“互联网+虚拟仿真”在数控加工实训教学中的应用研究

毋亚琦

（河南工业和信息化职业学院，河南 焦作 454000）

互联网时代的到来，使得获取学习资源越来越便利。网络上的学习资源数量庞大、种类繁多，造成学生存在一种看到即学会的状态，而对于实操性很大的数控专业来说，社会对应用型人才的需求也在不断扩大，为了符合社会的这一需求，更好的培养人才，学校引入了互联网平台——“智慧课堂”，教师可以在此平台上传精选的与课程内容有关的视频和资源，方便学生在课前对课程内容有基础的了解，在教学过程中将“智慧课堂”与理论和实践紧密的结合起来。本文对“互联网+”大环境下结合虚拟仿真技术在数控教学过程中的相关应用进行探讨，便于学生更好的掌握实操技能，培养出符合社会要求的应用型人才。

1 “互联网+”技术与虚拟仿真技术

1.1 “互联网+”技术

信息网络技术迅猛发展，“互联网+教育”“智能+教育”新形态正在加速改变传统教育模式，以学生为中心，让学生参与度更强，让学习更主动、灵活，推进信息技术与教育教学深度融合，创新教学方式方法等新型教学模式需不断深入研究、实践、总结、发现问题等。

1.2 虚拟仿真技术

虚拟仿真技术在数控教学中的应用已经比较成熟，邓敏首先分析了虚拟仿真软件的作用，又提出了虚拟仿真的不足之处；郑祥等结合数控技术的课程特点，对数控车削加工实验教学进行了分析研究，虚实结合，采用虚拟仿真技术进行数控车的编程及虚拟加工。徐兵等人以数控技术实践教学过程中存在的问题为导向，把虚拟仿真技术引入到实践教学过程中，研究学生在实践教学过程中存在的问题，提出解决方法。

2 数控加工实训教学的性质与现状

数控加工实训是数控技术专业的核心实践课程，重在培养学生的实际操作能力，通过实训，使学生能够综合运用数控加工技术的基础知识与基本理论，掌握数控加工的操作技能，达到国家职业资格的相应工种等级技能水平，培养学生独立分析问题和解决问题的能力。在实际教学过程中，常见的教学模式为“理论+虚拟仿真+实践”，该模式面临着两个方面的难题：第一，实训重在学生的动手能力，且操作数控机床存在一定的安全隐患，难以像理论教学一样，简单的通过老师讲授、学生接收的方式实现实践能力的培养。学生需要在理解的基础上结合着设备进行多次实际操作演练，才能真正完成学习以及能力的培养。第二，实操注意事项较多，教师演练结束后难免会出现学生信息接收不均的情况，易打消学生学习的积极性，以上两个问题的存在难以保证有效的达到教学效果。

3 “互联网+虚拟仿真”技术模式与优势

3.1 “互联网+虚拟仿真”技术应用模式

基于互联网和虚拟仿真两个平台，通过“互联网+虚拟仿真”教学模式，让学生较好掌握数控加工实训的内容。学校使用的互联网平台是“智慧课堂”，有PC端和APP两种模式，课前教师可以在平台上传讲义、微课等资源来创建课程，在授课过程中创建提问、抢答、投票、布置作业等活动，课后学生可上传作业，自行复习和练习，互联网平台上的资源可以不限次的学习和观看。数控加工实训使用的虚拟仿真软件是宇龙数控仿真软件，在授课过程中，学生可以在虚拟仿真软件上练习操作机床，也可以验证数控加工的程序是否正确，并能规范学生操作数控机床，在此过程中，对教师的实操演示还有疑问的同学，可以在“智慧课堂”里观看教师上传的微课，再次跟学。

3.2 “互联网+虚拟仿真”技术优势

和传统教学模式中实训资源少、实操训练少、安全管理困难等情况相比，“互联网+虚拟仿真”的优势在于：可通过虚拟仿真3D模拟机床加工情况，也可在“智慧课堂”上多次反复观看微课，利于提高学生的研究能力、实操能力和自主学习精神；虚拟仿真还可以帮助学生在操作过程中更好的理解理论知识，多次出错试错后，对知识点理解的更加透彻，增加学生的成就感，提高学习的积极性；学生可以在“智慧课堂”上查看资料，不断重复操作虚拟仿真练习，为操作实际机床打下更深的基础；在虚拟仿真软件上操作练习时，通过观看刀具加工过程，可直观看到编程有误的地方和操作错误的地方，比如X、Z向对刀不准确，会引起刀具和零件之间加工偏差问题，严重的会引起撞刀等情况。

4 “互联网+虚拟仿真”技术的课堂应用

4.1 课前准备

利用"翻转课堂式"教学模式，学生课前可以在“智慧课堂”平台自主学习老师上传的讲义、观看数控操作的微课内容和讨论课前练习题，方便将问题带入课堂进行提问、讨论和思考。“智慧课堂”作为教学管理平台，不仅包括教学资料的上传和下载，还包括统计课前观看资料的次数与进度、上课签到、在线作业、课堂举手抢答、课堂临时性作业、考试等教学活动的开发。教师在“智慧课堂”上构建课程时，可以提前设置项目占比，学生在平台上的所有操作行为都将按照提前设定的比例记录并形成平时成绩。

4.2 课堂实施

首先，利用“智慧课堂”平台签到，由老师创建签到方式，有三种模式可以选择，分别是手势签到、扫描二维码签到、GPS定位签到，并进行简单的操作数控机床的知识点测试，所有活动通过“智慧课堂”平台活动库创建，考查学生课前是否认真学习平台资源、微课等以及核查对知识的掌握程度。教师还可以通过“智慧课堂”平台上后台数据，查看学生对各个模块学习资源的查看次数，来判断学生有疑惑的地方，在课堂上针对这几个模块多多讲解，答疑解惑。

其次，学生进行虚拟仿真任务训练，在训练过程中有任何不会操作的地方，可以观看“智慧课堂”平台资源里微课中对应相关的部分，该微课是在课前由教师上传至平台，方便学生针对性学习、精准学习。虚拟仿真软件可提供学生多次重复练习实操技能，直到掌握知识和熟练操作。操作无误后，学生可以录制零件加工至成形的过程，上传至“智慧课堂”平台的作业模块，教师根据作业上传和完成的情况在作业的下方打分给出成绩并批注需要改进的地方，此环节利于教师在“智慧课堂”平台上进行统一的教学管理，记录学生在课堂上的得分，作为平时成绩所用，且通过这一操作利于教师掌握学生对当堂内容的吸收和应用的情况，对于出错频率大的地方再次进行讲解。总之，整个课堂要以教师和学生互动为主，“互联网+虚拟仿真”平台作为辅助手段。

最后，学生在虚拟仿真软件中练习直到可以熟练操作数控机床后，便可以到实训基地操作数控机床进行零件加工，编写的程序已在仿真软件验证过，这时教师只需在旁边辅助学生完成加工即可，独立完成零件的加工，利于激励学生学习的积极性和主动性。

4.3 考核评价

传统的考核评价主要由教师根据学生加工零件的成果来给出成绩，而在“互联网+虚拟仿真”平台的协助下，成绩呈现出动态的结构，根据各个阶段各个加工过程学生得到的成绩，“智慧课堂”中有综合数据分析功能，可以得出一个更客观、透明、公开的教学评价，最终，得出一个综合性的成绩。

5 结束语

将互联网融入到传统的数控教学模式“理论+虚拟仿真+实操”中，有助于学生课前预习，带着问题进入课堂，有效的和老师对新知识展开探讨和学习。教师可根据互联网平台中的综合数据，了解学生的学习情况，双向互动形成闭环。将“互联网+”应用到数控加工实训教学中，可以更好的为社会培养应用型人才，是高职教育课程改革发展的必经之路。