不同于文史類專業的學習方式，理工類專業主要是進行實際動手操作的訓練，因此實驗教學必不可少。而將虛擬仿真技術應用于機械工程的實驗教學中可以給學生提供機械工程實踐要求的處理和生產基礎，讓學生有身臨其境的感覺，可以更好的進行實驗，觀察實驗結果，使學習過程更加嚴謹，促進學生進一步學習機械工程。

1機械工程實驗教學現狀

機械工程的教學方式主要是依靠實驗來實現的，因此，實驗教學已成為機械工程教學中必不可少的教學手段。但是，就我國目前的教學水平來看，機械工程的實驗教學現狀并不樂觀。中職的錄取學生越來越多，學校的實驗基地和實驗設備不足以滿足學生進行實驗的需求，學生無法動手進行實驗，不能有效的理解課堂的理論知識，影響學習效果。另一方面，多數的機械工程實驗有一定的危險性，考慮到學生自身的安全問題，學校通常會采用參觀和聽講座的方式對學生進行實驗教學，這樣學生只是能夠看到實驗的過程，而不能夠實際動手操作，無法積累實驗的經驗，對實驗的認識理解也不深入，因而無法有效的學習機械工程。

2虛擬仿真技術在機械工程實驗教學中的應用

科學技術的發展，在帶動計算機網絡技術進一步發展的同時，也促進虛擬仿真技術更加先進，同時教育工作者也在機械工程實驗教學中廣泛應用虛擬仿真技術。

(1)帶傳動性能測試實驗。由于帶傳動在機械傳動過程中的廣泛應用，使帶傳動成為機械工程實驗中的基礎實驗課程。所謂的帶傳動性能測試是指學生通過對帶傳動過程中打滑現象和彈性滑動的觀察，然后對其進行承載能力的分析，同時利用觀察到的數據對帶傳動彈性滑動圖以及傳動效率圖形進行描繪。而利用虛擬仿真技術進行帶傳動性能測試實驗時，就不需要例如轉矩力測桿、電動機、發電機、傳感器以及光電測速裝置的使用等。它是將計算機作為實驗的硬件設施，利用LabVIEW軟件設計帶傳動性能測試系統。帶傳動性能測試系統包括:測力傳感器、加載裝置、轉速傳感器、數據采集卡等，在傳動實驗過程中對各種運動和動力進行檢測并分析。運用該系統可以將帶傳動的傳動效率曲線和彈性滑動曲線準確的繪制出來，進而計算出傳動效率與彈性滑差率之間的關系。

(2)減速器裝備實驗。機械設備中常常使用減速器，因此機械設計中最基礎的一項課程就是減速器實驗。在之前的減速器實驗中，教師一般會將真正的減速器帶進課堂，然后將其進行拆裝，使學生了解減速器的內部結構、工作原理及功能。但是這種實驗方式會消耗大量的資金，而且實驗具有很高的不穩定性，實驗結果容易受到各種因素的影響。而使用虛擬仿真技術進行減速器裝備的實驗，可以用操作軟件代替對實物的拆裝，首先利用Inventor軟件建立減速器的模型，然后在虛擬的環境下使用減速器傳動原理進行裝配。之后利用ADAMS軟件對動力學進行仿真，再根據實際的運行情況，準確的約束、激勵及載荷減速器，對其進行仿真和修形。最后利用ANSYS軟件分析減速器的固有頻率。

(3)數據加工仿真實驗。現代制造業的核心技術之一就是數據加工技術。而數據加工技術的教學方式是通過使用數控機床實現的，但是購買數控機床需要大量的資金，所以一些學校沒有足夠多的用于教學的數控機床，學生只能在課堂上觀看教師操作，無法親自動手操作數控機床，這樣無法使學生對數據加工技術有一個很好的理解，沒有達到實驗的目的。但是運用虛擬仿真技術中利用CAXA軟件可以建立一個鼠標的數據加工實驗，首先，對鼠標的實體模型進行建立，然后選用加工刀具、加工路線以及定義毛坯，最后是仿真加工的實施和工藝清單及代碼的生成。

3虛擬仿真技術在機械工程實驗教學中的使用要求

教師在利用模擬仿真技術進行機械工程實驗教學時應注意以下幾點問題:第一，重視學生之間存在的差異。教師在教學過程中要根據學生自身水平的不同，來制定教學目標。對于基礎較差的學生，教師為其制定的教學目標相對低一點，之后對其進行單獨輔導，及時了解他們的學習進度與情況，并及時修改教學目標，使之符合學生的自身水平。第二，要利用現有資源進行立體化教學。教師與教師之間要多交流和溝通，彼此間分享教材、課件以及考試習題等教學資源，使用適合教學方法，彼此間相互學習借鑒，提高自身的教學水平。同時，教師也應該在不斷學習中提升自身的專業素養，學會利用現代的高科技成果進行教學，為學生創造更好的學習環境，從而提高教學質量與水平。第三，為學生構建虛擬仿真實驗平臺。教師應該利用虛擬仿真技術為學生建立起機械制造虛擬仿真教學平臺、機械設計虛擬仿真實驗教學平臺、機械電子網絡化遠程實驗教學平臺以及課外實踐與科技創新虛擬仿真平臺，利用這四個優勢互補、相互依存的實驗教學平臺充分利用虛擬仿真技術在教學中的應用。其中機械類專業的學生要求能夠有很強的操作機械CAD技術的能力，但是培養該能力需要對學生進行機械設計、機械實訓以及數控實訓，然后再通過實習來實逐步實現的。因此，教師可以先提出一個問題后，針對這個問題把整體的方案設計出來，然后按照方案進行實施。同時在實踐教學的過程中要充分利用三維大型CAD軟件，三坐標測量儀等大型硬件設備，這樣可以為學生提供一個更加完備的教學平臺。第四，對學生進行機械設計的基礎實驗，讓學生能夠熟練的運用二維、三維軟件，進而可以對典型零件的計算機繪圖、零部件的設計有一個充分的了解，在虛擬的環境中對零部件的組成以及運動的情況有一個細致的觀察，才能更好的進行機械設計。

4虛擬仿真技術對機械工程實驗教學的意義

虛擬仿真技術的使用對機械工程實驗教學意義重大。在機械工程實驗教學中所需要的實驗設備價格昂貴、占地面積大、對于設備的保養和維護都有很高的要求，因此需要對其進行巨額的資金投入，加大了中職學校的經濟負擔。而使用虛擬仿真技術進行機械工程實驗教學，可以減少對設備資金的投入，避免了設備的損壞維修的情況出現，而且也可以使每一個學生都可以實現親自動手操作實驗，真正將實驗的主動權還給學生，提升學生學習興趣的同時又可以降低教學成本，達到教學目的。同時，利用虛擬仿真技術可以有效的將教材中的理論知識同實際操作聯系起來，讓理論知識不再拘泥于書本，實現理論服務于實踐，強化學生動手能力的同時也讓他們對理論知識有了更深的理解與印象。

5結論

將虛擬仿真技術應用于機械工程實驗教學中，可以增加學生對于實驗的參與程度，解決了實驗教學中設備老化和不足的問題，使實驗教學的方式更加符合現代社會的發展要求，使學生有了更好的實驗設備，從而提高學生的學習質量與水平。

詳見：http://www.izu-taketora.com