職業(yè)教育的虛擬仿真技術應用研究

[摘 要]近年來，虛擬仿真技術逐漸應用于職業(yè)教育，在一定程度上解決了實踐教育面臨的問題，通過分析傳統(tǒng)實訓教學存在的問題和虛擬仿真技術應用基礎，分析當前職業(yè)教育應用優(yōu)勢，對虛擬仿真技術在職業(yè)教育中的應用進行了研究。

[關鍵詞]虛擬仿真；實訓教學；職業(yè)教育

近年來，隨著信息技術的發(fā)展和國家大力推廣，虛擬仿真技術在職業(yè)教育中得到了廣泛應用。運用多媒體、虛擬仿真、網(wǎng)絡通信等技術，搭建針對職業(yè)教育內(nèi)容的軟件平臺，創(chuàng)設逼真的實踐操作環(huán)境，以較強的交互性、情境性、感知性，激發(fā)學生求知欲，提高專業(yè)技術操作水平。目前，依托虛擬仿真技術開展的職業(yè)教學，能夠解決實踐教學中存在需求大、渠道窄、有效性弱等問題，有助于促進職業(yè)教育教學方法改革和優(yōu)質教學資源建設，提高教學質量。

一、傳統(tǒng)實訓教學存在問題

作為職業(yè)技術教育中教學的重點，實訓教學就是要通過模擬實際工作環(huán)境，采用真實工作項目的實際案例，將理論應用于實際，在最短的時間內(nèi)使學生在專業(yè)技能、實踐經(jīng)驗、工作方法等方面得到提高，但現(xiàn)階段實訓教學存在短板。

1.設施陳舊落后

大多數(shù)職業(yè)技術教育院校建校時間早，能夠滿足實訓教學任務的設施比較陳舊，有16%設備設施為2000年以前購置的，63%的設備設施為本世紀初購買的，其余為近幾年購置的，更新速度慢，已經(jīng)難以滿足實踐教學的需要。

2.經(jīng)費緊張缺乏

由于實訓教學時間在這個教學時間分配中的比重較高，所有學員都要通過大量時間訓練實操能力，需要一定數(shù)量的設施設備，以滿足教學要求。但職業(yè)技術教育院校經(jīng)費較少，加之設備設施價格較高，如傳統(tǒng)機械車床8萬元一臺，數(shù)控機床就要16萬元一臺，緊張的經(jīng)費難以滿足教學的需要。

3.安全難以保證

實訓教學不同于理論教學，需要學生動手操作，由于理論教學不夠深入，學生實踐動手機會少，尤其是第一次進行實訓教學，學生往往忽視設施使用注意事項，大大增加了危險性。

二、虛擬仿真技術應用于職業(yè)教育的基礎

2016年6月，教育部印發(fā)《教育信息化“十三五”規(guī)劃》，是對《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》和《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011-2020年）》教育信息化任務的細化，其中提到要加快探索數(shù)字教育資源服務供給模式，有效提升數(shù)字教育資源服務水平和能力，尤其要重點建設職業(yè)學校數(shù)字化資源。而虛擬仿真技術在職業(yè)教育實踐教學中的應用，已經(jīng)成為數(shù)字化教育資源的一個重要組成部分。

1.職業(yè)教育的性質決定

職業(yè)教育就是以職業(yè)崗位需求為牽引，以技能訓練為核心的教育。因此，職業(yè)教育的信息化建設重點應該落腳于實踐教學，而虛擬仿真技術已成為實踐教學信息化建設的重要途徑之一，通過硬件與軟件相結合，構建逼真的崗位環(huán)境，滿足實踐教學的需求。

2.信息技術的發(fā)展決定

隨著信息技術的不斷發(fā)展，依托虛擬現(xiàn)實和網(wǎng)絡網(wǎng)絡技術，桌面級仿真技術日臻完善，沉浸式仿真環(huán)境已屢見不鮮，分布式已多有應用，實物介入、軟硬結合的虛擬仿真系統(tǒng)在航海、軍事教育等領域大顯神通。如果職業(yè)教育依然固守“師傅帶徒弟”式的手把手幫教模式，不僅難以適應高速發(fā)展的社會環(huán)境，而且培養(yǎng)出來的學生也會很快落伍于崗位發(fā)展。

3.職業(yè)教育的國情決定

校企合作、工學結合是時下職業(yè)教育發(fā)展方向，但依然面臨下廠難、實習難的突出矛盾，而且像軍械類職業(yè)教育到軍工企業(yè)實習的愿景，受體制等問題影響難以實現(xiàn)。因此，利用虛擬仿真技術，可將三維崗位環(huán)境帶進課堂，將工作過程智能化地逐一展現(xiàn)在學生面前，將實現(xiàn)“與崗位零距離接觸”。

4.仿真教學實踐的成果證明

近年來，遼寧省、江蘇省相繼開展了職業(yè)教育虛擬仿真教育資源建設工作，能夠有效的減少實踐教學投入，提高實訓的安全性，降低實訓污染，節(jié)省實訓時間，培養(yǎng)學生自主學習能力，大大提高實訓教學質量。

三、職業(yè)教育虛擬仿真技術的應用分析

職業(yè)教育的辦學定位及發(fā)展現(xiàn)狀，需要依托大量實訓設備對學員的專業(yè)技能進行訓練。但受制于編制、價格、場地等問題，使得實訓裝備難以滿足教學需要。因此，如何更好地解決實訓設備不足的問題，成為現(xiàn)階段院校最為關心的問題之一。

虛擬仿真技術應用于職業(yè)教育的方案應是基于實訓裝備，借助虛擬仿真技術開發(fā)的實訓仿真系統(tǒng)，系統(tǒng)通過計算機進行運行，并借助鼠標、數(shù)據(jù)手套、VR眼睛、部分實訓設備等硬件，讓學員借助系統(tǒng)進行仿真訓練，熟悉操作流程、方法后，在實訓設備上進行實際操作，達到掌握技能的目的。

1.受環(huán)境影響小

桌面級仿真技術可完全依托計算機教室開展相應實訓虛擬訓練，不必擔心室外場地訓練過程中受天氣影響，而結合硬件搭建的虛擬仿真系統(tǒng)，只需建立專業(yè)的室內(nèi)訓練室，也可實現(xiàn)對實訓裝備的模擬訓練。

2.情況模擬多樣

虛擬仿真技術在呈現(xiàn)實訓裝備三維模型的同時，其最大的優(yōu)勢就是可以模擬崗位環(huán)境，利用編程語言和三維模型動畫展現(xiàn)交互式技能訓練環(huán)境，極大地解決了部分晦澀難懂理論講解的困難。

3.減少經(jīng)費投入

結合實訓裝備購買價格，以計算機為主體的虛擬仿真訓練系統(tǒng)，硬件投入較少，系統(tǒng)可擴展性強，可以做到每名學員使用一臺計算機進行獨立的實訓操作，大大減少了購買實訓設備的經(jīng)費投入。

4.設備損壞降低

相較于學員直接從理論學習到實訓設備操作，虛擬仿真訓練系統(tǒng)可極大避免學員初次誤操作造成的實訓設備損壞，大幅降低了危險性以及設備損耗率。

四、結語

虛擬仿真技術應用于職業(yè)教育有諸多優(yōu)勢表現(xiàn)，可以大幅減少真實的實訓設備的投入，能夠很好地解決高職教育中實訓設備不足的問題，有利于改善院校實習實訓條件，推進職業(yè)教育信息化建設，激發(fā)學生學習專業(yè)技能的積極性和創(chuàng)造性，不斷增強職業(yè)教育的社會服務能力和吸引力，有助于院校培養(yǎng)適應部隊需求和發(fā)展需要的高素質技能型人才。

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作者簡介：王一飛（1988-），碩士，武警杭州士官學校軍械系裝備器材教研室講師，主要研究非致命武器。