VR技术在中职数控加工课程教学的应用

摘要：中职数控加工课程教学面临诸多挑战，亟需引入新技术推动教学变革。本文探讨了VR技术在中职数控加工课程教学中的应用，通过构建沉浸式虚拟仿真实训平台、融合多感知交互体验设计、建立智能化学习评价反馈机制等举措，突破教学的时空限制，提升教学效果，实现精准施教。研究表明，VR技术与中职数控加工课程教学的深度融合，为培养高素质技术技能型人才提供了新路径，对推动职业教育高质量发展具有重要意义。

关键词：VR技术；中职教育；数控加工；课程教学；教学变革

引言

随着智能制造产业的快速发展，对高素质技术技能型人才的需求日益增长。中职数控加工专业肩负着培养生产一线急需人才的重任，课程教学质量直接关系到人才培养目标的实现。然而，受传统教学模式和资源条件限制，中职数控加工课程教学仍存在诸多问题和挑战。VR技术以其沉浸性、交互性、构想性等独特优势，为破解中职数控加工课程教学难题、推动教学变革提供了新思路新方法。

一、中职数控加工课程教学的现状与挑战

智能制造时代的来临，对技术技能型人才提出了更高的要求。中职数控加工专业作为培养生产一线操作人员的重要阵地，其课程教学质量与人才培养目标的达成息息相关。然而，当前中职数控加工课程教学仍然面临诸多亟待解决的问题和挑战。首先，传统的“理论讲授+现场实训”教学模式难以适应信息时代学生的学习特点，教学方式单一乏味，缺乏吸引力和感染力，学生学习积极性不高。其次，受场地、设备、安全等客观条件限制，学生实训机会严重不足，动手操作能力难以得到有效训练，理论与实践脱节问题突出。再者，教学内容更新速度滞后于生产实际需求变化，难以紧密衔接行业发展前沿，学生所学知识技能与就业岗位要求存在一定差距[1]。此外，教学评价手段相对落后，过于依赖期末考试，缺乏过程性评价和针对性反馈，不利于学生能力的持续提升。综上所述，中职数控加工课程教学亟需变革创新，传统教学模式已无法满足智能制造时代对技术技能型人才培养提出的新要求。教学理念、内容、方法、手段等各个环节都迫切需要优化重构。在此背景下，引入VR技术，充分发挥其沉浸性、交互性、构想性的独特优势，将为破解中职数控加工课程教学难题、实现教学范式重构提供有力支撑，助推人才培养质量的提升。

二、VR技术赋能中职数控加工课程教学变革

（一）构建沉浸式虚拟仿真实训平台，突破时空限制

面对传统教学方式在实训环节存在的诸多局限，VR技术为构建沉浸式虚拟仿真实训平台提供了新的可能。通过VR技术构建高度仿真的数控加工虚拟环境，学生可以沉浸式地观察数控机床的结构原理、亲身经历数控编程与加工操作的全流程。这种身临其境的学习方式，能够最大限度地激发学生的学习兴趣，提高其参与度和主动性。与传统实训相比，VR虚拟仿真实训突破了时间和空间的限制。学生无需受限于有限的实训场地和设备，可以随时随地沉浸在虚拟的加工环境中进行技能训练。课堂上，教师可利用虚拟仿真平台开展示范教学和实操指导;课后，学生则可利用VR系统进行反复练习，直至熟练掌握。这种突破时空界限的训练模式，大大拓展了学生动手实践的机会，为提升其实操技能打下坚实基础。此外，虚拟仿真实训环境还能规避现场实训可能存在的安全隐患。学生在VR系统中进行操作尝试，无需担心因操作失误而造成设备损坏或人身伤害。这种“安全第一”的实训方式，不仅保障了学生的人身安全，更使其能够放心大胆地进行实践探索，通过反复试错积累经验，从而达到熟能生巧的效果。总之，以VR技术构建沉浸式虚拟仿真实训平台，为突破传统实训教学的时空限制、提升学生实践能力提供了崭新路径。沉浸式体验、随时随地练习、安全无忧实操等显著优势，必将推动中职数控加工实训教学模式的变革，最终实现教学质量的整体提升。

（二）融合多感知交互体验设计，提升教学效果

VR技术独特的多感知交互特性，为提升中职数控加工课程教学效果提供了新的可能。传统教学主要依赖视觉和听觉通道传递信息，学生难以获得身临其境的学习体验。而VR技术则支持视觉、听觉、触觉等多通道感知，并允许学生通过手势、语音等自然交互方式与虚拟环境互动，从而营造出高度沉浸的学习场景。在VR场景中学习，学生不仅能360度无死角观察数控机床的结构细节、刀具的切削状态，还能聆听加工过程中的机床运转声、刀具切削声等，以及通过手柄感受振动反馈。通过调用视听触等多种感官，VR系统让学生如同置身真实的加工环境，全身心投入到学习中去。生动逼真的多通道感知，有助于学生更深刻地理解数控加工知识，掌握操作技能。同时，VR营造的拟真情境和提供的自然交互，大大提高了学习的趣味性和参与感。学生可以通过手势、语音等方式输入编程指令，操控虚拟机床，获得身临其境的操作体验，从而激发学习兴趣，调动探究热情。师生之间、学生之间也能在虚拟环境中开展更多元的互动交流，实现协同学习[2]。此外，融入VR技术的教学内容呈现方式更加立体生动，原本抽象的知识变得具象化、可视化，晦涩的概念被转化为可感可触的虚拟实物，学生在沉浸式的多感知交互体验中，更容易深刻理解知识内涵，构建完整的知识体系。综上所述，VR技术支持的多感知交互体验设计，让学习变得更加沉浸、生动、有趣，学生在听说看触、手脑並用中获得丰富、深刻的学习体验，必将显著提升教学效果，为中职数控加工课程教学注入新的活力。

（三）建立智能化学习评价反馈机制，精准施教

传统的教学评价方式，如期末考试，往往存在滞后性和片面性，难以全面、及时地反映学生的真实学习状况，更无法为学生提供持续、有针对性的学习反馈，因材施教更是难以实现。而VR技术的引入，则为建立智能化的学习评价反馈机制提供了技术支撑，有望帮助教师实现精准教学。借助VR系统集成的传感器、人机交互等技术，可以全程、多维度地采集学生在虚拟学习环境中的行为数据，包括学习时长、学习路径、操作行为、问题应答等。通过对海量学习行为数据进行大数据分析，再辅以人工智能算法，就能够客观、全面地评估每个学生的知识掌握程度、技能熟练水平、学习态度等，揭示其学习过程中的优势与不足。基于智能评估结果，VR系统可以自动生成个性化的学习报告，诊断每个学生学习中的问题症结，提出有针对性的改进建议。学生通过VR系统获得的持续性、个性化学习反馈，能够帮助其即时监测和调整自身的学习状态，更加精准地认知自我。清楚了解当前的学习进展和存在的问题，学生便可据此有针对性地制定学习计划，选择学习资源，开展针对性训练，从而不断改进提升[3]。在这一过程中，学生逐步成长为学习的主人，形成自我导向、自我调节的学习方式。对教师而言，学生的智能评估数据则可作为优化教学的重要依据。教师能够在VR系统的支持下，全面洞察每个学生的学习需求和认知特点，有针对性地调整教学策略、改进教学方法、丰富教学资源，因材施教，从而实现教学的精准化。总之，VR技术支撑下的智能化学习评价反馈机制，让教与学愈加精准高效。学生可根据客观评估结果和个性化反馈自主调节学习，教师则能依据智能诊断分析因材施教、精准教学。

结束语

VR技术以其沉浸性、交互性、构想性，为变革传统教学模式、提升中职数控加工课程教学质量带来新的契机。通过构建沉浸式虚拟仿真实训平台，融合多感知交互体验设计，建立智能化学习评价反馈机制，VR技术与中职数控加工课程教学深度融合，有望突破教学的时空限制，调动学生的学习积极性，提高教学效果，最终实现因材施教、精准教学，为培养高素质技能型人才开辟新路径。未来，随着VR技术的持续进步以及教育教学理念的深化变革，其在中职教育领域必将得到更加广泛深入的应用，为推动职业教育高质量发展发挥更大的赋能作用。

参考文献

[1]唐杰.虚拟仿真技术在中职数控技术应用专业的应用[J].装备制造技术，2024，（07）：69-72.

[2]徐邱林.虚拟仿真技术在数控加工课程教学中的应用[J].电子技术，2024，53（03）：256-257.

[3]徐兵，王玉勤，郑祥，等.基于虚拟仿真技术的《数控技术》课程改革[J].山东化工，2020，49（23）：220-221.