基于仿真技術的機電一體化技術課程教學應用研究

張新星

（衢州職業(yè)技術學院,浙江 衢州 324000）

基于仿真技術的機電一體化技術課程教學應用研究

張新星

（衢州職業(yè)技術學院,浙江 衢州 324000）

文章就仿真軟件在數(shù)控技術教學中的主要作用進行詳細的分析研究，并探討仿真軟件在教學中的應用，以便提高機電一體化技術課程教學的效率。

仿真軟件；機電一體化技術；教學應用與實踐

作為高職院校的機電類專業(yè)，其人才培養(yǎng)的目標是培養(yǎng)出面向生產、管理、服務一線需要的高端技能型人才，面向的工作崗位主要有機電一體化裝備和產品的設計、制造、裝配、操作、調試、維修和售后技術服務等，機電行業(yè)范圍很大，產品種類很多，而且工種也很多，因此在教學過程中需要學生掌握很多技能。但是，實驗實訓設備畢竟是有限的，這就需要我們探索新的教學方法。

仿真技術是指利用實物和計算機軟件共同模擬出真實的情境，讓學生在模擬的情境下進行探究和學習。這種教學方法生動形象，很接近現(xiàn)實工作場景，有利于提高學生興趣，使學生在短時間內進入相應情境，真實的體驗在現(xiàn)實生活中進行操作的感覺，以達到更快掌握操作技能的目的，而且這種教學方法可以利用計算機軟件的優(yōu)勢創(chuàng)造出靈活多樣的工作場景，使學生掌握更多的操作技能。

1 仿真軟件在機電類專業(yè)教學中應用的重要性

機電類課程的教學，在傳統(tǒng)的教學模式中，理論課與實驗課是分離的，這就導致技能訓練得不到及時的理論指導，而理論課也沒有結合生產、生活實際，這樣導致了學生的技能掌握不到位。隨著教學改革的發(fā)展，出現(xiàn)了“項目教學”、“教、學、做”一體化等新型的教學模式，但在這些新的教學模式下采用的技能訓練通常有兩種：第一種是僅限于實驗箱提供的幾個固定實驗，學生只需按圖接好線、按實驗指導書輸入程序就可完成實驗，學生動手機會少，不能真正地參與到學習活動中；第二種是通過制作一些實際的實驗電路板或實物，然后在上面進行安裝、試驗和調試，大大提高了學生的動手能力，但是實際操作時要受到設備數(shù)量、品種等方面的限制，而且耗時大，占用課時太多，耗材的消耗量也很大，成本高。

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

仿真教學很容易與其他先進的教學方法相結合，因此在機電類課程的教學中，將虛擬仿真教學與其他教學方法相結合有助于提高課程教學效果，而且成本低、效率高，使學生可以不受場地與設備的限制，掌握更多的技能，在機電類課程的教學中具有重要的意義絕大部分高職院校的大多數(shù)學生的文化基礎差,學習缺乏主動性,但動手能力和可塑性較強,對新鮮事物興趣高。這就要求我們最大限度地發(fā)揮他們的學習積極性,不斷地更新教學內容,來滿足市場和社會的需求。因此,要改進教學方法和教學模式,將仿真技術引入到教學中,將抽象的知識形象化,從而提高學生學習的興趣和熱情。虛擬仿真技術為人們提供了一個理想的教學手段，目前在國內和國外已經(jīng)逐步的應用于軍事訓練、課程教學、運動訓練以及醫(yī)學研究等方面

目前各個大學和研究機構也已經(jīng)利用虛擬仿真技術建立虛擬場景進行相關領域的教學儀器與研究。例如，中國科技大學開發(fā)出第一套基于虛擬仿真的教學儀器系統(tǒng)——利用虛擬仿真技術進行幾何光學實驗平臺的開發(fā)，系統(tǒng)將計算機輔助教學儀器的智能化儀器、計算機技術、虛擬仿真和物理教學儀器等有機結合，把物理教學儀器系統(tǒng)推進了新的領域。北京潤尼爾網(wǎng)絡科技有限公司以北京郵電大學強勢的網(wǎng)絡、通訊、電子三門學科為基礎，采用JavaApplet技術、B/S結構、J2EE框架，為解決高校日趨緊張的實驗設備及實驗場地等實驗教學問題，由北京郵電大學網(wǎng)絡教育技術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)絡上開展的虛擬實驗系統(tǒng)。隨著計算機技術，多媒體技術和網(wǎng)絡技術的深入發(fā)展，大眾對虛擬教學儀器環(huán)境和人類文明的認知不能僅僅局限于一般的瀏覽，在試驗、教學儀器、管理、校園生活等因素基礎上三維立體仿真教育系統(tǒng)應運而生，人們需要一個完整的虛擬校園教育體系真實、交互的特點正好是虛擬仿真技術的精髓和魅力所在，也將會對教育方式的變革起到極大推動作用，將會為教育事業(yè)增添強大的生命力。

2 仿真教學實施方案

本研究深度分析學生學習特點和企業(yè)真正需求的基礎上，在建構主義學習理論和混合式學習理論的指導下，按照高等職業(yè)教育工學結合課程改革的基本要求，結合虛擬仿真教學設計的基本原則，借鑒信息化和項目教學設計方法，探索基于典型項目和工作任務的虛擬仿真教學模式，實現(xiàn)“教、學、做”一體化教學設計。

該模式由“項目導入”、“制定計劃”、“實施計劃”、“成果展示與評價”、“總結與提升”五個環(huán)節(jié)組成，其中虛擬仿真教學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施方案：

在“項目導入”環(huán)節(jié)，任課教師的活動包括3個內容：

借助虛擬實驗平臺，導入項目任務及目標、展示項目結果，讓學生對項目有一個直觀的認識，然后再布置具體的學習任務；利用虛擬實驗環(huán)境，讓學生明確自己應當完成的具體任務和完成任務后可以得到哪些知識以及達到什么樣的水平；在充分考慮學生的現(xiàn)有知識和能力水平的基礎上，按照適合協(xié)作學習的分組辦法對學生進行分組，安排具體的完成時間和成果的評價方式等。

在“制定計劃”環(huán)節(jié)，學生通過自主學習、小組協(xié)作學習等方式，對該項目的任務目標進行分析，確定任務所涉及的各種要素，充分應用已掌握的前序知識，基于虛擬仿真實驗平臺進行決策，確定任務的實施步驟，為任務的實施做好充分的準備。

在“實施計劃”環(huán)節(jié)，學生在虛擬仿真實驗平臺上按照已制定好的計劃逐步完成項目任務。教師借助虛擬仿真實驗平臺對學生進行指導，實現(xiàn)教師和學生以及學生之間的交流。學生通過應用已學習的知識完成工作任務，進行知識的建構，形成職業(yè)崗位能力。

在“展示與評價”環(huán)節(jié)，學生在虛擬仿真實驗平臺上展示自己的項目成果，然后接受他人的評價和教師的反饋。同時，學生在匯報和聽取同學匯報的過程中，通過對比自己與其他同學的成果，查找不足，反思其成敗。

在“總結與提升”環(huán)節(jié)，總結課堂教學的知識點，并適當延伸，引導學生思考，舉一反三，培養(yǎng)技能遷徙能力。

3 結語

將虛擬仿真教學與項目教學更加緊密的結合起來，更好的實現(xiàn)了“教、學、做”一體化，激發(fā)了學生的學習興趣，并且在顯著改善教學條件、提高教學效果的同時減少了設備消耗，尤其是耗材的使用量，節(jié)省了實驗經(jīng)費，而且克服了時間與空間上的限制，使實踐課的開課率和學生的操作技能得到明顯提高。同時本項目的研究成果可以推廣到其他專業(yè)的教學中，而且擴展性強，可以根據(jù)教學需要，市場變化，靈活添加實驗器材、教學軟件和典型教學情境，不會因為科技的進步和企業(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：機電一體化技術。