模具專業(yè)虛擬仿真實訓探討*

李金國 張國慶 何向華

（臺州職業(yè)技術學院 浙江 臺州318000）

模具專業(yè)虛擬仿真實訓探討*

李金國 張國慶 何向華

（臺州職業(yè)技術學院 浙江 臺州318000）

將虛擬仿真技術應用于模具實訓教學，讓學生在虛擬環(huán)境中完成模具專業(yè)職業(yè)崗位技能學習，實現(xiàn)實訓教學仿真化，使實訓教學與職業(yè)崗位無界化，培養(yǎng)學生的學習主動性，避開實訓教學困境，有效提升學生的職業(yè)崗位技能。

模具專業(yè)；虛擬仿真實訓；崗位技能；虛擬仿真實訓平臺

隨著技術發(fā)展與競爭加劇，模具行業(yè)對其技術人員的素質(zhì)和能力要求越來越高，尤其強調(diào)技術人員的設計水平和實踐操作能力。目前，我國高職模具專業(yè)人才培養(yǎng)雖然越來越重視實訓教學，但由于受實訓教學條件限制，教學與生產(chǎn)崗位脫節(jié)，導致學生畢業(yè)后在生產(chǎn)崗位上還要接受較長時間的再培訓，無法滿足現(xiàn)代模具企業(yè)對技術應用型專門人才的迫切需求。仿真模具實訓教學能避開實訓場地、設備、經(jīng)費的制約，將有力推動模具技術應用型人才的培養(yǎng)。模具虛擬仿真實訓將按照崗位工作內(nèi)容和職責來設計訓練內(nèi)容，實現(xiàn)實訓教學與崗位工作的“零距離”對接，不僅滿足企業(yè)對人才的需求，也縮短學生適應崗位時間，同時促進學生就業(yè)。

國內(nèi)外虛擬仿真技術的應用現(xiàn)狀

虛擬仿真技術在實訓教學中應用，也被稱為模擬實訓，在國外職業(yè)教育中得到了廣泛認同和積極推廣。國內(nèi)職業(yè)院校對應用現(xiàn)代模擬實訓教育手段提升實訓教學質(zhì)量的認識還處于初期階段。大部分高職高專院校在加強校內(nèi)外實驗、實訓基地建設方面，逐步建立了一批設施比較先進，管理制度健全，能夠反映崗位、職業(yè)和行業(yè)發(fā)展方向和水平的實驗室或?qū)嵱柣?，不斷加強學生實踐能力、技術運用能力的訓練，為培養(yǎng)高技能應用型人才奠定了堅實的硬件基礎。但對模擬實訓教學卻投入不足，部分院校比較重視，但也只是剛剛起步。究其原因，是對這一行之有效的教育手段的價值認識不足，這里不僅有模擬軟件本身的質(zhì)量問題，更多的是教師的觀念與素質(zhì)問題。

發(fā)達國家的職業(yè)院校都十分重視模擬實訓，并在長期的研究與實踐中總結出許多切實可行的成功模式。如德國“雙元制”教育模式，加拿大的能力本位教育模式（CBE）；國際勞工組織開發(fā)的MES教育模式。模擬實訓正是這些典型教育模式的核心教育環(huán)節(jié)之一，它能有效地實現(xiàn)職業(yè)教育以職業(yè)能力為本的培養(yǎng)目標。目前，虛擬仿真技術在全球已得到職業(yè)教育界的廣泛認同和積極推廣。

虛擬仿真技術應用于模具專業(yè)實訓教學的基礎工作

進行市場調(diào)查，制定虛擬仿真實訓教學計劃 首先，應該到人才市場對與模具專業(yè)相關的用人單位進行調(diào)研，掌握與模具專業(yè)對應的主要工作崗位群，明確培養(yǎng)目標。其次，對于模具專業(yè)崗位化實訓內(nèi)容的選擇和組織，必須依據(jù)模具專業(yè)畢業(yè)生所從事工作崗位的具體工作要求。最后，要將相關工作崗位的具體要求和工作任務，滲入到具體的崗位化實訓教學中，保證教學內(nèi)容的實用性。根據(jù)調(diào)查，目前模具設計與制造企業(yè)的崗位群如圖1所示。模具設計能力的培養(yǎng)，在企業(yè)中通常分為認識模具、指導及模仿設計、獨立設計三階段。認識模具與獨立設計過程都是潛移默化的積累過程，而指導及模仿過程則是培養(yǎng)模具設計人員的主要過程，是學生的設計思路從模糊到清晰的過程，是掌握知識，應用技巧、方法的過程。由于受到教學時間、教學條件及環(huán)境等的制約，學校教學或多或少無法按照企業(yè)“以師帶徒”的方式進行。因此，有必要采用虛擬仿真技術，讓學生“身臨其境”地在工作崗位上實習、實訓，達到獨立完成設計，提高設計能力的目的，實現(xiàn)教學實訓與崗位的“零距離”對接。

圖1 模具設計與制造工作崗位群圖

根據(jù)工作環(huán)境布置虛擬仿真實訓環(huán)境 為了使學生盡快從學生角色轉(zhuǎn)換為職業(yè)人角色，明確自己的實訓任務，對實訓環(huán)境的布置應盡可能地模仿企業(yè)真實的工作環(huán)境。這里的環(huán)境布置指的是軟件條件、虛擬環(huán)境和設施配置企業(yè)化，讓學生處于某個單位某個崗位的職員角色，教師則是該崗位的上級主管。模具專業(yè)虛擬仿真實訓環(huán)境在模具設計、工藝分析、注射成型方面比較容易實現(xiàn)，但模具鉗工卻很難實現(xiàn)，利用軟件學生無法進行模具表面的鉗工處理。因此，虛擬仿真實訓的同時還需適當配備模具鉗工實訓車間。

根據(jù)企業(yè)對員工的管理方式對學生進行實訓管理 在實訓過程中，對學生的各種管理制度和方法也應該依照企業(yè)對該崗位員工的管理制度和方法。有些管理制度和方法在實訓過程中難以操作和實施時，可以作一定的修改和調(diào)整，以保證實訓管理的可操作性。

模具專業(yè)虛擬仿真實訓的框架構建

模具專業(yè)虛擬仿真實訓平臺開發(fā)應符合模具專業(yè)的人才培養(yǎng)要求，與崗位工作情境相符，逼真地反映實訓內(nèi)容。首先，虛擬仿真實訓平臺應按照崗位構架，使實訓教學與企業(yè)崗位工作“無縫”對接。其次，虛擬仿真實訓平臺的模塊結構應合理，要充分反映崗位要求。再次，要設置合理的評價體系，增強趣味性，激發(fā)學生的學習興趣和繼續(xù)學習的信心，同時能讓學生充分了解自己的學習情況，對學生產(chǎn)生一定的激勵作用。虛擬仿真實訓平臺框架如圖2所示。

虛擬仿真實訓的學習評價

學習評價和總結環(huán)節(jié)也是整個學習過程中的重要環(huán)節(jié)。對學生的恰當評價能激發(fā)學生的學習興趣和繼續(xù)學習的信心。可讓學生體驗闖關式的游戲。游戲任務從易到難，從模具結構認知到模具結構設計，從單分型面設計到多分型面設計。學生根據(jù)每一關的任務要求闖關，未完成任務表明闖關失敗，并在評價表中記錄失敗的相關信息。通常，學生在游戲式的學習環(huán)境中越戰(zhàn)越勇，興趣得到進一步激發(fā)。教師通過考查學生的闖關數(shù)及評價表信息，給出學生的綜合考評成績，針對學生碰到的共性問題進行集中講解。我們共設置了三種評價方式：一是自我評價，二是小組評價，三是教師評價。對各類評價都列出表格（參見表1、表2及表3），讓評價人來填寫。

圖2 模具專業(yè)虛擬仿真實訓平臺框架圖

表1 模具專業(yè)虛擬仿真實訓自我評價表

表2 模具專業(yè)虛擬仿真實訓小組評價表

在表1、表2、表3中，成績評定都采用等級制，即優(yōu)秀、良好、中等、較差四個等級。通過對評價結果進行統(tǒng)計，分析學生獲取知識、參與項目等的程度，從而反映出學生的職業(yè)素質(zhì)和技能掌握情況。

綜上分析可知，虛擬仿真實訓對提高學生的基本職業(yè)素質(zhì)和技能有下列優(yōu)點：（1）針對區(qū)域?qū)θ瞬诺男枨筇厣?、需求量確定人培養(yǎng)目標，對學生進行有較強崗位針對性的技能訓練，突出就業(yè)崗位的素質(zhì)和技能。（2）虛擬仿真實訓融合現(xiàn)代化多媒體教學手段，使學生像體驗游戲晉級一樣去學習專業(yè)知識，提升了學生的學習主動性。（3）虛擬仿真實訓具有四重應用價值：靈活性——靈活采用專業(yè)軟件開展技能訓練；充分性——充分利用高職學生在校的三年時間，開展技能訓練；拓展性——能拓展實訓課題內(nèi)容的廣度和深度；加強性——對重點課題可加強訓練，便于對訓練過程和考核鑒定進行強化管理。

表3 模具專業(yè)虛擬仿真實訓教師評學表

[1]樂國友.采用仿真模擬實訓強化學生的職業(yè)崗位素質(zhì)和技能[J].科技情報開發(fā)與經(jīng)濟，2006，（5）:265-266.

[2]李金國，王剛毅，何向華.高職《塑料模具設計》課程有效教學初探[J].職業(yè)教育研究，2008，（8）:58-59.

[3]柯中爐，牟惠康，楊林生.以虛擬仿真技術提升高職實踐教學有效性的探索——以生化制藥技術專業(yè)實踐教學為例[J].中國職業(yè)技術教育，2009，（5）:21-25.

[4]李金國，楊林生，李云貴.虛擬現(xiàn)實技術應用于高職模具實訓教學的有效性探究[J].職教論壇，2010，（3）:66-69.

[5]李鵬.仿真教學在高等職業(yè)教育中的應用[D].山東：山東師范大學，2008.

G712文獻標識碼：A文章編號：1672-5727（2011）09-0171-02

*本文系浙江省教科規(guī)劃課題《以提升學生崗位素質(zhì)與技能的虛擬實訓教學應用研究——以高職模具專業(yè)為例》（課題編號:SCG374）、浙江省新世紀教改項目《高職機械制造類專業(yè)人才培養(yǎng)模式和系列課程綜合改革與實踐》（項目編號：YB09124）的部分研究成果

李金國（1979—），男，浙江臺州人，浙江工業(yè)大學2009級博士研究生，臺州職業(yè)技術學院講師，主要從事模具設計與制造專業(yè)的教學與科研。