“互聯(lián)網(wǎng)+虛擬仿真”在數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用研究

毋亞琦

（河南工業(yè)和信息化職業(yè)學(xué)院，河南 焦作 454000）

互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來(lái)，使得獲取學(xué)習(xí)資源越來(lái)越便利。網(wǎng)絡(luò)上的學(xué)習(xí)資源數(shù)量龐大、種類繁多，造成學(xué)生存在一種看到即學(xué)會(huì)的狀態(tài)，而對(duì)于實(shí)操性很大的數(shù)控專業(yè)來(lái)說(shuō)，社會(huì)對(duì)應(yīng)用型人才的需求也在不斷擴(kuò)大，為了符合社會(huì)的這一需求，更好的培養(yǎng)人才，學(xué)校引入了互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)——“智慧課堂”，教師可以在此平臺(tái)上傳精選的與課程內(nèi)容有關(guān)的視頻和資源，方便學(xué)生在課前對(duì)課程內(nèi)容有基礎(chǔ)的了解，在教學(xué)過(guò)程中將“智慧課堂”與理論和實(shí)踐緊密的結(jié)合起來(lái)。本文對(duì)“互聯(lián)網(wǎng)+”大環(huán)境下結(jié)合虛擬仿真技術(shù)在數(shù)控教學(xué)過(guò)程中的相關(guān)應(yīng)用進(jìn)行探討，便于學(xué)生更好的掌握實(shí)操技能，培養(yǎng)出符合社會(huì)要求的應(yīng)用型人才。

1 “互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)與虛擬仿真技術(shù)

1.1 “互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)

信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)迅猛發(fā)展，“互聯(lián)網(wǎng)+教育”“智能+教育”新形態(tài)正在加速改變傳統(tǒng)教育模式，以學(xué)生為中心，讓學(xué)生參與度更強(qiáng)，讓學(xué)習(xí)更主動(dòng)、靈活，推進(jìn)信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合，創(chuàng)新教學(xué)方式方法等新型教學(xué)模式需不斷深入研究、實(shí)踐、總結(jié)、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題等。

1.2 虛擬仿真技術(shù)

虛擬仿真技術(shù)在數(shù)控教學(xué)中的應(yīng)用已經(jīng)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(jié)合數(shù)控技術(shù)的課程特點(diǎn)，對(duì)數(shù)控車削加工實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了分析研究，虛實(shí)結(jié)合，采用虛擬仿真技術(shù)進(jìn)行數(shù)控車的編程及虛擬加工。徐兵等人以數(shù)控技術(shù)實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題為導(dǎo)向，把虛擬仿真技術(shù)引入到實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中，研究學(xué)生在實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題，提出解決方法。

2 數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)教學(xué)的性質(zhì)與現(xiàn)狀

數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)是數(shù)控技術(shù)專業(yè)的核心實(shí)踐課程，重在培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際操作能力，通過(guò)實(shí)訓(xùn)，使學(xué)生能夠綜合運(yùn)用數(shù)控加工技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)與基本理論，掌握數(shù)控加工的操作技能，達(dá)到國(guó)家職業(yè)資格的相應(yīng)工種等級(jí)技能水平，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，常見(jiàn)的教學(xué)模式為“理論+虛擬仿真+實(shí)踐”，該模式面臨著兩個(gè)方面的難題：第一，實(shí)訓(xùn)重在學(xué)生的動(dòng)手能力，且操作數(shù)控機(jī)床存在一定的安全隱患，難以像理論教學(xué)一樣，簡(jiǎn)單的通過(guò)老師講授、學(xué)生接收的方式實(shí)現(xiàn)實(shí)踐能力的培養(yǎng)。學(xué)生需要在理解的基礎(chǔ)上結(jié)合著設(shè)備進(jìn)行多次實(shí)際操作演練，才能真正完成學(xué)習(xí)以及能力的培養(yǎng)。第二，實(shí)操注意事項(xiàng)較多，教師演練結(jié)束后難免會(huì)出現(xiàn)學(xué)生信息接收不均的情況，易打消學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，以上兩個(gè)問(wèn)題的存在難以保證有效的達(dá)到教學(xué)效果。

3 “互聯(lián)網(wǎng)+虛擬仿真”技術(shù)模式與優(yōu)勢(shì)

3.1 “互聯(lián)網(wǎng)+虛擬仿真”技術(shù)應(yīng)用模式

基于互聯(lián)網(wǎng)和虛擬仿真兩個(gè)平臺(tái)，通過(guò)“互聯(lián)網(wǎng)+虛擬仿真”教學(xué)模式，讓學(xué)生較好掌握數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)的內(nèi)容。學(xué)校使用的互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)是“智慧課堂”，有PC端和APP兩種模式，課前教師可以在平臺(tái)上傳講義、微課等資源來(lái)創(chuàng)建課程，在授課過(guò)程中創(chuàng)建提問(wèn)、搶答、投票、布置作業(yè)等活動(dòng)，課后學(xué)生可上傳作業(yè)，自行復(fù)習(xí)和練習(xí)，互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)上的資源可以不限次的學(xué)習(xí)和觀看。數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)使用的虛擬仿真軟件是宇龍數(shù)控仿真軟件，在授課過(guò)程中，學(xué)生可以在虛擬仿真軟件上練習(xí)操作機(jī)床，也可以驗(yàn)證數(shù)控加工的程序是否正確，并能規(guī)范學(xué)生操作數(shù)控機(jī)床，在此過(guò)程中，對(duì)教師的實(shí)操演示還有疑問(wèn)的同學(xué)，可以在“智慧課堂”里觀看教師上傳的微課，再次跟學(xué)。

3.2 “互聯(lián)網(wǎng)+虛擬仿真”技術(shù)優(yōu)勢(shì)

和傳統(tǒng)教學(xué)模式中實(shí)訓(xùn)資源少、實(shí)操訓(xùn)練少、安全管理困難等情況相比，“互聯(lián)網(wǎng)+虛擬仿真”的優(yōu)勢(shì)在于：可通過(guò)虛擬仿真3D模擬機(jī)床加工情況，也可在“智慧課堂”上多次反復(fù)觀看微課，利于提高學(xué)生的研究能力、實(shí)操能力和自主學(xué)習(xí)精神；虛擬仿真還可以幫助學(xué)生在操作過(guò)程中更好的理解理論知識(shí)，多次出錯(cuò)試錯(cuò)后，對(duì)知識(shí)點(diǎn)理解的更加透徹，增加學(xué)生的成就感，提高學(xué)習(xí)的積極性；學(xué)生可以在“智慧課堂”上查看資料，不斷重復(fù)操作虛擬仿真練習(xí)，為操作實(shí)際機(jī)床打下更深的基礎(chǔ)；在虛擬仿真軟件上操作練習(xí)時(shí)，通過(guò)觀看刀具加工過(guò)程，可直觀看到編程有誤的地方和操作錯(cuò)誤的地方，比如X、Z向?qū)Φ恫粶?zhǔn)確，會(huì)引起刀具和零件之間加工偏差問(wèn)題，嚴(yán)重的會(huì)引起撞刀等情況。

4 “互聯(lián)網(wǎng)+虛擬仿真”技術(shù)的課堂應(yīng)用

4.1 課前準(zhǔn)備

利用"翻轉(zhuǎn)課堂式"教學(xué)模式，學(xué)生課前可以在“智慧課堂”平臺(tái)自主學(xué)習(xí)老師上傳的講義、觀看數(shù)控操作的微課內(nèi)容和討論課前練習(xí)題，方便將問(wèn)題帶入課堂進(jìn)行提問(wèn)、討論和思考。“智慧課堂”作為教學(xué)管理平臺(tái)，不僅包括教學(xué)資料的上傳和下載，還包括統(tǒng)計(jì)課前觀看資料的次數(shù)與進(jìn)度、上課簽到、在線作業(yè)、課堂舉手搶答、課堂臨時(shí)性作業(yè)、考試等教學(xué)活動(dòng)的開(kāi)發(fā)。教師在“智慧課堂”上構(gòu)建課程時(shí)，可以提前設(shè)置項(xiàng)目占比，學(xué)生在平臺(tái)上的所有操作行為都將按照提前設(shè)定的比例記錄并形成平時(shí)成績(jī)。

4.2 課堂實(shí)施

首先，利用“智慧課堂”平臺(tái)簽到，由老師創(chuàng)建簽到方式，有三種模式可以選擇，分別是手勢(shì)簽到、掃描二維碼簽到、GPS定位簽到，并進(jìn)行簡(jiǎn)單的操作數(shù)控機(jī)床的知識(shí)點(diǎn)測(cè)試，所有活動(dòng)通過(guò)“智慧課堂”平臺(tái)活動(dòng)庫(kù)創(chuàng)建，考查學(xué)生課前是否認(rèn)真學(xué)習(xí)平臺(tái)資源、微課等以及核查對(duì)知識(shí)的掌握程度。教師還可以通過(guò)“智慧課堂”平臺(tái)上后臺(tái)數(shù)據(jù)，查看學(xué)生對(duì)各個(gè)模塊學(xué)習(xí)資源的查看次數(shù)，來(lái)判斷學(xué)生有疑惑的地方，在課堂上針對(duì)這幾個(gè)模塊多多講解，答疑解惑。

其次，學(xué)生進(jìn)行虛擬仿真任務(wù)訓(xùn)練，在訓(xùn)練過(guò)程中有任何不會(huì)操作的地方，可以觀看“智慧課堂”平臺(tái)資源里微課中對(duì)應(yīng)相關(guān)的部分，該微課是在課前由教師上傳至平臺(tái)，方便學(xué)生針對(duì)性學(xué)習(xí)、精準(zhǔn)學(xué)習(xí)。虛擬仿真軟件可提供學(xué)生多次重復(fù)練習(xí)實(shí)操技能，直到掌握知識(shí)和熟練操作。操作無(wú)誤后，學(xué)生可以錄制零件加工至成形的過(guò)程，上傳至“智慧課堂”平臺(tái)的作業(yè)模塊，教師根據(jù)作業(yè)上傳和完成的情況在作業(yè)的下方打分給出成績(jī)并批注需要改進(jìn)的地方，此環(huán)節(jié)利于教師在“智慧課堂”平臺(tái)上進(jìn)行統(tǒng)一的教學(xué)管理，記錄學(xué)生在課堂上的得分，作為平時(shí)成績(jī)所用，且通過(guò)這一操作利于教師掌握學(xué)生對(duì)當(dāng)堂內(nèi)容的吸收和應(yīng)用的情況，對(duì)于出錯(cuò)頻率大的地方再次進(jìn)行講解。總之，整個(gè)課堂要以教師和學(xué)生互動(dòng)為主，“互聯(lián)網(wǎng)+虛擬仿真”平臺(tái)作為輔助手段。

最后，學(xué)生在虛擬仿真軟件中練習(xí)直到可以熟練操作數(shù)控機(jī)床后，便可以到實(shí)訓(xùn)基地操作數(shù)控機(jī)床進(jìn)行零件加工，編寫的程序已在仿真軟件驗(yàn)證過(guò)，這時(shí)教師只需在旁邊輔助學(xué)生完成加工即可，獨(dú)立完成零件的加工，利于激勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。

4.3 考核評(píng)價(jià)

傳統(tǒng)的考核評(píng)價(jià)主要由教師根據(jù)學(xué)生加工零件的成果來(lái)給出成績(jī)，而在“互聯(lián)網(wǎng)+虛擬仿真”平臺(tái)的協(xié)助下，成績(jī)呈現(xiàn)出動(dòng)態(tài)的結(jié)構(gòu)，根據(jù)各個(gè)階段各個(gè)加工過(guò)程學(xué)生得到的成績(jī)，“智慧課堂”中有綜合數(shù)據(jù)分析功能，可以得出一個(gè)更客觀、透明、公開(kāi)的教學(xué)評(píng)價(jià)，最終，得出一個(gè)綜合性的成績(jī)。

5 結(jié)束語(yǔ)

將互聯(lián)網(wǎng)融入到傳統(tǒng)的數(shù)控教學(xué)模式“理論+虛擬仿真+實(shí)操”中，有助于學(xué)生課前預(yù)習(xí)，帶著問(wèn)題進(jìn)入課堂，有效的和老師對(duì)新知識(shí)展開(kāi)探討和學(xué)習(xí)。教師可根據(jù)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)中的綜合數(shù)據(jù)，了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，雙向互動(dòng)形成閉環(huán)。將“互聯(lián)網(wǎng)+”應(yīng)用到數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，可以更好的為社會(huì)培養(yǎng)應(yīng)用型人才，是高職教育課程改革發(fā)展的必經(jīng)之路。