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        基于仿真技術(shù)的機(jī)電一體化技術(shù)課程教學(xué)應(yīng)用研究

        2015-04-02 12:38:44張新星
        時(shí)代農(nóng)機(jī) 2015年2期
        關(guān)鍵詞:機(jī)電類教學(xué)儀器仿真技術(shù)

        張新星

        (衢州職業(yè)技術(shù)學(xué)院,浙江 衢州 324000)

        基于仿真技術(shù)的機(jī)電一體化技術(shù)課程教學(xué)應(yīng)用研究

        張新星

        (衢州職業(yè)技術(shù)學(xué)院,浙江 衢州 324000)

        文章就仿真軟件在數(shù)控技術(shù)教學(xué)中的主要作用進(jìn)行詳細(xì)的分析研究,并探討仿真軟件在教學(xué)中的應(yīng)用,以便提高機(jī)電一體化技術(shù)課程教學(xué)的效率。

        仿真軟件;機(jī)電一體化技術(shù);教學(xué)應(yīng)用與實(shí)踐

        作為高職院校的機(jī)電類專業(yè),其人才培養(yǎng)的目標(biāo)是培養(yǎng)出面向生產(chǎn)、管理、服務(wù)一線需要的高端技能型人才,面向的工作崗位主要有機(jī)電一體化裝備和產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造、裝配、操作、調(diào)試、維修和售后技術(shù)服務(wù)等,機(jī)電行業(yè)范圍很大,產(chǎn)品種類很多,而且工種也很多,因此在教學(xué)過程中需要學(xué)生掌握很多技能。但是,實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)設(shè)備畢竟是有限的,這就需要我們探索新的教學(xué)方法。

        仿真技術(shù)是指利用實(shí)物和計(jì)算機(jī)軟件共同模擬出真實(shí)的情境,讓學(xué)生在模擬的情境下進(jìn)行探究和學(xué)習(xí)。這種教學(xué)方法生動(dòng)形象,很接近現(xiàn)實(shí)工作場景,有利于提高學(xué)生興趣,使學(xué)生在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)入相應(yīng)情境,真實(shí)的體驗(yàn)在現(xiàn)實(shí)生活中進(jìn)行操作的感覺,以達(dá)到更快掌握操作技能的目的,而且這種教學(xué)方法可以利用計(jì)算機(jī)軟件的優(yōu)勢創(chuàng)造出靈活多樣的工作場景,使學(xué)生掌握更多的操作技能。

        1 仿真軟件在機(jī)電類專業(yè)教學(xué)中應(yīng)用的重要性

        機(jī)電類課程的教學(xué),在傳統(tǒng)的教學(xué)模式中,理論課與實(shí)驗(yàn)課是分離的,這就導(dǎo)致技能訓(xùn)練得不到及時(shí)的理論指導(dǎo),而理論課也沒有結(jié)合生產(chǎn)、生活實(shí)際,這樣導(dǎo)致了學(xué)生的技能掌握不到位。隨著教學(xué)改革的發(fā)展,出現(xiàn)了“項(xiàng)目教學(xué)”、“教、學(xué)、做”一體化等新型的教學(xué)模式,但在這些新的教學(xué)模式下采用的技能訓(xùn)練通常有兩種:第一種是僅限于實(shí)驗(yàn)箱提供的幾個(gè)固定實(shí)驗(yàn),學(xué)生只需按圖接好線、按實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書輸入程序就可完成實(shí)驗(yàn),學(xué)生動(dòng)手機(jī)會(huì)少,不能真正地參與到學(xué)習(xí)活動(dòng)中;第二種是通過制作一些實(shí)際的實(shí)驗(yàn)電路板或?qū)嵨?,然后在上面進(jìn)行安裝、試驗(yàn)和調(diào)試,大大提高了學(xué)生的動(dòng)手能力,但是實(shí)際操作時(shí)要受到設(shè)備數(shù)量、品種等方面的限制,而且耗時(shí)大,占用課時(shí)太多,耗材的消耗量也很大,成本高。

        仿真教學(xué)則以其高效率、低成本、內(nèi)容豐富、性能有效和安全等優(yōu)勢得到越來越多的應(yīng)用和推廣。因此應(yīng)該將“項(xiàng)目教學(xué)”、“教、學(xué)、做”一體化和虛擬仿真教學(xué)的方法結(jié)合起來,充分發(fā)揮各自的優(yōu)點(diǎn),得到更好的教學(xué)效果。

        仿真教學(xué)很容易與其他先進(jìn)的教學(xué)方法相結(jié)合,因此在機(jī)電類課程的教學(xué)中,將虛擬仿真教學(xué)與其他教學(xué)方法相結(jié)合有助于提高課程教學(xué)效果,而且成本低、效率高,使學(xué)生可以不受場地與設(shè)備的限制,掌握更多的技能,在機(jī)電類課程的教學(xué)中具有重要的意義絕大部分高職院校的大多數(shù)學(xué)生的文化基礎(chǔ)差,學(xué)習(xí)缺乏主動(dòng)性,但動(dòng)手能力和可塑性較強(qiáng),對(duì)新鮮事物興趣高。這就要求我們最大限度地發(fā)揮他們的學(xué)習(xí)積極性,不斷地更新教學(xué)內(nèi)容,來滿足市場和社會(huì)的需求。因此,要改進(jìn)教學(xué)方法和教學(xué)模式,將仿真技術(shù)引入到教學(xué)中,將抽象的知識(shí)形象化,從而提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和熱情。虛擬仿真技術(shù)為人們提供了一個(gè)理想的教學(xué)手段,目前在國內(nèi)和國外已經(jīng)逐步的應(yīng)用于軍事訓(xùn)練、課程教學(xué)、運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練以及醫(yī)學(xué)研究等方面

        目前各個(gè)大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)也已經(jīng)利用虛擬仿真技術(shù)建立虛擬場景進(jìn)行相關(guān)領(lǐng)域的教學(xué)儀器與研究。例如,中國科技大學(xué)開發(fā)出第一套基于虛擬仿真的教學(xué)儀器系統(tǒng)——利用虛擬仿真技術(shù)進(jìn)行幾何光學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的開發(fā),系統(tǒng)將計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)儀器的智能化儀器、計(jì)算機(jī)技術(shù)、虛擬仿真和物理教學(xué)儀器等有機(jī)結(jié)合,把物理教學(xué)儀器系統(tǒng)推進(jìn)了新的領(lǐng)域。北京潤尼爾網(wǎng)絡(luò)科技有限公司以北京郵電大學(xué)強(qiáng)勢的網(wǎng)絡(luò)、通訊、電子三門學(xué)科為基礎(chǔ),采用JavaApplet技術(shù)、B/S結(jié)構(gòu)、J2EE框架,為解決高校日趨緊張的實(shí)驗(yàn)設(shè)備及實(shí)驗(yàn)場地等實(shí)驗(yàn)教學(xué)問題,由北京郵電大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育技術(shù)研究所組織精英力量,經(jīng)過多年研究,開發(fā)出了配套的可在校園網(wǎng)絡(luò)上開展的虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù),多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的深入發(fā)展,大眾對(duì)虛擬教學(xué)儀器環(huán)境和人類文明的認(rèn)知不能僅僅局限于一般的瀏覽,在試驗(yàn)、教學(xué)儀器、管理、校園生活等因素基礎(chǔ)上三維立體仿真教育系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生,人們需要一個(gè)完整的虛擬校園教育體系真實(shí)、交互的特點(diǎn)正好是虛擬仿真技術(shù)的精髓和魅力所在,也將會(huì)對(duì)教育方式的變革起到極大推動(dòng)作用,將會(huì)為教育事業(yè)增添強(qiáng)大的生命力。

        2 仿真教學(xué)實(shí)施方案

        本研究深度分析學(xué)生學(xué)習(xí)特點(diǎn)和企業(yè)真正需求的基礎(chǔ)上,在建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論和混合式學(xué)習(xí)理論的指導(dǎo)下,按照高等職業(yè)教育工學(xué)結(jié)合課程改革的基本要求,結(jié)合虛擬仿真教學(xué)設(shè)計(jì)的基本原則,借鑒信息化和項(xiàng)目教學(xué)設(shè)計(jì)方法,探索基于典型項(xiàng)目和工作任務(wù)的虛擬仿真教學(xué)模式,實(shí)現(xiàn)“教、學(xué)、做”一體化教學(xué)設(shè)計(jì)。

        該模式由“項(xiàng)目導(dǎo)入”、“制定計(jì)劃”、“實(shí)施計(jì)劃”、“成果展示與評(píng)價(jià)”、“總結(jié)與提升”五個(gè)環(huán)節(jié)組成,其中虛擬仿真教學(xué)貫穿了該模式的所有環(huán)節(jié)。下面簡單介紹該模式的具體實(shí)施方案:

        在“項(xiàng)目導(dǎo)入”環(huán)節(jié),任課教師的活動(dòng)包括3個(gè)內(nèi)容:

        借助虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái),導(dǎo)入項(xiàng)目任務(wù)及目標(biāo)、展示項(xiàng)目結(jié)果,讓學(xué)生對(duì)項(xiàng)目有一個(gè)直觀的認(rèn)識(shí),然后再布置具體的學(xué)習(xí)任務(wù);利用虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境,讓學(xué)生明確自己應(yīng)當(dāng)完成的具體任務(wù)和完成任務(wù)后可以得到哪些知識(shí)以及達(dá)到什么樣的水平;在充分考慮學(xué)生的現(xiàn)有知識(shí)和能力水平的基礎(chǔ)上,按照適合協(xié)作學(xué)習(xí)的分組辦法對(duì)學(xué)生進(jìn)行分組,安排具體的完成時(shí)間和成果的評(píng)價(jià)方式等。

        在“制定計(jì)劃”環(huán)節(jié),學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)、小組協(xié)作學(xué)習(xí)等方式,對(duì)該項(xiàng)目的任務(wù)目標(biāo)進(jìn)行分析,確定任務(wù)所涉及的各種要素,充分應(yīng)用已掌握的前序知識(shí),基于虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行決策,確定任務(wù)的實(shí)施步驟,為任務(wù)的實(shí)施做好充分的準(zhǔn)備。

        在“實(shí)施計(jì)劃”環(huán)節(jié),學(xué)生在虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上按照已制定好的計(jì)劃逐步完成項(xiàng)目任務(wù)。教師借助虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)對(duì)學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo),實(shí)現(xiàn)教師和學(xué)生以及學(xué)生之間的交流。學(xué)生通過應(yīng)用已學(xué)習(xí)的知識(shí)完成工作任務(wù),進(jìn)行知識(shí)的建構(gòu),形成職業(yè)崗位能力。

        在“展示與評(píng)價(jià)”環(huán)節(jié),學(xué)生在虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上展示自己的項(xiàng)目成果,然后接受他人的評(píng)價(jià)和教師的反饋。同時(shí),學(xué)生在匯報(bào)和聽取同學(xué)匯報(bào)的過程中,通過對(duì)比自己與其他同學(xué)的成果,查找不足,反思其成敗。

        在“總結(jié)與提升”環(huán)節(jié),總結(jié)課堂教學(xué)的知識(shí)點(diǎn),并適當(dāng)延伸,引導(dǎo)學(xué)生思考,舉一反三,培養(yǎng)技能遷徙能力。

        3 結(jié)語

        將虛擬仿真教學(xué)與項(xiàng)目教學(xué)更加緊密的結(jié)合起來,更好的實(shí)現(xiàn)了“教、學(xué)、做”一體化,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,并且在顯著改善教學(xué)條件、提高教學(xué)效果的同時(shí)減少了設(shè)備消耗,尤其是耗材的使用量,節(jié)省了實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi),而且克服了時(shí)間與空間上的限制,使實(shí)踐課的開課率和學(xué)生的操作技能得到明顯提高。同時(shí)本項(xiàng)目的研究成果可以推廣到其他專業(yè)的教學(xué)中,而且擴(kuò)展性強(qiáng),可以根據(jù)教學(xué)需要,市場變化,靈活添加實(shí)驗(yàn)器材、教學(xué)軟件和典型教學(xué)情境,不會(huì)因?yàn)榭萍嫉倪M(jìn)步和企業(yè)的發(fā)展而落后于企業(yè)的需求。

        An Application Research on the Teaching ofElectromechanical Integration Technology based on Simulation Technology

        ZHA NG Xin-xing
        (Quzhou Voctaional and Technical College,Quzhou,Zhejiang 324000,China)

        the paper made detailed analysis and research on the main effect ofsimulation software during the teaching of numerical control technology,and discussed the application of simulation software in the teaching,hoping to improve the teaching efficiency of the electromechanical integration technology.

        simulation software;electromechanical integration technology;teaching application and practice

        G712

        A

        2095-980X(2015)02-0151-02

        2015-02-02

        張新星(1982-),男,浙江衢州人,碩士研究生,講師,主要研究方向:機(jī)電一體化技術(shù)。

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