談技工院校課程虛擬實驗教學

前言：想要寫出一篇引人入勝的文章？我們特意為您整理了談技工院校課程虛擬實驗教學范文，希望能給你帶來靈感和參考，敬請閱讀。

【摘要】以淄博市技師學院為例，基于十多年理論研究與實踐教學經(jīng)驗，對該校學生學習現(xiàn)狀及學院實驗教學狀況進行分析，探索如何讓學生能夠在以后的工作中更好地運用相關的知識。

【關鍵詞】虛擬教學；技工；一體化

引言

目前，國內(nèi)外研究機構在虛擬實驗教學方面進行了多方面的研究，但是在研究過程中受到所用設備的復雜性和實驗方法的多樣性的限制，在教學過程中基于虛擬實驗教學的研究都還處于剛剛起步階段。在國內(nèi)，眾多大學和科研機構建立了虛擬實驗教學中心，在網(wǎng)絡虛擬實驗方面進行了研究，如江蘇省建立了機械工程虛擬仿真實驗教學共享平臺，吉林大學建立了機械虛擬仿真實驗教學中心等，這些都是在虛擬實驗教學方面進行的探索。在國外，很多大高校及研究機構都進行了相關的探索和實踐，如美國StevensInsti-tuteofTechnology和美國自然科學基金（NSF）新加坡國立大學。

1教學過程中存在的問題

淄博市技師學院是國家級重點技工學院之一，是山東省首批技工教育特色名校和齊魯技能大師特色工作站和淄博市綜合性公共實訓基地。自2009年開始，該院根據(jù)人社部的要求，在符合條件的系部開展“一體化”教學探索，在初期，采用的是理論學習和實踐操作相結合的方式，在探索過程中發(fā)現(xiàn)存在較多問題。

1.1實訓設備投資巨大

在教學過程中需要采購大批實踐教學設備，許多設備價格昂貴，比如實踐操作過程中需要購買各類機床設備。購買的DMG五軸加工中心及相關配套，耗資約300余萬，由于只有一臺設備，只能允許部分學生進行操作實踐；電氣工程系機床維修專業(yè)花費2萬余元購買的加工中心主軸，進行主軸裝拆實踐，但是同一時間段內(nèi)進行實踐訓練的學生只有幾個；機械工程系購買的四臺3D打印機，打印一件簡單的工件需要6h左右，在實踐過程中能夠進行操作練習的學生及時間比較少。

1.2實訓耗材利用率不高

在實踐操作過程中，實習耗材損耗大。數(shù)控工程系在進行數(shù)控加工過程中，操作不同的機床需要購買不同刀具進行加工，每臺機床配備不同種類的加工刀具，少則十幾把多則上百把。不同刀具價格也不同，便宜的幾十元，較貴的如DMG五軸加工中心所用刀具及夾具每套需幾千元。同時，在使用過程中，刀具屬于損耗品，每把刀具都有理論加工時間，當超過理論加工時間后，需要更換新的刀具進行加工。

1.3操作不熟練造成人身傷害及設備損壞

在實踐操作過程中，操作不熟練、危險性高。在初學時，學生只掌握相關的理論知識，并沒有進行實操訓練，由于不熟悉及思想緊張，容易造成加工過程的誤操作。在加工過程中，主軸轉速低則每分鐘幾百轉，高至幾千轉，在主軸高速旋轉時，如意外出現(xiàn)刀具破碎、工件夾持不牢固、程序輸入時尺寸輸入錯誤、對刀錯誤等問題時，容易出現(xiàn)車床損壞或者人身事故。

1.4教學效果評價不客觀、不直接

在教學過程中，對于學生的學習掌握情況不能較快地做出評價，學生無法根據(jù)教師的點評對錯誤進行改正。在教學設備允許的情況下，需要等到所有學生都進行操作后，教師才能對本次教學進行評價，點評每一位學生，對學生在操作過程中出現(xiàn)的錯誤進行指正。但是，由于設備少，當所有學生完成操作練習后，本次實訓時間也就結束了，學生無法根據(jù)教師的點評進行加強性、針對性的練習。

2虛擬實驗教學融入

“一體化”教學的優(yōu)勢在該院教學中，通過“一體化”教學可以使學生更直觀地理解課本中所講的基本原理和基礎知識。CA6140臥式車床主軸箱內(nèi)結構復雜，能夠讓學生更容易理解機構與機構的相互關系，特別是主動軸滑移齒輪的結構、從動軸與主動軸的動力傳遞情況，熟悉CA6140臥式車床主軸箱的拆卸和安裝過程，為學習理論的應用打下堅實的基礎。在之前傳統(tǒng)教學實踐中，學生主要是到實訓車間面對真實的CA6140車床主軸箱，在教師的帶領下對其進行裝拆實踐，這種方式雖有真實感強、學生能夠真實地裝拆機器等優(yōu)點，但也存在花費時間長、學生的學習注意力容易被其他事情吸引、要求教師的實操能力高等不足。技工院校的教師不僅應具備扎實的理論教學能力，同時還應該具備實踐教學能力，合格的教師應該是“一體化”的教師，從學習初期就培養(yǎng)學生的動手能力和創(chuàng)新精神。學生通過參加這些科研實踐活動，有機會接觸到原理在各類機器中的應用狀態(tài)，了解所使用機器的各類構造和原理，激發(fā)學習研究興趣。結合該院“一體化”教學，虛擬實驗教學與實習實踐教學相比較，虛擬實驗教學存在諸多優(yōu)勢。

2.1減少實訓設備的資金投入

彌補了在“一體化”教學過程中實驗、實訓設備不能滿足全部實習學生的實踐操作的問題，提高了學生的實驗實踐能力。由于一體化教學的硬件投入需要大量的資金，一體化教學中硬件儀器設備均存在設備老舊、設備故障頻發(fā)的問題，再加上設備維修不及時，能夠用于正式教學的臺套數(shù)不足，致使在學生做實踐操作時每組人數(shù)過多，每個學生需要較長的等待期等問題，因此采用以虛擬仿真軟件代替實際硬件設備的辦法往往最為有效。

2.2避免實訓耗材的無效損耗

解決學生在進行實踐操作過程中，設備及實踐材料實習耗材損耗多、操作過程危險度高、實踐過程中無法對操作加工進行詳細記錄等問題。一些風險系數(shù)比較大同時要求有一定操作基礎進行操作的設備，例如數(shù)銑加工中心、電火花機床等設備存在操作危險、操作不熟練易出問題、實習耗材價格昂貴等問題，在實踐操作時學生容易出現(xiàn)誤操作，造成機器設備損壞和人身事故，如采用虛擬實驗教學則可以有效規(guī)避風險，同時還能增加學生的練習次數(shù)，提高操作熟練度。

2.3促進教學、科研及學生實踐結合

虛擬實驗教學的實現(xiàn)，能促進教師的教學、科研與學生的實踐學習相結合，有利于學生能力和學院師資的培養(yǎng)。淄博市技師學院各系在教學過程中采用虛擬仿真軟件進行教學，不僅能夠讓教師在教學、科研等方面獲得較大的成效，而且能夠促進教師團隊間的合作及溝通。

2.4考核更加客觀、及時

虛擬實驗在教學中的廣泛應用，采用系統(tǒng)自帶的教學效果考核、評價和反饋系統(tǒng)，能夠更快地讓教師和學生了解自身的不足，及時就相關問題進行改進。教師不再受限于硬件的多少，能夠在同一時間對所有學生進行考核，促進教師及時發(fā)現(xiàn)存在的問題并及時解決。

3結語

現(xiàn)代教學理念應該順應時展潮流，積極發(fā)展互聯(lián)網(wǎng)+教學模式。虛擬實驗教學是淄博市技師學院教學“一體化”改革的重要組成部分，可以更好地整合各系部的教學資源，發(fā)揮更大的作用。虛擬實驗教學服務各個專業(yè)的學生，受益面廣，適合于學生綜合素養(yǎng)的培養(yǎng)，特色顯著。

參考文獻

[1]許衛(wèi)明,吳軍強,汪承焱.虛擬實驗教學管理平臺的研究與實現(xiàn)[J].福建電腦,2013(6):69-70,130.

[2]張紅,徐慧平,肖波,等.淺談關于做好電路實驗教學的幾點建議[J].實驗科學與技術,2018(2):121-123.

[3]田孝文.“電路分析”課程實驗教學模式分析[J].無線互聯(lián)科技,2019(2):88-89.

作者：陳修剛 單位：淄博市技師學院