虚拟仿真技术在实验教学中的应用研究

刘元永 赵云伟

摘要：高职院校学生实训是学生掌握技能必不可少的重要教学方式，国务院印发的《国家职业教育改革实施方案》中明确提出“职业院校实践性教学课时原则上占总课时一半以上”。学生在到实验实训室进行动手实验实训前先结合学习的理论知识和技能通过网络进入“虚拟仿真实训平台”熟悉实训操作要领特别是错误操作造成的事故后果，然后到实训室动手操作练习技能，能够很好地提高教学效果。笔者认为这种“虚拟仿真实训+混合式实训”的教学方法具有极大的研究探讨价值。

关键词：虚拟仿真技术;实验;教学方法

整套系统由仿真实训综合管理平台、仿真实训内容开发软件（教师端）、自动生产线装配与调试虚拟仿真实训软件（学生端）、虚实联动仿真实训系统四部分组成，形成了集教师端教学任务设计与分发、学生端虚拟仿真训练与考核、学生端虚实联动仿真训练与考核、过程评价考核与云端的数据分析于一体的综合实训系统。

1仿真实训综合管理平台（cubeEducation）

1.1概述

实训平台是整个项目的门户，能合理的分类聚合教学资源，规范有效的建设迭代更新的流程，包含后台数据管理与数据分析，同时方便易用。

1.2架构

仿真实训综合管理平台的架构如图1所示。

1.3功能

（1）统一用户登录平台：各系统间采用用户统一登录模式，支持管理员、教师与学生权限登录。

（2）后台账户信息维护功能：支持互联网验证授权，提供后台账户维护功能，要求具备管理员信息管理、教师信息管理、学生信息管理、班级信息管理、课程信息管理等功能。

（3）教学数据统计与分析功能：可统计学生的登录学习情况，资料查阅度与学习时长，查看教师下发的任务，学生提交的实验报告，评分评语等，并统计最终数据，形成各类图表。

2基于虚实仿真平台的混合式实训模式设计与实施

2.1混合式实训模式的设计

本课题基于虚实仿真平台将实训的线上预习、实训中线下面授（分小组进行知识点模块化学习交流和过程性考核）、实训后线上拓展训练，以及全程线上答疑交流，形成线上线下混合式实训模式。

①本实训立足于加强学生实际能力的培养，采用模块式教学，以工作任务引领提高学生学习兴趣，激发学生的学习动机。教学平台在线测试成绩、在线学习时长、讨论区活跃程度及有效度、团队学习情况等计入考核，从而激发学生的学习兴趣。②在实训过程中，应用虚实仿真平台、多媒体、实验实训设备等教学资源辅助教学，帮助学生理解知识技能要点。并重视本专业领域新技术、新工艺、新设备发展趋势，贴近生产现场。③利用实训虚实仿真平台，学生可以随时随地进行学习。④过程性考核评价方法。平台上在线作业、在线测试成绩、在线学习时长、讨论区活跃程度及有效度、团队学习情况等计入考核。关注评价的多元性，结合课堂提问、平时测验及模拟考试情况，督促学生动手能力和在实践中分析问题、解决问题能力。

2.2混合式实训教学模式的实施

本实训依托虚实仿真平台实施线上和线下的混合实训模式，具体做法就是“互联网+”背景下实施多种资源整合、多种教学方法的集成。

本实训的步骤如下：

第一步，教师完成实训资源的开发并上传至教学平台。第二步，学生根据实训进度表和实训指南，上网学习将需要储备的知识和简单技能，并完成在线预习测试，在线的时间和测试成绩计入过程性考核。第三步，教师根据在线测试情况，在线下实训时，有针对性的讲解，学生根据已经掌握的知识和技能，完成实操任务，获得检验数据。教师根据学生对理论和技能掌握的具体隋况，讲解有关要点，演示有关操作，讲评学生的实操过程和取得的数据以及注意事项。

第四步，学生根据考评结果，通过网络教学平台查缺补漏，对未掌握的知识和技能进行重点学习，学有余力的学生可以完成老師拓展训练任务。

3结束语

总之，针对已经参加工作的实训学生来说，如何让他们接受新技术新技能的学习，互联网提供了机会和手段。将传统技术的新改变、增加的技术要点和注意事项等做成微视频、PPT、动画仿真等，然后上传至平台。学生即可根据自己的作息随时随地抽时间进行碎片化自主学习。面授时，针对不懂的知识点可以有针对性地听讲和学习，使得学习效率更高。通过实训后的拓展训练进一步提高个人技能。通过上述方式对现有的企业员工实训工作进行改进，可显著提高现有的企业员工实训的效果和推广。