模具专业虚拟仿真实训探讨*

李金国 张国庆 何向华

（台州职业技术学院 浙江 台州318000）

模具专业虚拟仿真实训探讨*

李金国 张国庆 何向华

（台州职业技术学院 浙江 台州318000）

将虚拟仿真技术应用于模具实训教学，让学生在虚拟环境中完成模具专业职业岗位技能学习，实现实训教学仿真化，使实训教学与职业岗位无界化，培养学生的学习主动性，避开实训教学困境，有效提升学生的职业岗位技能。

模具专业；虚拟仿真实训；岗位技能；虚拟仿真实训平台

随着技术发展与竞争加剧，模具行业对其技术人员的素质和能力要求越来越高，尤其强调技术人员的设计水平和实践操作能力。目前，我国高职模具专业人才培养虽然越来越重视实训教学，但由于受实训教学条件限制，教学与生产岗位脱节，导致学生毕业后在生产岗位上还要接受较长时间的再培训，无法满足现代模具企业对技术应用型专门人才的迫切需求。仿真模具实训教学能避开实训场地、设备、经费的制约，将有力推动模具技术应用型人才的培养。模具虚拟仿真实训将按照岗位工作内容和职责来设计训练内容，实现实训教学与岗位工作的“零距离”对接，不仅满足企业对人才的需求，也缩短学生适应岗位时间，同时促进学生就业。

国内外虚拟仿真技术的应用现状

虚拟仿真技术在实训教学中应用，也被称为模拟实训，在国外职业教育中得到了广泛认同和积极推广。国内职业院校对应用现代模拟实训教育手段提升实训教学质量的认识还处于初期阶段。大部分高职高专院校在加强校内外实验、实训基地建设方面，逐步建立了一批设施比较先进，管理制度健全，能够反映岗位、职业和行业发展方向和水平的实验室或实训基地，不断加强学生实践能力、技术运用能力的训练，为培养高技能应用型人才奠定了坚实的硬件基础。但对模拟实训教学却投入不足，部分院校比较重视，但也只是刚刚起步。究其原因，是对这一行之有效的教育手段的价值认识不足，这里不仅有模拟软件本身的质量问题，更多的是教师的观念与素质问题。

发达国家的职业院校都十分重视模拟实训，并在长期的研究与实践中总结出许多切实可行的成功模式。如德国“双元制”教育模式，加拿大的能力本位教育模式（CBE）；国际劳工组织开发的MES教育模式。模拟实训正是这些典型教育模式的核心教育环节之一，它能有效地实现职业教育以职业能力为本的培养目标。目前，虚拟仿真技术在全球已得到职业教育界的广泛认同和积极推广。

虚拟仿真技术应用于模具专业实训教学的基础工作

进行市场调查，制定虚拟仿真实训教学计划 首先，应该到人才市场对与模具专业相关的用人单位进行调研，掌握与模具专业对应的主要工作岗位群，明确培养目标。其次，对于模具专业岗位化实训内容的选择和组织，必须依据模具专业毕业生所从事工作岗位的具体工作要求。最后，要将相关工作岗位的具体要求和工作任务，渗入到具体的岗位化实训教学中，保证教学内容的实用性。根据调查，目前模具设计与制造企业的岗位群如图1所示。模具设计能力的培养，在企业中通常分为认识模具、指导及模仿设计、独立设计三阶段。认识模具与独立设计过程都是潜移默化的积累过程，而指导及模仿过程则是培养模具设计人员的主要过程，是学生的设计思路从模糊到清晰的过程，是掌握知识，应用技巧、方法的过程。由于受到教学时间、教学条件及环境等的制约，学校教学或多或少无法按照企业“以师带徒”的方式进行。因此，有必要采用虚拟仿真技术，让学生“身临其境”地在工作岗位上实习、实训，达到独立完成设计，提高设计能力的目的，实现教学实训与岗位的“零距离”对接。

图1 模具设计与制造工作岗位群图

根据工作环境布置虚拟仿真实训环境 为了使学生尽快从学生角色转换为职业人角色，明确自己的实训任务，对实训环境的布置应尽可能地模仿企业真实的工作环境。这里的环境布置指的是软件条件、虚拟环境和设施配置企业化，让学生处于某个单位某个岗位的职员角色，教师则是该岗位的上级主管。模具专业虚拟仿真实训环境在模具设计、工艺分析、注射成型方面比较容易实现，但模具钳工却很难实现，利用软件学生无法进行模具表面的钳工处理。因此，虚拟仿真实训的同时还需适当配备模具钳工实训车间。

根据企业对员工的管理方式对学生进行实训管理 在实训过程中，对学生的各种管理制度和方法也应该依照企业对该岗位员工的管理制度和方法。有些管理制度和方法在实训过程中难以操作和实施时，可以作一定的修改和调整，以保证实训管理的可操作性。

模具专业虚拟仿真实训的框架构建

模具专业虚拟仿真实训平台开发应符合模具专业的人才培养要求，与岗位工作情境相符，逼真地反映实训内容。首先，虚拟仿真实训平台应按照岗位构架，使实训教学与企业岗位工作“无缝”对接。其次，虚拟仿真实训平台的模块结构应合理，要充分反映岗位要求。再次，要设置合理的评价体系，增强趣味性，激发学生的学习兴趣和继续学习的信心，同时能让学生充分了解自己的学习情况，对学生产生一定的激励作用。虚拟仿真实训平台框架如图2所示。

虚拟仿真实训的学习评价

学习评价和总结环节也是整个学习过程中的重要环节。对学生的恰当评价能激发学生的学习兴趣和继续学习的信心。可让学生体验闯关式的游戏。游戏任务从易到难，从模具结构认知到模具结构设计，从单分型面设计到多分型面设计。学生根据每一关的任务要求闯关，未完成任务表明闯关失败，并在评价表中记录失败的相关信息。通常，学生在游戏式的学习环境中越战越勇，兴趣得到进一步激发。教师通过考查学生的闯关数及评价表信息，给出学生的综合考评成绩，针对学生碰到的共性问题进行集中讲解。我们共设置了三种评价方式：一是自我评价，二是小组评价，三是教师评价。对各类评价都列出表格（参见表1、表2及表3），让评价人来填写。

图2 模具专业虚拟仿真实训平台框架图

表1 模具专业虚拟仿真实训自我评价表

表2 模具专业虚拟仿真实训小组评价表

在表1、表2、表3中，成绩评定都采用等级制，即优秀、良好、中等、较差四个等级。通过对评价结果进行统计，分析学生获取知识、参与项目等的程度，从而反映出学生的职业素质和技能掌握情况。

综上分析可知，虚拟仿真实训对提高学生的基本职业素质和技能有下列优点：（1）针对区域对人才的需求特色、需求量确定人培养目标，对学生进行有较强岗位针对性的技能训练，突出就业岗位的素质和技能。（2）虚拟仿真实训融合现代化多媒体教学手段，使学生像体验游戏晋级一样去学习专业知识，提升了学生的学习主动性。（3）虚拟仿真实训具有四重应用价值：灵活性——灵活采用专业软件开展技能训练；充分性——充分利用高职学生在校的三年时间，开展技能训练；拓展性——能拓展实训课题内容的广度和深度；加强性——对重点课题可加强训练，便于对训练过程和考核鉴定进行强化管理。

表3 模具专业虚拟仿真实训教师评学表

[1]乐国友.采用仿真模拟实训强化学生的职业岗位素质和技能[J].科技情报开发与经济，2006，（5）:265-266.

[2]李金国，王刚毅，何向华.高职《塑料模具设计》课程有效教学初探[J].职业教育研究，2008，（8）:58-59.

[3]柯中炉，牟惠康，杨林生.以虚拟仿真技术提升高职实践教学有效性的探索——以生化制药技术专业实践教学为例[J].中国职业技术教育，2009，（5）:21-25.

[4]李金国，杨林生，李云贵.虚拟现实技术应用于高职模具实训教学的有效性探究[J].职教论坛，2010，（3）:66-69.

[5]李鹏.仿真教学在高等职业教育中的应用[D].山东：山东师范大学，2008.

G712文献标识码：A文章编号：1672-5727（2011）09-0171-02

*本文系浙江省教科规划课题《以提升学生岗位素质与技能的虚拟实训教学应用研究——以高职模具专业为例》（课题编号:SCG374）、浙江省新世纪教改项目《高职机械制造类专业人才培养模式和系列课程综合改革与实践》（项目编号：YB09124）的部分研究成果

李金国（1979—），男，浙江台州人，浙江工业大学2009级博士研究生，台州职业技术学院讲师，主要从事模具设计与制造专业的教学与科研。