一、引言
　　
高校人才培养的目标正逐渐从精英教育转变成通识教育，并且注重素质教育和技能教育，实践教学环节是提高本科生技能素质的关键环节。对于工科类本科生，特别是机类专业的学生，金工实习是本科生在校期间的一项非常重要的提高技能和通识的教学环节。金工实习是工科学生在本科教育阶段能够自己动手、参与工程实践活动的一次难得机会，对学生的综合工程实践能力的培养起着重要的基础作用。金工实习的特点是设备占地面积大，导致对设备场地的需求大，同时先进的设备价格昂贵，大量购买经费需求大。由于近年来高校扩招导致本科生在校人数激增，设备与学生数量比偏低，大部分的高校实践环节所需的设备与学生数量之比都小于1∶5，其中先进的制造设备由于其价格昂贵，设备数量与实习学生数之比甚至小于1∶10，金工实习的设备条件不能满足正常实习的要求，严重影响实践教学的教学质量。就目前而言，实习经费投入的力度远远跟不上学生增长的速度是短期内一般高校难以解决的问题，必需寻求另外一种高效率低投入的方法解决此问题。
　　
二、金工实习的目的和现状
　　
金工实习是一门实践性的技术基础课，是机械类各专业学习机械制造的基本工艺方法、完成工程基本训练、培养工程素质和创新精神的重要必修课。它对于培养学生的动手能力有很大的意义，而且可以使学生了解传统的机械制造工艺和现代机械制造技术，了解一些机械制造的一般过程，熟悉机械零件的常用加工方法，并且应初步具备选择加工方法、进行加工分析和制定工艺规程的能力。通过实习使学生在业务素质上得到培养和提高，受到一次工程实践教育。近年来，高校的金工实习课程随着社会的发展进行了大力的改革，基本上从原来传统的实习加工模式转变成了以工程训练为主的模式，旨在提高本科生的工程素质，培养工程意识，而不再是局限于仅仅提高学生的动手能力。虽然，金工实习教学改革取得了一定的成绩，但是随着高等教育的扩招以及越来越多的非工科学生意识到金工实习的重要性而被要求参加该课程，高校的工程训练中心接待学生实习的人数大幅度提高，导致设备与学生数量比严重偏低，影响教学效果。另外，随着科学技术的发展，企业设备的更新换代，应用先进制造技术的范围越来越广阔，在高等教育应该为企业培养合格人才的思想指导下，高校金工实习也越来越多地开设先进制造课程的实习。但是，由于先进的设备价格往往非常昂贵，而且使用成本和维护成本高，高校通常都只能一种设备只引进一两台，基本满足不了设备操作的实习要求。以笔者所在学校为例，目前本校金工实习所开设的课程主要分两类：传统工种的实习，先进制造工种的实习。金工实习所开设的课程有传统的工种包括：车、铣、刨、磨、钳工、铸造。先进制造技术课程包括：数控车、数控铣、数控加工中心、数控电火花、激光加工、快速成型技术。对于传统工种设备的保有量，由于其价格不高，因此数量相对较多。而先进的制造设备，由于其价格昂贵，一台先进的设备往往等于10台传统设备的价格，甚至更高。先进制造设备与传统设备的保有量之比为1∶10。虽然，高校教育领导部门已经意识到问题的严重性，近年来已经加大了对金工实习教育经费的投入，大力购置相应的设备，但是设备数量增长的速度依旧远远不及实习人数增长的速度，因此必须寻求另一种途径解决目前金工实习所面临的问题。
　　
三、引入虚拟仿真技术，提高金工实践教学质量
　　
虚拟现实技术是20世纪末才兴起的一门崭新的综合性实用信息技术，它融合数字图像处理、计算机图形学、多媒体技术、传感与测量技术、仿真与人工智能等多学科于一体，为人们建立起一种逼真的虚拟的交互式的三维空间环境，并能对人的活动或操作做出实时准确的响应，使人仿佛置身于现实世界之中。虚拟仿真技术狭义上来讲就是利用计算机技术虚拟现实当中的物体，在计算机当中展现出来，在计算机当中可以说是现实世界物体的再现。将虚拟仿真技术应用到金工教学实践当中，能够有效地解决当前高校扩招导教学实践场地的不足，教学设备数量的不足等一系列的问题。虚拟仿真技术有着传统教学手段所缺乏的优点。使用该技术辅助金工实习，需要的场地相对较小，通常在进行教学的时候只需要一个机房配上相应的虚拟软件就能同时满足一个自然班学生进行相关的实习虚拟操作课程，在机类专业教学当中，应当积极利用虚拟仿真技术来进一步提高实践教学效果，以补传统实践教学的不足。在实际应用过程当中，可以从以下几个方面开展教学工作。
　　
1.利用虚拟技术加强学生对机床结构的认识。传统的金工实习在对机床的基本结构及工作原理进行讲解的时候，通常有两种方式：第一就是现场教学，教师对着现场的设备，然后对机床的各部分结构逐一讲解，由于现在的学生数量众多，经常是围着几圈，在后面的学生基本上听不到讲解，除此之外机床内部的结构采用此种方法也很难讲述清楚。第二种方式是采用多媒体视频教学方法，能在一定程度上解决这种弊端，但是却很难全方位地去展现机床的空间结构。以上两种教学方法都有的通病是学生不容易彻底了解机床内部结构，而使用虚拟仿真的技术模拟整个机床内部的空间结构，在计算机当中三维地展现出来，就能够有效地解决这种问题。以笔者所在学校为例，教师会采用虚拟仿真的技术将各种典型的机床结构在计算机当中展示出来，同时使用爆炸图的形式彻底地将机床的主要部件分拆出来，逐一跟学生讲解，使用运动仿真的技术展示机床工作过程。如在进行数控车床传动机构讲解的课程时，利用虚拟技术将内部传动过程在计算机当中虚拟出来，如图1，通过这种手段，学生能够非常清晰地了解数控机床在工作时内部传动机构的机械运动关系，有助于琪更好地掌握数控车床的传动原理。

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