高职院校虚拟仿真自主开发新模式研究与实践论文

图 1 虚拟仿真教学资源自主开发新模式
 

（一） 项目整合，促进学生综合素质的提高

要以学生为中心来进行虚拟仿真软件的开发工作，开发组学生首先需要具备较为完备的专业知识， 包括完整的学习该项目的真实工作原理及真实工作流程、系统部件及结构组成、具体的操作面板认知、及其操作方法和对应面板、指示的变化和响应等， 有助于学生对该工作原理的深入理解，及对该工作过程的全方位认知，提高学生的专业知识能力和专业技术能力水平。此外，在开发过程当中，开发组学生需要深入学习航空维修手册，在学习工作原理的基础上，以开发者的视角深入理解飞机各系统的操作、系统测试及对应面板、设备、指示器等的响应， 以及对不同部件的故障诊断及故障排除方法等飞机维修工作实践内容。然后，在理解工作原理、工作流程和系统响应等的基础上，梳理出对应各个子工作流程的前后顺序和逻辑关系，进行具体工作步骤的脚本编写，设计出可以应用于工程实施的脚本方案。最后，在专业教师的引导下以开发小组的形式讨论并交流学习心得，对方案进行纠错和完善，确定最终的实施应用方案。

实践表明，开发组学生能够参与到开发过程当中来进行脚本的编写， 能够极大地提高组内学生对飞机维修维护的工作过程以及对系统内部结构和工作原理的理解，学生对飞机维修维护手册的综合应用能力明显提高， 对提高学生解决实际问题的能力和团队协作能力也成效显著。

（二） 以赛促学，提升学生项目开发能力

引入了简化的基于二次开发平台的虚拟仿真开发技术，对学生进行基础的软件开发培训，学习虚拟仿真软件的初始化、运动、显示、UI 交互和软件发布等功能。在学生具备一定的开发技能基础的条件下，“以赛促学，寓教于赛”，积极鼓励学生参与虚拟仿真产品设计和虚拟仿真产品开发类竞赛。在开发组学生中， 优选技能竞赛选手去参加省级甚至国家级的政府或行业技能竞赛，一方面促进学生技能水平的提高， 提升学生对虚拟仿真开发软件的熟悉程度和应用能力，另一方面能拓宽学生视野，明确学习目标，提高学生的学习积极性、主动性。在长时间备赛的过程中，学生能够积极主动地提高自身的开发技能，更加熟悉开发软件的各项操作和应用， 提升软件整体结构合理性、软件界面协调性和软件交互功能完善性， 从而使学生的项目开发能力和综合应用能力得到全方位的锻炼。此外，参加虚拟仿真类竞赛还能促进学生对专业和行业的了解，提高学生的专业认同感和自我认同感，激发强烈的学习热情 [8-9]。

实践表明，虚拟仿真类技能竞赛的选拔制度常态化地进行，能够不断敦促学生，使学生有更明确具体的奋斗目标，在平时的训练中积极性明显提高， 极大地激发学生对虚拟仿真软件开发的兴趣，提升学生综合素质和项目开发能力， 为后期项目开发的质量奠定基础。

（三） 联合开发，合作共建虚拟仿真开发平台

为简化繁复的软件开发编程工作，使开发组的教师和学生都能从复杂的编程学习中解放出来， 我们充分利用虚拟仿真软件开发专业企业较为成熟的开发技术——基于 Unity3D 的简化的二次开发技术，并且有效结合虚拟仿真训练中心的教学需求， 建立本专业的虚拟仿真软件二次开发平台。软件开发平台秉承“统筹规划，开放共享，持续发展”的原则 [10-11] 进行设计，以开放的软件框架结构来适应不同专业不同系统的教学需求， 设置多个开放模块供自主选择和开发，如结构认知、工作过程教学、实践过程练习、实践过程考核和成绩上传等模块， 使开发组教师和学生更容易地在开发平台中将原定的开发脚本方案进行软件实现。此外，过程开发完成后，虚拟仿真软件开发平台还提供链接接口至虚拟仿真教学管理云平台，以保证项目开发后期的线上应用的完善，如线上实训发布、线上实训教学、线上实训操作和实训成绩管理等。

学生在开发组教师的指导下，利用虚拟仿真开发平台各模块功能进行各专业项目内容的搭建，将前期讨论出的最优实施方案分步在平台内进行开发实现，并调试各模块过程及内容，模拟软件各项功能并进行线下测试，形成可发布软件，然后再连接至云平台进行线上测试，最终完成虚拟仿真软件项目开发。

（四） 成果反馈，持续发展适应现代人才培养新要求

以联合开发模式进行的项目开发可以自行定制， 有企业专家指导软件应用，有专业教师指导专业知识，学生的开发成果不仅可以作为个人参加技能竞赛的参赛敲门砖，还能够为虚拟仿真专业教学资源提供一定程度的补充。专业教师在项目开发初期提出教学内容和教学环节的需求，由开发组老师和开发组学生共同将教学的内容等转换为软件开发的脚本，并在软件平台中一一实现。该联合开发的成果能够为专业课程教学提供相应的配套，特别是由专业教师自身教学需求提出的教学工作过程，既能够符合课程教学需求，又能够满足专业教学目标，更是有非常丰富的用户体验方式，能够反过来给专业课堂教学和实践教学提供量身定做的虚拟仿真教学资源。专业教师以这些定制化的虚拟仿真教学资源为基础，一方面可以将理论教学的重点、难点通过虚拟仿真进行具象化，使内容更生动易懂；另一方面也可以将飞机内场、外场维修工作过程中的实际操作、测试及效应等进行仿真，将实际工作流程完整演示；此外，还能通过虚拟仿真教学管理云平台进行远程实训教学和远程实训及考核等。学生通过专业教学设计的多样化的教学方式，能够更全面更系统地获取飞机维修和维护专业知识，提高维护基本技能水平，养成“认真负责、实事求是、三老四严” 的维护作风，提升自身的职业素养。

实践表明，该方法具有可持续发展的特点，以这样的方式常态化地进行学生的培养，持续不断地丰富教学资源，不断地改善理论和实践环节的教学设计和手段，支撑教学方法的多样性展开，对提高本专业学生的知识水平、技能水平和职业素养的养成有着积极意义，有利于高职院校适应现代人才培养的新要求。

四 总结

以联合开发模式进行虚拟仿真教学资源的自主开发，不仅能促进开发小组学生极大地提高自身的专业知识、动手能力、职业素养和综合素质等，其他使用开发成果资源的学生也能够共同受益，得到专业知识、专业能力和职业素养的提高。因此，联合开发模式不仅深化了校企合作，实现教学资源的个性化定制，更有可持续性强和良性循环发展等优势。当然，从另一个方面讲，虚拟仿真教学优势明显， 但也有其弊端。学生若一直处于虚拟环境当中，会一定程度上降低学生对真实的专业工作环境的感性认知，从而降低学生的学习兴趣、动手能力以及对工作环境危险性等认知。因此，在教学上应该合理结合传统实训教学、虚拟仿真教学以及各类教学实践环节和活动，将虚拟仿真与理论课堂结合，与真实实训结合，与真实工作过程结合，全面地提高学生的专业知识、技能水平、职业素养和综合能力。

本文结合飞机电子设备维修专业虚拟仿真训练中心多年的建设经验和教学实践，提出了校企合作的联合开发模式，让企业专家、专业教师和专业学生三位一体共同协作，完成虚拟仿真教学资源的个性化定制开发，总结了联合开发的实践过程及其对高职院校人才培养的促进和支撑作用，对已建有的虚拟仿真训练中心的可持续发展性，以及高职院校如何适应现代化人才培养新要求具有一定的参考意义。

参考文献

[1]朱应雨 . 虚拟仿真教学资源与人才培养模式改革 [M]. 上海：上海交通大学出版社 .2018.
[2]周世杰 , 吉家成 , 王华 . 虚拟仿真实验教学中心建设与实践 [J]. 计算机教育 , 2015, (9):5-11.
[3]赵博 , 刘凤财 , 向彩霞 . 航空航天虚拟装配和虚拟维修进展综述 [J]. 导弹与航天运载技术 ,2016,(5):53-57.
[4]柳洪洁 , 宋月鹏 , 马兰婷 , 等 . 国内外虚拟仿真教学的发展现状 [J]. 教育教学论坛 , 2020, (17):124-126.
[5]李静昭 , 张迪 . 虚实结合的飞机仪表显示系统实践教学研究 [J]. 实验技术与管理 , 2016,33(12):142-145.
[6]孙斌 , 牟清源 . 基于虚拟仿真数字飞机的飞机系统类课程教学改革研究 [J]. 计算机产品与流通 ,2018(4):216-216.
[7]李克东，谢幼如主编 . 融合创新 信息技术促进高等教育的改革与发展 [M]. 广州：华南理工大学出版社 , 2012.12.
[8]程蓓 . 虚拟仿真软件在高等学校实训竞赛装备中的应用 [J]. 黑龙江工程学院学报 , 2018,32(2):37-40,54.
[9]唐月夏 , 李光平 . 虚拟仿真教学模式在电气工程综合实训课程的应用研究 [J]. 教育现代化 ,2018,5(36):198-199,207.
[10]刘亚丰 , 余龙江 . 虚拟仿真实验教学中心建设理念及发展模式探索 [J]. 实验技术与管理 , 2016, (4):108-110.
[11]蒙俊健 . 基于现代信息化的职业学校仿真教学应用研究及实践 [J]. 中国职业技术教育 , 2018,(2):71-74.

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