虚拟仿真与实训教学的优化方案

使用虚拟仿真技术，较好地解决了焊接实训费用高、工作环境恶劣、存在安全隐患等问题。可以方便地虚拟企业生产内容，作为教学主体，开展理实一体化教学，节省教学资源，将部分生产和实训内容实现课堂化教学，特别对于弧光、烟尘和安全及观摩人数受限等突出现场教学问题得以很好地解决。例如，通过CO₂气保焊虚拟仿真实训系统，实现了实训教学的课堂化，如图1-12所示（参见配套光盘资料①-（17）CO₂气保焊实训仿真）。

焊接实训教学主要体现在材料成本高、焊接中的烟尘、弧光、观摩人数受限等问题，另外，实训设备、实训场地、师资力量等因素都是制约焊接专业发展的瓶颈，采用虚拟现实技术三维实景教学软件和虚拟仿真教学系统，不但实现了焊接实训教学模式的创新，还能达到降低教学成本、共享教学资源、节能环保的目的，使学习者如身临其境，达到直观、易懂的教学目的，增强学生学习的效率和趣味性。将虚拟仿真等先进的教学资源应用于教学活动当中，主要强调利用这些资源重点来支持“学”，而非重点支持“教”，强调以学生为中心，激发学生在学习过程中主动参与的兴趣，提高学习效率和学习质量。

研究在当前形势下提升学生综合素质和职业工作能力的培养方法，将职业技术教育的焊接教学水平推向新的高度。引导学生主动学习、学会学习，培养学生的信息化素养，使信息技术成为学生的认知工具，通过工件的三维模拟图解，深入探讨焊接生产与课程训练有机结合的产教一体化实训模块；让学生从“听得懂”转变为“看得会”，增加课堂的现场化教学气氛，拓宽学生的视野，激发学生的求知欲。例如，机器人关节（轴）部位采用交流伺服电动机驱动，为了提高控制精度，增大驱动力矩，一般均需配置减速机。通常配备RV减速机，它的精度高、刚度好。然而，RV减速机的结构及动作原理如果通过传统的二维图讲解其动作过程和各部件构成将比较困难，而借助三维仿真，将总成的各部件以不同颜色加以区分，能够非常直观和方便地观察其内部结构和动作过程，一讲就懂、一看就会。机器人关节RV减速机的结构如图1-13所示：

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图1-12 CO₂气保焊虚拟仿真实训系统

图1-13 机器人关节RV减速机的结构