WM-WS/D型焊接模拟器在专业教学中的应用

顾园　张泉

沈阳职业技术学院（沈阳　110045）

WM-WS/D型焊接模拟器在专业教学中的应用

顾园张泉

沈阳职业技术学院（沈阳110045）

焊接模拟器在焊接教学和培训工作中发挥了重要的作用。本文阐述了焊接模拟器在我校专业教学中的应用，介绍了模拟器包括的操作内容和功能。分析了焊接模拟器的教学特点，据此提出了合理安排教学及焊接模拟器训练效果评价。

焊接模拟器；教学特点及应用；效果评价

焊接模拟器作为高职院校焊接技术及自动化专业学生的重要模拟训练设备，已经在现代焊接教学和实习实训中得到广泛应用，并在焊接人才培养质量提升方面发挥着重要的作用。焊接模拟器教学为学生提供了一个虚拟的实际操作技能的场景，学生应用模拟器训练的效果好于在实验室里操作和车间实习。因为焊接操作的瞬时性，许多在实际操作中产生的缺陷，学生无法及时看到，而应用模拟器训练，学生可以按照任务去完成操作，弥补了在实际焊接操作中学不到的知识。

1　焊接模拟器概述

WM-WS/D双工位型焊接模拟器具备焊条电弧焊模拟训练系统、CO2气体保护焊模拟训练系统、氩弧焊模拟训练系统。能让学员在高度仿真的模拟环境下进行焊接技能的高效训练，可以让训练者能够感受到真实的焊接过程。可以有效地和周围真实的环境进行互动，让训练者处于高度逼真的环境中，可有效促进操作者完全投入到当前的任务中。

1.1WM-WS/D双工位型焊接模拟器的功能及特点

焊接模拟器作为一种现代化的教学工具，具有其他教学工具无法比拟的优势与功能：

（1）为学生创建了充分动手操作的训练场景。学员可以在焊接模拟器上反复进行各种焊接操作训练，有效地解决了学生操作训练时间不足的问题，使学生较快的掌握焊接操作规程及要领。

（2）新型的焊接模拟器具有较强的交互性能，人机互动的操作过程激发了学员在仿真焊接操作过程中的学习热情，实习效果突出。

（3）可以根据焊接技能等级的不同设定各种训练模式，完成不同焊接位置的操作。

（4）在焊接模拟器上，学员变成学习的主体，可根据自己的具体情况，建立自己的学习资料库。

（5）焊接模拟器具有自动评价功能，针对操作和理论分别打分并形成分析报告。

（6）利用焊接模拟器可记录和复制操作数据，学员可根据评价结果重放操作视频，分析操作过程中的错误。

（7）利用焊接模拟器训练可以避免实训操作消耗大量的焊条（丝）、焊件和保护气体等材料，可以节省费用。

（8）利用焊接模拟器培训过程环境无污染，人员安全性好。

1.2WM-WS/D双工位型焊接模拟训练

焊接模拟训练通常可分为两个阶段进行：

（1）第一阶段：手感训练阶段。该阶段训练方式是用“虚拟教师-叠影”技术作为操作指导，给训练者示范其在训练中应保持的最佳焊接速度、焊枪与工件距离、焊枪角度等焊接姿态和手感，以红绿影像警示和逼真的焊接声效及时反馈给训练者，提示焊接速度和焊枪位置是否准确，便于训练者在操作时及时修正。

（2）第二阶段：仿真训练阶段。该阶段展现真实的焊枪和工件，无“叠影虚拟教师”的指导。

模拟器训练系统创立真实的焊接环境，让训练者在没有“叠影教师”指导下的真实条件中实训。训练者可以自己设置适合的焊接参数进行练习，这种模式确保能够带来高品质的训练效果。

2　焊接模拟器的教学特点及应用

焊接模拟器具有较多优点，在教学应用过程中充分发挥它的节能、环保、直观等特点。

（1）专业认知教育

在对新生专业介绍时，可以对模拟器进行介绍和操作，让学生对焊接材料、焊接操作有一个初步的认识和了解，熟悉焊接工作的任务，认识将来的工作环境，从而明确要成为一名焊接技术人员将来要学习哪些知识。

（2）专业辅助教学

面对枯燥的专业理论时，焊接模拟器的演示教学能够使学生产生浓厚的学习兴趣，进而实现对理论教学的辅助讲解，提高学生对理论知识的理解和掌握程度。

（3）专业教学

1）学生自主学习

只有把学生的主动性调动起来，教学效果才会好。由于焊接模拟操作都是学生独立完成，首先学生通过小组讨论形成任务分析，再由一名同学按照分析结果选择操作模块，每一组最终形成操作及评价结果。小组之间形成对比。同时定期安排教师进行知识更新。在模拟机上学员可以随时查阅与本次焊接相关的焊接知识的文档资料，老师可以配合理论课程的需要在后台动态的更新、上传、删除这些文档资料，以便于学生独立学习。

2）焊接模拟器操作训练

学生在进行焊接训练前可以进行“手把手”的引导学习模式，可最以在虚拟的焊接场景中看到系统提供的虚拟“引导焊枪”，学生只需跟随“引导焊枪”进行焊接操作，就好像有老师对其“手把手”进行引导焊接手法训练。学员进行焊接训练时，系统会提供实时的焊接数据的图形化提示，如：弧长、行走速度、行走角度等相当于老师与学员一对一专注培训。学生根据这些数据化提示及时纠正运弧时的手部动作，以达到最高的教学效益。

3）教学应用

老师能在模拟器上进行广播教学，实时的焊接画面会同步到培训教室的每一台学员机上，以方便学生进行焊接观摩学习。学员可将老师的焊接过程同步到自己的学员机上，以实时学习老师的焊接手法，达到“手把手”教学模式。老师与学员的焊接录像可通过网络分享给其它任意学员进行回看，同时优秀的焊接录像还可下载导入模拟机中进行实时对比焊接学习及训练。

3　焊接模拟器的训练效果评价

通过教师管理端轻松的管理多台训练模拟机，动态的分配训练任务。培训及考试结果可直接传送至数据库，系统进行统计评估并记录打印。老师可以对学员整个焊接培训过程进行追踪评定，并可随时将历史焊接数据进行调档查看及焊接录像回放。

自动评价功能受到学生的欢迎，此功能可以检验学生的理论及实操水平，学生根据评价结果可以调整自身的学习计划。当学生通过自己的努力完成了较复杂的模拟训练项目时，会极大地提升其自信心和成就感。

4　结语

即便焊接班模拟器有诸多优点，但在实际教学应用中，要想获得好的教学效果，还是离不开教师对学生给予正确有效的指导和引导。在我校焊接专业教学中，我们应用焊接模拟器，改革课堂教学和实践教学模式，合理结合学生特点，充分发挥高职学生的主观能动性，切实提高教学质量，培养出更多焊接高技能人才。

［1］潘际銮.21世纪焊接科学研究的展望——第九次全国焊接会议论文集（第一册）［M］.哈尔滨：黑龙江人民出版社，1999.

［2］张建勋等.HTS焊接模拟培训系统的现状与发展［J］.电焊机，2012，（3）.

（责任编辑：兴安）

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1003-3319（2016）03-00081-02

10.19469/j.cnki.1003-3319.2016.03.0081

沈阳市科技创新专项资金——社会发展科技攻关专项“面向装备制造业的职业技能虚拟仿真实训基地建设”（F14-124-9-00）