為了達到教學過程的最 優(yōu)化，讓學生獲得全面的發(fā)展。缺乏規(guī)范性和標準性雖然近幾年各高職院校的虛擬仿真實訓系統(tǒng)建設得到了一定發(fā)展，但是虛擬仿真實訓系統(tǒng)的建設缺乏統(tǒng)一的標準和相應的規(guī)范。專業(yè)性較強的仿真軟件開發(fā)缺少專業(yè)技能的配合，如開發(fā)

12、軟件的技術(shù)人員不懂得高職院校設置專業(yè)的需求和教學的模塊 設置，甚至在學生操作工藝的流程上不能和教師的教學目標相一 致。軟件設計、代碼編寫，其擴展性和安全性的使用等方面都要 相互統(tǒng)一，把握不同虛擬仿真技術(shù)的特點， 使虛擬仿真技術(shù)與多 媒體有機結(jié)合，選擇有效的虛擬仿真實訓教學工具，以提高教學質(zhì)量和效果。教學理念不新穎虛擬仿真實訓教學能夠幫助學生理解實訓內(nèi)容，提高學生動手操作能力。但也僅僅是模擬了真實的實訓教學， 教學理念不新 穎，操作過程缺少“實物感”， 缺少實際生產(chǎn)操作應急能力的培 養(yǎng)，不能夠完全代替實物實訓 網(wǎng)。因此，虛擬仿真實訓和實際 操作訓練是教學的2種不同方式，各有特點，優(yōu)勢互補，不可替

13、 代。在虛擬仿真實訓教學中學生接受的是仿真軟件上的邏輯記憶 和鼠標操作，加強的是理論知識的印象意識， 和實際接觸實物的 動手操作有著本質(zhì)的區(qū)別，當學生真正接觸到實物時難免出現(xiàn)“無從下手的情況”。高職實踐技能教育過程中應注重虛擬仿真 實訓和實物實訓的結(jié)合，相得益彰。在虛擬仿真實訓教學的基礎 上，有秩序、有目的地穿插真實環(huán)境的實踐操作，強化學生實訓 技能，提高實訓質(zhì)量。在實訓內(nèi)容的安排上，可以由低年級向高 年級逐步進行虛擬仿真實訓， 加深理論知識的模擬運用后再進行實物訓練建設力度不夠利用虛擬仿真實訓軟件將仿真實訓操作和真實實訓環(huán)境統(tǒng) 一起來能夠達到良好的實訓效果。 虛擬仿真實訓的“實訓設備” 可擴

14、展能力較強，可根據(jù)實訓需要隨時生成新的實訓“設備”， 隨著教學內(nèi)容的優(yōu)化和調(diào)整，實訓教學也可及時跟上技術(shù)的發(fā) 展。在教學實施過程中，由于虛擬仿真實訓有沉浸性和交互性的 特點，學生能夠在虛擬環(huán)境中變換角色，全身心投入學習環(huán)境， 全面了解整個生產(chǎn)過程，根據(jù)各種差異針對性、選擇性地反復強 化訓練，提高學生實踐技能和自我學習能力。然而，目前高職教 育虛擬仿真實訓基地建設力度不夠，虛擬仿真實訓教學尚未取得實質(zhì)性的進展，效果不顯著。教學人才隊伍力量薄弱高素質(zhì)高技能人才隊伍的建立是虛擬仿真實訓教學系統(tǒng)建 設和發(fā)展的支撐體，但目前院校教學人才隊伍力量薄弱，缺乏精通虛擬仿真實訓教學的專業(yè)性人才。為了更好地推動高

15、等職業(yè)教育虛擬仿真實訓基地建設，當務之急是培養(yǎng)出一批熟悉實訓教 學、專業(yè)能力強、職業(yè)責任感強、崗位技能好、精通計算機的教 師隊伍。教師的教學理念和教學能力達到較高的水平是虛擬仿真 實訓教學系統(tǒng)得到科學、合理設計和有效使用的先決條件。職業(yè) 院校與企業(yè)強強合作，共同培養(yǎng)虛擬仿真實訓教學人才隊伍，開發(fā)虛擬仿真教？W軟件，著重要突出虛擬仿真實訓教學內(nèi)涵體系建設，即課程體系和考核評價體系建設，其中依托國內(nèi)高職院校信息管理中心培養(yǎng)善于開發(fā)虛擬仿真教學系統(tǒng)的師資隊伍是有 效路徑之一。4高職教育開展虛擬仿真實訓基地應用的建議政策上的引領和支持教育系統(tǒng)要鼓勵企業(yè)研發(fā)適合教學的虛擬仿真系統(tǒng)，鼓勵建設區(qū)域性虛擬仿真

16、教學系統(tǒng)研發(fā)團隊，制定適合開發(fā)虛擬仿真實訓系統(tǒng)的專業(yè)和課程方向， 避免出現(xiàn)一味追捧的浮夸現(xiàn)象。 高等 職業(yè)院校應該加強虛擬仿真實訓基地建設的力度，加強與企業(yè)的合作配合，同時鼓勵教師投入到虛擬仿真實訓系統(tǒng)的開發(fā)和應用 中，努力使虛擬仿真教學系統(tǒng)在教學內(nèi)容上具備科學性、仿真性和典型性，在教學形式上具備互動性、實踐性和可擴展性等基本 特征9。師資隊伍的強化培養(yǎng)教師是職業(yè)院校實訓教學的組織者和實施者，占主體地位。 虛擬仿真實訓教學基地的開發(fā)和建設離不開專業(yè)教師的參與，但僅僅依靠專業(yè)教師是很難實現(xiàn)的，或者得不到理想的推進效率和 效果。因此，教學主管部門和高等職業(yè)院校需統(tǒng)籌整合地區(qū)行業(yè) 專家資源，發(fā)揮信息、資金、技術(shù)、規(guī)劃等資源合力，提高專業(yè) 教師投身建設虛擬仿真實訓基地的熱情和技術(shù)水平。教師也應該 保持熱情，提出合理的教學需求，并提供行業(yè)技術(shù)指導，為研發(fā) 虛擬仿真的教學系統(tǒng)出力，開拓思維，更新教育理念，與時俱進9堅持