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

陳登曜

摘要：虛擬仿真技術(shù)是現(xiàn)代高科技互聯(lián)網(wǎng)機(jī)械化下的產(chǎn)物，利用網(wǎng)絡(luò)科技的虛擬性和精確化將這種技術(shù)應(yīng)用于數(shù)控等專業(yè)教學(xué)，可以幫助學(xué)生在學(xué)習(xí)理論的同時(shí)，通過(guò)模擬實(shí)踐操作，加深學(xué)生對(duì)于數(shù)控教學(xué)的認(rèn)識(shí)與理解，進(jìn)而突破數(shù)控知識(shí)學(xué)習(xí)的難點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：虛擬仿真系統(tǒng)教學(xué)法；職高；數(shù)控教學(xué)

中圖分類號(hào)：G632.0文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1992-7711（2020）06-0140

職高技術(shù)教學(xué)需要跟隨時(shí)代發(fā)展的潮流進(jìn)行調(diào)整，數(shù)控知識(shí)學(xué)習(xí)不能僅靠簡(jiǎn)單的理論化教學(xué)引導(dǎo)學(xué)生，而是要依靠指導(dǎo)學(xué)生在實(shí)際操作中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，在一次次的動(dòng)手探索中，逐漸理解每一個(gè)數(shù)控環(huán)節(jié)中的細(xì)節(jié)部分，加深對(duì)于理論知識(shí)中的重難點(diǎn)理解，從而做到真正的知識(shí)掌握。

一、利用虛擬仿真教學(xué)對(duì)學(xué)生展開(kāi)模擬實(shí)踐教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生真正動(dòng)手參與

數(shù)控教學(xué)是機(jī)械分支中的一種，該項(xiàng)技術(shù)的學(xué)習(xí)，是為了利用現(xiàn)代化的先進(jìn)技術(shù)將機(jī)械操作中的諸多步驟精確化，這樣才能控制產(chǎn)品的精細(xì)化以及之后產(chǎn)品的使用質(zhì)量。職高中的數(shù)控教學(xué)更多的是培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐操作能力，使學(xué)生在進(jìn)入社會(huì)工作中，能夠利用教師所教學(xué)的內(nèi)容，更好的控制數(shù)控機(jī)械操作中的每一個(gè)細(xì)節(jié)部分，以此確保自己制作出的產(chǎn)品質(zhì)量能夠最優(yōu)質(zhì)。在大多數(shù)職高學(xué)校中，因?yàn)榉N種原因，很多學(xué)校還在采用之前的理論化教學(xué)方式，這種教學(xué)方式雖然可行，但是學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中沒(méi)有經(jīng)過(guò)系統(tǒng)的操作，很難使學(xué)生在文字理論的教學(xué)中真正認(rèn)識(shí)到數(shù)控知識(shí)每一個(gè)細(xì)節(jié)部分，所有學(xué)習(xí)都只是停留在最淺層的認(rèn)識(shí)中，就連很多數(shù)控設(shè)備也都是依靠教材中的插圖才有所認(rèn)知，這種方式的教學(xué)，會(huì)使學(xué)生日后進(jìn)入社會(huì)只會(huì)紙上談兵。因此，想要促使學(xué)生真正的理解和學(xué)習(xí)到細(xì)致化的數(shù)控知識(shí)，虛擬仿真教學(xué)技術(shù)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)至關(guān)重要，教師可以利用虛擬教學(xué)，在電子屏幕上向?qū)W生展示數(shù)控教學(xué)中的技術(shù)操作，并讓學(xué)生也利用該項(xiàng)技術(shù)操作，在不斷的實(shí)踐動(dòng)手中，加深學(xué)生對(duì)于數(shù)控操作的認(rèn)知，這樣的職高學(xué)生在就業(yè)之后才能真正的熟練工作。

例如，教師在向?qū)W生講解數(shù)控加工螺管機(jī)械零件x值與y值的相關(guān)知識(shí)時(shí)，首先教師可以向?qū)W生講解完整個(gè)螺管雙值理論的教學(xué)部分，讓學(xué)生先通過(guò)理論化的教學(xué)對(duì)“螺管機(jī)械”數(shù)控加工有一個(gè)大概的認(rèn)知，之后教師再利用電子屏幕與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將虛擬仿真系統(tǒng)教學(xué)模式成功模擬到電子屏幕上，電子屏可以通過(guò)指尖觸碰進(jìn)行操作，教師可以利用電子屏幕的這一特點(diǎn)，對(duì)學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)，教師通過(guò)模擬技術(shù)，模擬出一個(gè)現(xiàn)實(shí)加工的“螺管”零件的具體操作，在操作過(guò)程中，x值代表橫度向的控制，y值代表縱值的控制，這些都需要對(duì)學(xué)生講解，對(duì)于很多x值與y值在調(diào)動(dòng)的時(shí)候容易產(chǎn)生誤區(qū)的地方，教師可以通過(guò)模擬技術(shù)，向?qū)W生展示當(dāng)一方偏大時(shí)會(huì)產(chǎn)生的螺管厚度不均勻錯(cuò)誤操作的后果，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到在數(shù)控操作中細(xì)節(jié)決定成敗，最后教師模擬教學(xué)完成之后，再讓學(xué)生一一上臺(tái)進(jìn)行模擬訓(xùn)練，使學(xué)生在不斷的實(shí)踐動(dòng)手中認(rèn)識(shí)到數(shù)控的每一個(gè)細(xì)節(jié)部分。

二、利用虛擬教學(xué)鍛煉學(xué)生的動(dòng)手加工安全程度

在數(shù)控機(jī)床等實(shí)踐教學(xué)中，實(shí)際的動(dòng)手操作有一定的危險(xiǎn)性，在以往的很多數(shù)控機(jī)械教學(xué)中，有部分學(xué)生因?yàn)闆](méi)有按照教師的指導(dǎo)進(jìn)行操作，甚至有的學(xué)生故意將一些步驟做錯(cuò)為了玩耍，但是數(shù)控機(jī)床不同于其他玩具，這種實(shí)踐操作具有相當(dāng)大的危險(xiǎn)性，并且數(shù)控機(jī)床等設(shè)備造價(jià)過(guò)高，一旦學(xué)生哪一步走錯(cuò)，就很有可能造成機(jī)器的損傷，最終造成不可挽回的損失。因此，為了避免這種慘狀的發(fā)生，教師需要利用虛擬仿真技術(shù)教學(xué)替換實(shí)踐機(jī)床教學(xué)，以此降低學(xué)生在實(shí)踐教學(xué)中的危險(xiǎn)系數(shù)，幫助學(xué)生完成實(shí)踐操作目的，加深其數(shù)控知識(shí)的學(xué)習(xí)。數(shù)控機(jī)械教學(xué)的教學(xué)方式更加偏向于數(shù)控實(shí)踐動(dòng)手加工，動(dòng)手加工的過(guò)程中，材料的損耗也是很多職高學(xué)校的頭疼點(diǎn)，畢竟每一個(gè)實(shí)驗(yàn)器材和材料都具有相當(dāng)高的得成本，一旦開(kāi)始教學(xué)，大部分學(xué)生制造的產(chǎn)品都是殘次品，并且還會(huì)多次重復(fù)使用，使學(xué)校的教學(xué)成本被不斷拔高。

例如，教師在指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)利用數(shù)控技術(shù)制造打磨“刀具”時(shí)，首先刀具的制造中，機(jī)械化打磨是一道非常關(guān)鍵的步驟，大部分學(xué)生在制作的過(guò)程中，由于動(dòng)手操作的過(guò)程沒(méi)有按照教師的指導(dǎo)來(lái)走，所以最終就會(huì)造成很多危險(xiǎn)發(fā)生。因此，教師可以利用虛擬仿真技術(shù)，在電子以及VR環(huán)境中，模擬出一個(gè)具有一定numerical value的數(shù)據(jù)打磨工具模型，并模擬機(jī)械打磨刀具的現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景，讓學(xué)生在模擬環(huán)境中動(dòng)手練習(xí)操作，在操作中教師要讓學(xué)生明白，打磨刀具時(shí)需要用到“可編程序化設(shè)計(jì)”技術(shù)，這樣在虛擬環(huán)境中，學(xué)生就可以編寫(xiě)代碼程序，操控機(jī)床打磨刀具。

三、利用虛擬仿真技術(shù)創(chuàng)設(shè)細(xì)節(jié)教學(xué)

數(shù)控技術(shù)本身的特性就是細(xì)致，具體的細(xì)致誤差大都控制在萬(wàn)分之一甚至十萬(wàn)億萬(wàn)分之一上，爭(zhēng)取做到零誤差，這樣才能保證所生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量不會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題?，F(xiàn)在很多數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品大都是用在一些高精端產(chǎn)品上，這種環(huán)境下，對(duì)于零件的每一個(gè)細(xì)節(jié)要求都是極高的，所以教師在對(duì)學(xué)生進(jìn)行教學(xué)時(shí)，一定要從每一個(gè)細(xì)節(jié)上去做文章，讓學(xué)生真正認(rèn)識(shí)到每一個(gè)零件中的細(xì)節(jié)。傳統(tǒng)的數(shù)控教學(xué)，由于技術(shù)與環(huán)境的雙重限制，很難產(chǎn)生細(xì)致化教學(xué)，每一次細(xì)致教學(xué)都是十分有限的，因此為了避免這樣的場(chǎng)景再現(xiàn)，教師需要借助一些輔助設(shè)備幫助自身的教學(xué)，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到每一個(gè)細(xì)節(jié)中零部件的變化，以及每一個(gè)零部件上的具體細(xì)節(jié)控制，這樣才能保證學(xué)生在之后的實(shí)踐操作中，能夠把誤差控制在最小的范圍之內(nèi)，所做出的產(chǎn)品達(dá)到最優(yōu)質(zhì)化的狀態(tài)。

例如，教師可以利用虛擬仿真技術(shù)教學(xué)，對(duì)學(xué)生進(jìn)行“螺母紋路”細(xì)致化教學(xué)。首先教師可以在網(wǎng)絡(luò)上尋找一些教學(xué)過(guò)程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)的“螺母”部件，螺母部件中的每一個(gè)紋路的間距都需要絕對(duì)的精確控制，教師利用仿真模擬技術(shù)，將每一種螺母的紋路錄制到模擬環(huán)境中去，在模擬環(huán)境中對(duì)螺母的每一條紋路的細(xì)節(jié)進(jìn)行放大刻畫(huà)，并將螺母紋路細(xì)節(jié)展示給學(xué)生，讓學(xué)生通過(guò)不斷的放大縮小來(lái)控制每一個(gè)螺母上的紋路變化，從而真正的精確認(rèn)識(shí)螺母的每一個(gè)細(xì)節(jié)點(diǎn)。

總而言之，虛擬仿真技術(shù)在職高數(shù)控教學(xué)中的應(yīng)用，是一項(xiàng)非常關(guān)鍵的步驟，利用這種方式，教師可以提升學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐操作能力，幫助學(xué)生更好的理解和學(xué)習(xí)數(shù)控知識(shí)。

（作者單位：浙江省樂(lè)清市虹橋職業(yè)技術(shù)學(xué)校325600）