虚拟技术的应用研究

【摘 要】 虚拟技术可以有效解决中等职业学校在实训方面设备短缺的问题，利用虚拟技术辅助中等职业学校的实训教学，改善实训效果不理想的问题。既节约了资金投入，又改善了实训教学条件，与此同时，学生的创新能力也得到了很好地锻炼。最终提高专业教学的质量，提高高素质人才培养的速度。

【关键词】 中等职业学校 虚拟技术 实训教学

在职业教育快速发展的今天，由于规模的不断扩大，对于国家经济社会的服务及教育结构的完善起到了重要作用。当然，由于底子薄，职业学校的设备情况与实训条件还有待加强，“一体化”专业教师的数量还不能满足实际需求。

要想完成培养学生的目标，就一定要加强实训条件及实训方式方法研究的力度。虽然，各个地方的职业学校在实训教学方面都投入很多，在人力与物力上都全力支持实训教学，一批批实训教室与实训基地建成，这样一来，实训教学得到了基本保障。但是由于各个地方的情况不尽相同，经费投入、设备更新等实际问题，许多职业院校都存在着学生多、设备少的问题，导致学生在技能操作中时间不足，这样一来，学生在就业时的竞争力大打折扣。不过，由于信息技术的出现，我们可以加强实训教室、实训基地的虚拟化建设，这样可以改善中等职业学校的教学条件与教学质量。例如，构建虚拟的工厂、虚拟的车间、虚拟的工艺、虚拟的实验。

1 实训教学中出现的主要问题

1.1 设备不先进

中等职业学校的实训条件较为薄弱，硬件是个主要问题。通常中等职业学校的经费并不是很充裕，实训设备一般无力购买，因此，生均占有的设备数量很少，设备不先进。这样一来，许多实训课题不能开设，学生勉强训练也不能得到充分锻炼，由于学校在购买设备时通常型号一致，所以设备的报废年限也一致。设备更近的速度很慢，学生在毕业后很难适应企业的要求，并不能够在短时间内适应企业特别具体的岗位的工作需要，更不要提超前性了。

1.2 社会服务能力不足

中等职业学校对于社会的服务能力是考验学校综合实力的一个重要标准。在学生、企业、社会，拓展训练、培训、教科研等方面的社会服务能力一般很少，其实最主要原因就是实训设备太少。教科研能力有限，实训设备与企业设备有很大差距，不能有效对接。

1.3 校内外实训环境不一致

实训设备各不相同，就算同一类型的设备也不尽相同，学校在购买时通常考虑数量。因此，一般购买较低级的设备以满足数量的需求，更不要说实时更新了。因此，老化的、型号单一的设备在中等职业学校中较为普遍。在这种环境下，学生虽然进行相关实训，但是由于与企业的真实环境不一样，学生的实训效果很差。

2 如何利用虚拟技术

2.1 参考企业实际情况开发合适学院的虚拟实训室

企业的标准是职业学校的对接标准，要想顺利对接，不断改善实训设备、实训环境、实训理念，改善办学条件，提高教学质量迫在眉睫。我院在进行实训基地的建设中参考企业相关标准，建设了适合学院发展的实训室、实训基地。数字化实训中心的主要功能有：数控机床结构的认识；数控机床操作练习；数控设备的维修与诊断的实操；数控专业的相关数据与资料的应用；数控实训教学的考核；数控专业教学的组织等。

2.2 利用数控仿真软件

我们以数控加工的实训课程为例，由于这是非常抽象的课程，实践性尤为突出。如G54对刀，理论上感觉比较容易，但按部就班的传统讲授，纸上谈兵，许多学生都难以理解，而学院利用VERICUT仿真软件边演示边教学，通过演示铣刀与工件的相对运动，促使学生很容易的就掌握了，而且还有自己亲手操作用的冲动，加深认识。有了仿真软件，错误的程序一眼就能看出来，机床操作面板与零件的加工过程在虚拟环境中能够得到很好地诠释，毛坯加工成为成品的过程直观又形象，为了便于学习与掌握。数控加工仿真软件的出现，让许多学生能够在虚拟环境中得到锻炼，操作技能得到有效提高。

2.3 多轴高端设备虚实结合实训

如学院由师生组成跨专业团队，利用VERICUT软件开发的多轴设备的虚拟加工技术。利用VERICUT的虚拟加工技术，把价格非常昂贵的设备真实的体现在学生的面前，让学生在虚拟环境中练习了高端设备，数控机床的内部结构以及加工典型的零件的基本过程可以在模拟环境中让学生直观了解，这样一来，既降低了实训教学成本又提高了学生学习兴趣。

3 实训教学中虚拟技术的作用

虚拟环境的教学可以突破现实的约束，帮助学生了解现实状态下无法了解的知识点。虚拟技术在中等职业学校的实训教学中的应用效果如下：

3.1 设备短缺和落后问题可以通过虚拟实训解决

虚拟的实训教学可以解决许多型号的设备设施，学生在学校可以训练各种型号的机床，虚拟环境与真实实训体会相近。对于特殊型号的设备，可以通过虚拟技术构建来实现，节约实训成本的同时开阔了学生的眼界。

3.2 避免真实实训所带来的危险

虚拟实训教学操作的安全性很高，不会因为学生的误操作而造成人身与设备伤害。只要在训练中让学生掌握操作技巧，就可以让学生完成机床操作的过渡阶段，今后在进行机床操作时，学生受伤的概率会降低。

3.3 彻底解决时间与空间的限制

学生在学习加工中心等数控设备操作知识的时候，可以通过虚拟技术进行，数控机床的工作原理、典型零件的加工方法等在虚拟环境下学习是放视频所无法比拟的。又如整个产品从产品设计到产出成品的过程，实训一般要几周的时间，而虚拟技术则在一堂课内就能实现。

学生可以通过互联网对上传到网络上的案例进行学习，由于突破了时间与空间的限制，可以缩短实训的周期。

4 结语

学员通过自主开发以及购买等方式将虚拟技术引入机械类实训教学，由于在虚拟环境中实训成本大大降低，我们可以开展许多具有创新性的课题，这样一来，对培养具有创新意识与创新能力的专业人才有较深影响，将虚拟技术应用到专业的实训教学中，解决了中等职业学校普遍存在的实训设备数量不足、设备型号落后、更新换代慢的困扰。对提高实训教学的质量，解决部分实践性环节的教学难题，对加快高素质人才的培养速度有着积极的意义。

参考文献：

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