沈毅 魏穎娜 張學(xué)麗 崔燚 魏恒勇 裴東升 劉燕 曾雄豐

摘 要 對于工科類本科院校來說，頂崗實習(xí)是一種不僅可以推動校企雙方合作順利進行，還可以使學(xué)生從中受益的創(chuàng)新型實習(xí)模式。但是，隨著社會的不斷進步與發(fā)展，現(xiàn)在的一些生產(chǎn)企業(yè)不僅重視員工的基礎(chǔ)理論知識，更加注重員工的實踐動手能力，因此，本文以無機非金屬材料專業(yè)為例，重點介紹了如何建立基于虛擬仿真教學(xué)的頂崗實習(xí)模式及其優(yōu)點。

關(guān)鍵詞 虛擬仿真；頂崗實習(xí)

0 引 言

實習(xí)教學(xué)是工科類本科院校教學(xué)過程中的重要環(huán)節(jié)，是對學(xué)生進行職業(yè)教育，培養(yǎng)學(xué)生實踐能力、強化創(chuàng)新意識和積累工作經(jīng)驗的重要途徑。學(xué)生通過該教學(xué)環(huán)節(jié)，了解實際的生產(chǎn)過程，深化對理論知識的理解，并加強對生產(chǎn)工藝過程、生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)組織及其管理等方面的認(rèn)識，從而擴大知識面、增加感性認(rèn)識，有效提高學(xué)生的創(chuàng)新意識和工程應(yīng)用能力。

然而，由于學(xué)生實習(xí)不能為企業(yè)直接創(chuàng)造經(jīng)濟效益，相反會給企業(yè)帶來許多管理上的不便，許多企業(yè)越來越不愿意接收學(xué)生實習(xí)。目前，聯(lián)系實習(xí)企業(yè)一般通過教師的個人關(guān)系，學(xué)校從實習(xí)中獲得利益，這種“單贏”的方式很難持久，從而造成了“建立實習(xí)基地難，穩(wěn)固實習(xí)基地更難”的局面。要想與企業(yè)建立長期穩(wěn)定的實習(xí)關(guān)系，必須與企業(yè)建立深層次的合作關(guān)系，達到長期互惠互利的雙贏局面。

目前，針對上述問題，河北師范大學(xué)于2006年首先提出并實施頂崗實習(xí)這種創(chuàng)新實習(xí)模式，該實習(xí)模式是指學(xué)生在基本上完成教學(xué)實習(xí)和學(xué)過大部分基礎(chǔ)技術(shù)課之后，到專業(yè)對口的現(xiàn)場直接參與生產(chǎn)過程，綜合運用本專業(yè)所學(xué)的知識和技能，以完成一定的生產(chǎn)任務(wù)，并進一步獲得感性認(rèn)識，掌握操作技能，學(xué)習(xí)企業(yè)管理，養(yǎng)成正確勞動態(tài)度的一種實踐性教學(xué)形式。這種創(chuàng)新的實習(xí)模式不僅可以使校企雙方合作順利進行，還可以使學(xué)生從中受益。

但是，目前一些生產(chǎn)企業(yè)不僅重視員工的基礎(chǔ)理論知識，更加注重員工的實踐動手能力，對此，本文提出以無機非金屬材料專業(yè)為例，建立基于虛擬仿真教學(xué)的頂崗實習(xí)模式，首先在虛擬仿真實驗室對學(xué)生進行崗前培訓(xùn)，使學(xué)生熟悉和了解工廠的布局以及工作流程，然后讓學(xué)生進入相應(yīng)的企業(yè)單位進行頂崗實習(xí)。

1 虛擬仿真教學(xué)簡介

虛擬仿真教學(xué)是利用虛擬現(xiàn)實、多媒體、人機交互、數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)絡(luò)通訊等仿真模擬技術(shù)創(chuàng)設(shè)相應(yīng)的虛擬環(huán)境或工具，并模擬真實事例進行操作、驗證、設(shè)計、運行等實踐的教學(xué)方法。虛擬仿真教學(xué)平臺能夠創(chuàng)造一個與實際生產(chǎn)近乎相同的真實環(huán)境，把本來需要建立在真實場地上的機器、設(shè)備、工具等移植到了虛擬的仿真網(wǎng)絡(luò)平臺，借助于網(wǎng)絡(luò)平臺，讓學(xué)生模擬實際的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，親身操作和體驗專業(yè)學(xué)習(xí)過程，不僅大大節(jié)約了學(xué)校的資金，也解決了實習(xí)過程中學(xué)生無崗可頂，工學(xué)難以結(jié)合的問題，且具有形象性、交互性、節(jié)約性與高效性等顯著特點和優(yōu)點。

2 基于虛擬仿真教學(xué)的頂崗實習(xí)模式

（1）改進基于虛擬仿真的教學(xué)計劃

建立基于虛擬仿真教學(xué)的頂崗實習(xí)模式，首先應(yīng)該改進教學(xué)計劃，將理論與實踐結(jié)合起來，共同促進學(xué)生的進步發(fā)展。教學(xué)計劃中不僅應(yīng)包含原材料理化性質(zhì)、工藝流程等專業(yè)理論知識，還應(yīng)當(dāng)包含工廠的生產(chǎn)組織過程、主機設(shè)備工藝參數(shù)的控制、崗位操作方法、提高產(chǎn)品質(zhì)量的措施、質(zhì)量檢驗與控制方法、生產(chǎn)設(shè)備的維護管理等方面的生產(chǎn)知識。使實踐教學(xué)任務(wù)和企業(yè)生產(chǎn)一線的實際工作相一致，從而保證學(xué)生頂崗實習(xí)過程中能夠更好地適應(yīng)實際生產(chǎn)崗位，培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)崗位能力。挑選具有代表性的、技術(shù)先進的設(shè)備及工藝技術(shù)，如陶瓷、水泥以及耐火材料等，基于工作過程的知識與技能，設(shè)計能夠與完整的工作流程、操作模式和崗位具體情況相符的教學(xué)計劃，從而能夠與相關(guān)的頂崗實習(xí)崗位聯(lián)系起來，讓學(xué)生掌握完成工作任務(wù)的方法及解決相對復(fù)雜的綜合問題的技巧，能夠適應(yīng)頂崗實習(xí)崗位。

（2）建立虛擬仿真教學(xué)平臺

無機非金屬材料生產(chǎn)工藝種類繁多，我院主要包括陶瓷、水泥及耐火材料三個方向，建立基于水泥廠、陶瓷廠和耐火廠的虛擬仿真教學(xué)平臺，針對較為復(fù)雜的實習(xí)內(nèi)容以及復(fù)雜的工藝流程，開展虛擬仿真教學(xué)，應(yīng)用Matlab、LabVIEW仿真工作平臺、FLUENT仿真軟件等技術(shù)，完成生產(chǎn)虛擬仿真系統(tǒng)，可實現(xiàn)整體生產(chǎn)線的虛擬控制及虛擬生產(chǎn)等目標(biāo)。

例如，以理想的日用陶瓷工廠為模擬對象，在虛擬仿真教學(xué)平臺對相應(yīng)的工藝流程進行模擬，分別建立具有高仿真度、高情景化、高沉浸感、高參與性和交互性的特點的虛擬的原料制備車間、成型車間、燒成車間和化驗室等，使學(xué)生可以進行某個或多個產(chǎn)品虛擬仿真生產(chǎn)，模擬完成生產(chǎn)加工制造全過程。

教師在通過虛擬仿真教學(xué)平臺講授工藝類課程時，可利用多媒體教學(xué)系統(tǒng)，上課時邊演示教學(xué)內(nèi)容，邊利用虛擬仿真系統(tǒng)生動地講解物料在設(shè)備中發(fā)生的物理化學(xué)變化，使學(xué)生深入了解相應(yīng)的設(shè)備和工藝流程，快速地步入專業(yè)知識學(xué)習(xí)的大門，為以后的頂崗實習(xí)及工作奠定堅實的基礎(chǔ)。此外，學(xué)生可通過網(wǎng)絡(luò)計算機登錄自己的賬號，再次觀摩影像視頻，反復(fù)學(xué)習(xí)，遇到不懂或疑惑的地方可通過在線交流和答疑的方式與專業(yè)教師進行互動。

3 基于虛擬仿真教學(xué)的頂崗實習(xí)模式的優(yōu)點

虛擬仿真教學(xué)平臺可以擴展傳統(tǒng)課堂教學(xué)的內(nèi)容，在信息化環(huán)境下構(gòu)建新的實習(xí)模式。傳統(tǒng)教學(xué)模式以教師講解授課、學(xué)生在課堂上被動聽課為主，教學(xué)內(nèi)容也以理論知識為主，使得學(xué)生脫離實際生產(chǎn)，缺乏必要的生產(chǎn)經(jīng)驗。在虛擬仿真教學(xué)平臺進行學(xué)習(xí)、仿真練習(xí)，然后再到工廠進行實際操作，不僅會培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，拓展學(xué)生的想象空間，使學(xué)生充分理解書本上知識的含義，而且把抽象內(nèi)容具體化，復(fù)雜問題簡單化，微觀內(nèi)容宏觀化。除此之外，利用虛擬仿真教學(xué)平臺模擬實際生產(chǎn)過程，學(xué)生可以不受時間、空間的限制，為學(xué)生創(chuàng)造了更好的自學(xué)環(huán)境，還可以促進學(xué)生適應(yīng)由學(xué)生到企業(yè)員工角色的轉(zhuǎn)變。

虛擬仿真教學(xué)平臺模擬實際生產(chǎn)過程，相對于真正工廠，它運行成本低、環(huán)保、安全、效率高，維護起來也比較方便。同時經(jīng)過虛擬仿真教學(xué)平臺的培訓(xùn)后，在頂崗實習(xí)過程中，虛擬仿真教學(xué)平臺能夠更加有助于學(xué)生理解和掌握專業(yè)知識和操作方法，并讓學(xué)生的操作水平達到熟練操作的程度，使得頂崗實習(xí)的效果達到預(yù)期的目標(biāo)。學(xué)生還可以通過頂崗實習(xí)與企業(yè)的聯(lián)系溝通，明確企業(yè)對專業(yè)人才的需求情況及各崗位的職業(yè)技術(shù)要求，進而及時進行教學(xué)改革及人才培養(yǎng)方案調(diào)整。此外，企業(yè)可以縮短對新員工的培訓(xùn)時間，并且學(xué)生也可以給企業(yè)創(chuàng)造一定的價值從而使校企合作達到共贏。

目前，很多教師畢業(yè)后直接從事教學(xué)工作，缺少在工廠的實際工作經(jīng)驗，使得他們在與企業(yè)合作時由于缺少必要的生產(chǎn)經(jīng)驗而無法解決制約企業(yè)發(fā)展的技術(shù)問題。虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)將現(xiàn)代化企業(yè)以立體、動畫的模式呈現(xiàn)，達到直觀而形象的效果，為專業(yè)教師提供大量的信息，教師通過視頻軟件，快速、形象地獲取工廠的信息，充分認(rèn)識和了解工廠的生產(chǎn)組織過程、主機設(shè)備工藝參數(shù)的控制、崗位操作方法、提高產(chǎn)品質(zhì)量的措施、質(zhì)量檢驗與控制方法、生產(chǎn)設(shè)備的維護管理等方面的生產(chǎn)知識，提高了專業(yè)認(rèn)識的效率和深度，深化了產(chǎn)、學(xué)、研一體化的教學(xué)模式，使教師能夠更好地為企業(yè)服務(wù)，解決其實際生產(chǎn)過程中遇到的問題，進而促進產(chǎn)品升級和技術(shù)革新，推動社會的不斷發(fā)展。

4 結(jié) 語

采用基于虛擬仿真教學(xué)的頂崗實習(xí)模式不僅可以加深學(xué)生對本專業(yè)的認(rèn)識，夯實基礎(chǔ)，還能提高學(xué)生的動手能力以及職業(yè)崗位能力，培養(yǎng)出既有扎實的基礎(chǔ)理論知識，又有過硬實踐能力的大學(xué)生。此外，這種頂崗實習(xí)模式還可以促進校企合作順利達到共贏，提高頂崗實習(xí)的效果和效率。

參 考 文 獻

[1]唐丹，肖毅，郭莉.地方高校工專業(yè)校外實習(xí)基地建設(shè)策略研究[J].成都紡織高等?？茖W(xué)校學(xué)報，2013，1（30）：40-42，48.

[2]李桂梅，李科生.立足雙贏：校外實習(xí)基地建設(shè)與研究[J].當(dāng)代教育理論與實踐，2010，2（2）：75-77.

[3]謝新.基于虛擬仿真系統(tǒng)的準(zhǔn)生產(chǎn)性實訓(xùn)研究[J].高教學(xué)刊，2016（17）：160-161.

[4]陳鵬.虛擬仿真技術(shù)在服裝工藝教學(xué)中的應(yīng)用研究[D].長沙：湖南師范大學(xué).2009.

[5]涂三廣.論頂崗實習(xí)的“第三條道路”——兼談仿真模擬教學(xué)[J].實習(xí)實訓(xùn)，2010（6）：56-58.

[6]邱會東，王金波，邱奎，等.虛擬仿真實驗室在化工專業(yè)實踐教學(xué)中的應(yīng)用[J].重慶科技學(xué)院學(xué)報（社會科學(xué)版），2015（9）：68-69，76.

[7]黃榮金.基于虛擬工廠的實訓(xùn)教學(xué)[J].交通職業(yè)教育，2013（6）：6-7，17.