2015/11/9 16:19:06 虚拟仿真技术在职业教育实践教学环节中的应用

虚拟仿真软件有利于提高职业教育实践环节的实训效率,体现“以能力为本”的职业教育思想,在一定程度上解决了目前职业教育实践环节实训设备和实训材料不足的问题,本文主要阐述了虚拟仿真技术再职业教育各课程中的典型应用,并且分析了虚拟仿真技术的优势和目前存在的问题。

教育教学的特色是突出真实的工作环境、实践和实训教学环节,培养和锻炼学生与岗位需求相适应的职业技能。 近几年来,随着职业教育的大力发展, 国家加大了对实验实训设备的投入,职业学校的硬件(设备)和软件(师资)都有了较大的改善,但依然面临很多实际困难:实验实训设备昂贵,耗材投入较大;技术进步导致设备更新换代加速,成本高;存在安全性隐患;小班教学难以实现,缺乏“双师型”教师,等等。 这些都成为提高职业教育实践性教学质量的约束和瓶颈,因此需要从技术和理论上寻求一种新型的、 实用的方法手段,来辅助解决这些问题。

2008 年起 , 教育部颁发了一系列文件 ,明确指出职业教育要“大力推动仿真、多媒体课件等数字化教学资源开发”,“重点解决常规的教学手段技术、设施设备难以实现的实习实训问题,重点满足教学需求急迫且覆盖面较大的模拟仿真实训教学的需要”,确立了职业学校应用虚拟仿真技术进行实践性教学的方针。

一、 虚拟仿真技术在职业教育实践性教学环节中的应用

数字化教学资源是把文字教材、多媒体教学资源与数字化教学平台整合起来的多媒体形式的综合性教学资源,具有内容丰富、更新便捷、开放共享、互动交流、传播快速等优势,丰富了课堂教学内容,扩展了学生的知识面,并有利于跟踪新技术的发展水平,成为对传统教材的有力补充。其中的虚拟仿真技术主要包括模拟演示和仿真实训。模拟演示是在计算机上将实际场景和工作流程模拟实现并进行展示的过程;仿真实训是指借助于多媒体、仿真和虚拟现实等技术在计算机、网络或一定设备上营造可辅助、部分替代甚至全部替代传统实训各操作环节的相关软硬件操作环境,可以像在真实的环境中一样完成各种实训项目,并可直接获得操作提示、反馈及评价。 虚拟实训建立在一个虚拟的实训环境之上,注重的是实训操作的交互性和结果的仿真性。目前,虚拟仿真技术在职业教育各类课程中都有应用,但应用程度和侧重点各不相同。

1. 文化课中虚拟仿真技术的应用

文化课理论知识较多,概念抽象不易理解,以虚拟仿真技术配合课堂讲述, 既可以让学生理解理论知识和生活现象中蕴含的科学知识, 还可以加入交互功能,让学生在参与中,深刻地理解原理和知识。 例如,数学、物理、化学课程都可以加入模拟演示的内容,以提高教学效率。能与功的转化、镜面光线传播、简谐运动、分子运动等物理化学知识都可以用形象生动的动画来模拟;

在体育课教学中,也可采用模拟的方法来讲述运动要领和规则等,使学生更易了解和记忆;在语文教学中, 可以把难懂的文言文等编绘为生动的小故事,以便学生更好地理解相关内容。

2.旅游课程中虚拟仿真技术的应用

旅游课程对场地的要求高,因此授课成本也比较高。在旅游课程中,可利用虚拟三维影像技术对景区进行数字化,通过计算机对旅游景点的建筑、景观进行三维仿真模拟,投放在计算机屏幕或一定设备上,并提供一定的漫游、信息获取、评价等交互功能。 学生坐在机房中就可以与在实际场景中一样,从视觉上获得真实体验,同时还可进行导游实习等同步训练。 这样比枯燥的背诵导游词或者去实际景点体验要高效很多。

  3.工科课程中虚拟仿真技术的应用

在汽车、数控、电子等制造工业中,可以利用虚拟仿真技术,用建模、实物数字化等方法构建与实物同样的三维立体模型,实现仪器、设备、加工产品的立体展示,在授课时可随时随地地熟悉这些仪器设备,并可通过剖析观察到设备内部的结构;还可模拟出实际工作环境的流程,展示详细的制作和生产过程,并且可根据需要在流程演示中讲述原理、给予提示和重点说明。益教教育汽车虚拟仿真软件以其独特的设计原理满足用户的需求。“声动有趣”助教效率高的优势获得师生们的好评。

还可以利用虚拟仿真应用程序, 建立虚拟实验室,使学生在仿真环境中尝试装配零部件,进行各种虚拟的系统的连接与组装,甚至可以设计虚拟仿真的装配线。 这一类仿真可以通过参数控制模拟真实设备的机械性能,实时反馈实验结果,检验各种指令的正确性,通过反复练习达到操作练习的目的。这种实验既不消耗器材,也不受场地等外界条件的限制。

二、 虚拟仿真技术在职业教育实践性教学中的有效性

虚拟仿真技术应用于教学环节,从形成整体教学能力出发,提供多功能、可交互、系列化的整体教学集成方案,从原先枯燥封闭的黑板课堂教学,转向可扩展多样化交互学习环境,正逐渐成为信息时代职业教育教学改革的重要组成部分。

在职业教育实践性教学环节中,虚拟仿真软件的应用有以下有效性。

1. 符合中职学生的心理特点 ,有利于提高学习兴趣中职学生由于年龄、心理特点等原因大多排斥概念、原理方面的陈述性知识,而对实际动手的专业实践兴趣浓厚。在课堂上灵活应用多种形式的虚拟仿真技术,可以烘托课堂气氛,使学生乐于参与,将枯燥的课堂说教变得生动有趣。虚拟仿真软件的应用不仅能够提高教学和学习效率,同时也可以扩展和及时更新教学内容。

2.真实体现工作环境和工作流程

仿真实训能创造一个与实际操作近乎相同的实训环境。仿真操作场景与实际工作场景可以完全吻合,整个操作过程也完全模拟真实的操作,并具有良好的交互性,可进行错误诊断和错误处理。学生可通过软件操作体验技能训练的操作性、过程性、情景性,使学生了解工作场景、熟悉操作步骤、规范操作方法、培养职业意识。

3.提高教和学的效率模拟仿真训练尽管不能代替真实工作中的实际技能训练,但可以缩短实际动手训练的时间,提高训练效率与效果。仿真实训可以帮助学生尽快熟悉操作流程、操作方法以及各类故障处理。由于可对工作中各种情况进行模拟, 比真实的实习活动更加灵活。

4.节能减耗

在实践环节中,需要耗费大量的实习材料。实践环节对于实操场所和设备的要求,目前仍是限制职业教育发展的瓶颈。学生实践技能的形成一般需要经过感知认同、模仿、练习、熟练协调、反馈校正和创新创造几个阶段,需要通过反复训练才得以形成,而虚拟仿真软件则可以重复再现各种操作练习,不受时间和空间的限制方便地进行。这就弥补了学校实训设备与师资的不足, 减少了设备耗材,也降低了安全隐患。

三、虚拟仿真类软件开发和应用的问题

作为一项新兴的科学技术,虚拟仿真技术还处于探索前进与不断完善阶段,与教育、培训等领域也正在适应和匹配,虽然目前政府、教育部门、学校、教师都已经认识到了虚拟仿真技术对于职业教育实践性教学环节的重要作用和发展前景,但在实际应用中,依然存在很多理论与技术上的问题需要解决。

1.对计算机及相关硬件的要求高由于虚拟仿真软件数据庞大,三维立体仿真软件的应用对显卡和显示器等有很高要求,也就是说,虚拟仿真对硬件要求较高。

2.教学类虚拟仿真软件的质量有待提高

目前虚拟仿真软件的总体质量不高。一般教师开发的资源与课程内容结合相对紧密,对教学的需求也把握得比较准确,

但由于掌握计算机及多媒体技术的水平有限, 难以充分发挥各类媒体技术的优势;专业的软件开发队伍通常在教学设计以及教学需求的把握上又有所欠缺,找不到课程内容的重点与难点。

3.研发标准不统一没有统一的资源建设标准。

目前职业教育领域投入使用与建设中的多数虚拟仿真类数字化教学资源,严格遵守、

执行技术规范的较少,各方开发的资源基于不同的平台与技术标准,一方面造成资源的重复开发与分散建设,建成的资源技术不规范,质量参差不齐;另一方面,资源的可移植性差、共享性差。

4.应用不够广泛

对虚拟仿真软件的推广和应用力度也不够,没有真正实现共建共享。因此,应尽快建立起政府主导下的,企业、学校共同参与的共建共享机制,通过政府的主导、统筹,将分散制作的各种类型资源,按照教学需求与统一的技术标准予以集成,进而搭建起全国性教学资源共享平台。

更多内容请你关注http://www.yijiaoedu.com


 
QQ在线咨询
销售热线
0371-53302651