劉海波

[摘 要] 完備的教學實訓設備是提高學生職業(yè)能力的有效保障，而受到場地、學生數(shù)量、資金等因素的制約，特別是對一些工科類專業(yè)而言，一般實訓室只能滿足部分課程項目的訓練，想要滿足完整的教學和科研需求，則要以投入大量資金為基礎。

[關(guān) 鍵 詞] 虛擬技術(shù)；液壓傳動；工科類教學

[中圖分類號] G712 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603（2018）05-0170-01

當前，隨著就業(yè)形勢的改變和我國對職業(yè)教育的大力推進，越來越多的學生和家長意識到，只有熟練掌握一門專業(yè)技能，在就業(yè)時才能得到用人單位的認可。各高校也在為增強學生實踐能力投入了大量人力和財力。完備的教學實訓設備是提高學生職業(yè)能力的有效保障，而受到場地、學生數(shù)量、資金等因素的制約，特別是一些工科類專業(yè)，一般實訓室只能滿足部分課程項目的訓練，想要滿足完整的教學和科研需求，則要以投入大量資金為基礎。所以，并不是所有學校都能及時、保量地進行設施設備的添置。因此，利用計算機建立虛擬實訓教室，就是對傳統(tǒng)實訓室實操項目的一個有效補充。

本人當前工作所在學校，開設了汽車、建筑、道橋工程等多個相關(guān)專業(yè)，很多工科專業(yè)均開設了液壓傳動技術(shù)課程。針對構(gòu)建液壓實訓室費用高、元器件多、占地面積大的特點，我院對液壓傳動課程進行教學改革，通過各專業(yè)教師的合作，現(xiàn)已開發(fā)出計算機液壓傳動虛擬教室系統(tǒng)，并應用在課程教學中，取得了良好的效果。

液壓傳動技術(shù)課程是高校機械類、近機械類專業(yè)一門非常重要并且實踐性很強的專業(yè)技術(shù)課程，掌握液壓元件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理、合理的分析液壓基本回路和典型系統(tǒng)，是學好液壓傳動課的基礎。如何讓學生在仿真的環(huán)境下理解和掌握各元件內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作過程，對教學目標的完成和技能的培養(yǎng)起著至關(guān)重要的作用。

為了滿足實驗要求并減少不斷購買新元件、新設備的資金投入，將液壓元件的結(jié)構(gòu)、原理用計算機虛擬技術(shù)表現(xiàn)出來是教學改革的一種新的嘗試，合理開發(fā)虛擬仿真技術(shù)可以有效地提高教學效果、降低投入成本、強化學生職業(yè)素質(zhì)的培養(yǎng)。通過接近于工程實際的綜合訓練能較好地滿足當前創(chuàng)新型實踐教學和能力培養(yǎng)的要求，是目前高校教學改革的一個重要發(fā)展方向。

虛擬技術(shù)能生動形象地表現(xiàn)教學內(nèi)容，有效地營造一個跟隨技術(shù)發(fā)展的教學環(huán)境?；诰W(wǎng)絡的虛擬教室具有教學時空的無限性和人機優(yōu)勢互補性，具有智能化、更形象逼真等優(yōu)點，可以將教學與實驗結(jié)合起來，能實現(xiàn)以學生為主體的教學。同時通過先進的計算機技術(shù)，還可以把不同教學內(nèi)容按教學目標的要求組成一個有機的整體，極大地增加了授課的信息量，提高了課堂教學的效率和教學質(zhì)量。這種網(wǎng)絡化的實驗教學方式，可以使傳統(tǒng)的實驗在時間和空間上得到擴展。

構(gòu)建虛擬技術(shù)平臺的意義在于：液壓傳動技術(shù)仿真學習平臺堅持以學生為主體、教師為主導的原則，盡可能使設計的界面便于操作和使用，學習內(nèi)容形象直觀，避免學習過程的枯燥。

課程改革所利用的虛擬仿真技術(shù)及液壓傳動技術(shù)仿真學習平臺具有以下特點：（1）為學生提供便利詳盡的學習資源，可最大限度地實現(xiàn)各專業(yè)學習的共享；（2）該平臺存儲了豐富的實驗項目，學生可以系統(tǒng)地完成該技術(shù)的學習；（3）學習者可以根據(jù)自身需求有選擇地安排學習環(huán)節(jié)，將大大提高教學和學習效率。

課程改革涉及的主要技術(shù)性能指標有：（1）可應用Solidworks軟件構(gòu)建三維動畫及拆裝過程；動畫部分運用Flash CS軟件構(gòu)建液壓元件原理動畫和油路及系統(tǒng)動畫；運用Camtasia studio軟件完成原理視頻的處理；應用Unity3D建立虛擬場景、制作虛擬拆裝交互程序；用moodle搭建網(wǎng)絡交互式教學環(huán)境。（2）平臺系統(tǒng)包含三維模型庫、平面原理庫、視頻庫及學習自檢系統(tǒng)。（3）具有無紙化考試功能，可以考查學生知識、技能的掌握情況，自動評分。

在直接經(jīng)濟效益方面，以2015年9月至2015年12月和2016年3月至2016年7月，在我院汽車修理和工程機械專業(yè)應用液壓傳動技術(shù)仿真學習平臺節(jié)支情況進行計算：兩屆汽車修理和工程機械專業(yè)學生通過應用該平臺，實驗設備購買節(jié)支3.80萬元，實驗損耗節(jié)支0.78萬元，教師指導費用節(jié)約0.52萬元，教師培訓節(jié)支0.48萬元。三項合計為3.80+0.78+0.52+0.48=5.58萬元。在過去的一年里，我院年輕教師和汽車專業(yè)的部分學生應用該學習平臺學習液壓傳動技術(shù)課程，不僅節(jié)約了時間，同時節(jié)約了相應的培訓費用。

本項課改項目還具有入門難度低、設備費用低、應用領(lǐng)域廣的優(yōu)點。此項目并不局限于液壓課程，其他工科類課程均可以通過計算機虛擬技術(shù)進行實訓場景的模擬。

隨著IT技術(shù)的發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)已深度融入工作生活的方方面面，各種虛擬技術(shù)也日新月異，VR、AR虛擬技術(shù)也進一步應用到工業(yè)、民用領(lǐng)域。仿真學習平臺作為一種新的教育形式，具有重要的意義，通過接近于工程實際的綜合訓練，較好地滿足了當前創(chuàng)新型實踐教學和能力培養(yǎng)的要求，同時可以減少不斷購買新元件、新設備的資金投入，對有效地提高教學效果、強化學生職業(yè)素質(zhì)的培養(yǎng)、提升教師的能力等都起到了非常積極的作用，是高校教學改革的一個重要發(fā)展方向，并呈現(xiàn)出廣闊的發(fā)展前景。

參考文獻：

[1]張靜，肖明.開放式虛擬結(jié)合的實驗教學模式的研究與探索[J].中國電力教育，2014（36）.

[2]吳旭.基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的職業(yè)學校網(wǎng)絡課程中實訓室建設[J].科技傳播，2011（6）.