虛擬仿真技術(shù)在航空維修專業(yè)人才培養(yǎng)中的應(yīng)用和實(shí)踐

陳雪 金國(guó)友

摘要：近年來，虛擬仿真教學(xué)在高職院校實(shí)訓(xùn)教學(xué)的重要性越來越突出，使用虛擬仿真技術(shù)來促進(jìn)高職院校人才培養(yǎng)也是今年來的一大熱點(diǎn)。因此，以本校多年的虛擬仿真教學(xué)實(shí)踐為依據(jù)，總結(jié)了虛擬仿真技術(shù)在本校航空維修專業(yè)人才培養(yǎng)中的實(shí)踐方式和效果。

關(guān)鍵詞：虛擬仿真技術(shù);虛擬仿真實(shí)踐教學(xué);人才培養(yǎng)

航空維修專業(yè)旨在培養(yǎng)航空維修企業(yè)需要的，掌握飛機(jī)各系統(tǒng)理論知識(shí)并且具備飛機(jī)各系統(tǒng)操作、使用、維護(hù)和維修專項(xiàng)技能的技術(shù)技能人才。而由于航空維修實(shí)訓(xùn)的高成本、高危險(xiǎn)性等特點(diǎn)，利用虛擬仿真進(jìn)行實(shí)訓(xùn)教學(xué)已經(jīng)成為一個(gè)大趨勢(shì)[1-2]，是航空維修類高職院校建立全方位的高素質(zhì)高技術(shù)技能人才培養(yǎng)機(jī)制的重要構(gòu)成[3-4]。

一、實(shí)訓(xùn)教學(xué)對(duì)虛擬仿真的需求

虛擬仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)相對(duì)于傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)教學(xué)具有非常大的優(yōu)勢(shì)，可降低成本和風(fēng)險(xiǎn)，真實(shí)再現(xiàn)實(shí)訓(xùn)環(huán)境，提高學(xué)生與教學(xué)環(huán)境的交互[5]。但若學(xué)生一直處于虛擬環(huán)境當(dāng)中，會(huì)降低學(xué)生對(duì)真實(shí)的專業(yè)工作環(huán)境的感性認(rèn)知，甚至降低學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)手能力。因此，不能簡(jiǎn)單地將所有實(shí)訓(xùn)照搬到網(wǎng)絡(luò)上或進(jìn)行虛擬化，而應(yīng)該兼顧學(xué)生和崗位專業(yè)技能、專業(yè)素養(yǎng)需求，將虛擬仿真與真實(shí)實(shí)訓(xùn)緊密結(jié)合，對(duì)不同的教學(xué)內(nèi)容和環(huán)境，應(yīng)選擇恰當(dāng)?shù)膶?shí)訓(xùn)教學(xué)的模式或方式。

二、虛擬仿真技術(shù)在航空維修專業(yè)的應(yīng)用實(shí)踐

我校利用已建成的A320虛擬仿真訓(xùn)練中心進(jìn)行了一系列的實(shí)訓(xùn)教學(xué)實(shí)踐，形成了以A320模擬機(jī)為主，虛實(shí)結(jié)合虛擬仿真教學(xué)為輔，以及自主開發(fā)虛擬仿真軟件為補(bǔ)充的實(shí)踐教學(xué)模式。

（一）以虛促實(shí)，形成良好的職業(yè)素養(yǎng)

由于飛機(jī)維修專業(yè)的特殊性，考慮到學(xué)生安全和實(shí)際飛機(jī)狀況而無法實(shí)現(xiàn)的項(xiàng)目很多，應(yīng)充分利用虛擬仿真模擬真實(shí)場(chǎng)景的能力，模擬實(shí)訓(xùn)過程應(yīng)嚴(yán)格按照工作流程進(jìn)行。同時(shí)，需要制定針對(duì)流程的過程考核規(guī)范，使學(xué)生理解對(duì)工作流程、實(shí)際崗位的要求以及可能引起的危險(xiǎn)，促進(jìn)學(xué)生職業(yè)素養(yǎng)的提高。除此之外，對(duì)于實(shí)訓(xùn)設(shè)備臺(tái)套數(shù)有限的情況，可以采用先模擬后真實(shí)的方法，提高學(xué)生對(duì)于設(shè)備的熟悉度，再分批進(jìn)行真實(shí)設(shè)備實(shí)訓(xùn)教學(xué)，提高實(shí)訓(xùn)效率和真實(shí)設(shè)備的使用效率。

（二）虛實(shí)結(jié)合，注重學(xué)生職業(yè)技能培養(yǎng)

在能夠取得部分真實(shí)設(shè)備的條件下，可考慮采用虛實(shí)結(jié)合的方法，模擬崗位的真實(shí)工作流程，可使學(xué)生能夠感受真實(shí)工作過程，培養(yǎng)學(xué)生的崗位必需職業(yè)技能。例如本專業(yè)的內(nèi)場(chǎng)維修實(shí)訓(xùn)，采用真實(shí)的甚高頻全向信標(biāo)接收機(jī)和仿真的信號(hào)發(fā)生器、仿真信號(hào)顯示設(shè)備等，使用真實(shí)設(shè)備記錄學(xué)生的輸入，然后將該真實(shí)信號(hào)送入模擬設(shè)備進(jìn)行處理，在虛擬設(shè)備上形成直觀的可視效應(yīng)，形成學(xué)生實(shí)時(shí)操作實(shí)時(shí)反饋的實(shí)訓(xùn)環(huán)境，促進(jìn)學(xué)生的操作技能提高。

（三）理實(shí)一體，解構(gòu)理論重難點(diǎn)

深化虛擬仿真與理論課堂的緊密聯(lián)結(jié)關(guān)系，將理論部分的重點(diǎn)、難點(diǎn)與虛擬仿真的變化及效應(yīng)進(jìn)行聯(lián)系，如飛機(jī)儀表中儀表與傳感器之間的聯(lián)系與系統(tǒng)的控制信號(hào)及電源等的關(guān)聯(lián)，又如內(nèi)場(chǎng)維修無線電高度表虛擬仿真結(jié)合無線電高度表的輸入輸出數(shù)據(jù)類型響應(yīng)等等。同時(shí)，結(jié)合線上線下混合式教學(xué)，將較為枯燥理論知識(shí)與生動(dòng)有趣的虛擬仿真深度融合，使學(xué)生在完成虛擬仿真操作任務(wù)的過程中，掌握理論知識(shí)點(diǎn)并深入應(yīng)用，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

（四）以賽促學(xué)，合作開發(fā)，促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力提高

為緊跟飛機(jī)機(jī)型和維修技術(shù)的更新，需要完善虛擬仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容。為此引入了基于Unity的虛擬仿真開發(fā)技術(shù)，在學(xué)生具備一定的開發(fā)基礎(chǔ)的條件下，鼓勵(lì)學(xué)生參與飛機(jī)維修以及虛擬仿真等競(jìng)賽，在備賽和參賽的過程中，提高學(xué)生的實(shí)踐和開發(fā)能力。實(shí)踐表明，競(jìng)賽和項(xiàng)目開發(fā)能夠極大地提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，有助于增強(qiáng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，同時(shí)開發(fā)成果可以反饋給課堂和實(shí)踐教學(xué)，提高教學(xué)資源的豐富性。

三、結(jié)束語

綜上，合理結(jié)合傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)教學(xué)、虛擬仿真教學(xué)等能夠促進(jìn)學(xué)生專業(yè)技能、專業(yè)素養(yǎng)及綜合能力提高，促進(jìn)學(xué)院人才培養(yǎng)質(zhì)量的提升。本文結(jié)合飛機(jī)維修專業(yè)虛擬仿真實(shí)訓(xùn)中心多年的教學(xué)實(shí)踐，總結(jié)了有效虛擬仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)的特點(diǎn)，及其對(duì)人才培養(yǎng)的促進(jìn)和支撐作用，對(duì)高職院校利用虛擬仿真進(jìn)行人才培養(yǎng)具有一定的促進(jìn)意義。

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基金項(xiàng)目：本文系2019年四川高等職業(yè)教育研究中心指導(dǎo)項(xiàng)目“VR虛擬仿真在航空維修人才培養(yǎng)中的應(yīng)用”的研究成果。（項(xiàng)目編號(hào)：GZY19C60）。

作者簡(jiǎn)介：

陳雪（1991—），女，四川成都人，成都航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院，講師，碩士，研究方向：飛機(jī)電子設(shè)備維修，虛擬仿真開發(fā)與應(yīng)用。

金國(guó)友（1961—），男，上海人，成都航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院，副教授，學(xué)士，研究方向：飛機(jī)電子設(shè)備維修。