虚拟仿真实训教学应用于化工院校的研究

虚拟仿真实训教学应用于化工院校的研究
侯慧姝
（内蒙古化工职业学院，内蒙古呼和浩特　０１００７０）
摘　要：传统高职院校实训教学过程中存在学生多、资金不足、场地缺乏等缺点，结合虚拟仿真软件搭建的虚拟实训教学环境可以弥补不足，同时还能提高学生的主动思考意识和动手能力，对高职院校的实践教学有很大的促进作用。

关键词：虚拟仿真；实训；高职院校
中图分类号：Ｇ４２４．４∶ＴＱ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００６—７９８１（２０１８）０３—００８１—０２
实训教学是职业教育教学过程的关键环节，承担着培养学生职业能力与职业素养的重要任务。

相对于其他类型的教学，实训教学对于教学环境的依赖性更大，如果离开了专门的实训环境，相应的实训活动就无法开展。

目前，实训教学几乎都是通过模拟实际工作环境进行，教学采用来自真实工作项目的实际案例，教学过程理论结合实践，强调学生的参与式学习，能够在短时间内使学生在专业技能、实践经验、工作方法等方面得到提高。

信息技术的快速发展与国家教育部门的大力提倡，虚拟仿真实训在高职教育中逐渐得到了广泛的应用，成为实训教学重要的组成部分和提高教学质量的重要手段。

虚拟仿真技术是将多媒体技术、虚拟现实技术与网络通信技术等信息技术进行集成，构建一个与现实世界的物体和环境相同或相似的虚拟教学环境，并通过虚拟环境集成与控制为数众多的实体，构成一个虚拟仿真教学系统。

虚拟仿真实训教学对高职院校的实训教学起到了非常重要的促进作用，解决了实训教学的诸多难题，非常值得在高职院校中推广。

１　虚拟仿真实训教学所具备的优势
我国职业教育还处在发展阶段，存在诸多薄弱环节，而虚拟仿真技术与职业教育的原理高度契合。

因此，虚拟仿真实训教学的建设是当前培养高素质技能型人才的迫切要求，是高职院校现代化建设的必然趋势。

另外，虚拟仿真实训室和实训基地的建设也可大幅度节约办学成本。

大力发展虚拟仿真技术对于解决教育资源短缺、支撑人才发展等，有着非常重要的理论和现实意义。

１．１　有利于降低教学成本
在实践教学中，许多昂贵的实验器材，由于受价格的限制而无法普及；有些实验因时间持续得很长以致无法开设。

利用虚拟现实技术，在多媒体计算机上建立虚拟实验室，学习者便可以身临其境般地操作虚拟仪器，操作结果可以通过仪表显示反馈给学生。

这种实训既不消耗器材，也不受场地等外界条件限制，可重复操作，直至得出满意结果，改变了传统演示实验的教学模式，有效地解决了实验条件与实验效果之间的矛盾。

１．２　有效的解决了实训教学中的安全问题
实训教学过程中，经常会有一些具有危险性的实验项目，出现实训内容危险性大的问题，一直困扰着实训教学工作。

而采用虚拟仿真技术可以让学生提前了解实训的流程，避免危险性事件的发生，使学生可以放心大胆地做好每一个实训项目。

虚拟仿真实训教学非常大的优点就在于其绝对的安全性，不会因操作失误而造成人身安全事故。

１．３　在实训过程中发挥着积极的作用
在实训前利用虚拟实验进行预习，有助于学生从实验整体到局部建立起直观的感性认识，能有效地克服在实训中出现的盲目操作和走过场的现象，缩短实际实验的时间。

对于一些难度大、操作步骤多的实训，完成实训后再做虚拟仿真实验，可以使学生了解每一步骤在实验中所起的作用，进一步理解
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　２０１８年第３期 内蒙古石油化工
收稿日期：２０１８－０１－１０
基金项目：内蒙古自治区高等教育科学研究“十三五”规划立项课题“高职教育模拟、仿真与实境实训问题的研究———以生产过程自动化技术专业为例”，项目编号：ＮＧＪＧＨ２０１６１８２。

作者简介：侯慧姝（１９７３－），女，测控与机电工程系教授，硕士研究生，研究方向：控制理论与控制工程。

掌握原理。

２　虚拟仿真实训教学发展新思路
２．１　虚拟仿真实训教学的建设要与区域经济发展相结合
加快开发适合我国高职院校教学现状的实训教学软件，加强虚拟仿真公共服务平台建设，是急需解决的问题。

虚拟仿真实训教学软件的开发，不仅要与学科专业的建设和发展相结合，更要注意结合区域经济、重大产业和新兴技术的发展，要紧跟新兴科技和产业及高端制造业的发展，力争开发覆盖面广、技术先进的虚拟仿真实训教学软件。

２．２　推广虚实结合的实训教学理念
虚拟仿真实训教学有助于学生理解实训内容，并在一定程度上提高学生的动手能力。

不过虚拟仿真实训只是模拟真实的实训教学，实训过程缺少“实物感”，并不能完全代替实训教学。

因此，应该认识到虚拟仿真实训与实际操作各有优点，二者优势互补，不可相互取代。

仿真软件与设备与实际操作还是有一定的区别，学生结束仿真后到实际操作中可能会没有头绪。

因此，要将虚拟仿真实训与实际操作结合起来，互相促进。

在进行虚拟仿真实训的同时，有目的的安排学生进行实际操作，这样学生会对实训设备有切身体会，能加深印象，提高实训的效果和质量。

２．３　加强虚拟仿真实训系统设计人才队伍的建设虚拟仿真实训教学软件的开发建设，需要高素质人才队伍的支撑，培养精通实训教学、懂专业知识、熟悉职业教育、具备岗位工作技能、信息技术强的教师是当务之急。

对虚拟仿真实训教学系统进行科学合理的设计和有效的使用，需要教师在教学理念和教学能力上都要达到一定的水平。

高职院校可以以信息技术类专业教师为依托，建设虚拟仿真教学系统的开发队伍。

２．４　虚拟仿真实训教学的规范化和标准化
目前，高职院校越来越注重虚拟仿真实训教学的作用，开发了很多虚拟仿真实训软件，实训教学过程中虚拟仿真软件利用率也很高。

但是，虚拟仿真实训教学软件的开发建设缺乏统一的标准和规范，无法确保虚拟仿真实训教学软件的质量。

３　虚拟仿真实训在教学中应用方法探索
虚拟仿真实训教学过程分为３个阶段：首先是环境熟悉阶段，学生刚接触虚拟仿真系统，对仿真软件环境比较陌生，教师要对学生加强引导；第二是建立模块阶段，学生对虚拟仿真系统熟悉之后，需要根据教学计划和重点难点对虚拟仿真实验加以调整，建立应用模块，巩固学生的专业知识；第三是应用模块阶段，在学生掌握实训原理知识和仪器操作技能后，按照实验过程完成实验任务，实现虚拟仿真实训中原理知识的运用。

怎样让学生对虚拟仿真实训过程有兴趣，把虚拟仿真软件中的操作运用到真正的实训中，是面临的很大挑战。

要通过优化课程标准和教学方法来实现这一目标。

经过探索，以下几种方法略有成效。

３．１　情境导入，激发兴趣
在操作虚拟仿真软件之前，进行恰当的情境导入，从而激发学生的兴趣，使学生具备积极的学习状态。

亦可适当引入激励机制，例如以团队形式创建项目组，先完成虚拟仿真软件操作的组，获得分数奖励。

３．２　讨论分析，明确任务
将虚拟仿真教学系统中的各项操作任务明确分解，让学生明确详细操作任务的基础上，首先以团队形式进行讨论，分析仿真过程中遇到哪些需要解决的问题，这样就能调动学生的求知欲望。

然后由教师辅导讲解来帮助学生有效地完成任务。

鼓励学生进行讨论和交流，通过不同观点和问题的探讨，锻炼学生思考解决问题的能力。

３．３　交流分享，点评反馈
学生完成一个操作或一个任务，都会获得很大的成就感。

当学生结束整个虚拟仿真实训环节时，对其学习成果进行交流展示，老师进行分析点评，对仿真实训情况做出客观的反馈评价。

４　总结
虚拟仿真实训教学作为高职院校实训教学的重要环节，对学生了解掌握专业知识，提高实践操作技能，都起到了至关重要的作用。

通过各专业优化调整教学方案和计划，虚拟仿真教学结合多媒体技术、信息技术，使虚拟仿真教学方法有机的融合到职业教育的教学过程中，充分发挥作用，促进职业教育教学质量的提升。

［参考文献］
［１］　朱孝平．虚实融合的实训教学环境及应用研究［Ｊ］．中国电化教育，２０１５，（１２）．
［２］　林徐润．虚拟仿真技术在高职实训教学中的应用［Ｊ］．深圳信息职业技术学院学报，２０１２，
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［３］　赵冠里．虚拟仿真实训教学在食品仪器分析课程中的应用［Ｊ］．课程教育研究，２０１７，（３４）．
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８内蒙古石油化工 ２０１８年第３期　。