虚拟仿真在飞机维修实训教学中的应用

邹付群+++韦克昌

摘要：虚拟仿真技术作为职业教育实训教学的发展方向，目前应用比较广泛。本文提出将虚拟仿真技术应用于飞机维修实训的教学中，它能克服现有教学中存在的一些弊端，提升教学质量，为飞机维修实训教学的改革提供了一个方向。

关键词：虚拟仿真 飞机 维修 实训教学

虚拟仿真技术是一个虚拟环境，它包括软件、计算机硬件和各类传感器，能够对各种环境和实物进行高度模拟，当人们进入该环境并与其进行交互时，可产生“身临其境”的感觉。

教育部从2008年起，颁发的一系列文件清晰指出职业教育要“大力推动仿真、多媒体课件等数字化教学资源开发”，“重点解决常规的教学手段技术、设施设备难以实现的实习实训问题，主要为了满足有急切需求并覆盖范围广的虚拟仿真实践教学的需求，表明了职业技术教育的实训教学方向是利用虚拟仿真技术进行深入开展。

一、虚拟仿真在职业教育实践教学中的应用现状

目前，很多职业教育的实训教学中都应用了虚拟仿真技术：

（一）旅游课程的实训教学

由于实习资源有限、现场教学成本高等问题，很大程度上制约了旅游专业的教学发展。而利用虚拟仿真技术，能够开发出各个旅游景区的虚拟场景，开发多条路线。这样教师只需在教室就能完成全国各地的景点讲解，学生也可随时进行各景点的虚拟讲解练习，大大提高了教学效果，省去了实地教学的麻烦。

（二）医学课程的实训教学

作为一个实践性很强的专业，学生的实际动手在整个教学过程中重要性不言而喻。而利用虚拟仿真技术，正好能够让学生模拟完成一些外科手术和解剖等练习，完成课程内容的学习；还可调动学生的学习兴趣，将抽象的内容具体化、形象化，给学生留下深刻印象，也给教师提供了方便，大大提高了教学质量。

（三）工科课程的实训教学

在汽车、模具、水利水电等专业的实训教学中，通过虚拟仿真技术，建立与实物一致的三维模型，从而实现产品、设备的立体展示，观察其内部结构；还可模拟实际的工作流程，模拟工作工况下工作情况。

虽然虚拟仿真在职业教育的实训教学中已经广泛应用，但在民航院校的飞机系统实训课程的教学中应用很少，因此开展基于虚拟仿真的民航职业院校实践教学培训系统，对于提高学生的技能，提升学校的教学水平和竞争力有很大的意义。

二、民航职业院校实训教学中的弊端

（一）教学内容与教学设备比较落后，不能紧跟民航机务维修发展的步伐

由于航空器材价格昂贵、技术更新也比较快，各民航高职院校受制于资金、场地等原因，不能购置成套的在役航空器提供给实训教学。只能使用一些退役的机型进行教学，例如三叉、运7等。由于实训设备的落后，实训内容也往往跟不上行业的发展，甚至远远滞后于实际工作。鉴于实训设备与实训内容的落后，学生在学校所学到的技能与实际工作有很大的差异，学生上岗后并不能立马上手，而是感觉学非所用。

（二）教学手段单一

机务维修实训课的教学主要是通过老师现场讲解，学生练习的形式进行的，是一种学徒制的教学方式。这种方法有一定的优点，但也存在一些弊端。例如，教师在现场很难直观形象地将系统的结构、原理讲解清楚，而且这种教学方法也会随着教师所面对学生人数的增加而大打折扣。因此我们还需要其他合理的辅助教学方式，才能保证授课质量。

（三）工位有限

由于院校的实践教学设备不足，实践教学中经常出现“僧多粥少”的情况，从而导致学生排队等候的情况，降低学习效率。

（四）实训教学的学时不足

目前，机务高职教育普遍存在理论与实践教学失衡的现象，很多高职院校都偏重理论课的教学，实训课程的学时往往较少。有些机务高职院校的人才培养方案中，整个实训教学所占的比重还达不到1/3，远不能满足实训教学的需要。这与高职教育培养技能型、实践型人才的目标相矛盾。相比西方职业教育发达的国家，实训课程能占整个教学任务的一半，甚至还超过理论课时，我们的实训教学量还很不足。因此在现有情况下应想办法延长实训教学的时间和空间，提升学生课堂实训的效率。

三、虚拟仿真在飞机维修实训教学中的具体应用

以《飞机起落架系统实训》课程为例，虚拟仿真在课程中的应用包括以下几方面：

（一）课程内容方面

根据课程的实训内容，设置737机轮拆装、737刹车装置拆装、737轮胎分解和737刹车组件分解等实训项目，学生可完成每个项目的虚拟拆装练习，掌握737起落架的具体结构及每一步的拆装要领。为学生将来的工作打下坚实的基础。

（二）课程安排方面

实训不再局限于课堂内完成，现有的实训练习只能在固定的时间和固定的场所，处于安全的考虑，课前课后一般都不允许学生自己进去实训场所自己练习。利用虚拟仿真平台学生可在课前预习，对拆装的结构及步骤有比较清晰的了解，能提升课堂内的学习效率，课后还可进行巩固练习，学生可不断反复练习，直到完全掌握实训内容。

（三）利用虚拟仿真平台进行实训考核

当前，飞机系统实训课程的考核缺少一个比较好的方式。可利用虚拟维修平台设置考核模块，学生在虚拟仿真平台上进行虚拟拆装，并完成相关的问题，系统记录学生的考试情况，并将结果反馈给教师，作为整个课程部分考核成绩。该考核方法能比较客观反应学生对拆装步骤的掌握情况，并检验学生对拆装过程中涉及的理论是否掌握，这种方式可与目前的考核办法结合，从而更加全面、客观地对学生做出评价。

四、虚拟仿真技术在飞机实训教学中的意义

将虚拟仿真技术应用于飞机维修实训课程的教学中，能让学生增加新的学习途径，多方位进行学习，对于职业院校和学生本人都有较大的益处：

（一）提高效率

虚拟仿真拆装虽然不能代替真实的实物拆装练习，但它能够让学生进去实物拆装前对整个实物的结构、拆装流程、注意事项等都有比较全面的认识，这样学生再进入实物操作后能做到胸有成竹，这大大提高了课堂上教学的效率，学生花更少的时间便能掌握实训内容。

（二）降低损耗

实践教学过程中，造成设备损坏主要有两种情况，一是学生的操作失误造成的非正常损坏；二是反复拆装练习产生的正常损耗。现有的实训方式，学生进行实训前往往并不清楚拆装的要点和注意事项，易造成结构的损坏。而且为了更好地掌握实训内容，学生需要反复练习，加剧设备和耗材的使用，带来较大的损耗。而利用虚拟仿真学生可先在虚拟平台上反复练习，缩短实物练习的时间，易不容易造成实物的损坏。

（三）增加安全可靠性

学生在使用虚拟实训系统出现误操作时，不会造成设备和人身的伤害，不存在资源的浪费。通过虚拟实训后，学生可以很好地掌握各项目的操作流程及所包含的原理，日后上岗将应对自如。

（四）考评结合，提升教学效果

利用虚拟实训平台可以完成对学生进行考核，每个学生在平台上单独完成项目的虚拟拆装，并回答相关的理论知识。平台能比较客观反应学生对拆装步骤的掌握情况，并检验学生对拆装过程中涉及的理论是否掌握，这对于提升教学质量有很大的帮助。

五、结语

现有的飞机维修实训教学完全依赖实物，造成了实训教学中存在较多的弊端，虚拟仿真技术的引入，它能较好地改善现有的实训教学，提高民航类职业院校的教学质量和行业竞争力，为民航类院校的实训教学改革提供了一个方向。

参考文献：

[1]教育部.关于进一步深化中等职业教育教学改革的若干意见.教职成[2008]8号.

[2]王海，李波.虚拟仿真技术在职业教育实践性教学环节中的应用[J].中国职业技术教育，2011，（14）.

[3]冯铭.高职“机务维修”专业实训教学存在的问题及对策[J].西安航空技术高等专科学校学报，2006，（03）.

[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，（03）.

（作者简介：[1]邹付群，广州民航职业技术学院 飞机维修工程学院，实验师，机务维修；[2]韦克昌，广州民航职业技术学院 飞机维修工程学院。）