基于虚拟仿真技术的《机械制造技术基础》课程教学改革.pdf

模具专业教学与实践模具制造 2023年第9期基于虚拟仿真技术的 机械制造技术基础课程教学改革*景理琴（运城学院，山西运城044000）【摘要】当前高等教育环境下，传统课堂教学已经难以满足学生的需求和期望，而虚拟仿真人身参与式学习则成为一种新的发展趋势。因此，文章主要分析虚拟仿真技术在 机械制造技术基础 课程教学现状及问题进行教学改革方案设计及实施，通过实验验证其可行性和有效性，为高等职业教育的发展提供有益的参考意见。关键词：虚拟仿真；课程；改革中图分类号：G712文献标识码：BDOI：10.12147/ki.1671-3508.2023.09.031Teaching Reform of the Course Fundamentals of MechanicalManufacturing Technology Based on Virtual Simulation TechnologyJing Liqin（Yuncheng College,Yuncheng,Shanxi 044000,CHN）【Abstract】In the current higher education environment,traditional classroom teaching is nolonger able to meet the needs and expectations of students,and virtual simulation of personalparticipation learning has become a new development trend.Therefore,this article mainly analyzes the current situation and problems of virtual simulation technology in the teaching ofFundamentals of Mechanical Manufacturing Technology,designs and implements teaching reform plans,and verifies its feasibility and effectiveness through experiments.Provide useful reference opinions for the development of higher vocational education.Key words:virtual simulation；curriculum；reform在当今数字化时代，虚拟仿真实现了巨大的潜力和应用价值。通过虚拟仿真的技术进行 机械制造技术基础 课程的教学改革，可以为学生提供更加直观和生动的学习体验，从而提高他们的学习效果。同时，虚拟仿真还可以提高教学效率，降低成本，方便教师随时随地进行教学。因此，本文将主要探讨 机械制造技术基础 课程中存在的问题，并从虚拟仿真技术的角度出发，分析其优势与不足，结合实际情况提出相应的解决方案，希望能够为相关领域做出一定贡献。1机械制造技术基础 课程教学现状及问题分析1.1 机械制造技术基础 课程简介机械制造技术基础 是一门重要的课程，它涵盖了所有相关知识，并且有明确的学习目标。机械制造技术基础 是一门具有深厚学术底蕴的课程，它包含了机械设计原理、材料力学、热力学、机电控制等多个领域的内容，可以帮助学生更好地理解和应用这些概念，并培养他们的实践能力1。为了让学生更加全面、准确地掌握 机械制造技术基础 的知识，以及培养他们的实际操作技能，教师应该运用多种多样的教学手段，激发学生的兴趣，让他们在探索中获得收获。通过学习这个课程，学生可以获得以下方面的知识：*基金项目：基于虚拟仿真技术的 机械制造技术基础 课程教学改革，项目编号：JG202107。106模具专业教学与实践模具制造 2023年第9期金属切削原理；金属切削机床和刀具；机械加工工艺；机床夹具的设计；机械装配工艺等。1.2 机械制造技术基础 课程教学现状在当前高校机械工程专业中，机械制造技术基础 是一门必修课。该课程主要涵盖了机械设计原理和方法、材料力学、热力学与理论力学等方面的知识内容。然而，由于学生的专业背景不同以及学习能力差异较大，导致部分学生难以理解并掌握所学知识点2。因此，通过虚拟仿真的手段对 机械制造技术基础 进行教学改革，以提高学生的学习效果和兴趣。在目前的教学实践中，教师通常采用传统的讲授方式传授知识。这种传统教学模式虽然能够保证知识传递的效果，但是对一些抽象的概念或复杂的理论模型来说，往往难以让学生真正理解其本质。此外，传统的教学模式还存在一定的局限性，如缺乏互动性和趣味性等问题。采取结合虚拟仿真实现出一种新型的教学方法虚拟仿真教学法。在课堂上使用计算机辅助教学软件搭建三维虚拟实验室环境，为学生提供更加直观生动的学习体验。同时，利用多媒体资源丰富教学内容，提升学生的学习兴趣和主动探究的能力3。1.3 机械制造技术基础 课程教学问题原因分析在本研究中，我们对 机械制造技术基础 课程进行了深入研究和分析。通过调查问卷和访谈等多种方式收集了大量数据，并对其进行统计分析。结果显示，该课程存在以下几个主要的问题：教材内容过于烦琐且难以理解。许多学生反映，教材中的一些概念或公式虽然看起来很复杂，但实际上并没有很好的解释或者示例帮助他们更好地理解。这导致学生们很难掌握这些知识点。教师讲解不够生动有趣，缺乏互动性。有些教师只是简单地讲授课本上的内容，没有考虑到学生们的需求和兴趣爱好。此外，由于课堂时间有限，很多重要的理论和实践操作都被忽略了。缺乏实际应用场景和实验环节。尽管该课程是一门实用性的专业课，但是大多数学生都没有机会亲身参与到相关领域的实践活动中。缺少有效的评价机制。目前，大部分高校采用传统的考试形式评估学生的知识水平，但这种方法往往忽视了学生的实际能力和综合素质。因此，需要建立更加科学合理的评价体系促进学生学习进步。2基于虚拟仿真技术的 机械制造技术基础课程教学改革方案设计2.1教学目标分析针对 机械制造技术基础 课程，其主要目的是培养学生的基本机械加工技能以及相关理论知识。然而，由于该课程涉及多个学科领域，如材料学、力学、热力学等，因此，对初学者来说，掌握这些知识并不容易。此外，该课程还包括了大量的实验操作环节，这对一些缺乏实践经验的学生而言也是一个挑战。因此，教学改革方案应该能够解决这两个问题。为了达到上述目标，加强教材内容的讲解与演示；增加实际应用案例的引入，让学生更加深入地了解所学习的知识；通过虚拟仿真实验的方式来提高学生的动手能力和实践水平。具体实施步骤如下：确定教学目标和难点。制订详细的教学计划，并结合实际情况进行调整；利用虚拟仿真技术为学生提供更直观、生动的教学体验；注重师生互动交流，及时纠正学生的问题和不足之处。不断总结反思，完善教学改进机制。以上措施可以有效地提升学生的学习效果，同时也有利于教师的工作效率和工作质量的提高。2.2教学内容分析通过虚拟仿真技术，机械制造技术基础 课程的教学模式发生了重大变化。为此，对其中的知识点、技能以及实践操作等做出了深入探索，以期达到最佳的教学效果。通过本门课程，提升学生的机械加工技术水平，并且深入探讨有关理论知识。重点介绍机械加工原理、夹具设计、机床设备与操作、工艺流程等，并且结合实际情况，不断改进教学内容，使之更加完善。在教学内容方面，采用了多种形式的方法提高学习效果。例如，在课堂上使用多媒体展示的方式介绍具体的机械加工过程；同时，还利用了虚拟仿真技术来模拟实际生产场景，让学生们能够更加直观地掌握所学知识。2.3教学方法选择采用虚拟仿真技术作为 机械制造技术基础 课程的教学手段，将其融入课堂中，结合实际的工程案例，以便学生可以更深刻地理解并运用所学的知识。通过对理论知识的运用进行深度剖析，使学生能够更全面、准确地把握相关的技术要求。为了提高教学质量，采取了多种多样的教学策略，包括传统的讲授法和新兴的互动式教学模式。这些策略旨在帮助学生更好地理解和掌握所需的知识；另外一种则是小组讨论法，将学生分成若干个小组进行交流学习；还有一种就是实验探究法，让学生亲自动手操作并观察现象的变化情况。这些不同的教学方法的选择不仅可以满足不同类型的学生的需求，还能提高学生对所学内容的理解和记忆能力。2.4教学过程设计为了更好地实现虚拟仿真的手段进行 机械制造 107模具专业教学与实践模具制造 2023年第9期技术基础 课程的教学改革，在教学过程中进行了以下设计：首先，采用了虚拟仿真实验的方式，让学生能够更加直观地了解各种机械设备的工作原理和操作方法。其次，结合了实际生产场景中的问题解决方式，让学生们可以更深入地理解所学内容的应用价值。此外，还在课堂上设置了一些互动环节，如小组讨论、案例分析等，以激发学生学习兴趣并提高参与度。最后，还为每个学生提供了一个专属的在线平台，让他们可以在课余时间自主学习和练习。这些措施不仅提高了教学效果，也提升了学生对知识的理解和掌握能力。通过虚拟仿真技术教学改革，使 机械制造技术基础 课程更具有实践性和可操作性，从而获得更好的教学效果。3基于虚拟仿真技术的 机械制造技术基础课程教学改革实施3.1教学实验准备阶段基于虚拟仿真的教学方法对 机械制造技术基础 进行教学改革实验，其准备工作主要包括以下几个方面：要明确教学目标和教学内容。通过分析学生学习情况，可以确定哪些知识点是需要重点讲解的，以及如何组织教学计划。选择合适的虚拟仿真实验平台。目前市场上有很多种虚拟仿真软件可供选择，但是要考虑到教学效果和成本等因素，应选择一款适合的教学目的和预算的软件。制订详细的教学方案和操作流程。在教学过程中，教师要掌握好每个环节的内容和步骤，并且及时调整教学进度和方式以适应不同的学生群体。为了确保教学质量，还需做好实验前的准备工作。例如，提前准备好所需材料和设备，并保证它们的正常使用；安排好实验的时间和场地，避免干扰其他同学的学习；设计出合理的实验过程和评估标准等。3.2教学实验实施阶段在教学实验实施阶段，需要通过一系列的实践操作和实例分析，验证教学方案是否可行。同时，这也可以帮助学生更好地理解所学知识点的内容和应用价值。具体来说，在教学实验中采用了以下几种方式：利用虚拟仿真实验的方式，让学生们亲身体验各种机械设备的工作原理；通过模拟实际生产线的情况，让学生们了解如何实现高效率的生产过程；在教学实验的过程中，鼓励学生们提出问题并解答它们，以加深他们的学习体验。此外，为了确保教学效果的最大化，还制订了相应的考核标准和评价指标体系。这些措施不仅能够提高教学质量和效率，还能激发学生的学习兴趣和积极性。3.3教学实验总结阶段完成以上阶段后，进入教学实验总结阶段的研究工作。在实验过程中发现，虚拟仿真技术可以有效地提高学生对机械制造的理解和掌握能力。还可以帮助教师更好地展示机械设备的工作过程，让学生们更加直观地了解机器的内部结构和运作方式。通过虚拟仿真技术，学生可以获得更多的学习资源和实践机会，从而有效地增强自身的知识储备和发展潜力。然而，要想充分利用虚拟仿真技术，就必须具备良好的计算机硬件和软件开发技能，因此，在推广应用的过程中，加大师资队伍的投入，并且提升技术支持的水平。3.4教学实验反思阶段在 机械制造技术基础 课程的教学实验的过程中，进行了大量的教学实验和反思，以期能更好地提高学生对该领域的学习兴趣和理解能力。然而，发现学生们对虚拟仿真实验的感受非常积极。他们不仅可以更加直观地了解所学内容，而且可以通过交互的方式加深自己的印象和记忆。同时，也发现了一些问题和不足之处。例如，有些学生可能缺乏一定的计算机技能和操作经验，这可能会对他们参与到虚拟仿真活动中产生困难；由于虚拟仿真人偶的设计与制作成本较高，因此，需要考虑如何降低成本并扩大应用范围。可以采用更简单的设计方案和更为经济实惠的技术手段，以便于更多的人都能使用到这项技术。综上所述，通过对 机械制造技术基础 课程进行教学改革，采用了虚拟仿真的方法提高学生学习效果。经过多次实验和数据分析，该方法具有可以更好地激发学生的兴趣和动力，能够让学生更加直观地了解理论知识，还可以帮助教师更好地掌握教学进度和学生情况，及时调整教学策略。因此，本文所提出的教学改革方案是值得推广使用的一种有效手段。参考文献1白月香,闵祥娜.机械制造技术课程教学改革的思考J.造纸装备及材料,2020,49(02):184.2邹利华,陈志刚,吴海江.机械动力类机械制造基础课程教学探究J.学园,2019,12(07):4344.3张金铮.机械制造技术基础课程教学创新性改革与实践J.课程教育研究,2016(36):198199.作者简介：景理琴，女，1986年12 月生，汉族，山西运城人，硕士研究生，讲师，研究方向：摩擦学、轴承寿命、夹具和工艺设计。（收稿日期：2023-04-08）DMM 108