本站原创摘 要：技工院校焊接专业一体化教学,实现了仿真电弧教学、仿真焊缝成型,完全再现了焊接的全部过程；实现了全数字化的平台、完善的训练课程、安全的操作环境.本文分析了模拟仿真教学在焊接专业教学中的应用优势,阐述了如何应用焊接模拟仿真进行辅助教学,发现利用模拟仿真在改善教学环境、节约耗材、优化教学课堂等方面的优势,并指出焊接模拟仿真教学存在的误区和应注意的问题.
关 键 词：焊接专业技工院校焊接模拟仿真教学改革
焊接是制造业重要的加工工艺,是一种精确、可靠并采用高科技连接材料的方法.目前还没有其他方法能够比焊接更为广泛地应用于金属连接,并能对所焊产品增加更多的附加值.因此,技工院校培养大批不同层次、适应现代焊接生产发展和技术要求的高素质新型的焊接专业技术人才是职业教育的一个重要任务.
但是,由于技工院校开办焊接专业所需耗材较多,经济性较差,因此许多技工院校望而生畏,加上配置焊接设备有限,焊接工位少、学生多、环境差、工种苦,学生学习易消极、散漫,学习积极性不高.针对目前现状,为了完成摆在职业教育面前的重要任务,我们利用学校有限资源,适应教育教学改革,培养综合素质高、有敬业精神、技能高超的技术工人,采用焊接仿真模拟教学模式是行之有效的教学方法之一.
一、什么是焊接模拟仿真教学
模拟仿真教学是指使用虚拟焊接培训系统、焊接过程数值模拟与专家系统、计算机虚拟技术,利用场地、环境的布置,模仿出真实工作程序、工作环境、技术指标、动作要求,进行教育教学训练和考核鉴定.它可以使焊接加工技术逐步从“技艺”走向“科学”.它可以通过计算机对焊接过程中的各种现象进行数值模拟,进而进行定量分析,指导学生焊接实际训练.该系统具备完善的网络功能及管理功能,教师可以通过自己的计算机（联网）了解学生的训练情况,帮助学生分析训练过程,便于对学生进行操作指导及布置适合于学生特点的训练内容.
焊接是一项对技术过程要求很高的工作,一些重要焊接结构、压力容器等一旦出现焊接缺陷,就有可能酿成巨大危害.因此,技工院校焊接培训老师,需要有扎实的操作手法,严格规范的动作及对焊工操作水平的评定.笔者所在学校焊接专业模拟仿真系统的应用,不仅在本地区开创了先河,适应了教学改革的要求,而且取得了良好的效果.
二、采用焊接模拟仿真系统的教学效果
1.减少耗材,节省大量成本及培训时间
技工院校培养焊接操作人员,减少成本节约耗材是非常重要的.据不完全统计,一个优秀的焊工,培训4个月,要消耗将近成吨的耗材,再加上消耗的电能、保护气体,可想而知,成本是非常大的.如果我们先用焊接模拟仿真系统,让学生在焊接初始阶段就掌握这个复杂的操作过程,后期再进行实际操作或下厂顶岗实习,培训成本将下降40%,培训时间将节省一半.事实证明,学校应用焊接模拟仿真系统,加上再对教学方法的优化创新,这个统计数值将还会提高.
2.增强培训管理效果,科学安排培训计划
技工院校老师可根据培训计划合理安排学生进行训练,也可以根据学生的实际情况,进行个性化的训练,并根据训练的监控及分析结果随时进行修改或调整,学生也可以根据自己的实际情况进行自主训练或专项训练.
3.可远程监控和控制指导
焊接技能的要点操作,需要大量的规范动作重复训练才能达到要求.普通培训需要老师经常频繁地在学生之间来回走动,仔细观察学生的动作及焊缝状况,这样才能确定学生练习的进展情况,并且这样只能对真正的焊逢结果进行相关分析,不能进行适时控制.而采用焊接模拟仿真能对每一位学生的动作规范进行适时的控制和指导,并且任何动作所对应的工艺参数都可以被跟踪,学生和老师都可以回顾这个过程.另外我们还可以通过焊接过程中不同焊接工艺参数的变化来规范焊接动作,并通过信息库处理存档.
4.改善学习环境,营造良好学习氛围,激发学习
兴趣
机械专业的焊接工作被认为是最乏味、环境最差的工作,在焊接过程中,将产生大量的烟尘、噪声、废气等.利用焊接模拟仿真软件学习焊接,其大量的三维图形界面,切实的人机交感设备,即时可视听的交感结果,改善了学习环境,把焊接实习变成了一个有趣的焊接大课堂.另外,它还可以帮助学生分析实习情况,清楚操作过程.其软件的联网竞赛功能如同电脑游戏,为学生提供了一个轻松愉快的学习竞赛氛围.
5.焊接专业理论与技能一体同步
焊接模拟仿真遵循“从实践到理论,再从理论到实践”的认知规律,以理论与实践一体化的教学形式将教学要求、技能目标与基础理论、专业技能有机地结合,不单纯追求学科的系统性和完整性,而是根据培养目标的能力因素和岗位需求,筛选出与焊接培养直接有关并且使用频率较高的基础理论、专业理论知识内容,配合技能要点,整合成为一个有机整体,形成一个以综合能力培养为主体,突出以操作技能为主干,理论知识服从于操作技能所需,服从于生产所要求的模拟仿真系统.学生既掌握操作技能又明白相关的基础理论和焊接理论,成为知识型、技能型人才.
6.培训结果即时得到评估
在培训过程中,学生可以选择动作警示工具,这样在进行训练时,系统可以自动提示学生操作动作是否符合要求,及时地指导学生纠正自己的动作.如系统的焊接工艺参数设置不当时,在公差参数范围内将出现绿色,在极限范围内绿色不断闪动,在超出极限时将会出现红色,这样便于学生及时调整参数.最后根据焊接结果系统评定等级给出结论.通过对焊接结果的分析,学生、老师能及时了解操作过程的失误和进步,老师能进行有针对性的指导.
三、模拟仿真教学存在的误区及注意事项
模拟仿真教学是对实训教学实际操作的填补,提高了实训教学的效益,但必须指出的是,仿真模拟实训不是真正的现实对象的操作,有其不可替代的局限性.必须注意的是,采用仿真模拟实训,决不能抛开真实的实训过程,在这两者之间应注重扬长避短、交替操作,这样才能达到事半功倍的效果.
焊接实训教学不应该停留在传统的实训模式上.教师要改革教学模式、教学方法和教学手段,在实训教学中采用开放式教学模式,适当引入仿真模拟实训,节能降耗,从而降低实习成本,增强培训效果.
四、结语
在技工院校焊接专业教学中,我们应用焊接模拟仿真系统,改革课堂教学和实践教学模式,合理结合学生特点及高科技产品模拟仿真的应用,注重教师素质的提高,并且深入发展计算机模拟仿真技术,使焊接教学的模式由“理论→实验→生产”改变为“理论→计算机模拟仿真→生产”,使焊接技术教学进一步升华为更完善的、科学的重要措施,从而培养出更多的高技能人才.