开放式虚实结合的数控车实训教学研究

苏 虹，张国福，孟令威，毛志阳

（长春工业大学人文信息学院，吉林 长春130122）

随着德国“工业4.0”和“中国制造2025”战略的提出，我国正由制造大国向制造强国转变，新技术、新材料不断地应用到制造业领域，在这种发展形势下，制造业对应用型人才和创新型人才的需求日益增大，因此，高校应该顺应发展趋势，培养适应时代发展和需求的人才[1]。

工程训练中心作为高校的实践教学平台，是培养高校学生实践能力和创新意识的重要教育环节，数控车削加工技术实训课程作为工程实训重要的课程之一，因其具有集理论性、专业性和实践性于一体的特点，对提高学生的实践动手能力，培养创新思维具有重要的作用。为获得良好的教学效果，本文提出将虚拟仿真技术融入数控车削加工技术实训课程，并结合网络教学模式，开展数控车削加工技术实训课程。

1 数控车削加工技术实训教学

数控加工技术具有实践性强、应用范围广等特点，被高校广泛推广于工程实训课程中，对培养学生动手实践能力，提高创新意识具有重要意义[2]。

数控车削技术实训课程教学内容主要包括理论知识讲解和实践操作，在理论知识讲解方面，数控车削加工技术实训课程要求学生掌握数控车床的结构，操作面板，数控编程，加工过程等专业性知识，但由于专业性强，内容相对枯燥以及教学时间限制等因素，导致学生对理论知识的掌握相对薄弱，进而导致在实践操作教学过程中，教学效果不理想。同时在开展数控车削加工技术实践教学方面，由于实训场地和成本的限制，数控车设备数量无法满足高人次的使用需求，学生实际动手操作机会少，实践能力得不到提高，难以达到理想的教学效果。教学过程从理论知识讲解直接向实践操作转变，缺少模拟操作过程，在安全方面难以保证，因此为了培养学生的学习兴趣，丰富教学内容，提高学生实践能力，本文提出将虚拟仿真技术应用于数控车削加工技术实训课程中，弥补数控车削加工技术实训课程中存在的不足。

2 虚实结合数控车削加工技术实训课程

2.1 虚拟仿真技术

虚拟仿真技术集成了多媒体技术、虚拟现实技术和网络通信技术等信息技术，利用计算机技术虚拟出现实世界中的环境或物体，并通过仿真技术将虚拟环境与实体融合在一起，构成一个与现实相似的虚拟环境[3-4]。将虚拟仿真技术应用于数控车削加工技术实训课程中，能够有效解决实训过程中实训场地和实验设备数量的限制，增加了学生动手操作机会；通过虚拟操作，让学生熟悉数控车削操作流程，降低实际操作过程中的安全风险；同时虚拟的实验操作，不消耗器械和材料，减少了设备的损耗，节约了材料，大大降低了实训成本[5-6]。

2.2 虚实结合教学法

开展数控车削加工技术实训课程，旨在提高学生的实践能力和创新能力，教学过程中，为提高学生的动手能力，在充分利用虚拟仿真技术的优势与特点之外，数控机床的实际操作过程也必不可少，因此要坚持以实为本，虚实结合的教学原则，开展数控车削加工技术实训课程。

2.3 虚实结合在数控车实训中应用

为更好的落实虚实结合的教学原则，在数控车实训教学中引进上海宇龙软件工程有限公司研发的数控车加工仿真系统，以加工外螺纹为例，学生通过在虚拟仿真软件上学习数控车加工外螺纹的主要过程，掌握数控车加工的操作方法。如图1所示，为虚拟仿真软件加工外螺纹的主要操作过程，图2为加工外螺纹的数控车虚拟仿真软件界面。

图1外螺纹加工过程

图2数控车虚拟仿真软件界面

通过该软件，学生能够在电脑上模拟完成零件加工的全过程，熟练掌握数控车削加工操作方法，提高对数控车操作过程的熟练程度，如图3所示，但仅仅是在数控车仿真软件上进行数控车实训是远远不够的，要与实际的数控车削加工实训相结合，充分培养学生的实际动手能力，如图4是学生现场实训过程。

图3虚拟仿真实训教学

图4数控车加工实训现场

3 开放式数控车削加工技术实训课程教学体系

数控车削加工技术实训课程是高校课程中受众较多的课程之一，建立网上数控车削技术实训教学平台，将课程的实训指导书、教学视频等相关教学内容分享到网络教学平台，为学生学习数控车削加工技术实训相关知识创造便捷条件，从而提高学生自主学习能力，形成“互联网+教育”理念下的开放式虚实结合的数控车削加工技术实训教学体系。

4 结 语

虚拟仿真技术与传统的数控车削加工技术实训课程结合，利用虚实结合教学方式开展数控车削实训教学，对提高学生实践动手能力，保障实践教学安全，具有积极的促进作用。开放式的网络教学平台，实现了数控车削加工技术教学课程的资源共享，建立“互联网+”教育形式的数控车削加工技术实训课程，有效提高了学生自主学习意识和能力。