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摘 要：虚拟仿真技术在实际的“机械拆装”教学过程当中，会涉及很多具体的操作流程，通过虚拟仿真技术应用可以实现对车床工作原理和零部件构造以及流程拆卸整个过程的诠释。鉴于此，文章主要研究了虚拟仿真技术在“机械拆装”教学过程当的运用。
关键词：虚拟仿真技术;机械教学;“机械拆装”;教学运用
0 引言
机械拆装的目的是提高学生实践动手能力，实现对理论知识与实践操作的良好结合，以发挥学生的分析和解决问题的能力。然而，在实际的操作过程当中，受到实验资源等相应环境的诸多因素影响，很多实训教学并不能够得到全流程的实训，这对学生相关知识的理解造成一定阻碍。而通过计算机虚拟环境下的仿真技术运用可以进行机械设备的结构特征、工作原理以及对主要故障的系统学习，这种演示效果能够进一步促进学生的学习兴趣，有效地改善教学的现状。
1 当前机械教学中存在的不足
在传统的教学模式过程中，很多机械类课程虽然非常强调实践的价值，但因受到教学条件和教学资源的限制，使得理论课占据了整体授课的大部分，而实践课的应用少之又少，且二者之间无法实现有效的连接，使得这种教学模式既无法满足实际的教学目标，也不能体现出学科特色，是“机械拆装”教学过程当中的一大阻碍[1]。
与此同时，近年来，学生在教学过程中的主动意识和主观能动性得到人们更多的关注。然而，很多教师在教学中不能充分凸显学生的主体地位。学生在理论知识学习时也很难充分掌握，长此以往，产生排斥和厌倦心理，无法有效提升学习兴趣[2]。
除此之外，虽然很多教师已经认识到了在新的形势之下教学模式教学方法改善的必要性，然而由于条件限制，其在“机械拆装”教学过程当中创设的程度和实践活动不同，考验了办学能力的同时，也直接影响了教学质量。当然，部分实验器械本身就有一定风险性，不适合学生本人亲自操作，这些都构成了教学障碍[3]。
2 虚拟仿真技术的介绍
虚拟仿真，顾名思义就是以用一个比较虚拟的信息化系统来对一个真实的技术场景进行描述。在这个过程当中，其主要能够将图像给予重新生成，打造有效的动画图片，形成感官和技术的结合，使人们的情感和想象力都能够得到更好的激活和渗透，满足人们对实景理解、观察以及分析的需要。目前，3D建模方式已经得到了各行各业的充分重视，并且发挥了充分的立体和思维交互效果，有效地提升了教学能力，提高了学生的分析能力。因此，将虚拟仿真技术的优势渗透到机械类实践教学过程当中，可以弥补“机械拆装”教学中的理论上的不足，以充分实现教学资源的整合，实现对于教学方法的积极优化，为此我们应该对其给予认真的研究和分析[4]。
3 虚拟仿真技术在“机械拆装”教学过程当中的运用
3.1 虚拟仿真技术对力学基础知识掌握的运用
在机械这类工科专业教学中，对机械进行拆装之前，要充分掌握基本的工程力学知识，这也是从基础到专业阶段的有效过渡。因此，要想充分将虚拟仿真技术渗透到机械拆装的过程，应该从基础着手，将工程力学的实践环节落实，加强学生对于构件的材料性能和安全性能的了解，这也是其在实践操作的基本环节和实践素养。例如，针对“金属材料的拉伸”这一工程力学的实验，结合教学现状和教学材料不难发现，此实验的目的是为了将低碳钢与铸铁的力学性能进行对比，并从断口情况来对其整体的机械性能进行比较和判断。传统课程的主要流程：首先，对于事件的尺寸和形状进行测量和摸底。其次，在整个实践操作的拉断过程当中对变形情况进行记录，并绘制出相应的曲线，针对变形量进行测量，实现对于量变的记录和追踪，完善整体实验报告。该拉伸过程是教学的关键点，然而从拉伸到破坏的时间间隔非常急促，学生很难在短时间内对问题充分细致的观察，而一个粗浅的直观印象不利于学生对该实验过程当中背后隐藏的知识本质进行充分吸收，同时，受到设备数量的限制，學生也很难进行反复训练，因此会使学生对各种材料性能的掌握以及对参数和构件的了解造成很大阻碍。针对于此情况，可以运用3D虚拟仿真技术导入数据库样本，再实现人机交互，学生通过较为真实的动画图片展示，来掌握材料的具体变形过程。当然，考虑到该实验具体过程的速度较快，学生还可以利用计算机的速度调整功能来自由选择实验动画所波动的速度，进而在每一次播放的拉伸和暂停过程当中，进行透彻观察和深入分析，以更好地了解整体的操作方向和实验背景，当然其拥有更多的试错数据，也可以实现对于真实实验的性能改善，帮助学生提升对知识的理解强度。
3.2 虚拟仿真技术对单个零部件作用原理的运用
有效地了解零部件的作用机理对于学生的后期动手实践具有决定性意义，不仅可以加强学生对于基础知识的了解，还可在一定程度上让学生在具体操作过程当中灵活拆卸，为整个课堂的教学提供重要基础。对于机械拆装而言，电路图也是教学中的重要部分，很多零部件的正常运行都是以此为前提。首先，要保证学生能够了解电路图，通过软件绘制电路图，并利用仿真技术编制程序对齐作用功能和原理给予诠释和覆盖。实现对主控制器、传输器、显示屏等主要部件运营思路的模拟电路和数字电路相关知识的充分掌握。通过运用虚拟仿真技术，可以实现对电路图的充分诠释，让学生能够在绘制电路图的过程当中了解各设备的作用，也有利于其对于相关知识的系统记忆。教师也要做好相应的技术辅导工作，让学生充分认识到软硬件之间名称对应关系以及各功能的适应性，进一步提升整体的教学效果和教学质量。其次，模拟仿真技术的应用可以让学生加强对工程力学单机片原理以及实践课的充分了解，也可以实现对实验中的参数和系数的主要要求和科学的标准设计原则等更为深刻的灌输。然而，在这种虚拟环境下，虽然对于相关的画面效果可以给予更好地诠释，但也要防止实验过程当偶然因素对于教学环境产生节奏破坏的干扰，以提升教学质量，提升学生的学习兴趣，当然也能够提升教学的安全性。 3.3 虚拟仿真技术在对机械拆卸流程的运用
正如前文所示，通过对于基础知识和相应原理的基本掌握，学生对于建模问题进行充分了解，通过该模型的平台功能设置以及各种图形的不同角度分析，对视频动画的内容理解，让学生对于各零部件的装配关系和工作原理给予更为充分的掌握。在具体机械拆卸中，以“CK0632数控车床的拆装作业”为例，可以发现，学生通过部分三维实体模型，可以有效地对于实验过程中所涉及的原理给予充分了解，结合拆装作业指导书，以及在虚拟环境中对拆装训练较为深刻的认知，可以起到更好地教学效果。在该实验过程当中，对于车床底座、床身、主轴箱、大拖板、小拖板以及各种驱动部件等都会有充分认识，使学生对构件本身与名字进行更好的直接联系，也便于学生通过文字提示就能够立刻想起设备的某一具体细节。在实际的“机械拆装”教学过程中，机械的原件和零部件非常多，而且仅仅只能呈现外观，对内部装置而言，学生对于其中的隐藏部件的了解并不是十分深刻。通過这种虚拟技术的应用，可以实现对于每一个部件的灵活旋转，让学生可以从多维度、多角度深入探析功能和形状，便于其对于问题进行更为深刻的观察，实现对机械零部件的深刻了解。在这样的前提之下，教师在进行拆装教学的指导中，能够使学生对于相关问题的知识进行充分掌握和吸收。与此同时，机械的零部件也面临着更多的革新需求和创新需要，因此其在发展过程当中，形式和种类以及性能也在不断地更新和完善。在拆装零件的过程当中，为了保证教学与后期学生们在毕业之后对于相关知识的实践转换技能的提升，有必要充分了解各种零部件及在演化过程当中其性能得到改善的价值点。然而，由于教学时间和教学内容的限制，如果仅仅是对拆装教学反复操作，将会浪费大量的时间，而且实验存在一次性和偶然性，不利于学生对于知识的发挥。而虚拟仿真技术通过数据导入，让学生通过动画形态的展示对于其性能参数产生更为全新和深刻的认知，便于其后期对于机械拆装的零部件的具体操作有一个更为全面和正确的认识。
4 结语
综上所述，虚拟仿真技术对于传统教学具有重要意义和作用，不仅可以提升实验的科学性，也让学生有更多的试错机会，提升学生的实验安全性，有效缓解教学资源的有限性不足所带来的障碍因素，也激发学生的学习兴趣，提升教学质量和教学效率，为学生的成绩提升和综合能力的锻炼创造了更为丰富的基础，应该对此技术给予认真的研究和分析，不断更新技术，使其满足实际的教学需要，也为我国的教育水平的提升打下坚实的基础。
[参考文献]
[1]张红.虚拟仿真技术在机械电子技术专业教学中的应用[J].南方农机，2019（21）：178-179.
[2]张文峰.虚拟仿真技术在机械工程实验教学中的应用研究[J].内燃机与配件，2019（19）：247-248.
[3]刘怀明，王一博，李岩.浅谈虚拟仿真技术在机械工程实验教学中的应用[J].中国新通信，2019（14）：204.
[4]陈辉.虚拟仿真技术在机械类课程教学中的应用研究[J].教育教学论坛，2019（3）：124-125.
（编辑 姚 鑫）
关键词：虚拟仿真技术;机械教学;“机械拆装”;教学运用
0 引言
机械拆装的目的是提高学生实践动手能力，实现对理论知识与实践操作的良好结合，以发挥学生的分析和解决问题的能力。然而，在实际的操作过程当中，受到实验资源等相应环境的诸多因素影响，很多实训教学并不能够得到全流程的实训，这对学生相关知识的理解造成一定阻碍。而通过计算机虚拟环境下的仿真技术运用可以进行机械设备的结构特征、工作原理以及对主要故障的系统学习，这种演示效果能够进一步促进学生的学习兴趣，有效地改善教学的现状。
1 当前机械教学中存在的不足
在传统的教学模式过程中，很多机械类课程虽然非常强调实践的价值，但因受到教学条件和教学资源的限制，使得理论课占据了整体授课的大部分，而实践课的应用少之又少，且二者之间无法实现有效的连接，使得这种教学模式既无法满足实际的教学目标，也不能体现出学科特色，是“机械拆装”教学过程当中的一大阻碍[1]。
与此同时，近年来，学生在教学过程中的主动意识和主观能动性得到人们更多的关注。然而，很多教师在教学中不能充分凸显学生的主体地位。学生在理论知识学习时也很难充分掌握，长此以往，产生排斥和厌倦心理，无法有效提升学习兴趣[2]。
除此之外，虽然很多教师已经认识到了在新的形势之下教学模式教学方法改善的必要性，然而由于条件限制，其在“机械拆装”教学过程当中创设的程度和实践活动不同，考验了办学能力的同时，也直接影响了教学质量。当然，部分实验器械本身就有一定风险性，不适合学生本人亲自操作，这些都构成了教学障碍[3]。
2 虚拟仿真技术的介绍
虚拟仿真，顾名思义就是以用一个比较虚拟的信息化系统来对一个真实的技术场景进行描述。在这个过程当中，其主要能够将图像给予重新生成，打造有效的动画图片，形成感官和技术的结合，使人们的情感和想象力都能够得到更好的激活和渗透，满足人们对实景理解、观察以及分析的需要。目前，3D建模方式已经得到了各行各业的充分重视，并且发挥了充分的立体和思维交互效果，有效地提升了教学能力，提高了学生的分析能力。因此，将虚拟仿真技术的优势渗透到机械类实践教学过程当中，可以弥补“机械拆装”教学中的理论上的不足，以充分实现教学资源的整合，实现对于教学方法的积极优化，为此我们应该对其给予认真的研究和分析[4]。
3 虚拟仿真技术在“机械拆装”教学过程当中的运用
3.1 虚拟仿真技术对力学基础知识掌握的运用
在机械这类工科专业教学中，对机械进行拆装之前，要充分掌握基本的工程力学知识，这也是从基础到专业阶段的有效过渡。因此，要想充分将虚拟仿真技术渗透到机械拆装的过程，应该从基础着手，将工程力学的实践环节落实，加强学生对于构件的材料性能和安全性能的了解，这也是其在实践操作的基本环节和实践素养。例如，针对“金属材料的拉伸”这一工程力学的实验，结合教学现状和教学材料不难发现，此实验的目的是为了将低碳钢与铸铁的力学性能进行对比，并从断口情况来对其整体的机械性能进行比较和判断。传统课程的主要流程：首先，对于事件的尺寸和形状进行测量和摸底。其次，在整个实践操作的拉断过程当中对变形情况进行记录，并绘制出相应的曲线，针对变形量进行测量，实现对于量变的记录和追踪，完善整体实验报告。该拉伸过程是教学的关键点，然而从拉伸到破坏的时间间隔非常急促，学生很难在短时间内对问题充分细致的观察，而一个粗浅的直观印象不利于学生对该实验过程当中背后隐藏的知识本质进行充分吸收，同时，受到设备数量的限制，學生也很难进行反复训练，因此会使学生对各种材料性能的掌握以及对参数和构件的了解造成很大阻碍。针对于此情况，可以运用3D虚拟仿真技术导入数据库样本，再实现人机交互，学生通过较为真实的动画图片展示，来掌握材料的具体变形过程。当然，考虑到该实验具体过程的速度较快，学生还可以利用计算机的速度调整功能来自由选择实验动画所波动的速度，进而在每一次播放的拉伸和暂停过程当中，进行透彻观察和深入分析，以更好地了解整体的操作方向和实验背景，当然其拥有更多的试错数据，也可以实现对于真实实验的性能改善，帮助学生提升对知识的理解强度。
3.2 虚拟仿真技术对单个零部件作用原理的运用
有效地了解零部件的作用机理对于学生的后期动手实践具有决定性意义，不仅可以加强学生对于基础知识的了解，还可在一定程度上让学生在具体操作过程当中灵活拆卸，为整个课堂的教学提供重要基础。对于机械拆装而言，电路图也是教学中的重要部分，很多零部件的正常运行都是以此为前提。首先，要保证学生能够了解电路图，通过软件绘制电路图，并利用仿真技术编制程序对齐作用功能和原理给予诠释和覆盖。实现对主控制器、传输器、显示屏等主要部件运营思路的模拟电路和数字电路相关知识的充分掌握。通过运用虚拟仿真技术，可以实现对电路图的充分诠释，让学生能够在绘制电路图的过程当中了解各设备的作用，也有利于其对于相关知识的系统记忆。教师也要做好相应的技术辅导工作，让学生充分认识到软硬件之间名称对应关系以及各功能的适应性，进一步提升整体的教学效果和教学质量。其次，模拟仿真技术的应用可以让学生加强对工程力学单机片原理以及实践课的充分了解，也可以实现对实验中的参数和系数的主要要求和科学的标准设计原则等更为深刻的灌输。然而，在这种虚拟环境下，虽然对于相关的画面效果可以给予更好地诠释，但也要防止实验过程当偶然因素对于教学环境产生节奏破坏的干扰，以提升教学质量，提升学生的学习兴趣，当然也能够提升教学的安全性。 3.3 虚拟仿真技术在对机械拆卸流程的运用
正如前文所示，通过对于基础知识和相应原理的基本掌握，学生对于建模问题进行充分了解，通过该模型的平台功能设置以及各种图形的不同角度分析，对视频动画的内容理解，让学生对于各零部件的装配关系和工作原理给予更为充分的掌握。在具体机械拆卸中，以“CK0632数控车床的拆装作业”为例，可以发现，学生通过部分三维实体模型，可以有效地对于实验过程中所涉及的原理给予充分了解，结合拆装作业指导书，以及在虚拟环境中对拆装训练较为深刻的认知，可以起到更好地教学效果。在该实验过程当中，对于车床底座、床身、主轴箱、大拖板、小拖板以及各种驱动部件等都会有充分认识，使学生对构件本身与名字进行更好的直接联系，也便于学生通过文字提示就能够立刻想起设备的某一具体细节。在实际的“机械拆装”教学过程中，机械的原件和零部件非常多，而且仅仅只能呈现外观，对内部装置而言，学生对于其中的隐藏部件的了解并不是十分深刻。通過这种虚拟技术的应用，可以实现对于每一个部件的灵活旋转，让学生可以从多维度、多角度深入探析功能和形状，便于其对于问题进行更为深刻的观察，实现对机械零部件的深刻了解。在这样的前提之下，教师在进行拆装教学的指导中，能够使学生对于相关问题的知识进行充分掌握和吸收。与此同时，机械的零部件也面临着更多的革新需求和创新需要，因此其在发展过程当中，形式和种类以及性能也在不断地更新和完善。在拆装零件的过程当中，为了保证教学与后期学生们在毕业之后对于相关知识的实践转换技能的提升，有必要充分了解各种零部件及在演化过程当中其性能得到改善的价值点。然而，由于教学时间和教学内容的限制，如果仅仅是对拆装教学反复操作，将会浪费大量的时间，而且实验存在一次性和偶然性，不利于学生对于知识的发挥。而虚拟仿真技术通过数据导入，让学生通过动画形态的展示对于其性能参数产生更为全新和深刻的认知，便于其后期对于机械拆装的零部件的具体操作有一个更为全面和正确的认识。
4 结语
综上所述，虚拟仿真技术对于传统教学具有重要意义和作用，不仅可以提升实验的科学性，也让学生有更多的试错机会，提升学生的实验安全性，有效缓解教学资源的有限性不足所带来的障碍因素，也激发学生的学习兴趣，提升教学质量和教学效率，为学生的成绩提升和综合能力的锻炼创造了更为丰富的基础，应该对此技术给予认真的研究和分析，不断更新技术，使其满足实际的教学需要，也为我国的教育水平的提升打下坚实的基础。
[参考文献]
[1]张红.虚拟仿真技术在机械电子技术专业教学中的应用[J].南方农机，2019（21）：178-179.
[2]张文峰.虚拟仿真技术在机械工程实验教学中的应用研究[J].内燃机与配件，2019（19）：247-248.
[3]刘怀明，王一博，李岩.浅谈虚拟仿真技术在机械工程实验教学中的应用[J].中国新通信，2019（14）：204.
[4]陈辉.虚拟仿真技术在机械类课程教学中的应用研究[J].教育教学论坛，2019（3）：124-125.
（编辑 姚 鑫）