“互聯網+虛擬仿真”在數控加工實訓教學中的應用研究

毋亞琦

（河南工業和信息化職業學院，河南 焦作 454000）

互聯網時代的到來，使得獲取學習資源越來越便利。網絡上的學習資源數量龐大、種類繁多，造成學生存在一種看到即學會的狀態，而對于實操性很大的數控專業來說，社會對應用型人才的需求也在不斷擴大，為了符合社會的這一需求，更好的培養人才，學校引入了互聯網平臺——“智慧課堂”，教師可以在此平臺上傳精選的與課程內容有關的視頻和資源，方便學生在課前對課程內容有基礎的了解，在教學過程中將“智慧課堂”與理論和實踐緊密的結合起來。本文對“互聯網+”大環境下結合虛擬仿真技術在數控教學過程中的相關應用進行探討，便于學生更好的掌握實操技能，培養出符合社會要求的應用型人才。

1 “互聯網+”技術與虛擬仿真技術

1.1 “互聯網+”技術

信息網絡技術迅猛發展，“互聯網+教育”“智能+教育”新形態正在加速改變傳統教育模式，以學生為中心，讓學生參與度更強，讓學習更主動、靈活，推進信息技術與教育教學深度融合，創新教學方式方法等新型教學模式需不斷深入研究、實踐、總結、發現問題等。

1.2 虛擬仿真技術

虛擬仿真技術在數控教學中的應用已經比較成熟，鄧敏首先分析了虛擬仿真軟件的作用，又提出了虛擬仿真的不足之處；鄭祥等結合數控技術的課程特點，對數控車削加工實驗教學進行了分析研究，虛實結合，采用虛擬仿真技術進行數控車的編程及虛擬加工。徐兵等人以數控技術實踐教學過程中存在的問題為導向，把虛擬仿真技術引入到實踐教學過程中，研究學生在實踐教學過程中存在的問題，提出解決方法。

2 數控加工實訓教學的性質與現狀

數控加工實訓是數控技術專業的核心實踐課程，重在培養學生的實際操作能力，通過實訓，使學生能夠綜合運用數控加工技術的基礎知識與基本理論，掌握數控加工的操作技能，達到國家職業資格的相應工種等級技能水平，培養學生獨立分析問題和解決問題的能力。在實際教學過程中，常見的教學模式為“理論+虛擬仿真+實踐”，該模式面臨著兩個方面的難題：第一，實訓重在學生的動手能力，且操作數控機床存在一定的安全隱患，難以像理論教學一樣，簡單的通過老師講授、學生接收的方式實現實踐能力的培養。學生需要在理解的基礎上結合著設備進行多次實際操作演練，才能真正完成學習以及能力的培養。第二，實操注意事項較多，教師演練結束后難免會出現學生信息接收不均的情況，易打消學生學習的積極性，以上兩個問題的存在難以保證有效的達到教學效果。

3 “互聯網+虛擬仿真”技術模式與優勢

3.1 “互聯網+虛擬仿真”技術應用模式

基于互聯網和虛擬仿真兩個平臺，通過“互聯網+虛擬仿真”教學模式，讓學生較好掌握數控加工實訓的內容。學校使用的互聯網平臺是“智慧課堂”，有PC端和APP兩種模式，課前教師可以在平臺上傳講義、微課等資源來創建課程，在授課過程中創建提問、搶答、投票、布置作業等活動，課后學生可上傳作業，自行復習和練習，互聯網平臺上的資源可以不限次的學習和觀看。數控加工實訓使用的虛擬仿真軟件是宇龍數控仿真軟件，在授課過程中，學生可以在虛擬仿真軟件上練習操作機床，也可以驗證數控加工的程序是否正確，并能規范學生操作數控機床，在此過程中，對教師的實操演示還有疑問的同學，可以在“智慧課堂”里觀看教師上傳的微課，再次跟學。

3.2 “互聯網+虛擬仿真”技術優勢

和傳統教學模式中實訓資源少、實操訓練少、安全管理困難等情況相比，“互聯網+虛擬仿真”的優勢在于：可通過虛擬仿真3D模擬機床加工情況，也可在“智慧課堂”上多次反復觀看微課，利于提高學生的研究能力、實操能力和自主學習精神；虛擬仿真還可以幫助學生在操作過程中更好的理解理論知識，多次出錯試錯后，對知識點理解的更加透徹，增加學生的成就感，提高學習的積極性；學生可以在“智慧課堂”上查看資料，不斷重復操作虛擬仿真練習，為操作實際機床打下更深的基礎；在虛擬仿真軟件上操作練習時，通過觀看刀具加工過程，可直觀看到編程有誤的地方和操作錯誤的地方，比如X、Z向對刀不準確，會引起刀具和零件之間加工偏差問題，嚴重的會引起撞刀等情況。

4 “互聯網+虛擬仿真”技術的課堂應用

4.1 課前準備

利用"翻轉課堂式"教學模式，學生課前可以在“智慧課堂”平臺自主學習老師上傳的講義、觀看數控操作的微課內容和討論課前練習題，方便將問題帶入課堂進行提問、討論和思考。“智慧課堂”作為教學管理平臺，不僅包括教學資料的上傳和下載，還包括統計課前觀看資料的次數與進度、上課簽到、在線作業、課堂舉手搶答、課堂臨時性作業、考試等教學活動的開發。教師在“智慧課堂”上構建課程時，可以提前設置項目占比，學生在平臺上的所有操作行為都將按照提前設定的比例記錄并形成平時成績。

4.2 課堂實施

首先，利用“智慧課堂”平臺簽到，由老師創建簽到方式，有三種模式可以選擇，分別是手勢簽到、掃描二維碼簽到、GPS定位簽到，并進行簡單的操作數控機床的知識點測試，所有活動通過“智慧課堂”平臺活動庫創建，考查學生課前是否認真學習平臺資源、微課等以及核查對知識的掌握程度。教師還可以通過“智慧課堂”平臺上后臺數據，查看學生對各個模塊學習資源的查看次數，來判斷學生有疑惑的地方，在課堂上針對這幾個模塊多多講解，答疑解惑。

其次，學生進行虛擬仿真任務訓練，在訓練過程中有任何不會操作的地方，可以觀看“智慧課堂”平臺資源里微課中對應相關的部分，該微課是在課前由教師上傳至平臺，方便學生針對性學習、精準學習。虛擬仿真軟件可提供學生多次重復練習實操技能，直到掌握知識和熟練操作。操作無誤后，學生可以錄制零件加工至成形的過程，上傳至“智慧課堂”平臺的作業模塊，教師根據作業上傳和完成的情況在作業的下方打分給出成績并批注需要改進的地方，此環節利于教師在“智慧課堂”平臺上進行統一的教學管理，記錄學生在課堂上的得分，作為平時成績所用，且通過這一操作利于教師掌握學生對當堂內容的吸收和應用的情況，對于出錯頻率大的地方再次進行講解。總之，整個課堂要以教師和學生互動為主，“互聯網+虛擬仿真”平臺作為輔助手段。

最后，學生在虛擬仿真軟件中練習直到可以熟練操作數控機床后，便可以到實訓基地操作數控機床進行零件加工，編寫的程序已在仿真軟件驗證過，這時教師只需在旁邊輔助學生完成加工即可，獨立完成零件的加工，利于激勵學生學習的積極性和主動性。

4.3 考核評價

傳統的考核評價主要由教師根據學生加工零件的成果來給出成績，而在“互聯網+虛擬仿真”平臺的協助下，成績呈現出動態的結構，根據各個階段各個加工過程學生得到的成績，“智慧課堂”中有綜合數據分析功能，可以得出一個更客觀、透明、公開的教學評價，最終，得出一個綜合性的成績。

5 結束語

將互聯網融入到傳統的數控教學模式“理論+虛擬仿真+實操”中，有助于學生課前預習，帶著問題進入課堂，有效的和老師對新知識展開探討和學習。教師可根據互聯網平臺中的綜合數據，了解學生的學習情況，雙向互動形成閉環。將“互聯網+”應用到數控加工實訓教學中，可以更好的為社會培養應用型人才，是高職教育課程改革發展的必經之路。