隨著航空產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,飛機機電設(shè)備維修專業(yè)成為職業(yè)教育中備受關(guān)注的專業(yè)之一。然而,傳統(tǒng)的教學模式已經(jīng)無法跟上現(xiàn)代生產(chǎn)力的步伐和滿足職業(yè)教育的需求。虛擬仿真技術(shù)作為一種新型前沿技術(shù)手段運用于教學階段,為職業(yè)院校飛機機電設(shè)備維修專業(yè)的教學建構(gòu)提供了新的思路和方法。本文以虛擬仿真技術(shù)在職業(yè)院校飛機機電設(shè)備維修專業(yè)教學建構(gòu)為研究對象,探討了虛擬仿真技術(shù)在職業(yè)院校教育中的應用現(xiàn)狀、優(yōu)勢及其在飛機機電設(shè)備維修專業(yè)教學中的運用。研究結(jié)果表明,虛擬仿真技術(shù)能夠有效提高學生的學習積極性和提升學習效果,促進學生的實踐能力和創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)。同時,本文還提出了在職業(yè)院校飛機機電設(shè)備維修專業(yè)教學中應用虛擬仿真技術(shù)的建議和對策。
由于航空維修技術(shù)的專業(yè)性和復雜性,教育培訓方面的不足也是當前的一大難點。職業(yè)教育改革方案提出了加強航空維修領(lǐng)域的教育培訓,采取多種形式的教育培訓手段,加強實踐教學環(huán)節(jié),提高學生的實際操作技能和維修水平。隨著航空維修領(lǐng)域的技術(shù)不斷發(fā)展,職業(yè)教育改革方案也強調(diào)了技術(shù)創(chuàng)新的重要性,提出要引導高職院校加強科學技術(shù)研究,推動航空維修技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展,培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的航空維修人才??偟膩碚f,職業(yè)教育改革方案中對航空維修領(lǐng)域的重視程度非常高,提出了一系列的政策措施和目標要求,以促進航空維修行業(yè)的發(fā)展和人才培養(yǎng)。
高職院校以培養(yǎng)高技能應用型人才為目標,必須建設(shè)和完善校內(nèi)實訓基地。針對航空電子、航空機械維修、飛行器制造等專業(yè)特點,必須以培養(yǎng)高職學生實踐能力為出發(fā)點。這就要求除了理論教學,還必須建設(shè)完善的實訓平臺,實訓平臺的建設(shè)需要與學院的辦學特色相匹配。該平臺應有助于強化學生對特定領(lǐng)域或者技能的理解和掌握,以進一步體現(xiàn)學院的辦學特色。實訓平臺應該模擬實際工作場景,以滿足學生將所學知識應用到實際工作中,以考驗和提高其技能水平。實訓平臺應該基于行業(yè)標準和最佳實踐,方可以促進學生學習和掌握符合行業(yè)標準的技能,并使他們有能力滿足具有挑戰(zhàn)性的需求。
一、高職院校虛擬仿真技術(shù)運用現(xiàn)狀
目前國內(nèi)也出現(xiàn)了不少從事虛擬仿真教學的公司專業(yè)服務(wù)于航空維修等產(chǎn)業(yè),并與不少軍工企業(yè)和高職院校建立起了聯(lián)系和合作。相較于國外的維修虛擬仿真技術(shù)開發(fā)和應用以及推廣,虛擬仿真技術(shù)的研究在國內(nèi)還處在萌芽期,還需虛擬仿真教學企業(yè)和高職院校以及航空產(chǎn)業(yè)維修公司的共同合作開發(fā),才能真正落實與時俱進。目前不少高職院校和中小企業(yè)仍存在合作層次不高、教學培訓資源相對匱乏的問題,這些問題會直接影響高職院校的維修專業(yè)化發(fā)展和人才質(zhì)量培養(yǎng),亟待解決。
飛機機電設(shè)備維修專業(yè)是高職院校中一個非常重要的專業(yè),虛擬仿真技術(shù)在該專業(yè)中的應用也非常廣泛。以下是虛擬仿真技術(shù)在飛機機電設(shè)備維修專業(yè)中的應用現(xiàn)狀:
利用虛擬仿真技術(shù)進行飛機機電設(shè)備維修訓練,如故障診斷、維修操作等。學生可以在計算機環(huán)境下進行實踐操作,提高實際操作技能和維修水平。這種訓練方法可以大大降低飛機維修過程中的錯誤率和風險,提高維修效率和質(zhì)量。利用虛擬仿真技術(shù)進行實驗操作,如飛機機電設(shè)備的仿真實驗等。學生可以在計算機環(huán)境下進行仿真實驗操作,模擬真實的機械設(shè)備和電子設(shè)備,提高實驗操作技能和實驗設(shè)計能力。利用虛擬仿真技術(shù)進行設(shè)計操作,如飛機機電設(shè)備的虛擬設(shè)計。學生可以在計算機環(huán)境下進行虛擬設(shè)計操作,模擬真實的機械設(shè)備和電子設(shè)備,增強設(shè)計能力和創(chuàng)新意識。
總的來說,虛擬仿真技術(shù)在飛機機電設(shè)備維修專業(yè)中的應用已經(jīng)非常廣泛,可以幫助學生提高實踐操作技能和維修水平,提高實驗操作技能和實驗設(shè)計能力,同時也可以增強學生的創(chuàng)新意識和設(shè)計能力。
二、虛擬仿真技術(shù)在理論和實訓中起到的作用
(一)激發(fā)學生積極性,提高教學質(zhì)量
傳統(tǒng)的飛機機電設(shè)備維修課程主要以教師講授為主,并沒有對學生自主操作能力的培養(yǎng),學生很難理解沒有實物的教學。虛擬仿真技術(shù)進入傳統(tǒng)課堂后,改變了傳統(tǒng)“教師臺上講、學生臺下聽”的教學模式。這一技術(shù)的開發(fā)與應用激發(fā)了學生的求知欲,激起了學生上手實操的意愿。教師邊教,學生邊學邊練,甚至可以以學生為課堂主體,讓學生操作虛擬仿真技術(shù),在學習中掌握飛機維修技術(shù),在學習中獲得樂趣,以小組為單位,讓掌握技術(shù)的學生分享在虛擬操作中的經(jīng)驗和知識,知識的積累和掌握起到了意想不到的效果。這對學生學習專業(yè)知識和實訓技能來說是十分重要的。
(二)降低院校成本投入
高職院校建立飛機機電設(shè)備維修專業(yè)投入是巨大的,光是購買一架737系列飛機就需要上千萬元的投入。開設(shè)維修相關(guān)專業(yè)課程,還需要建設(shè)不少供學生多種實訓課程并帶有航材件的實訓室,以及購買發(fā)動機等大型航空設(shè)備用來給學生觀摩教學等,成本單位是以千萬元計算。
通過引入虛擬仿真技術(shù)在飛機機電設(shè)備維修專業(yè)理論和實訓教學中的有效應用,在一定程度上可以代替航材件的使用,在實際教學中減少實物件的損耗。通過虛擬實驗室技術(shù),可以讓學生在計算機上進行實驗操作,避免了實驗器材的限制和可能帶來的危險,同時可以進行多人操作,提高學生的實踐能力。并且可以通過軟件升級,達到豐富理論教學和實訓科目與航企維修與時俱進。在進行多種機型教學中的優(yōu)勢明顯,在現(xiàn)有虛擬仿真技術(shù)中可以添加多種機型的選擇,節(jié)約了高職院校的成本投入。在目前高職院校的教學資源有限的大環(huán)境下,可以在現(xiàn)有的教學建構(gòu)中融入虛擬仿真技術(shù),充分發(fā)揮和利用虛擬仿真技術(shù)優(yōu)勢在飛機機電設(shè)備維修技術(shù)專業(yè)理論和實訓教學方面的新的探索方式,有效降低高職院校在成本上的投入。
(三)緊跟航企最新維修技術(shù),教學與實踐相結(jié)合
近年來,航空業(yè)一直在穩(wěn)步發(fā)展,維修技術(shù)也在不斷地探索前進,許多知名飛機制造商如波音、空客已在研究如何利用虛擬仿真技術(shù)來培訓優(yōu)質(zhì)的維修人員,使用這一技術(shù)來培養(yǎng)新的工程師。另外,中國民用航空總局嚴格要求細分維修人員等級,要求每一等級的人員都需要在一段時間內(nèi)完成特定的維修項目才能晉級。隨著飛機可靠性越來越高,一線工作中需要完成的維修項目還因飛機狀態(tài)、工作時長、人員情況等諸多不確定因素使得維修人員得不到項目實踐的滿足,維修人員接觸到這些維修項目的機會也越來越少,完成難度很大。比如客艙火警、發(fā)動機喘振等很多機務(wù)人員一生中都未曾見過,并且在實踐中有些危險故障是無法復現(xiàn)的,機務(wù)人員只能憑理論和現(xiàn)象來判別,缺乏對故障現(xiàn)象的全方位了解,不利于維修人員的成長。而且由于當前訓練設(shè)備有限,維修人員實踐機會很少,往往只能通過書本和CBT"進行記憶,很難形成有效的技能遷移。而虛擬仿真技術(shù)的特性恰恰是維修人員可以在虛擬的環(huán)境中通過反復地練習最終完成技能遷移。所以職業(yè)院校的現(xiàn)代化建設(shè)需要緊跟國際國內(nèi)最新的技術(shù)發(fā)展,在教學實踐中跟上前沿步伐,讓學生在未來的工作中贏在起跑線。
三、虛擬仿真技術(shù)在學??蒲兄衅鸬降淖饔?/p>
虛擬仿真技術(shù)將服務(wù)滿足以下科研教學建構(gòu):進行校企合作的課程開發(fā),精品課程在線開放課程,實訓室兼顧實驗研究功能能夠幫助教師或科研人員進行科學研究,課堂教學改革,企業(yè)崗位培訓資源包開發(fā),教師教學創(chuàng)新團隊建設(shè),技能大師工作室,本科試驗教學、滿足未來學校專業(yè)升級本科試驗教學需求,學生探索創(chuàng)新、能幫助學生進行科研創(chuàng)新、新技術(shù)、新發(fā)明探索等。
虛擬仿真技術(shù)將有效地促進學校教學質(zhì)量的提高,既能夠促進不同層次人才培養(yǎng)發(fā)展需求,滿足“基礎(chǔ)技能”層通識類課程教學需求、又能夠滿足“專業(yè)技能”層核心課程教學與實訓,還能夠滿足“綜合技能”層開展職業(yè)技能鑒定評估,還能夠滿足“科研創(chuàng)新”層本科專業(yè)教學試驗等。
四、職業(yè)院校飛機機電設(shè)備維修專業(yè)教學中應用虛擬仿真技術(shù)的建議和對策
職業(yè)院校建設(shè)虛擬仿真實驗室,可以為學生提供實際操作的場景和環(huán)境,提高學生的實際操作能力。建設(shè)虛擬仿真實驗室需要考慮硬件設(shè)備的配置、軟件的選用、場景的設(shè)計等問題,同時需要保證實驗室的安全和穩(wěn)定;開發(fā)適合飛機機電設(shè)備維修專業(yè)教學的虛擬仿真軟件,提供可靠的模擬實驗環(huán)境和操作場景。開發(fā)虛擬仿真軟件需要考慮軟件的功能、操作界面的設(shè)計、實驗場景的設(shè)置等問題,同時需要保證軟件的易用性和穩(wěn)定性;需要加強教師的虛擬仿真技術(shù)培訓,提高教師的虛擬仿真技術(shù)水平,同時提供技術(shù)支持和維護保障。教師的虛擬仿真技術(shù)水平?jīng)Q定了虛擬仿真技術(shù)在教學中的應用效果,因此需要加強教師的培養(yǎng)和支持;將實際操作與虛擬仿真技術(shù)相結(jié)合,將實際操作與虛擬仿真技術(shù)相互補充,提高學生的實際操作能力。教學內(nèi)容的設(shè)置需要充分考慮學生的實際操作能力和實際工作需求,同時需要結(jié)合虛擬仿真技術(shù)的特點和優(yōu)勢;應該注重學生實踐能力的培養(yǎng),提高學生的實際操作技能。虛擬仿真技術(shù)可以作為一種輔助手段,幫助學生更好地掌握實際操作技能。
五、結(jié)語
虛擬仿真技術(shù)訓練對職業(yè)院?,F(xiàn)代化建設(shè)來說是與時俱進的,是創(chuàng)新教學方法的一種信息化、現(xiàn)代化的發(fā)展模式,是實現(xiàn)和解決開辟職業(yè)院校新的教學方法、探索新的維修方法以及緊跟國際國內(nèi)最新維修技術(shù)發(fā)展趨勢的必然發(fā)展方向。在職業(yè)院校的教學活動中融入虛擬仿真技術(shù),既可以有效激發(fā)學生的求知欲,節(jié)省一定的教學成本,還可以緊跟維修技術(shù)科技前沿。在科研中還能開辟校企合作開發(fā)資源升級包,科研人員進行科學研究,課堂教學改革,學生探索創(chuàng)新等。因此,在高職院校中開發(fā)和應用虛擬仿真技術(shù)是現(xiàn)代化職業(yè)教學的發(fā)展趨勢,學校進而還可以依據(jù)虛擬仿真技術(shù)在教學上的開發(fā)構(gòu)建搭建起航企、高校之間產(chǎn)學研的深入開發(fā)合作。
(作者單位:浙江交通職業(yè)技術(shù)學院)