虛擬仿真系統(tǒng)教學(xué)法在數(shù)控教學(xué)中的應(yīng)用

[摘 要] 數(shù)控專業(yè)具有較強(qiáng)的實(shí)踐性、技術(shù)性、應(yīng)用性，在教學(xué)過程中必須采取有效的教學(xué)方法才能促進(jìn)學(xué)生更好地掌握知識(shí)、應(yīng)用技能。就目前數(shù)控教學(xué)來看，雖然在教學(xué)過程中很多教師會(huì)積極應(yīng)用虛擬仿真技術(shù)，但是其中仍然存在一些缺陷和不足，以改進(jìn)數(shù)控教學(xué)模式為切入點(diǎn)，提出將虛擬仿真系統(tǒng)教學(xué)法應(yīng)用在數(shù)控教學(xué)中的策略，希望能夠?yàn)閺V大教育工作者提供一些參考意見。

[關(guān) 鍵 詞] 虛擬仿真系統(tǒng)教學(xué)法；數(shù)控教學(xué)；應(yīng)用

[中圖分類號(hào)] G712 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號(hào)] 2096-0603（2017）36-0159-01

在工業(yè)4.0發(fā)展的浪潮下，數(shù)字化控制技術(shù)的應(yīng)用越來越普及，因此，社會(huì)對(duì)數(shù)控人才的需求也在不斷提高，在此背景下，數(shù)控專業(yè)成為各大職校、高校的熱門專業(yè)。數(shù)控專業(yè)具有較強(qiáng)的專業(yè)性、實(shí)踐性，教學(xué)內(nèi)容對(duì)理論知識(shí)和實(shí)踐能力的要求都比較高，所以學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，比較枯燥，并且在學(xué)習(xí)內(nèi)容掌握和理解上比較難以掌控，教學(xué)效果難以達(dá)到理想程度。因此，在實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，行之有效的教學(xué)方法十分關(guān)鍵。虛擬仿真系統(tǒng)教學(xué)法是一種創(chuàng)新性的實(shí)踐訓(xùn)練項(xiàng)目，通過數(shù)控模擬仿真系統(tǒng)創(chuàng)建一個(gè)綜合訓(xùn)練項(xiàng)目，可以幫助學(xué)生提高實(shí)踐能力、理解能力，并且還可以進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性。

一、虛擬仿真系統(tǒng)教學(xué)法概述

系統(tǒng)教學(xué)法就是立足實(shí)際，將系統(tǒng)的的理念融入教學(xué)實(shí)施過程中，聯(lián)系實(shí)際展開相關(guān)教學(xué)活動(dòng)的一種教學(xué)方法，同時(shí)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)的解析探究，明確教學(xué)的重點(diǎn)，進(jìn)而系統(tǒng)地講解相關(guān)的知識(shí)。在教學(xué)過程中，教師一直以系統(tǒng)為基礎(chǔ)，將所有的知識(shí)點(diǎn)融入系統(tǒng)中，即把整個(gè)系統(tǒng)分解成多個(gè)單一知識(shí)點(diǎn)，再由這些知識(shí)點(diǎn)組合成系統(tǒng)。而且老師在教學(xué)內(nèi)容的安排上還要規(guī)范嚴(yán)謹(jǐn)，讓學(xué)生從課程發(fā)展的思維出發(fā)，貫穿各個(gè)知識(shí)點(diǎn)之間的相互聯(lián)系，從而幫助學(xué)生更好地掌握課程的整體性和系統(tǒng)性。虛擬仿真系統(tǒng)教學(xué)法就是借助系統(tǒng)教學(xué)法，將虛擬仿真技術(shù)轉(zhuǎn)化成虛擬仿真系統(tǒng)，導(dǎo)入虛擬模型，進(jìn)而在VR的環(huán)境中進(jìn)行系統(tǒng)教學(xué)法的運(yùn)用實(shí)施。VR技術(shù)可以幫助學(xué)生更好地理解和掌握知識(shí)，而系統(tǒng)教學(xué)法可以幫助學(xué)生將給定系統(tǒng)中的各個(gè)組成部分有機(jī)結(jié)合、融會(huì)貫通、綜合運(yùn)用，將這兩者相結(jié)合可以有效提高數(shù)控教學(xué)的有效性。

二、虛擬仿真系統(tǒng)教學(xué)法在數(shù)控教學(xué)中的應(yīng)用分析

就目前數(shù)控教學(xué)現(xiàn)狀來看，教學(xué)效果和質(zhì)量并不是十分可觀。由于數(shù)控專業(yè)具有較強(qiáng)實(shí)踐性和專業(yè)性，所以很多學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中會(huì)遇到阻礙和難題，對(duì)很多重點(diǎn)學(xué)習(xí)內(nèi)容也難以把握和理解。雖然數(shù)控專業(yè)具有一定的難度，但是只要掌握了一定的教學(xué)方法和學(xué)習(xí)方法，那么學(xué)習(xí)起來也是比較輕松、簡單的。以下就是虛擬仿真系統(tǒng)教學(xué)法在數(shù)控教學(xué)中的具體應(yīng)用分析。

數(shù)控加工虛擬仿真系統(tǒng)將學(xué)科知識(shí)加以綜合應(yīng)用，其涵蓋了數(shù)控專業(yè)的大多數(shù)專業(yè)知識(shí)，所以將虛擬仿真系統(tǒng)教學(xué)法應(yīng)用在數(shù)控教學(xué)中可以得到有效的教學(xué)效果。虛擬仿真系統(tǒng)教學(xué)法在數(shù)控教學(xué)中的應(yīng)用，需要借助三維軟件研究開發(fā)的機(jī)床參數(shù)設(shè)置和仿真模擬檢驗(yàn)?zāi)K，完成虛擬加工仿真系統(tǒng)的建立。首先，在組建數(shù)控加工仿真系統(tǒng)過程中，要理順機(jī)床各個(gè)組成部分之間的關(guān)系、功能、作用等，這樣才能引導(dǎo)學(xué)生更好地理解數(shù)控知識(shí)，在理順之后通過逐步系統(tǒng)剖析，探索該仿真系統(tǒng)中各個(gè)組成環(huán)節(jié)在改善數(shù)控教學(xué)效果方面的功能。其次，在動(dòng)態(tài)加工仿真過程中，模擬實(shí)際設(shè)備加工狀態(tài)和現(xiàn)實(shí)加工環(huán)境，將會(huì)涉及諸多方面的選擇，而學(xué)生在毛坯選擇、道具安裝、數(shù)控程序輸入過程中，可以有效地提高對(duì)數(shù)控技術(shù)的認(rèn)識(shí)和掌握程度，同時(shí)還可以提高學(xué)生的實(shí)踐應(yīng)用能力。該仿真系統(tǒng)具有多零件、多機(jī)床的特點(diǎn)，并且還可以通過自定義來開發(fā)現(xiàn)實(shí)中的數(shù)控機(jī)床，這樣可以很大程度拓寬數(shù)控機(jī)床技工仿真的范圍。

在數(shù)控教學(xué)過程中，為了能夠加強(qiáng)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐應(yīng)用能力，教師應(yīng)該讓學(xué)生將現(xiàn)實(shí)中制定的數(shù)控機(jī)床仿真模型建立起來，以此提高對(duì)數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)。在機(jī)床虛擬裝配模型中，要注重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)測繪能力以及裝配技巧，通過逐步剖析和實(shí)踐，幫助學(xué)生完成整個(gè)數(shù)控機(jī)床的幾個(gè)裝配模型。之后教師要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步完成機(jī)床運(yùn)動(dòng)模型，并把機(jī)床的全部模型存入系統(tǒng)的外部數(shù)據(jù)庫，通過機(jī)床虛擬控制器控制仿真系統(tǒng)中各軸的運(yùn)動(dòng)，最后最終實(shí)現(xiàn)加工仿真。

總而言之，借助虛擬仿真系統(tǒng)教學(xué)法輔助數(shù)控教學(xué)，對(duì)提高數(shù)控教學(xué)質(zhì)量和效率是具有很大的作用的。因此，在教學(xué)過程中，教師應(yīng)該根據(jù)學(xué)生的特點(diǎn)以及實(shí)際教學(xué)情況，合理將虛擬仿真系統(tǒng)教學(xué)法應(yīng)用到教學(xué)中。通過建立具有實(shí)用意義的虛擬數(shù)控仿真系統(tǒng)，讓學(xué)生真正學(xué)會(huì)建立屬于自己的數(shù)控加工仿真系統(tǒng)，從而將眾多復(fù)雜的知識(shí)點(diǎn)有機(jī)地結(jié)合起來，促進(jìn)學(xué)生更好地理解知識(shí)、應(yīng)用技術(shù)。

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