袁永偉 劉江濤 李珊珊 孔德剛 桑永英

摘 要：隨著現(xiàn)在社會的迅速發(fā)展，越來越多的人開始關(guān)注新型科學技術(shù)的發(fā)展，其中電子科技和虛擬現(xiàn)實技術(shù)是人們關(guān)注的重點，在學校的數(shù)控教學當中輔助足夠的實踐過程才能保證教學的質(zhì)量，但是一般教學條件比較有限，而虛擬仿真系統(tǒng)就可以很好地彌補這項不足，可以借助設(shè)備的投入讓學生們有更好的實踐體驗，提高學生們的學習效率。

關(guān)鍵詞：虛擬仿真系統(tǒng);教學法;數(shù)控教學;應(yīng)用

前言：我國的制造行業(yè)的發(fā)展主要依靠的是精準的數(shù)控技術(shù)，由于這項技術(shù)在如今的市場上越來越吃香，很多職業(yè)學院的學生們選擇數(shù)控機床專業(yè)的人也越來越多。數(shù)控技術(shù)的操作者需要有大量的實踐經(jīng)驗才能慢慢積累自身的能力，但是現(xiàn)在很多職業(yè)學院的環(huán)境條件不足以滿足廣泛訓練的需求，所以虛擬仿真技術(shù)的出現(xiàn)可以說是解決了很多學校的燃眉之急。本文從實際出發(fā)，對目前虛擬仿真系統(tǒng)教學法在數(shù)控教學中的應(yīng)用情況進行分析，探究優(yōu)化對策，為數(shù)控教學的進一步發(fā)展奠定一個良好的基礎(chǔ)。

1.虛擬仿真系統(tǒng)教學法的內(nèi)涵

虛擬仿真系統(tǒng)是通過計算機技術(shù)和虛擬現(xiàn)實技術(shù)相結(jié)合的虛擬場景成像，讓學生們在虛擬的問題環(huán)境當中運用自己的所學知識進行仿真操作，主要有四個明顯特征。沉浸性是指讓學生們沉浸于逼真的環(huán)境之中，把虛擬的環(huán)境當做真實情況來進行問題處理，可以給學生們提供不亞于現(xiàn)實情況的感官體驗，讓學生們從心底里認可這個虛擬仿真系統(tǒng)。交互性是指虛擬仿真系統(tǒng)與學生行為的互動，不同的行為模擬不同的后果，可以讓學生們知道如果在真實的情況下這樣做結(jié)果如何。虛幻性和逼真性就不再多加描述，這兩個是虛幻模擬技術(shù)的本質(zhì)特性。虛幻仿真技術(shù)是通過一系列實際操作編程和模擬操作讓學生們置于一個較為虛幻的操作過程當中，但是在不斷練習的過程中可以達到鞏固理論知識的效果，而且可以讓老師們通過觀察了解學生們對于理論知識的掌握情況以及是否能夠活學活用，另外也可以提高學生們操作的安全性，費用綜合來說也大大降低。

2.虛擬仿真系統(tǒng)教學法在數(shù)控教學當中的應(yīng)用

2.1增強學習設(shè)備的配置，實現(xiàn)數(shù)控教學多元化

數(shù)控機床本來就是現(xiàn)代高科技技術(shù)一體化的代表產(chǎn)品，所以一般需要比較復(fù)雜的實際操作，不僅僅是職業(yè)學院是否有足夠的資金可以引進先進設(shè)備，還有學生們的安全也是一個大問題，學生們一般之前學的都是理論知識，沒有真正操作過，一旦貿(mào)然地進行實踐操作，很容易出現(xiàn)各種各樣的問題，一旦出現(xiàn)了事故，那么學生們的人身財產(chǎn)安全將會受到巨大威脅。而虛擬仿真系統(tǒng)相對來說花費的資金較少，而且虛擬環(huán)境中的操作就算出現(xiàn)問題也不會實際威脅到學生們的人身安全，但是可以通過虛擬結(jié)果讓學生們意識到操作錯誤的嚴重后果，學?？梢砸M虛擬仿真系統(tǒng)可以很好地控制教學成本，而且也是一個比較高配的學習設(shè)備，會給學生們帶來更好的實踐體驗，另外也保證了學生們的自身安全，減少實際操作中手段不當帶來的消極后果，虛擬仿真系統(tǒng)可以給學生們帶來優(yōu)秀的感覺觀感體驗，讓學生們能夠充足地進行練習來鞏固課上學習的理論知識，而且不會造成真實機床設(shè)備那樣的自然損耗，有利于提高學生們的學習效率。

2.2有利于加強學生們對學習設(shè)備的了解以及操作能力

在真實的數(shù)控機床操作過程當中，技術(shù)的運用是比較復(fù)雜的，因為機床型號的不同以及不同的設(shè)備種類都需要運用不同的操縱方法和如果學校要購進實際的數(shù)控機床的話，可能無法完全將所有的種類型號采購齊備，這樣極大地耗費了人力物力和財力，而且可能學生們還無法接觸到全面的數(shù)控機床，而且就算采集了所有的機床，這些龐然大物的放置地點和空間又是一個大問題，而且學生們操作之后帶來的機械損耗又需要一大筆維修養(yǎng)護費用，這樣會給學校帶來巨大的經(jīng)濟壓力，最后還有學生們的實際操作問題，由于采購的數(shù)控機床設(shè)備有限，學生的人數(shù)巨大，所以每個人操作的次數(shù)也十分有限，容錯率也極低，起不到實踐操作練習的效果，所以綜合來說實際采購機器設(shè)備的完善并不可行。而虛擬仿真系統(tǒng)則是一個大數(shù)據(jù)庫，可以給學生們提供多種不同的模擬操作情況，讓學生們體驗到真實的工作環(huán)境和操作狀態(tài)，接觸并了解不同型號類型的數(shù)控機床的操作，大大節(jié)省了找操作設(shè)備的時間，同時也增加了學生們的練習次數(shù)，而且還可以給學生們模擬出現(xiàn)故障問題的情況，讓學生們想出應(yīng)對的解決方法，得到了充分的實踐鍛煉，又能得到安全的保證，增加學生們的操作經(jīng)驗。

2.3有利于提高學生們對數(shù)控理論知識的學習

在數(shù)控機床專業(yè)的學習過程當中，首先要打好牢固的理論基礎(chǔ)，但是長時間由教師口頭講述數(shù)控操作的理論知識顯得有些太過枯燥，長此以往會讓學生們失去學習的興趣，而且教學的效率也無法只通過“紙上談兵”而得到體現(xiàn)。而如果將虛擬仿真系統(tǒng)和理論教學相結(jié)合，那些抽象難懂的理論就有了實踐性的操作情況，讓學生們的想象有了實際基礎(chǔ)，而且虛擬環(huán)境的新奇體驗也可以激發(fā)學生們的好奇心，實際操作和理論知識相結(jié)合可以加深學生們對于數(shù)控機床操作的理解。而且不同的學生們理解能力和資質(zhì)也并不相同，老師可以在讓他們進行虛擬操作的過程中進行觀察，根據(jù)他們操作的具體情況進行指導(dǎo)，幫助學生們找到自身的問題所在并加以改正提高學生們對理論知識掌握的效率。

2.4有利于激發(fā)學生們的學習興趣

由于職業(yè)技術(shù)學院的學生在初中高中階段的成績并不是很好，所以可能久而久之對于學習就出現(xiàn)一種厭倦的心態(tài)，對于數(shù)控機床專業(yè)比較枯燥的理論知識更加難以提起興趣，這樣會大大降低數(shù)控教學的教學效率，專業(yè)教學也難以得到進一步的開展。而虛擬仿真系統(tǒng)模擬數(shù)控機床操作”就像是給學生們打開了一扇新世界的大門，之前沒有接觸過的虛擬系統(tǒng)可以利用學生們的好奇心激發(fā)學生們的學習興趣，自發(fā)地將上課聽到學到的內(nèi)容運用到虛擬的實踐操作當中去，而且在這期間遇到問題時還可以及時向老師尋求幫助，交流互動的增加也可以加深師生之間的感情，慢慢消除對于理論知識的抵觸，提高對于專業(yè)知識的學習效率。

3.總結(jié)

虛擬仿真系統(tǒng)在教學當中的應(yīng)用已經(jīng)漸漸開始引起越來越多人的注意，它的高質(zhì)量體驗和低投入低風險成為與實際操作學習相比的巨大優(yōu)勢，本文從實際出發(fā)，對虛擬仿真系統(tǒng)的內(nèi)涵以及在實際情況中的應(yīng)用加以分析，明確這項技術(shù)的優(yōu)勢所在，為數(shù)控教學的進一步發(fā)展提出一些有效建議。

參考文獻

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基金項目

課題名稱河北農(nóng)業(yè)大學第十批教學研究項目2018ZD06。