虛擬仿真在飛機維修實訓教學中的應用

鄒付群+++韋克昌

摘要：虛擬仿真技術作為職業(yè)教育實訓教學的發(fā)展方向，目前應用比較廣泛。本文提出將虛擬仿真技術應用于飛機維修實訓的教學中，它能克服現(xiàn)有教學中存在的一些弊端，提升教學質量，為飛機維修實訓教學的改革提供了一個方向。

關鍵詞：虛擬仿真 飛機 維修 實訓教學

虛擬仿真技術是一個虛擬環(huán)境，它包括軟件、計算機硬件和各類傳感器，能夠對各種環(huán)境和實物進行高度模擬，當人們進入該環(huán)境并與其進行交互時，可產生“身臨其境”的感覺。

教育部從2008年起，頒發(fā)的一系列文件清晰指出職業(yè)教育要“大力推動仿真、多媒體課件等數字化教學資源開發(fā)”，“重點解決常規(guī)的教學手段技術、設施設備難以實現(xiàn)的實習實訓問題，主要為了滿足有急切需求并覆蓋范圍廣的虛擬仿真實踐教學的需求，表明了職業(yè)技術教育的實訓教學方向是利用虛擬仿真技術進行深入開展。

一、虛擬仿真在職業(yè)教育實踐教學中的應用現(xiàn)狀

目前，很多職業(yè)教育的實訓教學中都應用了虛擬仿真技術：

（一）旅游課程的實訓教學

由于實習資源有限、現(xiàn)場教學成本高等問題，很大程度上制約了旅游專業(yè)的教學發(fā)展。而利用虛擬仿真技術，能夠開發(fā)出各個旅游景區(qū)的虛擬場景，開發(fā)多條路線。這樣教師只需在教室就能完成全國各地的景點講解，學生也可隨時進行各景點的虛擬講解練習，大大提高了教學效果，省去了實地教學的麻煩。

（二）醫(yī)學課程的實訓教學

作為一個實踐性很強的專業(yè)，學生的實際動手在整個教學過程中重要性不言而喻。而利用虛擬仿真技術，正好能夠讓學生模擬完成一些外科手術和解剖等練習，完成課程內容的學習；還可調動學生的學習興趣，將抽象的內容具體化、形象化，給學生留下深刻印象，也給教師提供了方便，大大提高了教學質量。

（三）工科課程的實訓教學

在汽車、模具、水利水電等專業(yè)的實訓教學中，通過虛擬仿真技術，建立與實物一致的三維模型，從而實現(xiàn)產品、設備的立體展示，觀察其內部結構；還可模擬實際的工作流程，模擬工作工況下工作情況。

雖然虛擬仿真在職業(yè)教育的實訓教學中已經廣泛應用，但在民航院校的飛機系統(tǒng)實訓課程的教學中應用很少，因此開展基于虛擬仿真的民航職業(yè)院校實踐教學培訓系統(tǒng)，對于提高學生的技能，提升學校的教學水平和競爭力有很大的意義。

二、民航職業(yè)院校實訓教學中的弊端

（一）教學內容與教學設備比較落后，不能緊跟民航機務維修發(fā)展的步伐

由于航空器材價格昂貴、技術更新也比較快，各民航高職院校受制于資金、場地等原因，不能購置成套的在役航空器提供給實訓教學。只能使用一些退役的機型進行教學，例如三叉、運7等。由于實訓設備的落后，實訓內容也往往跟不上行業(yè)的發(fā)展，甚至遠遠滯后于實際工作。鑒于實訓設備與實訓內容的落后，學生在學校所學到的技能與實際工作有很大的差異，學生上崗后并不能立馬上手，而是感覺學非所用。

（二）教學手段單一

機務維修實訓課的教學主要是通過老師現(xiàn)場講解，學生練習的形式進行的，是一種學徒制的教學方式。這種方法有一定的優(yōu)點，但也存在一些弊端。例如，教師在現(xiàn)場很難直觀形象地將系統(tǒng)的結構、原理講解清楚，而且這種教學方法也會隨著教師所面對學生人數的增加而大打折扣。因此我們還需要其他合理的輔助教學方式，才能保證授課質量。

（三）工位有限

由于院校的實踐教學設備不足，實踐教學中經常出現(xiàn)“僧多粥少”的情況，從而導致學生排隊等候的情況，降低學習效率。

（四）實訓教學的學時不足

目前，機務高職教育普遍存在理論與實踐教學失衡的現(xiàn)象，很多高職院校都偏重理論課的教學，實訓課程的學時往往較少。有些機務高職院校的人才培養(yǎng)方案中，整個實訓教學所占的比重還達不到1/3，遠不能滿足實訓教學的需要。這與高職教育培養(yǎng)技能型、實踐型人才的目標相矛盾。相比西方職業(yè)教育發(fā)達的國家，實訓課程能占整個教學任務的一半，甚至還超過理論課時，我們的實訓教學量還很不足。因此在現(xiàn)有情況下應想辦法延長實訓教學的時間和空間，提升學生課堂實訓的效率。

三、虛擬仿真在飛機維修實訓教學中的具體應用

以《飛機起落架系統(tǒng)實訓》課程為例，虛擬仿真在課程中的應用包括以下幾方面：

（一）課程內容方面

根據課程的實訓內容，設置737機輪拆裝、737剎車裝置拆裝、737輪胎分解和737剎車組件分解等實訓項目，學生可完成每個項目的虛擬拆裝練習，掌握737起落架的具體結構及每一步的拆裝要領。為學生將來的工作打下堅實的基礎。

（二）課程安排方面

實訓不再局限于課堂內完成，現(xiàn)有的實訓練習只能在固定的時間和固定的場所，處于安全的考慮，課前課后一般都不允許學生自己進去實訓場所自己練習。利用虛擬仿真平臺學生可在課前預習，對拆裝的結構及步驟有比較清晰的了解，能提升課堂內的學習效率，課后還可進行鞏固練習，學生可不斷反復練習，直到完全掌握實訓內容。

（三）利用虛擬仿真平臺進行實訓考核

當前，飛機系統(tǒng)實訓課程的考核缺少一個比較好的方式?？衫锰摂M維修平臺設置考核模塊，學生在虛擬仿真平臺上進行虛擬拆裝，并完成相關的問題，系統(tǒng)記錄學生的考試情況，并將結果反饋給教師，作為整個課程部分考核成績。該考核方法能比較客觀反應學生對拆裝步驟的掌握情況，并檢驗學生對拆裝過程中涉及的理論是否掌握，這種方式可與目前的考核辦法結合，從而更加全面、客觀地對學生做出評價。

四、虛擬仿真技術在飛機實訓教學中的意義

將虛擬仿真技術應用于飛機維修實訓課程的教學中，能讓學生增加新的學習途徑，多方位進行學習，對于職業(yè)院校和學生本人都有較大的益處：

（一）提高效率

虛擬仿真拆裝雖然不能代替真實的實物拆裝練習，但它能夠讓學生進去實物拆裝前對整個實物的結構、拆裝流程、注意事項等都有比較全面的認識，這樣學生再進入實物操作后能做到胸有成竹，這大大提高了課堂上教學的效率，學生花更少的時間便能掌握實訓內容。

（二）降低損耗

實踐教學過程中，造成設備損壞主要有兩種情況，一是學生的操作失誤造成的非正常損壞；二是反復拆裝練習產生的正常損耗?，F(xiàn)有的實訓方式，學生進行實訓前往往并不清楚拆裝的要點和注意事項，易造成結構的損壞。而且為了更好地掌握實訓內容，學生需要反復練習，加劇設備和耗材的使用，帶來較大的損耗。而利用虛擬仿真學生可先在虛擬平臺上反復練習，縮短實物練習的時間，易不容易造成實物的損壞。

（三）增加安全可靠性

學生在使用虛擬實訓系統(tǒng)出現(xiàn)誤操作時，不會造成設備和人身的傷害，不存在資源的浪費。通過虛擬實訓后，學生可以很好地掌握各項目的操作流程及所包含的原理，日后上崗將應對自如。

（四）考評結合，提升教學效果

利用虛擬實訓平臺可以完成對學生進行考核，每個學生在平臺上單獨完成項目的虛擬拆裝，并回答相關的理論知識。平臺能比較客觀反應學生對拆裝步驟的掌握情況，并檢驗學生對拆裝過程中涉及的理論是否掌握，這對于提升教學質量有很大的幫助。

五、結語

現(xiàn)有的飛機維修實訓教學完全依賴實物，造成了實訓教學中存在較多的弊端，虛擬仿真技術的引入，它能較好地改善現(xiàn)有的實訓教學，提高民航類職業(yè)院校的教學質量和行業(yè)競爭力，為民航類院校的實訓教學改革提供了一個方向。

參考文獻：

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[4]李金國，楊林生，李云貴.虛擬現(xiàn)實技術應用于高職模具實訓教學的有效性探究[J].職教論壇，2010，（03）.

（作者簡介：[1]鄒付群，廣州民航職業(yè)技術學院 飛機維修工程學院，實驗師，機務維修；[2]韋克昌，廣州民航職業(yè)技術學院 飛機維修工程學院。）