虛擬仿真技術在航空維修專業人才培養中的應用和實踐

陳雪 金國友

摘要：近年來，虛擬仿真教學在高職院校實訓教學的重要性越來越突出，使用虛擬仿真技術來促進高職院校人才培養也是今年來的一大熱點。因此，以本校多年的虛擬仿真教學實踐為依據，總結了虛擬仿真技術在本校航空維修專業人才培養中的實踐方式和效果。

關鍵詞：虛擬仿真技術;虛擬仿真實踐教學;人才培養

航空維修專業旨在培養航空維修企業需要的，掌握飛機各系統理論知識并且具備飛機各系統操作、使用、維護和維修專項技能的技術技能人才。而由于航空維修實訓的高成本、高危險性等特點，利用虛擬仿真進行實訓教學已經成為一個大趨勢[1-2]，是航空維修類高職院校建立全方位的高素質高技術技能人才培養機制的重要構成[3-4]。

一、實訓教學對虛擬仿真的需求

虛擬仿真實訓教學相對于傳統實訓教學具有非常大的優勢，可降低成本和風險，真實再現實訓環境，提高學生與教學環境的交互[5]。但若學生一直處于虛擬環境當中，會降低學生對真實的專業工作環境的感性認知，甚至降低學生的學習興趣和動手能力。因此，不能簡單地將所有實訓照搬到網絡上或進行虛擬化，而應該兼顧學生和崗位專業技能、專業素養需求，將虛擬仿真與真實實訓緊密結合，對不同的教學內容和環境，應選擇恰當的實訓教學的模式或方式。

二、虛擬仿真技術在航空維修專業的應用實踐

我校利用已建成的A320虛擬仿真訓練中心進行了一系列的實訓教學實踐，形成了以A320模擬機為主，虛實結合虛擬仿真教學為輔，以及自主開發虛擬仿真軟件為補充的實踐教學模式。

（一）以虛促實，形成良好的職業素養

由于飛機維修專業的特殊性，考慮到學生安全和實際飛機狀況而無法實現的項目很多，應充分利用虛擬仿真模擬真實場景的能力，模擬實訓過程應嚴格按照工作流程進行。同時，需要制定針對流程的過程考核規范，使學生理解對工作流程、實際崗位的要求以及可能引起的危險，促進學生職業素養的提高。除此之外，對于實訓設備臺套數有限的情況，可以采用先模擬后真實的方法，提高學生對于設備的熟悉度，再分批進行真實設備實訓教學，提高實訓效率和真實設備的使用效率。

（二）虛實結合，注重學生職業技能培養

在能夠取得部分真實設備的條件下，可考慮采用虛實結合的方法，模擬崗位的真實工作流程，可使學生能夠感受真實工作過程，培養學生的崗位必需職業技能。例如本專業的內場維修實訓，采用真實的甚高頻全向信標接收機和仿真的信號發生器、仿真信號顯示設備等，使用真實設備記錄學生的輸入，然后將該真實信號送入模擬設備進行處理，在虛擬設備上形成直觀的可視效應，形成學生實時操作實時反饋的實訓環境，促進學生的操作技能提高。

（三）理實一體，解構理論重難點

深化虛擬仿真與理論課堂的緊密聯結關系，將理論部分的重點、難點與虛擬仿真的變化及效應進行聯系，如飛機儀表中儀表與傳感器之間的聯系與系統的控制信號及電源等的關聯，又如內場維修無線電高度表虛擬仿真結合無線電高度表的輸入輸出數據類型響應等等。同時，結合線上線下混合式教學，將較為枯燥理論知識與生動有趣的虛擬仿真深度融合，使學生在完成虛擬仿真操作任務的過程中，掌握理論知識點并深入應用，充分調動學生的學習積極性，提高學生的學習興趣。

（四）以賽促學，合作開發，促進學生創新能力提高

為緊跟飛機機型和維修技術的更新，需要完善虛擬仿真實訓教學內容。為此引入了基于Unity的虛擬仿真開發技術，在學生具備一定的開發基礎的條件下，鼓勵學生參與飛機維修以及虛擬仿真等競賽，在備賽和參賽的過程中，提高學生的實踐和開發能力。實踐表明，競賽和項目開發能夠極大地提高學生的創新能力，有助于增強學生的團隊協作能力，同時開發成果可以反饋給課堂和實踐教學，提高教學資源的豐富性。

三、結束語

綜上，合理結合傳統實訓教學、虛擬仿真教學等能夠促進學生專業技能、專業素養及綜合能力提高，促進學院人才培養質量的提升。本文結合飛機維修專業虛擬仿真實訓中心多年的教學實踐，總結了有效虛擬仿真實訓教學的特點，及其對人才培養的促進和支撐作用，對高職院校利用虛擬仿真進行人才培養具有一定的促進意義。

參考文獻：

[1] 趙博，劉鳳財，向彩霞.航空航天虛擬裝配和虛擬維修進展綜述[J].導彈與航天運載技術，2016，（5）：53-57.

[2] 李靜昭， 張迪. 虛實結合的飛機儀表顯示系統實踐教學研究[J]. 實驗技術與管理， 2016， 第33卷（12）：142-145.

[3] 孫斌，牟清源.基于虛擬仿真數字飛機的飛機系統類課程教學改革研究.計算機產品與流通，2018（4）：216-216.

[4] 李克東，謝幼如主編. 融合創新信息技術促進高等教育的改革與發展[M]. 廣州：華南理工大學出版社， 2012.12.

[5] 程江濤，王超勇，韓兆福， 等.某型飛機虛擬仿真訓練系統在專業教學中的應用與探究[J].繼續教育，2013，27（8）：37-38.

基金項目：本文系2019年四川高等職業教育研究中心指導項目“VR虛擬仿真在航空維修人才培養中的應用”的研究成果。（項目編號：GZY19C60）。

作者簡介：

陳雪（1991—），女，四川成都人，成都航空職業技術學院，講師，碩士，研究方向：飛機電子設備維修，虛擬仿真開發與應用。

金國友（1961—），男，上海人，成都航空職業技術學院，副教授，學士，研究方向：飛機電子設備維修。