技工院校焊接教學中虛擬仿真技術的應用

（東營市技師學院，山東 東營 257091）

焊接是一種連接材料的方法，它是一種可靠而又精準并且結合高科技的加工工藝，在連接金屬方面，焊接應用最為廣泛，目前尚未有其他方法能夠超越焊接技術，而且焊接還能使產品增加附加值。所以在技工院校中，重要任務則是培養一批批具備高素養的焊接技術人才，以便滿足社會對焊接人才的需求。

一、什么是焊接模擬仿真教學

模擬仿真教學是在特定的環境和場地中運用計算機虛擬技術、專家系統、虛擬焊接培訓系統等，模仿出逼真的工作環境、真實的工作程序以及科學的動作要求和技術指標等。在此基礎上開展教學訓練，模擬仿真教學，使焊接加工技術逐漸科學化。在計算機的作用下，學生可以進行焊接實際訓練，焊接過程的各種現象借助計算機可以實現數值模擬，也就能夠展開定量分析，為學生的訓練提供技術支持，使得學生獲得專業的指導，能夠結合自己的學習規律參與訓練活動。

焊接質量至關重要，所以對焊接技術有很高的要求，比如重要的壓力容器、焊接結構等，如果存在焊接缺陷，就會引發嚴重的后果，而焊接培訓教師作為學生的指導者，自身要有過硬的知識基礎，要有扎實的操作手法，焊接動作要嚴格規范，這樣才能感染學生，使學生受到專業的指導，所以技工院校應用焊接專業虛擬仿真技術是前衛之舉，能夠順應時代發展的潮流。焊接專業實踐性很強，如果技工院校在組織實踐活動時，讓學生運用真實的焊接設備和焊接材料，就會造成一定的經濟壓力，而很多技工院校難以長期滿足眾多學生的實踐需求，也缺少充足的焊接工位。基于此，學生缺少實踐積極性，學習態度比較消極，而我國對于職業教育的重視逐漸加大。技工院校要結合學校資源不斷進行教學改革，培養一批高技能、高素養，具有敬業精神的技術工人，這就顯現出焊接虛擬仿真技術的重要性。

二、采用焊接模擬仿真系統的教學效果

1.減少耗材，節省大量成本及培訓時間

技工院校在傳統的環節教學中，要想培養出優秀的焊工，以個人為例，需要歷時4個月的培訓，在培訓期間消耗的材料上噸，除了材料以外，還會消耗大量的電能，總體而言所需的成本是很大的。這時就體現出焊接虛擬仿真技術的優勢，不需耗材，也不需消耗電能，就能讓學生掌握初期的焊接操作技術。在此基礎上，技工院校可以安排實際操作，也可讓學生去實習車間頂崗操作，如此一來就節省了培訓成本，還節省了很多培訓時間。在未來的教學中，隨著焊接虛擬仿真技術越來越成熟，再加上創新與優化教學方法，所取得的培訓效果有很大的提升空間。

2.增強培訓管理效果，遠程監控和控制指導

焊接實踐性很強，需要不斷訓練才能提高技術水平，所以技工院校的教師要制定詳細的培訓計劃，科學合理地安排訓練內容。由于學生具有差異性，存在不同的實踐能力，所以教師要因人而異，在整體訓練的同時安排個性化訓練，并且要使訓練過程具有靈活性，根據訓練結果，合理調整訓練計劃，也可以鼓勵學生結合自身實情自主進行訓練。

傳統的焊接訓練不僅耗時費力，而且消耗大量的材料取得的訓練效果也不理想，這是因為教師需要來回走動，很難兼顧每一位學生，只能通過最終的結果加以分析和判斷，很能讓教師真正了解學生的焊縫情況，也不了解學生的動作是否規范，所以普通培訓存在諸多弊端。而采用焊接虛擬仿真技術，能夠適時指導和控制學生的動作，保證他們動作能夠正確、標準，還可以跟蹤動作工藝參數對學生已經操作的動作進行回顧，便于師生展開詳細的分析。與此同時，師生也可參照各種焊接工藝參數的變化進行相應的調整，使焊接動作能夠規范、準確。

3.改善學習環境，營造良好學習氛圍，激發學習興趣

針對機械專業對口工作而言，被公認為焊接環境最差的工作，這是因為焊接時不可避免地會產生很多廢氣、噪聲，所以機械專業更應發揮焊接虛擬仿真技術的優勢，以便完善自身諸多的弊端。在焊接虛擬仿真軟件中，學生會進入三維圖形界面，在人機交感設備的作用下，使學生感受到視聽結合的效果，這樣就避免學生在條件惡劣的環境中學習，使焊接實習搖身一變，成為具有趣味性的焊接課程。除此之外，還能分析學生實習情況，了解每一位學生的操作動作。

4.焊接專業理論與技能一體同步，評估培訓結果

虛擬仿真技術強調理論和實踐相結合，實現二者的融會貫通，與此同時，還要將專業技能、基礎理論、技能目標以及教學要求等相互融合，打造理論和實踐一體化的教學形式，結合實際崗位需求以及學生的能力設計培訓內容，使學生掌握扎實的焊接理論和基礎理論，還能掌握正確的操作動作以及操作技能，讓他們成為知識與技能型人才。

焊接虛擬仿真系統具有很強大的功能，比如學生訓練時，有時難免會做出一些錯誤動作，這時可以選擇動作警示工具，讓系統能夠自動糾正錯誤動作。比如沒有合理地設置焊接工藝參數時。在極限范圍中會不斷閃動綠色光標。假如，超出極限光標就會變成綠色，這樣就能讓學生第一時間調整參數。最后，教師要結合學生的焊接結果進行評估，讓學生了解自己的操作失誤步驟逐漸規范操作流。

結語

技工院校是重要的人才培養基地，涉及很多實踐性課程，焊接則是其中之一，相關教師要具備熟練應用焊接虛擬仿真技術的能力，以便提高實踐教學效率，保證焊接技術教學的效果，使學生能夠成為高技能型人才。