朱登潔 吳立輝

（河南工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院 河南 鄭州450007）

在工科院校中，實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)是培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的紐帶，而生產(chǎn)實(shí)習(xí)是實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)的重要組成部分。該環(huán)節(jié)不僅培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，也能增強(qiáng)學(xué)生適應(yīng)社會(huì)的能力和就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。但是，近年來(lái)由于社會(huì)環(huán)境的變化，導(dǎo)致該項(xiàng)實(shí)踐性環(huán)節(jié)存在不少問(wèn)題，具體表現(xiàn)在以下兩點(diǎn)：（1）可接收工科學(xué)生生產(chǎn)實(shí)習(xí)的單位越來(lái)越少。以前，工科院校學(xué)生生產(chǎn)實(shí)習(xí)單位是由國(guó)家指定的國(guó)有大中型企業(yè)，這些企業(yè)的規(guī)模大，設(shè)備種類(lèi)多，技術(shù)力量雄厚，能夠很好地滿足學(xué)生實(shí)習(xí)需要。而現(xiàn)在這些企業(yè)由于各種原因，實(shí)習(xí)的參與性大大降低，不愿接收學(xué)生實(shí)習(xí)，從而導(dǎo)致工科院校越來(lái)越難安排學(xué)生實(shí)習(xí)。（2）生產(chǎn)實(shí)習(xí)的質(zhì)量越來(lái)越低。學(xué)生數(shù)量多，企業(yè)對(duì)實(shí)習(xí)的參與度降低，實(shí)習(xí)經(jīng)費(fèi)過(guò)低，限制了學(xué)生實(shí)習(xí)的區(qū)域，制約了實(shí)習(xí)單位的選擇；實(shí)習(xí)單位對(duì)實(shí)習(xí)學(xué)生的培養(yǎng)漠不關(guān)心，實(shí)習(xí)變成了參觀、走過(guò)場(chǎng)。連實(shí)習(xí)地點(diǎn)和實(shí)習(xí)時(shí)間都無(wú)法保障，生產(chǎn)實(shí)習(xí)在一定程度上失去了其應(yīng)有的作用，最終降低了實(shí)習(xí)質(zhì)量。

針對(duì)生產(chǎn)實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)存在的不足，可借鑒國(guó)各軍隊(duì)采用軍事電子游戲輔助官兵訓(xùn)練的思想和模式，基于網(wǎng)絡(luò)虛擬技術(shù)，研究面向高校工科高年級(jí)學(xué)生的可視化虛擬輔助生產(chǎn)實(shí)習(xí)新模式，以加強(qiáng)學(xué)生在有限的生產(chǎn)實(shí)習(xí)時(shí)間內(nèi)對(duì)實(shí)習(xí)內(nèi)容的掌握，提高學(xué)生生產(chǎn)實(shí)習(xí)的整體質(zhì)量。

基于可視化的虛擬輔助生產(chǎn)實(shí)習(xí)研究

虛擬輔助生產(chǎn)實(shí)習(xí)是利用豐富的網(wǎng)絡(luò)資源，不受地理位置和時(shí)間的限制，讓學(xué)生在生產(chǎn)實(shí)習(xí)之前就通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)上的“虛擬輔助生產(chǎn)實(shí)習(xí)”專(zhuān)業(yè)網(wǎng)站，對(duì)實(shí)習(xí)單位進(jìn)行全方位的認(rèn)識(shí)和了解。了解的內(nèi)容包括企業(yè)概況、產(chǎn)品、車(chē)間的基本情況、設(shè)備狀況、關(guān)鍵零件的工藝路線、關(guān)鍵零件的關(guān)鍵工序、典型的工藝問(wèn)題等等。這樣，學(xué)生就能在實(shí)習(xí)之前通過(guò)自己或在實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師幫助下，對(duì)實(shí)習(xí)內(nèi)容做到了然于胸，從而在正式實(shí)習(xí)時(shí)有的放矢，在有限的生產(chǎn)實(shí)習(xí)時(shí)間內(nèi)盡可能多地掌握實(shí)習(xí)內(nèi)容，從而提高生產(chǎn)實(shí)習(xí)的質(zhì)量?；诳梢暬奶摂M輔助生產(chǎn)實(shí)習(xí)方式運(yùn)行的關(guān)鍵是建立可視化的虛擬輔助生產(chǎn)實(shí)習(xí)平臺(tái)和構(gòu)建虛擬輔助生產(chǎn)實(shí)習(xí)平臺(tái)運(yùn)行機(jī)制。

（一）建立可視化的虛擬輔助生產(chǎn)實(shí)習(xí)平臺(tái)

可視化的虛擬輔助生產(chǎn)實(shí)習(xí)平臺(tái)采用網(wǎng)站的方式建立，不同種類(lèi)的網(wǎng)站在功能上有不同的側(cè)重點(diǎn)。以最大限度滿足工科學(xué)生生產(chǎn)實(shí)習(xí)為目的，該類(lèi)網(wǎng)站應(yīng)具備以下關(guān)鍵功能模塊。

企業(yè)展示模塊 網(wǎng)站上展示的企業(yè)是指有能力和允許學(xué)生進(jìn)廠實(shí)習(xí)的企業(yè)。這樣的企業(yè)越多越好，可以給工科院校實(shí)習(xí)教師和學(xué)生更大的選擇空間。讓學(xué)生在生產(chǎn)實(shí)習(xí)前就可以對(duì)實(shí)習(xí)企業(yè)的歷史、主要產(chǎn)品、企業(yè)文化、研發(fā)實(shí)力、生產(chǎn)能力等加以全面、大體地了解。企業(yè)以圖片或其他形式進(jìn)行的展示，應(yīng)把重點(diǎn)放在企業(yè)產(chǎn)品的展示上，畢竟學(xué)生去企業(yè)實(shí)習(xí)的主要目的是了解該企業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)品的過(guò)程以及該過(guò)程中的一些關(guān)鍵問(wèn)題。

安全教育模塊 安全教育是生產(chǎn)實(shí)習(xí)的一項(xiàng)重要內(nèi)容，其目的是提高學(xué)生的安全意識(shí)，最大限度地減少人身傷害事故的發(fā)生，為學(xué)生就業(yè)后安全生產(chǎn)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。該模塊應(yīng)具備以下基本內(nèi)容：（1）通過(guò)真實(shí)案例，以圖片或視頻方式刺激學(xué)生的感官，引起他們對(duì)安全問(wèn)題的重視。（2）生產(chǎn)實(shí)習(xí)中可能遇見(jiàn)的安全事故，應(yīng)該掌握的防護(hù)要領(lǐng)。（3）不同專(zhuān)業(yè)的學(xué)生由于實(shí)習(xí)環(huán)境不同，在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中遇到的安全問(wèn)題也不完全相同，所以要根據(jù)專(zhuān)業(yè)進(jìn)行專(zhuān)門(mén)介紹。（4）對(duì)跨地域進(jìn)行生產(chǎn)實(shí)習(xí)的學(xué)生，還要介紹專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)以外的其他安全防護(hù)與注意事項(xiàng)。

企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程及組織管理模塊 通過(guò)生產(chǎn)實(shí)習(xí)，學(xué)生應(yīng)能學(xué)習(xí)和了解到產(chǎn)品從原材料到成品批量生產(chǎn)的全過(guò)程以及生產(chǎn)組織管理等知識(shí)。學(xué)生到企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)實(shí)習(xí)的目的主要是了解企業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程以及生產(chǎn)組織管理，所以該模塊為網(wǎng)站的重點(diǎn)模塊之一。該模塊應(yīng)通過(guò)動(dòng)畫(huà)、視頻、圖片等方式詳細(xì)介紹企業(yè)的以下內(nèi)容：（1）實(shí)習(xí)車(chē)間（工段）的主要原材料、技術(shù)要求和規(guī)格。（2）實(shí)習(xí)車(chē)間（工段）的生產(chǎn)工藝流程、各單元操作過(guò)程及工作原理。（3）實(shí)習(xí)車(chē)間（工段）主要生產(chǎn)設(shè)備的結(jié)構(gòu)、尺寸、性能、工作原理及使用條件。（4）實(shí)習(xí)車(chē)間（工段）產(chǎn)品的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。（5）實(shí)習(xí)車(chē)間（工段）的生產(chǎn)組織、技術(shù)管理和安全生產(chǎn)情況。

互動(dòng)模塊 考慮到學(xué)生之間及師生之間的信息交流和互動(dòng)，為進(jìn)一步提高網(wǎng)站的質(zhì)量，網(wǎng)站還應(yīng)設(shè)置以下互動(dòng)功能：（1）會(huì)員注冊(cè)：會(huì)員注冊(cè)需審核，杜絕無(wú)效會(huì)員。（2）網(wǎng)站留言板：學(xué)生登錄網(wǎng)站，可以提交需求、留言反饋。（3）訪問(wèn)統(tǒng)計(jì)：網(wǎng)站應(yīng)當(dāng)具備會(huì)員登錄次數(shù)、瀏覽時(shí)間、訪問(wèn)模塊等方面的信息收集、統(tǒng)計(jì)功能。

（二）構(gòu)建虛擬輔助生產(chǎn)實(shí)習(xí)平臺(tái)運(yùn)行機(jī)制

構(gòu)建虛擬輔助生產(chǎn)實(shí)習(xí)平臺(tái)運(yùn)行機(jī)制是虛擬輔助生產(chǎn)實(shí)習(xí)研究中的另一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。虛擬輔助生產(chǎn)實(shí)習(xí)網(wǎng)站的建立，必然會(huì)涉及相關(guān)生產(chǎn)企業(yè)的信息，可能有些信息是生產(chǎn)企業(yè)不能公開(kāi)或不便于公開(kāi)的。另外，學(xué)生去企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)實(shí)習(xí)，要給企業(yè)相關(guān)培訓(xùn)部門(mén)繳納一定金額的實(shí)習(xí)費(fèi)與參觀費(fèi)，所以，該網(wǎng)站的建立與運(yùn)營(yíng)也會(huì)涉及他們的經(jīng)濟(jì)利益，沒(méi)有企業(yè)的參與，該網(wǎng)站就無(wú)法很好地建立。虛擬輔助生產(chǎn)實(shí)習(xí)平臺(tái)可采用公益網(wǎng)站運(yùn)行機(jī)制和商業(yè)網(wǎng)站運(yùn)行機(jī)制兩種運(yùn)行機(jī)制。

公益網(wǎng)站運(yùn)行機(jī)制 公益網(wǎng)站運(yùn)行機(jī)制主要以相關(guān)教育職能部門(mén)為主體，由相關(guān)教育職能部門(mén)組織建設(shè)虛擬輔助生產(chǎn)實(shí)習(xí)網(wǎng)站并負(fù)責(zé)管理網(wǎng)站運(yùn)營(yíng)，生產(chǎn)實(shí)習(xí)企業(yè)相關(guān)部門(mén)有償提供生產(chǎn)實(shí)習(xí)相關(guān)信息，學(xué)生則可以免費(fèi)登錄網(wǎng)站，預(yù)先在網(wǎng)上了解和學(xué)習(xí)實(shí)習(xí)單位的相關(guān)信息和情況。公益網(wǎng)站運(yùn)行機(jī)制的具體過(guò)程如下：（1）相關(guān)教育職能部門(mén)投入經(jīng)費(fèi)建立虛擬輔助生產(chǎn)實(shí)習(xí)網(wǎng)站。（2）相關(guān)教育職能部門(mén)與生產(chǎn)實(shí)習(xí)企業(yè)簽訂生產(chǎn)實(shí)習(xí)所需信息共享與關(guān)鍵信息保密合同，并根據(jù)其對(duì)建設(shè)該網(wǎng)站貢獻(xiàn)的大小給予一定的經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償。（3）相關(guān)教育職能部門(mén)投入經(jīng)費(fèi)委托第三方網(wǎng)站公司負(fù)責(zé)虛擬輔助生產(chǎn)實(shí)習(xí)網(wǎng)站的日常維護(hù)管理與內(nèi)容更新。（4）生產(chǎn)實(shí)習(xí)之前，學(xué)生免費(fèi)登錄該網(wǎng)站，預(yù)先了解將要去的實(shí)習(xí)單位的相關(guān)信息和具體實(shí)習(xí)的內(nèi)容。（5）實(shí)習(xí)學(xué)生和教師根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)實(shí)習(xí)的經(jīng)驗(yàn)和感受向第三方網(wǎng)站公司提供反饋意見(jiàn)，完善和改進(jìn)網(wǎng)站內(nèi)容。

商業(yè)網(wǎng)站運(yùn)行機(jī)制 商業(yè)網(wǎng)站運(yùn)行機(jī)制主要是通過(guò)建立合理的利益分配與協(xié)調(diào)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)商業(yè)網(wǎng)站公司、生產(chǎn)實(shí)習(xí)企業(yè)、高等院校和相關(guān)教育職能部門(mén)的多方協(xié)同和激勵(lì)，實(shí)現(xiàn)虛擬輔助生產(chǎn)實(shí)習(xí)服務(wù)平臺(tái)的穩(wěn)定運(yùn)行、動(dòng)態(tài)更新及可持續(xù)發(fā)展。商業(yè)網(wǎng)站運(yùn)行機(jī)制的具體過(guò)程如下：（1）在相關(guān)教育職能部門(mén)的監(jiān)管下，商業(yè)網(wǎng)站公司開(kāi)發(fā)虛擬輔助生產(chǎn)實(shí)習(xí)網(wǎng)站；（2）商業(yè)網(wǎng)站公司與生產(chǎn)實(shí)習(xí)企業(yè)簽訂生產(chǎn)實(shí)習(xí)所需信息共享與關(guān)鍵信息保密合同，并向生產(chǎn)實(shí)習(xí)企業(yè)支付一定的信息費(fèi)用。（3）高等院校付費(fèi)向商業(yè)網(wǎng)站公司購(gòu)買(mǎi)虛擬輔助生產(chǎn)實(shí)習(xí)服務(wù)。（4）生產(chǎn)實(shí)習(xí)之前，學(xué)生免費(fèi)登錄該網(wǎng)站，預(yù)先了解將要去的實(shí)習(xí)單位的相關(guān)信息和具體實(shí)習(xí)內(nèi)容。（5）商業(yè)網(wǎng)站公司根據(jù)師生反饋意見(jiàn)，進(jìn)行虛擬輔助生產(chǎn)實(shí)習(xí)網(wǎng)站的日常維護(hù)管理與內(nèi)容更新。

實(shí)施案例

作為基于可視化的虛擬輔助生產(chǎn)實(shí)習(xí)的實(shí)踐性教學(xué)方式的一個(gè)前期初探性案例，對(duì)我院2009級(jí)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)五個(gè)班的校內(nèi)數(shù)控實(shí)習(xí)實(shí)施基于可視化的虛擬輔助生產(chǎn)實(shí)習(xí)方式。

校內(nèi)數(shù)控實(shí)習(xí)的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)主要圍繞《數(shù)控技術(shù)》和《數(shù)控機(jī)床故障與維修》等課程開(kāi)展。校內(nèi)數(shù)控實(shí)習(xí)過(guò)程中存在學(xué)生人數(shù)多與數(shù)控機(jī)床臺(tái)套數(shù)少的矛盾，如果每個(gè)學(xué)生從了解數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)、熟悉機(jī)床操作面板、編輯數(shù)控程序到實(shí)際加工零件等環(huán)節(jié)都在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行，實(shí)習(xí)時(shí)間不允許，數(shù)控實(shí)習(xí)教學(xué)效果往往較差。針對(duì)以上問(wèn)題，開(kāi)發(fā)了基于可視化的虛擬輔助數(shù)控生產(chǎn)實(shí)習(xí)網(wǎng)站系統(tǒng)。網(wǎng)站系統(tǒng)提供數(shù)控機(jī)床的動(dòng)畫(huà)、視頻、圖片等信息，并介紹各數(shù)控機(jī)床的工作原理、結(jié)構(gòu)、尺寸、性能及使用條件等。學(xué)生可以通過(guò)虛擬輔助生產(chǎn)實(shí)習(xí)網(wǎng)站詳細(xì)了解具體的專(zhuān)業(yè)實(shí)習(xí)內(nèi)容，熟悉數(shù)控機(jī)床的操作面板、編輯數(shù)控程序并進(jìn)行模擬切削加工等環(huán)節(jié)，減少在數(shù)控機(jī)床上熟悉該過(guò)程的時(shí)間。通過(guò)以上虛擬輔助生產(chǎn)實(shí)習(xí)方式的實(shí)施，絕大部分學(xué)生反映生產(chǎn)實(shí)習(xí)之前即已對(duì)數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)及原理、運(yùn)行環(huán)境、操作過(guò)程和方法等有了充分了解，實(shí)習(xí)的目的更加明確，生產(chǎn)實(shí)習(xí)效果得到了提高。這也驗(yàn)證了基于可視化的虛擬輔助生產(chǎn)實(shí)習(xí)方式具有可行性。

結(jié)語(yǔ)

通過(guò)基于可視化的虛擬輔助生產(chǎn)實(shí)習(xí)方式的研究，建立了可視化的虛擬輔助生產(chǎn)實(shí)習(xí)平臺(tái)，構(gòu)建了虛擬輔助生產(chǎn)實(shí)習(xí)平臺(tái)運(yùn)行機(jī)制。通過(guò)前期初探性案例，驗(yàn)證了基于可視化的虛擬輔助生產(chǎn)實(shí)習(xí)方式具有可行性。因此，通過(guò)基于可視化的虛擬輔助生產(chǎn)實(shí)習(xí)研究，可得出以下幾點(diǎn)結(jié)論：（1）基于可視化的虛擬輔助生產(chǎn)實(shí)習(xí)方式，使學(xué)生生產(chǎn)實(shí)習(xí)不再受地理和時(shí)間的限制，在網(wǎng)上就能對(duì)將要實(shí)習(xí)的內(nèi)容提前了解，掌握更多實(shí)習(xí)內(nèi)容。（2）使工科院校能更加主動(dòng)地安排生產(chǎn)實(shí)習(xí)教學(xué)環(huán)節(jié)，提高了學(xué)生生產(chǎn)實(shí)習(xí)質(zhì)量。（3）探索了一條將網(wǎng)絡(luò)虛擬技術(shù)用于學(xué)生生產(chǎn)實(shí)習(xí)的道路，有效解決了工科院校生產(chǎn)實(shí)習(xí)基地建立難，學(xué)生生產(chǎn)實(shí)習(xí)效果不佳等現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。

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