基于虚拟仿真技术专业实训课程教学的实践与反思——以《电机与拖动》为例

吴有俊

（南京江宁高等职业技术学校 江苏南京 211110）

虚拟仿真技术是利用计算机仿真技术模拟产生一个与现实相关的虚拟环境，让使用者产生视觉、听觉、触觉等感官的模拟体验，以实现虚拟与现实相互作用。虚拟仿真教学就是将虚拟仿真技术运用到教育中。2013 年教育部高教司发布了《关于开展国家级虚拟仿真实验教学中心建设工作的通知》（教高司函〔2013〕94 号），通知指出：我国已有多所中、高职院校的虚拟仿真实验教学中心已经进入到建设名单当中。虚拟仿真教学在国内中、高职院校教学中被广泛采用，将成为中、高职院校教学的一种重要方式。

职业教育是培养技能型人才、支撑工业化发展、面向人人、指向岗位的一种教育形式，同时也是我国教育的薄弱环节。机电类专业实训教学中采用虚拟仿真技术可节约办学成本、节约教育资源、提高实训效果、实现应用型人才的培养，同时也是中高职院校教育现代化建设的必然趋势。

一、基于虚拟仿真技术专业实训课程教学的背景和要求

2010 年，国务院在《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010 ～2020 年）》的第六章职业教育的十四条大力发展职业教育中强调“加强‘双师型’教师队伍和实训基地建设，提升职业教育基础能力。”在六十条加强优质教育资源开发与应用中谈到“加强网络教学资源库建设。引进国际优质数字化教学资源。开发网络学习课程。建立数字图书馆和虚拟实验室。”目前，我国教育领域大力加强信息化教学，而虚拟仿真技术是信息化教学的重要组成部分。虚拟仿真技术的应用，建立健全了教学实验基地，为教师的实训教学课程改革指明了方向。

从目前中职学校专业课教学的实际情况来看，传统的教学方法和教学手段已经不能适应当前教育快速发展的形势，将虚拟仿真技术应用到中职专业课教学中已刻不容缓。在职业教育中技能型人才的培养，离不开实际操作和实训。然而，由于师资、实训设备等种种条件的限制，传统的实训教学难以满足现代社会对技能型人才培养的需求。由于虚拟仿真技术的快速发展，基于虚拟仿真技术的专业课实训教学越来越受到各方面的高度重视，已经成为专业课实训教学环节中不可缺少的重要组成部分。

在《电机与拖动》课程教学中运用虚拟仿真技术，能够让学生在虚拟的环境中模拟出真实生产和工作环境，去演示其基本结构、工作原理、工作过程等，从而突破难点，解决传统实践教学中存在的问题。将虚拟仿真技术应用到《电机与拖动》课程教学上，在讲授理论知识时，用虚拟仿真技术可以直观地帮助学生：①完成实际操作和实训教学的课前预习；②进行实训教学过程中的个性化辅导与练习；③进行实训教学过程中信息化、智能化考试考核。

二、基于虚拟仿真技术专业实训课程具体教学过程的实施——以《电动机连续控制电路安装与调试》为例

在《电动机连续控制电路安装与调试》项目中，将各种类型的优秀虚拟仿真教学资源上传至网络教学资源平台，学生可以及时获得相应的虚拟仿真教学资源进行在线学习、实践操作和测试。

1.课前准备阶段

提前一周在网络教学资源平台中上传《电动机连续控制电路》自主学习任务单、微课和视频等虚拟仿真教学资源。将整个教学任务分解成：①热继电器的结构、工作原理；②分析控制电路的工作过程；③安装与调试。学生在网络教学资源平台中下载学习资源，根据任务单明确任务要求。

2.理论探究阶段

运用虚拟仿真技术，让学生掌握热继电器的结构、工作原理；用电工虚拟仿真教学软件讲解控制电路的工作过程，帮助学生理解自锁含义，学会热继电器过载保护原理和工作过程；用虚拟货币来评价学生作业完成的效果。

课堂上，为了让学生对热继电器有更加深刻的认识，笔者给每位学生准备了一个热继电器，在教学平台中展示学生上传的作业。课堂上组织学生互相讨论，巩固知识点。教学资源平台会自动生成学生的实训考核成绩，让老师及时了解每一位学生的学习情况。对共性问题，教师借助虚拟仿真软件演示分析讲解，对个性问题进行课后单独辅导。

3.虚拟仿真软件实践操作环节

教师组织学生进行虚拟仿真实训软件操作，完成仿真演练过三关，分别是选件测试、模拟接线、检查调试。学生在闯关的过程中完成“电动机连续控制电路”安装与调试工作，并且遇到困难可以点击虚拟仿真平台中的“操作提示”按钮。

具体操作过程为：

（1）在虚拟仿真元件库中选择电路安装所需的元件，用平台中提供的虚拟万用表进行模拟检测，冲关完成后，让学生填写任务单中的“元件清单”。

（2）在平台中模拟接线，重点考查学生的识图能力。冲关完成后，让学生填写任务单中的“元件布局和接线图”。

（3）用虚拟万用表进行安装线路的模拟调试，冲关后梳理出正确合理的检测步骤与调试方法。

4.检查阶段

教师检查学生的虚拟仿真软件的操作过程，并进行监督和指导。

5.教学成果评估阶段

根据虚拟仿真教学平台的反馈，对学生的虚拟软件操作使用情况进行点评，包括虚拟工具的使用、接线工艺、控制电路的检测与安装调试等，再结合学生的自评等级进行综合评价。

学生借助“虚拟仿真教学项目评价表”进行自评和互评，各小组派代表介绍虚拟仿真软件的使用情况，分享虚拟仿真电路安装过程中的心得体会。

三、基于虚拟仿真技术专业实训课程具体教学过程的反思

《电机与拖动》课程中的知识点比较抽象，原理难懂难学，若采用传统的纯理论课教学模式，长时间下来，学生就会失去兴趣，学习效果不理想。笔者从以下几个方面开展《电机与拖动》学科的虚拟仿真教学工作。

第一，笔者把虚拟仿真技术运用到整个教学过程中，实现教学过程的信息化和智能化。网络教学平台中的各种虚拟仿真教学资源可以供学生课前预习，课后复习巩固使用；除了提供大量的虚拟仿真教学资源外，笔者利用网络教学资源平台发布作业和学习任务，疑难讨论与解答，让学生进行作业提交与自动批改，网络考核等，方便老师与学生，学生与学生之间的交流和互动。

第二，笔者关注专业特色，为实践教学服务，在网络教学资源平台中设置了开放式虚拟仿真实践教学模块。通过网络提供一个虚拟仿真实验平台给学生，并进行网上实验信息发布；学生可以在平台中，完成相应的虚拟仿真实验，并在网上提交实验报告。在网络平台中，课后学生可以多次练习课堂实验内容，也可以根据自己的专业能力完成一些难度较高的实验或者进行自主创新型实验的尝试。

第三，在虚拟仿真教学过程中，笔者既关注仿真教学的过程，又关注仿真教学的结果。在教学过程中，每次完成一个学习任务后，笔者先不予评价，而是让其他同学评价。通过同学之间的相互评价，发表各自的观点，并且对所得出的结论进行讨论，从而激发学生的学习热情。评价过程也是一个互相学习的过程，可以促进学生之间合作交流，形成良好的竞争意识。