《模具制造技术》课程基于虚拟现实技术的研究

杨锋 侯巧红 苏玉珍

摘 要：虚拟现实技术包含了计算机、电子信息、仿真技术、网络通信等技术;进入21世纪来，该技术快速发展并取得了一些突破。在高职教学中应用虚拟现实技术也是教育发展的趋势。本文首先阐述了《模具制造技术》课程教学中存在的一些问题，然后讲解了虚拟现实教学的特点和优势，最后介绍了虚拟仿真在模具制造技术课程教学中的应用。

关键词：虚拟现实技术;模具制造;实践教学;

一、《模具制造技术》课程教学现状：

《模具制造技术》是高职模具设计与制造专业的骨干课，是专业岗位的第一核心课程。该课程是典型的理论与实践相结合、贯穿工学合作理念、高度融合教学做一体化的课程;对于实现模具专业培养目标举足轻重。现阶段，在高校扩招和新冠疫情的双重背景下，有以下几点问题：

1、高职院校教学实验设备不足，无法满足每位同学实践教学要求;

2、学生人数多，在规定的教学时长内，不能够完成所有学生实践操作任务;

3、疫情严重区域，甚至出现无法线下教学的情况，只能进行线上教学，从而无法进行校内实践操作。

因此，这样就使得学生只能减少实践操作或者无法进行实践操作，從而降低了其岗位实操能力。

二、虚拟现实技术的概述

虚拟现实技术（英文名称：Virtual Reality，缩写为VR），近几年随着计算机技术、物联网、人工智能、5G通信等技术的发展使得VR得到了快速发展，2021年更是被认为是虚拟现实的元宇宙元年。

用户沉浸在“真实的”虚拟环境中，与虚拟环境进行了各种交互感知，从定性和定量综合集成的环境中得到感性和理性的认识，从而可以深化概念、萌发新意，产生认识上的飞跃[1]。在虚拟世界中突破了学校场地的限制，设备的限制等教学资源的不足。同学们在课堂上可以在虚拟的实践工厂与实验设备进行互动，老师可以在旁解答并辅助学生完成相关实践教学;课下也可以在虚拟实践工厂完成其它教学任务或者进行产品创新性设计和制造学习。

三、虚拟仿真技术在模具制造技术课程教学中的应用

现有的模具制造技术虚拟仿真平台还达不到虚拟现实技术的要求，但已经能够实现从模具的选材、设计、加工到模具装调和试模等全流程都与企业相一致。虚拟仿真平台结合学校教学需要，进行相应的仿真实训，并能记录学生在仿真实训过程中的相关记录，以便老师进行核查。主要有以下几个实践环节：

1、在模具识图实践环节。通过观察模具零件二维图纸与模具实物相比较，使学生快速了解模具零件形状和尺寸。

2、在模具零件加工环节。通过1：1仿真的生产机床对模具零件进行加工，能够完成数控车和数控铣削零件的实践操作。在加工过程中，可以暂停观察产品形状是否合理;还可以重新修订数控程序，进行重复加工虚拟毛坯，验证程序是否合理。

3、在注塑机实操环节。我们以1：1动画的方式来展示注塑模注塑成型的过程，给学生直观的印象，便于学生了解注塑模的类型。

4、在模具拆装实践环节。模具库中包含塑料模具和冲压模具，在初步了解模具结构后，可以对样例模具进行虚拟拆装，进一步的对模具的结构，组成、零部件有个直观的了解。

虚拟仿真平台针对各个环节中的知识点，建立对应的考核点知识库，学生可以根据老师的安排进行响应的测评，老师来获得对应的学生对于理论知识点的掌握情况;使老师针对性加强讲解学生知识盲点，从而提升其岗位综合能力。

四、结束语

在教学领域中，虚拟现实技术的应用是虚拟仿真技术应用发展的更高阶段。有的学科已经应用了虚拟仿真技术，使得学生在虚拟环节中实现真正的理论与实操相结合，取得了良好的效果。对于模具制造技术类课程，我们也要做好准备，应用虚拟仿真技术进行教学，真正实现理论与实践相结合，使学生能够身临其境，熟悉模具生产全流程，掌握模具的工作原理和结构，提高自身的岗位综合实践能力。

参考文献

[1]殷璟，徐晔.《模具制造技术》课程教学改革与实践[J].宁波工程学院学报，2015，27（4）：93-96

【基金项目】2021年度河北机电职业技术学院社科重点课题：高职《模具制造技术》课程基于“TVP”教学模式的研究，项目编号SD21011。

（作者简介：杨锋——男，1983年出生，河北机电职业技术学院，河北省高校金属材料加工与数字化成型应用技术研发中心成员，河北机电职业技术学院王建军智能装备技术工作室成员，研究方向为模具设计与制造）