虛擬仿真教學(xué)在高校實訓(xùn)培訓(xùn)中的探索

王海山

摘要：現(xiàn)代社會各行各業(yè)對人才的實踐能力和職業(yè)能力要求都比較高，實訓(xùn)培訓(xùn)引起了高校的高度重視，因此，高校在學(xué)生培養(yǎng)中應(yīng)該注重對人才的實訓(xùn)培訓(xùn)。近年來我國的高等教育質(zhì)量和水平得到了很大的提升，很多高校的軟件設(shè)備和硬件設(shè)備都得到了很好的改善，給實訓(xùn)培訓(xùn)奠定了基礎(chǔ)。但是很多實訓(xùn)設(shè)備的更新速度非?？?，價格昂貴，成本太高，并且高校雙師型教師的數(shù)量也比較少，都制約著高校實訓(xùn)培訓(xùn)的順利開展。近年來隨著虛擬仿真技術(shù)的不斷發(fā)展，高校紛紛嘗試著將虛擬仿真教學(xué)應(yīng)用到實訓(xùn)培訓(xùn)中。文章就虛擬仿真教學(xué)在高校實訓(xùn)培訓(xùn)中的應(yīng)用進(jìn)行探索，旨在為人們提供一定的參考。

關(guān)鍵詞：虛擬仿真技術(shù);高校;實訓(xùn)培訓(xùn)

中圖分類號：G642.4? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ?文章編號：1674-9324（2019）51-0161-02

虛擬仿真也稱為虛擬現(xiàn)實技術(shù)，其用虛擬系統(tǒng)對另一個真實的系統(tǒng)進(jìn)行模仿?，F(xiàn)代計算機技術(shù)在不斷發(fā)展，虛擬仿真技術(shù)也在逐漸成熟，其完善性和系統(tǒng)性越來越強，發(fā)揮的作用越來越明顯，應(yīng)用的范圍也越來越廣。將虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用到高校實訓(xùn)培訓(xùn)中能夠為師生提供便利，增強實訓(xùn)教學(xué)的形象性和生動性，從而不斷提高實訓(xùn)培訓(xùn)的有效性，取得良好的實訓(xùn)培訓(xùn)效果。

一、虛擬仿真教學(xué)的特征

1.沉浸性。虛擬仿真技術(shù)是以計算機為載體充分利用各種實際的設(shè)備、工具和場景來構(gòu)建對應(yīng)的模型，給學(xué)生創(chuàng)設(shè)虛擬的環(huán)境，并產(chǎn)生和現(xiàn)實生活一樣的視覺、觸覺和聽覺三維感覺環(huán)境，具有逼真性，學(xué)生可以沉浸在這個虛擬的環(huán)境中來進(jìn)行模擬體驗，積極參與到知識的討論以及其他各種活動中，從而獲得身臨其境的感受[1]。虛擬仿真教育營造的虛擬化的環(huán)境具有非常逼真的真實程度，甚至還能夠比真實情況獲得更優(yōu)質(zhì)的光影效果、場景效果和聲音效果，讓學(xué)生完全沉浸在虛擬的環(huán)境之中，在虛擬的環(huán)境中熟悉各種工作流程和各種設(shè)備操作，從而獲得全新的實訓(xùn)培訓(xùn)體驗。

2.交互性。虛擬仿真教學(xué)還具有交互性的特點，在實訓(xùn)培訓(xùn)中，學(xué)生可以通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)和真實的現(xiàn)場場景以及設(shè)備設(shè)施進(jìn)行交流互動，這也是對傳統(tǒng)教學(xué)手段和教學(xué)方式的突破。例如對于藥劑學(xué)專業(yè)的學(xué)生來說，在整個一體化的教學(xué)過程中，學(xué)生可以通過虛擬仿真技術(shù)參與到稱量、配液、清洗滅菌等工藝步驟，教師可以結(jié)合具體的工藝步驟將崗位分為稱量崗位、配液崗位、洗瓶、滅菌崗位和灌裝封口崗位等，通過虛擬仿真技術(shù)可以實現(xiàn)3D仿真場景練習(xí)模塊，讓學(xué)生以第一視覺進(jìn)入虛擬的崗位之中，在虛擬的制劑車間完成各種崗位的對應(yīng)任務(wù)，讓學(xué)生在虛擬的環(huán)境中獲得真實的實踐操作反饋，實現(xiàn)和現(xiàn)實場景及工作流程的交互。

3.虛化性。虛擬仿真教學(xué)雖然具有逼真性和沉浸性，但是其依然是仿真系統(tǒng)對現(xiàn)實系統(tǒng)的模擬過程，虛擬仿真技術(shù)雖然能夠展現(xiàn)各種現(xiàn)代化和先進(jìn)性的設(shè)備，但是其是依賴于計算機來完成的，虛擬的環(huán)境最終還是不具有真實屬性，表現(xiàn)出虛化性的特點。在實際的實訓(xùn)培訓(xùn)中，要求學(xué)生不僅要具有扎實的專業(yè)基礎(chǔ)，還要發(fā)揮想象力才能進(jìn)一步獲得更深的體驗，從而經(jīng)理論和實踐有效融合[2]。在實際的實訓(xùn)培訓(xùn)中，如果不能很好地構(gòu)建場景和環(huán)境，那么虛擬仿真教學(xué)也不能取得良好的效果。

二、虛擬仿真教學(xué)在高校實訓(xùn)培訓(xùn)中的可行性

1.能夠真實體現(xiàn)相應(yīng)的工作流程。將虛擬仿真教學(xué)應(yīng)用到高校的實訓(xùn)培訓(xùn)中能夠真實地體現(xiàn)相應(yīng)的工作流程，提供和現(xiàn)實操作相似的實訓(xùn)環(huán)境。采用仿真技術(shù)營造的仿真操作環(huán)境和學(xué)生的實際工作場景以及實驗環(huán)境之間具有非常高度的吻合性，操作的過程也完全屬于模擬的真實過程，具有非常強的交互性。通過仿真教學(xué)來進(jìn)行實訓(xùn)培訓(xùn)，學(xué)生能夠很好地體現(xiàn)操作的過程性和情景性，從而快速熟悉工作場景以及操作步驟，掌握規(guī)范的操作方法，從而不斷提升學(xué)生的職業(yè)技能和實踐能力。例如在藥劑學(xué)實訓(xùn)培訓(xùn)中，教師就可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入到具體的角色之中，在虛擬實訓(xùn)仿真平臺營造的3D場景中體驗藥廠的實際生產(chǎn)環(huán)境和生產(chǎn)流程，從而熟悉生產(chǎn)廠區(qū)的實際生產(chǎn)操作。

2.能夠提升實訓(xùn)培訓(xùn)的效率。在以往的實訓(xùn)培訓(xùn)過程中需要消耗大量的材料，同時要配置各種高端的設(shè)備和儀器，而各種設(shè)備儀器的成本非常高，一些高校無法承受因此設(shè)備和儀器的數(shù)量有限，在實際的實訓(xùn)培訓(xùn)過程中往往多個學(xué)生共同一臺設(shè)備或者儀器，這樣就降低了學(xué)生的參與度，減少了學(xué)生的操作機會。而開展虛擬仿真教學(xué)就可以有效地減少各種設(shè)備和儀器的使用，營造虛擬環(huán)境給每一個學(xué)生都提供操作和實踐的機會，提高學(xué)生的參與度，從而提高實訓(xùn)培訓(xùn)的效果。除此之外，虛擬仿真訓(xùn)練還能夠有效縮短學(xué)生動手訓(xùn)練的時間，同時讓學(xué)生得到真實的技能訓(xùn)練，從而提升訓(xùn)練效果。在虛擬仿真環(huán)境中，教師可以結(jié)合學(xué)生的具體情況來實施模擬操作，靈活度非常高。借助虛擬仿真軟件教師還能夠指導(dǎo)學(xué)生重復(fù)感知階段、模仿階段、練習(xí)階段以及熟練操作階段的操作步驟，增加操作的便捷性，從而提升實訓(xùn)培訓(xùn)效率。

3.符合高校學(xué)生的心理特點。新時代高校學(xué)生對新鮮事物的接受能力非常強，對概念性的知識以及原理性的知識反而會大力排斥，因此對專業(yè)實踐性的教學(xué)活動往往會比較感興趣。因此，在實際的實訓(xùn)培訓(xùn)中，教師就可以靈活利用仿真技術(shù)營造良好的實訓(xùn)培訓(xùn)環(huán)境，增強學(xué)生的課堂參與度，讓原來單調(diào)、枯燥的教學(xué)內(nèi)容變得更加生動、形象和活潑，這非常符合高校學(xué)生的心理特點，能夠有效激發(fā)學(xué)生的實訓(xùn)培訓(xùn)熱情，使其積極參與到實訓(xùn)培訓(xùn)中，提高學(xué)生的參與度，從而取得良好的實訓(xùn)培訓(xùn)效果。

4.能夠彌補傳統(tǒng)實訓(xùn)培訓(xùn)的不足。虛擬仿真教學(xué)能夠有效彌補傳統(tǒng)實訓(xùn)培訓(xùn)的一些不足和缺陷。例如對于藥劑學(xué)專業(yè)的學(xué)生來說，藥劑學(xué)是一門應(yīng)用性非常強的學(xué)科，所以藥劑學(xué)專業(yè)的實訓(xùn)課程具有非常重要的作用。但是受到行業(yè)特殊性的影響，學(xué)生很少有機會能夠進(jìn)入到藥廠中進(jìn)行參觀和實訓(xùn)。藥劑學(xué)中的一部分制劑由于其生產(chǎn)技術(shù)要求以及劑型的要求很難讓學(xué)生進(jìn)入實際的藥劑車間體驗生產(chǎn)的生產(chǎn)流程，因此很難達(dá)到實訓(xùn)培訓(xùn)的目的。例如對于小容量注射劑，小容量注射劑是制藥企業(yè)生產(chǎn)的常見劑型，也是藥劑學(xué)中非常常見的基本實驗，在液體制劑生產(chǎn)中具有非常重要的作用。但是小容量注射劑需要在無菌的環(huán)境中完成，為了不造成藥品的污染，因此很難讓多個學(xué)生一同進(jìn)入生產(chǎn)車間來參觀和學(xué)習(xí)。而開展虛擬仿真教學(xué)就能夠采用虛擬仿真技術(shù)解決實際實訓(xùn)中無法實現(xiàn)的GMP車間現(xiàn)場實訓(xùn)教學(xué)的問題，讓學(xué)生進(jìn)入虛擬環(huán)境中來體驗制藥車間的場景，給學(xué)生提供良好的體驗。虛擬仿真教學(xué)能夠虛擬各種工作場景，給學(xué)生提供更多的動手機會，同時也能夠有效減少教師的工作量。小容量注射劑的生產(chǎn)流程比較復(fù)雜，而采用虛擬仿真可以讓學(xué)生直觀掌握小容量注射劑的生產(chǎn)流程，讓學(xué)生掌握具體的崗位職責(zé)和操作，從而達(dá)到實訓(xùn)的目的。

三、結(jié)語

虛擬仿真技術(shù)是一種數(shù)字化的資源，將其應(yīng)用到高校的實訓(xùn)培訓(xùn)中能夠虛擬各種真實的工作場景和操作場景，給學(xué)生提供更多的操作機會，讓學(xué)生獲得逼真、超真實的實訓(xùn)體驗，能夠大大降低學(xué)校實訓(xùn)教學(xué)中的設(shè)備成本，豐富實訓(xùn)教學(xué)的途徑和方法，具有重要的意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]程蓓.虛擬仿真軟件在高等學(xué)校實訓(xùn)競賽裝備中的應(yīng)用[J].黑龍江工程學(xué)院學(xué)報，2018，16（2）.

[2]李娟.虛擬仿真技術(shù)在高職實踐教學(xué)中的應(yīng)用及發(fā)展策略探討[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2017，22（18）.