《模具制造技術》課程基于虛擬現實技術的研究

楊鋒 侯巧紅 蘇玉珍

摘 要：虛擬現實技術包含了計算機、電子信息、仿真技術、網絡通信等技術;進入21世紀來，該技術快速發展并取得了一些突破。在高職教學中應用虛擬現實技術也是教育發展的趨勢。本文首先闡述了《模具制造技術》課程教學中存在的一些問題，然后講解了虛擬現實教學的特點和優勢，最后介紹了虛擬仿真在模具制造技術課程教學中的應用。

關鍵詞：虛擬現實技術;模具制造;實踐教學;

一、《模具制造技術》課程教學現狀：

《模具制造技術》是高職模具設計與制造專業的骨干課，是專業崗位的第一核心課程。該課程是典型的理論與實踐相結合、貫穿工學合作理念、高度融合教學做一體化的課程;對于實現模具專業培養目標舉足輕重。現階段，在高校擴招和新冠疫情的雙重背景下，有以下幾點問題：

1、高職院校教學實驗設備不足，無法滿足每位同學實踐教學要求;

2、學生人數多，在規定的教學時長內，不能夠完成所有學生實踐操作任務;

3、疫情嚴重區域，甚至出現無法線下教學的情況，只能進行線上教學，從而無法進行校內實踐操作。

因此，這樣就使得學生只能減少實踐操作或者無法進行實踐操作，從而降低了其崗位實操能力。

二、虛擬現實技術的概述

虛擬現實技術（英文名稱：Virtual Reality，縮寫為VR），近幾年隨著計算機技術、物聯網、人工智能、5G通信等技術的發展使得VR得到了快速發展，2021年更是被認為是虛擬現實的元宇宙元年。

用戶沉浸在“真實的”虛擬環境中，與虛擬環境進行了各種交互感知，從定性和定量綜合集成的環境中得到感性和理性的認識，從而可以深化概念、萌發新意，產生認識上的飛躍[1]。在虛擬世界中突破了學校場地的限制，設備的限制等教學資源的不足。同學們在課堂上可以在虛擬的實踐工廠與實驗設備進行互動，老師可以在旁解答并輔助學生完成相關實踐教學;課下也可以在虛擬實踐工廠完成其它教學任務或者進行產品創新性設計和制造學習。

三、虛擬仿真技術在模具制造技術課程教學中的應用

現有的模具制造技術虛擬仿真平臺還達不到虛擬現實技術的要求，但已經能夠實現從模具的選材、設計、加工到模具裝調和試模等全流程都與企業相一致。虛擬仿真平臺結合學校教學需要，進行相應的仿真實訓，并能記錄學生在仿真實訓過程中的相關記錄，以便老師進行核查。主要有以下幾個實踐環節：

1、在模具識圖實踐環節。通過觀察模具零件二維圖紙與模具實物相比較，使學生快速了解模具零件形狀和尺寸。

2、在模具零件加工環節。通過1：1仿真的生產機床對模具零件進行加工，能夠完成數控車和數控銑削零件的實踐操作。在加工過程中，可以暫停觀察產品形狀是否合理;還可以重新修訂數控程序，進行重復加工虛擬毛坯，驗證程序是否合理。

3、在注塑機實操環節。我們以1：1動畫的方式來展示注塑模注塑成型的過程，給學生直觀的印象，便于學生了解注塑模的類型。

4、在模具拆裝實踐環節。模具庫中包含塑料模具和沖壓模具，在初步了解模具結構后，可以對樣例模具進行虛擬拆裝，進一步的對模具的結構，組成、零部件有個直觀的了解。

虛擬仿真平臺針對各個環節中的知識點，建立對應的考核點知識庫，學生可以根據老師的安排進行響應的測評，老師來獲得對應的學生對于理論知識點的掌握情況;使老師針對性加強講解學生知識盲點，從而提升其崗位綜合能力。

四、結束語

在教學領域中，虛擬現實技術的應用是虛擬仿真技術應用發展的更高階段。有的學科已經應用了虛擬仿真技術，使得學生在虛擬環節中實現真正的理論與實操相結合，取得了良好的效果。對于模具制造技術類課程，我們也要做好準備，應用虛擬仿真技術進行教學，真正實現理論與實踐相結合，使學生能夠身臨其境，熟悉模具生產全流程，掌握模具的工作原理和結構，提高自身的崗位綜合實踐能力。

參考文獻

[1]殷璟，徐曄.《模具制造技術》課程教學改革與實踐[J].寧波工程學院學報，2015，27（4）：93-96

【基金項目】2021年度河北機電職業技術學院社科重點課題：高職《模具制造技術》課程基于“TVP”教學模式的研究，項目編號SD21011。

（作者簡介：楊鋒——男，1983年出生，河北機電職業技術學院，河北省高校金屬材料加工與數字化成型應用技術研發中心成員，河北機電職業技術學院王建軍智能裝備技術工作室成員，研究方向為模具設計與制造）