机电一体化专业课程虚拟实验的教学反思探究

机电一体化专业课程虚拟实验的教学反思探究

尤春晓

皖西经济技术学校 237400

摘要：传统机电一体化实验教学的开展，需要实验仪器、设备的支持，所以很容易出现器材稀缺等问题情况，限制到教学的开展，但是虚拟仿真实验可以将这一问题有效解决掉。所谓的虚拟仿真，简单来说就是以机电一体化内容为基础，模拟开发3D数字内容，不需要实验仪器、设备的支撑，而且还可以防止实验教学过程中对环境和人体造成的伤害。通过建立3D模型，可以将机电设备的结构、特征以及工作流程等直观展示出来，将学生带到一个逼真的训练环境，帮助学生对抽象原理有一个更加生动直观的理解和学习。

关键词：机电一体化专业；虚拟实验；教学反思

引言：所谓的虚拟实验，简单来说就是融合软件仿真技术和多媒体技术，借助计算机应用所搭建的一种虚拟实验平台。通过这一虚拟实验平台，学生可以在任意一台计算机上访问并进行实验操作。在这一平台上，所提供的实验器材都是虚拟的，但有着较高的可操作性，通过人机交互界面，根据实验原理选择需要用到的虚拟仪器，完成实验操作。与传统实验相比，虚拟实验不仅危险性较低，而且所花费的成本也不是很高。

一、关于机电一体化专业课程虚拟实验教学开展的优势分析

     虚拟仿真实验是以网络通信、人机交互和多媒体等技术作为支撑，模拟出高度仿真的实验环境，让学生在这种虚拟环境下进行实验，具有真实实验无法完成的教学功能。对于有些实验项目，可能因为高危、高成本或大型等原因无法在真实环境下开展，但是在虚拟仿真实验中心可以利用网络技术虚拟实验的开展。对于虚拟实验教学的优势，可以从以下几点来看：

（一）有利于学生知识面的拓展

     随着社会科技的不断进步和发展，机电产品的开发研究速度越来越快，出现了很多新系统、新软件和新设备，在这样的一种发展环境下，高校实验室很难跟上科技发展的步伐，而且很多新软件、新设备、系统的价格也都比较昂贵，要想让高校配备齐全是不现实的，但是建设虚拟仿真实验中心可以很好的解决这一问题。与真实的实验相比，虚拟仿真实验不仅丰富了实验内容，而且还拓展了学生的知识视野。另外，还可以节约实验经费。

（二）有利于科技创新人才的培养

     从机电一体化这门专业课程中可以看到，其中所涉及到的实验内容比较多，而且很多实验都是以验证性为主的，包括像气动实验、电工电子和大学物理等这些传统实验，这些实验内容过于僵化，只需要学生按照实验步骤完成即可，虽然能够满足学生的考试需求，但是不利于培养学生创新和创造能力。但是在虚拟仿真中心可以灵活开展实验教学，可以让学生自己创新设计实验方案，按照自己所设计的步骤亲自开展实验，分析并思考实验结果。由此可以看出，虚拟仿真实验的开展可以发挥出学生的创新思维和设计构思，将学生培养成科技创新型人才。

（三）有利于学生扩展研究能力的发展

     实验实训教学作为机电一体化专业课程中的一个重要组成部分，对于学生创新能力和实践能力的培养发挥着积极促进作用。通过实验锻炼学生的动手操作，并验证理论知识，加深学生对理论知识的理解和掌握。另外，通过实验还可以帮助并引导学生形成科学严谨的作风。但有些实验实训受条件、环境等因素限制无法开展，而虚拟仿真技术的利用可以将这一问题解决，辅助实验实训教学的开展。所以在实际教学过程中，教师需要多鼓励并引导学生主动研究实验的数值模拟，以实现对学生扩展研究能力的培养。

二、关于机电一体化专业课程虚拟实验教学存在的不足分析

     虚拟实验模式在机电一体化专业课程实验教学中的应用，弥补了传统实验模式很多不足，虽然在很多方面都获得了显著成效，但是仍然还有一些不足之处的存在，具体表现在以下几点：（1）就计算机仿真虚拟实验来说，应用的时间比较多，处在刚开始阶段，很多学校和教师无法完全适应，所以在实际教学过程中，不能给予学生很好的专业指导。所以当前最为重要的一项任务就是要加大宣传力度，通过实地或远程培训，让学校和教师对虚拟实验有一个更加全面的了解和认识。（2）在虚拟实验过程中，学生避免不了会产生疑问，作为平台设计方可以增加视频讲解说明这一模块，帮助学生解决问题，按照正确实验步骤进行操作。（3）在虚拟实验过程中还可以看到，教师与学生之间的交流互动步骤，很少有学生提出问题，导致这一现象的原因可能与教师对学生的引导不够有着很大关系。（4）虚拟实验平台无法统计教学点学生的学习情况，显示的是全部学生的学习成绩，对于这一问题建议平台设计方后期改进，提高对学生平台学习和考核督促的针对性。

三、关于机电一体化专业课程虚拟实验的教学反思分析

（一）围绕着以学生为中心，选取合适的实验内容

     了解学生学习需求，根据工业技术发展实际情况，将网上虚拟实验有效落实到实际教学当中，不能为了应付考试而形式化的开展，需要将虚拟实验教学的作用价值充分发挥出来，达到帮助学生学习、实现学以致用的理想目的。通过对当前机电一体化专业课程虚拟实验教学开展情况的调查研究发现，学生在实践环节的参与度相对较低。所以，接下来任务就是要不断更新，丰富实验内容，多增加一些比较有代表性的内容，如：工业物联网技术、先进控制技术和先进制造技术等内容，为学生的学习和今后的工作奠定良好基础。

（二）注重与企业之间的合作，搭建实训基地

     机电专业实验教学的开展，离不开实训基地的支持，而建设实训基地，需要学校投入大量资金，而且受各方面条件限制，无法建设与企业一模一样的实训基地，具有一定的局限性。面对这种情况，学校可以加强与校外企业之间的合作，学校为企业提供人才，企业为学校提供实训基地。

（三）搭建专门的虚拟仿真教学中心

     作为学校还需要搭建一个专门的虚拟仿真教学中心，建立一支优秀教师团队，深化对学生专业课程的教学，让学生了解和掌握更多虚拟仿真软件和技术，如：Abalys、Maltab和LabVIEW等软件，努力将学生培养成具有高专业技术水平的机电一体化技术人员。

结束语：

    总而言之，虚拟仿真技术在机电一体化实验教学中的应用有着诸多优势，可以说是一种全新的教学技术手段，对于教学信息化和网络化起到积极促进作用。但由于处在刚开始应用阶段，还仍然需要我们的继续探索和实践。

参考文献：

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[2] 周欣. 构建机电一体化专业课程体系[J]. 电子制作,2014(9):193-194.

[3] 宁广庆,张君霞,宗林霞. 高职机电一体化专业课程模式的开发[J]. 中国职业技术教育,2005(22):25-27.