虚拟仿真技术在实训课程资源开发过程中的研究及应用.pdf

ResearchandExploration研究与探索·理论研究与实践虚拟仿真技术在实训课程资源开发过程中的研究及应用戴奕，童川，张小鹏（四川铁道职业学院，四川成都610097）摘要：虚拟仿真实训课程资源是利用沉浸式的三维显示系统和装有传感器的设备，在伴有模拟音频和动作反馈的虚拟教学场景。本文主要介绍了虚拟仿真技术在实训课程资源开发过程中的研究及应用。关键词：虚拟仿真；VR/AR；仿真软件；创新教学中图分类号：TU986.3-4;G642文献标识码：A文章编号：1671-0711（2023）09（下）-0262-022020年10月，首个国家职业教育虚拟仿真示范实动手实践能力越来越弱，难以达到企业对专业技术人才训基地在江西正式开启，助力推动了虚拟仿真技术应用的要求。在职业教育中的前进脚步。2021年1月，四川省教育厅2 虚拟仿真实训课程资源开发思路和过程在《关于开展职业教育示范性虚拟仿真实训基地和实训2.1 开发思路项目建设的通知》中强调指出，按照“能实不虚、以实由于虚拟仿真实训课程资源开发需要一定程度的计带虚、以虚助实、虚实结合的原则，建设一批开放共享算机编程能力，而大部分高校的虚拟仿真课程资源实际的虚拟仿真实训基地和实训项目。”职业教育的实训教项目建设过程中，普遍采用专业教师和企业技术人员的学过程中普遍存在“三高三难”痛点和难点，即高投入、校企合作模式，这就导致懂专业的教师难以快速地进入高损耗、高风险、难实施、难观摩、难再现。为了解决课程开发过程，而企业技术人员对于高校相关专业了解此类问题，将虚拟仿真技术创新应用在教学中，取得了不深，在沟通时无法将技术与专业需求更高效地结合，良好的效果。企业也无法对课程策划、实训实践、教改科研等提供全1 当前实训教学过程现状分析方位支持。1.1 细节展示不足在虚拟仿真实训课程资源开发过程中，应从脚本编针对教室讲台展示、实训教学演示成本昂贵或示范写、三维建模、程序编写、场景搭建、联调联试五个环过程中存在一定安全隐患的教学内容，学生理解不充分，节进行开发，全过程均需校企双方共同参与，共同将学传统实践教学效率低。校专业需求转变为可实现的开发需求，企业也要将行业1.2 实训设备不足且成本较高领域先进的“师带徒”经验、现场维护关键步骤等企业实训设备不足，做不到一人一机独立操作实训，多元素整理成素材，丰富教学资源内容，同时为校内学生人分组进行时，一人操作多人观看，每人真正实操时间和企业员工提供学习和提升平台（图1）。少，达不到预期理想的实践教学成果。对于教学用实训设备，会造成大量工件耗材、器件损耗、能源消耗，实训成本巨大。1.3 实训室建设场地限制图1工程类专业一般对实训场地空间要求比较大，实训2.2 开发过程设备尺寸也比较大，对于实训室建设成本比较高。（1）脚本编写。在虚拟仿真实训课程资源开发过1.4 实训课程安排不合理程中，首先需要编写专业脚本，脚本是后续的建模和编双师型教师人手不足，实训项目指导不仅需要具备程的指导依据，特别是对程序的实现方式有重大的影响，过硬的专业知识，同时还需要丰富的实训指导经验。具直接影响后期程序的实现方式和难易程度。脚本编写需有实训教学经验的双师型教师较少，实训教学效果不理综合考虑以下四个方面（图2）。想。实训室数量不足和实训教师缺少导致了大多数高校（2）三维建模。由于实训课程大部分需要需要学还是偏向于理论教学，难以开展更多的实训教学，学生生动手去练，而实训设备往往存在造价昂贵、数量不足、难以拆卸等问题。把现实设备利用3D建模软件构建三基金项目：四川省教育信息技术研究“十四五”规维虚拟结构图像，既可以满足现实设备虚拟仿真，又可划2021年度课题，立项号：川教馆[2021]259。以将现实设备难以展示的部分利用3D建模软件分解展通讯作者：张小鹏。示、透视展示、立体展示。262中国设备工程2023.09（下）Copyright©博看网.AllRightsReserved.中国设备工程ChinaPlantEngineering采用头盔显示器等穿戴设备。在PC端进行观看和学习，是一种可以普遍应用的教学方法。只需要将教学资源安装在计算机上，就可以利用鼠标的操作完成控制指令的下达，实现人机交互，可适用于计算机房教学，可供学生自主预习，可用于课堂教学资源，可作为课后资料进行复习和巩固。采用头盔显示器可实现整个学习过程的浸入式体验，跨越了时间和地点的限制，图2只要戴上头盔，连接到设备后进入的场景要与现实一致，就可以不分时间不计地点进行实训练习。可以通在三维建模的基本流程一般分为：①项目建模准备。过手柄的控制和操作，发出相应的控制指令，实现可在项目建模准备阶段，需要充分参照现实设备或图纸进交互的沉浸体验。行分析，确定建模场景、建模精度、建模单位、模型分解、（5）联调联试。通过多位专业教师、