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(guó)計(jì)民生的重要問題。為此，我國(guó)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(jìn)行理論教學(xué)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。人才在進(jìn)入社會(huì)后，需要真正參與到加工操作過程中，理論知識(shí)不足以支撐其在短時(shí)間內(nèi)真正發(fā)揮價(jià)值。因此，稻谷加工教學(xué)課程更加強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐技能，實(shí)踐教學(xué)由此出現(xiàn)，并成為了教學(xué)的重點(diǎn)。傳統(tǒng)的稻谷加工實(shí)踐教學(xué)，對(duì)實(shí)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(jìn)行實(shí)踐教學(xué)，能夠?yàn)樗袑W(xué)生參與實(shí)踐提供機(jī)會(huì)，這對(duì)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)具有重要價(jià)值。由此可見，對(duì)高仿真系統(tǒng)在稻谷加工實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)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(jìn)行試驗(yàn)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(shí)技術(shù)或模擬技術(shù)，就是用一個(gè)虛擬的系統(tǒng)模仿另一個(gè)真實(shí)系統(tǒng)的技術(shù)。從狹義上講，虛擬仿真是指20世紀(jì)40年代伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而逐步形成的一類試驗(yàn)研究的新技術(shù)；從廣義上來說，虛擬仿真則是在人類認(rèn)識(shí)自然界客觀規(guī)律的歷程中一直被有效地使用著。由于計(jì)算機(jī)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(shí)驗(yàn)之后人類認(rèn)識(shí)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(rèn)識(shí)、改造和創(chuàng)造客觀世界的一項(xiàng)通用性、戰(zhàn)略性技術(shù)。

虛擬仿真實(shí)際上是一種可創(chuàng)建和體驗(yàn)虛擬世界（Virtual World）的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。此種虛擬世界由計(jì)算機(jī)生成，可以是現(xiàn)實(shí)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(jìn)行自然的交互。它是以仿真的方式給用戶創(chuàng)造一個(gè)實(shí)時(shí)反映實(shí)體對(duì)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(gè)觀測(cè)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(duì)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(jì)算機(jī)技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、計(jì)算機(jī)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(cè)量技術(shù)、軟件工程、語音識(shí)別與合成技術(shù)、人機(jī)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(shí)時(shí)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(shí)踐教學(xué)中應(yīng)用的重要性

在稻谷加工實(shí)踐教學(xué)的過程中，對(duì)高仿真系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用，無論對(duì)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(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力

將高仿真系統(tǒng)應(yīng)用到稻谷加工實(shí)踐教學(xué)中，其重要性之一，便在于有利于增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力。對(duì)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(shí)，同樣也需要具備實(shí)踐能力。如實(shí)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(jìn)一步學(xué)習(xí)知識(shí)時(shí)，也會(huì)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(huì)的情況下，在學(xué)校中利用系統(tǒng)進(jìn)行加工模擬，對(duì)自身的實(shí)踐能力進(jìn)行鍛煉。長(zhǎng)此以往，學(xué)生的實(shí)踐能力將會(huì)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(shí)踐教學(xué)中，對(duì)高仿真系統(tǒng)進(jìn)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(xiàng)課程，而農(nóng)業(yè)生產(chǎn)雖然依賴?yán)碚撝R(shí)，卻更大程度依賴時(shí)間。當(dāng)今社會(huì)，各個(gè)企業(yè)對(duì)人才的實(shí)踐能力要求均處于不斷提升的過程中。如實(shí)踐能力無法達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，則難以滿足企業(yè)需求，因此也就會(huì)導(dǎo)致就業(yè)困難的現(xiàn)象發(fā)生。對(duì)高仿真技術(shù)進(jìn)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(jìn)入社會(huì)后，快速適應(yīng)工作，在崗位中盡快發(fā)揮自身的價(jià)值。

（三）能夠提高課程整體教學(xué)質(zhì)量

稻谷加工實(shí)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(shí)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(duì)各項(xiàng)知識(shí)的掌握程度也會(huì)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(shí)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(huì)被解決，教師教學(xué)難度下降，效率提高，也將擁有更多的時(shí)間，為學(xué)生講解更多的知識(shí)。長(zhǎng)此以往，這對(duì)教學(xué)質(zhì)量的提升，起到一定促進(jìn)作用。

三、高仿真系統(tǒng)在稻谷加工實(shí)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(shí)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(jìn)該系統(tǒng)。已經(jīng)引進(jìn)系統(tǒng)者，對(duì)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(duì)高仿真系統(tǒng)的應(yīng)用方法進(jìn)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(duì)稻谷加工的相關(guān)知識(shí)進(jìn)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(shí)際課堂中，更加有針對(duì)性的學(xué)習(xí)知識(shí)，糾正操作中的錯(cuò)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(yùn)用，對(duì)學(xué)生預(yù)習(xí)便利性的提升以及針對(duì)性的提升，均能夠起到一定促進(jìn)作用。

例如：在進(jìn)行稻谷加工實(shí)踐教學(xué)中，教師需要首先對(duì)高仿真系統(tǒng)中的模塊進(jìn)行了解。一般情況下，在此系統(tǒng)中主要包含三個(gè)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(shí)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(yùn)行系統(tǒng)。在系統(tǒng)運(yùn)行后，學(xué)生便可在計(jì)算機(jī)中進(jìn)行模擬加工，進(jìn)行一系列加工操作。在操作出現(xiàn)錯(cuò)誤后，系統(tǒng)會(huì)予以提示。教學(xué)模塊的功能，在于供教師對(duì)學(xué)生進(jìn)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(duì)本系統(tǒng)性能以及故障等進(jìn)行管理，負(fù)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(qǐng)進(jìn)行水稻加工，完成清理、礱谷和碾米三個(gè)步驟，并盡可能控制精確度”。在設(shè)置課題后，學(xué)生需要對(duì)相應(yīng)知識(shí)進(jìn)行查找，并按照自身所找到的知識(shí)，通過高仿真系統(tǒng)進(jìn)行加工操作。在此之后，則可以直接借助系統(tǒng)對(duì)加工的成果進(jìn)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(duì)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(diǎn)針對(duì)上述問題進(jìn)行解決，幫助提高學(xué)生學(xué)習(xí)的針對(duì)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(shí)踐能力得到進(jìn)一步提升。長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，這對(duì)教師在課堂中教學(xué)強(qiáng)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(gè)小組，每個(gè)小組5 人左右。分組后，教師需要簡(jiǎn)要對(duì)稻谷加工的理論知識(shí)進(jìn)行講解，幫助學(xué)生奠定理論基礎(chǔ)，為實(shí)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(jìn)行實(shí)踐教學(xué)。在此期間，教師可以首先告知學(xué)生接下來進(jìn)行的操作，此后，則可以真正開始操作。學(xué)生可以通過計(jì)算機(jī)，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(dāng)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(shí)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(shí)，學(xué)生需要以小組為單位，對(duì)自身的操作成果進(jìn)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(shí)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(shí)踐操作知識(shí)。因此在課后，做好操作知識(shí)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(dú)完成，學(xué)生如缺少途徑，則會(huì)缺少練習(xí)的機(jī)會(huì)。對(duì)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(duì)學(xué)生進(jìn)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(shí)現(xiàn)。采用上述方法進(jìn)行教學(xué)，能夠使學(xué)生在完成課后項(xiàng)目的過程中，進(jìn)一步掌握高仿真系統(tǒng)的使用方法，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行使用的便利性也會(huì)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(shí)踐中。長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，這對(duì)人才對(duì)技能應(yīng)用水平的提升，能夠起到較大的促進(jìn)作用。因此，有必要對(duì)其加以重視。

結(jié)論：綜上所述，本文對(duì)高仿真系統(tǒng)在稻谷加工實(shí)踐教學(xué)中應(yīng)用的研究，可為各個(gè)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(jìn)一步提高對(duì)稻谷加工實(shí)踐教學(xué)的重視程度，并積極投入資金，引進(jìn)并運(yùn)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(dāng)在課前借助高仿真系統(tǒng)，組織學(xué)生進(jìn)行預(yù)習(xí)，要求學(xué)生自行學(xué)習(xí)知識(shí)，并按照自身所學(xué)，在高仿真系統(tǒng)中進(jìn)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(duì)性地進(jìn)行學(xué)習(xí)，在教師的帶領(lǐng)下，提升自身的實(shí)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(shí)，增強(qiáng)操作技能，從而為學(xué)生就業(yè)率的提升奠定基礎(chǔ)。