时间：2022-05-07 04:38:12
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作者简介：段丹萍（1984-），女，四川遂宁人，广东食品药品职业学院电教信息中心，工程师；唐润华（1976-），男，湖南茶陵人，广东食品药品职业学院电教信息中心，高级工程师。（广东 广州 510520）
基金项目：本文系广东省教育科学“十二五”规划2012年度教育信息技术专项研究课题（课题编号：12JXN031）、广东食品药品职业学院科研项目（项目编号：2010YZ010）支持的研究成果。
中图分类号：G642.44 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）16-0163-02
一、对高职院校仿真实训系统使用需求调研的必要性
高职院校教学改革的核心是以培养生产、建设、管理、服务第一线需要的高素质技能型人才为目标，工学结合，培养学生的动手能力和实践能力，通过动手和实践来学习科学理论知识，练就一身就业的本领。但由于高职院校的办学历史不长，资金来源匮乏，出现对实训基地和设备投入严重不足的现象，直接影响了实验实训仪器设备的数量、技术含量和实训基地的建设。同时随着招生规模的扩大，实训场地不足，设备简陋、落后与实际需求的矛盾日益突出。高职类院校虽然都花费了大量资金购置大批量先进、高档的实验实训器材，但其购置速度还是跟不上其扩招的速度，以致于很多实验是几人合用一台器材或是一个班的学生分批次完成；许多实验设备学校根本无法实际购进，造成了学生在校实验与实际工作相脱节。另外，许多高职类院校虽然都建有校外实训基地，但实际上学生到了校外实训基地后，也只能参观，企业根本不可能让学生进行实际操作。
针对专业和实验特点建设虚拟仿真实验室，将会在很好地保证实训教学质量的前提下，对实训教学起着重要的辅助作用，另外，一定程度上还能解决资金短缺的问题。虚拟仿真实训可理解为：利用计算机来模拟各种真实自然现象或社会现象，学生根据真实环境中的实际操作情况在虚拟的环境中进行设计、操作、验证、运行等各种技能训练的一种教学方式。本研究通过调查广东食品药品职业学院教师对虚拟仿真实训系统的使用需求，为高职虚拟仿真实训系统的建设与应用，以及提高学生的职业技能和实训教学效果的研究提供了依据。本研究的研究目的如下：调查教师对虚拟仿真实训系统的认识、使用情况；调查教师在实训教学中存在的困难和对虚拟仿真实训系统的需求程度；调查教师对虚拟仿真实训系统的要求；针对调查结果进行分析，对虚拟仿真实训系统的建设和应用提出初步的实施方案。
二、调研分析
1.调研模式
本研究采用网络问卷调查的方式，对广东食品药品职业学院的教师群体进行调研，调查内容包括教师对虚拟仿真实训系统认识和使用率，在实训教学中存在的困难和对使用虚拟仿真实训系统的需要程度，对虚拟仿真实训系统的要求等。发放问卷200份，回收问卷180份，有效问卷为156份，问卷回收率为90%。
2.调研分析
（1）对虚拟仿真实训系统的认识、使用率调查。从表1可以看出，多数教师对虚拟仿真实训系统有所了解，且大部分都是通过学术会议、同事或朋友推荐、书籍、杂志、网络等方式了解到虚拟仿真实训系统。有少数教师曾经使用过虚拟仿真实训系统，有超过90%的教师听说过GMP实训模拟系统，部分教师听说过东方仿真实训系统。可见，目前学院教师对虚拟仿真系统的了解大都停留在了解阶段，只有30%左右的教师使用过。
（2）对实训教学中存在的困难和虚拟仿真实训系统的需要程度进行调查。从表2可以看出，在实训教学中教师经常遇到的困难有：学生人数太多，设备无法满足每个学生操作的需要；学生操作秩序混乱；设备太昂贵，学校没有条件购置等。大部分教师认为需要在教学中用到虚拟仿真实训系统来帮助教师教学和学生自主学习，以医药卫生类、食品类专业领域的使用需求最大，且超过50%的教师所在系部有计划购买或者开发虚拟仿真实训系统，但是也存在一些困难，主要表现在三个方面：费用太昂贵；技术难度大，无法实现；没有适合本专业需要的虚拟实训教学系统等。由此可见，开发适合某专业领域，尤其是医药卫生类和食品类专业需求的虚拟仿真实训系统十分必要。
（3）对虚拟仿真实训系统的要求调查。从表3可以看出，教师认为虚拟仿真实训系统应该为教学提供的帮助包括：可操作的仿真实训过程；对学生仿真实训过程的及时反馈和评价；对实训设备的模拟展示；对学生仿真实训过程的实时记录。对于如何使用虚拟仿真实训系统，有九成教师希望在学生实际实训操作前进行仿真练习，八成教师希望用于课堂教学中的操作演示，五成教师希望能够用于学生实训操作的考核，三成教师希望能够直接替代实际的实训操作。在对虚拟仿真实训系统的功能和技术要求上，大部分教师希望虚拟仿真实训系统能够具备互动、演示、考核、实训管理等功能，少数教师希望有漫游功能；九成教师希望虚拟仿真实训系统的界面设计由二维（2D）和三维（3D）相结合，对系统的稳定性、运行速度要求较高。
三、虚拟仿真实训系统建设和应用的实施方案
1.根据专业和实验特点有针对性的建设虚拟仿真实训系统
职业教育实践教学的关键过程为设备讲解—实验讲解—动手实验—反复训练—测评。每一个过程均需要一定的教学条件和教学手段，而现实的条件和手段往往不能满足其需要。但是并非所有专业和实验都需要用到虚拟仿真实训系统：一是设备结构简单、成本低便于购置；二是实验操作过程简单易懂、安全性高；三是实验设备更新换代太快，使用仿真实训系统容易滞后于现实发展。因此，应根据专业和实验特点有针对性的建设虚拟仿真实训系统，从而解决职业教育中亟待解决的问题。针对实验设备结构复杂、购置成本高、操作原理较难理解、操作过程复杂、实验操作过程耗时过长、操作过程中容易出现安全事故等问题，可结合专业特点和实际条件等需要，建设虚拟仿真实训系统来辅助教师教学和学生自主学习。另外，高职类院校的虚拟实验建设还应实现校际共享，以避免重复建设，造成不必要的浪费。
2.设计功能完善的虚拟仿真实训系统
（1）漫游功能。虚拟仿真实训系统的漫游功能可帮助学生认识现场环境，基于三维的虚拟仿真技术可使学生对现场环境产生身临其境的感受，形成较为深刻的印象，从而对现场设施、设备、现场安全生产等形成初步认识。
（2）演示功能。虚拟仿真实训系统的演示功能能够帮助学生深入、形象地了解实训操作过程及原理，同时使学生高度重视实训过程中的安全操作与安全生产及误操作所带来的严重后果。
（3）互动功能。虚拟仿真涉及到对虚拟环境与虚拟对象的直接操纵，因而一般要求具有三维操作界面。虚拟仿真实训系统的互动功能为学生提供了动手实验的机会，学生可利用鼠标、键盘对屏幕画面仿真实物实施自主操作，实现对实训操作前的计算机仿真导训教学，帮助解决目前传统的实训教学中存在的困难。
（4）考核功能。虚拟仿真实训系统的考核功能可帮助验证学生学习能力、专业核心技能，考核学生对核心技能操作是否科学、合理、灵活，操作过程是否符合安全操作与安全生产等。
（5）管理功能。虚拟仿真实训系统的管理功能主要是对知识内容的管理、学生信息和学生操作过程的管理、考核结果的管理等。包括知识点、学生信息的添加、修改、更新、删除、查询等，对学生操作过程的记录、保存和及时反馈等，对系统本身的维护、升级等。
3.选择适合专业需要和满足用户需求的技术手段
由于虚拟仿真系统的硬件设备相对比较昂贵，在一定程度上影响了虚拟仿真技术的普及。因此，在选择虚拟仿真实训系统的技术实现手段时，不仅要考虑虚拟仿真技术为用户带来的强烈的沉浸感、交互感和真实的体验等，还要降低虚拟仿真技术带来的设备和技术成本，从而最大限度地满足专业教学的需要和满足用户的使用需求。如基于3D技术的仿真实训系统可为用户营造一个人为的虚拟环境，通过计算机图形建构三维数字模型并编辑到计算机中从而产生逼真的虚拟情景，使学生产生一种沉侵于虚拟环境中的感受。但是基于3D的虚拟仿真实训系统运行对硬件配置要求高、运行速度慢、技术开发难度大，导致建设成本高，难以普及。而基于2D技术的仿真实训系统，虽然开发难度和建设成本降低，运行速度较快，但难以带给用户真实的感受，较难达到有效的教学效果。可见，在建设虚拟仿真实训系统时，可将2D和3D技术相结合，既能产生逼真的虚拟情景，又能降低成本，提高运行速度。
4.探索有效的虚拟仿真实训系统应用模式
虚拟仿真实训系统为教师讲解设备结构、实验操作原理、实训过程、安全生产等方面的知识提供了真实的模拟演示，同时为学生提供了虚拟的操作环境和互动平台。将虚拟仿真实训系统引入课堂和实训教学，可改善传统教学中存在的问题。根据虚拟实训系统的特点及高职人才培养的目标和要求，可从以下几方面探索有效的虚拟仿真实训系统应用模式。
（1）“情境—互动式”教学模式。“情境—互动式”教学模式就是突出以学生为主体、以教师为主导的教学组织形式，在教学中具有基于建构主义理论的教学设计，利用虚拟仿真实训系统，通过讨论、合作、协商等方式充分发挥学生的主动性和参与性，实现学生、教师和虚拟仿真实训系统的多维互动，其教学过程可分解为：创设情境—探究互动—知识建构—迁移发展。
（2）“协作—探究式”教学模式。“协作—探究式”教学模式是基于建构主义的以学生为中心的教学模式，始终考虑以学生为中心，发挥学生的创新精神、探究能力、协作精神和反馈能力。基于虚拟仿真实训系统的“协作—探究式”教学模式的过程包括：提出问题—分解问题—学生分组开展虚拟实验—形成初步实验报告—修正实验报告—实验成果展示与交流—总结评价等几个阶段。
（3）“虚实结合”混合学习模式。混合学习（Blended learning）过程强调教师的主导作用与学生的主体地位的结合混合学习，基本形式是师生面对面教学与学生在线学习（如基于Web的虚拟课堂、协作学习、流媒体等）有机结合。其教学过程可分解为：提出教学任务—讲解、演示设备和操作原理—学生开展虚拟实验—提交实验报告—交流总结—综合学生问题—评价总结—修改。
四、结语
学生在进入真实的实训环境前，通过虚拟的实训操作，掌握相关的实验知识，熟悉相关实验设备的工作原理和操作步骤，可有效避免学生对实验设备的误操作，降低实验设备的损坏率，提高实验设备的利用率，解决实验设备短缺等问题，从而提高教学效果。虚拟仿真实训系统自由、开放的特性，可促进学生实验技能、综合素质、实验积极性和创造性的培养，为学生独立实践创造条件，培养学生独立分析问题和解决问题的能力。但是虚拟实训并不能完全代替真实实验，一定要注意虚实结合，这样才能培养出具有较高动手能力的应用型人才。
参考文献：
[1]李捷.基于多Agent的虚拟交互引擎模型（VIEM）在虚拟设计与实训环境中的应用[D].上海：复旦大学，2005.
[2]庄义修，段启，项朝阳，等.中药制药实训仿真系统软件开发研究[J].黑龙江生态工程职业学院学报，2010，23（5）：84-86.
[3]顾锦江.虚拟实验教学系统在高职院校中的应用[J].江苏经贸职业技术学院学报，2008，79（3）：49-50.
关键词：证券专业；实训；虚拟仿真
国务院《关于加快发展现代职业教育的决定》（国发[2014]19号）以及教育部《现代职业教育体系建设规划（2014-2020年）》（教发[2014]6号）中分别明确指出：“支持与专业课程配套的虚拟仿真实训系统开发与应用。”“在专业课程中广泛使用计算机仿真教学、数字化实训、远程实时教育等技术。” 这充分说明了虚拟仿真实训对培养证券专业高技能人才的重要性与必要性。
1 传统实训室在证券专业实训中的不足之处
1.1 校内实训室建设
1.1.1成本问题
高等职业技术教育所培养的是适应现代生产一线需要的高端技能型人才。为此，各高职院校均意识到建立健全教学实训场地的重要性，纷纷加大投入，为各个专业建设相应的实训场所。但由于实训基地建设的周期长、前期投入与后期消耗都非常大，且随技术的发展，常需要更新换代，很少有学校有足够的财力多次进行投资的。相对于实际实训场所的建设投资，建立虚拟实训平台，其投资要小得多，且设备更新换代或系统升级的成本也可以大幅度降低。
1.1.2场地问题
高职院校实训基地是完成职业教育教学活动中技能训练的重要场所，其功能是在模拟实际工作环境下，进行规范的技术技能操作。可见，实践教学需要有一个真实的实战环境。由于历史和现实等各方面的原因，部分高职学院的校园面积不是很大，实训用地、用房相当紧张，没有足够的土地来建设实战型的实训基地，更不可能为全院每个专业都建立起具有实战环境的实训场所。
1.2 校外实训基地建设
日常教学过程中，一部分实训实验是可以通过校内实训或实验室完成的，但证券专业的实训内容受行业特点的限制，无法仅仅在校内完成，必须借助证券公司、期货公司的环境及工作间才能达到良好效果。但学生到证券、期货公司实训时，会影响到相关企业的办公秩序和工作效率，所以证券期货企业通常不愿接受学生的实训实践。虽然有校企合作企业会提供实训机会，但在具体操作上可能会加以保留，比如实训人数限制或者实训内容限制，导致实训的效果也会大打折扣。
2 证券专业虚拟仿真实训的优势
证券专业的虚拟仿真实训是利用虚拟实训平台，依托Flas形式，模拟真实的金融工作环境，通过学生的自主学习和反复训练，培养学生的动手操作能力、信息处理能力，使其掌握金融业务处理要点和工作流程，提高学生的反思能力和创新能力。优势具体表现在以下几个方面：
首先，学生通过注册，在校内可随时登陆虚拟平台环境，通过网络模块架构，了解实训内容、计划、流程以及每个实训项目的注意事项和要求。每个学生都可以根据自己的掌握情况进行在线练习，直至掌握全部操作技能。网络模块架构还设有师生互动平台，学生所遇到问题可以与老师和其他同学讨论解决。通过在线讨论，在解决问题的同时也加强了师生交流，提高了同学间的团队协作能力。
第二，学生通过网络操作，可以进入虚拟的证券公司现场，使学生身临其境，模拟相应的角色，增强了感性认识，激发了学习兴趣。学生像玩游戏一样全身心地投入到虚拟环境中，对遇到的问题也会产生较强的求知欲，这种自主性学习能让学生掌握各项技能。在今后的工作中，尤其在真实业务处理时，能很快进入角色，并且对过程中可能会出现的问题有一定的预测和应变能力。
第三，设有自动评价系统，学生每完成一个虚拟实训项目，系统会对学生的操作过程和最终结果做出评价。学生根据评价可以自己检测学习的效果，切实提高知识的掌握程度。金融与证券专业虚拟实训平台实现了开放式教学，突破了时空限制，激发了学生学习兴趣，大大提高了实训课程的教学效果。
3 证券专业虚拟仿真实训的实施
以《证券投资实训》为例，该课程采用虚拟投资实战系统展开教学工作。
金融投资实战系统由操作前台、中间处理服务器和数据库服务器三部分组成，全部的行情中转都由统一的外网服务器完成。操作前台为动画模拟业务处理的操作界面，处理数据的录入、简单检查、查询、用户之间的交流等操作。中间为业务处理部分，进行数据库连接、业务规则和数据检查、日初、日终、对前台传送的数据进行相应的处理、撮合等操作。并与外网实时股市数据行情系统相连，自动接收、撮合。金融投资实战系统处理业务范围包括开户、证券买卖、外汇买卖、期货买卖、融资融券、委托理财、私募基金、期权、后台管理等。
证券专业虚拟仿真实训的模块主要有实训模块、演示模块、系统查询模块和在线交流模块。实训模块也就是环境虚拟模块，模仿真实的证券交易现场和期货交易现场，通过学生反复操作练习，使学生熟悉并掌握整个证券开户、交易撮合等流程和技术要点，评价系统会自动对每个学生的操作和结果进行评价，使学生可以及时发现问题，如果评价低于一定的等级，将不能进行下一个项目的虚拟实训，确保了整个实训过程的连贯性和真实性。演示模块是利用动画，向学生讲解和展示每个实训项目的内容和要求，通过演示某一单项任务的具体实施操作，使学生对实训的具体任务有直观的了解。系统查询模块是向学生介绍本网络学习模块主要架构以及进行用户注册、密码服务的平台。在线交流模块是师生互动平台，通过交流可以解决学生在模拟时遇到的问题，老师也可根据学生反应的情况，适时改进模块，使之与现行规范保持一致，提高模拟效果。
通过操作虚拟平台，师生们都可以清晰的感受到，该系统把现实中的场景模拟出来，在模拟的场景中完成业务操作，丢弃了繁杂的导航菜单，以现实中人与人的交谈和终端等方式完成业务导航，让用户更好的掌握业务和理解业务。无论是开户流程，还是行情、撮合等业务流程，都是和实际中的业务完全吻合，做到真实且贴近教学。用户在通过动画界面完成业务录入的时候，通过和业务员的交谈或者终端操作，都是很人性化的方式，确保学生在掌握一定理论知识后能实际使用并熟悉业务流程。
同时，系统以可视化的方式定义和编辑业务画面，维护各种参数和规则，让学生在能对系统作各种调整。通过动画虚拟真实场景，体现人和人之间的交流，人和人之间的挑战，以及学生操作后的升级，使学生在使用过程中，增加了趣味性，更激发了学生学习的主动性与热情。
4 结语
虚拟仿真实训既考察了学生证券基本知识的掌握程度，又反映了学生的证券实践操作能力和应用能力，其考核结果也更能体现学生对相关课程的掌握程度。在设置虚拟仿真实训内容时，应围绕专业人才培养的需要，以应用为主旨、以能力培养为主线，增强学生实践操作能力，以充分适应高职培养学生的思路与目的。
参考文献：
[1] 郑仕华.关于高职院校利用虚拟实训室的思考[J].经济研究导刊，2010（5）.
[2] 程新丽，苏雪.浅析虚拟实训教学环境研究与构件[J].科协论坛，2013（5）.
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。
作者:谢永超 单位:湖南铁道职业技术学院
参考文献：
【关键词】医学信息 虚拟仿真 实训方法 图像分割
1 引言
随着我国对医学技术的要求逐步增高，传统的医疗实训方法已经无法满足如今的医疗人力资源的匮乏，因此越来越多的医疗中心选择用虚拟仿真技术来对医护人员的实训进行训练。目前，在国内，虚拟仿真技术已经逐步受到我国医学界和科学界的重视和研究兴趣。虚拟仿真技术具有模拟手术场景复杂，人机沟通力强，手术现场多元化等特点。其所包含的技术领域也十分广泛。虚拟仿真技术通常包含传统的计算机技术，计算机图像处理技术，现代生物技术，现代医学信息技术，仿真技术和科学计算技术等。基于医学信息技术的虚拟仿真实训不仅可以对医疗人员的临床实验进行仿真模拟训练，同时也可以在医生手术过程中，全程对医生操作进行实时指导，是目前医学界一项炙手可热的培训技术。
2 基于医学信息技术虚拟仿真技术
虚拟仿真技术是指利用计算机技术对临床手术进行模拟训练的一种医疗培训技术。它包含了许多医学技术领域，包括现实手术的培训技术，计算机全程指导手术技术，医学图处理技术，医生通过图像引导进行手术技术，手术导航技术，医疗图像重建和虚拟手术技术等。伤口切割处仿真是指在虚拟仿真手术中模拟外壳手术的伤口切割技术，该技术可以训练外科医生的伤口切割手法与技能熟练度，虚拟仿真技术充分的模拟了手术时伤口切割的效果，以及医疗人员切割伤口的平滑程度。
在进行伤口切割仿真技术的试验中，伤口切割时间和伤口切割效果是制约模拟实验真实性的保障。手术碰撞仿真是指在进行虚拟仿真手术过程中，患者器官与手术器械的碰撞至关重要，在外科手术中，手术器械与患者器官的碰撞往往会决定一场手术的效果或是一个人的生命，因此，对手术器械碰撞的模拟实验是医学仿真试验中十分重要的板块。由于患者的软组织器官，与模拟的医疗器械都呈现不规则形状，因此，在进行模拟实验时，针对不规则几何体是否会发生碰撞的实验，是确保模拟实验的真实性和仿真高效性的关键。医学图像处理技术是指对于医学图像技术的模拟和数据分析模拟等。包括三维，X光，血液流动等的图像模拟。对于手术场景的仿真包括对手术时的灯光，器械，设备，手术室的背景颜色，手术器材材质的模拟等。为医疗人员在进行培训时提供一个较为真实的手术场景。仿真系统配置内核则包括仿真模拟板块的监测与更新，手术资源配置的维护，操作板块的模拟等。
3 虚拟仿真实训方法研究
为了验证虚拟仿真实验的有效性，我们对其实训方法进行了深入的分析和研究。根据目前仿真系统的开发形式，我们对其系统按照功能性的不同，进行了模块划分。模块划分后，我们开始对系统实训方法进行研究。首先，我们需要构建一个虚拟仿真实验的程序编程，该编程包括虚拟实验数据，虚拟实验对象，虚拟实验图像和虚拟实验场景。虚拟实验的程序编程是整个虚拟仿真实验的基础。对虚拟仿真实验进行编程后，需要对实验的硬件设备进行选择。通常我们所采用的实验硬件设备包含瑞士公司生产的Pmryer力度触觉反馈设备，该力度触觉反馈设备包括有7个力度反馈度，可以对模拟手术过程中的手术力度进行全方位的模拟。包括挤压力，拉扯力，摩擦力，抓取力等。硬件选择完毕后，我们就可以对虚拟仿真实验的具体任务进行设计。仿真实验的具体任务包括一，虚拟医学图像处理技术，我们需要对虚拟的医学图像进行处理，保证其频率波动的稳定和二维，三维图像的识别。二是建立三维的软组织模型，对手术过程中软组织可能发生的变化进行模拟，以保证模拟实验的真实性。三是对实验力度反馈数据进行处理。在手术进行过程中，医护人员的手术力度有着至关重要的作用，因此，我们需要对手术过程中的力度进行模拟。四是对手术时的血液流动进行模拟。手术时，医护人员需要随时对患者的血液流动进行控制，因此对血液流动进行模拟在虚拟仿真实验中是十分重要的。随着我国医疗技术的发展，虚拟手术仿真系统在医疗领域的应用将越来越广泛。
4 结论
基于医学信息技术的虚拟仿真实训是一个包含着众多复杂技术的一款医疗手术模拟实训系统。本文对其实训方法进行了深入的分析和研究。首先我们对仿真实验系统进行了系统编程，之后对其硬件设备进行选择，最终确立仿真实验任务。系统实验包括了模拟软组织模型的建立，保障了虚拟实验时，能够了解手术过程中患者软组织结构的变化情况。模拟图像处理技术，对医疗图像进行二维，三维的建模，并对其图像数据进行分析。模拟手术力度反馈，更好帮助医疗人员在进行手术时的力度控制进行训练。虚拟仿真系统不仅可以对医疗人员的手术经验进行培训，同时也可以利用仿真模拟系统，在真实手术操作时，进行手术实时的引导。基于医学信息的虚拟仿真实训不仅为我国医疗人员的手术经验提供了训练的平台，也为我国医学技术的发展奠定了基础。
参考文献
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作者简介
李晓莉（1980-），女，河南省西华县人。硕士学位。副教授。主要研究方向为临床医学。
关键词：项目教学 任务驱动 虚拟实验 仿真实验 电工技术
一、引言
当前，“项目教学法”作为一种较新的教学模式，逐渐被成功应用于高职类院校的日常教学活动中。为企业培养一线的技能型应用人才，实验实训的实践环节对高职学生的实际操作技能的培养起了关键作用。
经调研发现，在实验实训教学过程中，存在不少问题：（1）教师缺乏先进教育理论的指导，精力有限，未能对每一实训进行系统的教学设计；（2）院校实验实训设备有限，或因设备本身昂贵，不能保证所有学生可以亲自实践；（3）高职类学生理论基础相对薄弱，经常出现对设备的非规范性操作，设备受损严重，维修费用剧增。
针对上述情况，我们试图在项目教学理论的指导下，构建适合高职类学生使用的虚拟实验实训平台，减轻教师工作量，提高学生学习效果。
二、项目教学指导下虚拟仿真实训平台的功能分析
“项目导入、任务驱动”教学法的理论基础是教育家陶行知先生所提倡的“在学中做，在做中学”的教育理论，为通过完成完整的工作项目，让学生获得相关知识与技能，并发展职业能力的教学方法。归纳起来，要求虚拟仿真实训平台应具有以下基本功能：
1.导航清晰，“项目-任务”式组织
项目教学法以应用为着眼点，紧密结合工程实践项目，将复杂和烦琐的学科体系项目化，然后将一个个项目划分成一个个较容易掌握的“任务”，把教学内容巧妙地隐含在每个任务之中，注意分散重点和难点，通过这些任务来实现总的教学目标。平台的导航应充分体现“项目”和“任务”，并以此为逻辑组织内容。
2.虚拟仿真，实现情境教学
平台应运用多媒体工具，创设任务情境，激发学生的学习动机，使学生的学习与实际问题紧密联系起来；具有示范讲解功能，注重动手操作，交互性强，使学生具有独立的进行虚拟的技能性操作锻炼的机会。
3.多用户模式，支持协作学习
教师通过平台根据学生的兴趣和能力，也可经过小组协商自主选择角色，承担相应的任务。这要求平台支持多用户，允许一组学生同时对一个项目进行操作，组内成员对项目的实施具有相应权限，项目的进展情况实时更新，而且组内可以通过网络的形式进行的经验交流和问题探讨，提高团队协作能力。
4.资源适度整合，支持探究式自主学习
针对每一任务，平台需整合必要的资源，驱动学生开展探索活动，寻找、搜索相关知识，归纳完成任务的方法和步骤。对学生提出的任务不宜过细，应留有余地。教师扮演的是一个学习的指导者、合作者的角色，整个学习过程以学生的自主学习为主。
5.学习过程可控，支持过程式学习
项目教学法要求在任务设计时要考虑任务的前后知识的联系，应该让学生的知识学习和应用有一个逐步上升的过程，这要求平台可以对任务实施的进程顺序进行控制，使学生完成简单任务后才进入较复杂的任务，只有完成所有任务时，才能进行成果展示。对每一任务应有阶段性成果的阶段性评价和考核。
6.考核评价，多种方式综合
项目教学既要有形式性评价，即任务阶段性评价（段段清）；又要有结论性评价，即整体项目设计与制作的结果。要充分利用数据库技术，记录学生整个实践过程表现，使评价贯穿在整个学习过程中。
7.成果展示，沟通交流
在完成所有任务后，平台能对最终的学习成果进行虚拟仿真，在全班学生面前展示、交流，让学生深感成就感，并将完成任务过程中积累的经验进行交流。
三、基于项目教学的虚拟仿真实训平台的构建
1.平台运行模式的选择
传统的多媒体课件都是单机版的，项目教学理论要求平台能支持多用户模式。C/S模式和B/S模式都可以达到要求，但B/S模式更具优势。C/S模式一般用于局域网，如在一个实验室里使用，而基于Internet的B/S模式允许学生不受地点、时间的限制进行实验实训，所以B/S模式优先考虑。
2.开发工具的选择
常见的课件开发软件有Authorware、Flash、PowerPoint等，相比之下，在网页设计和多媒体创作大展拳脚的Flash更适合与B/S模式的软件开发，它可以方便地将声音、文字、图片、视频融合为网页动画，而且其功能强大的Action Script足以满互性的实现。为将不同的Flas进行有效组织，需要网页制作工具使其形成系统，Microsoft Visual Studio、Dreamweaver和FrontPage都是不错的选择。此外，因平台需要支持过程式学习，能记录整个实训过程中的表现，需要开发动态网页，所以还需要动态网页编程语言和数据库的支持。网页编程语言常见的有Asp、、Jsp和PHP，常见的数据库有Microsoft SQL Server、MySQL和Access。具体可以根据个人偏好选择，对于初学者，“Flash、Dreamweaver、Asp、Access”是不错的选择。
3.平台构建的原理与方法
平台采用Web的B/S三层体系结构，即逻辑上分为表示层、业务逻辑层和数据存储层。
平台构建原理：首先，平台导航的组织设计。根据教学大纲要求，结合实际工程项目，合理的划分若干“项目”，再将项目合理地分成若干“任务”。其次，对每个项目，做以下工作：（1）项目导入。讲解项目背景、任务间的内在关系、逻辑结构，使学生对项目有整体了解、认识和把握，让学生做好项目设计和制作的相关准备。（2）任务分工。教师通过平台，根据小组成员的成熟程度，进行合理分组。把不同学习能力、学业水平及具有不同兴趣爱好的学生分到一个组，可以在一定程度上实现优势互补。（3）任务实施。学生在登陆平台后，根据自己的分工，对每一任务进行实施，主要包含学习了解可利用的资源、学习示范操作、亲自动手操练、接受阶段考核等环节。（4）成果展示。在完成所有任务后，平台对学生最终的成果进行虚拟仿真。（5）评价交流。学生对实践过程中的心得体会进行交流，教师通过平台进行结论性评价。
平台开发步骤：首先将每一个任务分别用Flash封装成一个网页动画；其次将所有的动画在Dreamweaver开发环境下组织成一个网站；最后是利用ASP动态网页开发，对师生账号信息、项目任务信息、每一次实训的过程记录信息、教师点评和学生成绩通过数据库加以存储与读取。
4.多种媒体融合表现
通过上述的技术实现，可以达到以下多种媒体表现形式：（1）图文并茂，学生自主观察学习；（2）声音动画示范讲解，创造轻松学习环境；（3）实物逼真虚拟，创设真实的学习情境。（4）过程交互仿真，提供学生反复动手操练机会；（5）游戏式做题，实现寓教于乐。
四、应用实例
《电工技术基础》是一门理论性和实践性都很强的专业基础课。我们将本文的方法应用于实际，开发了“面向项目教学法的电工虚拟实训室”。本平台荣获浙江省第七届多媒体作品竞赛高职组二等奖，浙江省第五届青年教师教学技能竞赛优秀奖，并在我校06级的机电一体化、数控、汽车等专业有较好的应用。
图1给出的是项目“三项异步电动机正反转控制电路的安装与调试”的主界面。图2显示了平台提供给学生反复动手操练的机会，对所学的电路进行虚拟连线，操作正确与否，平台将给予提示反馈。
图1 项目一的主界面
图2 任务中的交互性动手操练
五、结束语
基于项目教学的虚拟仿真实训平台，为学生提供了反复操练的场景，缓解学生对操作技能需求与学校有限的实验室资源之间的矛盾，可作为学生实战前的预练，学会规范的操作流程与方法，减少对设备的损坏，节约成本。具有以下特色：（1）引进了“项目导入、任务驱动”的先进教育理论；（2）强调学生的主体地位，学生主动寻找完成任务的方法和构建自己的理论体系。（3）培养学生分析和解决问题的能力，学生在操作中学会资料利用、数据处理、原理分析和问题判断。（4）体现交互和过程性，对实际的技能操练进行虚拟仿真。（5）融合多种媒体表现，将文字、声音、图像、动画以及人机交互融合一体。
参考文献
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［3］白植真.以项目教学法开发零件测绘教学［J］.教育与职业，2006（10）.
［4］邹冰，陈晓东，何文学等.培养水工专业应用型人才的探索与实践.浙江水利水电专科学校学报，2004（12）.
［5］陈志阳.多媒体创作软件Authorware与Flash的比较.中国职业技术教育，2003（5）.
作者单位：
1.浙江水利水电专科学校
【关键词】虚拟仿真 实训平台 目标定位 开发原则 应用思考
【中图分类号】G71 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）32-0240-02
一、综合课程虚拟仿真实训平台开发应用现状
1.综合课程
在构建高职课程体系时，会设置一些起“综合作用”的课程，通过这些综合课程，将相关几门课程的知识、能力和素质进行综合，根据实施时间阶段综合课程可以有专业技术基础综合课程、岗位能力综合课程及专业综合课程。综合的目标就是整合该几门课程的核心技术，实现综合应用;综合的手段是按照综合的目标和整合的内容选择合适的教学载体，所以，综合课程的教学载体一定是综合化的，一般取自于企业的真实工作项目。
2.虚拟仿真实训平台
仿真实训教学是近十几年来发展普及起来的一种虚拟现实的实践教学模式，它通过应用计算机、网络和仿真软件，模拟仿真实际工作场所和岗位的环境、设备、开发系统，以及企业的产品设计和生产工作过程，学生通过这样的环境进行仿真训练，提高实践能力。
近几年，由于互联网的应用，仿真实训教学的系统和资源从单机、本地模式逐步向网络化、异地远程方面发展，即构成仿真实训平台。借助于互联网平台的优势实现实训教学互联网化、共享化和便捷化，参与仿真实训的师生随时随地可以进行操作、分享、交互、交流，提高了实训教学的实时性、交互性和综合性。
3.开发应用存在问题
（1）系统性差。各种仿真实训教学软件缺乏统一的集中管理，没有真正按照专业和课程培养目标的体系组织资源;
（2）资源的综合性不够。所提供的资源仅仅针对于单项的知识技能训练，没有体现出综合能力的提升，训练项目缺乏生产性、工程性和职业性。
（3）可扩展性、开放性差。无法支持课程和相应实验的对接，不能实现和相关教学资源管理平台的扩展。
（4）虚实结合方式体现不够。仿真实训教学虽然能够在实验设备台套数不足、实验耗材昂贵、无法经常性到达工程现场、存在安全隐患等方面克服制约因素，但目前的技术还不能完全达到和现场一样的效果，尤其是一些工科的专业实训。所以，仿真实训只是辅助学生掌握实践技能的一种有效的技术手段。
（5）考核、鉴定功能不足
作为实训平台，考核功能是必备的，但当前的平台多数不具备考核功能，即使有考核功能的平台，其考核方式基本以结果为主，不能体现综合性实训知识与技能综合应用的过程与程度。同时，许多实训平台还要面向社会和企业学习者，进行培训和技能鉴定。
4.开发应用趋势
“互联网+”时代到来及现代高职人才培养模式对虚拟仿真实训平台开发应用产生了综合影响，从技术的角度向仿真深度加深、开放性更强、共享推广更便捷方向发展，从教学应用角度向训练项目的综合性及生产性、实训技术虚实结合提高真实性、实训平台和其他在线教学平台的融合以及加强考核鉴定方向发展。
二、综合课程虚拟仿真实训平台开发目标定位
1.应用功能定位
综合课程虚拟仿真实训平台功能定位在学生“综合能力”的训练和提升方面，考虑到和行业职业标准对接的需要，综合能力的定位以“三级”（高级工）为主，适度兼顾“二级”（技师）。根据这些技能等级的训练和考核需要，确定应用功能。
2.应用方法定位
训练方式方法要与高职课程模式匹配，采用“项目引领、任务驱动”模式，项目载体必须来自于企业现场，一般是围绕着岗位的核心能力提出的，能够综合2-3门课程的核心知识和关键能力，提高实训的综合性。
3.应用效能定位
应用效能体现在两个方面，一是满足在校生随时随地应用操作的要求，可以满足课堂需要，也可满足“翻转课堂”课前预习、课后巩固的需要。二是满足行业、企业等社会技能鉴定训练、自我测试的需要。
4.技术路线定位
从平台信息技术的角度，要采用当前最流行的开发技术，并同时兼顾到移动端的应用需要，配置苹果和安卓两个版本。另外，如果含有专门的专业软件或设备参与进来的课程，还要考虑平台如何与这些软件、系统对接的问题。
从项目及训练、考核过程虚拟化的技术角度，要兼顾“虚实结合”的理念。较为单一的技术技能训练可以采用完全虚拟化的技术路线，但对于综合的项目，必须采用“虚实结合”技术模式，现场操作时，技术开发采用专业开发软件，控制器采用现场设备，控制对象采用多种多样的虚拟对象代替;远程操作时，可采用虚拟机形式，仍以专业开发软件为开发工具远程操作，控制对象采用虚拟对象，现场控制器的工作状态通过视频或通讯手段进行采集，远程虚拟仿真显示方式。
三、综合课程虚拟仿真实训平台开发原则
1.以典型项目或工作任务为载体，客观呈现真实工作情景
职业教育虚拟仿真实训平台开发应虚拟真实的工作情境，采用典型的作品或工作任务，按照真实的工作流程来开发。
2.以职业岗位广泛应用的最新技术为重点，通过“虚实结合”提升现场性和真实感
职业教育虚拟仿真实训平台开发应在科学分析的基础上，整合该专业领域广泛应用的最新技术，确定若干个核心技能项目作为平台的主体内容。采用最新技术手段，将学校或企业的真实设备和实训平台进行有效联接，通过“虚实结合”提升现场性和真实感。
3.以信息技术标准为依据，确保平台与相关教学系统的对接
平台内专业教学仿真实训软件开发要执行通用的信息技术标准，充分考虑软件使用对象、运行环境、后续更新、市场推广等因素，进行标准化和规范化建设。通过技术规范，提高平台的接口能力，为实训平台同在线教学平台、教学管理平台的有效对接创造条件。
4.以校企合作模式为主体，整合资源，提高平台应用的深度和广度
职业教育虚拟仿真实训平台开发虽由职业院校提出，但要联合行业和有关企业合作建设，整合多方优质资源，实现教学和行业的有效对接，同时为平台服务行业企业打好基础。
四、综合课程虚拟仿真实训平台开发应用思考
1.技术整合的思考
虚拟仿真实训平台所采用的技术除了传统的计算机软件、数据库、WEB开发技术外，必须整合对应课程所使用的应用软件技术，如本课程《建筑智能化系统》工程开发的软件有PLC程序开发软件、组态开发软件MCGS、触摸屏开发软件等，只有整合这些专业软件，才能真正能够仿真到工程现场，防止出现“虚拟仿真训练很熟练、真实设备不会应用”的“虚能力”。
2.平台应用的思考
要科学分配仿真实训与现场实训的时间比。一般应该在学生经过一段仿真实训学习，具备基本安全与操作规范的前提下，尽可能安排较多课时的现场实训，以便学生对实践技能进行巩固。同时安排学生到企业现场实地实训，使仿真实训与真实工作环境有机结合，通过“虚实结合”有效提升学生综合能力水平。
参考文献：
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。
Abstract： At present， there are some difficult problems such as high cost， high quality of practical teaching in vocational and technical education， the practical training difficult to imitate， the teaching effect of practical training is difficult to control. It is difficult to cultivate high quality technical skills to meet the needs of enterprises. In this paper， we can design 3D virtual simulation training to meet the needs of the professional growth to solve the problem of the quality and efficiency of personnel training in the training classroom， promote the transformation and innovation of the traditional teaching mode， and promote the integration of information technology and education teaching.
关键词： 游戏互动；3D虚拟仿真；职业人；学习地图
Key words： the interaction of the game；3D virtual practice；professional person；learning map
中图分类号：G71 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）03-0236-02
0 引言
随着科技技术的飞速发展，社会衍生出对高素质、技术技能型复合人才的大量需求，而职业院校的毕业生却又较难找到合适的工作，“招工、就业”两难现象越演越烈[1-2]。现阶段人才职业素养、综合技术技能与企业实际要求的巨大反差无疑是导致这一问题的最主要、最直接的原因。究其问题主要在于：一是职业院校普遍存在生产性实训设备投入成本过高、生产性实训条件缺乏、学生实训难以保证的问题；二是传统实践教学与训练主要以技能训练为主，普遍存在与职业素质培养融入不够、与真实环境脱离的问题；三是随着信息化设备（智能手机等）的普及，职业院校实训课堂上普遍存在玩手机的现象，学生难以由被动学习转化到主动学习的问题。这些问题又严重制约着实践教学综合效益的发挥，影响人才培养质量及效率，难以培养适应企业需要的高素质技术技能人才[3]。
基于此，本文以应用电子技术专业为例，构建职业人职业成长的学习地图，创立“533”职业人成长训练体系（生产五要素、职业发展三路径和能力三层级），开发融入游戏理念、虚实结合、3D场景再现的应用电子技术专业虚拟实训系统。通过推广应用，以期破解实训教学中的人才培养质量及效率低的问题，促进传统实训教学模式的转变与创新，推进信息技术与教育教学的深度融合，为职业院校信息化实践教学的应用及推广提供借鉴。
1 依据认知和成长规律，构建职业人职业成长的学习地图
遵循职业人认知和成长规律，校企合作，充分调研电子产品生产设计与制造、电子设备生产、电子元器件生产等各种类型企业，获取行业技术、技能人才岗位职责等重要信息，确定应用电子技术专业人才培养能力素质目标要求，明确3D虚拟仿真与专业的关系、与课程的关系。调研电子信息产业链的设计、生产、销售与服务四个环节，对技术工等技能岗位、工艺员等技术岗位、班组长等管理岗位三条电子技术专业职业人职业发展路径中电子产品调试岗位、产品装接等岗位进行职业能力分析。并将完成电子技术专业设计、生产、销售与服务岗位群的一般工作任务、特定范围内工作任务、创新工作任务等三种能力水平，界定电子技术专业职业人的职业能力水平等级。借鉴主流企业提升人力资源管理水平和实践效果的重要工具，即能力素质模型，构建能支撑应用电子技术专业人才培养目标的3D虚拟实训系统的职业人职业成长学习地图（基于岗位能力和业务问题设计的成长路径）。
关键词：虚拟仿真技术；高职院校；化工实训教学；应用
化工行业是国家产业体系的重要组成部分，是国民经济中的支柱产业之一。而在化工生产过程中，往往会使用到易燃易爆等危化品，若操作不当，将会造成严重的安全生产事故，既威胁生产工人的生命安全，又会给化工企业带来不可估量的经济损失。因此，化工生产高度重视从业者的实践操作能力和问题解决能力，这无形中提高了高职院校化工实训教学要求。而对于高职院校来说，在化工实训教学中，若组织高职学生进行工厂实践培训，不仅要投入大量资金，还无法保证学生的安全，使得化工实训教学缺乏效果，不利于高职院校化工人才培养质量的提升。而虚拟仿真技术的出现与应用，为化工实训教学的优化提供了技术保障，既解决了化工实训中安全问题，又可以降低化工实训成本，从而有利于高效开展化工实训教学工作，进而有利于培养高素质化工人才。鉴于此，本文围绕“高职院校化工实训教学中虚拟仿真技术的应用”展开研究具备显著意义和实践价值。
1高职院校化工实训教学中虚拟仿真技术的应用价值
在虚拟仿真技术应用支持下，在高职院校化工实训教学中，化工教师可以模拟真实的化工厂生产系统，这种模拟手段相比其他培训方式，对实践经验不够丰富的学生来说，是一种安全的实践培训手段。在极短的时间内，化工专业学生就可以将学习积累的化工专业理论知识应用在实践中，而在传统实训教学模式中，需要较长的一段时间才能实现。对于高职院校化工专业来说，化工实训课是一门基础性课程，旨在培养高职学生化工专业技能实践能力，帮助高职学生尽早熟悉化工生产流程，有效培养高职学生问题分析能力、问题解决能力，为化工专业学生适应未来化工生产需求提供保障[1]。化工实训课作为化工专业的实训课程，虚拟仿真强调理实一体化，在实训过程中，学生在虚拟场景中完成化工理论和实践操作要点的测验，既可以让高职学生学会如何操作化工机械，又可以帮助学生学会如何解决生产实际问题，为高职学生适应未来化工生产需求夯实基础。在化工实训过程中，高职学生极可能遇到今后工作中的具体问题，并学会如何高效解决这些实际问题，便于高职学生积累一定的生产工作经验，进而有利于高职学生在今后的工作中高效解决一系列化工生产问题。除此之外，虚拟仿真实训融合了工艺和工厂运行知识，高职学生既可以详细地了解整个化工生产过程，又可以深入了解各类化工生产设备的结构及工作原理[2]。例如：在虚拟仿真技术支持下，可将各类反应器、蒸馏塔等结构动态演示出来，这样学生就可以清晰地了解这些设备的结构，从而有利于提高化工生产的安全系数，且有利于降低化工设备运行成本。
2高职院校化工实训教学现状及影响因素
2.1化工实训教学现状
1）教师的化工实训教学经验。基于化工实训教学现状来说，高职化工教师严重缺乏实践经验，其中，大部分教师虽有丰富的教学经验，但是严重缺乏工厂实践经验，这使得化工教师在化工实训教学期间，只能对学生进行理论的指导，无法向学生展现真实的学习过程[3]。另外，实训教学中的培训师除了高校化工专业教师外，还包括企业的工程技术人员，这些人虽有着丰富的化工生产实践经验，但是相对缺乏理论知识和教学经验，无法将生产实践经验有效地传递给高职学生，进而也会影响化工实训教学效果。2）实训教学模式。当前大部分高职院校化工实训课程仍然以课本理论知识讲解为主，且讲解方法也较为单一，主要以教师的示范，学生既定程序的模拟机械操作为主，导致实训与化工生产实际相脱节，进而使得实训缺乏成效，不利于提高学生化工生产实践能力[4]。3）实训教学成果。高职院校由于资源有限，在实训教学中只能展开一些简单的实训活动，对化工生产实践缺乏指导性和实用性。针对这种情况，部分高职院校采购了一定量的实用设备，但是由于师资因素影响，也无法将这些实用设备投入学生的实训，进而制约化工实训效果的提升。
2.2化工实训教学的影响因素
高职院校化工实训教学目的在于让高职学生在校学习期间，提早接触化工生产车间，了解化工生产工艺和生产流程，并对不同类型的生产过程进行分类讨论和交流，以期逐步提升高职学生处理问题、分析问题及解决问题的能力，进而为学生适应化工生产需求夯实基础，以便更好地服务于社会[5]。但是高职院校化工实训教学，在实践中仍然受到诸多因素的制约，不利于实训教学效果的提升。关于化工实训教学的影响因素，总结包括以下几点：1）高职化工人才培养方案往往要求企业同时完成数十人，甚至是数百人的全程实训，这是当前大部分企业难以实现。2）基于高职学生实训安全角度考虑，企业往往会严格限制学生的实习时间和范围，甚至要求学生在实训期间只参考教材，不得触摸具有危险性的设备和化学药剂等，导致高职学生在实训中处处受限而无法全程参与进来，进而使得化工实训流于形式，不利于实训效果的提高[6]。总之，上述问题的存在，使高职学生无法实现化工实训课程目标，导致学生化工生产实践能力严重不足。在当前信息技术不断深入发展的背景下，虚拟仿真技术的发展日渐成熟，被应用在化工实训中，可以有效解决传统实训模式中的各类问题，从而有利于促进高职学生化工实践能力的提升。
3虚拟仿真技术在高职院校化工实训教学中的具体应用
虚拟仿真实训应遵循培养实用性人才的原则，结合当前化工行业对化工专业人才的实际需求，有机融合理论教育、实验实训、虚拟实践等，以促进化工实训教学效果，为培养化工专业复合型人才提供保障。
3.1实训前完善知识结构体系
在高职学生虚拟仿真实训之前，化工教师应预留一定的时间，让学生进一步完善知识结构体系，主要是供学生熟悉生产过程的特点、生产流程和生产工艺，了解相关设备的信息，如结构、工作原理等，以便学生对化工实训具有一个大致的了解，为后续参与实训提供支持。在实训之前知识结构体系完善过程中，高职学生可以进入平台，阅读图文和观看视频介绍等，学习化工生产工艺、设备操作和工艺流程等化工生产知识。在此基础上，高职学生需要根据实训要求，明确自己实训过程中的问题，并写出实训报告，通过模拟实际训练获得问题的答案，以达到实训目的。
3.2化工实训教学过程
虚拟仿真实训具有在线原因选择、信息、互动交流、成果展示等功能，对于高职学生来说，基于在线选择功能，可以利用电脑、手机等智能移动设备远程连接虚拟仿真实训平台，并进入到实训平台展开后续实训操作。在虚拟仿真实训中，学生可以在三维模拟仿真工厂中工作，并根据实训要求来选择合适的虚拟实验。在模拟工厂中以角色扮演形式与平台中已经设置好的管理人员进行有效互动，学习化工生产安全知识和技能，化工设备结构、化工设备工作原理等重要知识点。在虚拟仿真实训过程中，管理人员可以结合学生实训课程目标，设置大量的实训任务，并按照由易入难的顺序排列任务，这样一来，高职学生在执行任务时，完成一个个知识点的学习，并可以从中获得一定的自信心，从而有利于提高学生的主动性和积极性。不仅如此，高职学生通过完成所有的任务，就可以掌握各项实训知识和技能，并在此过程中，辅以仿真软件可以全面了解化工生产过程、原理、方法等，有利于提升学生化工生产的实践能力。
3.3实训教学评价过程
学生完成各种虚拟仿真实训操作之后，虚拟仿真软件可以同步完成数据收集、整理和分析等工作，并将高职学生模拟实训操作实时数据以实训报告方式在线生成出来。在此基础上，虚拟实训系统将对高职学生的实训成果进行量化评价，并给予相应的考核等级。这样一来，不仅实现了量化考核高职学生化工实训效果的目的，还可以明确高职学生在实训中的不足，从而有利于化工教师调整实训方案，有针对性地组织高职学生进行实训，进而有利于促进高职学生化工实践能力和知识水平的全面提升。
4结束语
传统模式下的高职院校化工实训教学，仍然存在众多难题，不利于化工实训教学质量的提高，进而对高职化工专业人才培养质量产生了直接性影响。因此，在新时期背景下，高职院校化工专业应以适应化工技术发展需求为出发点，注重化工专业学生实践能力的提升，为提升高职学生就业和职业竞争力夯实基础。这要求高职院校在化工实训教学中，明确当前高职院校化工实训教学难点和问题，注重教学方法的创新。而通过本文分析可知，虚拟仿真技术的出现和应用，为化工实训教学提供了一条安全且高效的路径，既可以弥补传统化工实训教学缺陷，又可以让学生更安全地完成各项化工实训任务，从而有利于提升化工实训教学质量，进而提升化工专业学生的实践能力。因此，作为高职院校的化工教师，应加强先进技术和理论的学习，将虚拟仿真技术与化工实训教学结合起来，锻炼高职学生的化工实践能力。
参考文献
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