虚拟仿真技术教学范文篇1

计算机虚拟仿真技术、高职院校、强电、实训教学

【中图分类号】G434文献标识码：B文章编号：1673-8005（2013）02-0289-02

随着我国社会主义市场经济和自动化行业的迅速发展，社会及企业对技能人才的知识与技能结构提出了更高的需求，要求高等职业院校学生既要有一定的理论知识又要有很强的实际操作能力。为了完成这一任务，高职院校将计算机虚拟仿真技术引入到实训教学中来。以强电方面教学为例，它的教学内容大部分都涉及到动手，而对电本身来说它是具有一定危险性的，因此在学校的教学过程中，学生不会真正接触到强电，那么在真正的工作中势必要遇到一些问题。

1传统强电实训教学方式的弊端

传统的强电实训课程过程中我们会发现一些问题。首先，强电的操作台实习设备昂贵，设备数量是永远无法满足学生实际需要的，即使是进行了分组合作的方式。其次，教材所涉及的设备系统和型号是多元与广泛的，而实验实习设备的系统无法配齐。再次，真实设备的作用给初次接触实验和实训的学生操作带来很大的压力和人身安全隐患，特别是在通电的情况下这样的问题就更明显了。

2计算机虚拟仿真技术的特点与在强电实训教学中的应用

计算机虚拟仿真技术是借助于计算机技术及硬件设备，实现一种人可以通过一定感知方式所感受到的虚拟环境，提供给人们通过计算机对复杂数据进行可视化操作与交互的一种全新方式。改变了过去人类除了亲身经历，就只能间接了解环境的模式，从而有效地扩展了人类的认知手段和领域。在通过多个阶段的强电虚拟仿真软件教学应用实践和思考后。我认为其对现实教学可以产生以下几个方面的积极影响。

2.1计算机虚拟仿真技术建立了全新的学习情景--彻底打破了空间、时间的限制。任何强电实验设备的原理和结构，学生开始基本都不具备相应知识基础，在利用虚拟现实技术后，不但可以将设备外部信息直观地展示给学生，甚至可以进入设备的内部进行观察，生动直观的感受与学习。

2.2计算机虚拟仿真技术节约了教育成本--实现低耗、高效与环保、可持续发展。传统的操作培训中，强电方面的教学都是在尽可能的利用真实的设备。这些设备种类型号繁多，价格也比较贵，因此不可能准备太多。计算机虚拟现实技术引入后，从现实意义上节约了成本，从长远看更是有利于整个行业的环境保护和可持续发展，意义重大深远。

2.3计算机虚拟仿真技术建立绝对安全环境--实现文明、安全操作。计算机虚拟仿真系统引入后，不会因为学生的错误操作而损坏操作台，更不会造成人身伤害，学生可以大胆地独立进行学习。这样使学生可以进行自主学习，具有一定的学习趣味性，也相应提高了学生的学习积极性，降低了教师的工作强度。

2.4计算机虚拟仿真技术便于教学--合理组织教学与标准化考核。虚拟仿真技术使得教师可以以广播的方式在每个学生的屏幕上演示其教学内容，使所有学生均能看清楚每个动作细节并进行模仿。

3计算机虚拟仿真技术应用中的注意事项

3.1要结合学校条件与教材实际，选择合理、系统、功能完善的仿真软件，明确虚拟与现实的差异，特别是对系统欠缺和不完善功能的了解，教学中做到避免系统、型号与功能混乱。

3.2应该合理安排虚拟仿真学习阶段，一般情况安排在强电学习的初学阶段，学习完线路焊接后为好。

3.3要在仿真系统学习过程中按实际操作的规范要求严格进行，且不可因为虚拟而不负责任地进行野蛮随意操作，养成不良习惯。

总之，随着计算机技术的发展，必将推动着虚拟仿真技术的不断完善，计算机虚拟仿真技术正向着开放、集成、智能和标准化的方向发展，并且与互联网的有机结合将是必然趋势。计算机虚拟仿真技术作为一种新型的教学媒体，它的性能更通用，功能更齐全，成本更低廉，更加逼真的逼真的还原了强电实践应用中场景，这种新的教学媒体必将广泛应用于强电和相关专业的教育教学中来，最终在现代化技术教育领域中发挥其重要作用。

参考文献

[1]贺雪晨等.《虚拟现实技术应用教程》清华大学出版社，2012-06-01

虚拟仿真技术教学范文

关键词：微机组装；教学；虚拟仿真

中图分类号：G712文献标志码：A文章编号：1673-9094-（2016）07C-0019-03

《微机组装与维护》是中高等职业教育计算机相关专业必修的一门专业平台课程，是理论和实践相结合的核心课程，其任务是培养学生计算机装配调试、系统维护、检测维修等职业能力。

一、实训教学中面临的问题

当前大多数职业院校的微机组装与维护实训室的实训项目都包括硬件拆装和软件维护两大部分。

1.对于硬件拆装部分，笔者所在院校是以提供40台其他机房淘汰计算机形式进行的，而硬件更新换代的速度是很快的，造成学生学不到最新硬件拆装知识。

2.对于软件维护部分，效率更是问题。软件维护主要包括BIOS设置、硬盘分区、操作系统及应用软件的安装和使用以及软故障类的排除。如果硬件都不能保证正常的启动，那么软件维护更是无从谈起。如果硬件配置太低，造成实验时间过长，效率降低。

二、基于虚拟仿真的教学应用

（一）虚拟仿真系统设计

1.教师或管理员登录显示功能模块，设计图1所示。

课程教学资源应包含教学、实训、考核、备课、授课、学习功能，其中教学模块、实训模块、考核模块在教师账号下都包含教学模式和管理模式，教师可在管理模式下自由创建、上传、编辑自己所需要的教学资源，在教学模式下只可以进行浏览学习教学资源。教师或学生在“我的空间”进行作业、成绩、课程表管理、交流中心、个人信息设置等；教师可以在“授课中心”进行备课、授课等。

“教学”功能主要进行理论知识的演示；“实训”功能主要进行实践操作；教师可以在“考核”功能设置考试审核评分等，学生在此可进行考试考核。

2.学生登录则不显示管理模式和授课中心，学生登录“我的空间”时则不显示管理类模块，只显示个人课程相关内容。

（二）教学内容设计

以“项目引领、任务驱动”的模式建设基于工作实践的教学，坚持“理论和实践一体化”的理念，以学生自我学习为主体，注重职业实践能力的培养。结合本课程的特点，坚持“以行动为导向”的原则，让学生在完成任务的过程中掌握理论知识和操作规范，着眼于学生职业规划和从业能力的培养，引领职业教育一体化课程教学改革。教学内容设计如表1所示。

三、虚拟仿真在实训教学中的优势总结

《微机组装与维护》课程以实践为主体，理论和实践相结合，但在课程实践操作过程中，不可避免的出现各种问题。基于3D图形实时渲染技术，从教学的角度使用虚拟仿真应用开发一款专用于微机组装与维护教学的软件，从而降低硬件投入以及损坏，还可达到理论实践一体化教学的目的，解决了传统教学所不能避免的许多问题。虚拟仿真技术优势如下：

（一）逼真的操作体验感

通过3D技术不仅可以模拟出各种较新计算机硬件模型，还可以360度观察硬件，并可模拟出交互的硬件操作方法及所需的各种材料工具，在关键步骤用文字给学生提示。利用VR技术设计的逼真3D虚拟环境，使学生置身于模拟的学习环境中，体验现实实训不易观察到的部件结构，以及重要部件难以展现的工作原理。

（二）人机交互

虚拟仿真实训平台的人机交互界面可以激发学生的学习兴趣，提高实践能力。平台具有能够对硬件进行90%以上相似度的建模，让虚拟设备能像物理设备一样展现操作；并利用声光电等技术能够让虚拟设备像真实设备一样呈现各种在现实使用过程中可能出现的故障现象，并模拟排除出现的故障等。

（三）增强教学效果

平台支持用户通过计算机网络远程登录，支持多人同时在线学习，不受时间、空间的限制。能够随时上机操作实践，与传统的实验室实体操作硬件相比，既方便了培训时间的安排，又提高了学习效率，还降低了对计算机硬件的损耗。

（四）解决常见难题

在虚拟仿真练习中，学生可全方位掌握计算机硬件的工作原理、拆装、测试、故障排除等。同时解决了实践中的一些常见难题，如看不见（比如内部结构不能拆卸查看）、摸不着（比如硬盘内部故障却无法打开查看）、动不了（一般不会让学生拆装操作最新技术的计算机硬件设备）和难再现（一些故障事故及小概率事件难以在教学中再现）等。

（五）演示及考核

在传统教学中教师演示很困难，造成学生无法看到操作流程。虚拟仿真的演示环节可放大供学生全方位旋转观看。还可以节省时间提高效率。在实物微机组装考核中，教师对学生的一些不规范操作很难做到同时全程监控，虚拟仿真系统则可以记录并评判每一步操作，做到由传统的“结果评价”转为“过程评价”。

虚拟仿真实训平台提供可行节约的解决方案，充分体现现实和虚拟优势互补的原则，创建的可视、互动的学习环境，学生可在虚拟情境中学习，达到与物理操作一致的目的。除了以上优势，虚拟仿真还有操作安全、模拟硬件容易升级、教学环境容易恢复等优势。

四、结束语

使用VR技术对微机组装与维护进行虚拟仿真实训平台的设计与实现，促进了该课程教学方法、形式及观念的变革。仿真系统把传统教学难以展现的内容直观地展现出来，提供良好的实训环境，提高了学生的学习效率以及积极性，提升了教学质量，具有重要实践意义。

虚拟仿真技术教学范文

关键词：虚拟仿真技术；市政工程技术；实践教学

中图分类号：G712文献标志码：A文章编号：1674-9324（2014）45-0257-03

Abstract：Occupationeducationisemploymentorientededucation，vocationaleducationisthecoreproblemofoccupationeducationinhighervocationalcolleges，howtobettercompletemunicipalengineeringtechnologystudentspracticeteachingisanimportantissueatpresent，withtherapiddevelopmentofvirtualsimulationtechnologyandapplicationinhighvocationalcollegespracticalteaching，greatlyacceleratedthemodernizationofeducationintheprocess，improvethelevelandqualityofpracticeteaching，practicalteachingitselfalsohasaveryimportanttheoreticalandpracticalsignificance，thistechnologycanalsobeusedtotheapplicationinthepracticeofmunicipalengineeringtechnologyprofessionalteaching.

Keywords：Virtualsimulationtechnology，MunicipalEngineeringTechnology，PracticeTeaching

职业学校市政工程技术专业课程教学是融专业理论基础知识的学习与实践教学于一体的学科，具有较强的实践性。面向企业、市场根据其所需，强化专业实践教学功能，为企业与市场培养应用技术型实用人才，是当前市政工程技术专业教学的主要任务。市政工程专业人才的培养离不开技能的实训，但是由于施工档期、条件、交通、安全等条件的限制，大多数的实训环节不得不在校内解决，然而校内实训也仅限于土工实训、钢筋实训、砌筑实训等一些基本的基础操作，并没有涉及到像桩基础的施工一样的整个工程施工操作流程及施工工艺，而对于市政工程专业，道路的施工技术、管道的施工技术以及桥涵的施工技术这三门专业课程的实践教学对于培养学生的专业技能来说是至关重要的，如何实现这三门课程的实践教学是我们职业教育市政工程专业要重点考虑的问题。

一、虚拟仿真教学及其特点

虚拟仿真教学[1]是随着计算机虚拟现实技术和仿真技术在教育中的应用而逐渐发展起来的一种计算机辅助教学方式。虚拟现实技术[2]是采用以计算机技术为核心的现代高科技生成逼真的视、听、触觉等一体化的虚拟环境。用户借助必要的设备以自然的方式与虚拟世界中的物体进行交互并相互影响，从而获得身临其境的感受和体验。虚拟仿真教学就是基于虚拟现实技术所生成的虚拟仿真环境，并依据真实环境中的相关理论和实践操作规程在虚拟仿真环境中进行相应的设计、操作、验证和运行等的教学方式。

虚拟仿真教学技术以提高学生的技能水平为核心，具有如下特点[3]。

1.打破时空限制，具有灵活性。虚拟仿真教学可以摆脱传统现场教学地点固定、时间有限、设备不足和内容难改的局面，学生只要在计算机中安装了虚拟仿真软件，就可以把虚拟仿真教学延伸到教室、宿舍甚至家庭，随时随地的运用虚拟仿真教学软件进行学习和探索，突破了时间和空间的限制，使学习变得更加灵活。

2.节约教学成本，具有高效性。虚拟仿真教学与实物教学相比，设备和资金投入少，更新、维护方便。学生在虚拟仿真教学平台上，无需完成实物教学中的许多重复性工作，缩短了学生完成工作任务的时间。同时，针对存在的问题还可进行反复的操作训练，也不用考虑设备的损坏和材料的消耗，极大地节约教学成本，提高了学习效率。

3.避免各种危险，具有安全性。众所周知，土工工程等企业由于生产规模庞大，并且具有高温、环境恶劣、噪声高、施工条件复杂多等特点，使现场教学存在较大的危险。而虚拟仿真教学，可以使学生沉浸在仿真实训室的虚拟仿真环境中，身临其境地去完成各种危险的或对人体有害的操作，而不用担心操作失误所带来的各种危险，消除学生的思想顾虑，减少误操作的几率，提高操作质量。

4.激发学习兴趣，具有自主性。虚拟仿真教学可以调动学生学习的积极性和主动性。学生在虚拟仿真教学环境中，自主控制学习行为，完成学习任务，在自主学习和协作学习的过程中获得全新的感受，启发学生思维，激发学习兴趣，充分体现学习的自主性。

这些特点有益于教师的实训教学和学生专业核心技能的训练，为解决职业教育面临的实训难、实习难和就业难等问题开辟了一条新思路。

二、虚拟仿真实训教学发展现状

虚拟仿真实训教学技术源于国外，在国外已经取得广泛的应用，也发展到了一个相对较高的水平。国内高职院校也在大力发展虚拟仿真实训教学，并取得了一定的进展，很多高职院校都建立了虚拟仿真实训室。一些社会资源也投入到虚拟仿真实训教学软件的开发之中，专门从事虚拟仿真教学系统开发的企业也应运而生。

目前，高职院校很多专业，如数控技术、焊接技术、机电技术、食品加工、服装设计等专业都引入了虚拟仿真实训教学方式[4]。国内陆续成立了一些开发虚拟仿真教学软件的公司，开发出一些仿真教学软件平台，如广州迪客信息科技有限公司为物流、市场营销和电子商务等专业提供了虚拟仿真实训教学软件。部分高职院校采购了虚拟仿真软件公司的产品，为学校虚拟仿真实践教学的发展注入了新的活力。

随着虚拟仿真实训技术的发展，实训教学内容、实训教学手段、实训教学设备也将发生新的变革，传统的校内、外实训基地模式也将向着校内、外实训基地与虚拟仿真实训相结合的实训模式方向发展。只有制订虚实结合、融人信息化要素的实训基地建设方案，才能符合职业教育教学技能实训规律，实现智能化实训教学的目的，使学生提早了解工厂、了解岗位、了解工作环境。虚拟仿真实训教学软件可以再现岗位、现场、作业过程，为职业教育课程改革提供了重要的支撑。

虚拟仿真教学的另一个重要功能是它能够满足学生自我测试学习成绩的客观需求[5]，同时，教师也可以通过随机搜索达到即时考核的目的，随时监控学生的学习状态，分析学生在线学习能力，等等。这种形式各异、种类繁多和评价标准与社会接轨的考试考核，能够调动学生学习的自觉性，激发其学习热情。

三、虚拟仿真教学在市政工程专业教学中应用的可能性

伴随着国家示范性学校建设工作的展开，苏州建设交通高等职业技术学校在建筑工程技术专业中也与虚拟仿真教学软件开发公司合作开发了建筑工程虚拟仿真实训教学系统软件，该仿真教学系统以分部分项工程为基础，设计了22个较为典型的分项工程的施工工艺仿真操作，其内容包含地基与基础施工工艺仿真系统、砌体结构工程施工工艺仿真系统、混凝土结构工程施工工艺仿真系统、脚手架施工工艺仿真系统等，并且还在进一步的完善过程中。整个仿真教学系统以实际工程项目为主线，以施工任务为引领，突出技能训练；强调职场情景，全部在三维场景下进行，重视教学设计，不同的知识单元含有诸如教学资源、工程图纸、施工准备、规范及标准等多种情境和技能训练教学模块。

运用现代虚拟仿真技术，把工程现场情景化，创造了施工过程交互性的功能，能很好的解决当前土建类专业的传统教学难题。这种实训教学方式的应用只需学生在计算机中安装虚拟仿真软件，就可以把虚拟仿真教学延伸到教室、宿舍甚至家庭，随时随地运用虚拟仿真教学软件进行学习和探索，打破了时空的限制，具有灵活性。与实训基地教学相比，设备和资金投入少，更新、维护方便，无需完成实物教学中的许多重复性工作，缩短了学生完成工作任务的时间，针对存在的问题还可进行反复的操作训练，不用考虑设备的损坏和材料的消耗，极大地节约了教学成本，提高了学习效率。

高职市政工程技术专业与建筑工程技术专业存在很多共同点，比如职业岗位生产环境复杂、生产设备庞大昂贵且危险性大等。企业出于经济效益和安全考虑，不可能同意将课程的全部教学内容都安排在生产现场，学校也不可能将生产车间搬进课堂，工学结合问题较为突出。在高职市政工程技术专业实训教学环节中引入虚拟仿真技术，不仅能够降低教学成本，还能以其广泛的适用性、开放性等特点，丰富教学形式，优化教学效果，加快高素质技能型人才培养的速度和质量。另外，虚拟仿真实训教学技术的应用对于革新高职市政工程专业教学理念、推动高职市政工程专业实训教学改革、解决部分实训教学难题等方面都有非常重要的意义。无论作为一种教学技术，还是作为独立的教学媒介，虚拟仿真技术都是非常重要的教学手段，在市政工程专业中应用前景十分广阔，亟待进一步开发利用。

参考文献：

[1]王金岗，林磊.工学结合模式下虚拟仿真教学系统设计[J].职教论坛，2013，（13）：26-29.

[2]李金国，杨林生，李云贵.虚拟现实技术应用于高职模具实训教学的有效性探究[J].职教论坛，2010，（3）：69-71.

[3]杜一宁.虚拟实验的研究现状以及在教学中的意义[J].浙江海洋学院学报，2010，29（4）：390-393.

[4]林徐润，段虎.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，2012，6（2）：21-24.

[5]吴勇.以信息化与虚拟仿真推动职业教育教学改革[J].广州城市职业学院学报，2011，5（4）：22-25.