數字化虛擬仿真技術在中職機械課程的構建

李端陽

為了進一步貫徹落實《遼寧省人民政府關于大力發展職業教育的意見》 ，推進新時代我省中等職業教育信息化發展，加快我省高技能人才的培養，支持和促進我省中等職業教育為振興遼寧老工業基地服務。在機械基礎教學課程中，要引入數字化虛擬仿真實訓技術，可以有效的提升教學效果，提高課堂教學的質量。為我省的現代化建設和企業生產發展提供既掌握專業理論知識，又具備精湛的操作技能的高技能人才。

技師學院是以培養及時、高技能技工為主的高等職業教育培訓機構，是高技能人才培養的重要基地，主要是為了培養我省現代化建設和企業發展生產急需的，既掌握專業技術理論、又具備精湛的操作技能，能夠在生產一線解決關鍵技術和工藝操作難題的高技能人才。

1 機械基礎課程在教學中的現存問題

1.1機械基礎課程的課程性質

機械基礎課程作為機械專業學生的入門學科，以理論知識較多，概念抽象不易理解，需要較強的形象思維能力才能更好的理解課本上的內容。而且由于機械的操作性比較強，學生們在入校之前也都未曾接觸過相關的知識。學生學習這些知識對他們來說會有一定的難度，學生在學習時會感到乏味，無法專心聽講，不能按時上交作業，所以會使學生對該們課程喪失信心，并且為后續的專業課程也帶來負面影響。而傳統的職業教育只注重在傳統的課堂教學模式下開展教學，老師作為教學的主導，運用多媒體手段也是只能暫時性的吸引學生的目光，時間長了以后這些有影響的多媒體資料反而成了學生的“催眠曲”，由于傳統的教學模式忽略了學生的主觀能動性，所以學生都沒有參與到現代的教學中來。但是由于機械基礎課程是第一學期就要學習的內容，所以去實習場參加實訓也是不現實的，只能對學生進行現場參觀的方式。那造成了沒有應用實踐教學來幫助學生加強理論的理解，沒有親自動手操作實踐，導致理論知識與實踐能力相脫節，無法培養學生的綜合素質。

1.2現代技師學院學生的特點

技師學院的學生的特點是學生知識水平普遍偏低，受文化教育時間較短，文化基礎較差，且多為獨生子女，一大部分為離異家庭，受社會和家庭的影響，感情意識也比較單薄，在學習上邏輯思維欠缺，不擅長理論學習，學習興趣不大，但是思維活躍，對周圍事物觀察入微，動手能力也很強敢于挑戰。所以形象生動的動態機械原理如果呈現的課堂，能夠吸引學生們的注意力和觀察力。也數字化仿真實訓技術如何在本課程的應用就顯得尤為重要。

1.3企業對人才的需求

隨著社會經濟結構的調整，社會對從業者的要求也發生了變化，社會缺的是具有技術等級的技術型人才，具有高技能，新技術以及具有熟練操作技能的應用型人才。像遼寧地區對中職生有較大的需求，尤其是對一線的技能人才需求量較大。職業院校是實現人才培養目標最有效的教育模式，要培養學生的動手能力和操作基本技能，所以輸了要求學生深入理解相關的概念和理論外，還需要從業者具備熟料的解題思路，解題技巧。除了邏輯思維能力外，還應該提高分析能力，計算能力和繪圖能力。所以就要求在教學中有意識的引入一些工程相關問題。如何充分利用了學校與企業不同的教育環境和資源，將課堂理論學習與企業實際工作緊密結合成為了目前急于解決的問題。

2 數字化虛擬仿真技術在中職課程中的構建

2.1配備數字化虛擬仿真實訓基地

“職業教育數字化虛擬仿真實訓基地”是指：以高水平、高技術的數字化虛擬仿真實訓軟件系統應用為核心，以網絡平臺為媒體通道、突出虛擬仿真操作優勢，能夠形成虛實結合、優勢互補，在職業教育教學改革中發揮示范作用。主要通過數字化虛擬仿真實訓技術，如虛擬仿真車床，虛擬仿真儀器，虛擬仿真車間等，具備交互與考核功能的軟件系統。數字化虛擬仿真實訓技術在中職機械基礎課程中的構建，讓教學課堂更加的生動，教學質量也有效的提升。

2.2數字化建模與虛擬仿真技術

隨著計算機技術的快速發展，采用數字化建模與虛擬仿真技術來分析問題和解決問題已經逐漸的普及。我們將數字化建模與虛擬仿真技術應用在機械基礎專業課的課堂中，能更好的幫助學生理解、分析問題，提高課堂教學效果。數字化分析技術能夠通過計算機建模，來構建一個虛擬的工作、實驗或者實訓場景，在課堂中實現情景設計。就如游戲一般，讓學生們能夠親身感覺到在工作崗位的工作內容，產生自主探究和學習的興趣。

例如在給我校數控班學生講解《機械基礎》中第六章的輪系、第十章的軸和第十一章的鍵，我們利用PPT等多媒體手段只能被動的讓學生接受，階梯軸、鍵的類型和輪系的分類，讓抽象的知識現實化，但是涉及到了輪系定軸傳動比的計算和末輪的轉速的計算的時候，我們加入了數學知識，復雜的計算公式，學生們的學習熱情立刻被澆滅，我們的課件只能具備演示功能，根本就不具備操作功能，帶學生們去實訓場參觀也是無法在車床工作的時候打開主軸箱觀察主軸箱中齒輪的工作過程。所以主軸箱中齒輪的運轉，學生們其實是懵懂的，而我們通過構建數字化建模和仿真軟件可以讓學生直觀地看到階梯軸的加工過程，我們可以直接將階梯軸切削的過程呈現給學生，也可以讓學生直接觀看到車床的主軸箱里面的齒輪是如何工作的，當不同的齒輪嚙合時，車床主軸有多少種變化的速度，可以幫助學生對相關的知識快速的掌握，理解相關的參數，并能夠通過計算得出主軸的各個不同轉速，并將虛擬仿真的數據與計算結果對比分析，給學生留下更深刻的感受，增加教學的趣味性。而在講授汽車專業的《機械基礎》時，我們依然可以應用汽車專業的仿真實訓軟件來講述汽車變速箱中齒輪和軸的那一章節，我們可以通過汽車排擋桿在不同的檔位時，來觀察各個軸上齒輪的嚙合和計算輸出軸的不同轉速。為后續學生進入實訓場拆裝汽車變速箱埋下伏筆。數字化的虛擬仿真實訓軟件能夠提高學生的學習興趣，也能讓理論課堂真正的實現了“做中學，做中教”，大大的提高了教學效果。

3 中職院校虛擬實訓仿真技術的展望

在職業教育領域中引入虛擬仿真技術，不僅能夠降低教學成本，還可以豐富教學形式，優化教學效果，仿真技術將得到快速的發展和應用。但中職院校缺乏精通虛擬仿真教學的專業性人才。所以打造出一支熟悉實訓教學、專業能力強、理論知識豐富、崗位技能好、精通計算機的教師隊伍是當務之急。本文通過對數字化建模和虛擬仿真技術在機械基礎中的應用分析，重點講述了機械基礎在教學過程中的主要問題以及數字化虛擬仿真技術在中職課程中的構建等問題。通過分析，我們了解到，中職院校在數字化虛擬技術在課程改革中是一個未來的趨勢，前景廣闊，為職業院校將首先進入校園信息化、智能化發展奠定基礎。在大力倡導信息化技術和教育教學改革相結合的大背景下，越來越多的中職院校都投身于虛擬仿真系統的構建工作，也是提高中職教育教學質量的重要手段。

未來，虛擬仿真技術將多媒體技術，虛擬現實技術與網絡通訊技術等信息技術進行了融合，數字化虛擬仿真技術正好解決了專業基礎課程教學問題的最佳途徑，在這個過程中培養了學生的團隊意識，協作意識，溝通意識和個人能力，也如今了新時代教育信息化發展，加快職業教學現代化和職業教育強國建設。

（作者單位：遼陽技師學院）