虛擬仿真教學在高校實訓培訓中的探索

王海山

摘要：現代社會各行各業對人才的實踐能力和職業能力要求都比較高，實訓培訓引起了高校的高度重視，因此，高校在學生培養中應該注重對人才的實訓培訓。近年來我國的高等教育質量和水平得到了很大的提升，很多高校的軟件設備和硬件設備都得到了很好的改善，給實訓培訓奠定了基礎。但是很多實訓設備的更新速度非常快，價格昂貴，成本太高，并且高校雙師型教師的數量也比較少，都制約著高校實訓培訓的順利開展。近年來隨著虛擬仿真技術的不斷發展，高校紛紛嘗試著將虛擬仿真教學應用到實訓培訓中。文章就虛擬仿真教學在高校實訓培訓中的應用進行探索，旨在為人們提供一定的參考。

關鍵詞：虛擬仿真技術;高校;實訓培訓

中圖分類號：G642.4? ? ?文獻標志碼：A? ? ?文章編號：1674-9324（2019）51-0161-02

虛擬仿真也稱為虛擬現實技術，其用虛擬系統對另一個真實的系統進行模仿。現代計算機技術在不斷發展，虛擬仿真技術也在逐漸成熟，其完善性和系統性越來越強，發揮的作用越來越明顯，應用的范圍也越來越廣。將虛擬仿真技術應用到高校實訓培訓中能夠為師生提供便利，增強實訓教學的形象性和生動性，從而不斷提高實訓培訓的有效性，取得良好的實訓培訓效果。

一、虛擬仿真教學的特征

1.沉浸性。虛擬仿真技術是以計算機為載體充分利用各種實際的設備、工具和場景來構建對應的模型，給學生創設虛擬的環境，并產生和現實生活一樣的視覺、觸覺和聽覺三維感覺環境，具有逼真性，學生可以沉浸在這個虛擬的環境中來進行模擬體驗，積極參與到知識的討論以及其他各種活動中，從而獲得身臨其境的感受[1]。虛擬仿真教育營造的虛擬化的環境具有非常逼真的真實程度，甚至還能夠比真實情況獲得更優質的光影效果、場景效果和聲音效果，讓學生完全沉浸在虛擬的環境之中，在虛擬的環境中熟悉各種工作流程和各種設備操作，從而獲得全新的實訓培訓體驗。

2.交互性。虛擬仿真教學還具有交互性的特點，在實訓培訓中，學生可以通過虛擬現實技術和真實的現場場景以及設備設施進行交流互動，這也是對傳統教學手段和教學方式的突破。例如對于藥劑學專業的學生來說，在整個一體化的教學過程中，學生可以通過虛擬仿真技術參與到稱量、配液、清洗滅菌等工藝步驟，教師可以結合具體的工藝步驟將崗位分為稱量崗位、配液崗位、洗瓶、滅菌崗位和灌裝封口崗位等，通過虛擬仿真技術可以實現3D仿真場景練習模塊，讓學生以第一視覺進入虛擬的崗位之中，在虛擬的制劑車間完成各種崗位的對應任務，讓學生在虛擬的環境中獲得真實的實踐操作反饋，實現和現實場景及工作流程的交互。

3.虛化性。虛擬仿真教學雖然具有逼真性和沉浸性，但是其依然是仿真系統對現實系統的模擬過程，虛擬仿真技術雖然能夠展現各種現代化和先進性的設備，但是其是依賴于計算機來完成的，虛擬的環境最終還是不具有真實屬性，表現出虛化性的特點。在實際的實訓培訓中，要求學生不僅要具有扎實的專業基礎，還要發揮想象力才能進一步獲得更深的體驗，從而經理論和實踐有效融合[2]。在實際的實訓培訓中，如果不能很好地構建場景和環境，那么虛擬仿真教學也不能取得良好的效果。

二、虛擬仿真教學在高校實訓培訓中的可行性

1.能夠真實體現相應的工作流程。將虛擬仿真教學應用到高校的實訓培訓中能夠真實地體現相應的工作流程，提供和現實操作相似的實訓環境。采用仿真技術營造的仿真操作環境和學生的實際工作場景以及實驗環境之間具有非常高度的吻合性，操作的過程也完全屬于模擬的真實過程，具有非常強的交互性。通過仿真教學來進行實訓培訓，學生能夠很好地體現操作的過程性和情景性，從而快速熟悉工作場景以及操作步驟，掌握規范的操作方法，從而不斷提升學生的職業技能和實踐能力。例如在藥劑學實訓培訓中，教師就可以引導學生進入到具體的角色之中，在虛擬實訓仿真平臺營造的3D場景中體驗藥廠的實際生產環境和生產流程，從而熟悉生產廠區的實際生產操作。

2.能夠提升實訓培訓的效率。在以往的實訓培訓過程中需要消耗大量的材料，同時要配置各種高端的設備和儀器，而各種設備儀器的成本非常高，一些高校無法承受因此設備和儀器的數量有限，在實際的實訓培訓過程中往往多個學生共同一臺設備或者儀器，這樣就降低了學生的參與度，減少了學生的操作機會。而開展虛擬仿真教學就可以有效地減少各種設備和儀器的使用，營造虛擬環境給每一個學生都提供操作和實踐的機會，提高學生的參與度，從而提高實訓培訓的效果。除此之外，虛擬仿真訓練還能夠有效縮短學生動手訓練的時間，同時讓學生得到真實的技能訓練，從而提升訓練效果。在虛擬仿真環境中，教師可以結合學生的具體情況來實施模擬操作，靈活度非常高。借助虛擬仿真軟件教師還能夠指導學生重復感知階段、模仿階段、練習階段以及熟練操作階段的操作步驟，增加操作的便捷性，從而提升實訓培訓效率。

3.符合高校學生的心理特點。新時代高校學生對新鮮事物的接受能力非常強，對概念性的知識以及原理性的知識反而會大力排斥，因此對專業實踐性的教學活動往往會比較感興趣。因此，在實際的實訓培訓中，教師就可以靈活利用仿真技術營造良好的實訓培訓環境，增強學生的課堂參與度，讓原來單調、枯燥的教學內容變得更加生動、形象和活潑，這非常符合高校學生的心理特點，能夠有效激發學生的實訓培訓熱情，使其積極參與到實訓培訓中，提高學生的參與度，從而取得良好的實訓培訓效果。

4.能夠彌補傳統實訓培訓的不足。虛擬仿真教學能夠有效彌補傳統實訓培訓的一些不足和缺陷。例如對于藥劑學專業的學生來說，藥劑學是一門應用性非常強的學科，所以藥劑學專業的實訓課程具有非常重要的作用。但是受到行業特殊性的影響，學生很少有機會能夠進入到藥廠中進行參觀和實訓。藥劑學中的一部分制劑由于其生產技術要求以及劑型的要求很難讓學生進入實際的藥劑車間體驗生產的生產流程，因此很難達到實訓培訓的目的。例如對于小容量注射劑，小容量注射劑是制藥企業生產的常見劑型，也是藥劑學中非常常見的基本實驗，在液體制劑生產中具有非常重要的作用。但是小容量注射劑需要在無菌的環境中完成，為了不造成藥品的污染，因此很難讓多個學生一同進入生產車間來參觀和學習。而開展虛擬仿真教學就能夠采用虛擬仿真技術解決實際實訓中無法實現的GMP車間現場實訓教學的問題，讓學生進入虛擬環境中來體驗制藥車間的場景，給學生提供良好的體驗。虛擬仿真教學能夠虛擬各種工作場景，給學生提供更多的動手機會，同時也能夠有效減少教師的工作量。小容量注射劑的生產流程比較復雜，而采用虛擬仿真可以讓學生直觀掌握小容量注射劑的生產流程，讓學生掌握具體的崗位職責和操作，從而達到實訓的目的。

三、結語

虛擬仿真技術是一種數字化的資源，將其應用到高校的實訓培訓中能夠虛擬各種真實的工作場景和操作場景，給學生提供更多的操作機會，讓學生獲得逼真、超真實的實訓體驗，能夠大大降低學校實訓教學中的設備成本，豐富實訓教學的途徑和方法，具有重要的意義。

參考文獻：

[1]程蓓.虛擬仿真軟件在高等學校實訓競賽裝備中的應用[J].黑龍江工程學院學報，2018，16（2）.

[2]李娟.虛擬仿真技術在高職實踐教學中的應用及發展策略探討[J].科技創新導報，2017，22（18）.