张艳
天津市劳动保障技师学院 天津300162
摘要：近年来我国综合国力的不断增强，工业的迅猛发展，涌现出大量的工业企业。在工业改革的大形势下，机械加工获得了普遍地发展，人们非常重视机械加工虚拟实验技术的应用。成功地研制机械加工虚拟实验技术，能够优化机械产品的开发、制造、装配等，从而实现机械加工效率的提升。本文就中职机械基础课程教学中的虚拟实验技术展开探讨。
关键词：虚拟实验技术；机能实验；中职机械
引言
机械基础课程是机电类专业学生的一门重要的技术基础课程,是对学生进行创新能力和工程意识训练的主要课程。机械基础实验教学,是机械基础课程教学的一个重要实践环节,是理论联系实际,启迪创新思维,开拓创新潜能的重要手段。但长期以来,由于机械工业的快速发展以及经费、场地等限制因素,使得机械基础实验教学开展还存在一定的局限。随着计算机软件技术及网络教学的发展,虚拟实验可有效解决机械基础传统试验中所遇到的一系列问题,成为传统实验的有效补充。
1机械加工虚拟实验技术概述
机械加工虚拟实验技术通过相关的软件构建多体系统动力学和三维实体的机械系统模型，进而对机械新产品的性能进行评价和分析，最终提供设计以及制作物理样机的根据，这是对设计和制造工艺过程的优化。机械加工虚拟实验技术有着传统方式难以企及的巨大作用与优势。（1）CAD软件设计中的三维几何造型技术通过计算机完成复杂的绘图过程，这让设计者在设计机械新产品上具备更多的时间与精力，从而有利于设计者重视优化与正确设计产品的现象。（2）通过三维造型技术构建的虚拟化模型能够更加形象和简单地描述机械系统。（3）修改技术（虚拟技术中具备的一种技术）能够迅速地修改设计的机械产品。机械加工虚拟实验技术的应用可以对机械零件的可加工性进行合理地评估，以及检验NC程序的准确性，这使传统的开发产品过程直接省去。这是由于机械加工虚拟实验技术对设计、开发产品的全程进行了仿真，可以对刀具的磨损、破损等现象进行预测，以及对改变的材料参数、加工参数等影响到的加工表面问题进行把握，有助于进行智能化加工。（4）可以比较各种方案，选用最为理想的方案，从而更为合理、科学地设计新的产品。
2传统实验教学存在的问题
近几年来,随着教学改革的不断深人对学生解决专业中遇到的具体机械设备出现的各种问题的有了更高要求。传统的实验教学手段已经不能满足新形势下的教学要求,从而面临各种各样的问题,一是实验室建设费用高昂。传统的实验教学主要依赖费用高昂的实验设备,存在前期投人大、后期维护费用高,开展过程受时间、地点、人力、物力、财力等限制问题,致使实验教学无法有效开展,严重影响教学质量二是教师指导难以到位。有限的教师很难在有限的时间内细致地指导大批的学员,教学目标难以达到。设计性和探究性试验更是难以开展。三是教学目标难以落实。常用零部件、传动机构运动复杂,机构抽象,大多数学员并没有见过真正的实物和设备,在理沦课程中很难让学员完全明白其运动原理和结构,导致教学目标难以落实,对专业课程的开展没有起到最佳的支撑。针对上述传统实验教学中存在的教学方法单一、知识学习和实验动手操作相互分离等问题,为达成教学目标,必须对传统的机械基础实验教学进行改革。
3虚拟实验技术在中职汽修教学中的应用
由于虚拟实验技术可以解决传统中职汽修教学中存在的诸多问题，所以在汽修教学中合理应用虚拟实验技术可以提升授课质量，促进我国汽修教学水平的提升，下文简要介绍了虚拟实验技术在中职汽修教学中的具体应用：
3.1虚拟驾驶是虚拟实验技术在汽车驾驶员培训中的应用
虚拟驾驶不仅可以模拟道路环境如各类建筑、桥梁、隧道、水域、植被绿化、车辆、行人、交通标志等，还能模拟各种天气环境如早晨、中午、黄昏，大雾、下雨、下雪等。虚拟驾驶系统的图形部分随着驾驶的过程由计算机不断实时变化，虚拟驾驶系统的方向盘、油门、离合器、刹车、档位和真车一致。另外，三维图、错挡行驶熄火、方向盘启动时微震、力回馈和位移等路感信息的模拟，让驾驶学员有了真车训练的感觉。用虚拟驾驶系统对学员进行交通、驾驶知识的训练和驾驶技能的锻炼能有效减少学员的培训时间，有效帮助学员提高驾驶熟练程度，有效降低学员驾驶初期的恐惧性，从而减小交通事故发生的概率.
3.2虚拟汽车保养是虚拟实验技术在汽车维护与保养课程中的具体应用
以“丰田4万公里保养”为例，利用虚拟实验技术创建一仿真软件，其主要内容包括举升位置模块、记录工单和资料查询等。学生可以根据自身情况任意选择一个模块进行学习。其中“记录工单”选项记录学生操作过的项目，当学生做了一个保养项目，记录工单就会在相应项目上进行记录。通过这些记录，学生可以一目了然地从中知道哪些项目做了，哪些项目没有做，哪些项目做对了，哪些项目做错了。另外，“资料查询”选项是学生进行保养的操作规程和依据。当学生不会某一项保养项目时，他可以点击“资料查询”进行相应步骤的学习和查阅。学生通过在虚拟汽车保养的反复训练，再到实车中进行实践，能有效解决学生盲目操作、无从下手的问题，提高学生操作的安全性和学习效率。
3.3虚拟实验技术在汽车检测教学中的应用
汽修教学不仅包括汽车的维修和保养，还包括对汽车的检测，通过虚拟实验技术建立虚拟实验系统，可以模拟汽车的运行过程，并按照相关要求输入对应的参数，在汽车模拟的运行中，对汽车的各项指标进行分析，看汽车是否达标，如果不达标，要对其进行修正，使得汽车能正常的投入使用。
3.4虚拟拆装是虚拟实验技术在汽车各总成拆实践教学中的应用
如进行“AJR发动机汽缸盖拆装”实践操作时，学生在虚拟环境下，首先正确选择拆装时所需要的工量具，并放入工具车，然后利用虚拟实验技术对发动机汽缸盖的10颗螺栓进行虚拟的拆卸与装配，最后电脑通过对拆卸和装配的步骤分析，工艺流程的判断，形成结果性的评价。学生通过反复虚拟训练，不断发现自身存在的问题，针对问题反复改进操作方法，优化拆装步骤，逐步提高装配效率，大大降低教学成本。
结语
综上所述，随着我国汽车行业的不断发展，汽车维修专业已经成为当前中职院校中较为热门的专业，为了提升教学质量，给汽修行业培养更多的高素质人才，就要在汽修教学中合理应用虚拟实验技术。虚拟实验技术可以模拟汽车的运行、拆装、维修等，可以加深学生对于汽车的了解，可以解决传统汽修教学中存在的问题，通过虚拟实验技术与传统教学的有机融合，可以让学生在学习理论知识的同时进行模拟维修，这样可以将理论知识与实践知识融合一体，使得学生能真正掌握汽车维修技术的关键所在。正因为虚拟实验技术具有如此重要的作用，在未来的发展中，中职汽修专业会逐渐普及此技术，提高汽修教学质量，为汽修行业源源不断的培养高素质人才。
参考文献
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