仿真软件在职业院校教学改革中的应用研究

满 莎

（湖南机电职业技术学院 电气工程学院，长沙 410151）

仿真软件在职业院校教学改革中的应用研究

满 莎

（湖南机电职业技术学院 电气工程学院，长沙 410151）

近年来，随着多媒体技术在职业院校教学中的普及，越来越多的仿真软件被引入到电气自动化、机械制造自动化专业的课堂教学中，为学校提供了低成本、高效率的教学手段，激发了学生学习的积极性和主动性，提高了教学质量。但其还存在一定不足，如对生产实际中的一些问题，仿真软件仍难以解决。

仿真软件 职业院校 应用

随着社会对技能型人才需求的增加及对技能型人才要求的提高，许多高、中职院校、技工学校纷纷进行教学改革，力求学生在校所学内容与相关工作接轨，使学生毕业后，能满足社会工作需求。目前，传统教学内容难以满足社会的需求，其必须向新技术新工艺的内容转变，这对职业教育提出了更高要求。首先，实验条件受到制约，实验设备的购置、使用、维护费用使学校难以承受，如《PLC可编程序控制器》课程中，一个实验台的价格一般在几万到十几万左右，而《数控技术与应用》的课程，除配备基本的试验台外，还要配备其他材料，但这些材料价格都较高，一把普通的刀具就在千元以上，对资金来源缺乏充足保障的部分学校来说，给每位学生提供足够的实训设备显然不现实。其次，高、中职院校与技工学校学生的抽象思维往往较差，因此，学生往往觉得很多基本理论都晦涩难懂。而仿真软件在教学中的应用，能较好地解决这些问题。利用仿真软件来进行仿真，既增强了学生的感性认识，又能解决学生对实际应用知识欠缺的问题，还能为学校节省大量资金。

因此，对职业院校而言，将仿真软件引入教学，一方面可以使理论和实践有效衔接，帮助学生更好地理解所学知识，另一方面，又可以降低实训消耗，增加学生动手的机会，提高其操作的熟练程度。

1 仿真软件的可行性

仿真分为物理仿真和计算机仿真，物理仿真虽然形象直观，但需要硬件的支撑，而计算机仿真只对计算机有一定要求，可以重复使用，且不用担心硬件损坏。目前，绝大多数学校都有计算机室，进行仿真教学十分便利，特别是职业院校的一些常设专业，如电工、数控等，完全可以在教学过程中引入仿真软件，在达到节能降耗目的的同时，提高学生实训操作的熟练程度，解决实习材料和实习工位不足带来的种种问题。例如，《电子技术》中的实训项目，可以用计算机仿真代替硬件仿真，且能取得较好的教学效果。一些职业院校的数控专业，大多使用宇龙仿真软件进行模拟训练。图1为《电子技术》中电工仪表万用表的仿真实验室。

2 仿真软件应用于职业院校教学的优点

图1 万用表的仿真实验室

（1）仿真软件模拟的虚拟环境与实际操作环境几乎一致。如电工技能与实训的仿真软件，元器件、线路、操作面板的布置与实物完全一致，仿真演练与实际操作相差无几，学生在操作工程中，还能通过软件观察自己设计的电路动作，如果出现错误，软件会及时提示，直到确认答案正确后，才会出现仿真动作，仿真过程形象生动。

（2）仿真实训与传统电化教学不同，在电化教学过程中，教师是主体，学生只是被动地接受信息，虽然直观形象，但缺乏一定的互动性。而在仿真实训过程中，学生是主体，可以身临其境、主动地探索知识，不仅加深了对实习对象的感性认识和理性认识，还大大激发了学生的学习兴趣，若遇到不懂的问题，可以及时向教师求助，加强了师生间的互动。图2为《机床电气控制》中电动机制动控制排故仿真实验，虚拟环境与真实环境几乎一致。

图2 电动机制动控制排故仿真实训

（3）仿真实训能在保证设备和人身安全的前提下，让学生反复多次练习，避免了对实际操作对象造成损害。如在电工实训中，学生经常弄错二极管的极性，从而导致接反烧毁，而在仿真实训中，仿真软件不仅会给予错误提示，还会演示二极管的正确测量方法，让学生充分掌握二极管的相关知识。数控机床仿真可以在很大程度上避免工件报废、撞刀等现象，同时，用声光报警来提醒和纠正学生的操作错误。

（4）将仿真实训引入职业院校，可以节约实训设备，降低教学成本。如电工实训仿真，以虚拟电器元件替代实际元器件，虚拟导线代替实际铜导线，极大程度上降低实习耗材的消耗。此外，还避免了因为电路中出现短路、过载现象而导致设备烧毁的现象。

（5）仿真实训不用提前准备实训材料，实训完成后，节省了回收和清理实训材料的时间。可以将这些时间，用于总结实训的经验教训上，加深学生对实训的认识。在仿真实训中，学生还可以将没有完成的实训存储起来，以寻找其他时间完成，是实训具有极大的灵活性。

3 仿真实训的现状

利用仿真软件进行设计、验证，对学生容易犯的错误提出警示，保证了实训的安全性。同时，可以利用仿真软件对实训项目进行深入研究，在该教学过程中，能提高学生分析问题和解决问题的能力，还可以培养学生一丝不苟的工作作风。但是，再好的仿真软件永远也代替不了实际物体，虽然它可以使抽象的物体形象化，使教学变得轻松、有趣，符合职业院校学生的特点，但仿真技术并不是十全十美的，其自身也存在缺陷。因此，不能完全依赖于仿真软件，但可以结合仿真软件教学，以强化实训效果。目前，电气仿真和数控CNC仿真较为普遍，部分正版仿真软件价格昂贵。仿真软件在国外职业教育领域发展迅速，但受软件汉化、知识产权等的限制，国内引入这些仿真软件的现状不容乐观。

职业院校的实训教学不应只停留在传统实训模式上，仿真实训有助于提高学生的综合素质，培养学生独立思考的能力和创新能力。但传统实习手段仍是职业院校培养学生的实操能力的基础不可偏废，不能因为有了新教学方法就摒弃传统教学模式，也不能因为传统教学方法而不引进新的教学手段。将传统实习手段和现代仿真实习完美结合，培养出的学生能在很大程度上适应市场发展需要。

4 仿真实训如何引入

将仿真实训引入职业院校必须具备两个条件：一是配备足够数量的计算机，二是选择与专业相符合的仿真实训软件。仿真实训基本上可以引入到职业院校的所有工种专业。但由于受各工种仿真实训适合程度的限制，仿真软件在各工种的技能特点上受到制约，只能选择性引入。比如，职业院校的电工相关专业可以引入电工基础实验仿真、电子线路测量仿真、电气元件性能仿真、PLC控制仿真、数控仿真等。目前，数控专业的仿真软件发展较为成熟，例如，宇龙数控仿真软件的机床面板与实际机床完全一致，且三维仿真加工过程形象逼真，学生可以更加直观形象地感受数控机床的实际加工过程，此外，化工仿真、汽驾仿真和电力系统仿真也相对成熟。

5 仿真实训的注意事项

作为一种新的教学模式，仿真实训可以给教学提供多种便利，但需要指出：仿真实训不是传统实训，其不能替代对实际对象的操作。其表现如下：（1）不管是采用计算机仿真还是物理仿真，只能是模拟实际操作对象，而不能代替实际操作；（2）在职业教学领域中，一些仿真软件由于受工种技能特点的制约，仿真水平还有待提高；（3）职业院校的部分工种专业仿真难度大，仿真实训过程不能达到预期实训要求。因此，将仿真实训引入职业院校，只能在一定工种范围内作为一种节能降耗的手段进行。需要注意的是，仿真实训只能模拟现场环境，容易使学生安全观念淡簿，必须通过实际操作来纠正。无论是哪个工种哪个专业采用仿真实训，都要让学生有足够的时间进行实际操作练习，让学生掌握实际操作的同时，对仿真实训进行检验。

[1]刘国华.通信电子线路实践教程-设计与仿真[M].北京：电子工业出版社，2015.

[2]唐蒲华.机电液一体化课程实践教学方式的研究[J].内江科技，2014，（7）.

[3]刘丹.Proteus仿真技术在光电传感器教学中的应用[J].中国电力教育，2013，(30)：130.

The Research on Application of Simulation Software in Teaching Reform of Vocational Colleges

MAN Sha
(College of Electrica l Engineering, Hunan Mechanical and Electrical Polytechnic, Changsha 410151)

In recent years, with the popularization of multimedia technology in the teaching of Vocational college, more and more simulation software is introduced into the teaching reform, especially in the clas sroom teaching of electrical automation and mechanical manufacturing automation, to provide the sc hool with low cost and high efficiency of teaching m ethods, stimulate the enthusiasm and initiative of s tudents learning, im prove the quality of teaching. But for some of the problems in production, the simulation software is still difficult to s olve, which has certain advantages and disadvantages.

simulation software,Vocational Colleges, application

湖南省职业院校教育教学改革研究项目（ZJC2013057）。