高职院校虚拟仿真教学探索与实践探讨

2022-03-25刘星洁李强侯娟郝涛

中国设备工程 2022年6期

刘星洁，李强，侯娟，郝涛

（1．郑州电力高等专科学校，河南郑州 450002；2.北京博电新力电气股份有限公司，北京 100190）

为响应教育部《关于在疫情防控期间做好普通高等学校在线教学组织与管理工作的指导意见》，以及应对社会公共突发事件的相应要求，我校积极探索“停课不停教，停课不停学”的教学改革与实践。职业院校以输出技能型人才为目标，如何高效的开展实训课的线上教学工作，保证实训课程的教学目标，是教学改革和实践的重点和难点。

1 虚拟仿真教学探索的背景

1.1 主动应对突发事件的备案

现如今，疫情防控已进入常态化管理模式，同时偶受恶劣自然天气的影响，对线上教学工作提出了更大的挑战。我校作为一所高等职业院校，人才培养的定位是学生知识应用和技能的培养。实训课程线上开展教学比理论课程面临更多的挑战，比如实训场所和实训设备无法满足教学的要求。因此，积极开发和利用线上虚拟仿真实训，尤其是“互联网+教学”模式，是解决线上实训课程教学的重大突破。积极探索在线虚拟仿真实训与线上教学资源的结合，做好课程建设和实践，保证实训课程线上教学的高效，实训效果不打折，为应对突发事件做好备案。

1.2 线上线下教学模式的需求

近年来，各院校积极探索“线上线下”教学模式，它是凸显以学生为教学核心的重要教学模式。电力二次实训，是面向电力二次系统检修工作的专业实训。实训内容涉及带电二次设备的接线、查线、校验等专业工作，初入门学生技能水平低、安全意识缺乏，直接进入操作练习有一定的危险性。同时，存在实训室同类设备少、工位不足等问题，学员轮流操作或分组操作，耗时、动手机会少，无法充分、有效的开展培训。

在线虚拟仿真软件的开发和使用，能够有效解决此问题，学员可以在虚拟仿真软件上先完成任务，熟练操作后，在真实设备上完成操作。虚拟仿真软件的评价更为客观，同时学生可以课上、课下不受学习时间和学习地点的局限。

2 课程设计实施方案

2.1 线上实训教学实施方案

应对疫情等突发情况及自然灾害天气时，我们启用线上实训教学方案，实现“停课不停学”。在脱离实训环境及实训设备的情况下，保证学生知识应用和技能训练得到最大程度的提高。

2.1.1学生自主学习

以学生为主体，发挥学生的主观能动性，是实训课程线上教学的重要前提。教师在云课堂中上传的学习资料，包括软件的应用和操作视频、各技能项目的演示视频、操作规范和标准等。学生需按照课程设计和进度的要求，提前预习，了解工作任务，观看技能项目的演示视频，熟悉完成任务的标准化作业流程。

2.1.2在线教学

利用钉钉直播或者会议形式授课，教师介绍工作任务，并依据真实工作现场操作视频、3D动画等讲解工作任务完成的全部流程，包括相关知识、技能标准及工作流程和注意事项等，要求学生记录并整理在报告中，上传到学习平台。

教师讲解后，下发任务，学生利用线上虚拟仿真软件，完成工作任务。教师可在线监控学生的学习状态和练习操作情况。练习过程中，有问题均可以通过共享屏幕方式，提出问题，一起探讨完成，提高学生的积极性和主动性。练习时间结束后，进行线上操作考试。

2.1.3教学总结

课后，学生可以根据个人情况继续练习教师要求学生观看该任务的真实现场的操作视频。写出真实现场工作中安全措施、工作流程、工作标准及工作注意事项等，这也是实训报告的重要内容，实训保护是线上实训考核的重要部分。

2.2 线上线下混合式实训教学实施方案

在校实训中，为优化实训教学效果，可采用线上线下混合式实训教学方案。先进行虚拟仿真软件练习，最后再进行实训设备的操作，不断强化，最大程度提高技能水平。

2.2.1课前

教师在云课堂中上传的学习资料，包括软件的应用、3D动画、各技能项目的演示视频及操作规范和标准等。学生可以根据老师课前下发的任务查找相关的视频观看，并熟悉工作任务、工作内容及工作流程。

2.2.2课中

实训课上，教师首先对学生进行安全教育，说明本次工作任务的主要内容及工作危险点等。然后讲解工作任务、工作流程、操作标准及工作注意事项等。之后，学员采用自由组合的方式，4人成组，小组内设置工作负责人、工作班成员、安全员等，工作中严格按照分工展开工作。各小组先在虚拟仿真软件上完成操作，软件考核通过之后，才能进入设备操作区开始工作。设备操作区共4个工位，学生按照仿真考核完成的顺序进入工位工作，等待区的学生继续在虚拟仿真软件上进行操作练习。

实操过程中，2名教师全程监护学员安全并进行指导。最后，教师针对操作内容，分组进行考核，每组操作完成后还要进行答辩。全部考核结束后，教师总结操作考核中出现的问题，进行点评。

2.2.3课后

课后，学生可以继续在虚拟仿真软件上完成操作练习，不断巩固和提高。另外，学生根据课上训练内容整理完成实训报告部分，用于教师评定成绩的一部分。

3 课程评价方式

3.1 线上实训教学考核评价

线上实训教学的考核主要参考学生虚拟仿真软件的考核成绩和学生实训总结两大部分，虚拟仿真软件的操作是技能训练的体现，学生实训报告是对学生操作中的标准化作业流程及工作标准的重要呈现，还包括课堂签到和课堂参与度等。考核模块按照比重细化，最终从学生的知识、技能水平、学习态度等方面综合评定学生的等级。线上实训考核评价表，如表1所示。

表1 线上实训考核评价

3.2 线上线下混合式实训教学考核评价

线上线下混合式实训教学的考核主要参考学生的实操表现和现场答辩两大部分，还包括一定的仿真考核成绩，用于区分小组内各同学的技能水平（因技能操作成绩是按照小组评价）及课堂出勤和课堂参与度。线上线下混合式实训考核评价表，如表2所示。

表2 线上线下混合式考核评价

4 虚拟仿真软件应用的意义

4.1 促使线上实训教学目标的达成

实训教学课程大纲的重要教学目标就是学生技能水平的培养和知识的应用，这是区别于理论线上授课的重点和难点。在脱离了实训室和实训设备的情况下，开展线上实训教学，对教师和学生都提出了巨大的挑战。虚拟仿真软件最大程度地还原了真实的实训操作，如图1、图2所示。线上教学活动中，教师播放现场设备调试操作视频，讲解标准化工作流程，让学生对工作现场及工作流程有深刻的认知；学生通过虚拟仿真实训的练习，一定程度上完成了技能训练；最后学生通过实训报告总结工作任务，课后还能通过回放以及线上平台课程资源巩固学习。另外，虚拟仿真软件的考核功能，还解决了远程技能训练成绩考核这一难题。因此，虚拟仿真软件的使用最大程度地促进了实训教学知识目标和技能目标的达成。