虛擬仿真在飛機維修實訓教學中的應用

鄒付群+++韋克昌

摘要：虛擬仿真技術作為職業教育實訓教學的發展方向，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境，它包括軟件、計算機硬件和各類傳感器，能夠對各種環境和實物進行高度模擬，當人們進入該環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，頒發的一系列文件清晰指出職業教育要“大力推動仿真、多媒體課件等數字化教學資源開發”，“重點解決常規的教學手段技術、設施設備難以實現的實習實訓問題，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、虛擬仿真在職業教育實踐教學中的應用現狀

目前，很多職業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、現場教學成本高等問題，很大程度上制約了旅游專業的教學發展。而利用虛擬仿真技術，能夠開發出各個旅游景區的虛擬場景，開發多條路線。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）醫學課程的實訓教學

作為一個實踐性很強的專業，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院校實踐教學培訓系統，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的發展，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點，但也存在一些弊端。例如，教師在現場很難直觀形象地將系統的結構、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“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。這與高職教育培養技能型、實踐型人才的目標相矛盾。相比西方職業教育發達的國家，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，飛機系統實訓課程的考核缺少一個比較好的方式。可利用虛擬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。現有的實訓方式，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出現誤操作時，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，它能較好地改善現有的實訓教學，提高民航類職業院校的教學質量和行業競爭力，為民航類院校的實訓教學改革提供了一個方向。

參考文獻：

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[4]李金國，楊林生，李云貴.虛擬現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，（03）.

（作者簡介：[1]鄒付群，廣州民航職業技術學院 飛機維修工程學院，實驗師，機務維修；[2]韋克昌，廣州民航職業技術學院 飛機維修工程學院。）