虚拟仿真实训平台

虚拟仿真实训平台（精选12篇）

虚拟仿真实训平台 第1篇

1“视频+虚拟仿真”模式的虚拟实训平台构建

以基于PLC控制的机械手[6]虚拟实训项目为例, 介绍了“视频+虚拟仿真”模式的虚拟实训平台的构建步骤, 步骤如图1所示, 有工作视频导入、工作流程及控制要求分析、系统框架构建、组态画面编制、编制控制流程程序及通讯设置、调试及完善5个步骤。

2 机械手实训项目的构建

2.1 机械手工作视频的导入

深入企业PLC的应用现场, 并将现场PLC的整个工作流程拍成视频, 将视频导入实训平台即可非常简单的将PLC的应用现场引入课堂, 让学生在课堂内即可了解PLC的实际应用。当前组态王软件可播放AVI动画, 因此在将机械手工作视频导入组态界面时, 应先将视频格式转换为AVI格式, 运用组态王软件内的播放动画控件播放视频。将视频导入实训平台, 在开展实训前, 学生通过视频即可知道自己所编程序最终所需达到的效果;在实训中, 学生可通过视频分析机械手的工作流程, 结合视频开展PLC程序的编制与完善;PLC程序编完后, 学生通过将实训平台内机械手的工作过程与视频内机械手的工作过程相比较, 即可知道自己所编程序是否准确。

2.2 机械手的工作流程及步骤分析

为使开发的实训平台更加的贴近于实际, 需对机械手的各部分结构及工作流程进行分析, 机械手各部分结构示意图如图2所示。通过对平台内机械手的工作视频分析可知, 当系统接通电源, 操作人员首先对机械手各部分进行检查, 检查无误后方可接通电源, 再判断机械手是否在原点, 若不是, 按下手动按钮, 将机械手运动到原点, 最后按下自动工作按钮, 机械手将按以下动作依次自动执行:

第一步:系统从原点旋转至工件A点角度

S1:机械手顺时针旋转至A点工件角度时, 机械手停止旋转;

S2:机械手右移, 到达A点上方后停止右移;

S3:夹紧装置下移, 到达物品所在A处上方后停止。

第二步:工件在A点抓取并运动到B点

S4:夹紧装置工作, 将工件A抓住;

S5:机械手上移, 碰到上限开关后停止上移;

S6:机械手顺时针旋转到达工件加工处B点时, 机械手停止旋转。

第三步:工件在B点加工完成后运动到C点

S7:机械手下降至下限开关后停止;

S8:机械手夹紧装置松开, 工件放置于B点;

S9:机械手上升至下限开关后停止;

S10:系统开始计时, 等待物品加工完成;

S11:物品加工完成, 机械手下降至下限开关后停止;

S12:机械手夹紧装置工作, 将加工完成后的工件抓取;

S13:机械手上升至上限开关后停止;

S14:机械手顺时钟旋转到达C点, 机械手停止旋转。

第四步:将工件安放至C点后回到A点, 继续循环下一轮工件加工流程

S15:机械手下降至下限开关后停止;

S16:机械手夹紧装置送开, 将加工完成后的工件放至C处;

S17:机械手上升至上限开关后停止;

S18:机械手逆时针旋转至A点工件物品上方, 继续循环开始下一轮工件加工流程。

2.3 机械手工作组态画面的编制

该实训平台选用组态王组态软件, 根据上述对机械手的结构、组成及工作流程分析结果, 运用组态软件内的各类工具绘制机械手的各个组成部分及工作监控画面, 运用组态软件绘制的机械手总画面图如图3所示。

2.4 编制控制流程程序

为使编制的机械手生动地再现从原点移动到A点, 从A点工件的抓取到最后将工件放置C点, 再返回到A点继续循环开始下一个工件加工流程的整个工作流程, 机械手的旋转、上升、下降、抓取及放置等动作可通过动画编制, 但机械手什么时候停止上升、停止下降及开始抓取等工作, 需通过编制脚本程序改变系统变量来实现, 当变量产生由“1”变“0”或者由“0”变“1”, 机械手开始相应动作。

2.5 上位机与PLC间的通讯设置及调试

将上位机与PLC间通过COM串口进行连接, 并对串口的波特率及串口号等进行配置, 设置波特率为9600, 在设置时还需特别注意所设置的串口号应与实际连接的串口号一致, 如设置的串口号为COM1, 则连接的串口也为COM1, 否则上位机与PLC间将无法完成通信。通讯完成后即可将正确的PLC程序下载至PLC即可对系统进行调试, 在调试时应参照视频内的机械手工作流程进行, 通过调试检查所开发的系统是否存在问题或不足, 再对所存在的不足进行完善。

3 实践成效

与现有几种PLC实践教学模式相比, 采用视频与虚拟仿真相结合模式开发的虚拟实训平台进行实践教学, 从设备投入、安全系数、实训项目与实际相结合等方面有明显优势。

3.1 实训项目与实际相结合, 实践教学效果好

任课教师根据学生的学习规律, 结合PLC的理论教学要求, 设置了实训项目, 并将该实训项目的应用现场视频经采集处理后导入到实训平台, 学生在课堂内即可与PLC实际应用现场实现零接触。实训平台在项目的设置上符合学生的学习规律, 项目本身又来自于PLC的应用现场且通过视频方式直观呈现在学生面前, 提高了学生学习的积极性和针对性, 实践教学效果有了进一步提升。

3.2 设备投入少、维护成本低

运用该平台开展实训工作, 每个实训工作台仅需配置PLC、电脑PC机及所需供电电源即可, 不再需要其它的投入, 以每个实训室共有20个实训台为例, 每个实训室的投入仅约10万元, 在使用过程中也不会有任何的损耗, 维护成本几乎为零。若要通过实物方式完成实训平台的实训项目, 购置设备的资金投入是巨大的, 至少在100万以上, 放置实训设备的空间也是任何一个学校无法给予的, 实训过程当中的维护成本也是相当之大。

3.3 操作对象均为虚拟, 实训安全系数高

PLC的应用现场多在工业生产过程中, 所带的设备有相当一部分为三相设备, 运用实物开展实训具有较高的危险性, 如在开展电机正反转的实验时, 若所接线路出错将很可能将电机损坏, 学生自己所接的线路也是一个很大的安全隐患。而在该实训平台中, 除了PLC外其它所有的设备都是虚拟的, 不需任何的接线, 若实训学生编制的程序错误也不会损坏PLC, 更不会影响到人身安全, 实验的安全性得到了极大提升。

4 结束语

该实训平台通过视频模式将机械手在生产现场的工作流程导入到平台中, 学生在课堂内即可达到“亲临现场”的效果, 有效解决了教学与实际相脱节的问题;用组态软件构建了虚拟实训平台, 在虚拟实训平台上学生可开展相应的实训项目, 有效解决了深入企业现场实训受时间、设备及安全等影响的问题。通过工商学院的近一年的教学实践证明, 该虚拟实训平台可有效提高学生学习的积极性及创新精神, 实训教学效果得到了进一步的提高。

参考文献

[1]常斗南.可编程序控制器[M].北京:机械工业出版社, 2005.

[2]彭新一, 童燕青.构建实验室科学管理体系的思考[J].华南理工大学学报:社会科学版, 2009, 11 (1) :61-63.

[3]苗红霞, 齐本胜.PLC控制技术实验教学改革研究与实践[J].实验技术与管理, 2010.3:136-139.

[4]李时辉.基于组态与多媒体软件的PLC虚拟实训平台构建[J].现代电子技术, 2013 (5) :142-144.

[5]董增文, 胡瑢华, 刘国平.机电控制器类课程虚拟实验系统的研究与开发[J].实验技术与管理, 2011, 28 (8) :53-56.

虚拟仿真实训平台 第2篇

虚拟仿真实训平台中操纵不是真实的实训设备和仪器 , 而是使用软件虚拟仿真出来的实训设备。但是虚拟设备与真实设备具有一样的属性及功能特点。基于 WEB 方式的虚拟仿真实训平台可以让学生在不同时间不同地点都能通过互联网进行实训，因此，基于 WEB 的 B/S 模式是实现虚拟仿真实训平台的趋势。虚拟实训的实现方法。

虚拟实训实现的相关技术内容包括：建立共享型实训教学资源库、建立共享型数据库、能够支持教师与学生之间的沟通交流、可靠的安全机制、协同虚拟环境实现技术、面向对象编程方法的实现。

在设计虚拟实训室应当考虑如下：（1）虚拟实训室的设计应考虑友好的操作页面并且注重交互性；（2）虚拟实训室系统的运行应遵循安全性和可靠性原则；（3）虚拟实训室的软件系统应具备良好的可拓展性和可维护性，在实训内容发生改变或实训内容有所增加的情况下能方便的做出调整。虚拟仿真实训平台的设计。

3.1 设计原则。

虚拟仿真实训平台设计依据互动性、易用性、实用性、经济性、可拓展性，可维护性的原则来设计。充分结合三维模型构建技术、虚拟仪器技术、实验场景虚拟构建技术、信息安全技术、网站建设技术。虚拟仿真实训平台采用 ASP.NET（C#）语言编写 , 数据库采用 SQLSERVER2005.3.2 总计设计。

虚拟仿真实训平台是基于实训项目系统。WEB 服务器是后台服务器与客户端浏览器之间的桥梁，学生通过浏览器登陆虚拟仿真实训平台，用户认证服务器验证用户身份，颁发在线实训平台网站数字证书。学生通过浏览器请求实训服务 ,WEB 服务器根据请求服务发给虚拟仿真实训服务器，再由实训后台服务执行相应的训练业务逻辑处理。

实训项目数据库服务器用于存储实训项目相关数据、用户使用的信息数据、项目的信息数据、服务器设备的信息数据等实训项目的数据管理工作 , 包括实训项目相关数据的创建、查询、修改等功能。

虚拟仿真实训平台的开发采用 MVC 的设计模式及把业务逻辑层与数据层、表示层分开。系统做到低藕合 , 即某功能模块的业务逻辑发生改变也不会对其它功能模块造成任何影响。系统采用分工协作开发 , 实现系统的快速开发 , 同时系统也达到高稳定性、可扩展性和可维护性的标准。

遵循上述设计原则 , 将虚拟仿真实训平台系统从逻辑上分为门户层、服务应用层、核心服务层、服务支撑层、数据层。

3.3 虚拟仿真实训平台的模块设计。

平台的主要模块及功能如下：

站：包括学院实训信息及动态，实训教学安排情况，各课程的实训内容介绍等信息的发布。

实训教学资源库：包括各课程实训教学资源，包括实训指导书，任务书，具体的实训内容及步骤的文字，视频资源。

实训教学管理：包括实训教学的安排，实训教学计划，实训地点的管理，各实训室的介绍。

实训教学互动答疑：课前课后学生与教师的互动平台，学生可以在此模块下进行提问，教师可以对学生进行辅导答疑。

实训教学效果评估：学生可以通过此模块了解到自己的实训成绩，并且此模块可以通过对学生的实训成绩进行统计与分析，总结出学生掌握实际操作的薄弱环节。结束语。

虚拟仿真实训平台的建设对高职院校的信息化建设的完善有着支撑作用，对高职院校的实训教学的管理以及实训教学水平的提高有着辅助及推动作用。

参考文献：

[1] 蔡卫国.虚拟仿真技术在机械工程试验中的应用 [J].实验技术与管理 ,2011（08）。

[2] 高洪波 , 王凤先基于的虚拟实验系统体系结构设计 [J].河北省科学院学报 ,2003（02）。

汽车虚拟仿真实训室的建设 第3篇

【关键词】实训教学；仿真虚拟实训；教学改革

前 言

国家高度重视职业教育事业发展，职业教育规模不断扩大，对完善我国职业教育结构，服务经济社会等方面发挥了积极作用。但同时，目前我国职业院校办学条件和教学设备供给情况并不是那么尽如人意，“双师型”专业教师数量不足，质量保障体系不够完善，办学机制和教学方法改革有待突破等等问题，严重制约了职业教育快速发展。

加强实训中心装备建设、保证实践教学时间，是满足学生培养目标的前提条件和重要保证。 因而，各职业学校在实训仪器设备和实训教学管理上都加大了资金和人员投入，纷纷建立设备齐全的实训室和实训基地，为实训教学的开展提供基本保障。即便如此，由于经费投入、设备更新换代、场地限制和扩招的原因，很多学校存在实训资源紧张，学生操作技能练习不足等问题，这将大大降低学生的动手能力和就业的竞争力。因此除了传统设备的投入，必须考虑利用虚拟技术来解决当前实训中存在的一些问题。

一、我校实训教学存在的主要问题

1.设备先进性保持时间短

目前，我校实训室中存在的一个突出问题就是硬件条件差，学校教育经费严重不足，有些先进设备学校根本无力购买，生均设备费与教育部的要求相差甚远，生均占有的仪器设备数额少，档次低。结果导致相关课程的实训基本无法开出，有些勉强开出的实训也由于设备数量严重不足满足不了学生动手的需求。同时都是购买了一批设备要使用到设备的报废年限为止，而实际生产企业的设备更新换代很快，这样从学校培养出去的学生并不能够在很短的时间内适应岗位工作的需要。这很难做教育部提到的“基地设备保持同期企业生产使用设备水平，并具有一定的超前性”要求。

2.实训开放性不够

我校要面向学生、企业、社会，开拓实训、培训、科研等全方位的社会服务。实际上学校在满足学生实训的前提下，真正能面向企业、社会开放的时间非常少，这主要是实训资源少、实训基地机制不灵活、基地受时间和空间约束过多等原因造成的

二、仿真虚拟技术概念的提出及应用

技工院校实训存在的问题随着国家对职业教育教学的日益重视，职业教育正在以前所未有的速度向前发展，而实训作为提高学生职业技能的重要手段也越来越多地受到关注，但实训室作为实训教学的重要场所却因为诸多客观条件的制约。建设受到了各方面的限制一方面，每个技工学校都不可能在短时间内建设所需要的所有实训室，而且某些实训室的建设是很困难的：另一方面 ，即使实训室可以建设，又会面临设备更新换代的问题，任何一个实训室都不可能“永葆青春”而仿真虚拟实训进入实训教学将对探索和发展现代教育思想、提高教育技术 、水平、改善实验实训环境、优化教学过程、培养具有创新意识和创新能力的人才产生深远的影响。并将有助于解决某些具有危险性的实训场所不可视、不可摸等的问题，同时，还可以解决技工学校普遍存在的实训设备和场地不足、型号落后、陈旧等问题。

现在汽车技术发展很快，设备的更新永远赶不上实际需要，仿真虚拟技术在实训中得到很广泛的应用价值，相对来说软件的更新要方便的多，投资也小，学生可以通过仿真虚拟技术软件及时了解到新技术、新发展。也有很多实训项目已经有限的使用仿真虚拟技术技术解决了一些实际问题。我们完全可以利用仿真虚拟技术技术中成熟的部分完成对实训的辅助工作。

三、在实训中采用仿真技术的成效

1.仿真实训能解决设备短缺和落后问题

开发和应用虚拟实训室，可以从根本上解决现阶段学校实训教学的主要问题，它提供了型号齐全、用之不竭、永远不会损坏的实训设备，并且可以不断地扩充和发展，虚拟实训室的功能可以随着软件维护的进行而不断进步。利用虚拟现实系统，可以弥补这些方面的不足，学生足不出户便可以做各种各样的实训，获得与真实实训一样的体会，从而丰富感性认识，加深对教学内容的理解，减少经费的投入，并可向网络学院、虚拟教育延伸。

2.仿真实训可以为学院节约资金投入

构建仿真虚拟实训室最主要的投资就是计算机及软件开发费用，大多数学校只要原来的计算机设备上加上合适的软件和较少的硬件就可以构成具有更完善实训设备的现代化实训室。所以，构建虚拟实训室所需投资远远低于实际实训室的投资额。如购买一辆教学用台架、检测设备、整车等，如果初学时就让学生直接在整车上操作，可能出现耗材增加、损坏加剧、浪费材料等现象，甚至因操作失误对学生造成人身危害。引入汽车专业教学仿真虚拟系统进行技能操作，可以大大降低训练的消耗，大大提高了实习效率降低了实习成本。实训所需器材种类和数量不受限制，一旦实训室建立起来了，实训设备取之不尽，用之不竭，同时节省了实训设备更新换代所需的投入，实训设备却能永远保持其先进性、全面性、完整性。由于学生操作的是虚拟设备，所以不存在由于操作失误所引起的实训损耗，省了实训室设备的维修、保养费用。

3.避免真实实训或操作所带来的各种危险

以往对于危险的或对人体健康有危害的实训，一般采用电视录像的方式来取代实训，学生无法直接参与实训，获得感性认识。利用虚拟现实技术进行虚拟实训，则可以免除这种顾虑。学生在虚拟实训环境中，可以放心地去做各种危险的或危害人体的实训。

四、总结

通过仿真技术在汽车实训课程教学中的运用，实现在学生进入实物训练前能够熟练掌握操作的技术规程和操作工艺，为缩短和强化实物操作奠定基础。即在虚拟训练中能够达到既能满足教师演示方便和学生反复训练需要，又能在演练过程中充分在严格的规范约束下进行，诸如零部件认知，熟悉操作技术要领，允许学生在一个对实物不造成影响或不受场地等限制的环境下进行，反复的认识、理解、训练，掌握到一定程度后再到实物上进行训练，由于掌握了操作的规范性要求和基本技术要求，转到实物训练后可主要进行直观性和熟练程度的训练，可以大大缩短实物训练的周期，提高实物教学设备利用率。由于学生基本掌握了训练的规范性要求，在实物训练中大大减少非正常耗损，有效解决了办学条件和教育资源还相对存在某些匮乏和不足所带来对实训教学效果的影响。

参考文献：

[1]毛叔平.仿真模拟实训共建的建设和应用中国职业技术教育，总第298期

[2]杜敏.浅议中职实训教学.论坛·教学研究，2007 8 38页

[3]生产实训全场景仿真技术研究大连理工大学.硕士论文

[4]李妍，崔永利.仿真技术在实践教学中的应用与研究信息技术，2006年第11期P：107—111

虚拟仿真实训平台在实践教学的应用 第4篇

随着互联网技术及虚拟仿真技术的飞速发展, 虚拟仿真实训平台平台这一教育资源也逐渐受到了教育界人士的青睐。目前国内投入运营的虚拟仿真实训平台平台屈指可数, 以西南交通大学龙绪明教授为例, 其率领团队开发的《SMT虚拟实践平台》已于2015年初完成, 目前被西南交通大学、北京理工学院使用;辽宁省交通高等专科学校的《地铁线路控制虚拟仿真》也在轨道交通工程系的实训课程中使用。这些虚拟教学手段的使用在教学过程中改善了教学效果。

2虚拟仿真实训平台的特点

2.1可制定“理、虚、实”一体化的实践教学计划, 将虚拟仿真训练有效的应用于实践教学环节中

原有的“理-实”教学模式是利用现有的实验实训教学环境结合理论内容来进行教学, 实践教学过程中, 受到实验实训环境不完善、实验耗材昂贵、实验实训环境安全隐患等诸多因素制约, 影响了实训的效果, 不能达到职业教育对实践教学的要求。在融入了虚拟仿真实训平台基地环境之后, 很大程度上解决了上述问题, 并且可以在任何时间、地点、终端的情况下进行实践训练, 构建出“理、虚、实”一体化的实践教学模式, 切实提升学生的实践动手能力。

2.2可设计小概率事件训练方案, 在虚拟环境中反复训练学生解决实际生产操作中所出现的故障、问题, 避免学生在真实生产中误操作导致安全事故

电气设备、机械设备对操作者的熟练程度要求比较高, 在不熟悉设备的情况下往往会面临高电压、高温度的危险, 误操作会导致操作者的受伤或生产企业的损失。虚拟仿真实训平台应用于实践教学, 将让学生在面对真实设备前, 实现对设备的原理、设备的外观、操作方法、注意事项、小概率事件及维修保养等各个生产环节的熟练掌握, 最大程度为学生提供安全保障。

3虚拟仿真实训平台应用研究的必要性

2016年底, 辽宁省教育厅将对开发的七个虚拟仿真实训平台基地进行验收, 虚拟仿真实训平台基地即将投入运营, 如何充分利用虚拟仿真实训平台平台, 发挥其在实践教学中的作用, 真正实现“理、虚、实教学一体化”的问题已迫在眉睫。

通过本文的探讨, 为虚拟仿真实训平台基地的开发注入新的思路, 并为虚拟仿真实训平台基地的合理使用提供理论依据;丰富虚拟仿真实训平台基地平台的应用及推广体系, 为虚拟仿真实训平台平台的应用和推广提供更多建设性的可操作方案。

通过对照传统实训基地教学模式, 充分发掘虚拟仿真实训平台基地的教学优势, 创建以虚拟仿真实训平台为主体的实践教学模式;利用虚拟仿真技术完善传统实践教学环节, 构建科学合理的“理、虚、实”一体化实践教学体系。

4虚拟仿真实训平台应用研究的方法

虚拟仿真实训平台应用的研究服务与实践教学, 最终目的是为了实现学生从校门到企业的无缝对接。虚拟仿真实训平台基地在实践教学环节中的应用切实遵循高职学生的层次特点和学习兴趣, 最终引导学生充分利用虚拟仿真实训平台基地资源, 掌握职业技能。

因此, 明确学生的学习特点和学习兴趣是基础。在掌握学生学习特点的基础上, 归纳传统的生产实训和虚拟仿真实训平台各自的特点, 并对这两类实训教学手段的优缺点进行比较和总结;研究目前已投入教学的虚拟仿真实训平台的使用情况, 扬长避短;选用一部分学生提前试用虚拟仿真实训平台, 总结其使用感受, 并反馈到虚拟实训在今后的应用中。

具体研究方法如图1所示。

5虚拟仿真实训平台在实践教学中应用的优势和不足

根据已投入实践教学的虚拟仿真实训平台的应用情况来看, 虚拟仿真实训平台具备以下的优势:

5.1创建沉浸式的仿真生产体验, 极大提升学生的学习兴趣, 养成自主学习的习惯

兴趣是学习动力的根本, 虚拟仿真实训平台平台可以采用第一视角模式, 以游戏环节带入, 操作细节真实清晰, 学生可24小时全天候登陆系统进行学习, 自主沉浸在虚拟仿真的生产环境中, 体验生产、安装、维修过程, 切实的提升了学习效率和效果。

5.2利用虚拟仿真生产环境, 规范操作流程, 养成良好的标准化生产习惯

通过虚拟仿真实训平台的应用, 学生可以在网络平台上学习规范的任务流程、生产工艺及设备操作方法, 避免了不同教师差别教学的情况, 引领学生养成标准化操作的良好习惯。

5.3建立校企联合培养的纽带, 形成企业需求和学生成长相互反馈的机制, 为今后校企合作模式开辟新道路

虚拟仿真实训平台基地中岗位的设定完全遵循企业实际用工要求, 学生通过角色的体验可以明确学习方向;学生在虚拟仿真实训平台平台中关于设备操作和维护的成绩也可以转换为企业认可的证书, 提升就业竞争力。

但在具体的应用过程中也体现出一些问题, 具体问题如下:

(1) 推广速度、覆盖院校范围不尽如意;

(2) 部分学校计算机设备老旧、网络资源匮乏, 虚拟平台运行速度较慢;

(3) 虚拟仿真实训平台平台使用频率较低, 平台资源没有得到充分利用。

综上, 虚拟仿真实训平台在实践教学中的优势非常明显, 虚拟教学环境的应用更适应时代发展的潮流, 更能满足现代学生学习的需要。目前虚拟仿真实训平台平台在实践教学中的应用还处在起步阶段, 我们还需要进一步深入研究、探索出一条充分发挥其作用的路来。

摘要：2015年8月, 辽宁省教育厅批复建设信息技术类、机械加工类、交通运输类等七大类虚拟仿真实训平台基地的建设。目前, 七个虚拟仿真实训平台基地建设已经接近尾声, 即将进入教学环节服务省内广大师生。虚拟仿真实训平台是利用虚拟现实技术、网络技术、计算机技术, 仿真或虚构某些情境, 供学生观察、操作、建构其中的对象, 使他们获得类似真实的体验, 从而更牢固地掌握知识理论体系或者获得某种技能的资源。

虚拟仿真实训平台 第5篇

【摘 要】文章主要探讨了新形势下虚拟仿真模拟实训在大学生创新能力培养中的应用模式和实际应用效果，为探索高校文科在虚拟仿真实训方面的新模式，推进文科实训教学创新做出一份贡献。

【关键词】虚拟仿真模拟;实训;大学生;实践能力

一、虚拟仿真模拟实训的实践模式

首先，利用实训室的商业银行软件进行模拟实训，熟悉和掌握在虚拟情境中关于商业银行业务流程的简单模仿。即由教师建立一个模拟的商业银行实验项目，并为该实验项目配置实验环境，设置实验参数，统一控制实验进程。

学生在教师搭建的商业银行实验环境中，通过扮演综合角色、柜员角色来开展各项个人业务（存款业务、银行卡业务、贷款业务、汇款业务、外汇业务、代理业务）、对公业务（存款业务、贷款业务、人民币支付结算服务业务）。在学生开始实验操作之前，首先由扮演综合角色的学生进行实验准备工作，然后由扮演柜员角色的学生，添加个人客户或企业客户，并向银行提交相关的个人业务或对公业务办理申请，由一般柜员或综合柜员相互协作受理各项业务。通过软件操作，学生可以体验真正的商业银行业务流程。

其次，老师带领学生筹建简易实景仿真的小微银行，强化字符的输入速度，强化了传票算的能力，并在实景中进行点钞技术的观摩学习培训。

再次，通过校内外比赛的形式来展示成果，实现以赛促教，以赛促学，以赛促改，以赛促建，全面提升金融专业人才培养水平，最大程度的实现与企业需求的无缝对接。

总之，通过虚拟模拟和实景实训教学的结合不仅可以将银行从业全过程知识点和流程串起来，形成有机整体，同时可以通过比赛的成果展示，使学生的兴趣倍增;通过实训不仅可以使同学们掌握扎实的理论知识，而且能真实有效的锻炼大学生的实际动手操作能力和沟通营销能力，使同学们真正成为具备夯实的理论功底和实际动手能力、分析能力、解决问题能力和团队协作意识的综合性金融人才，尽力实现人才培养与企业需求的对接。

二、虚拟仿真模拟实训的特色与创新

（一）实训目标的明确性。虚拟仿真模拟实训的目标第一层面是实现以训促教，以训促学，以训促改，以训促建，全面提升金融专业人才培养水平。第二层面是为那些毕业后有意愿去银行工作的同学提供考试进入的训练平台和面试资本，同时实现了提升金融企业的人才素质之目的。

（二）训练方法和内容的多样性。本项目改变了单一的以单纯的软件模拟为主的实训方法，它通过整合资源，将现实情境与虚拟情境结合在一起进行训练，既训练了银行业务流程，又训练了会计理财能力以及点钞、传票算、字符输入等业务技能。

（三）训练体系的完整性。不仅依靠软件实训掌握了银行业务流程，也能通过实际动手训练，掌握点钞、传票算、字符输入等业务技能，完成银行业务能力的完整训练体系搭建。

（四）训练对象的扩大性。不仅能够训练财会、金融专业的学生，也可以面向全校各个专业有意愿去银行就业的学生进行开放训练;

（五）考核方法的科学性。目前大部分模拟实训课都采用考查课的办法，不管训练效果如何，都评为合格。本训练成绩考核标准是老师按实训操作过程和效果来给成绩。具体做法是：（1）软件业务流程训练40%，该部分成绩由软件自动评定，需要老师按比例处理。（2）受理业务和处理业务态度表现占20%，该部分成绩由客户“满意度”来认定。（3）银行盈利水平点钞速度和正确度30%，这部分通过比赛，公开给出。（4）剩余10%则根据学生的出缺勤情况由实训室指导教师评定。这种考核方式摒弃了太多的主观因素，比较科学，做到了“分层次、递进式、不断线”，打破了各法学课程相互独立、自成体系训练的旧框框，使各门法学课程融会贯通，建立了一个适合不同专业学生的实训模式。

三、虚拟仿真模拟实训的目的

（一）养成良好的商业银行职业习惯。虚拟仿真模拟实训是通过构建仿真的环境、按实际商业银行工作的操作规范和业务流程设置仿真的岗位，通过角色扮演、协同工作以及角色轮换，让学生从大体上了解银行相关岗位所需的技能，同时使学生在校期间就养成按商业银行业务流程和规定实施内部控制、防范风险的良好职业习惯。

（二）体现以就业为导向的岗位实训模式。该实训可将实际工作过程与项目教学法、任务驱动教学法、案例教学法、研究式协作学习法有机结合，形成以就业为导向的岗位实训模式。

（三）突显与现实工作的零距离。它开阔学生视野，扩大知识领域，改善学习环境，使学生通过实践提高适应商业银行工作的综合素质，深切感受金融理论对实践的指导意义，从而深刻领悟实践与理论相结合所带来的成就与意义，凸显了与现实工作的零距离。

（四）提升学生综合就业能力。通过体验式实践演练和模拟，加强学生创造能力的培养，学会在实践中发现问题、提炼问题，概括问题、解决问题的综合实力。

四、虚拟仿真模拟实训的效果

（一）学生可以通过虚拟仿真模拟系统将所学的银行理论知识与现代商业银行业务管理系统相结合，通过对本系统的模拟实训操作，充分理解所学的银行理论知识与实际应用系统的联系。

（二）学生可以通过实训更好地理解现代商业银行综合业务系统中核心会计，即并账制。核心会计系统代表了先进银行系统的一个主要特点，也是目前国内商业银行系统发展的一个新趋势。把传统会计系统的一些功能包括对公业务和各业务帐户的明细核算分散到各个应用中去，不以公、私业务及业务部门来划分系统，加强会计的分析管理功能，将大会计系统转为总帐系统，将核算会计向管理会计过渡。

（三）学生通过实训可以模拟操作银行业务，达到身临其境地体验银行各类角色的效果。学生可以扮演银行实际工作中的各种特定角色（如会计、储蓄、出纳、贷款、报表管理、综合查询、个人客户、企业客户等），通过联机交易，分工体验到银行的实际业务环境，从信息化的高度全面把握银行的业务流程，达到现代化商业银行从业人员所具备的高素质。

旅游虚拟仿真在实训设计中的应用 第6篇

实训项目的规划

面向的职业岗位 通过旅游服务与管理专业人才需求调研，本校对这一专业的职业能力进行了分析，表一为本校培养的专业方向以及所面向的职业岗位。

专业培养目标的确定 本校旅游服务与管理专业培养目标如下：本专业坚持立德树人，面向旅行社、酒店、旅游景区、展览场馆、文博院馆、旅游信息咨询中心等企业，培养从事旅行社服务、酒店服务及其他旅游企业服务工作，德智体美全面发展的高素质劳动者和技术型人才。

专业实训项目的设立 依据旅游服务与管理专业所面向的岗位以及本专业培养目标，本校设立了校内或校外实训基地。那么如何通过专业实训项目以及综合实训，增强学生对旅游行业的认识？如何使学生提高本行业技能？如何培养学生本行业职业道德，以及如何增强学生之间的协作能力，提高学生对于工作的责任意识？综合以上问题，本校规划了主要的校内外旅游服务与管理专业实训项目，具体包括：校内专业实训项目（含模拟导游实训；旅行社计调、外联服务实训；旅行社服务网点服务实训），校外专业实训项目（旅行社实训；景区实训）。

实训项目的设计

技能训练设计 本校旅游服务与管理专业技能包括：普通话表达技能、综合才艺表演技能、旅行社接待技能、饭店迎宾和接待技能、景点讲解技能、景点（区）服务技能、导游全陪和地陪技能、旅行社计调技能、饭店服务技能、以及康乐技能和茶艺技能等。针对这些技能设计的训练，包括见习、本专业校内实训和校外实训基地顶岗实习等。在实际教育教学过程中，本校通过组织汇通校园文化艺术节、组织校园参观引导和讲解、组织参加旅游技能大赛等项目带动技能训练，使其达到辅助技能训练的目的。

任务实训设计 在教育教学过程中，通过设置不同的实训任务，对学生进行实训，达到教学目的。本校任务实训需要采用提出实训任务，分析实训任务，完成实训任务的模式对学生进行实训。比如，设计游客预定任务、分析游客预定任务、完成游客预定的任务。

项目实训设计 项目实训可以采用多种实训方法和多种实训手段相结合。本校采用旅游虚拟仿真，设置模拟导游全景进行项目实训设计，具体项目实训包括：旅游虚拟仿真下的自然景观项目实训、人文景观项目实训以及其他定制虚拟仿真项目实训，通过虚拟仿真可以再现景区全貌，从而使实训项目更加直观，实训内容更加具体明细，让学生感受到实训岗位的具体要求。

岗位实训设计 针对于本专业面向的岗位，本校从旅行社角度模拟旅行社经理、旅行社计调员、旅行社财务、旅行社前台、旅行社导游员以及游客等角色进行岗位实训设计。为了使学生全面了解和掌握旅行社的业务操作和经营管理技能，本校在岗位实训中，模拟了各项实际业务，设计了各岗位综合实训流程。如表二：岗位实训流程图举例。

实训设备的配备

本校本专业配备校内实训室和校外实训基地。实训实习环境具有真实性或仿真性，具备教学、实训、展示、社会服务等多项功能。本校通过校企共建模拟仿真旅行社，配备曲靖旅游景点模拟导游室，为学生开展旅游组团、导游等服务。根据本校旅游服务与管理专业课程设置，校内实训配备了3D数字化模拟导游综合教学实训室、旅行社计调-外联服务实训室、餐饮实训室、客房实训室等。实训室主要工具设备配置如表三，通过这个表可以看出旅游虚拟仿真实训与传统实训室在配置上的区别。

旅游虚拟仿真应用

本校3D数字化模拟导游综合教学实训室在旅游服务与管理专业的应用，可以使实训实习环境更加具有真实性和仿真性。这个虚拟仿真同时具备教学应用、实训实习、导游展示以及社会服务等多种应用功能。使用旅游虚拟仿真可以提高旅游服务与管理专业的教学效率，声光电和虚拟技术的使用增强了教学效果，立体投影把自然风光、人文景观、以及其他旅游景点等真实而清晰地展现在参与实习实训的师生面前，学生通过虚拟训练，大大提高了对本专业教学内容的了解和掌握。通过虚拟仿真也降低了实际的教学成本支出，同时提高了学生的综合专业素质。

结束语

在面向职业岗位和本专业培养目标基础上，规划设立了本校本专业实训项目，设计了技能训练、任务实训、项目实训、岗位实训等具体实训设计。通过使用旅游虚拟仿真实训设计满足了本校校内、校外旅游服务与管理专业实训项目的实际需求，建立了旅游虚拟仿真知识库，以此作为虚拟导游行为教学模型，大大提高了实训质量、降低了实训成本、减轻了实习风险，这对其他中等职业学校旅游服务与管理专业的实训设计有较高的参考价值。

虚拟仿真实训平台 第7篇

虚拟实验的概念于1989年由美国弗吉尼亚大学的威廉, 沃尔夫 (Wiliam Waif) 教授最先提出, 它是在虚拟现实技术的基础上产生和发展起来的, 是对真实实验进行模拟或再现的一种实验模式。虚拟实验的组成包括由计算机系统生成的实验室环境、虚拟的实验仪器以及虚拟资源等[1]。在虚拟实验中, 学习者将不受时空限制, 可以随时随地的进入虚拟实验系统, 通过键盘、鼠标、数据手套等交互设备与虚拟实验系统中的虚拟仪器进行交互, 来完成与真实实验一样的各种实验操作过程, 从实验内容的角度看, 虚拟实验可以是某真实实验的再现, 也可以是现实中不不能完成的实验的模拟[2]。

近年来化工装备学科仪器设备价格居高不下, 催生了虚拟化工3D实训平台的发展。但是在教学应用过程中也出现了许多问题, 主要是没有彻底厘清虚拟实验的技术本质, 以及技术优势。虚拟实验的技术本质是虚拟现实技术, 而虚拟现实技术的优势在于情景融合与再现, 以及人机交互, 而不是人与人之间的交互协作情感培养。总之, 就是以训练个人技术能力分、丰富个人的交互体验为主, 不宜培养个人的社会性情商素质。

二、虚拟现实技术在教育教学中的应用

虚拟现实的三个突出优势:第一, 虚拟昂贵实验设备仪器趣味性;第二, 虚拟娱乐节目的美学艺术性;第三, 虚拟科幻事物引导思维的交互性;因此, 我们在3D化工实训仿真平台的建设上, 以及教育教学应用上, 应该侧重于提高学生的学习兴趣与审美情趣, 以及实验交互的沉浸式感受性, 而不是寄希望于虚拟实训平台协作完成实验, 并同时培养团队实验数据分析。因为这种需求只是实训平台仿真的副产品。

三、在电视艺术学科中的应用

虚拟演播室系统 (Virtual Studio System) 是随着计算机技术的飞速发展和色键技术的不断改进而出现的一种新的电视节目制作系统。它是利用计算机图形技术搭建的虚拟场景来替代传统演播室的真实布景, 在节目制作中把真实人物和虚拟场景交互沟通的演播室应用技术[2]。在新闻直播中有其独特的优势, 在场景设计方面, 可以根据节目风格及一些特殊事件的要求充分发挥想象力, 为每一个节目量身定做个性场景, 避免以往新闻节目直播时单一的直播场景;将虚拟演播室技术应用于实验室节目制作中成本低、效果好、节目制作灵活、效率高。可以说虚拟演播室技术打破了一个演播室只具备制作几种节目的限制, 也将实验室的利用率提高到一个新高度[3]。

四、在儿童教育学心理学中的应用

在特殊教育领域, 听力障碍儿童的语言发展往往也同时滞后, 需要特殊教育领域的专家与教师与之及时沟通、帮助、矫正与训练。但是人力物力资源稀缺, 很多事情需要人力资源大量投入时间守候这些“来自星星的孩子”, 虚拟现实技术的交互性就恰恰就可以满足这种需要, 虚拟设备可以虚拟各种场景锻炼儿童的听力以及语言表达能力。再如普通话的推广。继续推行和普及普通话, 是新时期语言文字工作的重要任务之一[4]。因此, 在儿童阶段利用徐虚拟设备不但可以矫正儿童普通话发音, 还可以消除方言歧视。方言歧视是方言对人物形象塑造的又一负面影响, 造成这种现象是文化差异导致的, 并不存在特定某一方言的歧视, 而有些影视作品仅仅是为了追求娱乐效果, 而由于惯性才长期将河南话应用到一些反面角色中[5]。

五、化工3D虚拟仿真实训平台设计的具体实施建议

因此, 化工虚拟现实实验平台的设计就一定应该充分发挥虚拟现实技术的三大优势。我们开发的平台应该具有以下作用与功能。

1. 分析真实实验与虚拟实验的特点, 寻找将两者优势结合的方法。

2. 以Unity3D技术为例, 实现化工设备仿真现实的关键操作部分。

3. 从实际系统应用出发, 寻求众多增强现实实现交互方式中的创新。

4. 研究增强现实系统的难点:实时交互, 利用区域响应技术来实现虚拟世界与真实世界的实时交互。

总之, 3D化工实训仿真平台在教育教学应用上, 应该侧重于提高学生的学习兴趣与审美情趣, 以及实验交互的沉浸式感受性, 而不是寄希望于虚拟实训平台协作完成实验, 并同时培养团队精神[6]。把凯撒的东西还给凯撒, 社会性行为的培养应该还给社会、学校、老师和同学, 团队精神应该在实践中由众多队友沟通完成, 而不是借助设备虚拟交流与操作来完成。因为, 情感培养只是化工实训平台仿真的副产品[7]。

摘要：实验教学一直以来在教学中都起着极其重要的作用, 但由于我国人口多、底子薄, 致使实验器材紧缺, 它也成为教学和学习中最薄弱的环节。随着虚拟现实技术的出现, 为实验教学提供了新的思路。统计结果表明, 近年来国内外虚拟实验教学软件都得到了长足的发展, 但是化工虚拟3D仿真实训平台仍然存在着一些本质的缺陷, 虚拟实验系统难以实现复杂教育教学协作交互。

关键词：虚拟实验,Unity3D,虚拟现实

参考文献

[1]朱柱.基于Unity3D的虚拟实验系统设计与应用研究[D].华中师范大学, 2012.

[2]于宝莹.新闻网站虚拟直播技术在传媒实践教学中的应用[J].新闻界, 2010, 06:182-183.

[3]李刚.化学虚拟实验的人机交互设计与研究[D].西北师范大学, 2012.

[4]于宝莹.论推广普通话与方言节目的关系[J].语文建设, 2013, 26:61-62.

[5]于宝莹.影视作品用方言塑造人物形象的意义[J].语文建设, 2013, 23:64

[6]孙亚茹.论《中国达人秀》的侧幕主持艺术[J].中国报业, 2012, 10

虚拟仿真实训平台 第8篇

一、实训教学使用虚拟仿真技术的必要性

要真正做到使职业学校培养的学生与企业需求零距离, 就必须改革人才培养方案, 教学内容要贴近企业岗位需求, 加大实训时间, 且实训内容要模拟企业工作过程。但是目前职业学校在加大实训时间和模拟工作过程方面存在很大的困难, 原因在于: (1) 近几年职校规模不断扩大, 特别是制造加工类专业在校生比例更高, 而加工制造类专业的实训设备一般价格比较昂贵, 以职校的财力是无法保证购置满足实训需求的设备数量的。 (2) 制造类设备一般比较庞大, 所以要求的场地也很大, 职校要建立完善的实训基地也存在困难。 (3) 加工制造类科技发展很快, 现使用的专业教材相对略显滞后, 各职业学校添置的实训设备也不可能经常性地升级更换, 所以从教材内容到实训设备都无法一直保持和技术发展相适应。 (4) 目前职校的专业教师大多没有经历过企业生产一线的工作实践, 所以无法接触到企业的实际工业案例, 更别说引入到学校的专业教学中, 所以学生在校内实训的内容往往是基础性的或者是由设备限定的。 (5) 加工制造类的实训设备一般功率较大, 校内实训耗电大、材料损耗大、设备维护费用高等, 所以学校的实训经费压力也较大。 (6) 有些专业课程技术性较强, 许多知识看不见、摸不着, 传统的教学方法以讲解、做题、画图、演示性实验等为主, 学生接受起来有一定的难度, 学生需要通过生产性的实训来掌握技能、获得知识。

为了能有效地解决以上问题, 学校可以在机械、机电专业等工科类专业实训过程中, 充分应用虚拟仿真技术, 来提升实训质量, 借助各种虚拟软件、仿真设备, 将抽象的过程形象化。如, 张家港某职业学校近年来添置了上海宇龙数控仿真软件、美国PTC参数技术公司的Pro/engineer (普鲁易) 三维建模设计软件、电工电子类PCV印刷电路板设计软件等虚拟仿真教学软件, 充分利用虚拟软件易学易用、有强大的交互能力等特点, 提高教学效率。同时, 还与上海厚载智能科技有限公司校企共建 (西马特) 数控车仿真理实一体化实训室;与美国参数技术 (上海) 软件有限公司、南京培杉软件科技有限公司共建数字化设计与制造校内实训基地等, 将仿真教学穿插于技能实训教学过程中, 来提高学生的动手能力, 实现校内实训教学与企业岗位对接的零距离, 使学生进入岗位后能很快适应企业生产需要, 实现人才培养的新突破。

二、实训教学使用虚拟仿真技术的实用性

在技能训练和教学活动中广泛应用虚拟软件和仿真实训设备, 在一定程度上弥补了技能实训设施设备不足的欠缺。各学校都非常重视实训设施设备的投入, 但相对于实训教学的需要, 仍远远不够, 使用虚拟仿真技术替代设施设备进行训练, 待练习到一定程度后再改用生产设备训练, 或者生产设备训练与仿真训练交替进行, 可以最大限度地加大学生的实训时间, 帮助学生在技能上熟能生巧, 同时借助于仿真软件, 可以满足教学中的个性化需求, 实现与企业实际生产的接轨。

比如, 在机电专业教学与实训过程中, 教师根据银行自动存取款机的描述及具体要求, 利用单片机仿真实训平台中的相关模块及元件, 模拟一台银行自动存取款机控制器;再如, 根据双色球包装演示系统的背景描述及其控制装置的具体要求, 借助机电一体化组装与调试仿真实训设备, 搭建双色球包装演示系统, 并进行模拟生产;利用电气安装仿真实训设备, 教师设计一个工作间电气安装工程施工单, 学生在仿真设备上模拟施工, 完成配电装置和照明的安排等。再比如, 在数控专业教学过程中, 学校借助数控模拟软件和数控仿真实训室, 首先安排学生利用宇龙数控虚拟软件进行模拟操作, 让每个学生都有充足的时间来学会编程、操作方法, 为下一步的实际操作也做好准备。在此基础上, 安排学生到数控仿真实训室进行实训练习, 进行理论与实践的“学做合一”初、中级学习。因为一些数控系列小型机床的操作方法、编程原理与普通型数控机床原理和方法一样, 学生通过对小型数控机床的学习与操作, 能很快掌握数控操作要领, 从而大大提高了学生的操作水平。同时, 在数控仿真实训室进行实训的材料可以是铝棒、塑料件, 这大大节约了实训的成本, 但取得的效果却和学生在生产大机床上用钢件实训的效果是一样的。经过在数控仿真实训室实习以后, 学生的技能操作水平达到中级水准, 然后, 再组织学生进入校内实训车间进行生产性实训, 进一步提高操作技能, 达到高级工及以上的技能操作水平。

三、实训教学使用虚拟仿真技术的实效性

1.借助虚拟软件和仿真设备, 学校减少了资金的投入, 充分利用了有限资源, 提高了实训的实效。以往, 学校机械专业学生人数比较多, 虽然学校的数控设备也很多, 但要使实践性教学的课时比例达到50%还是有一定的难度。通过虚拟技术和仿真设备的运用, 保证了学生有50%以上实践性教学课时的学习时间。虚拟仿真技术的应用, 也可以加快学校教学改革的步伐, 便于学校形成“做学教合一”实训教学改革新模式:学生的实训过程通过任务的布置 (学) —学生的操作 (做) —教师的讲解 (教) —学生的检验修改应用—师生总结等环节实施, 学生在学习专业基础理论知识的同时又可以进行技能操作训练, 有效地避免了理论学习内容与实训教学内容两张皮的现象。

2.虚拟仿真技术在教学中的运用, 调动了学生的学习积极性, 提高了学生的技能水平。学生真正学到技能, 毕业生成为企业的抢手货, 受到用人单位的欢迎。

3.虚拟仿真技术在教学中的运用, 促进了教师队伍的快速成长。比如, 通过与企业合作开发虚拟仿真软件, 可以提升教师的专业水平和实践水平。

随着科学技术的不断发展, 有着沉浸性、交互性和构想性的虚拟仿真技术带来了教学改革发展的新革命, 让我们在实训教学过程中实现了教学内容的变革, 教学方式的创新, 教学质量的提升。我们相信, 虚拟仿真技术会让我们获得更多发展, 获得更大的超越!让我们充分享受这一革命带来的变化吧!

作者简介:朱劲松, 高级讲师, 江苏省张家港职业教育中心校副校长, 江苏省首批领军人才, 研究专长:职业教育实训教学管理研究, 校企合作机制研究。

摘要：伴随着科技的发展, 越来越多的教学虚拟仿真软件被开发。在实训教学过程中, 充分、广泛地利用各种虚拟仿真技术, 在节约实训成本的同时, 又保证了实训教学的质量, 促进了教师的发展, 保障了更多学生得到学习, 让更多学生的技能水平得到提高。

职业教育要谨防虚拟仿真实训的泛化 第9篇

关键词：职业教育,虚拟仿真实训,泛化

近年来, 由于信息技术的快速发展, 教育行政部门的大力倡导, 基层学校的积极实践, 虚拟仿真实训在职业教育中得到广泛应用, 如数控技术、电焊技术、机械车削技术、电工电子技术、食品加工技术、服装设计、制冷故障分析技术、汽车维修技术、船舶驾驶技术等, 都尝试并运行虚拟仿真实训的技术和方法, 有的学校甚至连针灸、插花、蔬菜嫁接、幼儿护理等专业也都开发出相应的虚拟仿真实训软件并付诸实践。整个职业教育界, 大有虚拟仿真实训部分替代或基本取代实际操作训练的态势, 呈现出一种危险的泛化倾向。

一、虚拟仿真实训概念的界定

在中国知网, 用“虚拟仿真实训”作为关键词进行检索, 可以找到900多条结果, 但是900多条结果中找不到“虚拟仿真实训”的定义, 其中较多的结果是关于资源、系统、软件开发的, 也有关于模式构建和应用研究的。尽管理论专家、行业专家和教学专家都未给虚拟仿真实训进行明确定义, 但是关于虚拟仿真实训的特性却十分清晰, 认为“虚拟仿真实训”具有多感知性、沉浸性、互动性和构想性。

关于虚拟仿真实训概念的理解, 笔者认为可以参照严中华对虚拟教学所做的描述①, 认为虚拟教学以“假”代“真”, 为学生提供仿真的实践环境, 使学生在生产组织、工艺程序、现场技术等方面得到训练, 学生在模拟的工作岗位上扮演职业角色, 从而达到走上工作岗位后的“零适应期”目标。学生在其中可经历全部工作过程, 弄清其各环节之间的联系, 又不必承担任何风险。虽然模拟教学是在一个虚拟的环境中进行的, 但教学过程的重点仍是强调行动的完整性, 是基于行动导向的一个教学过程。本文所指的“虚拟仿真实训”, 既包括模拟仿真和虚拟现实技术, 又包括虚拟实验和虚拟教学方法, 是和“实际操作实训”相对应的话语。

二、虚拟仿真实训泛化的表现

(一) 认识上存在误区, 以为虚拟仿真实训无所不好、无所不能

关于虚拟仿真实训的优越性已经被过度挖掘, 不再一一赘述。虚拟仿真实训固然能回避、缓解、部分化解实际操作实训中存在的问题, 但是, 就像一枚硬币有正反两面一样, 虚拟仿真实训也不是十全十美的, 也存在难以克服的矛盾和问题。在职业教育的实践中, 由于组织者和实践者的主观倾向性、选择性和过滤性, 往往只关注了虚拟仿真实训的优势。比如, 有人认为对于实践教学而言, 不同层次的实践教学可以用不同层次的虚拟仿真技术进行模拟。专业基础课程的实践教学可以使用简单、高效、成本低廉的传统仿真技术, 对于专业核心课程的实践教学或综合性实验, 可以采用虚拟现实系统或借助3D打印技术②。这种以为虚拟仿真实训能包打一切的认识是虚拟仿真实训泛化的思想根源。

(二) “计算机+软件”成为实训的通用模式

当前, 无论是高职还是中职, 虚拟仿真实训均大行其道, 表现在两个方面:一是无论教育主管部门、学校, 还是教师、学生都对虚拟仿真实训关爱有加。一时间, 微课比赛、信息化大赛、软件评比等与虚拟仿真实训相关的赛事此起彼伏。事关虚拟仿真实训的专项建设和检查评估更是层出不穷。催生了大量虚拟仿真实训平台、虚拟仿真实训软件、虚拟仿真实训典型和技术能手。二是无论什么专业、什么课程、什么项目都一窝蜂地实施虚拟仿真实训, “计算机+软件”仿佛成了实训的代名词, 好像哪所学校、哪位教师不用虚拟手段进行实训就落伍了。

三、虚拟仿真实训泛化的动力分析

(一) 信息技术的快速发展

如今以云计算、大数据、物联网、移动互联网和3D打印技术为代表的信息技术已全面渗透到职业教育的各个层次、各个方面、各个环节。教育部科技司副司长雷朝滋说:“教育信息化就是‘互联网+’在教育领域的具体体现。”“互联网+”的本质不是取代而是提升, 就像“互联网+超市”催生了电商, “互联网+银行”催生了支付宝一样, “互联网+课堂”催生了微课, 而“互联网+实训”使虚拟仿真实训得到大发展。

(二) 政府或教育行政部门的倡导

2006年, 教育部《关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》 (〔2006〕16号) 指出:“要充分利用现代信息技术, 开发虚拟工厂、虚拟车间、虚拟工艺、虚拟实验。”2008年, 教育部《关于进一步深化中等职业教育教学改革的若干意见》 (〔2008〕8号) 指出:“大力推动仿真、多媒体课件等数字化资源开发。”2010年, 《国家中长期教育改革和发展规划纲要 (2010—2020年) 》提出:“信息技术对教育发展具有革命性影响, 必须予以高度重视。”2014年, 国务院《关于加快发展现代职业教育的决定》 (国发〔2014〕19号) 要求:“支持与专业课程配套的虚拟仿真实训系统开发与应用。推广教学过程与生产过程实时互动的远程教学。”一系列文件的出台给虚拟仿真实训指明了方向、增加了底气、提供了动力。在政策的引导激励下, 虚拟仿真实训在平台建设、师资建设、资源建设等方面得到全面、快速的发展。

(三) 职业学校的积极实践

1. 学校对虚拟仿真实训倍加推崇

实际操作训练是培养技术技能型人才的必经之路和根本保证。职业学校在组织实训教学和训练时面临一系列问题, 如设备昂贵、设备设施维护费用高、材料消耗多、管理难度大等。对职业学校来说, 实训不搞不行, 但是如何对实训进行管理是一个难题。以数控机床培养高级操作工为例, 一些职业学院因为缺乏资金, 教学和实训采用价格为几千元的小型教学设备, 其精度、控制系统等都与目前国内数控机床企业采用过百万元的设备有巨大差距, 毕业生到了企业连更高层次的设备都没见过, 培养效果可想而知③。职业学校的实训管理容易出现“一放就乱、一管就死”的尴尬局面。“虚拟仿真实训”的出现好像一下子解决了学校实训管理的难题。虚拟仿真技术在实训教学中的应用解决了危险系数大、费用高、小概率事件再现、环境污染等多项实际操作实训中可能出现的问题④。尽管软件开发、采购、维护要产生一定的费用, 但是和实际操作训练的庞大开支相比, 简直是微不足道, 基本实现了“既要马儿跑, 又要马儿少吃草”的目的。而且, 虚拟仿真实训不仅有政策支持, 还披着“信息化”“现代化”的外衣, 学校何乐而不为呢?

2. 教师对虚拟仿真实训情有独钟

开展实际操作训练, 教师工作量大 (课前要做大量的准备工作, 课中要做过细的组织工作, 课后要进行全面的检查评估和反馈) , 安全责任大, 而且要承受噪声、光污染、粉尘、油腻、异味等环境危害。而虚拟仿真实训只要引导学生进入虚拟环境, 动动鼠标、键盘便可完成任务, 而且没有现实中各种各样的安全隐患, 评判和评价也是程序内的事, 省时、省事、高效。

3. 学生对虚拟仿真实训乐此不疲

对实际操作训练, 学生有“三怕”, 即怕苦、怕脏、怕累。而虚拟仿真实训既不需要换工作服, 也不会弄脏手, 更不需要出力流汗, 当然也不需要打扫场地卫生, 完成作业也轻松、愉快, 虚拟仿真实训正中学生下怀。

采用虚拟仿真实训, 尽管也有教师担忧, 也有学生不满, 但是总体来说, 学校、教师、学生喜大于忧。

四、虚拟仿真实训的弊端

(一) 虚拟仿真实训使学校实训基地建设有避实就虚的倾向

和实际操作实训基地相比, 虚拟仿真实训基地有占地小、投资少、见效快、环境好、维护省、更新易等诸多优点, 况且符合上级导向, 师生满意。因此, 对于实训基地建设, 即使花同样的钱, 学校也乐于建造虚拟仿真实训基地, 实际操作实训基地有被弱化的倾向。

(二) 虚拟仿真实训使学生对真实职业情境产生误判

尽管虚拟仿真实训软件竭力贴近职业真实情境, 但是虚拟环境与真实环境之间的差异是永远无法消除的。以车削训练为例, 比较虚拟仿真实训和实际操作实训的差异, 如下表所示。

佐藤学认为, “虚拟”化的学习, 否定并消弭现实、意义与表象的差异, 直面“解体”现实、意义与主体的危险。重重叠叠的复制破坏了学习主体的创造性, 酿成经验的意义与价值的丧失这一根深蒂固的虚无主义。进而, 把“假想现实”所构成的“超现实”的世界作为“现实”的学习, 也许会造成学校教育的核心内容的危机⑤。佐藤学的观点可能有些危言耸听, 但是, 我们难以想象仅仅通过虚拟仿真实训的“车工”到企业会怎么样。

(三) 师生的专业动手能力必然走向弱化

新职业主义认为, 行动体系课程非常关注对在复杂的工作情境中做出判断并采取行动的能力的培养, 以及对解决问题的能力的训练⑥。虚拟仿真实训软件不可能穷尽实际工作中的所有情境, 有些状况是难以预料的。默会知识不是语言和命题所能尽述的, 只能在实践中被展现、被觉察、被意会。许多经验和技巧往往难以表述, 通常通过类似学徒制的言传身教和亲身反复实践来传递⑦。因此, 如果师生长期脱离实际操作实训而热衷虚拟仿真实训, 专业动手能力弱化是必然的。

五、避免虚拟仿真实训泛化的建议

(一) 坚持能实际操作不虚拟的原则, 突出实际操作训练

虚拟仿真实训不能喧宾夺主、本末倒置, 职业学校在组织实训时要分清主次, 坚持“能实际操作不虚拟”原则, 即使采取虚拟仿真实训, 也要让学生在“沉浸”中保持清醒认识。要提供真实的经验, 教学就必须在真实的职业情境中进行。强调职业教育教学环境的真实性, 对学生职业能力的终身发展也有十分重要的意义。只有让学生在真实的职业情境中建构知识, 才易于形成他们在工作中不断学习的能力和习惯。⑧当前, 虚拟仿真实训的泛化, 一个重要的原因还在于我们对计算机的工具性认识不足。

(二) 明确虚拟仿真实训的作用范围

关于虚拟仿真实训如何选题, 教育主管部门应该制定一个指导性的意见, 提供虚拟仿真实训的禁止、许可、鼓励等各个级别的参照标准。

(三) 整合力量提高虚拟仿真实训水平

虚拟仿真实训基地建设、虚拟仿真实训软件开发离不开教师的参与, 但是单纯依靠教师也是勉为其难的。教育主管部门和学校要统筹地区、行业资源, 整合行业学科专家、学校教学专家、软件制作技术专家力量, 发挥规划、资金、信息、技术的合力, 努力提高虚拟仿真实训资源的水平, 使优质教育资源的效能最大化。

虚拟仿真实训作为实际操作实训的辅助手段是必要且有效的, 只要不滥用、不过度, 没有必要因噎废食。

注释

11严中华.职业教育课程开发与实施——基于工作过程系统化的职教课程开发与实施[M].北京:清华大学出版社, 2009.

22 王云鹏.高校虚拟仿真技术应用探析[J].中小企业管理与科技, 2014 (35) .

33 胡艳曦, 曹生立, 刘永红.我国高等职业教育校企合作的瓶颈及对策研究[J].高教探索, 2009 (1) .

44 于双和.应用虚拟仿真技术, 推动职教实训改革[J].中国教育信息化·高教职教, 2009 (8) .

55 佐藤学.课程与教师[M].北京:教育科学出版社, 2003.

66 姜大源.当代德国职业教育主流教学思想研究——理论、实践与创新[M].北京:清华大学出版社, 2007.

77 石志诚.我们真正理解“必须、够用”了吗?[J].江苏教育, 2013 (6) .

虚拟仿真实训平台 第10篇

1 虚拟仿真实训系统研发

1.1 背景

卫生职业教育不要求中职生掌握繁杂深奥的、难度较大的、甚至与实际应用不符的理论内容, 其知识掌握要求“以用为本, 够用为度, 增强实效”, 因此, 注重实践、增强实效的教学实训模式改革势在必行[1]。如何增强学生实训操作能力、调动其学习兴趣是摆在我们面前的重要课题。

1.2 内涵

随着信息技术在社会各领域中的广泛应用, 信息化教学已成为信息技术、信息资源与教学相结合的教学形态, 以计算机仿真技术、多媒体技术和虚拟现实技术为特征的虚拟仿真实训系统也开始逐步渗透到教学领域。虚拟仿真实训系统是虚拟现实技术和系统仿真实训技术的合称。它以构建全系统统一、完整的虚拟环境为典型特征, 虚拟实体在虚拟环境中相互作用的同时, 还可以作用于虚拟环境, 以表现客观世界的真实特征, 充分满足现代仿真技术的发展需求。

1.3 中职生学习规律

著名的Miller金字塔理论说明, 学生在学习过程中的能力发展分为知识积累、知识理解、临床技能演练和实际工作中运用知识技能4个阶段。根据布卢姆教育目标分类理论[2], 培养学生能力要依照一定的层次来安排。如临床护理操作技能的训练就要经过模仿、操作, 多种操作精确性协调, 到操作的自然化这样一种递进的安排。仿真实训教学过程要突出中职生的技能学习规律, 参考护理工作的实际过程, 体现由简单到复杂、单项到综合、实训到仿真的教学过程。

2 虚拟仿真实训系统构建

2.1 仿真系统设计

虚拟仿真模拟系统的设计体现了虚拟仿真实训技术的基本特点。我校基于护理工作过程建设数字化资源库, 即构建中医护理仿真实训操作、护理专业综合实训仿真操作等虚拟仿真实训系统。中医护理仿真实训系统将每一项操作技术分为4个模块, 即教学演示、流程概述、模拟操作、考核测评[3]。以中药保留灌肠法为例, 框架结构见图1。

2.1.1 教学演示

教学演示部分由相关知识、操作视频2部分构成。相关知识介绍操作原理、适用范围、禁忌证、护理及注意事项等, 供不同层次学生学习;操作视频为本专业教师现场操作视频录播, 同时聘请甘肃省中医院临床工作一线的护理专家穿插录播拓展性训练演示, 可以选择连续播放和选择播放, 供学生反复观看学习。

2.1.2 流程概述

流程概述是对教学演示的概括, 以文字或动画形式呈现, 便于学生对教学视频操作过程的理解和记忆, 同时对模拟操作起到良好的指导作用。下面以我校艾灸及中药煎煮技术仿真操作流程为例 (见图2、3) 。

2.1.3 模拟操作

模拟操作部分以动画互动形式对操作流程进行训练, 以案例导入、任务驱动方式, 提供临床一线的操作物品和护理操作流程及场景, 虚拟再现了临床实际工作情境, 并将知识点融入操作过程, 体现了虚拟仿真技术的虚拟性与逼真性。操作系统整体设计中融入图形、文字、影像、声音、动画、视讯等方式, 使学生手、脑、眼、耳并用, 获得身临其境的感受。通过计算机对虚拟环境进行控制, 虚拟环境也能对学生的操作给予及时反应, 当学生操作有误时, 系统会给出操作提示指导学生, 体现了虚拟仿真技术的交互性。

2.1.4 考核测评

考核测评是对模块学习的检验性反馈, 包括选择题、排序题和辨识题。选择题设定答题时限, 可供学生自评;排序题突出护理操作细节, 题目设计具有趣味性;辨识题采用图片纠错方式, 具有直观性。通过采用计算机量化评分、学生互评及教师讲评等方式, 对学生技能掌握程度进行客观、公正、准确评估, 为学生操作提供增强性反馈, 从而使其操作更加准确、规范[4]。

2.2 教学方法实施

虚拟仿真实训系统的设计模式以任务驱动、问题解决为学生学习与研究活动的主线, 以学为中心, 倡导探究式学习、资源型学习和协作化学习, 同时注重培养学生的信息能力、批判性思维能力和问题解决与创新能力。这就要求教师的教学方法也随之改变。

2.2.1 收集典型病例

教师应根据教学内容精心选择具有代表性的临床常见病例。以真实、典型病例为依托寻找临床相关素材, 如疾病表现、对症治疗、护理措施等, 自主设计疾病演变过程, 制定相应治疗护理措施, 对情景教学病例进行适当编制。

2.2.2 情景设计

情景设计以临床真实病例为起点, 以教学目标、教学分析、学生分析为基础, 以真实性、相关性、知识性、启发性、矛盾性、趣味性为原则, 以教学效果为评价手段, 通过持续不断的优化, 使情景达到一个理想结构或状态。以学生为中心, 师生共同创设情景。情景设计要紧密结合临床实际, 生动而富有真实感、层次性, 循序渐进、逐渐深入, 要与案例相呼应, 紧扣教材;同时还要与护士执业资格考试大纲相结合, 体现素质培养要求, 以适应临床实际工作的需要。

2.2.3 角色分配

选择临床经验和教学经验丰富的“双师型”教师承担实训任务, 提前制定实训方案, 教师进行病案教学流程设计, 学生扮演一种疾病的患者, 提前了解所扮演疾病的症状、体征、护理内容, 有的放矢地发动学生参与实训项目。教师设计疾病的发作时间、症状、体征等, 向学生说明扮演过程中的注意事项、家属看护时如何配合等。

3 虚拟仿真实训系统对护理教学的促进

3.1 针对教学水平

3.1.1 体现新课改实训创新模式

虚拟仿真实训系统的设计充分利用了各种信息资源, 改革传统课堂教学模式, 逐步构建起以学生为中心、以实践为中心的新型课堂教学模式, 有效提高了课堂教学效率。通过整合计算机虚拟仿真技术与课堂教学, 充分发挥了教师的主导作用, 体现了学生的主体地位, 学生可根据兴趣爱好、能力程度来选取所需信息, 选择学习途径, 根据学习内容和数量来调整自己的学习过程。

3.1.2 实现教育资源共享

通过虚拟仿真系统进行教学, 充分发挥了信息教学覆盖面广、传播手段灵活多样、教育资源和学习不受时空限制的特点, 为学生提供多层次、多样化的教育服务, 实现教育资源共享, 达到优势互补, 促进教育的平等性。

3.1.3 教师教学能力及教学水平得到提高

虚拟仿真实训系统以现场实际为依托, 再现现场操作过程, 展示了新设备、新技术、新材料, 开阔了教师眼界, 提高其对现场变化的认知程度。虚拟仿真实训系统突出了学生岗位操作核心技能, 指明了教师现场学习技能的方向。面对信息化时代教学的新挑战和新课题, 面对新的教学形势和教学条件, 教师必须有清醒的认识, 同时也必须思考和实施新的对策与方法, 激发和培养学生的自主学习兴趣和创新创业能力, 为学生提供知识系统的延伸和指导。

3.1.4革新考核标准, 综合评价学生整体素质

护理技能操作考核, 不仅要考核学生对知识和技术的掌握情况, 而且要考核护理知识和技术的应用能力, 以及面对不同情境患者时解决问题的思维和判断能力。仿真实训考核采用自选综合案例情景模拟考核模式, 需要学生运用所学知识进行分析、判断, 确定采取措施并正确实施。评价过程从评估病情开始, 直至熟练完成全部过程。这样既考核了学生技能应用能力, 又观察了学生分析问题、解决问题能力与应变能力[5], 能客观综合地评价学生整体素质。

3.2 针对学生培养

3.2.1 培养学生实践能力

通过创建虚拟仿真实训系统模拟临床情境, 让学生在校内即对自己将要从事的护理工作有更深层次的了解, 为学生创造实践操作机会, 培养其实践动手能力。

3.2.2 调动学生主观能动性

虚拟仿真实训极大地激发了学生学习兴趣。在实训中, 学生把所学理论知识和技能同实际情境结合起来, 如果自己思路与实际情境不符, 马上会激发学生求知欲, 积极探索、剖析原因, 以期得到正确的途径。

3.2.3 提高学生综合分析能力

事先设计好的病案临床表现更为复杂, 所需操作项目更多, 需要学生结合所学知识进行综合考量, 从而提高其综合分析能力。

3.2.4 培养学生人文关怀理念

虚拟仿真实训打破了传统的“技术第一”思想, 倡导人文关怀式技术, 要求学生在进行每一项操作时能换位思考, 在操作中要以关怀性的语言与患者沟通。如在静脉输液操作前的评估中不仅要礼貌称呼, 还要评估患者病情, 根据患者情况征求其对注射部位的意见、解释输液目的、询问是否需要上厕所等。虚拟仿真实训能有效培养学生人文关怀理念, 使学生能针对不同患者、不同病情举一反三, 组织出更体贴、更生活化的关怀性用语, 而不再只是应付的、生硬的沟通。

4 总结与体会

虚拟仿真实训系统在中职护理教学中的应用, 有助于提高中职生学习能力, 锻炼其思考问题的能力;操作路径的多样性唤起了学生讨论问题的热情;考题的多样性激发了学生探究问题的潜能, 学生由被动学习变为主动学习, 满足其个性化学习需求。要顺应新形势下中等职业教育改革创新方针, 产学研结合, 优化护理专业教学环境, 缩短课堂教学与临床工作的距离, 使学生能尽快适应临床工作环境, 以培养大量符合社会需求的临床实用型护理人才。同时加强与行业协会和企业的共建, 走出一条校企合作、实训基地产业化建设之路。

参考文献

[1]徐志钦, 金玉忠, 王慧玲, 等.《基础护理技术》实训教学改革探讨[J].现代中西医结合杂志, 2010, 19 (29) :3818-3819.

[2]周银玲, 宋丽华.护理学基础实验教学改革实践[J].中华护理教育, 2005, 2 (2) :82.

[3]王桂荣, 马英.护理技术课程实训教学中存在的问题及对策[J].白求恩军医学院学报, 2008, 4 (6) :235-254.

[4]张静, 陶红, 桂莉, 等.急救护理学的综合模拟教学[J].南方护理学, 2O02, 9 (12) :54.

虚拟仿真实训平台 第11篇

关键词：中职 畜禽解剖 虚拟仿真 实训教学资源

虚拟仿真教学资源在高等职业院校，特别是一些工科类专业课程的建设中应用比较广泛，对提高实训水平起到了关键的作用，但在中职，特别是农业类专业中应用相对较少，在一定程度上影响了专业现代化建设的步伐。为此，开发和应用虚拟仿真实训教学资源，也应作为中职农业类专业建设中一项不可缺少的项目予以重视。本文以畜禽解剖生理课程为例，结合笔者所在学校现代农业实训基地建设的实践，从虚拟仿真实训教学资源建设的背景分析入手，阐述农业类专业虚拟仿真实训资源开发的内容及其应用。

一、资源建设的背景

1.虚拟仿真实训资源开发是信息技术在专业教学应用的需要

教育的本质是通过有价值的知识信息传递为学生的身心发展和社会进步服务。从学科知识信息传递的角度来思考，信息技术具有效率高和效能高的特点，已成为衡量教育现代化水平的重要指标。在职业教育专业建设中，信息技术应用的重点之一就是开发数字化学习资源，而虚拟仿真实训教学资源的开发则是数字化教学资源应用的形象而具体的体现。

2.虚拟仿真实训资源开发是职业教育实训基地建设现代化的需要

实训基地建设是职业学校专业建设的重要基础，应能满足教学、实训、科研等多方面的需要。一是适合教师教学。在中等职业学校，由于受资金、场所等条件的限制，不可能将大型的流水线和重型设备搬进实训室，就需要将这些操作对象和设备经过模块化、模拟化、仿真化处理，使之既具备实物的一切特征，又能放在一定的空间里作为训练工具，从而有助于教学应用。二是适合学生学习。实训基地建设必须根据学生实际，制订详细的操作流程、注意事项，即便于学生使用与掌握，又能使学生感受到课堂上无法感受到的职业氛围，达到教师授课生动形象、学生操作方便的目的。三是适合经济发展。中职培养目标必须与区域行业经济发展趋势相适应，培养的学生不仅能直接从事生产一线操作，还能成为引领行业技术革新的技术技能型人才。

3.虚拟仿真实训资源开发是实现职业教育资源共享的需要

优质教学资源共享是职业教育健康持续发展的有效途径。一是满足专业建设需要。职业教育资源的开发，要求能满足校内教学中理论验证及单项技术运用能力的培养、提高动手能力和综合技术的应用能力等多方面的需要。二是满足公共服务需要。资源开发需有利于面向区域企业及兄弟学校开放，实现校企合作、校校合作的资源共享，充分发挥资源建设的社会效益和经济效益。三是满足学校发展需要。专业资源建设的规划、建设必须服从学校整体规划的需要，不仅要为其他专业的规划、建设提供示范，还要提供必要的支持和服务，带动学校专业建设水平的整体提升，从而更好地发挥基地的投资效益。

二、资源开发建设的内容

1.资源开发的技术基础

中职畜禽解剖生理课程是养殖及牧医类专业的主要专业基础课程，其虚拟仿真实训资源开发依据的技术基础为三维动画，即在计算机中建立一个虚拟的三维世界，按照要表现对象的形态结构和大小建立一个模型及场景，并根据要求设定形态结构的运动轨迹、过程和其他动画参数，最后按要求为表现对象赋上特定背景，都完成后让计算机自动运算，生成特定的画面。

2.虚拟仿真实训平台搭建

将三维动画技术应用于课程资源的建设并实现共享，还需要建立一个技术平台——虚拟仿真实训平台，用来解决资源的建设、整合、开放与共享问题，提供可持续发展的虚拟实验教学环境。虚拟仿真实训平台方案设计是从虚拟仿真实验应用、教学资源、课程管理、教学管理四个维度切入，从而解决实训应用的统一管理，达到教学资源最大化。

3.动物虚拟仿真解剖软件

动物3D虚拟解剖软件主要是依据动物解剖学的教学要求，采用三维立体仿真技术，根据采集到的特定动物真实影像的解剖位置及比例参数，对犬、鸡等特定动物进行3D真实还原。软件设计主要是基于系统解剖学的教学理念，对特定动物各个系统的解剖结构进行逐层讲解与展示，从而充分展示各个解剖结构特点和内在联系。

动物3D虚拟解剖软件共有三个模块：结构认知、随堂练习、随堂测试。结构认知模块可对动物各个器官进行360°全方位展示，可从各个角度对特定器官进行缩放、旋转观察及拆分操作，对动物多个系统整体结构有立体的认识。同时，还可对单个器官结构进行放大观察，使学生能够观察到微观复杂的解剖结构，如具体的神经、血管、淋巴等。重要的解剖结构还会有文本注释，帮助学生加深对知识点的学习及理解。随堂练习和随堂测试模块，可检测学生使用解剖软件后的学习效果，可有效反馈教学效果，提高教师教学的针对性。

三、资源的应用实践

1.有利于提高课堂教学效率

以3D为基础的动物解剖虚拟仿真教学资源的开发，以其生动、形象的形式展示动物主要器官系统的解剖结构、内部形态，改变以往仅靠有限的实物展示、挂图或文字描述等途径，通过动画演示并配以图解的方式激发学生学习兴趣，以更直观有效的方式加深对器官结构的认知，且这种实训过程不受时间、空间的限制，更有利于教学计划的实施。比如在动物循环系统的教学中，以前一般先是用静态实物或挂图展示心脏及血管模型，再通过文字反复描述循环系统的组成、血液循环的过程，内容抽象，教学一般需要4课时，现在通过3D解剖软件演示教学，学生只需2课时就可轻松掌握。

2.有利于开展个性化教学

现代教学提倡一对一的教学，其教学模式是灵活的、多样的，要根据每位学生的学习情况针对性地进行辅导，也就是所谓的“因材施教”。这就需要创设适合教师指导、学生自主学习的环境。虚拟仿真教学实训软件设置了适合学生自主学习的菜单功能，学生可根据自己的学习进度、知识掌握的程度，随时打开学习链接，针对自己的实际需要有选择性地反复开展学习，同时，还可通过配套的测试内容反复练习，直至将知识点完全掌握为止。比如学习泌尿生殖系统的解剖结构，教师只要做一次讲解和点评，学生就可根据自己的了解程度，通过3D演示资源有所侧重地去自主学习，掌握相应器官的结构特点，让学生感觉有趣而不枯燥。

3.有利于降低教学成本

实训教学作为职业教育区别于普通教育的教学手段，其教学成本占据了教育成本的大部分。虚拟仿真实训资源的开发应用则成为解决这一问题的重要手段。以畜禽解剖生理课程为例，由于该课程涉及的实训对象为畜禽，如果每搞一次实训就解剖一个或多个畜禽，反复实训就需要解剖更多的畜禽，其教学成本是相当高的。一次性投资开发应用仿真实训资源，师生不仅可随时实训、随时测试、反复实训，而且不需要增加新的成本，显著提高了教育教学的效益。

总之，中职畜禽解剖虚拟仿真实训资源的开发与应用，有效地将信息技术应用于专业教学及实践中，有机融合了理论与实践，充分体现了“做中学、学中做”的现代职业教育理念。一方面，有利于学生理解基础知识、掌握基本技能，大大提高了学习兴趣；另一方面，极大地提高了教学的效率，有效地降低了教学成本，这应该成为职业教育实训教学的发展方向。

基于云计算的虚拟仿真实验平台设计 第12篇

虚拟仿真实验利用计算机网络技术和多媒体技术,通过计算机模拟实际实验操作,演示实验中的图形、文字、数据等信息。虚拟仿真实验打破了传统实验教学课时有限、 场地固定等限制,提升了实验教学效果［１－２］。随着信息技术和虚拟现实技术的发展,国内很多高校都建设了虚拟仿真实验室。然而许多高校建设虚拟仿真实验室时存在硬件重复投入、服务器闲置率高、建设及维护成本高、数据资源无法共享等问题。云计算技术被认为是一项继个人电脑、互联网技术后的信息技术革命性的新技术,在诸多领域都得到应用。借助云计算技术搭建虚拟仿真实验平台, 对校内各实验中心的虚拟仿真实验平台统一部署和维护, 能够整合硬件和软件资源,降低平台开发和搭建成本,实现信息资源共享。

1云计算虚拟仿真平台的优势

云计算是分布计算、并行计算、网络存储、虚拟化、负载均衡和热备份冗余等传统计算和网络技术发展融合的产物。云计算致力于解决网络平台的通讯、存储和资源利用等问题［３］。自2006年Google公司首席执行官首次提出云计算的概念以来,云计算技术发展十分迅速。目前Google、 IBM、亚马逊、微软、SUN等国际化大公司纷纷推出了自己的云计算平台,国内华为、阿里巴巴、腾讯、百度等也相继启动了云计算项目。典型的云计算架构分为基础设施层、平台层和应用层。基础设施层主要提供基础设施即服务,平台层提供平台即服务,应用层提供软件即服务［３－４］。使用云计算技术搭建虚拟仿真实验平台优点如下:

(1)降低平台建设和运维成本。传统的平台搭建比较分散,管理和运维比较困难。云计算技术通过整合现有资源,使用虚拟技术分配资源,避免了服务器资源的重复投入,提高了设备利用率。

(2)平台功能更加完善。云计算通过整合不同的虚拟仿真实验平台,利用SOA技术为使用者提供通用统一的平台登录入口,将各类应用服务最大限度进行集成,提供一站式服务［４］。

(3)提供稳定可靠的服务。云计算将数据资源通过虚拟化技术,整合存储在虚拟的资源池中,同时数据存储过程中采用副本备份方式。即使某台服务器出现故障,也可以迅速找到故障,并将故障的服务器数据备份到其它正常服务器。

(4)辅助教学效果更加显著。传统的虚拟仿真平台基于不同的架构设计开发,教师和学生都需要逐个学习适应。基于云计算的虚拟仿真实验平台架构统一,用户只需要学习一套系统的使用,可专注于教学和学习本身。

2基于云计算的虚拟仿真实验平台设计

2.1平台设计目标

虚拟仿真试验平台的搭建需要充分整合现有资源,满足虚拟仿真实验平台的实际需要,同时还需要总体考虑未来发展,实现平台组件化、松耦合和良好的扩展性。平台需实现用户的分类管理和权限控制、提升虚拟仿真实验学习效果、自动生成统计报表等。

2.2平台架构设计

基于云计算的虚拟仿真实验平台利用云计算的虚拟化技术和分布式存储技术,实现各个实验中心软硬件资源和实验教学资源整合,完成硬件资源整合、软件平台集成和教学课程数据共享。按照云计算基础架构,使用分层设计的思想［５］,设计基于云计算的虚拟仿真实验平台架构如图1所示,共分为四层:平台基础层、平台管理层、平台应用层和平台接入层。

(1)平台基础层是整个平台的基础,主要由服务器、 数据库、网络设备和存储资源等组成。往往现有硬件资源品牌、型号、使用年限等不尽相同,操作系统系统也各有差异,因此可选择使用VMware Workstation虚拟化技术生成多个虚拟机,实现所有软硬件资源虚拟化整合管理。

(2)平台管理层主要为虚拟仿真实验平台提供整套开发、运行和应用软件支撑。平台管理层主要提供用户权限管理、用户登录认证服务、用户访问session控制、平台安全管理、报表统计、系统运行和用户使用日志等功能。

(3)平台应用层主要实现各实验平台的统一管理和运维。集成了目前现有的虚拟仿真实验平台,例如物理仿真实验平台、化学仿真实验平台、生物仿真实验平台等,通过制定统一的平台框架和规范,各仿真实验平台只需要按照框架和规范进行开发和设计,就能纳入到基于云计算的虚拟仿真实验平台中。后续如果有新的虚拟仿真实验平台需要建设,只需依据现有架构搭建,相当于在现有平台上增加一个应用模块,大大节省平台的建设成本,而且新平台可以纳入统一运行维护体系,方便后期维护。

(4)平台接入层主要实现用户通过不同的设备,如个人电脑、移动手机如Android和IOS设备、平板电脑等接入,通过统一的一站式登录认证门户登录。个人电脑通过Web浏览器访问系统,移动设备除了可以使用Wap浏览器访问外,还可以通过移动APP应用访问。一站式登录认证门户是平台对外的唯一入口,用户通过该入口登录后,加载对应的应用。

2.3平台实现功能

基于云计算的虚拟仿真实验平台集教学实验管理、教师教学、学生实验于一体。平台主要用户有学生、教师、教学管理人员和系统管理人员等,不同的用户可以使用不同的功能。

(1)注册与登录功能。学生可以使用学号作为ID注册账号,教师用户使用工号作为ID注册账号。用户首先填写个人信息,然后设置登录密码,最后验证并绑定学号或工号后,平台提示用户注册成功。注册成功后,可以使用注册的用户账户,通过统一认证门户网站登录到实验平台。

(2)课程管理功能。学生用户登录后,可以看到待学习的课程列表,点击后开始学习课程,该课程进入正在学习课程列表,完成学习后,进入已完成学习课程列表。用户可以随时随地选择所有未完成学习的课程,平台记录学生用户的学习进度,下次登陆系统时,可以选择继续学习上次未完成的课程。

(3)教学管理功能。教师用户登录平台后,可以上传实验学习资料,制作仿真实验程序,管理虚拟仿真实验课程。教师用户还可以浏览学生学习记录,掌握学生学习进度。

(4)报表统计功能。教学管理员使用该平台可自动收集用户使用平台相关数据信息,生成统计报表。如统计学生累计学习时长和学习进度等。通过数据分析学生学习习惯和平台使用效果,并生产报表。

(5)系统管理功能。系统管理员可以管理用户信息、 查看系统运行日志和用户访问日志、平台管理参数设置、 管理系统运行维护等。

3结语