虚拟仿真技术在机械类专业人才培养中的应用研究

河北农业大学机电工程学院 张艺 张淼 孙铂 马志凯 李昕

《国家中长期教育改革和发展纲要（2010-2020）》中明确提出高校应注重人才培养质量，加大教学投入，加强实验室建设，着力培养知识丰富、本领过硬的人才。强化实践教学环节，充分调动学生学习积极性和主动性，养成良好学风。机械设计基础是一门理论性、实践性和设计性均较强的机械类及近机类专业的技术基础课，对培养学生的机械设计与制造、实践应用能力等方面具有不可代替的重要作用[1]。

机械设计基础课程教学存在学生课堂参与度较低，相关概念抽象难懂，学生实践能力培养受实验、课设条件限制不宜提高等问题。虚拟仿真技术，简称VR技术，也称为虚拟现实。采用计算机图形技术、计算机仿真技术等为基础，搭建一种虚拟环境，使用户借助一定的I/O 设备，与虚拟世界中的物体实现进行交互[2]。国内外学者对VR 技术在教育领域的应用做出了许多研究。张俊等[3]采用虚拟技术搭建了机械基础实验教学平台，实现了齿轮泵、二级圆柱齿轮减速器和RV 减速器的虚拟实验教学。徐兵等[4]进行了虚拟仿真技术在数控技术课程中的应用研究，取得了较好的教学效果。Luzanin 等[5]提出了一种基于概率神经网络的手势识别系统，通过使用数据手套实现了虚拟装配与维护仿真。可见，虚拟仿真技术可将虚拟环境与实践动手结合起来，突破传统“教室”的边界，提升学生学习的主动性和便捷性，优化教学效果。……