【摘要】虛擬仿真技術在高職教學中的開發(fā)與應用對于高職院校技能型人才的培養(yǎng)與智能型教學的探索具有積極意義。本文通過細致分析虛擬仿真技術的原理與虛擬仿真技術在高職院校的教學優(yōu)勢，提出虛擬仿真技術在高職院校中的應用方式與借鑒。

【關鍵詞】虛擬仿真技術 ?高職院校 ?教學優(yōu)勢 ?教學應用

【項目來源】江蘇省高校品牌專業(yè)建設項目 - 建筑裝飾工程技術（項目編號PPZY2015B182）。

【中圖分類號】G71 ?【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2019）27-0232-02

1.前言

現階段大多數高職學院所設置的專業(yè)核心課程多為技能實踐類課程，側重培養(yǎng)學生的專業(yè)技術與應用操作能力。而從實際情況來看，高職院校在從事專業(yè)教學活動中如果僅依靠傳統(tǒng)模式下的理論與實踐教學方式很難滿足當代市場需求與人才競爭壓力下對學生專業(yè)素質的要求，高職院校需要為學生創(chuàng)建更為生動的仿真實訓環(huán)境，開發(fā)與時俱進的虛擬教學平臺，從而提升實踐類課程的教學效果。因此，高職院校應積極引進或自行研發(fā)實踐類課程所適用的虛擬仿真技術、搭建虛擬平臺、構建虛擬實訓室、建設虛擬仿真實踐課程等。

2.虛擬仿真技術的教學優(yōu)勢

2.1虛擬仿真技術

虛擬仿真技術，是虛擬現實技術和系統(tǒng)仿真技術的總稱，是多學科的綜合性技術，以圖形學、系統(tǒng)論、控制論、信息技術等相似原理為基礎理論，將計算機、專用設備作為重要工具，模擬視覺、觸覺、聽覺等感官，給使用者提供真實生動的感受，同時還能夠利用系統(tǒng)模型實施動態(tài)性試驗。虛擬仿真技術在實際應用過程中表現出較多特征：（1）交互性;（2）沉浸性;（3）生動性;（4）逼真性。

2.2教學優(yōu)勢

虛擬仿真技術的開發(fā)與應用是高職教育中真正實現教學目標與提升教學成果的必經之路。細致分析虛擬仿真技術在高職院校中的教學優(yōu)勢具有以下三點：

第一，優(yōu)化教學環(huán)境、提升教學效率。教師借助于虛擬仿真技術可以提升實踐教學環(huán)節(jié)中的教學質量，增強學生自主性學習的良好習慣，促進各項教學計劃的實施，達成教學目標，并且能夠結合虛擬仿真教學平臺、軟件與課程更新教學模式，促進學生更為深入、形象的理解教學重點與難點，提升教學過程的科學性、專業(yè)性、實效性與智能性。例如，國內高職院校建筑裝飾工程技術專業(yè)在專業(yè)課程開發(fā)中緊跟前沿技術與人才需求，早已涉及到了建筑類虛擬BIM技術的學習與應用，打破傳統(tǒng)的專業(yè)教學模式，讓學生從真實的建筑空間中測量與收集數據后在虛擬的軟件環(huán)境中進行建筑裝飾的綜合設計。授課過程中教師完成基礎知識點的講解與軟件的步驟式操作演示后并布置真實的建筑裝飾項目分配學生進行數據和信息采集、自主構建建筑信息模型以及后續(xù)的方案設計。此種虛擬軟件的學習與課程的開發(fā)不僅密切聯(lián)系建筑行業(yè)的市場需求而且大力提高學生的自主學習與技能實踐能力，從實質上推進專業(yè)技能實踐類課程的改革與實效。

第二，減少實踐教學資源的額外投資。高職院校借助虛擬仿真技術可以有效減少各項實踐教學的額外投資，因為該項技術擁有較高的互動性、智能性與重復性，先進的仿真平臺或軟件在課程實訓環(huán)節(jié)的應用完全打破傳統(tǒng)實踐教學中人員、耗材與環(huán)境的窘境，教師在課程實訓環(huán)節(jié)中完全可以根據實訓項目的難易程度與學生實訓能力差別按照等級式學習模式設置虛擬仿真系統(tǒng)，借助智能性與仿真性的虛擬實訓軟件操作一方面教師可以自由的進行分類教學，另一方面學生可以自主的進行重復性與著重性項目訓練，從而減少實訓教學環(huán)節(jié)中有些特殊專業(yè)安全隱患的發(fā)生機率，擺脫實訓條件對課程的束縛，降低教學人員、耗材和儀器的額外購入。

第三，優(yōu)化學習情景。形象生動、實時互動、感官觸動等技術優(yōu)勢以及逼真化的三維動畫模型與定制化的場景音效等技術特點在一定程度上改變了傳統(tǒng)教學中的枯燥無味，更符合當代學生的身心需求。同時，對學生學習過程中所提出的各種假設模型進行虛擬，通過虛擬系統(tǒng)可以直接觀察到假設所產生的結果，從而激發(fā)學生的創(chuàng)造性思維，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。因此，虛擬仿真技術有利于學生熟練掌握職業(yè)技能，激發(fā)學生的學習興趣[1]。

3.虛擬仿真技術的教學應用

專家認為，虛擬仿真技術的核心價值與職業(yè)教育的目標十分契合，虛擬仿真技術的建設是當前培養(yǎng)高素質技能型人才的迫切要求，是高職院?，F代化建設的必然趨勢。如今，伴隨著數字技術的迅猛發(fā)展與國家政策的大力推動，虛擬仿真技術在高職教育中得到廣泛的應用，成為實踐類教學重要的組成部分和提高教學質量的重要手段。具體應用如下：

3.1構建虛擬仿真實踐平臺

高職院校通過虛擬仿真技術構建科學性的虛擬仿真實踐平臺眾多，如虛擬建筑技術類、虛擬工業(yè)設計類、虛擬機械設計類、虛擬醫(yī)學技術類等。虛擬仿真實踐平臺依托虛擬現實、多媒體技術與互動硬件設置進行真實的模擬仿真，節(jié)約現實教學資源，促進學生實踐操作能力。例如，學生在學習一些含有高空建筑作業(yè)的學習活動中，一是通過虛擬實踐平臺，給予學習者身臨其境的模擬操作，不再受場地等外界條件限制，重復操作直至完全掌握，有效地解決了傳統(tǒng)實訓條件與實訓效果之間的矛盾，學生在不危及自身安全的前提下良好的掌握技能操作要點，從而提升學生的實踐應用能力;二是學生在實踐操作前利用虛擬系統(tǒng)進行預習，有助于學生從整體到局部建立起直觀的感性認識，能有效地解決在實際操作中出現的盲目操作和失誤的現象，縮短實踐操作的時間;三是實訓項目中所包含的難度大與操作步驟復雜的實訓環(huán)節(jié)中，教師結合學生的基礎知識和能力，設計傳統(tǒng)與現代、虛擬與真實相融合的個性化教學方案，采取實際訓練與虛擬操作交互與重復性學習的方式，使學生深刻的理解與消化教學重點與難點。保證整體教學內容和教學需求良好對應，最大程度的實現教學目標[2]。

3.2構建仿真模型

實際教學過程中，高職院校很多專業(yè)課程對于操作性要求較高，需要學生在充分掌握應用原理的基礎上進行實操練習，其中不僅包含外觀、結構方面的三維實體仿真模型，同時還包含儀器設備內的數字仿真模型，構建合理性的仿真模型，給學生提供更為生動逼真的教學輔助[3]。按照專業(yè)需求設計與構建出同等比例的教學實體仿真模型能夠讓學生形成最直觀性的物理認識，形成最優(yōu)化的教學輔助教具。而構建系統(tǒng)化的數字仿真模型能夠不受任何場地的限制，讓表現效果更為逼真與優(yōu)美，讓其更具有交互性。例如，建筑樓盤中的三維數字沙盤模型的仿真性宛如身臨其境。隨著數字科技的進步將三維虛擬仿真的數字沙盤與物理模型進行無縫的融合，賦予感受者身臨其境的真實感，真正的做到人機交互，使整個虛擬場景栩栩如生。

3.3創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式

新時代下職業(yè)教育教學改革的深入人心，對于現階段高職院校的教學活動提出了較高的要求。傳統(tǒng)教學模式下，多是按照特定教學標準、課程標準，開展人才培養(yǎng)工作。當前社會經濟發(fā)展過程中，生產環(huán)節(jié)逐漸細化，產業(yè)結構優(yōu)化升級，對于現代化專業(yè)技能人才提出了較高的要求。以市場需求為導向，創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，將能夠更好的推進教學活動取得良好成效[4]。借助于虛擬仿真技術構建新型教學體系，針對各項專業(yè)教學內容，設計合理性的教學模型，打造更為現代化的模擬實驗基地，促進學生能夠全面充分熟悉各類操作，掌握專業(yè)內相關機械設備、儀器的應用原理，這樣學生在參與到實踐操作活動之中，將能夠盡快完成工作任務。采用“虛實結合”的新型人才培養(yǎng)模式，學生在虛擬環(huán)境中學習專業(yè)知識，并良好應用在企業(yè)生產作業(yè)流程之中，在培養(yǎng)專業(yè)人才方面發(fā)揮著積極作用[5]。

3.4提升師資隊伍科研能力

在虛擬仿真技術的應用過程中，高職院校師資隊伍科研建設工作取得了良好成果，體現最為明顯的一點在于師資隊伍針對虛擬仿真技術方面的總體科研能力有效提升。高職院校通過使用虛擬仿真技術，搭建起現代化的大型虛擬仿真實驗實訓基地，引進相關企業(yè)的投資，推進大型專業(yè)仿真設備的建設活動有效開展[6]。從未來教育模式的發(fā)展趨勢來看，高職院校要積極和相關企業(yè)、供應商簽訂合同，研發(fā)專業(yè)型的仿真類軟件，開發(fā)更為先進科學的仿真軟件和設備[7]。培養(yǎng)具有特長型的專業(yè)教師積極參與到研發(fā)環(huán)節(jié)中，加大科研活動投資力度，推進項目取得良好進展。

4.結束語

虛擬仿真技術在高職院校中的應用，契合了當前教學改革的方向，滿足學生學習的內在需求，對于切實有效強化教學效果，推進教學活動的良好開展具有重要意義和作用。高職院校在開展實踐類課程的教學活動中使用虛擬仿真技術，需要注重結合自身的教學環(huán)境，按照專業(yè)教學內容，選擇合適的教學方式和手段，通過積極構建虛擬仿真平臺、仿真模型、創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式以及提升高職院校師資隊伍的科研能力等應用方式將加快現代化“虛實結合”課堂教學理念的推廣，提升高校虛擬仿真技術的應用實效。

參考文獻：

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[3]李建朝，齊素慈.虛擬仿真技術在高職實踐教學中的比較優(yōu)勢[J].科技風，2016（5）：104-105.

[4]李光宇.虛擬仿真技術在教學中的應用研究——以高職網絡工程專業(yè)為例[J].遼寧高職學報，2016（5）：57-59.

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[6]崔芙紅，顧永和，張宇婷.3D虛擬仿真對高職院?；ぴ斫虒W的影響[J].山東化工，2016（20）：173-174.

[7]吳譽.虛擬仿真技術在高職傳感器課程教學中的應用[J].天津職業(yè)大學學報，2016（1）：52-55.

作者簡介：

石峰，江蘇徐州人，碩士，講師，研究方向：家具藝術設計、建筑裝飾設計與施工。