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“互联网+虚拟仿真”在数控加工实训教学中的应用研究

崔宇翔

四川省盐业学校,四川自贡,643010

摘要:
关键词: 互联网+虚拟仿真;数控加工实训教学;应用
DOI:10.12721/ccn.2021.157026
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“互联网+”的教育背景下,以数控技术制造实训教学为个案,整合虚拟仿真软件,实现“互联网+理论知识+虚拟仿真+实操”的新教学方法,用以学生主动学习,教师辅助教学,增强课程的有效性,训练学生独立的工作技能,从而提高学生数控技术专业人才的质量。

一、“互联网+虚拟仿真”在数控加工实训教学中的应用概述

网络时代的来临,让人们获得学习资料更加方便快捷。由于网络上的学习资料量巨大、类型繁杂,导致学生往往存在着一个看到资料就学习的状况,而对实操性很大的数控专业领域而言,社会上对应用类人才培养的要求也在不断扩大,为满足社会各界的这种要求,更进一步的培养,学院还推出了教学平台——“智能教室”,老师能够在此网络平台上传精选的与课程相关的图片和信息,便于学员在网上对教学内容有基本的理解,在教学过程中将“智能教学”与理论知识和实际密切的融合起来。将对“互联网+”环境下结合的虚拟现实与仿真技术及其在数字控制教育过程中的相关运用加以研究,从而有利于学生更进一步的掌握实操技术,并培养出适应社会需求的应用型人才[1]

二、数控加工实训教学的性质与现状

数控加工实习教育是指数控技术学科的基础实践性教学,着重在训练学生的实践操作技能,通过实习教育,使他们可以系统应用数控加工技能的基础知识和基本理论知识,并熟悉数控加工的基本专业技能,获得我国职业资格的有关工种以及基本知识标准,同时训练学生分析问题和解决问题的基本技能。在实践教育课程中,最常用的教学方法是“理论+虚拟仿真+实践”,但这种方法也存在着两方面的问题:首先,由于实训课程侧重于学生的实际动手技能训练,且使用数控机床时具有一定的安全隐患,所以无法像理论与知识课程那样,单纯的采用教师教学、学生接收的方法进行实践技能的训练。他们必须在掌握的基础知识上对计算机进行实际操作训练,方可切实进行知识和技能的训练。第二,实操注意事项较多,教师训练完毕后难免存在学员的接收不均的现象,容易打消他们练习的兴趣,上述二个方面的存在无法确保有效的达到效果[2]

三、“互联网+虚拟仿真”技术优势

与以往传统教学方式中实训材料少、实操练习时间少、安全控制复杂的现状一样,“网络+虚拟现实模型仿真”的优点就是:可利用虚拟现实模型仿真三D进行机械加工操作情景,也可在“智能教室”上数次重复收看微课,利于培养学员的研究才能、实操才能和主动学习精力;虚拟现实模型仿真还能够有助于学员在操作中更进一步的了解知识,多次出错试错后,对主要知识点了解的更为透彻,增强学员的成功感,提升教学的积极度;学员能够在“智能教室”上查阅实验材料,多次重复进行虚拟现实模型仿真训练,为运用实际工具奠定了更深的基础;在利用虚拟仿真环境进行的练习中,观察刀具加工过程,就能够直接发现编程错误的部位以及机械加工动作中出错的部位,例如在X、Z方向调刀不正确时,会造成刀与零件之间的机械加工误差现象,更严重的还会造成撞刀等现象。

四、“互联网+虚拟仿真”技术的课堂应用

(一)课前准备

运用“翻转课堂”教学模式,学生上课前能够在“智能学习”平台自主学习师傅上传的讲义、查看数控功能的微课教学内容和探讨课上训练题,便于将难题带到教室开展询问、探讨和反思。“智慧课堂”这个教学管理平台,不仅仅包含教学资料的上传和下发,还包含计算课堂上阅读材料的数量与速度、上课时签到、在线作业、课堂教学举手抢答、课堂教学临时性工作、测试等活动的开展。高校教师在“智慧课堂”上构建课程时,均可提早设定项目占比,而学员在网络平台上的任何工作行为均将根据提前设置的项目比率记录,并形成平时成绩[3]

(二)课堂实施

首先,使用“智能教室”网络平台签到,由教师提供签到形式,有三个模型能够自由选择,依次是手势签到、扫描二维码签到、GPS定位签到,并提供简易的使用数控机床的知识点检测,整个教学活动使用“智能教室”网络平台内容资源库建立,以考核学员在课上有没有认真学习平台资源、微课程资源,以及核查对重难点内容的熟悉度。老师还能够利用“智慧课堂”系统的后台信息,查询学员对不同模块知识信息的查询频率,从而确定他们有疑问的问题,在课堂上针对这几个模块多多授课,答疑解惑。然后,我们就完成了仿真任务练习,如果在练习过程中还有什么不能掌握的东西,请先查看“智慧课堂”平台资源的微课内容中对应相关的内容,而这些微课会在课前由老师上传至学校网站,以便于学生针对性练习、有效掌握。虚拟仿真软件可以允许学员多次重复学习实操技术,直到了解理论知识并熟练运用。最后,学员在虚拟仿真环境中训练直到能够熟练地运用数控技术后,就能够在实习工厂使用数控技术完成零部件生产,加工的过程已经被模拟软件验证了,这时老师只需要在一旁辅导学员进行加工即可,自己进行零部件的生产,有利于激发他们自学的兴趣与积极性。

(三)考核评价

以前的教学考核评分是由老师按照学员所加工零件的成绩来得出分数,但现在在“互联网+虚拟仿真”平台的协助下,成绩呈现出动态的结构,根据各个阶段各个加工过程学生得到的成绩,“智慧课堂”系统的整合分析能力,可以给出一种更加真实、透明、公平的教学评判,最后,可以给出一种更加综合性的教学分数。

结束语:

把互联网整合在原有的数控教学模式“理论+虚拟仿真+实操”中,更便于学员课前的预习,并带着疑问走进教室,更有效的让教师对新知识点进行讨论与掌握。老师能够利用平台上的综合信息,掌握学生的学习状况,双向交流的闭环。把“互联网+”运用于数控生产实习课程中,能够有效的为社会培训应用型人才,成为课程改革中的必然趋势。

参考文献:

[1] 李文强. 项目教学法在高职数控加工实训教学中的应用分析[J]. 模具制造,2022,22(12):90-92.

[2] 廖璇. 项目教学法在中职数控加工实训教学中的应用研究[J]. 中国设备工程,2022(2):11-12.

[3] 朱一帆. 项目教学法在中职数控加工实训教学中的应用[J]. 魅力中国,2020(27):165.