楊鋒 侯巧紅 蘇玉珍
摘 要:虛擬現(xiàn)實技術(shù)包含了計算機、電子信息、仿真技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信等技術(shù);進入21世紀來,該技術(shù)快速發(fā)展并取得了一些突破。在高職教學中應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)也是教育發(fā)展的趨勢。本文首先闡述了《模具制造技術(shù)》課程教學中存在的一些問題,然后講解了虛擬現(xiàn)實教學的特點和優(yōu)勢,最后介紹了虛擬仿真在模具制造技術(shù)課程教學中的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞:虛擬現(xiàn)實技術(shù);模具制造;實踐教學;
一、《模具制造技術(shù)》課程教學現(xiàn)狀:
《模具制造技術(shù)》是高職模具設(shè)計與制造專業(yè)的骨干課,是專業(yè)崗位的第一核心課程。該課程是典型的理論與實踐相結(jié)合、貫穿工學合作理念、高度融合教學做一體化的課程;對于實現(xiàn)模具專業(yè)培養(yǎng)目標舉足輕重。現(xiàn)階段,在高校擴招和新冠疫情的雙重背景下,有以下幾點問題:
1、高職院校教學實驗設(shè)備不足,無法滿足每位同學實踐教學要求;
2、學生人數(shù)多,在規(guī)定的教學時長內(nèi),不能夠完成所有學生實踐操作任務(wù);
3、疫情嚴重區(qū)域,甚至出現(xiàn)無法線下教學的情況,只能進行線上教學,從而無法進行校內(nèi)實踐操作。
因此,這樣就使得學生只能減少實踐操作或者無法進行實踐操作,從而降低了其崗位實操能力。
二、虛擬現(xiàn)實技術(shù)的概述
虛擬現(xiàn)實技術(shù)(英文名稱:Virtual Reality,縮寫為VR),近幾年隨著計算機技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、5G通信等技術(shù)的發(fā)展使得VR得到了快速發(fā)展,2021年更是被認為是虛擬現(xiàn)實的元宇宙元年。
用戶沉浸在“真實的”虛擬環(huán)境中,與虛擬環(huán)境進行了各種交互感知,從定性和定量綜合集成的環(huán)境中得到感性和理性的認識,從而可以深化概念、萌發(fā)新意,產(chǎn)生認識上的飛躍[1]。在虛擬世界中突破了學校場地的限制,設(shè)備的限制等教學資源的不足。同學們在課堂上可以在虛擬的實踐工廠與實驗設(shè)備進行互動,老師可以在旁解答并輔助學生完成相關(guān)實踐教學;課下也可以在虛擬實踐工廠完成其它教學任務(wù)或者進行產(chǎn)品創(chuàng)新性設(shè)計和制造學習。
三、虛擬仿真技術(shù)在模具制造技術(shù)課程教學中的應(yīng)用
現(xiàn)有的模具制造技術(shù)虛擬仿真平臺還達不到虛擬現(xiàn)實技術(shù)的要求,但已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)從模具的選材、設(shè)計、加工到模具裝調(diào)和試模等全流程都與企業(yè)相一致。虛擬仿真平臺結(jié)合學校教學需要,進行相應(yīng)的仿真實訓,并能記錄學生在仿真實訓過程中的相關(guān)記錄,以便老師進行核查。主要有以下幾個實踐環(huán)節(jié):
1、在模具識圖實踐環(huán)節(jié)。通過觀察模具零件二維圖紙與模具實物相比較,使學生快速了解模具零件形狀和尺寸。
2、在模具零件加工環(huán)節(jié)。通過1:1仿真的生產(chǎn)機床對模具零件進行加工,能夠完成數(shù)控車和數(shù)控銑削零件的實踐操作。在加工過程中,可以暫停觀察產(chǎn)品形狀是否合理;還可以重新修訂數(shù)控程序,進行重復加工虛擬毛坯,驗證程序是否合理。
3、在注塑機實操環(huán)節(jié)。我們以1:1動畫的方式來展示注塑模注塑成型的過程,給學生直觀的印象,便于學生了解注塑模的類型。
4、在模具拆裝實踐環(huán)節(jié)。模具庫中包含塑料模具和沖壓模具,在初步了解模具結(jié)構(gòu)后,可以對樣例模具進行虛擬拆裝,進一步的對模具的結(jié)構(gòu),組成、零部件有個直觀的了解。
虛擬仿真平臺針對各個環(huán)節(jié)中的知識點,建立對應(yīng)的考核點知識庫,學生可以根據(jù)老師的安排進行響應(yīng)的測評,老師來獲得對應(yīng)的學生對于理論知識點的掌握情況;使老師針對性加強講解學生知識盲點,從而提升其崗位綜合能力。
四、結(jié)束語
在教學領(lǐng)域中,虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用是虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用發(fā)展的更高階段。有的學科已經(jīng)應(yīng)用了虛擬仿真技術(shù),使得學生在虛擬環(huán)節(jié)中實現(xiàn)真正的理論與實操相結(jié)合,取得了良好的效果。對于模具制造技術(shù)類課程,我們也要做好準備,應(yīng)用虛擬仿真技術(shù)進行教學,真正實現(xiàn)理論與實踐相結(jié)合,使學生能夠身臨其境,熟悉模具生產(chǎn)全流程,掌握模具的工作原理和結(jié)構(gòu),提高自身的崗位綜合實踐能力。
參考文獻
[1]殷璟,徐曄.《模具制造技術(shù)》課程教學改革與實踐[J].寧波工程學院學報,2015,27(4):93-96
【基金項目】2021年度河北機電職業(yè)技術(shù)學院社科重點課題:高職《模具制造技術(shù)》課程基于“TVP”教學模式的研究,項目編號SD21011。
(作者簡介:楊鋒——男,1983年出生,河北機電職業(yè)技術(shù)學院,河北省高校金屬材料加工與數(shù)字化成型應(yīng)用技術(shù)研發(fā)中心成員,河北機電職業(yè)技術(shù)學院王建軍智能裝備技術(shù)工作室成員,研究方向為模具設(shè)計與制造)