基于计算机虚拟仿真技术辅助数控教学的缺陷分析

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1前言数控教学利用计算机虚拟仿真技术如宇龙、Virtualc、Vericut等仿真软件以及Mastercam等Cam软件进行辅助教学，代替或补充传统的在数控机床上的演示与实训，其相关应用与积极影响在有关文献中已经反复阐述过。但笔者在数控技术教学实践中发现，利用计算机虚拟仿真辅助教学能否提高学生的学习效果是存有疑问的。除开教师本人的教学能力、学生的学习积极性外，本文从教育心理学角度尝试对计算机虚拟仿真技术在数控教学中应用所存在的固有的缺陷进行分析，提供另一种看待该技术的思路。然后简单概述该技术被推广应用的原因，最后提出相关反思。

2计算机虚拟仿真技术辅助数控教学的固有缺陷笔者在数控课程教学中发现计算机虚拟仿真技术有以下固有缺陷，有可能对学生学习目标、学习动机、知识结构、学习习惯、思考方式等产生不良的影响。2.1造成学生关于真正数控机床的操作性知识的大量丧失操作性知识是关于如何做的知识，以数控机床操作中对刀为例，虚拟仿真时学生只是在电脑上用鼠标点点，并没留下深刻的印象，缺失了装夹夹具与工件，安装刀具，使用寻边器，输入操作面板及相关的大量的操作性知识，这些知识只能通过操作真实的机床得来，仅仅是电脑中的物理三维模型显然是不够的。可以类比一下，不能说会玩电脑飞车游戏就可以拿到实际驾照，将模拟软件来考核学生操作技能远远不够，而且学生显然对虚拟仿真软件中的对刀不太在意，对错了可以随时重来，这样一来实际操作数控机床时很容易出现撞刀等事故。

2.2造成学生对材料加工中特性的真实信息大量丧失虚拟仿真软件是以颜色来区分材料的，但实际加工时，声音、飞屑的颜色与形状、刀具的磨损等大量真实信息丧失了，这无疑使学生对于材料、加工产生错误理解。于是对切削用量的错误认知就可以理解了。

2.3造成学生学习目标与动机的歪曲现有教学有太多电脑模拟仿真，如CAD三维建模等，而缺少实践演练，学生有可能陷入疲劳状态，而且学生们一见数控仿真软件，有可能将其当做玩游戏，其动机并非用之学习，即使当做学习工具，其学习目标也只是软件的使用，而并非实际的零件加工。

2.4减少了学生见到真实零件与实际加工的机会计算机虚拟仿真技术的运用减少了实际数控加工的机会，而学生本来的实践机会并不多的情况下，后果是很严重的。

2.5形成了缺乏反思的被动式学习方式学生在操作数控仿真软件时步骤都完全一致，缺乏对工艺改进的反思，更没有养成测量工件的习惯。这种被动式学习方式不足以培养创新意识与动手能力。综上所述，计算机虚拟仿真技术辅助数控教学不仅会使学生丧失大量操作性知识与信息，而且会带来很多对于材料、加工、流程等众多的误解，这来源于计算机虚拟仿真技术仅仅是真实加工环境的物理模型，本身就是虚拟的，而对于实践性非常强的数控课程来说，其作为教学工具有可能存在问题，其仅仅能作为学生课后学习数控操作与编程的练习工具，并不具有演示功能，更不能用之替代实训。对于初学者来说，基于计算机虚拟仿真技术辅助数控教学跨越了其学习的一般规律，缺少真正实践环境，学习效果可想而知。

3计算机虚拟仿真技术辅助数控教学受到推广的原因为何计算机虚拟仿真技术辅助数控教学会受到老师们的欢迎，总结以下几点：（1）出于成本考虑，传统操作实习或者演示需要大量刀具与材料的消耗，花销不菲；（2）出于老师工作量与安全因素的考虑，老师实际工作量减少了，但相关收入并没有减少；（3）出于软件厂商的推广，如相关技能大赛的应用，操作技能的考核。但作为教育者我们始终要问一个问题，当我们倒洗澡水的同时是不是把孩子也倒掉了，在这里孩子即是传统数控教学方式下的学生的学习效果，建立同等效果下的优势才是真正的优势。4小结与反思任何教学方式的革新都要真正以学生为主体，并给予定量的证明，否则很有可能改革只是教育者的一厢情愿，而学生实际的学习效果却适得其反。