高仿真系统在稻谷加工实践教学中的应用研究

马永芹

（吉林工程职业学院，吉林 四平 136000）

前言：粮食问题，是关系到国计民生的重要问题。为此，我国部分学校开设了农业专业，且将稻谷加工纳入到了教学课程体系中，为相应人才的培养提供了渠道。但是在稻谷加工教学中，仅仅进行理论教学还远远不够。人才在进入社会后，需要真正参与到加工操作过程中，理论知识不足以支撑其在短时间内真正发挥价值。因此，稻谷加工教学课程更加强调培养学生的实践技能，实践教学由此出现，并成为了教学的重点。传统的稻谷加工实践教学，对实践工具以及空间要求较高，学生不得不真正参与到加工企业的工作中，而企业又无法容纳每年庞大的人才数量。为了解决上述问题，学校引入了高仿真系统。利用此系统进行实践教学，能够为所有学生参与实践提供机会，这对应用型人才的培养具有重要价值。由此可见，对高仿真系统在稻谷加工实践教学中的应用进行研究，具有一定必要性。

一、高仿真系统

系统仿真(system simulation)就是根据系统分析的目的，在分析系统各要素性质及其相互关系的基础上，建立能描述系统结构或行为过程的、且具有一定逻辑关系或数量关系的仿真模型，据此进行试验或定量分析，以获得正确决策所需的各种信息。虚拟仿真（Virtual Reality）又称虚拟现实技术或模拟技术，就是用一个虚拟的系统模仿另一个真实系统的技术。从狭义上讲，虚拟仿真是指20世纪40年代伴随着计算机技术的发展而逐步形成的一类试验研究的新技术；从广义上来说，虚拟仿真则是在人类认识自然界客观规律的历程中一直被有效地使用着。由于计算机技术的发展，仿真技术逐步自成体系，成为继数学推理、科学实验之后人类认识自然界客观规律的第三类基本方法，而且正在发展成为人类认识、改造和创造客观世界的一项通用性、战略性技术。

虚拟仿真实际上是一种可创建和体验虚拟世界（Virtual World）的计算机系统。此种虚拟世界由计算机生成，可以是现实世界的再现，亦可以是构想中的世界，用户可借助视觉、听觉及触觉等多种传感通道与虚拟世界进行自然的交互。它是以仿真的方式给用户创造一个实时反映实体对象变化与相互作用的三维虚拟世界,并通过头盔显示器（HMD 等辅助传感设备，提供用户一个观测与该虚拟世界交互的三维界面，使用户可直接参与并探索仿真对象在所处环境中的作用与变化，产生沉浸感。VR技术是计算机技术、计算机图形学、计算机视觉、视觉生理学、视觉心理学、仿真技术、微电子技术、多媒体技术、信息技术、立体显示技术、传感与测量技术、软件工程、语音识别与合成技术、人机接口技术、网络技术及人工智能技术等多种高新技术集成之结晶。其逼真性和实时交互性为系统仿真技术提供有力的支撑。

二、高仿真系统在稻谷加工实践教学中应用的重要性

在稻谷加工实践教学的过程中，对高仿真系统进行应用，无论对于学生或者教师而言，均具有重要意义。具体体现在以下方面：

（一）有利于增强学生的实践能力

将高仿真系统应用到稻谷加工实践教学中，其重要性之一，便在于有利于增强学生的实践能力。对于稻谷加工课程而言，其本身不仅要求学生具备理论知识，同样也需要具备实践能力。如实践能力不过关，则无法保证真正参与生产以及加工，从而在未来进一步学习知识时，也会受到一定的阻碍。而应用高仿真系统后，学生则能够在脱离社会的情况下，在学校中利用系统进行加工模拟，对自身的实践能力进行锻炼。长此以往，学生的实践能力将会得到较大程度的提升。

（二）有利于为学生就业奠定基础

在稻谷加工实践教学中，对高仿真系统进行应用，同样有利于为学生就业奠定基础。稻谷加工属于面向农业产业的一项课程，而农业生产虽然依赖理论知识，却更大程度依赖时间。当今社会，各个企业对人才的实践能力要求均处于不断提升的过程中。如实践能力无法达到标准，则难以满足企业需求，因此也就会导致就业困难的现象发生。对高仿真技术进行应用，能够避免上述问题发生，并且有利于全面提高学生就业率，使其能够在进入社会后，快速适应工作，在岗位中尽快发挥自身的价值。

（三）能够提高课程整体教学质量

稻谷加工实践课程的教学质量，一方面依靠理论教学，另一方面则依靠实践教学。另外，教学质量的提升，与学生的学习兴趣以及教师的教学效率同样有关。高仿真系统的应用，能够使学生以好奇的心态参与到系统使用的过程中，而基于上述浓烈的学习兴趣，学生对各项知识的掌握程度也会得到提升，反映到教学工作中，便是教学质量的提升。从教师方面分析，以往的稻谷加工实践教学，工具以及设备相应短缺。而高仿真系统应用后，上述问题会被解决，教师教学难度下降，效率提高，也将拥有更多的时间，为学生讲解更多的知识。长此以往，这对教学质量的提升，起到一定促进作用。

三、高仿真系统在稻谷加工实践教学中的应用方法

将高仿真系统应用到稻谷加工实践教学中，具有一定重要性，但在目前，部分学校尚未引进该系统。已经引进系统者，对此系统的应用同样不够充分。故本部分从课前、课中以及课后三阶段出发，对高仿真系统的应用方法进行了总结：

（一）课前高仿真系统的应用

课前，教师可以利用高仿真系统，帮助学生对稻谷加工的相关知识进行预习。通过预习，学生便能够在操作中了解自身的缺陷所在。因此也就能够在实际课堂中，更加有针对性的学习知识，纠正操作中的错误，提高操作水平。与传统的教学方法相比，高仿真系统的运用，对学生预习便利性的提升以及针对性的提升，均能够起到一定促进作用。

例如：在进行稻谷加工实践教学中，教师需要首先对高仿真系统中的模块进行了解。一般情况下，在此系统中主要包含三个模块，分别为基础模块、教学模块以及管理模块。基础模块的功能，在于为学生实践操作提供空间，学生可以借助上述模块，选择需要操作的内容，并运行系统。在系统运行后，学生便可在计算机中进行模拟加工，进行一系列加工操作。在操作出现错误后，系统会予以提示。教学模块的功能，在于供教师对学生进行教学，教师可在模块中操作，而学生也能够看见教师的操作流程以及步骤。管理模块的功能，在于对本系统性能以及故障等进行管理，负责系统优化，此模块仅管理员具有登录权限。在教师了解系统模块以及功能后，需要为学生提出课题：“请进行水稻加工，完成清理、砻谷和碾米三个步骤，并尽可能控制精确度”。在设置课题后，学生需要对相应知识进行查找，并按照自身所找到的知识，通过高仿真系统进行加工操作。在此之后，则可以直接借助系统对加工的成果进行提交。而教师则能够在学生提交成果后，立即收到结果。通过对不同学生加工成果的观察，教师则能够明确学生在预习中存在的问题。在课堂教学中，也需要重点针对上述问题进行解决，帮助提高学生学习的针对性，提高人才培养水平。

（二）课中高仿真系统的应用

课中，教师可以利用高仿真系统，帮助学生以小组的形式参与到加工操作过程中。在此期间，教师需要边讲授、边演示、边教学、边指导。而学生则能够在教师的引导下，逐渐克服预习过程中存在的困难，促使自身的稻谷加工实践能力得到进一步提升。长远来看，这对教师在课堂中教学强度的减小，以及教师本身教学效率的提高，同样具有积极意义。

例如：在课堂教学的过程中，教师可以首先将学生分为数个小组，每个小组5 人左右。分组后，教师需要简要对稻谷加工的理论知识进行讲解，帮助学生奠定理论基础，为实践过程提供保证。此后，教师则可以要求学生打开高仿真系统，利用系统真正开始进行实践教学。在此期间，教师可以首先告知学生接下来进行的操作，此后，则可以真正开始操作。学生可以通过计算机，观察到教师的操作步骤。如学生存在不懂的步骤，可以向教师提问，而教师则需要耐心予以解答。当教师示范操作完成后，学生则需要以小组的形式，尝试再次重复教师的操作。教师在这一时间段，则可以帮助学生分析其在操作中存在的问题，并且帮助其解决问题。课堂结束时，学生需要以小组为单位，对自身的操作成果进行展示，教师则需要选出优胜小组，并在发现小组存在问题后，再次帮助其分析，使学生在稻谷加工实践学习中存在的问题得到有效解决。

（三）课后高仿真系统的应用

课堂教学的完成，并不意味着学生已经完全熟练地掌握了稻谷加工实践操作知识。因此在课后，做好操作知识的巩固工作同样较为重要。传统的教学方法下，课后复习的过程均需要由学生单独完成，学生如缺少途径，则会缺少练习的机会。对此，课后高仿真系统的应用，则能够有效解决以上问题。

例如：教师可以在课后，为学生设置任务，此后同样对学生进行分组，要求学生通过小组的方式完成任务。任务完成后，学生还需要制作PPT，描述小组完成任务的过程，并为其他学生展示成果。需要注意的是，学生任务完成的过程，均需要依靠高仿真系统而实现。采用上述方法进行教学，能够使学生在完成课后项目的过程中，进一步掌握高仿真系统的使用方法，对系统进行使用的便利性也会不断提升。另外，上述方法同样有利于使学生逐渐深入的掌握稻谷加工流程，保证能够将上述流程应用到具体的实践中。长远来看，这对人才对技能应用水平的提升，能够起到较大的促进作用。因此，有必要对其加以重视。

结论：综上所述，本文对高仿真系统在稻谷加工实践教学中应用的研究，可为各个相关学校提供参考，使其改变以往的人才培养模式，进一步提高对稻谷加工实践教学的重视程度，并积极投入资金，引进并运用高仿真系统，通过上述系统，提升自身教学质量，提高人才培养水平。在未来，学校应当在课前借助高仿真系统，组织学生进行预习，要求学生自行学习知识，并按照自身所学，在高仿真系统中进行操作。在操作期间，发现自身的问题。在此基础上，于课堂中更加具有针对性地进行学习，在教师的带领下，提升自身的实践操作能力。除此之外，学校同样需要将高仿真系统应用到教学后，使学生能够借助系统反复练习，巩固知识，增强操作技能，从而为学生就业率的提升奠定基础。