面向“互聯網+”的高職跨平臺數控機床裝調教學軟件開發研究

曾欣 宋寧 夏謙 王天兵

[摘 要] 面向互聯網+高職教育研究模式開發的數控機床裝調仿真系統，主要基于Unity3D軟件，綜合了3D和互動仿真兩大先進技術，能夠運行在各個主流平臺和網絡上，在軟件應用中主要通過兩個途徑實現其社會價值和經濟效益，一是為數控機床生產、維護和應用的企業提供員工培訓，通過縮短培訓時間、降低培訓費用、提高員工的熟練程度和技術水平來取得經濟效益；二是通過Windows，Android，IOS，iPhone以及Web等多個平臺的軟件發布，向國內高職院校中開設有數控技術專業或者數控機床裝調課程的相關師生使用。

[關 鍵 詞] 互聯網+；高職；跨平臺；機床裝調；教學軟件

[中圖分類號] G712 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603（2016）16-0148-02

一、“互聯網+”與我國高職職業教育現狀

（一）“互聯網+”與“互聯網+高職教育”智慧教育系統

“互聯網+”是對創新2.0時代新一代信息技術與創新2.0相互作用共同演化推進經濟社會發展新形態的高度概括。國內“互聯網+”理念的提出，最早可以追溯到2012年11月第五屆移動互聯網博覽會，當時提出移動互聯網的本質，離不開“互聯網+”，在未來“互聯網+”公式應該是我們所在的行業的產品和服務，在與我們看到的多屏全網跨平臺用戶場景結合之后產生的這樣一種化學公式。

2015年3月5日上午十二屆全國人大三次會議上，李克強總理在政府工作報告中首次提出“互聯網+”行動計劃。李克強總理所提的“互聯網+”與較早相關互聯網企業討論聚焦的“互聯網改造傳統產業”基礎上已經有了進一步的深入和發展。智慧教育系統正是基于“互聯網+教育”，讓大數據、云計算、互聯網與人才培養緊密相連的智慧系統。該智慧教育系統的建成，將讓學生靈活采取課堂學習、數字學習與泛在學習方式，通過虛擬實境私人訂制獲得適才適所的個性成長和能力發展；使教師的教學和科研更有效果、更有廣度、質量和針對性；學校管理者能更快地掌握全校的教學信息及企業信息，增強職業教育適應人才市場需要的針對性與支撐產業發展的吻合度；搭建了校企通道，企業選人更準確；政府將更快速地了解人才培養和供給信息。

（二）我國高職職業教育現狀和發展規劃

教育部、國家發展和改革委員會、財政部、人力資源和社會保障部、農業部、國務院扶貧辦組織編制的《現代職業教育體系建設規劃（2014-2020年）》指出：加快發展現代職業教育是黨中央、國務院做出的重大戰略決策。現代職業教育是服務經濟社會發展需要，面向經濟社會發展和生產服務一線，培養高素質勞動者和技術技能人才并促進全體勞動者可持續職業發展的教育類型。建立現代職業教育體系，是促進現代職業教育服務轉方式、調結構、促改革、保就業、惠民生和工業化、信息化、城鎮化、農業現代化同步發展的制度性安排，對打造中國經濟升級版，創造更大人才紅利，促進就業和改善民生，加強社會建設和文化建設，滿足人民群眾生產生活多樣化的需求，實現中華民族偉大復興的中國夢都具有重要意義。

抓住發展機遇，站在經濟、社會和教育發展全局的高度，以戰略眼光、現代理念和國際視野建設現代職業教育體系，加快發展現代職業教育，是促進教育公平、基本實現教育現代化和建設人力資源強國的必然選擇。

二、高職數控機床裝調課程教學現狀

數控機床作為數控加工中重要的一種加工設備，數控機床的檢修由于設備硬件本身的復雜性，以及設備自身、機床加工工藝性和成本等多重因素的影響，一般操作員和大部分沒有經過長時間生產一線實際鍛煉的人員難以直接掌握數控機床檢測及裝調其中的關鍵技術，影響了對其的深入了解。

在傳統培訓數控機床維修、裝調過程中，由于硬件和管理的限制，不便于長期反復拆卸，實踐動手操作都是一個兩難的選擇：不反復實際拆裝機床，難以真正掌握實用技術；反復拆裝機床，將對機床的精度和加工工藝性造成難以估量的傷害，而且增加企業和高職院校運行成本，不利于人才培養。目前，國內和國際關于數控設備的仿真虛擬技術的應用都集中在數控加工與編程上，而在檢修和裝調的仿真上則幾乎是一片空白。另一方面，由于受到歷史技術條件的限制，以往的虛擬仿真都集中在Windows為主的PC平臺上，而隨著移動終端市場的崛起，移動平臺成為一種使用更方便，應用更廣泛的平臺，而數控虛擬仿真軟件在這方面完全是一片空白，數控機床的檢修仿真軟件在這里也是一片空白。

數控機床裝調在高職數控、機電等專業的教學中，無論是對于教師還是學生，都是枯燥的計算和空洞的概念。目前的教學方法主要集中在多媒體教學方式，由教師播放PPT、視頻等資料幫助學生學習。這一局面將在跨平臺數控機床裝調教學軟件出現后得以改變。

三、基于“Unity 3D”的跨平臺數控機床裝調教學軟件特色與創新

跨平臺數控機床裝調教學軟件研發是基于Unity3D的3D引擎技術，著力于開發一套能夠在Windows，Mac，Linux，Android，IOS，iPhone等絕大多數主流平臺上運行的數控機床裝調仿真系統，模擬實際工作狀況，解決數控機床裝調、檢修、維護等培訓項目的難題。

隨著移動終端市場的崛起，移動平臺成為一種使用更方便，應用更廣泛的平臺，通過跨平臺數控機床裝調教學軟件，可以應用于智慧互動教室及遠程學習，將未來教室、翻轉課堂、數字學習、行動學習和泛在學習等先進教育理念付諸現實。跨平臺數控機床裝調教學軟件更在云端儲存龐大資料庫達到數據資源共享化，實現大數據智能自動采集，真正實現不受時間、空間與地點限制的全方位學習。

1.創新地將虛擬現實技術應用到高職數控機床裝調教學中，為數控、機電專業的教學項目開啟新的方法理論。

2.將虛擬仿真技術應用到教學領域，可以為教學提供很多過去不可能提供的訓練場景，極大地豐富了教學內容。

3.在國內，首次將數控機床裝調教學軟件一次性地發布到多個主流平臺上，最大限度地突破了硬件的限制，使得眾多的學生用戶可以享受數控機床裝調教學軟件的應用。

基于Unity3D的跨平臺數控機床仿真系統軟件能夠對真正意義上實現“互聯網+教育”模式，將國內企業和高職院校相關專業的數控機床裝調教學培訓提供更直接、更豐富的接近真實體驗的教學場景，對于提高企業和高職院校教學的效果有重要的意義，對高職教學的發展具有一定的社會意義。該軟件不但能夠應用于企業新員工培訓和大型數控機床裝調培訓，也適用于高職、中職院校數控、機電專業的數控機床裝調課程教學，具有較為廣闊的推廣前景和社會效益。

四、跨平臺數控機床裝調教學系統開發路線與技術關鍵

（一）跨平臺數控機床裝調教學系統開發路線

1.根據圖紙，建立1～2種常見數控機床的三維模型，設計結構仿真動畫、故障仿真動畫。

2.將資源導入unity3D，設計交互程序。

3.根據主流平臺的特性，調試程序并將系統發布到Windows，Mac，Linux，Android，IOS，iPhone等主流平臺上。

4.開發面向“互聯網+教育”技術的數控機床裝調應用程序，能夠滿足高職數控專業學生數控機床裝調實驗實訓要求。

（二）跨平臺數控機床裝調教學系統開發技術關鍵和研究方法

1.設計數控機床模型和工作動畫。

2.交互情景設計與交互程序的設計。

3.針對各個平臺進行程序調試和修正。

基于Unity3D的跨平臺數控機床仿真系統軟件在互聯網工具上的正常運行，能夠對企業和學校相關專業的數控機床檢修培訓提供更直接、更豐富的接近真實體驗的培訓場景，對于提高企業和學校數控機床檢修培訓的效果有重要的意義，對數控機床的制造與服務業的發展具有深遠的社會意義。

參考文獻：

[1]林莉君，俞敏洪.互聯網+教育[N].中國科技日報，2015-03-10.

[2]魏娟，肖云娜.基于VERICUT數控機床仿真系統的建立與應用[J].機床與液壓，2007，35（11）.

[3]王喬峰，曹效英，路璐.“互聯網+教育”模式的發展情況分析[J].中國教育信息化，2015（15）.