石蕊 陶紫琼

摘要：随着科学信息技术不断提高，虚拟仿真技术广泛用于航海航天、建筑、教育等行業，取得了显著的成效。在职业技术教学中引入虚拟仿真技术能够有效提高教学水平和质量，对职业技术教学的发展有着非常重要的理论和现实意义。本文围绕虚拟仿真技术和职业技术教育特点进行分析，探究虚拟仿真技术在几门实训课程中的具体应用。

关键词：虚拟仿真技术;职业技术教学;应用研究

随着职业技术教育课程改革，职业教育越来越重视理论教学和实践教学融通，强调专业学习和工作实践学做合一，职业教育的教学理念、模式、手段等都发生了较大的变化，其中基于虚拟仿真技术的教学模式教学效果显著。

虚拟仿真技术利用计算机等信息技术手段对真实世界进行模仿，创造出能够实时反映实体对象变化与相互作用的虚拟世界。虚拟仿真技术在教育领域应用非常普遍，例如数学软件MATLAB广泛应用在实验和施工环境、结果的模拟工作中，建筑信息模型软件BIM建立了虚拟的建筑工程三维模型并提供完整的工程信息库，VM虚拟机能够虚拟出若干台计算机以及各类虚拟仿真实验室等。

（一）沉浸性

虚拟仿真技术模拟出来的环境与现实生活极为相似且具有较高的真实性，使用者在虚拟环境中能够获得较高的真实感和代入感。这种感觉与单纯的视频、动画演示有着极大的不同，它能够增加使用者的感官体验，促使虚拟环境的使用者能够完全沉浸在虚拟环境之中。虚拟仿真技术创造出的“现实感”能够帮助学生联想到真实的工作环境，创设学习情境，帮助学生更好地进行理论学习和实际操作。

（二）交互性

在虚拟环境中，学生可以结合实际情况对虚拟仿真系统进行操作，并直接观察到操作所产生的结果，这个过程就体现出了虚拟仿真技术的交互性。学生在学习时，可先开展虚拟化操作并得到相应反馈，这样能降低实际操作过程中的失误率，有效提高学习效率。

（一）降低教学的成本投入

科学技术的发展要求实训室设备不断更新，部分院校实训设备存在老化、落后的现象，大量更换实训设备需要高额的费用，利用虚拟仿真技术开展虚拟实训，不仅能够节约实训耗材还能降低设备维修费用。虚拟仿真系统更新相对简单，不断改进与升级软件即可，无需将硬件资源全部进行替换实现资源重复利用。不仅如此，虚拟仿真技术还能够保证每位学生都能够拥有学习体验，确保教学资源得到合理分配。

（二）提升教学效率

虚拟仿真技术通过模拟现实场景开展学生的实训操作，能够增加学生学习的兴趣和主观能动性，提高动手操作能力。虚拟仿真系统允许多人同时使用，方便学生合作学习，开展讨论，为学生提供了一个开放性的、全新的教学环境和学习场景。

（三）提高实训操作安全性

在职业技术教学中经常遇到一些具有一定危险性的实训内容，例如电路设计、数控、电焊、汽车维修、化学实验等，采用虚拟仿真技术可以让学生提前熟悉操作过程和效果，避免危险发生，使学生在实训中可以放心地完成项目，从而整体上提高实训项目任务的学习质量。

本部分详细分析虚拟仿真技术在各学科中的应用，以计算机类、医学教育及汽车检测维修课程为例结合具体案例展开论述，期望为同类研究提供借鉴。

（一）计算机类课程应用分析

《计算机组装与维护》是计算机专业非常重要的专业基础课程，但在教学中往往设备严重不足，加上实训室数量有限，无法让学生多次重复练习达到熟能生巧的效果。《装机模拟器》这款游戏，利用虚拟技术模仿计算机装机等，每一个设备和过程都有语音提示，出现错误系统给予纠正。在保障学生安全的前提下进行虚拟化操作，待学生技术成熟后方可用实物进行操作。不仅如此，学生在游戏中还能够进行破坏性的实验操作，如重装系统、格式化以及磁盘分区等相关实验，这些都是机房中不允许开展的实验。将虚拟仿真技术应用到《计算机组装与维护》教学之中，不仅锻炼学生的计算机技术操作能力，还能开展更多的的实验操作，有助于学生装机和维修技术水平的提高。

《计算机网络》教学是计算机专业课程中的重点和难点，开展网络实验需要相应的实验环境以及设备。特别是进行局域网的构建，需要多台计算机与多种设备共同作业才能完成。将虚拟仿真技术，例如Cisco Packet Trace应用到网络实验教学之中可以构建仿真实验环境及设备，开展有效的实验教学。Cisco Packet Trace软件中提供了设计网络拓扑结构，配置路由器和交换机，测试和排除网络故障的仿真环境，是学生学习组网，进行网络配置和协议分析不可或缺的辅助工具。在传统的教学模式中，因为组网所需的硬件和软件要求高，价格昂贵，操作稍有不当，便会造成设备的损坏，总体可操作性不强。在Cisco Packet Trace 虚拟仿真环境中，无须担心费用及操作不当的问题，让学生身临其境地理解网络知识和操作学习。

（二）医学类类课程应用分析

《解剖学》是医学专业必修课，由于教学内容的特殊性，无法每节课都使用实物进行教学，传统的教学方式是在各种生物插图和视频的基础上展开讲解，许多学生感到枯燥乏味，没有深刻理解和记忆。虚拟人体系统是计算机合成地三维人体，逼真的器官模型不仅能给予感官上的刺激，使学生更容易理解和掌握解剖结构，学生还能够对其进行操作，例如实施解剖，观察肌肉、血管、各种器官等，还可以反复操作，弥补了真实实验中耗材问题。

（三）汽车维修类课程应用分析

汽车是高度机电一体化产品，内部结构复杂，只有了解汽车结构和工作原理，才能全面掌握汽车维护维修技能。在实训中，汽车数量有限，汽车拆卸和安装具备一定的危险性，耗材大，许多内部结构和工作原理无法直接观察。虚拟汽车教学培训系统能够在一定程度上解决这些问题，它以三维动画互动的方式直观展现汽车的基本结构和工作原理以及虚拟拆卸与安装并提供各种故障诊断功能等。学生在教师的引导下，结合实物在系统中不断的练习，加深知识点记忆和理解，锻炼操作技能，待成熟后在教师带领下实物操作可大大提高学习效率。

综上所述，越来越多的职业技术学院开始重视虚拟仿真技术的应用，将虚拟仿真技术应用于职业技术教学能够有效提高实训教学水平，一定程度上解决了教学中存在的问题。随着计算机技术和职业教育的不断发展，今后虚拟仿真技术将会在职业技术教育中会得到更广泛的应用，为职业技术教育水平的提高创造良好条件。

参考文献：

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[5]梁德福.三维虚拟仿真技术在汽车维修教学中的应用[D].深圳：深圳大学，2017.

本文得到安康职业技术学院科研基金资助项目（No.AZJKY2018032）资助。

石蕊，女，1990年生，硕士研究生，主要研究方向为现代技术教学、计算机教学。陶紫琼，女，1982年生，研究生，主要研究方向教育信息化、大数据分析。