《數控編程與操作》課程教學方法之探討

摘要：本文從教學實際出發，探討了《數控編程與操作》課程的教學方法，包括：運用數控仿真軟件充分調動學生的學習積極性；調整教學內容，突出實用性，提高學生實操能力；體現學生的主體作用，充分調動學生的主觀能動性；組建課外興趣小組，培養學生自我研究、自我提高的能力；重視學生經受挫折、克服困難的教育。

關鍵詞：數控編程與操作；數控仿真軟件；能力

伴隨著全球經濟的發展，中國制造業的總產量不斷上升，中國正在成為一個制造業大國。包括跨國公司在華生產的產品在內，已有百余種產品的產量位居世界第一。另一方面，我們又必須清醒地認識到目前的中國僅僅是“制造業大國”而非“制造業強國”，從總體上說，我國的制造業以傳統產業為主，技術落后，低水平生產能力過剩，高水平生產能力嚴重不足，總體競爭力不高。在我國，高檔數控機床只占機床總數的1.2%，而在美國和日本等發達國家則占到60%以上。我國的加工制造業規模和技術水平還有待大幅度提高，我國需要為此提供更多高素質的數控人才。

在這樣的背景下，我校于2002年開始培養數控加工專業的學生。由于數控制造業涉及機械、電子、計算機、信息、控制等多學科的內容，如何盡快培養出滿足市場需要，掌握數控機床編程和操作的技術人才成為數控教學工作者必須研究的問題。筆者作為數控編程與操作的專業教師，從專業開辦以來一直致力于改進教學模式，提高課堂效果，引進新的教學手段，在教學方法上做了一些大膽的嘗試。

運用數控仿真軟件充分調動學生的學習積極性數控機床屬于高科技產品，品種多，價格高，一臺經濟型數控車床就需七萬多元，至于裝配國際先進系統的全功能型數控機床少則幾十萬元多則幾百萬元。如果說數控機床的操作訓練完全依賴數控設備來進行實訓操作，即使實力雄厚的企業和學校也無力承擔此種消耗與投入。而數控仿真軟件的出現，很好地解決了上述矛盾，這種軟件是把機床廠家的實際加工制造經驗與學校教學訓練結合為一體所開發的一種機床虛擬控制仿真系統軟件，它在微機平臺上運行，可以對數控設備進行仿真操作，動態驗證編程指令的正確與否，具有自由設置機床的規格大小，定義毛坯尺寸與刀具形狀，任意選擇各種刀具、零件加工后的測量等功能。另外仿真軟件依據計算機強大的顯示功能和全中文的結構設計，配以豐富多彩的操作界面，深深吸引住了學生的注意力，從而調動了學生的學習積極性。

調整教學內容，突出實用性，提高學生實操能力現代教育研究發現，職業院校學生的形象思維能力強于邏輯推理能力，他們能夠較快地獲取經驗性和策略性的知識，而對于陳述性的知識相對排斥，因此在教學中必須弱化艱深的數控原理部分的講授，從學生感興趣的數控加工程序的編制與數控機床的操作兩部分入手，運用數控仿真軟件，使兩部分內容交替進行，互為補充，不可割裂兩部分的緊密聯系。在教學進程中可把內容分為三個模塊。第一為基礎模塊，主要針對我校現有的廣州數控系統與北京凱恩帝系統，講解最常用的數控車床、數控銑床的編程方法、操作與應用，這一模塊是教學的重點，學生必須熟練掌握并能靈活運用；第二為提高模塊，主要是講授Fanuc數控系統在車床、銑床、加工中心三種機床中的編程與操作，這個模塊的實踐通過仿真軟件來進行；第三為拓展模塊，主要是訓練西門子數控系統的編程與操作，目的在于擴大學生的知識面，提高學生在就業時面對不同系統、不同操作面板的編程與操作能力。另外還可將傳統的機加工專業的有關加工工藝的教學內容整合充實到數控教學中來，使學生在選擇加工參數的過程中有充分的理論依據，而不是按照教科書上給出的數值胡亂選擇。

體現學生的主體作用，充分調動學生的主觀能動性一堂課的45分鐘全由教師從頭到尾進行教學是令學生極為反感的，在這樣的課堂里學生只能被動地吸收知識，而不能加入自己的創造性思維過程，最終導致學生覺得索然乏味。筆者在教學中首先是根據本次課的理論內容設計一個較簡單的零件圖樣，運用仿真軟件進行示范性操作，同時提醒學生認真觀察，掌握操作要領。當機床的模擬聲響起來，切屑飛濺，毛坯隨刀具變成圖樣要求的工件后，學生的好奇心被調動起來，個個躍躍欲試，這時可不失時機地提出要加工此工件用到的新指令，從而進入理論課的講授，大約為20分鐘左右。接下來就是學生自告奮勇上講臺的動手操作時間，課堂開始進入熱烈的討論過程，臺上的同學努力回想教師剛才講過的內容，臺下的人不時插上一句半語提醒，全班共同完成一個工件的加工過程。當學生完成操作，興奮不已時，及時表揚他們所取得的成績，激發每個人的學習自信心，然后及時引導學生思考能否運用所學的指令加工一個新的工件。這樣的教學方式要求數控專業教師應有較高的教學水平，每節課知識點的講解盡可能集中，深入淺出，在教學過程中發揮學生的能動性，凸顯學生動手動腦的能力，教師起引導作用。另外，教師還要具備較強的數控編程能力、工藝處理能力、實際動手能力，非常嫻熟地駕馭課堂，及時解決同學從不同角度提出來的問題，從而實現學生對知識的靈活運用，真正把課堂的內容消化吸收。

組建課外興趣小組，培養學生自我研究、自我提高的能力目前常用的數控系統國外有日本的Fanuc、三菱，德國的西門子，國內有華中世紀星、廣州數控等等，而且每種系統都在不斷推陳出新，單純依靠課堂是不可能窮盡所有系統的。所謂“授之以魚，不如授之以漁”。筆者在自學能力強的學生中間組建了課外興趣小組，提供某種系統的操作說明書，并允許他們業余時間在機房運用仿真軟件驗證該系統的指令，按照“熟悉操作界面——掌握對刀方法——清楚指令使用”三個步驟進行自學，并且要求每完成一個步驟都必須寫出學習報告。實踐證明，此種學習方式極大地調動了學生的學習積極性，因為他們時時刻刻思考的是自己感興趣的問題，而不是強加給的任務，堅持下來的學生都能熟練操作三到四種數控系統，大大增強了自身的學習能力和就業時的適應能力。

重視學生經受挫折、克服困難的教育在教育實踐中，筆者發現有的學生剛開始時對數控的學習抱有極大的熱情，但一段時間后就放棄了，究其原因是在編程中碰到了多次挫折，進而心灰意冷，產生了自己不適合學數控的念頭。21世紀是人才素質競爭的時代，需要青年人具有堅韌不拔的精神和頑強的意志。職業院校的學生年齡在18～20歲之間，大多數人意志不夠堅強，所以在教學中，要有意識地設置障礙，來磨煉學生的意志，加強學生經受挫折、克服困難的教育。比如故意少編一個程序段，輸入錯誤參數，致使程序發生問題，被系統拒絕執行，或者引用學生自己的錯誤程序，讓他們找出原因，當學生真正排除了障礙，就會在一種成功的情感體驗中既獲取了知識，又培養了意志。

上述對于數控編程與操作課程的教學探索，旨在培養學生具備較強的適應能力，能夠迅速地把所學知識靈活運用到新的工作中，能夠迅速地更新知識以適應相應行業或職業的需要，在競爭日益激烈的市場上立于不敗之地。

作者簡介：

羅輝（1973—），湖南省永州市人，機械制造專業講師，研究方向為CAD/CAM。