高仿真系統(tǒng)在稻谷加工實踐教學(xué)中的應(yīng)用研究

馬永芹

（吉林工程職業(yè)學(xué)院，吉林 四平 136000）

前言：糧食問題，是關(guān)系到國計民生的重要問題。為此，我國部分學(xué)校開設(shè)了農(nóng)業(yè)專業(yè)，且將稻谷加工納入到了教學(xué)課程體系中，為相應(yīng)人才的培養(yǎng)提供了渠道。但是在稻谷加工教學(xué)中，僅僅進行理論教學(xué)還遠遠不夠。人才在進入社會后，需要真正參與到加工操作過程中，理論知識不足以支撐其在短時間內(nèi)真正發(fā)揮價值。因此，稻谷加工教學(xué)課程更加強調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的實踐技能，實踐教學(xué)由此出現(xiàn)，并成為了教學(xué)的重點。傳統(tǒng)的稻谷加工實踐教學(xué)，對實踐工具以及空間要求較高，學(xué)生不得不真正參與到加工企業(yè)的工作中，而企業(yè)又無法容納每年龐大的人才數(shù)量。為了解決上述問題，學(xué)校引入了高仿真系統(tǒng)。利用此系統(tǒng)進行實踐教學(xué)，能夠為所有學(xué)生參與實踐提供機會，這對應(yīng)用型人才的培養(yǎng)具有重要價值。由此可見，對高仿真系統(tǒng)在稻谷加工實踐教學(xué)中的應(yīng)用進行研究，具有一定必要性。

一、高仿真系統(tǒng)

系統(tǒng)仿真(system simulation)就是根據(jù)系統(tǒng)分析的目的，在分析系統(tǒng)各要素性質(zhì)及其相互關(guān)系的基礎(chǔ)上，建立能描述系統(tǒng)結(jié)構(gòu)或行為過程的、且具有一定邏輯關(guān)系或數(shù)量關(guān)系的仿真模型，據(jù)此進行試驗或定量分析，以獲得正確決策所需的各種信息。虛擬仿真（Virtual Reality）又稱虛擬現(xiàn)實技術(shù)或模擬技術(shù)，就是用一個虛擬的系統(tǒng)模仿另一個真實系統(tǒng)的技術(shù)。從狹義上講，虛擬仿真是指20世紀40年代伴隨著計算機技術(shù)的發(fā)展而逐步形成的一類試驗研究的新技術(shù)；從廣義上來說，虛擬仿真則是在人類認識自然界客觀規(guī)律的歷程中一直被有效地使用著。由于計算機技術(shù)的發(fā)展，仿真技術(shù)逐步自成體系，成為繼數(shù)學(xué)推理、科學(xué)實驗之后人類認識自然界客觀規(guī)律的第三類基本方法，而且正在發(fā)展成為人類認識、改造和創(chuàng)造客觀世界的一項通用性、戰(zhàn)略性技術(shù)。

虛擬仿真實際上是一種可創(chuàng)建和體驗虛擬世界（Virtual World）的計算機系統(tǒng)。此種虛擬世界由計算機生成，可以是現(xiàn)實世界的再現(xiàn)，亦可以是構(gòu)想中的世界，用戶可借助視覺、聽覺及觸覺等多種傳感通道與虛擬世界進行自然的交互。它是以仿真的方式給用戶創(chuàng)造一個實時反映實體對象變化與相互作用的三維虛擬世界,并通過頭盔顯示器（HMD 等輔助傳感設(shè)備，提供用戶一個觀測與該虛擬世界交互的三維界面，使用戶可直接參與并探索仿真對象在所處環(huán)境中的作用與變化，產(chǎn)生沉浸感。VR技術(shù)是計算機技術(shù)、計算機圖形學(xué)、計算機視覺、視覺生理學(xué)、視覺心理學(xué)、仿真技術(shù)、微電子技術(shù)、多媒體技術(shù)、信息技術(shù)、立體顯示技術(shù)、傳感與測量技術(shù)、軟件工程、語音識別與合成技術(shù)、人機接口技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及人工智能技術(shù)等多種高新技術(shù)集成之結(jié)晶。其逼真性和實時交互性為系統(tǒng)仿真技術(shù)提供有力的支撐。

二、高仿真系統(tǒng)在稻谷加工實踐教學(xué)中應(yīng)用的重要性

在稻谷加工實踐教學(xué)的過程中，對高仿真系統(tǒng)進行應(yīng)用，無論對于學(xué)生或者教師而言，均具有重要意義。具體體現(xiàn)在以下方面：

（一）有利于增強學(xué)生的實踐能力

將高仿真系統(tǒng)應(yīng)用到稻谷加工實踐教學(xué)中，其重要性之一，便在于有利于增強學(xué)生的實踐能力。對于稻谷加工課程而言，其本身不僅要求學(xué)生具備理論知識，同樣也需要具備實踐能力。如實踐能力不過關(guān)，則無法保證真正參與生產(chǎn)以及加工，從而在未來進一步學(xué)習(xí)知識時，也會受到一定的阻礙。而應(yīng)用高仿真系統(tǒng)后，學(xué)生則能夠在脫離社會的情況下，在學(xué)校中利用系統(tǒng)進行加工模擬，對自身的實踐能力進行鍛煉。長此以往，學(xué)生的實踐能力將會得到較大程度的提升。

（二）有利于為學(xué)生就業(yè)奠定基礎(chǔ)

在稻谷加工實踐教學(xué)中，對高仿真系統(tǒng)進行應(yīng)用，同樣有利于為學(xué)生就業(yè)奠定基礎(chǔ)。稻谷加工屬于面向農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的一項課程，而農(nóng)業(yè)生產(chǎn)雖然依賴理論知識，卻更大程度依賴時間。當今社會，各個企業(yè)對人才的實踐能力要求均處于不斷提升的過程中。如實踐能力無法達到標準，則難以滿足企業(yè)需求，因此也就會導(dǎo)致就業(yè)困難的現(xiàn)象發(fā)生。對高仿真技術(shù)進行應(yīng)用，能夠避免上述問題發(fā)生，并且有利于全面提高學(xué)生就業(yè)率，使其能夠在進入社會后，快速適應(yīng)工作，在崗位中盡快發(fā)揮自身的價值。

（三）能夠提高課程整體教學(xué)質(zhì)量

稻谷加工實踐課程的教學(xué)質(zhì)量，一方面依靠理論教學(xué)，另一方面則依靠實踐教學(xué)。另外，教學(xué)質(zhì)量的提升，與學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣以及教師的教學(xué)效率同樣有關(guān)。高仿真系統(tǒng)的應(yīng)用，能夠使學(xué)生以好奇的心態(tài)參與到系統(tǒng)使用的過程中，而基于上述濃烈的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生對各項知識的掌握程度也會得到提升，反映到教學(xué)工作中，便是教學(xué)質(zhì)量的提升。從教師方面分析，以往的稻谷加工實踐教學(xué)，工具以及設(shè)備相應(yīng)短缺。而高仿真系統(tǒng)應(yīng)用后，上述問題會被解決，教師教學(xué)難度下降，效率提高，也將擁有更多的時間，為學(xué)生講解更多的知識。長此以往，這對教學(xué)質(zhì)量的提升，起到一定促進作用。

三、高仿真系統(tǒng)在稻谷加工實踐教學(xué)中的應(yīng)用方法

將高仿真系統(tǒng)應(yīng)用到稻谷加工實踐教學(xué)中，具有一定重要性，但在目前，部分學(xué)校尚未引進該系統(tǒng)。已經(jīng)引進系統(tǒng)者，對此系統(tǒng)的應(yīng)用同樣不夠充分。故本部分從課前、課中以及課后三階段出發(fā)，對高仿真系統(tǒng)的應(yīng)用方法進行了總結(jié)：

（一）課前高仿真系統(tǒng)的應(yīng)用

課前，教師可以利用高仿真系統(tǒng)，幫助學(xué)生對稻谷加工的相關(guān)知識進行預(yù)習(xí)。通過預(yù)習(xí)，學(xué)生便能夠在操作中了解自身的缺陷所在。因此也就能夠在實際課堂中，更加有針對性的學(xué)習(xí)知識，糾正操作中的錯誤，提高操作水平。與傳統(tǒng)的教學(xué)方法相比，高仿真系統(tǒng)的運用，對學(xué)生預(yù)習(xí)便利性的提升以及針對性的提升，均能夠起到一定促進作用。

例如：在進行稻谷加工實踐教學(xué)中，教師需要首先對高仿真系統(tǒng)中的模塊進行了解。一般情況下，在此系統(tǒng)中主要包含三個模塊，分別為基礎(chǔ)模塊、教學(xué)模塊以及管理模塊?；A(chǔ)模塊的功能，在于為學(xué)生實踐操作提供空間，學(xué)生可以借助上述模塊，選擇需要操作的內(nèi)容，并運行系統(tǒng)。在系統(tǒng)運行后，學(xué)生便可在計算機中進行模擬加工，進行一系列加工操作。在操作出現(xiàn)錯誤后，系統(tǒng)會予以提示。教學(xué)模塊的功能，在于供教師對學(xué)生進行教學(xué)，教師可在模塊中操作，而學(xué)生也能夠看見教師的操作流程以及步驟。管理模塊的功能，在于對本系統(tǒng)性能以及故障等進行管理，負責(zé)系統(tǒng)優(yōu)化，此模塊僅管理員具有登錄權(quán)限。在教師了解系統(tǒng)模塊以及功能后，需要為學(xué)生提出課題：“請進行水稻加工，完成清理、礱谷和碾米三個步驟，并盡可能控制精確度”。在設(shè)置課題后，學(xué)生需要對相應(yīng)知識進行查找，并按照自身所找到的知識，通過高仿真系統(tǒng)進行加工操作。在此之后，則可以直接借助系統(tǒng)對加工的成果進行提交。而教師則能夠在學(xué)生提交成果后，立即收到結(jié)果。通過對不同學(xué)生加工成果的觀察，教師則能夠明確學(xué)生在預(yù)習(xí)中存在的問題。在課堂教學(xué)中，也需要重點針對上述問題進行解決，幫助提高學(xué)生學(xué)習(xí)的針對性，提高人才培養(yǎng)水平。

（二）課中高仿真系統(tǒng)的應(yīng)用

課中，教師可以利用高仿真系統(tǒng)，幫助學(xué)生以小組的形式參與到加工操作過程中。在此期間，教師需要邊講授、邊演示、邊教學(xué)、邊指導(dǎo)。而學(xué)生則能夠在教師的引導(dǎo)下，逐漸克服預(yù)習(xí)過程中存在的困難，促使自身的稻谷加工實踐能力得到進一步提升。長遠來看，這對教師在課堂中教學(xué)強度的減小，以及教師本身教學(xué)效率的提高，同樣具有積極意義。

例如：在課堂教學(xué)的過程中，教師可以首先將學(xué)生分為數(shù)個小組，每個小組5 人左右。分組后，教師需要簡要對稻谷加工的理論知識進行講解，幫助學(xué)生奠定理論基礎(chǔ)，為實踐過程提供保證。此后，教師則可以要求學(xué)生打開高仿真系統(tǒng)，利用系統(tǒng)真正開始進行實踐教學(xué)。在此期間，教師可以首先告知學(xué)生接下來進行的操作，此后，則可以真正開始操作。學(xué)生可以通過計算機，觀察到教師的操作步驟。如學(xué)生存在不懂的步驟，可以向教師提問，而教師則需要耐心予以解答。當教師示范操作完成后，學(xué)生則需要以小組的形式，嘗試再次重復(fù)教師的操作。教師在這一時間段，則可以幫助學(xué)生分析其在操作中存在的問題，并且?guī)椭浣鉀Q問題。課堂結(jié)束時，學(xué)生需要以小組為單位，對自身的操作成果進行展示，教師則需要選出優(yōu)勝小組，并在發(fā)現(xiàn)小組存在問題后，再次幫助其分析，使學(xué)生在稻谷加工實踐學(xué)習(xí)中存在的問題得到有效解決。

（三）課后高仿真系統(tǒng)的應(yīng)用

課堂教學(xué)的完成，并不意味著學(xué)生已經(jīng)完全熟練地掌握了稻谷加工實踐操作知識。因此在課后，做好操作知識的鞏固工作同樣較為重要。傳統(tǒng)的教學(xué)方法下，課后復(fù)習(xí)的過程均需要由學(xué)生單獨完成，學(xué)生如缺少途徑，則會缺少練習(xí)的機會。對此，課后高仿真系統(tǒng)的應(yīng)用，則能夠有效解決以上問題。

例如：教師可以在課后，為學(xué)生設(shè)置任務(wù)，此后同樣對學(xué)生進行分組，要求學(xué)生通過小組的方式完成任務(wù)。任務(wù)完成后，學(xué)生還需要制作PPT，描述小組完成任務(wù)的過程，并為其他學(xué)生展示成果。需要注意的是，學(xué)生任務(wù)完成的過程，均需要依靠高仿真系統(tǒng)而實現(xiàn)。采用上述方法進行教學(xué)，能夠使學(xué)生在完成課后項目的過程中，進一步掌握高仿真系統(tǒng)的使用方法，對系統(tǒng)進行使用的便利性也會不斷提升。另外，上述方法同樣有利于使學(xué)生逐漸深入的掌握稻谷加工流程，保證能夠?qū)⑸鲜隽鞒虘?yīng)用到具體的實踐中。長遠來看，這對人才對技能應(yīng)用水平的提升，能夠起到較大的促進作用。因此，有必要對其加以重視。

結(jié)論：綜上所述，本文對高仿真系統(tǒng)在稻谷加工實踐教學(xué)中應(yīng)用的研究，可為各個相關(guān)學(xué)校提供參考，使其改變以往的人才培養(yǎng)模式，進一步提高對稻谷加工實踐教學(xué)的重視程度，并積極投入資金，引進并運用高仿真系統(tǒng)，通過上述系統(tǒng)，提升自身教學(xué)質(zhì)量，提高人才培養(yǎng)水平。在未來，學(xué)校應(yīng)當在課前借助高仿真系統(tǒng)，組織學(xué)生進行預(yù)習(xí)，要求學(xué)生自行學(xué)習(xí)知識，并按照自身所學(xué)，在高仿真系統(tǒng)中進行操作。在操作期間，發(fā)現(xiàn)自身的問題。在此基礎(chǔ)上，于課堂中更加具有針對性地進行學(xué)習(xí)，在教師的帶領(lǐng)下，提升自身的實踐操作能力。除此之外，學(xué)校同樣需要將高仿真系統(tǒng)應(yīng)用到教學(xué)后，使學(xué)生能夠借助系統(tǒng)反復(fù)練習(xí)，鞏固知識，增強操作技能，從而為學(xué)生就業(yè)率的提升奠定基礎(chǔ)。