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摘要：分析了网上虚拟实验室“现代制造技术虚拟实验室”所能实现的功能和技术特点，介绍了在教学实践中充分使用网上实验室的若干措施。
关键词：先进制造；虚拟实验室；教学实践
1 引言
以数控机床、加工中心为代表的先进制造设备已经成为我国制业发展最快的行业之一。数控技术及数控操作是各类工科院校学生必修的实验课。但数控编程一般较复杂，教学时数少，教学效果不理想，再加上学生初次接触这类设备，缺少必要的培训，容易损坏设备；另外，数控设备一般较昂贵，用以实验教学的数量往往不能满足学生的需要。“现代先进制造技术虚拟实验室”是我院承担的网上虚拟实验室，于2016年通过验收，并正式投入使用。网上虚拟实验室利用发达的互联网和局域网，突破了时间和空间的限制，学生可以随时学习和编程模拟，很好地解决了教学时数少、教学设备数量不足等矛盾。在使用中，我们不断探索，使其在教师备课和学生学习等教学实践方面发挥了积极作用。
2实验室功能
“现代先进制造技术虚拟实验室”设计开发了切削温度测量实验、切削力测量实验、刀具耐用度测量实验、数控铣床手工编程实验、数控车床手工编程实验、数控铣床虚拟操作实验、数控车床虚拟操作实验、数控铣床模拟仿真加工实验、加工中心模拟仿真实验等9个先进制造技术实验；建立了实验素材库、试题库和相关知识知识库；开设“现代先进制造技术虚拟实验室”网站。
“现代先进制造技术虚拟实验室”实现了4个功能：
一是虚拟实验实习。在虚拟实验室完成课程标准中要求的实验实习内容，通过与实物实验相结合，完成机械制造、数控加工的实验实习教学任务；
二是课堂教学。利用校园网，在理论教室中进入虚拟实验室，对数控技术课程中的数控编程内容进行现场演示，接受手工编程或自动编程内容进行现场演示，接受手工编程或自动编程形成的NC代码，进行虚拟加工，形成虚拟零件，并对零件进行尺寸、粗制度等的测量。使学生直观的看到各个代码的意义；
三是预习复习。对课程实验开设的切削温度测量实验、切削力测量实验等实验进行课前预习，初步掌握实验原理、方法和步骤，为课堂实验做准备；而对数控编程等难点内容，学生利用课余时间，在虚拟实验室反复练习，从而理解和掌握本内容。
四是扩展练习。对那些由于学时限制，课程标准没作要求的基础实验实习内容，如：刀具耐用度测量实验、数控铣床虚拟操作实验、加工中心模拟仿真加工实验，可以通过虚拟实验室完成。
3 实验室技术特点
“现代先进制造技术虚拟实验室”应用VC++语言，完成了NC代码的编译器，对NC代码进行编译，计算加工轨迹，仿真零件的真实加工状态并对其进行分析。
整个系统主要集中在：html页面、客户端程序以及数据库及文件三部分，分别位于用户服务层、应用服务层和数据服务层三层中。
用户服务层（User Service Tier）主要负责在客户端通过图形界面实现与用户的交互，并向应用服务层提交服务请求。该层对应于客户端的Web浏览器。应用服务层（Application Service Tier）处理所有来自客户端的服务请求，包括数值计算、数据分析等与用户界面和数据存储无关的工作。同时也能作为中介，进一步向其它的分布式应用系统服务器提交服务请求。该层对应于Web服务器。数据服务层（Data Service Tier）负责数据的维护工作，系统通过该层完成数据的查询、存储等操作，实际上，他是关系数据库系统。
4 实验室使用情况
“现代先进制造技术虚拟实验室”建成后，就在“金工实习”和“数控技术”等课程教学中得到了应用，在教学实践中使虚拟实验室的功能都得到了发挥。
4.1虚拟实验纳入课程实验教学
4.1.1虚拟实验进课程标准
由于“现代先进制造技术虚拟实验室”提供了动态仿真显示数控加工的全过程，产生的图形是真实感效果图，所以每个学生都能上网模拟操作机床，能够直接低观察所制定工艺的正确与否，对于一些细微地技工地方，还可以通过放大的方法进行观察，直接观察在切削过程中可能遇到的问题，以进一步制定合理正确的加工工艺。还可以专门进行参数设置不合理和误操作等加工实验，而这些实验在实践机床上是不容易实现的，甚至是危险的。
新修订的“金工实习”、“数控技术课程实验标准”将“现代先进制造技术虚拟实验室”的实验与实际的数控铣床结合起来，要求学生先在虚拟实验室完成机床的操作和程序加工，在教师检查无误后，允许在实物数控铣床上完成数控加工实验，做到虚实结合，既让学生对机床进行了充分练习，又解决了贵重设备不足的问题。
4.1.2虚拟实验进课堂
數控编程是“金工实习”、“数控技术”课程中教学难点，代码多，每个代码的含有都不相同，教的费劲，学的枯燥。“现代先进制造技术虚拟实验室”建成后教师正是利用校园网，在虚拟实验室中，对NC代码进行讲解并现场演示，直观方便，收到了良好的教学效果学生课余实际进行网上练习，学生编程能力提高很快，收到了很好的教学效果。
4.2虚拟实验辅助课程实验
课程实验在实验之前，教师都要求学生进行预习。只有这样，学生才能深入的了解实验原理和步骤，对课程内容进一步加深理解，达到实验目的。如果不事先预习，实验效果将受到影响。对于学生的预习情况，实验效果将受到影响。对于学生的预习情况，教师往往很难掌握；而学生没有面对实验仪器，很难提起兴趣。有了虚拟实验室，学生可以在虚拟的机床上进行操作，增加了预习乐趣，教师可以利用虚拟实验室的实时激励功能，检查学生的预习效果。在实物实验中，学生的动手能力明显提高，自信心增强，达到了实验目的。
对于实物实验不能做或由于学时限制而没有做的实验如：刀具耐用度测量实验和多种材料的切削力、切削温度实验、数控铣床虚拟操作实验、加工中心模拟仿真加工实验，有兴趣的学生利用虚拟实验室来完成，拓展了知识。
4.3实现远程教学
以数控机床、加工中心为代表的先进制造设备已经成为机械领域必不可少的制造技术，同时也是我国制造业发展最快的行业之一。数控技术及数控操作成为各类工科院校学生必须的实验课。
“现代先进制造技术虚拟实验室”使得机械切削实验、数控机床的操作和零件程序加工不受时间和空间的限制，使得数控远程教学成为名副其实。同时，“现代先进制造技术虚拟实验室”根据不同厂家的新的数控系统，不断扩充，满足不同的需要。
5 结束语
“现代先进制造技术虚拟实验室”已经成为工程训练中心实践教学的一部分。随着对网上虚拟实验室的进一步认识，“现代先进制造技术虚拟实验室”必将在教学中发挥越来越重要的作用。
参考文献：
[1]黄凤岐，魏家鹏等.网络虚拟实验室在数控加工实验教学中的应用 [J].陕西教育（高教版），2009. 1.
[2]伊玉军，何建强等.现代先进制造技术虚拟实验室的构建[J].军队院校实验室工作研究，2006. 6.
作者简介：徐克斌，73年出生，男，盐城人，亭湖区盐东镇综合执法局副局长，从事机械学科方面工作，联系人，徐克斌，手机，，邮箱，通联，盐城市亭湖区盐东镇综合执法局徐克斌，邮编224050
关键词：先进制造；虚拟实验室；教学实践
1 引言
以数控机床、加工中心为代表的先进制造设备已经成为我国制业发展最快的行业之一。数控技术及数控操作是各类工科院校学生必修的实验课。但数控编程一般较复杂，教学时数少，教学效果不理想，再加上学生初次接触这类设备，缺少必要的培训，容易损坏设备；另外，数控设备一般较昂贵，用以实验教学的数量往往不能满足学生的需要。“现代先进制造技术虚拟实验室”是我院承担的网上虚拟实验室，于2016年通过验收，并正式投入使用。网上虚拟实验室利用发达的互联网和局域网，突破了时间和空间的限制，学生可以随时学习和编程模拟，很好地解决了教学时数少、教学设备数量不足等矛盾。在使用中，我们不断探索，使其在教师备课和学生学习等教学实践方面发挥了积极作用。
2实验室功能
“现代先进制造技术虚拟实验室”设计开发了切削温度测量实验、切削力测量实验、刀具耐用度测量实验、数控铣床手工编程实验、数控车床手工编程实验、数控铣床虚拟操作实验、数控车床虚拟操作实验、数控铣床模拟仿真加工实验、加工中心模拟仿真实验等9个先进制造技术实验；建立了实验素材库、试题库和相关知识知识库；开设“现代先进制造技术虚拟实验室”网站。
“现代先进制造技术虚拟实验室”实现了4个功能：
一是虚拟实验实习。在虚拟实验室完成课程标准中要求的实验实习内容，通过与实物实验相结合，完成机械制造、数控加工的实验实习教学任务；
二是课堂教学。利用校园网，在理论教室中进入虚拟实验室，对数控技术课程中的数控编程内容进行现场演示，接受手工编程或自动编程内容进行现场演示，接受手工编程或自动编程形成的NC代码，进行虚拟加工，形成虚拟零件，并对零件进行尺寸、粗制度等的测量。使学生直观的看到各个代码的意义；
三是预习复习。对课程实验开设的切削温度测量实验、切削力测量实验等实验进行课前预习，初步掌握实验原理、方法和步骤，为课堂实验做准备；而对数控编程等难点内容，学生利用课余时间，在虚拟实验室反复练习，从而理解和掌握本内容。
四是扩展练习。对那些由于学时限制，课程标准没作要求的基础实验实习内容，如：刀具耐用度测量实验、数控铣床虚拟操作实验、加工中心模拟仿真加工实验，可以通过虚拟实验室完成。
3 实验室技术特点
“现代先进制造技术虚拟实验室”应用VC++语言，完成了NC代码的编译器，对NC代码进行编译，计算加工轨迹，仿真零件的真实加工状态并对其进行分析。
整个系统主要集中在：html页面、客户端程序以及数据库及文件三部分，分别位于用户服务层、应用服务层和数据服务层三层中。
用户服务层（User Service Tier）主要负责在客户端通过图形界面实现与用户的交互，并向应用服务层提交服务请求。该层对应于客户端的Web浏览器。应用服务层（Application Service Tier）处理所有来自客户端的服务请求，包括数值计算、数据分析等与用户界面和数据存储无关的工作。同时也能作为中介，进一步向其它的分布式应用系统服务器提交服务请求。该层对应于Web服务器。数据服务层（Data Service Tier）负责数据的维护工作，系统通过该层完成数据的查询、存储等操作，实际上，他是关系数据库系统。
4 实验室使用情况
“现代先进制造技术虚拟实验室”建成后，就在“金工实习”和“数控技术”等课程教学中得到了应用，在教学实践中使虚拟实验室的功能都得到了发挥。
4.1虚拟实验纳入课程实验教学
4.1.1虚拟实验进课程标准
由于“现代先进制造技术虚拟实验室”提供了动态仿真显示数控加工的全过程，产生的图形是真实感效果图，所以每个学生都能上网模拟操作机床，能够直接低观察所制定工艺的正确与否，对于一些细微地技工地方，还可以通过放大的方法进行观察，直接观察在切削过程中可能遇到的问题，以进一步制定合理正确的加工工艺。还可以专门进行参数设置不合理和误操作等加工实验，而这些实验在实践机床上是不容易实现的，甚至是危险的。
新修订的“金工实习”、“数控技术课程实验标准”将“现代先进制造技术虚拟实验室”的实验与实际的数控铣床结合起来，要求学生先在虚拟实验室完成机床的操作和程序加工，在教师检查无误后，允许在实物数控铣床上完成数控加工实验，做到虚实结合，既让学生对机床进行了充分练习，又解决了贵重设备不足的问题。
4.1.2虚拟实验进课堂
數控编程是“金工实习”、“数控技术”课程中教学难点，代码多，每个代码的含有都不相同，教的费劲，学的枯燥。“现代先进制造技术虚拟实验室”建成后教师正是利用校园网，在虚拟实验室中，对NC代码进行讲解并现场演示，直观方便，收到了良好的教学效果学生课余实际进行网上练习，学生编程能力提高很快，收到了很好的教学效果。
4.2虚拟实验辅助课程实验
课程实验在实验之前，教师都要求学生进行预习。只有这样，学生才能深入的了解实验原理和步骤，对课程内容进一步加深理解，达到实验目的。如果不事先预习，实验效果将受到影响。对于学生的预习情况，实验效果将受到影响。对于学生的预习情况，教师往往很难掌握；而学生没有面对实验仪器，很难提起兴趣。有了虚拟实验室，学生可以在虚拟的机床上进行操作，增加了预习乐趣，教师可以利用虚拟实验室的实时激励功能，检查学生的预习效果。在实物实验中，学生的动手能力明显提高，自信心增强，达到了实验目的。
对于实物实验不能做或由于学时限制而没有做的实验如：刀具耐用度测量实验和多种材料的切削力、切削温度实验、数控铣床虚拟操作实验、加工中心模拟仿真加工实验，有兴趣的学生利用虚拟实验室来完成，拓展了知识。
4.3实现远程教学
以数控机床、加工中心为代表的先进制造设备已经成为机械领域必不可少的制造技术，同时也是我国制造业发展最快的行业之一。数控技术及数控操作成为各类工科院校学生必须的实验课。
“现代先进制造技术虚拟实验室”使得机械切削实验、数控机床的操作和零件程序加工不受时间和空间的限制，使得数控远程教学成为名副其实。同时，“现代先进制造技术虚拟实验室”根据不同厂家的新的数控系统，不断扩充，满足不同的需要。
5 结束语
“现代先进制造技术虚拟实验室”已经成为工程训练中心实践教学的一部分。随着对网上虚拟实验室的进一步认识，“现代先进制造技术虚拟实验室”必将在教学中发挥越来越重要的作用。
参考文献：
[1]黄凤岐，魏家鹏等.网络虚拟实验室在数控加工实验教学中的应用 [J].陕西教育（高教版），2009. 1.
[2]伊玉军，何建强等.现代先进制造技术虚拟实验室的构建[J].军队院校实验室工作研究，2006. 6.
作者简介：徐克斌，73年出生，男，盐城人，亭湖区盐东镇综合执法局副局长，从事机械学科方面工作，联系人，徐克斌，手机，，邮箱，通联，盐城市亭湖区盐东镇综合执法局徐克斌，邮编224050