汽車虛擬仿真實訓(xùn)室的建設(shè)

劉從鋒

【摘要】本文分析了我校汽車專業(yè)實訓(xùn)教學(xué)的現(xiàn)狀及存在的問題，隨著計算機科學(xué)技術(shù)的日益成熟，且與其它學(xué)科的關(guān)系日益緊密，使仿真虛擬技術(shù)在科學(xué)研究、職業(yè)教育實訓(xùn)等方面得到廣泛關(guān)注和應(yīng)用，利用防真虛擬技術(shù)輔助我校實訓(xùn)教學(xué)，可以解決困惑我校的實訓(xùn)設(shè)備短缺、實訓(xùn)效果不理想等問題。節(jié)約學(xué)校的資金投入，促進學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，對培養(yǎng)學(xué)生動手實踐能力和創(chuàng)新意識有深遠的影響。從而提高專業(yè)教學(xué)的質(zhì)量，加快高素質(zhì)人才培養(yǎng)的速度，為我校實訓(xùn)教學(xué)改革提出了新思路、新途徑和新方向。

【關(guān)鍵詞】實訓(xùn)教學(xué)；仿真虛擬實訓(xùn)；教學(xué)改革

前 言

國家高度重視職業(yè)教育事業(yè)發(fā)展，職業(yè)教育規(guī)模不斷擴大，對完善我國職業(yè)教育結(jié)構(gòu)，服務(wù)經(jīng)濟社會等方面發(fā)揮了積極作用。但同時，目前我國職業(yè)院校辦學(xué)條件和教學(xué)設(shè)備供給情況并不是那么盡如人意，“雙師型”專業(yè)教師數(shù)量不足，質(zhì)量保障體系不夠完善，辦學(xué)機制和教學(xué)方法改革有待突破等等問題，嚴(yán)重制約了職業(yè)教育快速發(fā)展。

加強實訓(xùn)中心裝備建設(shè)、保證實踐教學(xué)時間，是滿足學(xué)生培養(yǎng)目標(biāo)的前提條件和重要保證。 因而，各職業(yè)學(xué)校在實訓(xùn)儀器設(shè)備和實訓(xùn)教學(xué)管理上都加大了資金和人員投入，紛紛建立設(shè)備齊全的實訓(xùn)室和實訓(xùn)基地，為實訓(xùn)教學(xué)的開展提供基本保障。即便如此，由于經(jīng)費投入、設(shè)備更新?lián)Q代、場地限制和擴招的原因，很多學(xué)校存在實訓(xùn)資源緊張，學(xué)生操作技能練習(xí)不足等問題，這將大大降低學(xué)生的動手能力和就業(yè)的競爭力。因此除了傳統(tǒng)設(shè)備的投入，必須考慮利用虛擬技術(shù)來解決當(dāng)前實訓(xùn)中存在的一些問題。

一、我校實訓(xùn)教學(xué)存在的主要問題

1.設(shè)備先進性保持時間短

目前，我校實訓(xùn)室中存在的一個突出問題就是硬件條件差，學(xué)校教育經(jīng)費嚴(yán)重不足，有些先進設(shè)備學(xué)校根本無力購買，生均設(shè)備費與教育部的要求相差甚遠，生均占有的儀器設(shè)備數(shù)額少，檔次低。結(jié)果導(dǎo)致相關(guān)課程的實訓(xùn)基本無法開出，有些勉強開出的實訓(xùn)也由于設(shè)備數(shù)量嚴(yán)重不足滿足不了學(xué)生動手的需求。同時都是購買了一批設(shè)備要使用到設(shè)備的報廢年限為止，而實際生產(chǎn)企業(yè)的設(shè)備更新?lián)Q代很快，這樣從學(xué)校培養(yǎng)出去的學(xué)生并不能夠在很短的時間內(nèi)適應(yīng)崗位工作的需要。這很難做教育部提到的“基地設(shè)備保持同期企業(yè)生產(chǎn)使用設(shè)備水平，并具有一定的超前性”要求。

2.實訓(xùn)開放性不夠

我校要面向?qū)W生、企業(yè)、社會，開拓實訓(xùn)、培訓(xùn)、科研等全方位的社會服務(wù)。實際上學(xué)校在滿足學(xué)生實訓(xùn)的前提下，真正能面向企業(yè)、社會開放的時間非常少，這主要是實訓(xùn)資源少、實訓(xùn)基地機制不靈活、基地受時間和空間約束過多等原因造成的

二、仿真虛擬技術(shù)概念的提出及應(yīng)用

技工院校實訓(xùn)存在的問題隨著國家對職業(yè)教育教學(xué)的日益重視，職業(yè)教育正在以前所未有的速度向前發(fā)展，而實訓(xùn)作為提高學(xué)生職業(yè)技能的重要手段也越來越多地受到關(guān)注，但實訓(xùn)室作為實訓(xùn)教學(xué)的重要場所卻因為諸多客觀條件的制約。建設(shè)受到了各方面的限制一方面，每個技工學(xué)校都不可能在短時間內(nèi)建設(shè)所需要的所有實訓(xùn)室，而且某些實訓(xùn)室的建設(shè)是很困難的：另一方面 ，即使實訓(xùn)室可以建設(shè)，又會面臨設(shè)備更新?lián)Q代的問題，任何一個實訓(xùn)室都不可能“永葆青春”而仿真虛擬實訓(xùn)進入實訓(xùn)教學(xué)將對探索和發(fā)展現(xiàn)代教育思想、提高教育技術(shù) 、水平、改善實驗實訓(xùn)環(huán)境、優(yōu)化教學(xué)過程、培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的人才產(chǎn)生深遠的影響。并將有助于解決某些具有危險性的實訓(xùn)場所不可視、不可摸等的問題，同時，還可以解決技工學(xué)校普遍存在的實訓(xùn)設(shè)備和場地不足、型號落后、陳舊等問題。

現(xiàn)在汽車技術(shù)發(fā)展很快，設(shè)備的更新永遠趕不上實際需要，仿真虛擬技術(shù)在實訓(xùn)中得到很廣泛的應(yīng)用價值，相對來說軟件的更新要方便的多，投資也小，學(xué)生可以通過仿真虛擬技術(shù)軟件及時了解到新技術(shù)、新發(fā)展。也有很多實訓(xùn)項目已經(jīng)有限的使用仿真虛擬技術(shù)技術(shù)解決了一些實際問題。我們完全可以利用仿真虛擬技術(shù)技術(shù)中成熟的部分完成對實訓(xùn)的輔助工作。

三、在實訓(xùn)中采用仿真技術(shù)的成效

1.仿真實訓(xùn)能解決設(shè)備短缺和落后問題

開發(fā)和應(yīng)用虛擬實訓(xùn)室，可以從根本上解決現(xiàn)階段學(xué)校實訓(xùn)教學(xué)的主要問題，它提供了型號齊全、用之不竭、永遠不會損壞的實訓(xùn)設(shè)備，并且可以不斷地擴充和發(fā)展，虛擬實訓(xùn)室的功能可以隨著軟件維護的進行而不斷進步。利用虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)，可以彌補這些方面的不足，學(xué)生足不出戶便可以做各種各樣的實訓(xùn)，獲得與真實實訓(xùn)一樣的體會，從而豐富感性認(rèn)識，加深對教學(xué)內(nèi)容的理解，減少經(jīng)費的投入，并可向網(wǎng)絡(luò)學(xué)院、虛擬教育延伸。

2.仿真實訓(xùn)可以為學(xué)院節(jié)約資金投入

構(gòu)建仿真虛擬實訓(xùn)室最主要的投資就是計算機及軟件開發(fā)費用，大多數(shù)學(xué)校只要原來的計算機設(shè)備上加上合適的軟件和較少的硬件就可以構(gòu)成具有更完善實訓(xùn)設(shè)備的現(xiàn)代化實訓(xùn)室。所以，構(gòu)建虛擬實訓(xùn)室所需投資遠遠低于實際實訓(xùn)室的投資額。如購買一輛教學(xué)用臺架、檢測設(shè)備、整車等，如果初學(xué)時就讓學(xué)生直接在整車上操作，可能出現(xiàn)耗材增加、損壞加劇、浪費材料等現(xiàn)象，甚至因操作失誤對學(xué)生造成人身危害。引入汽車專業(yè)教學(xué)仿真虛擬系統(tǒng)進行技能操作，可以大大降低訓(xùn)練的消耗，大大提高了實習(xí)效率降低了實習(xí)成本。實訓(xùn)所需器材種類和數(shù)量不受限制，一旦實訓(xùn)室建立起來了，實訓(xùn)設(shè)備取之不盡，用之不竭，同時節(jié)省了實訓(xùn)設(shè)備更新?lián)Q代所需的投入，實訓(xùn)設(shè)備卻能永遠保持其先進性、全面性、完整性。由于學(xué)生操作的是虛擬設(shè)備，所以不存在由于操作失誤所引起的實訓(xùn)損耗，省了實訓(xùn)室設(shè)備的維修、保養(yǎng)費用。

3.避免真實實訓(xùn)或操作所帶來的各種危險

以往對于危險的或?qū)θ梭w健康有危害的實訓(xùn)，一般采用電視錄像的方式來取代實訓(xùn)，學(xué)生無法直接參與實訓(xùn)，獲得感性認(rèn)識。利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)進行虛擬實訓(xùn)，則可以免除這種顧慮。學(xué)生在虛擬實訓(xùn)環(huán)境中，可以放心地去做各種危險的或危害人體的實訓(xùn)。

四、總結(jié)

通過仿真技術(shù)在汽車實訓(xùn)課程教學(xué)中的運用，實現(xiàn)在學(xué)生進入實物訓(xùn)練前能夠熟練掌握操作的技術(shù)規(guī)程和操作工藝，為縮短和強化實物操作奠定基礎(chǔ)。即在虛擬訓(xùn)練中能夠達到既能滿足教師演示方便和學(xué)生反復(fù)訓(xùn)練需要，又能在演練過程中充分在嚴(yán)格的規(guī)范約束下進行，諸如零部件認(rèn)知，熟悉操作技術(shù)要領(lǐng)，允許學(xué)生在一個對實物不造成影響或不受場地等限制的環(huán)境下進行，反復(fù)的認(rèn)識、理解、訓(xùn)練，掌握到一定程度后再到實物上進行訓(xùn)練，由于掌握了操作的規(guī)范性要求和基本技術(shù)要求，轉(zhuǎn)到實物訓(xùn)練后可主要進行直觀性和熟練程度的訓(xùn)練，可以大大縮短實物訓(xùn)練的周期，提高實物教學(xué)設(shè)備利用率。由于學(xué)生基本掌握了訓(xùn)練的規(guī)范性要求，在實物訓(xùn)練中大大減少非正常耗損，有效解決了辦學(xué)條件和教育資源還相對存在某些匱乏和不足所帶來對實訓(xùn)教學(xué)效果的影響。

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