可视化仿真技术在“机床拆装实训”教学中的应用

邓岐杏，全鸿伟

(广西水利电力职业技术学院，广西 南宁 530023）

可视化仿真技术在“机床拆装实训”教学中的应用

邓岐杏，全鸿伟

(广西水利电力职业技术学院，广西 南宁 530023）

“机床拆装实训”是机电设备维修与管理专业的一门重要专业基础训练课程，但在课程实际开展中存在着很多困难，设备台套数不足、易损难拆装件多、恢复机床性能难度大、危险性高等。这些因素都制约实训的效果，如何提高该实训课程教学的可操作性，提升教学质量，成为课程教学研究的主要方向。本文探讨如何将可视化仿真教学模式引入到“机床拆装实训”课程中，科学合理地运用可视化仿真技术，为教学的顺利开展充分发挥其作用。

可视化仿真技术；机床拆装实训；教学

随着企业自动化程度的不断提高，企业对具有机电设备维修技术的专业人才的需求量不断增加，对机电设备维修人员的技术能力要求也很高。在高职院校机电设备维修与管理专业中，“机床拆装实训”是主要实训课程之一，要能够对机电设备的故障进行准确的判定，对机床故障能够顺利地排除，其前提条件是必须对机床的结构有充分地熟悉和对机床拆装过程、工艺，机床调整方法了如指掌，对拆装工具的使用得心应手。这一系统的能力训练主要通过学生参加“机床拆装实训”去完成[1]。

1 “机床拆装实训”课程实施面临的困难

目前很多开设有“机电设备维修与管理”专业的高职院校，在该专业的课程设置中均开设了“机床拆装实训”，但在教学实施中基本上采用的方式主要有以下几种：

（1）有足够资金配备了多台套的同种型号的机床。这种方式的优点在于基本满足一个教学班级分小组同时进行实训。实训设备实物性强，学生面对的是真实的机床，而且每个小组完成的设备是完全一样的，对教师来说，在给学生讲解机床结构时内容是统一的，方便于备课和学生问题的解决，工作量相对比较少；对于学生来说，各小组相对独立，但在实训过程中各小组之间能够就遇到的问题开展讨论，甚至可以在实训过程中设置比赛环节，增加实训课程的趣味性，可以促使学生自主完成大部分的拆装实训环节。缺点则表现在，机床的零件装配中，有很多为紧配合件，或有些零件是易损件，在拆装过程中避免不了零件的破损，零件的更换造成实训成本增加。机床本身结构复杂，零件繁多，对于实训设备来说还要保证它的持续可用性，所以机床拆卸完毕后，必须装配完全，整机拆装的周期过长。机床种类单一，覆盖面不广。

（2）有足够资金配备了多台套不同类型的机床。这种方式的优缺点和第一种方式基本相同，但由于所用设备是不一样的，虽然一些结构和原理是相通的，但对于教师教学上来说，需要花费更多精力和时间备课和给学生讲解，学生小组之间相互讨论沟通时，由于本身知识不完备，会产生一些障碍。

（3）在资金不充足的院校，设备台套数严重不足，通常是使用一台机床或暂时闲置、有故障无法修复的机床作为拆装的实训设备，学生分小组，根据机床结构分区域进行训练或是轮流完成实训。这种方式会造成训练时间不充足，知识、能力不全面等现象。由于设备较少，也会出现有些学生借机偷懒，不动手实操的现象。

这普遍采用的三种方式各有其优缺点，其最主要的矛盾在于设备台套数不足，零件易损坏，实训成本高，周期长，拆装可操作性难度大等问题。

2 可视化仿真技术的应用

随着计算机技术的快速发展，在现代教育技术中逐步引入了计算机多媒体仿真技术，利用计算机动画仿真的方式，构建虚拟空间，以解决在传统教学中不能解决的一些因空间、资金、可靠性等因素造成的教学困难[2]。在“机床拆装实训”课程中应用可视化仿真完成实训，即可解决因设备不足，零件易损，可操作性不强的各种短板。

（1）可视化仿真概述

可视化仿真技术是在早期的计算机系统建模仿真技术的基础上与计算机可视化技术相结合后形成的一种新的计算机仿真技术。可视化仿真可以实现三维动态仿真，使用户具有身临其境的感觉，具有更友好的人机交互系统[3]。

（2）可视化仿真在教学中的应用

利用可视化仿真技术开发相应的机床拆装实训平台，可以突破资金、场地有限的制约，可以根据企业中常用的机床类型，将这些典型应用的机床类型集合到机床拆装实训平台中，在实训过程中可以以一种机床作为主要拆装实训对象，让学生掌握机床结构特点，基本的拆装过程，拆装工艺处理，利用其他机床类型作为拓展训练，让学生自主完成拆装训练。因为拆装是在虚拟环境下完成的，所以拆装周期不会太长，在一个实训课程中，能够利用多种机床举一反三，学生通过实训从基本掌握逐步过渡到熟练掌握。

对于单台机床，机床拆装实训平台根据不同机床的结构特点，将机床结构细化为多个独立的单元，例如：将车床分为主轴系统拆装、进给系统拆装、刀架拆装、尾座拆装等几个部分。将过于冗长的拆装过程细分，但又保留一个基本完整的机械结构，方便教师分模块教学，学生更易于接受相应的知识点。

近几年工作过程项目化教学的应用已经获得了大力的推行，并且教学效果也得到了肯定。因此在以动手为主的“机床拆装实训”课程里，推行工作过程式教学是切合实训课程需要的模式。在实际的机床拆装时，其工作过程大致可分为“拆装前准备、拆卸、零件清洗、检查、装配、精度检验校核”几个主要工作，因此根据拆装过程，将实训中所需要完成的训练内容分包到：拆装前准备工作、拆卸过程制定与执行、零件清洗检查、装配过程制定与执行、精度检验与校核几个工作过程。对每个项目、每个过程设置技能点和考核点。

学生在实训的过程中，对于还没有掌握的拆装过程可以通过观看视频教学、小组讨论、教师指导等多种渠道解决。对某个拆装难点可以通过反复练习的方式进行巩固训练。机床拆装实训平台还可以根据教学需要设置学生自主操作、操作竞赛等形式，丰富实训的课堂内容，增加课程的趣味性。

利用计算机网络技术，学生在使用机床拆装实训平台完成实训时，可以进行过程录制，发布给教师，教师可以根据操作过程了解学生对教学内容的掌握程度，并可对其操作实训进行过程评价或进行成绩考核。

3 结束语

可视化仿真技术在“机床拆装实训”课程中的应用，以虚拟环境为主，使机床拆装的可操作性大大提高，解决了实训成本高的难题，同时降低了学生在实训过程中的危险性。可视化仿真其三维呈现，交互性好的特点，把枯燥的实训变得生动有趣，更易于吸引学生的学习兴趣，易于达到实训的目的。但可视化仿真技术在教学中的应用还处于初级阶段，特别是在工科课程上的开发，即要有深厚的计算机应用技术又具有深厚的机械工程技术的人员非常有限，系统的开发能力相对还比较薄弱，一些精细化的工作呈现力不强，比如装配后精度的体现，装配质量的体现并不是非常理想等等。因此，在可视化教学应用的研究与开发上，必须加大技术力量，学习或借鉴国内外先进的技术，深化技术研究。

此外在教学过程中，教师需要辩证地使用可视化教学技术，不能完全依赖于虚拟化的应用，在教学过程中不断地总结经验，寻求科学、合理的教学模式，充分发挥可视化教学技术在教学中的应用。

[1]郑明军，吴文江，高占凤，等.机械拆装实训教学的探索与实践[J].教育教学论坛，2010（35）：10-12.

[2]谢业东，农 琪.SolidWorks在机械拆装实训中的应用[J].大众科技，2010（04）：165，188.

[3]王鹤鹏.基于VR技术的汽车拆装实训课教学改革探索[J].科技风，2016（19）：31.

Use the Visual Simulation Technology in Teaching of the Machine Tools Disassembly and Assembly Training

DENG Qi-xing，QUAN Hong-wei
（Guangxi Hydraulic and Electric Polytechnic，Nanning Guangxi 530023，China）

“The machine tools disassembly and assembly training”is an important professional basic training course of electrical equipment maintenance and management specialty.However，there are many difficulties in the actual development of the course，such as insufficient number of equipment，difficult to install，many pieces of disassembly and assembly，difficult to restore the machine tools，high risk and so on.These factors have restricted the effect of training，and how to improve the operability of the training course teaching and improve the quality of teaching has become the main direction of curriculum teaching research.This paper discusses how to introduce the visual simulation teaching model into the course of machine tool disassembly and assembly training，and to make full use of visual simulation technology for the smooth development of teaching.

the visual simulation technology；machine tools disassembly and assembly training；teaching.

TP391.9

B

1672-545X（2017）10-0161-02

2017-07-19

邓岐杏（1978-），女，广西柳城人，副教授，硕士，主要研究方向：机械电子工程。