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【摘要】以淄博市技師學(xué)院為例，基于十多年理論研究與實踐教學(xué)經(jīng)驗，對該校學(xué)生學(xué)習現(xiàn)狀及學(xué)院實驗教學(xué)狀況進行分析，探索如何讓學(xué)生能夠在以后的工作中更好地運用相關(guān)的知識。

【關(guān)鍵詞】虛擬教學(xué)；技工；一體化

引言

目前，國內(nèi)外研究機構(gòu)在虛擬實驗教學(xué)方面進行了多方面的研究，但是在研究過程中受到所用設(shè)備的復(fù)雜性和實驗方法的多樣性的限制，在教學(xué)過程中基于虛擬實驗教學(xué)的研究都還處于剛剛起步階段。在國內(nèi)，眾多大學(xué)和科研機構(gòu)建立了虛擬實驗教學(xué)中心，在網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗方面進行了研究，如江蘇省建立了機械工程虛擬仿真實驗教學(xué)共享平臺，吉林大學(xué)建立了機械虛擬仿真實驗教學(xué)中心等，這些都是在虛擬實驗教學(xué)方面進行的探索。在國外，很多大高校及研究機構(gòu)都進行了相關(guān)的探索和實踐，如美國StevensInsti-tuteofTechnology和美國自然科學(xué)基金（NSF）新加坡國立大學(xué)。

1教學(xué)過程中存在的問題

淄博市技師學(xué)院是國家級重點技工學(xué)院之一，是山東省首批技工教育特色名校和齊魯技能大師特色工作站和淄博市綜合性公共實訓(xùn)基地。自2009年開始，該院根據(jù)人社部的要求，在符合條件的系部開展“一體化”教學(xué)探索，在初期，采用的是理論學(xué)習和實踐操作相結(jié)合的方式，在探索過程中發(fā)現(xiàn)存在較多問題。

1.1實訓(xùn)設(shè)備投資巨大

在教學(xué)過程中需要采購大批實踐教學(xué)設(shè)備，許多設(shè)備價格昂貴，比如實踐操作過程中需要購買各類機床設(shè)備。購買的DMG五軸加工中心及相關(guān)配套，耗資約300余萬，由于只有一臺設(shè)備，只能允許部分學(xué)生進行操作實踐；電氣工程系機床維修專業(yè)花費2萬余元購買的加工中心主軸，進行主軸裝拆實踐，但是同一時間段內(nèi)進行實踐訓(xùn)練的學(xué)生只有幾個；機械工程系購買的四臺3D打印機，打印一件簡單的工件需要6h左右，在實踐過程中能夠進行操作練習的學(xué)生及時間比較少。

1.2實訓(xùn)耗材利用率不高

在實踐操作過程中，實習耗材損耗大。數(shù)控工程系在進行數(shù)控加工過程中，操作不同的機床需要購買不同刀具進行加工，每臺機床配備不同種類的加工刀具，少則十幾把多則上百把。不同刀具價格也不同，便宜的幾十元，較貴的如DMG五軸加工中心所用刀具及夾具每套需幾千元。同時，在使用過程中，刀具屬于損耗品，每把刀具都有理論加工時間，當超過理論加工時間后，需要更換新的刀具進行加工。

1.3操作不熟練造成人身傷害及設(shè)備損壞

在實踐操作過程中，操作不熟練、危險性高。在初學(xué)時，學(xué)生只掌握相關(guān)的理論知識，并沒有進行實操訓(xùn)練，由于不熟悉及思想緊張，容易造成加工過程的誤操作。在加工過程中，主軸轉(zhuǎn)速低則每分鐘幾百轉(zhuǎn)，高至幾千轉(zhuǎn)，在主軸高速旋轉(zhuǎn)時，如意外出現(xiàn)刀具破碎、工件夾持不牢固、程序輸入時尺寸輸入錯誤、對刀錯誤等問題時，容易出現(xiàn)車床損壞或者人身事故。

1.4教學(xué)效果評價不客觀、不直接

在教學(xué)過程中，對于學(xué)生的學(xué)習掌握情況不能較快地做出評價，學(xué)生無法根據(jù)教師的點評對錯誤進行改正。在教學(xué)設(shè)備允許的情況下，需要等到所有學(xué)生都進行操作后，教師才能對本次教學(xué)進行評價，點評每一位學(xué)生，對學(xué)生在操作過程中出現(xiàn)的錯誤進行指正。但是，由于設(shè)備少，當所有學(xué)生完成操作練習后，本次實訓(xùn)時間也就結(jié)束了，學(xué)生無法根據(jù)教師的點評進行加強性、針對性的練習。

2虛擬實驗教學(xué)融入

“一體化”教學(xué)的優(yōu)勢在該院教學(xué)中，通過“一體化”教學(xué)可以使學(xué)生更直觀地理解課本中所講的基本原理和基礎(chǔ)知識。CA6140臥式車床主軸箱內(nèi)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，能夠讓學(xué)生更容易理解機構(gòu)與機構(gòu)的相互關(guān)系，特別是主動軸滑移齒輪的結(jié)構(gòu)、從動軸與主動軸的動力傳遞情況，熟悉CA6140臥式車床主軸箱的拆卸和安裝過程，為學(xué)習理論的應(yīng)用打下堅實的基礎(chǔ)。在之前傳統(tǒng)教學(xué)實踐中，學(xué)生主要是到實訓(xùn)車間面對真實的CA6140車床主軸箱，在教師的帶領(lǐng)下對其進行裝拆實踐，這種方式雖有真實感強、學(xué)生能夠真實地裝拆機器等優(yōu)點，但也存在花費時間長、學(xué)生的學(xué)習注意力容易被其他事情吸引、要求教師的實操能力高等不足。技工院校的教師不僅應(yīng)具備扎實的理論教學(xué)能力，同時還應(yīng)該具備實踐教學(xué)能力，合格的教師應(yīng)該是“一體化”的教師，從學(xué)習初期就培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新精神。學(xué)生通過參加這些科研實踐活動，有機會接觸到原理在各類機器中的應(yīng)用狀態(tài)，了解所使用機器的各類構(gòu)造和原理，激發(fā)學(xué)習研究興趣。結(jié)合該院“一體化”教學(xué)，虛擬實驗教學(xué)與實習實踐教學(xué)相比較，虛擬實驗教學(xué)存在諸多優(yōu)勢。

2.1減少實訓(xùn)設(shè)備的資金投入

彌補了在“一體化”教學(xué)過程中實驗、實訓(xùn)設(shè)備不能滿足全部實習學(xué)生的實踐操作的問題，提高了學(xué)生的實驗實踐能力。由于一體化教學(xué)的硬件投入需要大量的資金，一體化教學(xué)中硬件儀器設(shè)備均存在設(shè)備老舊、設(shè)備故障頻發(fā)的問題，再加上設(shè)備維修不及時，能夠用于正式教學(xué)的臺套數(shù)不足，致使在學(xué)生做實踐操作時每組人數(shù)過多，每個學(xué)生需要較長的等待期等問題，因此采用以虛擬仿真軟件代替實際硬件設(shè)備的辦法往往最為有效。

2.2避免實訓(xùn)耗材的無效損耗

解決學(xué)生在進行實踐操作過程中，設(shè)備及實踐材料實習耗材損耗多、操作過程危險度高、實踐過程中無法對操作加工進行詳細記錄等問題。一些風險系數(shù)比較大同時要求有一定操作基礎(chǔ)進行操作的設(shè)備，例如數(shù)銑加工中心、電火花機床等設(shè)備存在操作危險、操作不熟練易出問題、實習耗材價格昂貴等問題，在實踐操作時學(xué)生容易出現(xiàn)誤操作，造成機器設(shè)備損壞和人身事故，如采用虛擬實驗教學(xué)則可以有效規(guī)避風險，同時還能增加學(xué)生的練習次數(shù)，提高操作熟練度。

2.3促進教學(xué)、科研及學(xué)生實踐結(jié)合

虛擬實驗教學(xué)的實現(xiàn)，能促進教師的教學(xué)、科研與學(xué)生的實踐學(xué)習相結(jié)合，有利于學(xué)生能力和學(xué)院師資的培養(yǎng)。淄博市技師學(xué)院各系在教學(xué)過程中采用虛擬仿真軟件進行教學(xué)，不僅能夠讓教師在教學(xué)、科研等方面獲得較大的成效，而且能夠促進教師團隊間的合作及溝通。

2.4考核更加客觀、及時

虛擬實驗在教學(xué)中的廣泛應(yīng)用，采用系統(tǒng)自帶的教學(xué)效果考核、評價和反饋系統(tǒng)，能夠更快地讓教師和學(xué)生了解自身的不足，及時就相關(guān)問題進行改進。教師不再受限于硬件的多少，能夠在同一時間對所有學(xué)生進行考核，促進教師及時發(fā)現(xiàn)存在的問題并及時解決。

3結(jié)語

現(xiàn)代教學(xué)理念應(yīng)該順應(yīng)時展潮流，積極發(fā)展互聯(lián)網(wǎng)+教學(xué)模式。虛擬實驗教學(xué)是淄博市技師學(xué)院教學(xué)“一體化”改革的重要組成部分，可以更好地整合各系部的教學(xué)資源，發(fā)揮更大的作用。虛擬實驗教學(xué)服務(wù)各個專業(yè)的學(xué)生，受益面廣，適合于學(xué)生綜合素養(yǎng)的培養(yǎng)，特色顯著。

參考文獻

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作者：陳修剛 單位：淄博市技師學(xué)院