中職校現代教育技術對專業課的整合探討

張文夫

隨著現代計算機技術的發展，計算機技術與各學科教育教學的融合與整合應用越來越成熟。這種整合，不僅是為了取得更好的教學效果而采用的有效措施；而且對于一些投資成本較大、或者具有一定危險性的學科來說，這種整合是能完成這些學科教學過程的一個必要條件。它使得教學成本降低，教學安全得到保證。

本校是一所中等職業學校，現以本校的計算機技術與數控專業的整合的實現，對此加以論述。

一、計算機仿真技術與數控專業的整合

計算機仿真技術是一門多學科的綜合性技術，它以控制論、系統論、相似原理和信息技術為基礎，以計算機和專用設備為工具，利用系統模型對實際的 或設想的系統進行動態試驗。

數控機床，是一種先進的，綜合了機電、機械和微電子技術的加工設備，造價不菲。近年來，國家加大了對職業教育的投入，為學校配置了一些數控機床。但其數量相對于近幾年發展迅速的數控專業的入學學生，仍遠遠不足。

在教學中常出現這樣的情況：（1）為了保護設備，在很多方面限制學生的操作，甚至不讓學生進入某些操作，只是讓他們觀摩；（2）為了讓學生多學到一些知識和技能，放開限制，讓學生“大膽”操作。對于初學者，即便是理論掌握得“不錯”的人，出錯的概率也是極大的，于是結果必然是零件損壞，機器精度被破壞，甚至機床主體受損、人員受傷；（3）若要平衡兩者的矛盾，就要有輔導教師對每一位學生的每一步操作全程跟蹤，這樣授課周期便會過長，教學進度難以保證。

為了解決上述三個方面的問題，計算機仿真技術與數控加工技術的整合是勢在必行的。計算機數控加工仿真系統可以模擬實際設備加工環境及工作狀態，作為數控技術操作技能的教學培訓，既可以使受訓人員達到實物操作訓練的目的，又可以大幅減少昂貴設備的投入，具有很高的應用價值。綜合上述信息，我們可以得出整合計算機仿真技術與數控專業的方案。相對于十分昂貴的數控設備，計算機的成本是很低的，而且大多數職業學校，計算機早已經是必備的基礎配置，不需格外購置。職業學校的學生，都開設了計算機應用基礎相關課程，也具備了一定的計算機操作能力。因此，我們不需要格外的投入，可以直接整合這些硬件設備和學生已經具備的技術技能，融入數控仿真軟件的教學。

首先，根據學校實有的數控設備，在計算機仿真軟件上進行針對性教學仿真學習。然后，讓學生到實訓基地觀摩，根據學校實際機床數量，選擇在仿真過程中掌握熟練的學生，讓他們實際操作。其他學生，可繼續在仿真系統上熟練鞏固。這樣，既實現了分層次教學，又緩解了數控設備相對緊張的狀態。隨著教學的深入，可以實行滾動輪換，讓每個學生都有機會實際操作。

當學生掌握了這種機型的操作后，再在仿真上學習學校所沒有的數控設備。學生也能容易形成較好的知識遷移，透過已知的知識構架來理解不能實際操作的機型。這樣，既緩解了數控設備數量上相對不足及資金緊張的壓力，保證了生產加工的安全，學生也更容易掌握數控加工的完整過程。

教師也要注意向學生強調：仿真畢竟不是真的。仿真沒有危險性，可以讓學生大膽操作，這是優點。但同時，也可能使學生從一開始對于安全的重視程度不夠，可能會形成習慣性的麻痹心理。因此，即使是面對一臺計算機，教師也要讓學生把它想象成一臺真實的數控設備，從一開始對其就加強安全生產的教育。

我校為數控專業的學生專門開辟了一個對等網計算機機房，專門配置了多種數控專業相關的軟件。在機房中，除了與其他專業一樣擁有常規的多媒體教育教學系統及相關的音視設備，還專門配置了裴克（VNUC）數控加工仿真與遠程教學系統。

二、計算機CAD/CAM技術與數控專業的整合

CAD，即計算機輔助。CAM，即計算機輔助制造。CAD/CAM技術在數控加工生產中的地位是極其重要的，我們在教學過程中，不僅僅是使用它來完成數控加工，還可以進一步通過CAD/CAM技術為數控教學過程本身提供有力的手段。

下面，我們通過幾個軟件進行說明。

AutoCAD，它不僅可以用于計算機制圖，還可以利用它的三維繪圖功能，繪制一些零件的實體，從而更形象地向學生傳授三視圖方面的知識。也可以讓學生通過三維動態觀察器，自行進行旋轉和觀察。三維空間的建立及三視圖的理解，對于初學者是十分有意義的。我們還可以把AutoCAD與數控加工中的其他內容相整合，如工藝分析、機械裝配等。在數控教學中，有不少的零件沒有實物，教材上的圖示過少，而在生活中，學生又難以有足夠的經驗來借鑒，所以往往是極其簡單的東西，就是因為學生“沒見過”，而不能理解，所以無法進入下一階段的學習。這在學習中造成了認知障礙。有了AutoCAD這個形象的工具，利用它豐富的功能，我們可讓這些零件“看得見”，可以讓學生從不同角度、不同層面來觀察。這樣，學生看到了它的幾何構造，在此基礎上，教師再來講工藝，再來講裝配，再來講加工，學生才更容易理解。

CAXA制造工程師，是基于微機平臺、面向機械制造業的全中文三維界面的CAD/CAM軟件。它不但包含了AutoCAD的主要功能，還可以通過后置處理功能生成數控加工的代碼，若用數據線與數控機床相連，還能在機床上實現真實的加工，能對程序和加工工藝進行分析、調整。這樣，不僅能有效降低教學成本、教學時間，也提高了教學安全。

本校數控專業的計算機機房，安裝有多種數控專業CAD/CAM軟件（CAXA制造工程師、CAXA數控車、電子圖板和編程助手），為了能在需要時同時運行各軟件，我們將各CAD/CAM服務器安裝在不同的主機上，均衡了服務器與網絡的壓力。有用于教育教學的教學教師機，也有專門用于承擔CAD/CAM軟件加工的服務端教師機。

我們還利用原先老計算機機房淘汰的電腦，安裝華中數控車程序HNC21-T，與數控機床相連，完成數控加工的教學。

三、計算機信息技術與數控教學的整合

在互聯網技術日益發達的今天，談到現代教育技術的整合，現代信息技術應該是必不可少的，數控專業亦是如此。

當今世界，信息爆炸的巨浪不可阻擋，互聯網是我們交換信息、互通有無的有力工具。數控專業是一門新興的、綜合性的專業學科，發展速度較快，涉及門類較多。作為教師，我們要通過互聯網，及時了解本行業先進的世界技術的走向，密切跟蹤國內設計生產的變化更新的腳步，及時吸收他人在生產實踐中的經驗，兼收并蓄，才能更好地應用于實踐，應用于教學。

現代信息技術不僅是為了得到互聯網上的加工信息資源，另一個重要方面是現代的數控加工技術本身也需要現代信息技術。比如以數控機床為基本單元的計算機集成制造系統，即（CIMS）系統（Computer Integrated Manufacturing System），它綜合利用了CAD/CAPP/CAM/DNC/FMS及工廠自動化系統，用計算機通過信息集成實現現代化的生產制造，是建立在多項先進技術基礎上的高技術制造系統。CIMS通常由管理信息系統、產品設計工程信息系統、制造自動化系統、質量保證系統以及計算機網絡和數據庫系統組成。CIMS是針對整個工廠企業的集成，是面向整個企業并覆蓋企業的多種經營活動，包括生產經營管理、工程設計和生產制造各個環節，即從產品報價、接受訂單開始，經計劃安排、設計、制造直到產品出廠及售后服務等的全過程。在這個過程中，現代信息技術是各環節的紐帶，其通過信息集成、過程優化及資源優化，實現了物流、信息流、價值流的集成和優化運行。

（莊河市職業教育中心）