仿真技术在森工智能装备课程实践教学中的应用

仿真技术在森工智能装备课程理论教学中的应用〔〕:

摘要：论文首先对传统?森工智能装备?课程理论教学现状进展了阐述，分析了传统理论教学法存在的缺点，然后对仿真技术在本课程理论教学中的有事进展了概括，最后对近年教学效果进展了总结，指出虚实结合方式是将来理论教学的重要手段，并指出了几点将来开展方向。

关键词：仿真技术；森工智能装备；理论教学

本文引用格式：王海超，等.仿真技术在森工智能装备课程理论教学中的应用[J].教育现代化,2022,7(34):4-7.

TheApplicationofSimulationTechnologyinPracticeTeachingofIntelligentForestryIntelligentEquipment

WANGHai-chao,GUOGen-sheng,WANGGuo-zhong,PEIZhi-yong,YUEHai-jun,SUNXiao-tian,LIHang-tian,ZHAOTing,ZHUShou-lin

(CollegeofEnergyandTrafficEngineeringofInnerMongoliaAgricultureUniversity,HohhotInnerMongolia)

Abstract:Thepresentsituationofthepracticeteachingofthetraditional"ForestryIntelligentEquipment";coursecouldbeexplained,andtheshortingsoftraditionalpracticeteachingmethodscouldbeanalyzed.Thentheadvantagesofsimulationtechnologyinthepracticalteachingofthiscoursecouldbesummarized.Finally,theteachingeffectinrecentyearscanhavebeensummarized.Aftersummingup,thebinationofvirtualandrealcouldbeanimportantmeansforfuturepracticalteaching,andseveralfuturedevelopmentdirectionscouldbepointed.

Keywords：Simulationtechnology;Forestryintelligentequipment;Practicalteaching

一引言

理论教学是高校本科教学中重要组成局部，也是工科人才培养重要手段，其对学生问题发现、知识探究和科研创新才能的培养具有重要意义。但传统理论教学已不能满足现代教学要求，其存在明显短板，而随着仿真技术开展，可弥补传统理论教学缺乏，二者有机结合，是将来工科人才培养教学的归宿。

二传统?森工智能装备?课程理论教学现状

?森工智能装备?是内蒙古农业大学能源与交通工程学院森林工程专业一门核心课程，内容涵盖智能控制和林业机械装备等相关知识。该课程共80学时，其中，理论讲授40学时，实验8学时，课程设计32学时，另外有64学时的森工智能装备企业现场实习。该课程一直沿袭理论教学与理论教学相结合方式，期间还要赴相关企业现场进展认识和实操实习，以使学充分学习理解森林机械装备构造、功能、原理及工作过程。随着科技开展和市场对人才程度的进步，传统?森工智能装备?课程理论教学存在以下几方面缺乏。

〔一〕实验设备缺乏、老旧、单一

实验设备数量缺乏、单一、老旧，严重影响了本科理论教学质量。随着国家天然林保护工程的施行，涉林机械已经普遍向小型化、集约化、高效化和智能化等保护性营林方向开展。实验室原有实验样机多为大型老旧采伐机械，无论从种类、数量、构造和性能上都已远远落后于现实应用。假设更换老旧样机，受相关教学经费制约，很难及时得到解决。

〔二〕现场实习流于形式

森工智能装备实习地点为林业机械装备制造企业和林区，企业实习可使学生真切体会到由书本知识到实际应用间的联络，是企业消费现场有别于校内试验教学的突出特点[1-3]。然而一线消费制造企业因平安原因无法承受多人次理论教学，更无法满足每位学生上机实操要求，多数情况下现场实习演变为远间隔观摩，流于形式，无法到达预期效果。

〔三〕理论教学指导教师经历缺乏

森工智能装备这门课程理论教学对教师程度要求较高，教师不仅要有扎实的理论根底知识，而且还需具备丰富的理论经历，目前该专业多为年轻教师，理论经历欠缺，无法很好胜任该方面工作，而企业工程师的理论知识又无法与学生掌握的课堂知识很好契合，致使现场实习走马观花现象严重，失去实习意义[4,5]。

三仿真技术在?森工智能装备?课程理论教学中的优势

本论文提到的仿真主要包括虚拟仿真和物理模型仿真，虚拟仿真理论教学就是通过计算机、多媒体、人机交互、数据库以及通讯等技术，最大限度虚拟现实场景，使学生能在虚拟环境中进展相关实验；物理模型仿真就是借助计算机、3D打印、电控、机械设计等技术，设计相关林业机械装备及林用机器人，锻炼学生动手和创新才能，进而进步学生综合素质。仿真技术在?森工智能装备?课程理论教学中的优势主要表达在以下几个方面。

〔一〕进步教学质量

相较传统理论教学，仿真技术的应用可抑制实验设备数量缺乏、老旧、单一这一问题，虚拟仿真平台为每个学生提供了实操平台，每个学生都可以通过多媒体直观观察实验场景，并可通过人机交互串口进展仿现实操作，不需考虑平安问题，整个林机加工制造和作业情况一目了然，学生可根据实验要求或个人需要构建虚拟模型和作业场景，不受外部环境限制。物理模型仿真锻炼了工科学生动手设计、制造和创新才能，学生综合运用所学知识，完成模型构建和调试运行，进步了学生综合设计才能。

〔二〕降低教学本钱

虚拟仿真平台和物理模型仿真设备的建立和购置需要一局部费用，但相较传统理论教学的投入较少，后期设备维护费用也较低，实验室空间可充分利用。

〔三〕优化师资配置

仿真技术在理论教学中的应用可实现教师资源的优化配置，防止短时间学生集中学习指导教师数量和经历缺乏教学效果不佳现象，学生可分组分时间进展实验，各专长教师可对学生进展针对指导，不受时间和空间限制，进而进步教学效果。

四仿真技术在?森工智能装备?课程理论教学中效果及改良方向

内蒙古农业大学森林工程专业?森工智能装备?课程采用虚实结合方式进展理论教学，初步获得了一定效果，学生积极性明显进步，理论动手才能得到了很好的锻炼，实验过程如图1所示。

经过近年来仿真技术在森工智能装备课程理论教学中的应用发现，"虚实结合";可以很好地提升教学质量和效果，将来应构建更专业的仿真实验中心，增大设备投入，扩大师资队伍规模，详细应从人员管理和设备管理两方面进展。

人员管理方面如图2所示，将实验室作为实验教师和学生培养的研究中心，为充分调动学生学习的积极性，进步实验室的高效利用，将传统教师独立管理形式，改为实验中心教师、专业教师、研究生和本科生共同管理的形式，建立互管、互助的人员管理形式。

图2仿真实验中心设备管理

设备管理方面如图3所示，实验中心应包括本科教学设备和科研实验设备，设备采购参数由专业教师提供，学校负责招标和采购，设备验收及日常使用维护由实验中心教师、实验教师和学生共同负责。由于研究生流动性较强，应采取使用登记制度，每一样设备有指定的教师负责管理，辅助使用设备的研究生及专业教师完成设备的调试及操作，防止因操作不当造成设备损坏。

将来理论教学开展趋势如下。

虚实结合教学方式将被广泛应用，二者相辅相成，互相补充，弥补单一方式存在的缺乏，既有视觉感受，又有实操触觉感受。

合理规划虚实教学比重，详细需根据课程性质确定。

加强校企合作，加大对双师型教师培养力度，进而进步教学质量。

论文通过系统分析?森工智能装备?课程传统理论教学现状和存在的缺乏，继而分析了仿真技术在?森工智能装备?课程理论教学中的优势，通过虚实结合方式进展理论教学，势必是将来工科课程理论教学的方向。最后结合详细承当课程授课效果对将来开展方向提出了几点看法。

参考文献

【1】刘宝，罗静，李延锋．虚拟仿真技术在矿山机械课程理论教学中的应用研究[J]．教育教学论坛，2022，9(39)：221-222．

【2】沈嵘枫，张小珍，周新年，等．森林工程采运装备虚拟实验示范中心建立[J]．实验科学与技术，2022，13(5)：163-165+168．

【3】辛颖，李耀翔，狄海廷，等．森林/