虛擬仿真系統教學法在職高數控教學中的應用

陳登曜

摘要：虛擬仿真技術是現代高科技互聯網機械化下的產物，利用網絡科技的虛擬性和精確化將這種技術應用于數控等專業教學，可以幫助學生在學習理論的同時，通過模擬實踐操作，加深學生對于數控教學的認識與理解，進而突破數控知識學習的難點。

關鍵詞：虛擬仿真系統教學法；職高；數控教學

中圖分類號：G632.0文獻標識碼：A文章編號：1992-7711（2020）06-0140

職高技術教學需要跟隨時代發展的潮流進行調整，數控知識學習不能僅靠簡單的理論化教學引導學生，而是要依靠指導學生在實際操作中不斷總結經驗，在一次次的動手探索中，逐漸理解每一個數控環節中的細節部分，加深對于理論知識中的重難點理解，從而做到真正的知識掌握。

一、利用虛擬仿真教學對學生展開模擬實踐教學，引導學生真正動手參與

數控教學是機械分支中的一種，該項技術的學習，是為了利用現代化的先進技術將機械操作中的諸多步驟精確化，這樣才能控制產品的精細化以及之后產品的使用質量。職高中的數控教學更多的是培養學生的實踐操作能力，使學生在進入社會工作中，能夠利用教師所教學的內容，更好的控制數控機械操作中的每一個細節部分，以此確保自己制作出的產品質量能夠最優質。在大多數職高學校中，因為種種原因，很多學校還在采用之前的理論化教學方式，這種教學方式雖然可行，但是學生在學習的過程中沒有經過系統的操作，很難使學生在文字理論的教學中真正認識到數控知識每一個細節部分，所有學習都只是停留在最淺層的認識中，就連很多數控設備也都是依靠教材中的插圖才有所認知，這種方式的教學，會使學生日后進入社會只會紙上談兵。因此，想要促使學生真正的理解和學習到細致化的數控知識，虛擬仿真教學技術對學生學習至關重要，教師可以利用虛擬教學，在電子屏幕上向學生展示數控教學中的技術操作，并讓學生也利用該項技術操作，在不斷的實踐動手中，加深學生對于數控操作的認知，這樣的職高學生在就業之后才能真正的熟練工作。

例如，教師在向學生講解數控加工螺管機械零件x值與y值的相關知識時，首先教師可以向學生講解完整個螺管雙值理論的教學部分，讓學生先通過理論化的教學對“螺管機械”數控加工有一個大概的認知，之后教師再利用電子屏幕與互聯網技術，將虛擬仿真系統教學模式成功模擬到電子屏幕上，電子屏可以通過指尖觸碰進行操作，教師可以利用電子屏幕的這一特點，對學生進行實踐教學，教師通過模擬技術，模擬出一個現實加工的“螺管”零件的具體操作，在操作過程中，x值代表橫度向的控制，y值代表縱值的控制，這些都需要對學生講解，對于很多x值與y值在調動的時候容易產生誤區的地方，教師可以通過模擬技術，向學生展示當一方偏大時會產生的螺管厚度不均勻錯誤操作的后果，讓學生認識到在數控操作中細節決定成敗，最后教師模擬教學完成之后，再讓學生一一上臺進行模擬訓練，使學生在不斷的實踐動手中認識到數控的每一個細節部分。

二、利用虛擬教學鍛煉學生的動手加工安全程度

在數控機床等實踐教學中，實際的動手操作有一定的危險性，在以往的很多數控機械教學中，有部分學生因為沒有按照教師的指導進行操作，甚至有的學生故意將一些步驟做錯為了玩耍，但是數控機床不同于其他玩具，這種實踐操作具有相當大的危險性，并且數控機床等設備造價過高，一旦學生哪一步走錯，就很有可能造成機器的損傷，最終造成不可挽回的損失。因此，為了避免這種慘狀的發生，教師需要利用虛擬仿真技術教學替換實踐機床教學，以此降低學生在實踐教學中的危險系數，幫助學生完成實踐操作目的，加深其數控知識的學習。數控機械教學的教學方式更加偏向于數控實踐動手加工，動手加工的過程中，材料的損耗也是很多職高學校的頭疼點，畢竟每一個實驗器材和材料都具有相當高的得成本，一旦開始教學，大部分學生制造的產品都是殘次品，并且還會多次重復使用，使學校的教學成本被不斷拔高。

例如，教師在指導學生學習利用數控技術制造打磨“刀具”時，首先刀具的制造中，機械化打磨是一道非常關鍵的步驟，大部分學生在制作的過程中，由于動手操作的過程沒有按照教師的指導來走，所以最終就會造成很多危險發生。因此，教師可以利用虛擬仿真技術，在電子以及VR環境中，模擬出一個具有一定numerical value的數據打磨工具模型，并模擬機械打磨刀具的現實場景，讓學生在模擬環境中動手練習操作，在操作中教師要讓學生明白，打磨刀具時需要用到“可編程序化設計”技術，這樣在虛擬環境中，學生就可以編寫代碼程序，操控機床打磨刀具。

三、利用虛擬仿真技術創設細節教學

數控技術本身的特性就是細致，具體的細致誤差大都控制在萬分之一甚至十萬億萬分之一上，爭取做到零誤差，這樣才能保證所生產的產品質量不會出現問題。現在很多數控機床生產出來的產品大都是用在一些高精端產品上，這種環境下，對于零件的每一個細節要求都是極高的，所以教師在對學生進行教學時，一定要從每一個細節上去做文章，讓學生真正認識到每一個零件中的細節。傳統的數控教學，由于技術與環境的雙重限制，很難產生細致化教學，每一次細致教學都是十分有限的，因此為了避免這樣的場景再現，教師需要借助一些輔助設備幫助自身的教學，讓學生認識到每一個細節中零部件的變化，以及每一個零部件上的具體細節控制，這樣才能保證學生在之后的實踐操作中，能夠把誤差控制在最小的范圍之內，所做出的產品達到最優質化的狀態。

例如，教師可以利用虛擬仿真技術教學，對學生進行“螺母紋路”細致化教學。首先教師可以在網絡上尋找一些教學過程中經常會出現的“螺母”部件，螺母部件中的每一個紋路的間距都需要絕對的精確控制，教師利用仿真模擬技術，將每一種螺母的紋路錄制到模擬環境中去，在模擬環境中對螺母的每一條紋路的細節進行放大刻畫，并將螺母紋路細節展示給學生，讓學生通過不斷的放大縮小來控制每一個螺母上的紋路變化，從而真正的精確認識螺母的每一個細節點。

總而言之，虛擬仿真技術在職高數控教學中的應用，是一項非常關鍵的步驟，利用這種方式，教師可以提升學生的動手實踐操作能力，幫助學生更好的理解和學習數控知識。

（作者單位：浙江省樂清市虹橋職業技術學校325600）