高職專業(yè)技能模擬訓(xùn)練系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案研究

丁萬霞　代禮前

摘要：面對高職院校專業(yè)技能訓(xùn)練項(xiàng)目的高危險(xiǎn)、長時(shí)間和高成本，甚至還需團(tuán)隊(duì)協(xié)作才能完成的現(xiàn)狀，在經(jīng)過實(shí)踐取得滿意效果的基礎(chǔ)上，提出高職專業(yè)技能模擬訓(xùn)練系統(tǒng)最好用三維虛擬技實(shí)現(xiàn)術(shù)來實(shí)現(xiàn)；模擬訓(xùn)練的內(nèi)容和過程最好是專業(yè)的必需；模擬訓(xùn)練方案最好具有內(nèi)容循序漸進(jìn)，訓(xùn)練時(shí)有在線幫助，操作錯(cuò)誤時(shí)可事故再現(xiàn)，任務(wù)完成過程如過關(guān)斬將，同時(shí)系統(tǒng)可以記錄訓(xùn)練時(shí)間和具有獎(jiǎng)勵(lì)策略等設(shè)計(jì)要點(diǎn)。在理論和實(shí)踐間架起一座安全的橋梁，使高職院校學(xué)生的專業(yè)技能訓(xùn)練變得安全、高效、節(jié)能。

關(guān)鍵詞：專業(yè)技能；模擬訓(xùn)練；安全；高效

中圖分類號：G712 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）15-0203-02

一、高職專業(yè)技能訓(xùn)練現(xiàn)狀

目前，高職院校中的許多必備的專業(yè)技能訓(xùn)練項(xiàng)目在進(jìn)行實(shí)際訓(xùn)練時(shí)，一方面會(huì)因部分訓(xùn)練項(xiàng)目耗材有限（成本太高）而不得不采用演示加減少訓(xùn)練次數(shù)的方法，學(xué)生只能重點(diǎn)了解其操作流程和操作要點(diǎn)，如高壓電力電纜端頭的制作等，而不能通過反復(fù)地訓(xùn)練達(dá)到真正掌握的目標(biāo)；另一方面會(huì)因訓(xùn)練項(xiàng)目本身的安全風(fēng)險(xiǎn)就較大，再加上高職學(xué)生好奇心強(qiáng)，又多是不愛思考、不愛動(dòng)手者，所以容易出現(xiàn)無知者無畏的狀況，使訓(xùn)練的安全風(fēng)險(xiǎn)再次增大，使老師不得不放棄這類訓(xùn)練項(xiàng)目，如電桿的組立等。然而，當(dāng)今社會(huì)對高職學(xué)生的基本要求是必須具備足夠的職業(yè)能力。同時(shí)，能力也是學(xué)生自身發(fā)展的必需。而提高學(xué)生職業(yè)能力的途徑又只能通過反復(fù)訓(xùn)練來達(dá)到。所以，這一矛盾已成為所有高職院校必須解決的難題。

二、專業(yè)技能模擬訓(xùn)練系統(tǒng)功能

專業(yè)技能模擬訓(xùn)練系統(tǒng)主要用來對學(xué)生的專業(yè)技能，尤其是那些危險(xiǎn)系數(shù)高、操作難度大或耗材消耗量大，不能反復(fù)操練的項(xiàng)目進(jìn)行有針對性的訓(xùn)練。在模擬訓(xùn)練的過程中，學(xué)生可以通過點(diǎn)擊“幫助”按鈕來獲得相關(guān)的提示性信息，也可以通過點(diǎn)擊“學(xué)習(xí)”按鈕來觀看操作演示的視頻。學(xué)生可根據(jù)自己的實(shí)際情況隨時(shí)反復(fù)地進(jìn)行模擬訓(xùn)練。同時(shí)系統(tǒng)兼顧學(xué)生操作情況記錄功能和獎(jiǎng)勵(lì)功能。老師可根據(jù)具體情況設(shè)置達(dá)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)。主要用來協(xié)助老師督促學(xué)生加強(qiáng)訓(xùn)練，確?，F(xiàn)場實(shí)際訓(xùn)練前每一位學(xué)生都已掌握相關(guān)的關(guān)鍵操作要領(lǐng)和安全注意事項(xiàng)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場實(shí)際訓(xùn)練的安全無事故和高效率。

三、專業(yè)技能模擬訓(xùn)練系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路

參照游戲的設(shè)計(jì)模式，按照項(xiàng)目的工作環(huán)境設(shè)計(jì)虛擬的工作環(huán)境，將項(xiàng)目的具體工作過程虛擬化。系統(tǒng)內(nèi)每一個(gè)模擬訓(xùn)練項(xiàng)目所涉列的內(nèi)容是足夠且必需的。雖然訓(xùn)練所處的環(huán)境、所用的設(shè)備及所進(jìn)行的操作都是虛擬的，但是訓(xùn)練所用的作業(yè)方法、操作要求及注意事項(xiàng)與實(shí)際操作訓(xùn)練是完全一致的，是能為后續(xù)的實(shí)際操作做好安全保障的，是能為提高后續(xù)實(shí)際操作的效率打好基本的。

專業(yè)技能模擬訓(xùn)練系統(tǒng)突出每一個(gè)操作過程中的每一步的操作要點(diǎn)及安全注意事項(xiàng)。用引導(dǎo)、提示的方式向?qū)W生提供解決問題的途徑，重視學(xué)生學(xué)習(xí)能力、分析問題及解決問題能力的培養(yǎng)，而不是僅僅讓學(xué)生學(xué)會(huì)本項(xiàng)目的操作，其終極目標(biāo)是希望通過引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)此項(xiàng)目的基礎(chǔ)上能夠達(dá)到舉一反三的效果。

（一）界面設(shè)計(jì)

人機(jī)對話，交互式界面主要設(shè)置三大場景。第一大場景是工班場景，有場地、庫房、值班室、會(huì)議室等。在此場景中進(jìn)行工作任務(wù)的下達(dá)、分工和工作前的所有準(zhǔn)備工作。在該場景中還應(yīng)包含有按三維建模的標(biāo)示有不同職稱和職務(wù)的人員，可通過選擇、拖動(dòng)來為其分配不同的任務(wù)，且可為其添配不同的安全用品，讓其攜帶指定的工具等；第二大場景是庫房場景，庫房內(nèi)有按三維建模的工器具、材料、安全用品等，可通過點(diǎn)擊任一物品來360度旋轉(zhuǎn)細(xì)觀其結(jié)構(gòu)（若經(jīng)濟(jì)實(shí)力還不能達(dá)到為每一物品進(jìn)行三維建模的話，也可用清晰的實(shí)物照片代替，因?yàn)楹笃诘膶?shí)物訓(xùn)練也需要這些物品，所以學(xué)校一般都建有實(shí)物庫房，學(xué)生可先在實(shí)物庫房中認(rèn)知這些物品的結(jié)構(gòu)）。在此場景中可進(jìn)行工器具、材料、安全用品的認(rèn)知訓(xùn)練，同時(shí)也是每一個(gè)任務(wù)實(shí)施前必到的一個(gè)場景，因?yàn)槊恳豁?xiàng)任務(wù)的完成都是以足夠的工器具、材料和安全用品為前提的。第三大場景是實(shí)訓(xùn)場地，該場景實(shí)際上應(yīng)是由一系列場地、庫房、值班室、會(huì)議室等組成。在此場景中進(jìn)行工作任務(wù)的下達(dá)、分工和工作前的所有準(zhǔn)備以及完成一系列相應(yīng)任務(wù)的場景組成，因?yàn)橐话闱闆r下每一個(gè)任務(wù)實(shí)施的前提條件是不一樣的，特別是像設(shè)備的安裝、維護(hù)或檢修這樣的工作任務(wù)。所以，該場景需要在一大背景下設(shè)置一系列有針對性的特寫場景。學(xué)生要在這里完成每一項(xiàng)任務(wù)實(shí)施過程的訓(xùn)練。所有的場景都像一些大的游戲場景一樣形象、逼真。

（二）內(nèi)容設(shè)計(jì)

根據(jù)專業(yè)的現(xiàn)場需求選項(xiàng)模擬訓(xùn)練項(xiàng)目，選測訓(xùn)練項(xiàng)目時(shí)需要重點(diǎn)考慮以下因素：一是選擇本專業(yè)員工必備的技能項(xiàng)目（如初級工必會(huì)項(xiàng)目）；二是選擇經(jīng)常需要用到的項(xiàng)目（如中級工必備項(xiàng)目）；三是選擇雖不常用，但現(xiàn)場又確實(shí)有需要的項(xiàng)目（如高級工必會(huì)項(xiàng)目）。

根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際作業(yè)流程設(shè)計(jì)模擬訓(xùn)練流程，根據(jù)現(xiàn)場作業(yè)操作要點(diǎn)設(shè)計(jì)模擬操作過程，根據(jù)行業(yè)安全作業(yè)規(guī)程和專業(yè)技術(shù)規(guī)程設(shè)計(jì)安全注意事項(xiàng)和技術(shù)參數(shù)。

每完成一項(xiàng)任務(wù)都應(yīng)有相應(yīng)的徽章獎(jiǎng)勵(lì)和完成下一任務(wù)的關(guān)鍵點(diǎn)提示。

（三）模擬訓(xùn)練方案設(shè)計(jì)

為了提高學(xué)生的興趣，像游戲一樣吸引學(xué)生，在設(shè)計(jì)模擬訓(xùn)練方案時(shí)最好做到以下幾點(diǎn)。

1.循序漸進(jìn)。按行業(yè)需求設(shè)計(jì)的模擬訓(xùn)練任務(wù)，其默認(rèn)訓(xùn)練順序也是按學(xué)習(xí)的認(rèn)知規(guī)律和職業(yè)成長規(guī)律來編排。其中的基本任務(wù)既是專業(yè)必備，也是絕大多數(shù)學(xué)生能在提示下順利完成的，個(gè)別學(xué)生也能通過觀看演示視頻后順利完成的，這可以給學(xué)生以自信。同時(shí)也為后續(xù)的模擬訓(xùn)練任務(wù)打下基礎(chǔ)并提供動(dòng)力。經(jīng)過幾次訓(xùn)練后，學(xué)生當(dāng)然可以根據(jù)自身的實(shí)際情況來選擇任意一個(gè)任務(wù)來進(jìn)行模擬訓(xùn)練。

2.在線幫助。在學(xué)生進(jìn)行模擬訓(xùn)練的過程中，模擬訓(xùn)練系統(tǒng)對于學(xué)生的操作過程能給出正確的判斷，并能根據(jù)判斷給予適當(dāng)?shù)奶崾炯安僮餮菔荆姑恳粋€(gè)學(xué)生都能對每一個(gè)任務(wù)的實(shí)施過程有一個(gè)全面的了解。

3.事故再現(xiàn)。當(dāng)學(xué)生操作錯(cuò)誤，系統(tǒng)給出提示而學(xué)生因不能領(lǐng)悟，還按錯(cuò)誤的操作執(zhí)行時(shí)，此時(shí)系統(tǒng)應(yīng)能以模擬動(dòng)畫的形式給出錯(cuò)誤操作所導(dǎo)致的后果，讓學(xué)生對其留下深刻的印象。如對于高空作業(yè)的模擬訓(xùn)練，如果學(xué)生指揮模擬人上至高空作業(yè)點(diǎn)后，不能按要求指揮其系牢安全帶就下指令進(jìn)行作業(yè)的情況下，則模擬人實(shí)際墜地，出現(xiàn)真人高空墜落事故現(xiàn)場的聲音和血腥。血的教訓(xùn)會(huì)讓學(xué)生牢記不規(guī)范操作后果的嚴(yán)重性，極有利于養(yǎng)成學(xué)生規(guī)范化作業(yè)的習(xí)慣。

4.過關(guān)斬將。將模擬訓(xùn)練任務(wù)按實(shí)際工作過程分段，如將任務(wù)分為前期的預(yù)想、人員的分工、工器具材料的準(zhǔn)備、任務(wù)的實(shí)施、驗(yàn)收總結(jié)等，這樣可以將實(shí)際工作過程中的每一段設(shè)計(jì)為一個(gè)關(guān)卡，將一個(gè)需要較長時(shí)間完成的任務(wù)分成一個(gè)個(gè)只需較短時(shí)間就能完成的小任務(wù)，每一個(gè)小任務(wù)中的關(guān)鍵點(diǎn)較少，學(xué)生記憶無壓力，完成輕松。這樣做可以使學(xué)生在進(jìn)行模擬訓(xùn)練時(shí)既會(huì)有喘息的機(jī)會(huì)，又會(huì)有如同玩游戲般的過關(guān)斬將的成就感，更可以牢記完成任務(wù)的步驟和每一步的操作要點(diǎn)及注意事項(xiàng)。

5.記錄時(shí)間。為了引導(dǎo)學(xué)生將其聰明才智都用在訓(xùn)練上，系統(tǒng)應(yīng)能自動(dòng)記錄每一個(gè)學(xué)生訓(xùn)練的相關(guān)信息。如：學(xué)生的個(gè)人信息、完成訓(xùn)練任務(wù)所用的時(shí)間等。學(xué)生如果不熟練，需要看演示視頻才能完成，那么所需的時(shí)間必定較長，只有經(jīng)過反復(fù)訓(xùn)練，熟練以后才能在規(guī)定時(shí)間內(nèi)順利完成整個(gè)任務(wù)的模擬操作訓(xùn)練。

6.獎(jiǎng)勵(lì)策略。每完成上一步，才可進(jìn)入下一步；在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，每完成一個(gè)任務(wù)的訓(xùn)練都會(huì)獲得相應(yīng)的獎(jiǎng)勵(lì)，這可以給學(xué)生以鼓勵(lì)和動(dòng)力，同時(shí)也給老師提供考核的依據(jù)。

四、實(shí)踐效果

我院學(xué)生在使用電力線路工關(guān)鍵技能模擬訓(xùn)練系統(tǒng)軟件模擬訓(xùn)練過關(guān)之后，在參加實(shí)際技能訓(xùn)練時(shí)，由于學(xué)生既清楚要干什么，也知道該怎么干，更清楚不按要求做的后果，所以，老師指導(dǎo)學(xué)生訓(xùn)練時(shí)要比以前輕松很多，學(xué)生訓(xùn)練時(shí)也會(huì)特別順利，一般都能按標(biāo)準(zhǔn)完成任務(wù)，且在同樣的訓(xùn)練時(shí)間內(nèi)，可完成更多的訓(xùn)練項(xiàng)目。特別是以前認(rèn)為危險(xiǎn)系數(shù)大的項(xiàng)目也能順利完成；耗材比先前反而相對減少，主要是因?yàn)闆]有了盲目操作所造成的次品。

解決高職院校專業(yè)技能訓(xùn)練中存在的安全問題及高成本問題的根本在于讓學(xué)生清楚自己該做什么，不該做什么；并掌握具體的操作技巧和安全措施。要想達(dá)到這一目標(biāo)，就必須為學(xué)生創(chuàng)造一個(gè)模擬訓(xùn)練條件，即設(shè)計(jì)出專業(yè)技能模擬訓(xùn)練系統(tǒng)，讓學(xué)生在模擬訓(xùn)練的過程中學(xué)習(xí)、思考，掌握應(yīng)掌握的一切。通過三屆學(xué)生對電力線路工關(guān)鍵技能模擬訓(xùn)練系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)踐，證明專業(yè)技能模擬訓(xùn)練系統(tǒng)能有效地解決職業(yè)需要與實(shí)際訓(xùn)練中的安全、效率及節(jié)能的矛盾。專業(yè)教師在設(shè)計(jì)模擬訓(xùn)練方案時(shí)，模擬訓(xùn)練的內(nèi)容和過程最好是專業(yè)的必需；訓(xùn)練項(xiàng)目最好是按由簡到繁，循序漸進(jìn)的認(rèn)知規(guī)律來編排；模擬訓(xùn)練最好有在線幫助；操作錯(cuò)誤時(shí)最好可呈現(xiàn)出錯(cuò)誤操作所能導(dǎo)致的后果；任務(wù)完成過程最好如過關(guān)斬將般累積獎(jiǎng)勵(lì)；系統(tǒng)最好可以記錄訓(xùn)練時(shí)間。這樣設(shè)計(jì)出的模擬訓(xùn)練系統(tǒng)特別能激起學(xué)生的興趣，更容易出效果。雖然這樣教師需花費(fèi)更多的精力，對計(jì)算機(jī)專家的要求也會(huì)更高，經(jīng)費(fèi)也需增加，但從學(xué)生的角度、專業(yè)發(fā)展的角度和社會(huì)的角度，用發(fā)展的眼光去看，做這一切探索絕對是值得的。

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