鄒付群+++韋克昌
摘要:虛擬仿真技術作為職業(yè)教育實訓教學的發(fā)展方向,目前應用比較廣泛。本文提出將虛擬仿真技術應用于飛機維修實訓的教學中,它能克服現(xiàn)有教學中存在的一些弊端,提升教學質量,為飛機維修實訓教學的改革提供了一個方向。
關鍵詞:虛擬仿真 飛機 維修 實訓教學
虛擬仿真技術是一個虛擬環(huán)境,它包括軟件、計算機硬件和各類傳感器,能夠對各種環(huán)境和實物進行高度模擬,當人們進入該環(huán)境并與其進行交互時,可產生“身臨其境”的感覺。
教育部從2008年起,頒發(fā)的一系列文件清晰指出職業(yè)教育要“大力推動仿真、多媒體課件等數字化教學資源開發(fā)”,“重點解決常規(guī)的教學手段技術、設施設備難以實現(xiàn)的實習實訓問題,主要為了滿足有急切需求并覆蓋范圍廣的虛擬仿真實踐教學的需求,表明了職業(yè)技術教育的實訓教學方向是利用虛擬仿真技術進行深入開展。
一、虛擬仿真在職業(yè)教育實踐教學中的應用現(xiàn)狀
目前,很多職業(yè)教育的實訓教學中都應用了虛擬仿真技術:
(一)旅游課程的實訓教學
由于實習資源有限、現(xiàn)場教學成本高等問題,很大程度上制約了旅游專業(yè)的教學發(fā)展。而利用虛擬仿真技術,能夠開發(fā)出各個旅游景區(qū)的虛擬場景,開發(fā)多條路線。這樣教師只需在教室就能完成全國各地的景點講解,學生也可隨時進行各景點的虛擬講解練習,大大提高了教學效果,省去了實地教學的麻煩。
(二)醫(yī)學課程的實訓教學
作為一個實踐性很強的專業(yè),學生的實際動手在整個教學過程中重要性不言而喻。而利用虛擬仿真技術,正好能夠讓學生模擬完成一些外科手術和解剖等練習,完成課程內容的學習;還可調動學生的學習興趣,將抽象的內容具體化、形象化,給學生留下深刻印象,也給教師提供了方便,大大提高了教學質量。
(三)工科課程的實訓教學
在汽車、模具、水利水電等專業(yè)的實訓教學中,通過虛擬仿真技術,建立與實物一致的三維模型,從而實現(xiàn)產品、設備的立體展示,觀察其內部結構;還可模擬實際的工作流程,模擬工作工況下工作情況。
雖然虛擬仿真在職業(yè)教育的實訓教學中已經廣泛應用,但在民航院校的飛機系統(tǒng)實訓課程的教學中應用很少,因此開展基于虛擬仿真的民航職業(yè)院校實踐教學培訓系統(tǒng),對于提高學生的技能,提升學校的教學水平和競爭力有很大的意義。
二、民航職業(yè)院校實訓教學中的弊端
(一)教學內容與教學設備比較落后,不能緊跟民航機務維修發(fā)展的步伐
由于航空器材價格昂貴、技術更新也比較快,各民航高職院校受制于資金、場地等原因,不能購置成套的在役航空器提供給實訓教學。只能使用一些退役的機型進行教學,例如三叉、運7等。由于實訓設備的落后,實訓內容也往往跟不上行業(yè)的發(fā)展,甚至遠遠滯后于實際工作。鑒于實訓設備與實訓內容的落后,學生在學校所學到的技能與實際工作有很大的差異,學生上崗后并不能立馬上手,而是感覺學非所用。
(二)教學手段單一
機務維修實訓課的教學主要是通過老師現(xiàn)場講解,學生練習的形式進行的,是一種學徒制的教學方式。這種方法有一定的優(yōu)點,但也存在一些弊端。例如,教師在現(xiàn)場很難直觀形象地將系統(tǒng)的結構、原理講解清楚,而且這種教學方法也會隨著教師所面對學生人數的增加而大打折扣。因此我們還需要其他合理的輔助教學方式,才能保證授課質量。
(三)工位有限
由于院校的實踐教學設備不足,實踐教學中經常出現(xiàn)“僧多粥少”的情況,從而導致學生排隊等候的情況,降低學習效率。
(四)實訓教學的學時不足
目前,機務高職教育普遍存在理論與實踐教學失衡的現(xiàn)象,很多高職院校都偏重理論課的教學,實訓課程的學時往往較少。有些機務高職院校的人才培養(yǎng)方案中,整個實訓教學所占的比重還達不到1/3,遠不能滿足實訓教學的需要。這與高職教育培養(yǎng)技能型、實踐型人才的目標相矛盾。相比西方職業(yè)教育發(fā)達的國家,實訓課程能占整個教學任務的一半,甚至還超過理論課時,我們的實訓教學量還很不足。因此在現(xiàn)有情況下應想辦法延長實訓教學的時間和空間,提升學生課堂實訓的效率。
三、虛擬仿真在飛機維修實訓教學中的具體應用
以《飛機起落架系統(tǒng)實訓》課程為例,虛擬仿真在課程中的應用包括以下幾方面:
(一)課程內容方面
根據課程的實訓內容,設置737機輪拆裝、737剎車裝置拆裝、737輪胎分解和737剎車組件分解等實訓項目,學生可完成每個項目的虛擬拆裝練習,掌握737起落架的具體結構及每一步的拆裝要領。為學生將來的工作打下堅實的基礎。
(二)課程安排方面
實訓不再局限于課堂內完成,現(xiàn)有的實訓練習只能在固定的時間和固定的場所,處于安全的考慮,課前課后一般都不允許學生自己進去實訓場所自己練習。利用虛擬仿真平臺學生可在課前預習,對拆裝的結構及步驟有比較清晰的了解,能提升課堂內的學習效率,課后還可進行鞏固練習,學生可不斷反復練習,直到完全掌握實訓內容。
(三)利用虛擬仿真平臺進行實訓考核
當前,飛機系統(tǒng)實訓課程的考核缺少一個比較好的方式??衫锰摂M維修平臺設置考核模塊,學生在虛擬仿真平臺上進行虛擬拆裝,并完成相關的問題,系統(tǒng)記錄學生的考試情況,并將結果反饋給教師,作為整個課程部分考核成績。該考核方法能比較客觀反應學生對拆裝步驟的掌握情況,并檢驗學生對拆裝過程中涉及的理論是否掌握,這種方式可與目前的考核辦法結合,從而更加全面、客觀地對學生做出評價。
四、虛擬仿真技術在飛機實訓教學中的意義
將虛擬仿真技術應用于飛機維修實訓課程的教學中,能讓學生增加新的學習途徑,多方位進行學習,對于職業(yè)院校和學生本人都有較大的益處:
(一)提高效率
虛擬仿真拆裝雖然不能代替真實的實物拆裝練習,但它能夠讓學生進去實物拆裝前對整個實物的結構、拆裝流程、注意事項等都有比較全面的認識,這樣學生再進入實物操作后能做到胸有成竹,這大大提高了課堂上教學的效率,學生花更少的時間便能掌握實訓內容。
(二)降低損耗
實踐教學過程中,造成設備損壞主要有兩種情況,一是學生的操作失誤造成的非正常損壞;二是反復拆裝練習產生的正常損耗?,F(xiàn)有的實訓方式,學生進行實訓前往往并不清楚拆裝的要點和注意事項,易造成結構的損壞。而且為了更好地掌握實訓內容,學生需要反復練習,加劇設備和耗材的使用,帶來較大的損耗。而利用虛擬仿真學生可先在虛擬平臺上反復練習,縮短實物練習的時間,易不容易造成實物的損壞。
(三)增加安全可靠性
學生在使用虛擬實訓系統(tǒng)出現(xiàn)誤操作時,不會造成設備和人身的傷害,不存在資源的浪費。通過虛擬實訓后,學生可以很好地掌握各項目的操作流程及所包含的原理,日后上崗將應對自如。
(四)考評結合,提升教學效果
利用虛擬實訓平臺可以完成對學生進行考核,每個學生在平臺上單獨完成項目的虛擬拆裝,并回答相關的理論知識。平臺能比較客觀反應學生對拆裝步驟的掌握情況,并檢驗學生對拆裝過程中涉及的理論是否掌握,這對于提升教學質量有很大的幫助。
五、結語
現(xiàn)有的飛機維修實訓教學完全依賴實物,造成了實訓教學中存在較多的弊端,虛擬仿真技術的引入,它能較好地改善現(xiàn)有的實訓教學,提高民航類職業(yè)院校的教學質量和行業(yè)競爭力,為民航類院校的實訓教學改革提供了一個方向。
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(作者簡介:[1]鄒付群,廣州民航職業(yè)技術學院 飛機維修工程學院,實驗師,機務維修;[2]韋克昌,廣州民航職業(yè)技術學院 飛機維修工程學院。)