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应用电子虚拟仿真实训分析论文
摘要：基于VR技术的应用电子虚拟仿真实训系统解决了“职业素质养成、知识与技能综合运用、基层管理”三者的融合问题，突破“硬件”资源不能共享及学生厌学的问题，开创隐性知识/技能的显性化及职业素质内化，突破传统实训仅局限于“物理”实训室或企业，突破了实习实训方法的重大瓶颈。
关键词：VR；应用
电子虚拟仿真实训系统依据职业能力素质成长模型、职业成长系统、学习地图，按照基于游戏的虚拟工厂脚本，开发了由《虚拟电子产品生产车间》和《智能测控电子产品实验系统》两部分组成的“基于游戏、虚实结合、3D场景再现”虚拟工厂――应用电子技术专业虚拟实训系统。应用电子技术专业虚拟工厂有效解决了从事电子产品生产、设计等岗位群对应的电子产品生产管理与工艺指导、电路设计与分析等10项专项技能或综合训练难题。通过虚拟现实技术实现真实原型再现，硬件资源软件化、网络化，实现有限资源无限共享，有效地解决了教学实践教学实训资源不足问题，解决了大型、先进、精密电子仪器设备高额购置成本问题，解决了抽象过程形象化问题，为培养学生电子产品生产与管理、电子产品设计与开发等关键能力起到至关重要作用,提高了学生培养质量[1-2]。而文献[1]从技术上分析了虚拟电子产品车间的设计、实现过程以及功能，文献[2]从虚拟实训系统应用角度介绍了系统应用教学的效果，本位主要对其进行创新性分析。
1创建“五生产要素、三职业路径、三能力层级”综合学习训练系统，突破传统职业教育的藩篱，解决了“职业素质养成、知识与技能综合运用、基层管理”三者的融合问题
打破传统的学科性知识体系，依据“人、机、物、法、环”生产要素，以职业人为中心，遵循技能、技术、管理三条职业人职业发展路径，融合电工技术、电子技术等知识，电子仪器仪表与工具的使用、工艺指导等技能、电子产品生产管理与创新能力、职业素质等职业素质，构建“操作工―技术员―工程师”为主轴的三层级职业能力素质成长模型。通过对职业活动进行进阶式的教学化的设计，训练知识技能与素质。创立了“五生产要素、三职业路径、三能力层级”“知行合一”的符合职业人成长规律的`应用电子技术专业综合训练系统。将职业素质、专业知识、职业技能综合运用、生产运行管理融会贯通，通过具体工序、工作任务和职业活动来养成和训练，并通过学习地图引导应用电子职业人成长。
2创立教学工厂“硬件软件化”及虚拟化实训理念，突破“硬件”资源不能共享及学生厌学的问题
按照“‘游戏’互动”软件开发理念，以真实电子产品生产工厂领料岗位、预处理岗位、插装岗位、SMT贴片岗位等11岗位以及工厂人文文化真实环境为依托，设计出虚拟工厂操作员、技术员、工艺员、工程师等职业成长历程，以及电子产品生产工序为级别的“游戏练级”。将工厂硬件如设备、工量具、仪器仪表等刚性硬件虚拟化，与岗位的工艺、技术、流程、管理规范、规章结合起来依据“职业人”的职业成长规律，以真实企业“人、机、料、法、环”五个生产要素为起点，设计出电子产品调试与检修等技能提升、职业技能成长的学习地图，以学习地图导航学习者通过选择不同的应用电子职业人角色来实现自己的职业成长需要。引导学生一无所知到成长为一个拥有丰富专业知识、操作技能、职业素质的虚拟“职业人”，其成长过程品味“游戏”的智慧和乐趣。一线操作员学习实训系统中的基本操作和基本技巧；技术员和工艺员则进行一些更深入的探索和体验，比如更深入地了解PE（工艺）、EE（工程设备）等岗位的操作内容，并向着自己喜欢的方向培养和打造角色，以达到挑战自我的目的。
3开创隐性知识/技能的显性化及职业素质内化，突破“素质冰山理论”的实训应用问题
高素质的应用电子技术专业职业人应具备的职业意识、职业道德、职业作风和职业态度等隐性的职业素质很难通过一般课堂得以培养。虚拟真实设备、虚拟真实岗位、虚拟真实环境三个层次3D原型再现企业，学习者在虚拟工厂通过产品生产工序“游戏练级”职业人成长训练，“亲身真实经历”工厂生产组织、过程管理。学习者角色扮演操作员、技术员、工艺员、工程师工厂职员，体验电子产品生产过程中除知识、技能以外对敬业乐业、遵章守纪、责任担当、沟通协作、意志品质、实干巧干、发展创新等职业素质要求，领悟到职业素质对产品质量和职业人成长历程的影响。通过虚拟工厂的电子产品生产过程、品质管理过程“游戏”练级活动，将职业素质社会化和外化，实现隐性知识的显性化。“游戏练级”，“亲身真实经历”发掘学习者内部潜力，激励学习者探寻电子产品生产、管理的秘技，实现综合性职业素质的内化滋生。
4创立应用电子技术专业的泛在性实习实训，突破传统实训仅局限于“物理”实训室或企业，突破了实习实训方法的重大瓶颈
通过虚拟现实技术实现真实原型3D再现，硬件资源软件化，实现对真实电子产品工厂生产过程的逼真模拟重现。让学生不需到实际工厂便可以在3D虚拟工厂体验到电子产品生产的所有工艺、技术及安全生产流程。在学习和训练模式上创新了一种以学习者为中心、以学习任务为基点的虚实结合的实训系统，通过信息技术加强的学习实践环境使学习与训练落实于现实应用，学习者可以更充分地体验、更有效地进行知识建构的泛在学习与训练新模式。其中，学习新模式主要体现在学习者从原来的平面式“适应性”学习模式转变为立体式“导向性”的按需学习模式。即学习者在学习过程中可以在任何地方，任何时间，得到他所需要的文档、动画、操作视频、考核试题等各种学习信息，这些信息的获取是基于学习者自身需求的，因此学习是一种自我导向的过程，是一个适量学习（justinenough）的过程。实践操作的泛在训练新模式主要体现在训练者可以通过虚拟实训系统软件中的企业参观模式来了解企业的组织架构、生产岗位的工艺流程、企业对员工的基本要求等相关知识与信息，在操作模式下通过与软件的交互对话获得独自解决生产工艺（PE）、设备工程（EE）、测试工程（TE）、质量控制（QC）等生产技术问题的知识和能力，在考核模式下使训练者通过教学软件的评价反思工具对学习和训练过程进行反思并为个性化发展定制实现条件。学生可以任意漫游到三维虚拟的车间去体验并操作各种设备、学习(或熟悉)各种工艺的操作技巧等。利用网络技术，将软件网络化，实现有限资源无限共享，学习者可以在任何地方，任何时间，漫游电子产品车间、技术上岗、操作对应设备，得到他所需要的文档、动画、操作视频、考核试题等各种学习信息。同时，泛在训练通过操作和考核模式还能检验训练者是否达到了解决问题的技能和高级思维能力训练的目标，以确保在将来的工作和学习中训练者的能力能够有效地迁移到实际问题的解决中去。
总之，基于VR技术的应用电子虚拟仿真实训系统解决了“职业素质养成、知识与技能综合运用、基层管理”三者的融合问题，突破“硬件”资源不能共享及学生厌学和“素质冰山理论”的实训应用问题，实现了有限资源的无限共享。
参考文献：
[1]谢永超,肖辽亮.虚拟电子产品生产车间的设计与实现[J].自动化技术与应用,(6).
[2]刘红兵.游戏互动的3D虚拟仿真实训在职业技术教育中的应用研究[J].价值工程,2016(3).
高校虚拟仿真实训系统的设计研究论文
目前，大多数高校都使用了虚拟仿真实训教学软件，但由于每个专业或课程的情况不同，购买虚拟仿真实训教学软件所采用的工作环境、体系结构、编程语言、开发方法等也各不相同。由于学校管理工作的复杂性，各院校甚至院校内各专业的虚拟仿真实训教学软件建设大都自成体系，各自为政，形成了“信息孤岛”.主要面临如下问题：（1）管理混乱，各种仿真实训教学软件缺乏统一的集中管理；（2）使用不规范，缺乏统一的操作模式和管理方式；（3）可扩展性差，无法支持课程和相应实验的扩展；（4）各系统的数据无法共享，容易形成“信息孤岛”;（5）缺乏足够的开放性；（6）软件部署复杂，不同的软件不能运行在同一台服务器上。
1 虚拟仿真平台的使用技术。
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。
2 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。
3 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 SQLSERVER.
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。
4 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 ,（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 ,（02）。
[3]尹湛华，朱海洋。虚拟仿真技术在高职实践教学中的比较优势[J].南昌高专学报 ,（08）。
虚拟仿真实训教学软件在中职农业专业中的应用
虚拟仿真实训教学软件在中职农业专业中的应用文/金 丽 邹国斌
摘 要：转变传统教学观念，建立“为培养符合现代需要的创新型、应用型、实用型人才”相适应的信息化教学新观念，实现创新、应用、实用三者有机结合，利用虚拟仿真实训教学软件进行教学，学生在课堂上出现了可喜的变化，提高了学生的综合能力，从而能够更好地为地方经济服务。
关键词：信息化教学；教学软件；教学质量
信息化教学模式现已成为推动职业教育的重要突破口和有效手段。尤其是在实训教学中，仿真实训系统作为不可或缺的信息技术资源也越来越受到重视。虚拟仿真实训教学软件承载着中国特色职业教育实现现代化的重任，是推动我国职业教育内涵建设的重要突破口。
一、农林牧渔专业实践教学中存在的问题
1.本专业的教学受时间、空间、季节等影响比较严重，不利于实践教学，学生很难掌握好本专业的知识和技能。
2.实践教学中涉及的教学成本比较大，甚至有些教学成本学校无法承担。
3.实践教学中存在较大的教学风险，甚至会造成对环境的污染。
4.实践教学中教学互动性差，不可重复，甚至不能每名学生都进行实训，这样就不利于学生技能的提高和创新性的培养，无法激发学生的学习兴趣。
5.适合本专业的实训教学软件比较少，适合本校学情的就更少。
6.实践教学中无法以学生为中心，学生不能主动、积极地进行自主学习和主动学习。
二、虚拟仿真实训教学软件在农业专业教学中的.应用
1.避免了时间、季节对实践教学的影响。农业专业中的很多实训都是有季节性的，一年之中只有在特定的季节里才能完成特定的实训教学。其中动物的繁殖等一旦错过了季节即使有温室大棚也无法完成，这就对教学计划的制定和实施造成了严重的影响，使一些实训教学无法进行，不利于学生对知识和技能的掌握。而虚拟仿真实训教学软件的出现不仅使实训教学不再受时间和季节的限制，而且还可以节约实践教学中农作物所需要的生长周期，缩短了学生学习的时间。
2.避免了空间地域对实践教学的影响。不同的作物均有各自生长的地域特点，而各个学校却不能单纯的依据地域生物来决定教学内容，这样就会存在理论知识和实际不相符。虚拟仿真实训教学软件的出现大大克服了这样的地域限制。(www.fwsir.Com)例如，在实际教学中我们不能对南方实际作物进行很好的了解，为了加强对这些作物的了解，即使花费高昂的费用在实训基地建造温室大棚也不能取得很好的效果。而虚拟仿真实训教学软件有效地解决了这些问题，不再需要高昂的护理费用，只需要定期更新资源库即可，克服了地域对教学的限制。
3.能有效地控制教学成本，减少教学风险。农业专业的实训教学费用比较高昂，甚至有些是学校无法承担、无法完成的。大多数实训都涉及生物资源，具有生命特征的生物资源是不可逆转的，使得实训成本消耗过大，并且对环境有破坏作用，如，病虫害的防治等。利用虚拟仿真实训教学软件来代替实物实验，既可以节约教学成本，又可以保证实验效果，避免了对环境的破坏。有些实训对初学者来说很容易造成一定的危害，产生不可预见的后果，而虚拟仿真实训教学软件对各项技术及指标起到了一个很好的过渡作用，待学习者各项技术指标熟练之后再去实践，从而避免了不必要的损失，减少了教学风险。
4.教学交互性和可重复性强，有利于培养学生的创造性思维和技能的提高。虚拟仿真实训教学软件突破了理论教学和实践教学，更有利于每一位学生根据自身需要选择合适的学习资源。软件的可重复性、可逆转性和交互性更适合任何需要的学习，有利于激发学生学习的积极性和创造性。
5.结合本校的校情、学情，开发适合本校学生发展的虚拟仿真实训教学软件。基于符合农业教学的实训软件数量少且不太适合本校校情和学情的实际情况以及信息化教学已经成为日常教学的一种手段和方法的情况下，学校应改革、整合、创新了教学内容，对教学内容所需软件根据校情和学情自行开发，这样有利于实现创新、应用、实用三者有机结合，提高学生的综合能力。
6.以职业活动为主线，利用虚拟仿真实训教学软件践行“做中学”.在教学中，采用项目教学法、案例教学法等多种教学方法，优化教学设计，增强了教学的实践性、针对性和实效性，提高了教学质量。通过虚拟仿真实训教学软件再现了实际情景，学生通过实际操作完成各种职业技能的学习，实现了“做中学”的职业教学理念。
总之，农业专业虚拟仿真实训教学软件将理论和实践有机相融合，突出了“做中学、做中教”的职业教育教学特色，软件的趣味性提高了学生学习的自觉性，软件的交互性锻炼了学生思考问题的能力，软件考题的多样性激发了学生探究问题的潜能，软件操作路径的多样性唤起了学生自发谈论问题的热情，大大提高了教学效率。
参考文献：
[1]凌解良。信息化环境中的互动物理教学探究[J].江西科学，2005（03）。
[2]韩建光。网络化教育的新突破[J].江苏教育技术，2004（01）。
（作者单位 辽宁省沈阳市辽中县职业教育中心）
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