虛擬仿真實訓范文10篇
時間:2024-04-26 23:46:38
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會計虛擬仿真實訓課程中的應用
[摘要]隨著現代信息技術與教學深度融合,虛擬仿真實訓也逐漸成為高職會計人才培養的有效途徑,其主旨是引導學生多層次、多角度、立體化、真實化再現職業情境,如何探索有效教學評價機制,就顯得尤為重要。本文從多元評價理論視角,構建會計虛擬仿真實訓課程評價主體多元化、評價內容多維化、評價方法多樣化、評價理念人性化,打破了時間與空間的限制壁壘,提高課堂評價育人功能,為深化高等職業教育教學改革提供參考價值。
[關鍵詞]多元評價;虛擬仿真;會計實訓
2020年,中共中央、國務院印發的《深化新時代教育評價改革總體方案》中指出:教育評價事關教育發展方向,有什么樣的評價指揮棒,就有什么樣的辦學導向,堅持把立德樹人成效作為根本標準,扭轉不科學的教育評價導向,改進結果評價,強化過程評價,探索增值評價,健全綜合評價,充分利用信息技術,提高教育評價的科學性、專業性、客觀性,促進學生身心健康、全面發展。由此可見,教學評價改革勢在必行。會計虛擬仿真實訓是借助VR虛擬現實、人機互動等信息技術和感知設備,創設會計實務仿真環境,讓學生以第一人稱的身份參與仿真情境進行模擬實訓。信息化教學引領著思維創新,學習方式已發生變化,傳統的教學評價機制已不能滿足教學管理需求,這種財務知識與虛擬仿真技術深度融合的教學方式,催生了教育新范式。因此,為了適應新時代企業會計人才需要,構建多元化適應人機互動的會計仿真教學評價機制,就顯得尤為重要。
一、多元教學評價概述
多元教學評價是以多元智能理論為基礎,尊重學生個體差異,關注學生多元智能發展,強調學生在學習中融入情感,引入多元化評價主體,評價中關注學生多維發展,豐富評價方式,評價理念堅持以人為本的一種創新教育評價機制。評價主體多元化是指參與評價活動的不僅是教師,評價主體還包括學生本人、同伴、家長、企業等其他主體,讓評價結果更加科學、公正,學生的自我認識也更加全面,激發學生的熱情和主動性。評價內容多維化是指學生的智能是多方面的,不能僅從單方面來衡量學生的學習能力和學習效果,而應綜合評價學生各方面的表現。評價方式多樣化是指根據評價內容不同可采用自我評價與他人評價相結合,量性評價與質性評價相結合。評價理念人性化是指以學生的全面發展為根本出發點,強調知識、能力與素質相互作用、辯證統一的和諧發展,將重視學生,尊重學生的理念貫穿于教育教學的全過程、全方位。
二、傳統的會計綜合實訓教學評價中存在的問題
智慧會計虛擬仿真實訓中心建設現況
摘要:高等職業教育在我國的教育系統中居于十分重要的地位,但是在各種現代化新型信息技術的不斷發展應用之下,社會對于專業能力更強、綜合素質更高的人才需求量不斷增加,尤其在會計領域,對精于會計專業、懂得企業管理、善用新型技術的復合型人才的需求量尤為明顯。因此,本文從高職會計專業實踐教學現狀出發,分析構建虛擬仿真實訓中心的重點,結合自身建設經歷,總結相關經驗,以期為同領域工作者提供合理化建議。
關鍵詞:仿真實訓;職業能力
隨著大數據技術、人工智能、云會計、移動支付、電子發票等現代化新型信息技術的持續發展和廣泛應用,過去會計的核算,報表報稅等工作,被現代計算機技術所取代,曾經會計的核心能力例如計量能力、核算能力,降級為從業人員的基本能力,而現在會計人員的基本工作能力更多的是對現代財務技術的應用。因此,在這一背景下,高職院校在對大數據及會計專業學生的培養過程中,就需要更多的依靠實訓中心來完成。智慧會計虛擬仿真實訓中心就是在這樣的背景下應用而生的,但是在構建實訓中心時,必須要從學生的職業能力培養方面出發,才能使得新建的虛擬仿真實訓中心可以滿足社會的需求。
高職會計專業實踐教學現狀分析
眾所周知,會計因其自身的涉密原因,學生很難真正進入企業進行真實的實踐教學,通常高職院校采取的解決方法都是建設實訓室或者實訓中心。但是,會計工作是一項操作性很強的工作,對專業知識和專業技能都有很高的要求,因此高職會計專業的實踐教學雖然在實訓條件方面有了很大改善,但是在實訓實踐過程中,仍然存在著一些實際問題。
(一)實踐教學質量難達預期
虛擬仿真實訓環境建設與應用
【內容摘要】虛擬仿真技術又名虛擬現實或虛擬環境技術,是新時展起來的一項科學技術,也名VirtualReality。是通過計算機技術構建一個虛擬的三維世界,并通過視覺、聽覺、觸覺等人體感覺上的模擬,讓體驗者身臨其境。隨著科技的不斷發展進步,虛擬仿真技術已經成為了一項重要的科研領域,并逐漸運用于生活中的許多方面,例如:科學研究、學科實訓、建筑設計等許多領域,虛擬仿真技術的不斷發展也為教育行業提供了新方向。
【關鍵詞】虛擬仿真技術;數字媒體應用技術;實訓環境
隨著時代的高速發展,虛擬現實技術不斷進入人們的日常生活,虛擬仿真技術是目前科研領域相當重要的組成部分,虛擬現實技術就是一種綜合技術,涉及計算機圖形學、人、計算機交流互動技術、網絡傳輸感應技術、人工智能等尖端科技。通俗的講,虛擬仿真技術就是通過計算機數字媒體應用技術模擬出一個虛擬的空間代替另一個真實空間的技術,虛擬仿真技術自1980年以后逐步發展,經過這些年的不斷發展,已經發展為數學推理、科學實驗外人類進行認識活動的第三類基本方法,而且逐步發展為人類改造客觀世界的重要科學技術。
一、虛擬仿真技術課程簡介
隨著時代的高速發展,網絡技術與媒體技術高速發展,數字媒體技術越來越多的應用于人們的日常生活中,隨著數字媒體發展的需要,將虛擬現實技術代入到數字傳媒應用技術中已經成為時代潮流,虛擬仿真技術的教學工作已經被代入到數字技術應用教學區專業中,并逐漸成為熱門專業,現階段已經成為國內和國外學術研究的熱點。虛擬現實課程結合了計算機圖像學科、人工智能學科、多媒體網絡等各種尖端科技學科的重要科技成果,并具有其他專業不具有的獨特優點,例如對于未來設計上的構想性具有直觀仿真的特點、對于人工智能方面達到了前所未有的交互性、對于用戶體驗方面具有真實沉浸的特性等。現階段虛擬仿真技術已經成為了國家科技研究方面的重要關注領域,在教育方面也受到了廣泛應用和重視,虛擬現實技術研究工作市場前景寬闊,目前國內市場主要將虛擬現實技術代入數字媒體應用技術中,將虛擬現實技術代入計算機技術、網絡技術、數字通訊技術等媒體技術的各方面是目前虛擬仿真技術在數字媒體專業的主要研究。
二、虛擬仿真技術課程在數字媒體應用技術開設的重要意義
應用電子虛擬仿真實訓分析
摘要:基于VR技術的應用電子虛擬仿真實訓系統解決了“職業素質養成、知識與技能綜合運用、基層管理”三者的融合問題,突破“硬件”資源不能共享及學生厭學的問題,開創隱性知識/技能的顯性化及職業素質內化,突破傳統實訓僅局限于“物理”實訓室或企業,突破了實習實訓方法的重大瓶頸。
關鍵詞:VR;應用
電子虛擬仿真實訓系統依據職業能力素質成長模型、職業成長系統、學習地圖,按照基于游戲的虛擬工廠腳本,開發了由《虛擬電子產品生產車間》和《智能測控電子產品實驗系統》兩部分組成的“基于游戲、虛實結合、3D場景再現”虛擬工廠——應用電子技術專業虛擬實訓系統。應用電子技術專業虛擬工廠有效解決了從事電子產品生產、設計等崗位群對應的電子產品生產管理與工藝指導、電路設計與分析等10項專項技能或綜合訓練難題。通過虛擬現實技術實現真實原型再現,硬件資源軟件化、網絡化,實現有限資源無限共享,有效地解決了教學實踐教學實訓資源不足問題,解決了大型、先進、精密電子儀器設備高額購置成本問題,解決了抽象過程形象化問題,為培養學生電子產品生產與管理、電子產品設計與開發等關鍵能力起到至關重要作用,提高了學生培養質量[1-2]。而文獻[1]從技術上分析了虛擬電子產品車間的設計、實現過程以及功能,文獻[2]從虛擬實訓系統應用角度介紹了系統應用教學的效果,本位主要對其進行創新性分析。
1創建“五生產要素、三職業路徑、三能力層級”綜合學習訓練系統,突破傳統職業教育的藩籬,解決了“職業素質養成、知識與技能綜合運用、基層管理”三者的融合問題
打破傳統的學科性知識體系,依據“人、機、物、法、環”生產要素,以職業人為中心,遵循技能、技術、管理三條職業人職業發展路徑,融合電工技術、電子技術等知識,電子儀器儀表與工具的使用、工藝指導等技能、電子產品生產管理與創新能力、職業素質等職業素質,構建“操作工—技術員—工程師”為主軸的三層級職業能力素質成長模型。通過對職業活動進行進階式的教學化的設計,訓練知識技能與素質。創立了“五生產要素、三職業路徑、三能力層級”“知行合一”的符合職業人成長規律的應用電子技術專業綜合訓練系統。將職業素質、專業知識、職業技能綜合運用、生產運行管理融會貫通,通過具體工序、工作任務和職業活動來養成和訓練,并通過學習地圖引導應用電子職業人成長。
2創立教學工廠“硬件軟件化”及虛擬化實訓理念,突破“硬件”資源不能共享及學生厭學的問題
應用電子虛擬仿真實訓解析
1創建“五生產要素、三職業路徑、三能力層級”
綜合學習訓練系統,突破傳統職業教育的藩籬,解決了“職業素質養成、知識與技能綜合運用、基層管理”三者的融合問題打破傳統的學科性知識體系,依據“人、機、物、法、環”生產要素,以職業人為中心,遵循技能、技術、管理三條職業人職業發展路徑,融合電工技術、電子技術等知識,電子儀器儀表與工具的使用、工藝指導等技能、電子產品生產管理與創新能力、職業素質等職業素質,構建“操作工—技術員—工程師”為主軸的三層級職業能力素質成長模型。通過對職業活動進行進階式的教學化的設計,訓練知識技能與素質。創立了“五生產要素、三職業路徑、三能力層級”“知行合一”的符合職業人成長規律的應用電子技術專業綜合訓練系統。將職業素質、專業知識、職業技能綜合運用、生產運行管理融會貫通,通過具體工序、工作任務和職業活動來養成和訓練,并通過學習地圖引導應用電子職業人成長。
2創立教學工廠“硬件軟件化”及虛擬化實訓理念,突破“硬件”資源不能共享及學生厭學的問題
按照“‘游戲’互動”軟件開發理念,以真實電子產品生產工廠領料崗位、預處理崗位、插裝崗位、SMT貼片崗位等11崗位以及工廠人文文化真實環境為依托,設計出虛擬工廠操作員、技術員、工藝員、工程師等職業成長歷程,以及電子產品生產工序為級別的“游戲練級”。將工廠硬件如設備、工量具、儀器儀表等剛性硬件虛擬化,與崗位的工藝、技術、流程、管理規范、規章結合起來依據“職業人”的職業成長規律,以真實企業“人、機、料、法、環”五個生產要素為起點,設計出電子產品調試與檢修等技能提升、職業技能成長的學習地圖,以學習地圖導航學習者通過選擇不同的應用電子職業人角色來實現自己的職業成長需要。引導學生一無所知到成長為一個擁有豐富專業知識、操作技能、職業素質的虛擬“職業人”,其成長過程品味“游戲”的智慧和樂趣。一線操作員學習實訓系統中的基本操作和基本技巧;技術員和工藝員則進行一些更深入的探索和體驗,比如更深入地了解PE(工藝)、EE(工程設備)等崗位的操作內容,并向著自己喜歡的方向培養和打造角色,以達到挑戰自我的目的。
3開創隱性知識/技能的顯性化及職業素質內化,突破“素質冰山理論”的實訓應用問題
高素質的應用電子技術專業職業人應具備的職業意識、職業道德、職業作風和職業態度等隱性的職業素質很難通過一般課堂得以培養。虛擬真實設備、虛擬真實崗位、虛擬真實環境三個層次3D原型再現企業,學習者在虛擬工廠通過產品生產工序“游戲練級”職業人成長訓練,“親身真實經歷”工廠生產組織、過程管理。學習者角色扮演操作員、技術員、工藝員、工程師工廠職員,體驗電子產品生產過程中除知識、技能以外對敬業樂業、遵章守紀、責任擔當、溝通協作、意志品質、實干巧干、發展創新等職業素質要求,領悟到職業素質對產品質量和職業人成長歷程的影響。通過虛擬工廠的電子產品生產過程、品質管理過程“游戲”練級活動,將職業素質社會化和外化,實現隱性知識的顯性化。“游戲練級”,“親身真實經歷”發掘學習者內部潛力,激勵學習者探尋電子產品生產、管理的秘技,實現綜合性職業素質的內化滋生。
虛擬仿真技術對園林實訓教學的應用
【內容摘要】隨著我國城市規模不斷擴大,各大城市對園林建設提出更加嚴格的要求。為了培養出合格的園林人才,在開展園林實訓教學時,要積極進行教學改革,提高學生的實踐能力。充分發揮出虛擬仿真技術的優勢,結合園林實訓教學的情況,明確教學目標,將虛擬仿真技術與園林實訓教學有機結合,創新教學模式和教學方法,給學生帶來良好的學習體驗。
【關鍵詞】園林工程;實訓教學;虛擬仿真技術;教學創新
虛擬現實技術主要是利用計算機技術模擬三維空間打造虛擬而逼真的世界,使人們有身臨其境之感。隨著數字技術的不斷發展,虛擬現實技術與教學的融合日益緊密。在開展園林實訓教學時,可充分利用虛擬現實技術的功能,提高學生的實踐能力,轉變傳統的人才培養模式,達到預期的教學效果。
一、虛擬仿真技術在園林實訓教學中的優勢
園林教學包含的內容和知識點眾多,學生在學習這門課程時,需充分運用各種材料打造相應的景觀,通過對地形進行改造,打造相應的建筑,對園林場景進行合理布置,還需結合完善的美學知識與歷史文化內容,創造出多種多樣的空間,給人們帶來不同的感受。園林設計師要具備豐富的想象力,能夠充分結合用戶的需求進行設計,因此,在園林教學中融入虛擬現實技術,挖掘其技術優勢,創造真實的實訓情境,從而達到實訓的教學目的。當學生置身于虛擬仿真技術所營造的虛擬環境之中,進一步了解園林景觀內容。該技術能夠營造出不同形態的植物、造型各異的亭子、經典的古典園林空間和小區環境。學生無需通過實地參觀的方式就能有身臨其境之感。教師可充分發揮出虛擬仿真平臺的優勢,使學生能夠充分了解實訓的內容和相關理論知識。然后,教師可在平臺中為學生發布實訓的目的和內容,使學生了解實訓的注意事項。學生可充分結合相應的理論知識進行在線練習,然后參與到技能在線測試之中。通過虛擬仿真實訓平臺,教師可與學生之間隨時進行交流,學生遇到問題后可隨時向教師咨詢。通過虛擬仿真技術可以調動學生主觀能動性,使學生在虛擬場景中對內容進行可視化編輯和調整,展示出不同的場景效果,激發學生的創造思維,使學生具備創新能力。
二、虛擬仿真技術在園林實訓教學中的應用條件
高校化工仿真實踐體系構建
摘要:地方高校在新工科建設過程中,化工虛擬仿真是化學工程與工藝專業及相近專業的實踐類課程,地方院校應從工藝全覆蓋的虛擬仿真實踐體系、“線上線下”共同搭建的全覆蓋虛擬仿真實踐體系、“虛實結合”的化工虛擬仿真實驗體系等方面構建化工仿真體系,從而提高化學工程與工藝專業及相近專業學生的培養質量,服務地方經濟建設。
關鍵詞:地方高校;新工科建設;化工仿真體系
新工科建設是2017年2月以來教育部積極推進的高等教育改革方向,旨在主動應對新一輪科技革命與產業變革,支撐服務創新驅動發展、“中國制造2025”等一系列國家戰略,并先后形成了“復旦共識”“天大行動”和“北京指南”等階段性成果。隨后,教育部了《關于開展新工科研究與實踐的通知》《關于推進新工科研究與實踐項目的通知》等重要文件,旨在探索形成領跑全球工程教育的中國模式、中國經驗,助力高等教育強國建設。其中,“北京指南”明確提出:加快現有工科專業的改造升級,體現工程教育的新要求,探索工程教育信息化教學改革,推進信息技術與工程教育深度融合,創新“互聯網+”環境下工程教育教學方法,提升工程教育效率,提升教學效果。地方高校要對區域經濟發展和產業轉型升級發揮支撐作用,努力培養不同類型的卓越工程人才,全面提升工程教育質量。化學工程與工藝專業(以下簡稱化工專業)是在原來石油化工、精細化工、高分子化工等專業的基礎上由教育部整合形成的專業,具有技術密集、人才密集、資本密集的特征,工科特色顯著,實踐能力要求高。實驗教學是學生將理論知識轉化為動手實踐能力及創新能力的關鍵環節,在人才培養中起著舉足輕重的作用,但化學化工實驗的高危性及不可控性,使許多實驗無法在真實的環境中開展。其原因包括:大型實驗設備運行過程中能耗大、物料消耗多、設備維護成本高;實驗產生的廢液、氣、渣等難以處理,造成潛在的環境污染問題;設備操作風險高;等等。在生產實習教學環節,因為生產和安全壓力,企業給予學生到生產一線實踐的時間和空間越來越小,生產實習難以達到預期效果。因此,化工虛擬仿真應運而生,虛擬仿真實驗教學是“高等教育信息化建設”的重要內容,是學科專業與信息技術深度融合的產物。虛擬仿真實驗教學能夠解決傳統實驗教學中存在的上述突出問題,得到了本專業的廣泛認可。各地高校也在化工虛擬仿真教學方面做了較多的探索,取得了積極的成果。但現在很多高校的化工虛擬仿真都停留在個別化工產品生產工藝的仿真,對仿真體系的構建仍然較少。因此,本研究從洛陽師范學院化工系虛擬仿真體系的構建出發,探討在新工科建設背景下,地方院校如何構建化工虛擬仿真實踐體系。
一、工藝全覆蓋的虛擬仿真實踐體系
化工虛擬仿真體系的構建首先要明確實踐目的。化工專業的實踐主要分為以下模塊:課程實驗體系、課程設計、認識實習、生產實習和畢業論文(設計)。因此,虛擬仿真教學也應建立相對應的實踐模塊,按照該思路構建的虛擬仿真教學體系不僅要包括上述實踐內容,還需增加安全教育(火災演練)和污水處理的內容,這樣即形成了化工整廠工藝全覆蓋的虛擬仿真體系(如下圖)。在上述仿真體系中,基礎化工實驗包括化工流動過程綜合實驗(包括粗糙管、光滑管、局部阻力測定實驗、離心泵特性曲線測定、管路特性曲線測定和流量性能測定實驗)、精餾塔實驗(包括全回流和部分回流實驗)、二氧化碳吸收與解吸實驗(包括解吸塔塔干填料層(△P/Z)~u關系曲線測定、解吸塔濕填料層(△P/Z)~u關系曲線測定和二氧化碳吸收傳質系數測定)、萃取塔(槳葉)實驗(包括萃取塔操作線的確定和萃取塔傳質單元數的測定)和洞道干燥實驗。化工實訓仿真包括流體輸送綜合實訓仿真、傳熱過程綜合實訓仿真、精餾實訓仿真、吸收與解吸實訓仿真、間歇反應實訓仿真。安全事故演練仿真主要包括發生器下料口著火、壓縮車間管道著火、充裝車間著火等安全事故的演練。此外,乙醛氧化制乙酸工藝仿真、合成氨3D虛擬現實仿真、甲醇3D認知生產仿真以及典型污水處理廠3D虛擬現實仿真也在其中。上述虛擬仿真體系主要包含五大模塊:課程實驗模塊(基礎化工實驗仿真)、仿真實訓模塊(流體輸送綜合實訓、傳熱過程綜合實訓、精餾實訓、吸收與解吸實訓、間歇反應實訓)、工藝實訓模塊(乙醛氧化制乙酸工藝、合成氨和甲醇生產)、污水處理模塊和安全演練模塊。五大模塊循序漸進、相互補充,為學生全方位掌握化工知識提供了保障。上述功能仿真軟件,實現了從課程實驗到認識實習、生產實習再到綜合訓練的化工企業流程全方位模擬。上述仿真體系的建立,能讓學生從小到大、從局部到整體,循序漸進地掌握各類化工企業的全流程,真正起到虛擬仿真的作用。
二、“線上線下”共建,搭建
酒店信息化人才培養路徑分析
摘要:南京旅游職業學院研發了國內首套面向職業教育的酒店運營虛擬仿真實訓平臺,平臺建設著重于技術技能型人才培養、實訓課程資源建設、校企師資團隊打造、技術積累社會服務五個方面。本文從平臺建設切入,結合“技能型、復合型、創新型”酒店信息化人才的培養目標,探討酒店信息化人才培養的新路徑。
關鍵詞:酒店運營虛擬仿真實訓平臺;酒店信息化人才;培養路徑
近年來,隨著大數據、云計算、人工智能、物聯網等新興信息技術在酒店行業的逐步滲透,酒店信息化在酒店運營管理中的應用更為廣泛。酒店行業對新型酒店信息化人才的需求將會不斷增加,急需多元化、復合型的信息化人才。學校對酒店信息化人才的培養需要不斷完善優化,借助酒店運營虛擬仿真實訓平臺培養酒店信息化人才尤為必要。
一、酒店運營虛擬仿真實訓平臺建設的意義
酒店運營虛擬仿真實訓平臺是以職業崗位核心技能培養為目標,從技術技能型人才培養、實訓課程資源建設、校企師資團隊打造、技術積累社會服務等五個方面建成融教學、培訓、職業技能鑒定等功能于一體的,具有綜合性、現代化、開放式的,能體現“教學做”一體的虛擬仿真實訓平臺。(一)完善實訓教學體系。酒店運營虛擬仿真實訓平臺的建設完善了從專業分項基礎技能實訓、實景全真教學實訓到酒店運營虛擬仿真實訓能力遞進的完備實訓體系,創新了酒店管理專業信息化實訓教學的內容和載體。(二)融入數字信息技術。酒店運營虛擬仿真實訓平臺的建設綜合運用虛擬現實技術、數字化媒體技術等多種技術手段,構建一個可視化的實驗環境。在這個環境中學生可以感受形象逼真的真實場景,增強知識傳播的互動性和學習的趣味性,使學生在虛擬經營管理環境中按照項目流程要求進行模擬實訓提高其自主學習能力。(三)改變課程教授模式。酒店運營虛擬仿真實訓平臺的建設按“崗位項目進課堂,崗位考核入標準”的要求,基于實際工作過程開發教學內容,將酒店不同崗位角色體驗植入課程開發,改變傳統的課程教授模式。(四)實現產教深度融合。酒店運營虛擬仿真實訓平臺的建設推動了校企合作開發實訓新課程、新教材,對接行業標準、技術規范和國際標準,開發優質實訓資源;實現了校企互聘互兼,培養酒店信息化綜合運營“教練型”名師;建立了專兼職教師工作站,互聘互兼,最終實現產教深度融合。
二、依托酒店運營虛擬仿真實訓平臺,創新酒店信息化人才培養路徑
虛擬仿真技術在工藝美術的可行性
[摘要]傳統工藝振興是構建中華優秀傳統文化傳承體系的主要任務,也是工藝美術行業蓬勃發展的堅實基礎。伴隨著信息時代虛擬仿真技術的發展,科學技術促進“三高”教學痛點改革,也成了時下需要直面的課題。著重從虛擬仿真技術在工藝美術領域運用的現狀展開調研工作,通過實踐案例與實施效果的分析,實現項目的可行性實施。
[關鍵詞]虛擬仿真;工藝美術;教學研究;模式;傳統工藝
總書記高度重視中華傳統文化傳承發展,指出“要認真汲取中華優秀傳統文化的思想精華和道德精髓”,提出“構建中華優秀傳統文化傳承體系,加強文化遺產保護,振興傳統工藝”的任務,在國家的“十三五”規劃中也提出“加強非物質文化遺產保護與傳承,振興傳統工藝”“制定實施中國傳統工藝振興計劃”的目標。為貫徹落實國家戰略部署,2017年3月12日,文化部、工業和信息化部、財政部聯合制定并由國務院了《中國傳統工藝振興計劃》,此舉有助于傳承發展中華優秀傳統文化,發現手工勞動的創造性價值,弘揚工匠精神,促進就業,提高設計,培育品牌,助力經濟發展。2006年教育部的《關于全面提高高等職業教育教學質量的若干意見》中提到,“把現代信息技術作為提高教學質量的重要手段”“要充分利用現代信息技術,開發虛擬工廠、虛擬車間、虛擬工藝、虛擬實驗”。2017年7月,教育部《關于2017—2020年開展示范性虛擬仿真實驗教學項目建設的通知》中規劃在國內高校建設物理學類、生物科學類、航空航天類等1000個示范性虛擬仿真實踐教學項目。2020年教育部職成司《關于開展職業教育示范性虛擬仿真實訓基地建設工作的通知》中提出在全國范圍內啟動建設職業教育虛擬仿真實訓基地,持續推動人才培養模式創新。虛擬仿真技術是依靠網絡與通信技術的發展,建立在多媒體視聽技術、虛擬現實技術、交互技術三大科技迅速發展的基礎上,營造出更逼真、更智能的虛擬環境。現階段虛擬仿真技術主要是針對藝術作品、工藝過程、設備運營等方面進行全面、完整的還原,為使用者體驗、學習、互動營造真實的氛圍,從宏觀與微觀兩個方面認知事物,從聽覺、視覺、觸覺等方面對虛擬數據進行瀏覽、設計、訓練及模擬的交互式操作。藝術類高職院校開展工藝美術教學是以美術素養為基礎,根據材料的不同開設陶瓷、玻璃、漆器、染織、雕刻、金工等專業方向,教授中外美術史、民俗學、管理學、設計學等理論與實踐課程,為傳統工藝美術行業培養有創意、會設計、善制作、懂管理的專業人才。工藝美術人才的培養,重點在傳承與創新,這里的傳承并不是靜止不動,并不是同一個東西、同一種方式永遠不變地一代一代傳下去,而是傳統文化在一代代人的能動實踐中不斷被賦予新的創造,順應時代的發展、環境的變化,通過自己對事物的體驗和認識,憑借自己的個性和創造力,使文化發展和演變,豐富文化的多樣性。蘇州工藝美術職業技術學院建設有國家生產性實訓基地、江蘇省產教融合工藝美術傳承創新示范區,通過傳統工藝美術技藝與地方工藝美術產區共建共享的模式,政校行企聯動以現代學徒制模式培養工藝美術專業人才。根據教育部專業設置,擁有刺繡設計與工藝、首飾設計與工藝、陶瓷設計與工藝、工藝美術品設計、雕刻藝術設計5個專業,建成纖維、首飾、陶瓷、玻璃、漆藝、雕刻、紙質修復等10大門類21個8000平方米實踐實訓工作室。學院選聘工藝美術大師建立大師工作室,成立“教師+大師+行業專家”的優質教學團隊,開展實踐實訓教學工作,培養傳統工藝美術傳承人,打造工藝美術行業示范教育培訓基地,滿足高校人才培養和社會培訓的要求。近年來,國家鼓勵將新技術、新設備、新材料應用到高等職業院校的教學改革中,解決面臨的實際困難。隨著多樣化教學方式的出現,獲取知識的途徑已經變得寬泛,如何通過創新教學模式,用科學與技術調動學生的積極性,提高學習效率,是新時展的需要,更是我們教育工作者需要去研究的命題。
一、虛擬仿真技術的應用現狀及路徑
當現代信息技術促進各行業快速發展的時候,虛擬仿真技術未來如何在工藝美術教學中應用,成了我們需要去研究的問題,學院工藝美術教學團隊開展了一系列的基礎調查研究工作。
(一)開展問卷調查,剖析教改項目發展前景
虛擬仿真技術在數控加工的應用
1數控加工虛擬仿真
數控加工虛擬仿真是通過計算機虛擬仿真模型將數控機床的各組成結構、運行方式、邏輯關系等用三維動畫的方式展現出來。數控加工虛擬仿真軟件能夠對工件加工的全過程進行模擬,并可以從多角度觀看加工時刀具的切削路徑和工件加工效果。對初學數控機床的學生來說,使用數控加工虛擬仿真軟件學習數控加工的操作步驟可以將機床的運作和工件的加工過程立體地呈現出來。數控加工虛擬仿真可以對預加工工件進行多次反復模擬加工,并通過多次的模擬加工不斷改進工件的加工方法、提高工件的加工效果,為真實環境下加工工藝分析及程序編寫提供參照,保證了工藝分析的可行性、程序運行可靠性,避免因工藝不合理或程序出錯造成的刀具碰撞或引起其他突發狀況。
2數控加工虛擬仿真在實訓中的應用
基于虛擬仿真技術的數控加工實訓教學方法改變了以往僅在數控機床前對學生進行教學的單一形式,通過加入虛擬仿真技術可以讓學生通過仿真軟件和三維模型深化對數控機床的學習,并讓學生從多角度、全方位對數控機床的構造及各組成結構進行認識和學習。此外,在工件加工前學生可以對數控機床的整個操作和加工過程進行仿真和模擬。在學生對數控機床知識有一定了解后,向學生演示對刀及簡單的操作加工。學生對數控機床及數控加工過程有一定認識之后,學生就可通過數控虛擬仿真軟件學習和練習數控機床的開關機、換刀、對刀、工件旋轉、簡單的工件加工等操作過程,同時可以學習操作面板上各個功能鍵和輸入鍵的用法和作用,在學習過程中。如若學生操作錯誤或是虛擬機床停止運行,學生可以隨時返回操作或是重啟軟件,減少了實際中因誤操作引起的設備損壞和人員傷亡。在學生熟練數控加工的操作流程后,讓學生學習數控機床的加工原理及數控編程方法。數控編程的學習之所以放在學生熟悉數控機床之后,是因為這樣學生更容易學習數控編程的邏輯思維、程序代碼意義及各段編程的作用。在學習編程的過程中將工件加工的工藝分析和路徑分析貫穿其中,讓學生通過實例形象地學習數控編程。為了檢驗編程是否正確、合理,學生可以將所編程序輸入數控虛擬仿真軟件,通過仿真軟件對工件加工時的走刀路徑和加工后的效果進行模擬分析,從而檢驗編寫的程序是否準確、合理。最后,在學生對數控機床的操作過程、程序的編寫方法、工件加工的工藝分析等知識充分學習后,指導學生獨立上機操作,將前期所學的知識點在真實數控機床環境下進行演練。通過這種數控機床與數控虛擬仿真軟件的交互學習,增強學生對數控加工流程的認識,調動學生學習數控加工的積極性,讓學生有充足的時間和機會,通過多種途徑深入學習數控加工技術。
3數控加工虛擬仿真在實訓中應用的優勢
3.1增強了學生數控加工實訓效果,提高了學生動手操作能力數控加工虛擬仿真運用到實訓教學中可以實現對數控機床的各個部件及輔助工具進行立體演示,擺脫了傳統教學中通過平面圖或是觀察數控設備外觀進行想象。同時,數控加工虛擬仿真軟件可以模擬出現實環境中數控操作和工件加工過程,能夠對輸入的數控程序進行識別和檢驗,其操作面板、運行系統等都可以按實際需求進行修改,學生像在真實環境下進行各項功能操作,給初學者提供大量的練習操作時間,為后續的上機實訓奠定了扎實的基礎,有效提高學生的數控加工操作能力。3.2提高了數控機床的有效利用率,降低了實訓耗材的浪費各高校在開設數控加工課程時,由于數控設備數量及數控教學老師人員數量有限,數控加工教學模式一般是數十位學生集中在一臺數控設備周圍學習。由于開設數控加工的課時是固定的,所以在學習數控操作過程中,每個學生的實際上機操作時間較少、操作能力難以得到快速提高。將數控加工虛擬仿真運用到實訓教學中可以讓學生在數控加工虛擬仿真實驗室內學習基本的數控機床操作知識,反復鍛煉學生的數控操作能力,在學生具備數控操作能力后再分批次、分階段進行真實環境下的上機操作,最大程度實現數控機床的利用效率,同時減少學生在初學過程中對加工耗材不合理使用,降低了實訓過程中耗材浪費。3.3增強了學生實訓安全性、降低了數控機床故障發生率數控加工虛擬仿真運用到實訓教學中,合理地將學生的初學操作過程放到虛擬環境下,減少學生在實際初學過程中因誤操作造成的人員傷害及機床損壞,在提高學生學習效率的同時增強了學生實訓的安全性。同時,由于數控程序調試過程是在虛擬環境下先行完成,所以在后期上機過程中縮短了程序調試時間,降低了數控設備的消耗,在加工一些復雜零件時,有效降低了程序出錯的可能性,減少刀具損害及工件破壞的幾率,從而降低數控機床發生故障的概率。3.4拓寬了學生專業知識面、提高了學生創新能力虛擬制造和智能加工已經成為制造業發展的目標和方向,虛擬仿真技術在數控加工實訓教學中的應用可以讓學生認識到智能加工在行業應用中的前景,促進學生對未來就業方向的正確把握。同時,數控虛擬仿真軟件給學生提供了一個生動、逼真的數控操作學習環境,讓學生成為虛擬環境的參與者,變被動的傳授為主動的交互學習,無形中培養了學生在智能加工行業的創新意識,提高了學生的創新能力。