仿真技術在職業教育中的應用
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作者: 張振文
摘 要： 隨著科學技術的飛速發展，計算機仿真技術在各行各業中的應用越來越廣泛。同樣，計算機仿真技術在職業教育中也越來越得到人們的認可與重視，這是因為計算機仿真技術軟件越來越完善、越來越成熟，應用計算機仿真技術可以起到事半功倍的效果，可以節約大量的人力、物力和財力，把人們從繁雜的工作中解脫出來。而且計算機仿真技術在教學過程中直觀、高效、樂于為人們所接受，因此大力推廣和應用計算機仿真技術已非常重要。
關鍵詞： 職業教育 計算機仿真 應用
傳統的職業教育教學，大都采用課堂講授然后在實訓場所進行實習實驗的方法。盡管現在我國已進行了大刀闊斧的職業教育改革工作，盡量實行或者實現理實一體化教學，即邊理論學習邊實習實驗。但由于這樣那樣的原因，要使這二者有機地結合起來非常困難，當然勢必會出現理論和實際脫節的問題。尤其對于那些資金不足地實驗條件有限的學校，特別是一些中等職業學校和技校，相當數量的實驗和實習只能在黑板上或書本上進行，缺少教學應有的環節，導致學生在學習過程中完全受到教師和教材的束縛，缺少創新和學以致用的能力，直接影響教學的效果。
為了改變這種狀況，人們一直在追尋應用仿真技術盡量避免和減少理、實脫節的問題。早些時候的仿真通常都是物理仿真，隨著科學技術的發展，現在的仿真技術已分為了兩大類：物理仿真和計算機仿真。物理仿真的優點是直接、形象、易懂，但模型受限，易損壞難以重復使用。而計算機仿真則是將研究對象進行描述，建立虛擬模型，在計算機的運行中即可實現。優點是：不怕破壞，易修復修改，可以反復使用。實踐證明，職業學校的一些常設專業，比如電工、電子、機械、數控、模具、汽車、服裝、化工等均可引入仿真教學，計算機仿真教學即可應用于理論教學，也適用于實習實驗教學。最大的好處是能夠實現節能降耗，在一定程度上可緩解教育資金的不足，節約大量的教育經費。
計算機仿真教學與物理仿真教學和真實的實習實驗教學相比，具有一系列的優點。
一、直觀、形象
仿真教學能夠提供一個近乎實際的平臺環境，一些高校、科研單位研制的三維仿真軟件，能夠模擬和實際完全吻合的虛擬情景。例如，利用仿真軟件我們可以模擬一個個電子單元電路、直至一個完整的電路。而且能夠清楚地顯現這個電路工作時的各種電學狀態，甚至教師在授課時無法展示的波形圖。并能保存仿真中的各種技術數據，為電路的測量、記錄提供了非常方便有效、快捷的理論數據。另外仿真還能提供電路中各種元器件的模型參數，既能滿足同學們的感官要求，又能滿足在教學中的實際效果。在數控加工教學中，通過軟件，同學們可從任意的角度去觀察數控機床的加工過程，加工的毛坯變為成品的過程歷歷在目。再如化學仿真，仿真過程能夠對物質化學變化前后的形態、顏色、溫度等都可模擬得非常逼真。
二、節約、安全
應用仿真教學，無論是在理論課堂還是實習實驗場所，我們不必要準備大量的物質材料，不必具備很大的空間場所，僅此便可節約大量人力、物力和財力。例如，電氣課程，我們可以節約大量的模擬板、面包板及各種電器、電子元器件。數控加工可以不必設置場地、機床、可不必投放加工材料，化學實驗無需真材實料、無需瓶瓶罐罐，等等。由于這些教學情況均是在虛擬狀態下進行的，因此對于電氣、電子電路的數據測量，我們可以借助于虛擬的儀器、儀表進行操作。在安裝、調試、測量電路過程中，由于人與設備、電路非實際接觸，從而可以避免學生觸電。即便電路出現短路、漏電等故障，也不會毀壞設備與器件，安全系數大大提高。再說數控加工，機床和加工工件、材料、刀具在數控加工的過程中，投資是巨大的，一臺機床動輒幾十萬，甚至上百萬。虛擬毛坯代替實際材料，虛擬冷卻液替代實際冷卻液，極大地降低實習實驗消耗。且刀具不會因為進給量過大而損壞。在化學仿真中，酸、堿、鹽都是虛擬物品，沒有消耗更沒有污染。
三、高效、全面
仿真教學可縮短實驗、實習材料、儀器儀表、工卡量具的準備過程學習或實習完畢后，也節省了回收時間。在仿真教學過程中，教師、學生可以輕松對實行過程初始化，對未能完成的實驗實習進行狀態的存貯，對在實驗、加工、實驗過程中出現的錯誤及時地修正，對已經完成的實驗實習進行調入回顧，極大地提高了實驗實行的效率。
仿真教學軟件可充分考慮實際環境中的各種因素，避免由于特定條件而導致的操作結果的單一取向。如電氣仿真，可對失壓、欠壓、過壓、過載、短路、斷路、漏電、電路調節等諸多因素進行全面的仿真，可人為模擬各種狀態下的故意破壞而不損壞設備、電路?？傊?，仿真教學幾乎可以構建我們所要的一切。
綜上所述，計算機仿真教學，尤其是在職業教育教學中能夠起到前所未有作用與功效，既能節約大量教育資金，能夠收到在傳統課堂上達不到的教學效果，特別是由于它的安全性、無破壞性，可以反復修改或格式化，從而會激發同學們更高的學習、探索、創新的意識，會使得課堂氣氛更加活躍，互動性更強，真正使同學們由被動學習轉而變為主動學習，從而將我國的職業教育提升到一個嶄新的階段。
參考資料：
?。?］王琦產.學研項目結晶―DSC教學仿真軟件.現代教育，2010，（12）.
?。?］朱力恒.電子技術仿真軟件在教學中的應用.資質文摘，2009，（23）.
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