虚拟仿真融入在线课堂，全面提升教学质量

                                                     ——机械工程系  陈德航

一、学情分析

数控加工技术是当前制造业主要采取的加工方式，学生精通数控加工及编程技术，对于提升就业质量具有积极的推动作用。《数控机床编程与操作》是机械制造类专业的核心课程，是集机械制造、工艺设计、程序编制、加工操作以及几何学、图形学等知识、技能于一体的课程，需要学生掌握的知识较多，学生学习难度较大。特别在疫情期间，学习的难度更大。

通过对学生学习情况的调研，发现在教学中主要存在以下问题：

（1）在线课程师生互动效果差，交流、回答问题的学生较少，并且局限在少数；

（2）作业批改工作量特别大，很难针对每个学生讲清楚程序作业中存在的问题；

（3）学生自主学习难度大，因为知识过于专业，程序繁琐；

（4）没有真实数控机床演示，学生感性认识差，学习兴趣不足。

二、解决思路

针对以上问题，为提升教学质量，在网络在线课程教学的基础上，借助了虚拟仿真软件进行教学，主要解决思路见图1。

（1）依托超星学习通平台，构建了《数控机床编程与操作》网络课程，课程建构按任务构建，主要包括教学课件、动画视频、课外学习资料、课外作业等内容。为了体现课程特点，单元任务按照“工作任务—编程指令—加工方法—加工程序”构建，见图2所示。

（2）依托虚拟仿真软件，对编制的程序进行仿真教学。一是采用CIMCO仿真软件，对加工程序的走刀路径进行仿真，让学生深刻认识编程指令与走刀路径之间的关系。二是采用斯沃仿真软件，对数控系统进行操作性仿真，让学生熟练掌握数控机床的操作流程、方法及相关技巧。

（3）除了课堂教学外，还要求有条件的学生安装使用仿真软件，让学生能够自主学习、编程、检查、仿真，提升学习效果。

三、成效分析

（1）学生学习的积极性增加，课外访问网络课程的数量较多，在线完成任务情况较好。

（2）学生通过计算机学习的比例超过手机APP，这是由于需要编制程序及仿真，手机端无法完成，网页版学习更有利于课程的学习。从而，说明学生主动学习的积极性增加。

（3）学生完成作业的质量较高，特别是采用仿真软件完成作业的同学正确率高（平均成绩70.12分），因为仿真软件中对于编制错误的程序容易检查出错误，便于学生及时修正、学习，提升了教学质量及学习效果。

（4）采用虚拟仿真平台，学生对数控机床、数控编程的感性认识更加直接、直观，降低了学习难度，学生的学习兴趣也更高，学习效果更好。

四、总结

通过采用“虚拟仿真+在线课程”的方式，将传统编程、机床操作转换到虚拟仿真平台中，降低了学生学习的难度，提升了学习兴趣，学生编制程序、作业完成效果较好，提升了教学质量。