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摘要：面对一体化教学改革的推进，伴随科学技术的不断突飞猛进，实习实验设备的更迭也产生了飞跃式的质变发展，从传统的实验设备+实训实操设备的模式到虚拟仿真设备，再到VR智能教育平台设备的应用;这无疑给了一体化教学改革提出了新教法、新学法和新的教育策略的挑战，分析各代各层级实训教学的优缺点为教学提供更为良好的、优质的服务成了教学方法科研的一个新方向，夯实基础、与时俱进的创新模式将为一体化教学提供发展的土壤。
关键词：VR、仿真设备、实训实操、一体化教学
中图分类号：G4 文献标识码：A
一、虚拟仿真设备和矿山工作场景基地实操模拟面实践效果的差异
传统的虚拟仿真设备采用了电脑仿真软件对矿山实际工作场景进行了全面模拟，并能够有效的依据操作流程进行模拟操作和演练。对比传统的煤矿实训基地和下井实习教学在一体化教学管理中打破了操作人数的限制，在实操过程中的安全得到了有效提升，并且两者可以配合进行实训教学，在参加煤矿实训基地和下井实习之前，通过虚拟仿真仪器对工厂场景有一个大体的了解和熟悉，能够较为直观地通过可视化面进行操作，同时可以切换视角了解煤矿生产过程中的各类故障和操作失误造成的问题。
通过长期教学研究，针对虚拟仿真设备和矿山工作场景基地实操模拟面对比，以掘进机司机专业教学为例，以点带面，依据安全、效能、学习兴趣三个维度两者之间对比分析如下：
1、安全性
矿山工作场景基地实操模拟面建成二十年之久，处于地面十米以下，采用380V三相电工作，安全维护成本高，安全管理苦难，且设备巨大，安全隐患相对较高，突发问题难以及时处理。
虚拟仿真设备采用220V电压，利用电脑、软件和模拟手柄、按键复合而成，采用先进的键盘模拟软件进行调节控制，充分使用电气保护设施，无明显安全隐患，安全系数得到了显著提升。
2、高效性
矿山工作场景基地实操模拟面仅一台掘进机，需要团队协作（瓦检员、安全员、电工、掘进机司机各一名）进行实操模拟训练，因流程复杂且过于耗时，4人循环操作需要2～3小时，且参观学习位置仅2人，教学培训效率较低;
虚拟仿真设备（掘进机）前期采购两台进行仿真设备的应用，软件基本模拟掘进机工作的全部流程，操作仅需一人，且操作时间在20～30分钟之间，参观学习位置6人，在承担超过20人、40人、60人培训任务中，其高效性十分明显。中心后期依据需要和安全部门的要求又增加了五台，总计七台虚拟仿真设备（掘进机），基本实现了教学效率的优化配置。
3、学习兴趣
矿山工作场景基地实操模拟面对首次参观学习的学生学员较有吸引力和震撼作用，面对规模宏大的模拟面和机械设备，想象和认知得到统一，学习兴趣较高且更贴合实际;在长期学习过程中，兴趣减弱，学生学员开始出现压抑、焦躁的情绪。
虚拟仿真设备（掘进机）采用了类似“街机”的模拟操作方式，采用了现场打分的测评体系，而且与考纲紧密结合，学习目的性较强，学生学习的积极性、竞争态势明显。
在实际教学过程中，依据虚拟仿真设备和矿山工作场景基地实操模拟面实践效果的差异，制定详细的一体化教学方案：
二、VR智能教育平台设备和虚拟仿真设备的实践效果的差异
VR智能教育平台设备的引入和使用首先是迎合了国家关于新产业群建设和高科技技术应用高地打造的初心和初衷，再则是严格按照山东省安监局关于人才培养考核方案的实施，最后是满足“智慧矿山”建设下人才培养的实效性和时效性，为进一步推进“科技兴国”战略提供坚实的理论体系架构和实践经验积累，从一体化教学中抽丝剥茧把核心要素单独剥离形成完整的、简洁的、明了的人才培养机制。
山东兖矿技师学院实训工程部2019年依据现实需要和人才培養要求，打造了涉及9个专业的“一体化教学基地”，其中采煤机司机、掘进机司机、安全检查工、提升机四个专业率先使用了8台VR智能教育平台设备，每个专业两台，并针对实训工程部16名教师进行了集中培养，形成了“老、中、青”配置合理，“理论+实践”的一体化教学“VR师资队伍”，为“智慧矿山”人才培养基地“山能大学”供氧输血，形成高标准、严要求的教育培训体系。
通过近两年教学研究，迎合山东兖矿技师学院关于“科研兴校”的核心思想，坚持一体化教学改革的初衷，针对VR智能教育平台设备和虚拟仿真设备的实际应用效果进行对比，以四个涉及“VR教学”专业教学为切入口，对比分析如下：
原因剖析：两者都不涉及机械安全、电气安全隐患，安全性较高;VR设备每次仅能一人操作，因为视觉和声音因素，无法参观;虚拟仿真设备引入教学已经十年，并不新鲜但是VR智能教育平台是2018年的新产物，在山东能源集团、山东兖矿技师学院均属于首次使用和实用，对学生和学员是一种心理冲击，体验新鲜事物的兴趣与日俱增，学习效果得到很大提升。
3、实操模拟面、虚拟仿真、VR智能教育平台的效果分析
山东兖矿技师学院实训工程部针对2021年参与掘进机司机培训的60名学员分三组，每组20人，分别参加两天的实操模拟面、虚拟仿真、VR智能教育平台培养，并进行考试，成绩如下：
采用SPSS数据分析软件进行分类分析以上成绩数据结果如下：
1、通过平均成绩可以看出，VR智能教育平台〉虚拟仿真〉模拟面实操，说明先进的一体化教学设备对学习具有促进作用，且效果明显，兴趣是最好的老师。
2、通过标准差可以发现，VR智能教育平台的成绩更平滑，学生学习成绩更加趋同，差异不大。
4、制定新的“智慧矿山”建设下人才培养一体化教学实训培养方案
山东兖矿技师学院实训工程部集合16名“VR师资队伍”专家，采用贝叶斯统计调研方法，结果如下：
依据安全性、感受度、兴趣、效率、适宜人群、成绩标准六个维度，采用贝叶斯统计方法和运筹学的方法进行重新制定教学方案。
1、教师带队集中参观掘进机实操模拟面，走马观花，对煤炭工种实训模拟面有一个大体的了解和熟悉;
2、学生集中学习虚拟仿真设备的应用，十人一组，选择高分学员作为组长，依次分批练习虚拟仿真设备;
3、教师从每组中抽调1～2人组成6人小组进入掘进机实操模拟面学习，由于安全原因教师全程参与，轮动式教学，全员参加一轮次后关闭掘进机实操模拟面，返回地面;
4、依据“是否参加掘进机实操模拟面练习”与“虚拟仿真成绩名次”进行VR智能教育平台教学;
5、学习结束后，实操考核。
参考文献
[1]陈阳1 付华2.VR视域下沉浸式大学生安全教育的思考，办公自动化. 2021，26（08）.
[2]杨秀杰.VR/AR技术在教育教学中的创新应用，电脑知识与技术. 2021，17（07）.
[3]胡修正.数学在一体化教学中的方法研究，办公自动化教育现代化. 2017，4（22）.
[4]朱传杰1 宋大钊2 翟成3 林柏泉4 刘贞堂5.基于卓越工程师培养的安全系统工程教学改革研究，煤炭高等教育. 2015，33（02）.
[5]周永强1李燕娟2.线上线下一体化教学研究与实践——以打造线性代数金课为例，黑龙江科学. 2021，12（09）
作者简介：胡修正（1982-），男，汉族，本科，山东兖矿技师学院讲师，研究方向：数学教育、数据分析、一体化教学、综合机械化采煤。
山东省技工教育和职业培训科研立项课题
《“智慧矿山”建设下的人才培养》
课题编号：RSJY2020-Y133
山东兖矿技师学院 273500
关键词：VR、仿真设备、实训实操、一体化教学
中图分类号：G4 文献标识码：A
一、虚拟仿真设备和矿山工作场景基地实操模拟面实践效果的差异
传统的虚拟仿真设备采用了电脑仿真软件对矿山实际工作场景进行了全面模拟，并能够有效的依据操作流程进行模拟操作和演练。对比传统的煤矿实训基地和下井实习教学在一体化教学管理中打破了操作人数的限制，在实操过程中的安全得到了有效提升，并且两者可以配合进行实训教学，在参加煤矿实训基地和下井实习之前，通过虚拟仿真仪器对工厂场景有一个大体的了解和熟悉，能够较为直观地通过可视化面进行操作，同时可以切换视角了解煤矿生产过程中的各类故障和操作失误造成的问题。
通过长期教学研究，针对虚拟仿真设备和矿山工作场景基地实操模拟面对比，以掘进机司机专业教学为例，以点带面，依据安全、效能、学习兴趣三个维度两者之间对比分析如下：
1、安全性
矿山工作场景基地实操模拟面建成二十年之久，处于地面十米以下，采用380V三相电工作，安全维护成本高，安全管理苦难，且设备巨大，安全隐患相对较高，突发问题难以及时处理。
虚拟仿真设备采用220V电压，利用电脑、软件和模拟手柄、按键复合而成，采用先进的键盘模拟软件进行调节控制，充分使用电气保护设施，无明显安全隐患，安全系数得到了显著提升。
2、高效性
矿山工作场景基地实操模拟面仅一台掘进机，需要团队协作（瓦检员、安全员、电工、掘进机司机各一名）进行实操模拟训练，因流程复杂且过于耗时，4人循环操作需要2～3小时，且参观学习位置仅2人，教学培训效率较低;
虚拟仿真设备（掘进机）前期采购两台进行仿真设备的应用，软件基本模拟掘进机工作的全部流程，操作仅需一人，且操作时间在20～30分钟之间，参观学习位置6人，在承担超过20人、40人、60人培训任务中，其高效性十分明显。中心后期依据需要和安全部门的要求又增加了五台，总计七台虚拟仿真设备（掘进机），基本实现了教学效率的优化配置。
3、学习兴趣
矿山工作场景基地实操模拟面对首次参观学习的学生学员较有吸引力和震撼作用，面对规模宏大的模拟面和机械设备，想象和认知得到统一，学习兴趣较高且更贴合实际;在长期学习过程中，兴趣减弱，学生学员开始出现压抑、焦躁的情绪。
虚拟仿真设备（掘进机）采用了类似“街机”的模拟操作方式，采用了现场打分的测评体系，而且与考纲紧密结合，学习目的性较强，学生学习的积极性、竞争态势明显。
在实际教学过程中，依据虚拟仿真设备和矿山工作场景基地实操模拟面实践效果的差异，制定详细的一体化教学方案：
二、VR智能教育平台设备和虚拟仿真设备的实践效果的差异
VR智能教育平台设备的引入和使用首先是迎合了国家关于新产业群建设和高科技技术应用高地打造的初心和初衷，再则是严格按照山东省安监局关于人才培养考核方案的实施，最后是满足“智慧矿山”建设下人才培养的实效性和时效性，为进一步推进“科技兴国”战略提供坚实的理论体系架构和实践经验积累，从一体化教学中抽丝剥茧把核心要素单独剥离形成完整的、简洁的、明了的人才培养机制。
山东兖矿技师学院实训工程部2019年依据现实需要和人才培養要求，打造了涉及9个专业的“一体化教学基地”，其中采煤机司机、掘进机司机、安全检查工、提升机四个专业率先使用了8台VR智能教育平台设备，每个专业两台，并针对实训工程部16名教师进行了集中培养，形成了“老、中、青”配置合理，“理论+实践”的一体化教学“VR师资队伍”，为“智慧矿山”人才培养基地“山能大学”供氧输血，形成高标准、严要求的教育培训体系。
通过近两年教学研究，迎合山东兖矿技师学院关于“科研兴校”的核心思想，坚持一体化教学改革的初衷，针对VR智能教育平台设备和虚拟仿真设备的实际应用效果进行对比，以四个涉及“VR教学”专业教学为切入口，对比分析如下：
原因剖析：两者都不涉及机械安全、电气安全隐患，安全性较高;VR设备每次仅能一人操作，因为视觉和声音因素，无法参观;虚拟仿真设备引入教学已经十年，并不新鲜但是VR智能教育平台是2018年的新产物，在山东能源集团、山东兖矿技师学院均属于首次使用和实用，对学生和学员是一种心理冲击，体验新鲜事物的兴趣与日俱增，学习效果得到很大提升。
3、实操模拟面、虚拟仿真、VR智能教育平台的效果分析
山东兖矿技师学院实训工程部针对2021年参与掘进机司机培训的60名学员分三组，每组20人，分别参加两天的实操模拟面、虚拟仿真、VR智能教育平台培养，并进行考试，成绩如下：
采用SPSS数据分析软件进行分类分析以上成绩数据结果如下：
1、通过平均成绩可以看出，VR智能教育平台〉虚拟仿真〉模拟面实操，说明先进的一体化教学设备对学习具有促进作用，且效果明显，兴趣是最好的老师。
2、通过标准差可以发现，VR智能教育平台的成绩更平滑，学生学习成绩更加趋同，差异不大。
4、制定新的“智慧矿山”建设下人才培养一体化教学实训培养方案
山东兖矿技师学院实训工程部集合16名“VR师资队伍”专家，采用贝叶斯统计调研方法，结果如下：
依据安全性、感受度、兴趣、效率、适宜人群、成绩标准六个维度，采用贝叶斯统计方法和运筹学的方法进行重新制定教学方案。
1、教师带队集中参观掘进机实操模拟面，走马观花，对煤炭工种实训模拟面有一个大体的了解和熟悉;
2、学生集中学习虚拟仿真设备的应用，十人一组，选择高分学员作为组长，依次分批练习虚拟仿真设备;
3、教师从每组中抽调1～2人组成6人小组进入掘进机实操模拟面学习，由于安全原因教师全程参与，轮动式教学，全员参加一轮次后关闭掘进机实操模拟面，返回地面;
4、依据“是否参加掘进机实操模拟面练习”与“虚拟仿真成绩名次”进行VR智能教育平台教学;
5、学习结束后，实操考核。
参考文献
[1]陈阳1 付华2.VR视域下沉浸式大学生安全教育的思考，办公自动化. 2021，26（08）.
[2]杨秀杰.VR/AR技术在教育教学中的创新应用，电脑知识与技术. 2021，17（07）.
[3]胡修正.数学在一体化教学中的方法研究，办公自动化教育现代化. 2017，4（22）.
[4]朱传杰1 宋大钊2 翟成3 林柏泉4 刘贞堂5.基于卓越工程师培养的安全系统工程教学改革研究，煤炭高等教育. 2015，33（02）.
[5]周永强1李燕娟2.线上线下一体化教学研究与实践——以打造线性代数金课为例，黑龙江科学. 2021，12（09）
作者简介：胡修正（1982-），男，汉族，本科，山东兖矿技师学院讲师，研究方向：数学教育、数据分析、一体化教学、综合机械化采煤。
山东省技工教育和职业培训科研立项课题
《“智慧矿山”建设下的人才培养》
课题编号：RSJY2020-Y133
山东兖矿技师学院 273500