技工院校焊接教學(xué)中虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用

（東營市技師學(xué)院，山東 東營 257091）

焊接是一種連接材料的方法，它是一種可靠而又精準(zhǔn)并且結(jié)合高科技的加工工藝，在連接金屬方面，焊接應(yīng)用最為廣泛，目前尚未有其他方法能夠超越焊接技術(shù)，而且焊接還能使產(chǎn)品增加附加值。所以在技工院校中，重要任務(wù)則是培養(yǎng)一批批具備高素養(yǎng)的焊接技術(shù)人才，以便滿足社會(huì)對(duì)焊接人才的需求。

一、什么是焊接模擬仿真教學(xué)

模擬仿真教學(xué)是在特定的環(huán)境和場地中運(yùn)用計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)、專家系統(tǒng)、虛擬焊接培訓(xùn)系統(tǒng)等，模仿出逼真的工作環(huán)境、真實(shí)的工作程序以及科學(xué)的動(dòng)作要求和技術(shù)指標(biāo)等。在此基礎(chǔ)上開展教學(xué)訓(xùn)練，模擬仿真教學(xué)，使焊接加工技術(shù)逐漸科學(xué)化。在計(jì)算機(jī)的作用下，學(xué)生可以進(jìn)行焊接實(shí)際訓(xùn)練，焊接過程的各種現(xiàn)象借助計(jì)算機(jī)可以實(shí)現(xiàn)數(shù)值模擬，也就能夠展開定量分析，為學(xué)生的訓(xùn)練提供技術(shù)支持，使得學(xué)生獲得專業(yè)的指導(dǎo)，能夠結(jié)合自己的學(xué)習(xí)規(guī)律參與訓(xùn)練活動(dòng)。

焊接質(zhì)量至關(guān)重要，所以對(duì)焊接技術(shù)有很高的要求，比如重要的壓力容器、焊接結(jié)構(gòu)等，如果存在焊接缺陷，就會(huì)引發(fā)嚴(yán)重的后果，而焊接培訓(xùn)教師作為學(xué)生的指導(dǎo)者，自身要有過硬的知識(shí)基礎(chǔ)，要有扎實(shí)的操作手法，焊接動(dòng)作要嚴(yán)格規(guī)范，這樣才能感染學(xué)生，使學(xué)生受到專業(yè)的指導(dǎo)，所以技工院校應(yīng)用焊接專業(yè)虛擬仿真技術(shù)是前衛(wèi)之舉，能夠順應(yīng)時(shí)代發(fā)展的潮流。焊接專業(yè)實(shí)踐性很強(qiáng)，如果技工院校在組織實(shí)踐活動(dòng)時(shí)，讓學(xué)生運(yùn)用真實(shí)的焊接設(shè)備和焊接材料，就會(huì)造成一定的經(jīng)濟(jì)壓力，而很多技工院校難以長期滿足眾多學(xué)生的實(shí)踐需求，也缺少充足的焊接工位?；诖耍瑢W(xué)生缺少實(shí)踐積極性，學(xué)習(xí)態(tài)度比較消極，而我國對(duì)于職業(yè)教育的重視逐漸加大。技工院校要結(jié)合學(xué)校資源不斷進(jìn)行教學(xué)改革，培養(yǎng)一批高技能、高素養(yǎng)，具有敬業(yè)精神的技術(shù)工人，這就顯現(xiàn)出焊接虛擬仿真技術(shù)的重要性。

二、采用焊接模擬仿真系統(tǒng)的教學(xué)效果

1.減少耗材，節(jié)省大量成本及培訓(xùn)時(shí)間

技工院校在傳統(tǒng)的環(huán)節(jié)教學(xué)中，要想培養(yǎng)出優(yōu)秀的焊工，以個(gè)人為例，需要?dú)v時(shí)4個(gè)月的培訓(xùn)，在培訓(xùn)期間消耗的材料上噸，除了材料以外，還會(huì)消耗大量的電能，總體而言所需的成本是很大的。這時(shí)就體現(xiàn)出焊接虛擬仿真技術(shù)的優(yōu)勢，不需耗材，也不需消耗電能，就能讓學(xué)生掌握初期的焊接操作技術(shù)。在此基礎(chǔ)上，技工院?？梢园才艑?shí)際操作，也可讓學(xué)生去實(shí)習(xí)車間頂崗操作，如此一來就節(jié)省了培訓(xùn)成本，還節(jié)省了很多培訓(xùn)時(shí)間。在未來的教學(xué)中，隨著焊接虛擬仿真技術(shù)越來越成熟，再加上創(chuàng)新與優(yōu)化教學(xué)方法，所取得的培訓(xùn)效果有很大的提升空間。

2.增強(qiáng)培訓(xùn)管理效果，遠(yuǎn)程監(jiān)控和控制指導(dǎo)

焊接實(shí)踐性很強(qiáng)，需要不斷訓(xùn)練才能提高技術(shù)水平，所以技工院校的教師要制定詳細(xì)的培訓(xùn)計(jì)劃，科學(xué)合理地安排訓(xùn)練內(nèi)容。由于學(xué)生具有差異性，存在不同的實(shí)踐能力，所以教師要因人而異，在整體訓(xùn)練的同時(shí)安排個(gè)性化訓(xùn)練，并且要使訓(xùn)練過程具有靈活性，根據(jù)訓(xùn)練結(jié)果，合理調(diào)整訓(xùn)練計(jì)劃，也可以鼓勵(lì)學(xué)生結(jié)合自身實(shí)情自主進(jìn)行訓(xùn)練。

傳統(tǒng)的焊接訓(xùn)練不僅耗時(shí)費(fèi)力，而且消耗大量的材料取得的訓(xùn)練效果也不理想，這是因?yàn)榻處熜枰獊砘刈邉?dòng)，很難兼顧每一位學(xué)生，只能通過最終的結(jié)果加以分析和判斷，很能讓教師真正了解學(xué)生的焊縫情況，也不了解學(xué)生的動(dòng)作是否規(guī)范，所以普通培訓(xùn)存在諸多弊端。而采用焊接虛擬仿真技術(shù)，能夠適時(shí)指導(dǎo)和控制學(xué)生的動(dòng)作，保證他們動(dòng)作能夠正確、標(biāo)準(zhǔn)，還可以跟蹤動(dòng)作工藝參數(shù)對(duì)學(xué)生已經(jīng)操作的動(dòng)作進(jìn)行回顧，便于師生展開詳細(xì)的分析。與此同時(shí)，師生也可參照各種焊接工藝參數(shù)的變化進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，使焊接動(dòng)作能夠規(guī)范、準(zhǔn)確。

3.改善學(xué)習(xí)環(huán)境，營造良好學(xué)習(xí)氛圍，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

針對(duì)機(jī)械專業(yè)對(duì)口工作而言，被公認(rèn)為焊接環(huán)境最差的工作，這是因?yàn)楹附訒r(shí)不可避免地會(huì)產(chǎn)生很多廢氣、噪聲，所以機(jī)械專業(yè)更應(yīng)發(fā)揮焊接虛擬仿真技術(shù)的優(yōu)勢，以便完善自身諸多的弊端。在焊接虛擬仿真軟件中，學(xué)生會(huì)進(jìn)入三維圖形界面，在人機(jī)交感設(shè)備的作用下，使學(xué)生感受到視聽結(jié)合的效果，這樣就避免學(xué)生在條件惡劣的環(huán)境中學(xué)習(xí)，使焊接實(shí)習(xí)搖身一變，成為具有趣味性的焊接課程。除此之外，還能分析學(xué)生實(shí)習(xí)情況，了解每一位學(xué)生的操作動(dòng)作。

4.焊接專業(yè)理論與技能一體同步，評(píng)估培訓(xùn)結(jié)果

虛擬仿真技術(shù)強(qiáng)調(diào)理論和實(shí)踐相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)二者的融會(huì)貫通，與此同時(shí)，還要將專業(yè)技能、基礎(chǔ)理論、技能目標(biāo)以及教學(xué)要求等相互融合，打造理論和實(shí)踐一體化的教學(xué)形式，結(jié)合實(shí)際崗位需求以及學(xué)生的能力設(shè)計(jì)培訓(xùn)內(nèi)容，使學(xué)生掌握扎實(shí)的焊接理論和基礎(chǔ)理論，還能掌握正確的操作動(dòng)作以及操作技能，讓他們成為知識(shí)與技能型人才。

焊接虛擬仿真系統(tǒng)具有很強(qiáng)大的功能，比如學(xué)生訓(xùn)練時(shí)，有時(shí)難免會(huì)做出一些錯(cuò)誤動(dòng)作，這時(shí)可以選擇動(dòng)作警示工具，讓系統(tǒng)能夠自動(dòng)糾正錯(cuò)誤動(dòng)作。比如沒有合理地設(shè)置焊接工藝參數(shù)時(shí)。在極限范圍中會(huì)不斷閃動(dòng)綠色光標(biāo)。假如，超出極限光標(biāo)就會(huì)變成綠色，這樣就能讓學(xué)生第一時(shí)間調(diào)整參數(shù)。最后，教師要結(jié)合學(xué)生的焊接結(jié)果進(jìn)行評(píng)估，讓學(xué)生了解自己的操作失誤步驟逐漸規(guī)范操作流。

結(jié)語

技工院校是重要的人才培養(yǎng)基地，涉及很多實(shí)踐性課程，焊接則是其中之一，相關(guān)教師要具備熟練應(yīng)用焊接虛擬仿真技術(shù)的能力，以便提高實(shí)踐教學(xué)效率，保證焊接技術(shù)教學(xué)的效果，使學(xué)生能夠成為高技能型人才。