基于虛擬現實技術的機械制造實訓平臺的構建研究

摘 要：現如今，經濟的飛速發展對企業的要求日益提升，企業需要更多具備專業素質、較強工作能力的人才。然而，當前學校的教學模式很難滿足職場需求，學校的教育與實踐環節脫節，為了彌補這一缺憾，中職學校可以采取虛擬現實技術的機械制造實訓平臺的構建方式為學生提高實訓機會，使其能夠真實地感受工作內容和工作步驟，從而在實訓的過程中，提高知識技能水平，另外，這一平臺的構建也能提高學校的教學效率，有利于培養出更多的專業型人才。

關鍵詞：虛擬現實技術;機械制造;實訓平臺

近幾年，由于中職學校擴招，學生人數增加，教學壓力隨之加大，加上，學校缺少教育經費有限，實訓基地設備落后、更新緩慢，導致實訓基地難以滿足當前實習需求，學生的實訓難題長期困擾中職院校相關課程的開展。基于這種情況，校方應當充分利用虛擬現實技術進行機械制造實訓平臺的構建，為學生提供更多的學習機會，使廣大學生在虛擬崗位中完成實訓要求，有利于學校提高教學水平。因此，對于學校而言，虛擬實現技術平臺的構建是當前需要深入研究的項目之一，這一平臺的構建有著重要的意義。

一、 當前機械制造實訓教學現狀分析

當前，大部分中職學校都建立了實訓基地，然而，立足于實訓基地根本教學而言，依舊存在諸多問題。其一，學校建設機械制造實訓基地需要提高運營成本，只有投入大量的資金，才能完成廠房的構建、設備的購買以及實訓人員的配置。對于實訓基地的建造，需要學校投入大量的時間和金錢，學生的實訓成本提高，此外，刀具材料的消耗和磨損嚴重，如若校方及時更換相應器材設備，也將提高投入，反之，如果學校不定期更換，學生的實訓效果將會受到影響。其二，校內實訓僅是對操作能力的訓練，學校對于學生實訓操作的要求與實際中企業的生產要求很難達成統一，學生在實訓基地并不能感受到企業工作的緊迫性，也無法掌握專業技巧。其三，大部分學校都選擇使用仿真軟件代替實際設備，盡管這些軟件能夠大致模擬零件和輪廓，卻存在幾項較大的缺陷，如，工藝性差，學生很難精準地得出齒零件的尺寸，其測量存在誤差，另外，學生無法親身感知車間環境，例如，刀具磨損等聲音的異常，這也將影響學生的操作規范，甚至會威脅學生的實訓安全。其中，最為重要的一點是，學生使用模擬軟件進行訓練，無法保證學生熟練地掌握技術與工藝。其四，學生參與校外的實訓，只能參與到某些環節中，并不能完整的體驗該崗位的整體工作細節，另外，大部分企業對于學生的培養重視程度低，企業注重生產任務，忽略學生的體驗，導致實訓效果受到影響。其五，學校教師缺少企業工作經驗，只能對學生進行知識層面的指導，并不能針對企業需求培養出高素質的崗位人才。

二、 虛擬現實技術的機械制造實訓平臺的構建相關研究

（一）對市場數據進行調查，確定機械制造職業崗位群

為了提高虛擬制造實踐平臺的科學性與合理性，相關調研組需要組織工作人員對機械制造行業的崗位進行市場調查。機械制造崗位較多，其中包括汽摩配、家用電器、服裝、機械、機床設備等行業，這些行業與其有著密切的關系，相關調研人員需要深入到以上行業中，對其企業實際情況進行調研，根據企業實踐專家的協助，歸納和總結調研成果，抓住當前機械制造職業的崗位需求，合理進行實訓平臺的構建，通過總結確定普機操作工、數控操作工、檢驗員、工藝員等崗位，使相關學生專業學生能夠在實訓的過程中提高專業技能，夯實理論基礎。

（二）充分分析崗位要求，根據要求布置虛擬實訓情境

學校構建模擬實訓平臺構建的目的，就是讓學生能夠親身感受職業環境中，員工的日常工作。因此，相關構建人員需要在實訓場景布置中，提高工作環境的還原度，保證工作環境的真實性和工作流程的完整性，其中，環境布置主要指的是軟件環境，是相關設計人員對于虛擬環境的設計與布置，保證其工作環境能夠與企業的環境相契合，設計人員可以將學生的角色設計為某一企業的某個崗位，通過該崗位的工作步驟為其進行虛擬場景的布置，使學生能夠完整地了解該企業的工作流程。例如，操作工的主要工作步驟便是生產準備、生產過程以及生產結束三個階段。設計人員可以將其進行拓展，三個環節中的細節通過IT技術對其工作流程進行統一管理，從而達到預期的虛擬實訓目的，使其能夠在崗位中掌握工作技巧。

（三）在實訓中穿插了大量輔助學習內容，提高實訓科學性

當前，虛擬實踐平臺的構建并不是簡單的數字化工廠，虛擬實訓平臺是工作平臺，又是學習平臺，能夠提升學生的綜合素質，使其在實訓的過程中夯實基礎，掌握工作技巧。大部分企業的工人或者企業中的技術人員需要經過系統的培訓，才能完成一項較為復雜的工作，學生進行模擬實訓也是如此，需要相關教師對學生進行培訓，平臺工作任務以及工作內容進行系統學習和培訓，保證學生能夠掌握工作技巧，學習內容主要包括工作步驟的示范以及在崗位中需要使用的相關技能技巧，此后，教師還可以有效地進行教學拓展。對于工作步驟的示范，教師可以采取圖文以及視頻結合的方式，通過交互軟件展現給學生，教師對于學生的拓展應采取引導的形式，引導學生查閱相關資料，這種模式能夠提高學生的探索意識，與直接將答案告訴學生相比，引導的模式更能提高學生的學習主動性，如此一來，學生在虛擬實訓基地中進行實踐，也不再是簡單的模仿操作，有利于教師培養學生的解決問題能力，其工作能力也更加系統化。

三、 總結

綜上所述，虛擬現實技術的實訓基地構建與傳統實訓模式相比，有著明顯的優勢和特點，它能仿真職業工作場景，對學生掌握工作步驟、工作內容有著重要的意義。因此，中職學校將虛擬現實技術引入到機械制造實訓中是一個有益的決定，這種實訓模式能夠提高現代化教學水平，提升學生職業素養，還有助于教育與工作的“零對接”，有利于為社會輸送出更多的專業型人才。

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作者簡介：

袁斌，貴州省黔東南苗族侗族自治州，黔東南州工業學校（黔東南技師學院）。