基于仿真技术的机电一体化技术课程教学应用研究

张新星

（衢州职业技术学院,浙江 衢州 324000）

基于仿真技术的机电一体化技术课程教学应用研究

张新星

（衢州职业技术学院,浙江 衢州 324000）

文章就仿真软件在数控技术教学中的主要作用进行详细的分析研究，并探讨仿真软件在教学中的应用，以便提高机电一体化技术课程教学的效率。

仿真软件；机电一体化技术；教学应用与实践

作为高职院校的机电类专业，其人才培养的目标是培养出面向生产、管理、服务一线需要的高端技能型人才，面向的工作岗位主要有机电一体化装备和产品的设计、制造、装配、操作、调试、维修和售后技术服务等，机电行业范围很大，产品种类很多，而且工种也很多，因此在教学过程中需要学生掌握很多技能。但是，实验实训设备毕竟是有限的，这就需要我们探索新的教学方法。

仿真技术是指利用实物和计算机软件共同模拟出真实的情境，让学生在模拟的情境下进行探究和学习。这种教学方法生动形象，很接近现实工作场景，有利于提高学生兴趣，使学生在短时间内进入相应情境，真实的体验在现实生活中进行操作的感觉，以达到更快掌握操作技能的目的，而且这种教学方法可以利用计算机软件的优势创造出灵活多样的工作场景，使学生掌握更多的操作技能。

1 仿真软件在机电类专业教学中应用的重要性

机电类课程的教学，在传统的教学模式中，理论课与实验课是分离的，这就导致技能训练得不到及时的理论指导，而理论课也没有结合生产、生活实际，这样导致了学生的技能掌握不到位。随着教学改革的发展，出现了“项目教学”、“教、学、做”一体化等新型的教学模式，但在这些新的教学模式下采用的技能训练通常有两种：第一种是仅限于实验箱提供的几个固定实验，学生只需按图接好线、按实验指导书输入程序就可完成实验，学生动手机会少，不能真正地参与到学习活动中；第二种是通过制作一些实际的实验电路板或实物，然后在上面进行安装、试验和调试，大大提高了学生的动手能力，但是实际操作时要受到设备数量、品种等方面的限制，而且耗时大，占用课时太多，耗材的消耗量也很大，成本高。

仿真教学则以其高效率、低成本、内容丰富、性能有效和安全等优势得到越来越多的应用和推广。因此应该将“项目教学”、“教、学、做”一体化和虚拟仿真教学的方法结合起来，充分发挥各自的优点，得到更好的教学效果。

仿真教学很容易与其他先进的教学方法相结合，因此在机电类课程的教学中，将虚拟仿真教学与其他教学方法相结合有助于提高课程教学效果，而且成本低、效率高，使学生可以不受场地与设备的限制，掌握更多的技能，在机电类课程的教学中具有重要的意义绝大部分高职院校的大多数学生的文化基础差,学习缺乏主动性,但动手能力和可塑性较强,对新鲜事物兴趣高。这就要求我们最大限度地发挥他们的学习积极性,不断地更新教学内容,来满足市场和社会的需求。因此,要改进教学方法和教学模式,将仿真技术引入到教学中,将抽象的知识形象化,从而提高学生学习的兴趣和热情。虚拟仿真技术为人们提供了一个理想的教学手段，目前在国内和国外已经逐步的应用于军事训练、课程教学、运动训练以及医学研究等方面

目前各个大学和研究机构也已经利用虚拟仿真技术建立虚拟场景进行相关领域的教学仪器与研究。例如，中国科技大学开发出第一套基于虚拟仿真的教学仪器系统——利用虚拟仿真技术进行几何光学实验平台的开发，系统将计算机辅助教学仪器的智能化仪器、计算机技术、虚拟仿真和物理教学仪器等有机结合，把物理教学仪器系统推进了新的领域。北京润尼尔网络科技有限公司以北京邮电大学强势的网络、通讯、电子三门学科为基础，采用JavaApplet技术、B/S结构、J2EE框架，为解决高校日趋紧张的实验设备及实验场地等实验教学问题，由北京邮电大学网络教育技术研究所组织精英力量，经过多年研究，开发出了配套的可在校园网络上开展的虚拟实验系统。随着计算机技术，多媒体技术和网络技术的深入发展，大众对虚拟教学仪器环境和人类文明的认知不能仅仅局限于一般的浏览，在试验、教学仪器、管理、校园生活等因素基础上三维立体仿真教育系统应运而生，人们需要一个完整的虚拟校园教育体系真实、交互的特点正好是虚拟仿真技术的精髓和魅力所在，也将会对教育方式的变革起到极大推动作用，将会为教育事业增添强大的生命力。

2 仿真教学实施方案

本研究深度分析学生学习特点和企业真正需求的基础上，在建构主义学习理论和混合式学习理论的指导下，按照高等职业教育工学结合课程改革的基本要求，结合虚拟仿真教学设计的基本原则，借鉴信息化和项目教学设计方法，探索基于典型项目和工作任务的虚拟仿真教学模式，实现“教、学、做”一体化教学设计。

该模式由“项目导入”、“制定计划”、“实施计划”、“成果展示与评价”、“总结与提升”五个环节组成，其中虚拟仿真教学贯穿了该模式的所有环节。下面简单介绍该模式的具体实施方案：

在“项目导入”环节，任课教师的活动包括3个内容：

借助虚拟实验平台，导入项目任务及目标、展示项目结果，让学生对项目有一个直观的认识，然后再布置具体的学习任务；利用虚拟实验环境，让学生明确自己应当完成的具体任务和完成任务后可以得到哪些知识以及达到什么样的水平；在充分考虑学生的现有知识和能力水平的基础上，按照适合协作学习的分组办法对学生进行分组，安排具体的完成时间和成果的评价方式等。

在“制定计划”环节，学生通过自主学习、小组协作学习等方式，对该项目的任务目标进行分析，确定任务所涉及的各种要素，充分应用已掌握的前序知识，基于虚拟仿真实验平台进行决策，确定任务的实施步骤，为任务的实施做好充分的准备。

在“实施计划”环节，学生在虚拟仿真实验平台上按照已制定好的计划逐步完成项目任务。教师借助虚拟仿真实验平台对学生进行指导，实现教师和学生以及学生之间的交流。学生通过应用已学习的知识完成工作任务，进行知识的建构，形成职业岗位能力。

在“展示与评价”环节，学生在虚拟仿真实验平台上展示自己的项目成果，然后接受他人的评价和教师的反馈。同时，学生在汇报和听取同学汇报的过程中，通过对比自己与其他同学的成果，查找不足，反思其成败。

在“总结与提升”环节，总结课堂教学的知识点，并适当延伸，引导学生思考，举一反三，培养技能迁徙能力。

3 结语

将虚拟仿真教学与项目教学更加紧密的结合起来，更好的实现了“教、学、做”一体化，激发了学生的学习兴趣，并且在显著改善教学条件、提高教学效果的同时减少了设备消耗，尤其是耗材的使用量，节省了实验经费，而且克服了时间与空间上的限制，使实践课的开课率和学生的操作技能得到明显提高。同时本项目的研究成果可以推广到其他专业的教学中，而且扩展性强，可以根据教学需要，市场变化，灵活添加实验器材、教学软件和典型教学情境，不会因为科技的进步和企业的发展而落后于企业的需求。

An Application Research on the Teaching ofElectromechanical Integration Technology based on Simulation Technology

ZHA NG Xin-xing
(Quzhou Voctaional and Technical College,Quzhou,Zhejiang 324000,China)

the paper made detailed analysis and research on the main effect ofsimulation software during the teaching of numerical control technology,and discussed the application of simulation software in the teaching,hoping to improve the teaching efficiency of the electromechanical integration technology.

simulation software;electromechanical integration technology;teaching application and practice

G712

A

2095-980X（2015）02-0151-02

2015-02-02

张新星（1982-），男，浙江衢州人，硕士研究生，讲师，主要研究方向：机电一体化技术。