《數控加工技術》的信息化教學設計與探索

摘要：傳統課堂授課對《數控加工技術》課程重、難點予以突破。本文利用多媒體信息化教學手段，采用合理的教學設計，可以達到教學目標，完成教學任務。設計要點包括：教學內容分析、教學方法設計、教學目標設定和教學環節設計。

關鍵詞：《數控加工技術》信息化教學；設計要點；教學活動

中圖分類號：G712 文獻標志碼：A？搖 文章編號：1674-9324（2013）40-0178-02

中職學校以培養中等職業技術實用人才、創新人才為根本任務。在中職學校普及信息技術教育、以現代信息技術帶動職業教育的現代化，是國家對中職教育的要求，也是中職教育工作者肩負的重大使命。《數控加工技術》課程中的數控車削零件編程設計實例，它既是課程的重點，也是課程的難點。傳統課堂授課的方法對這一章節的內容難以突破，教師只能在黑板上畫出零件完工的圖形，而對加工的過程和每一句程序完成后，刀具運動情況及加工進行到什么程度，沒有辦法一一呈現。所以，用傳統授課方法來講授這一章的內容，基本上是閉門造車。如果在授課的初期，直接將學生帶到實習車間，在數控機床上將每一個知識點逐一講解，效果當然是好的，但是，要有充足的學時、設備和指導老師，缺少其中的任何一個條件都難以達到預期的效果。其次，處于安全和材料消耗的角度，不建議授課的初期直接在數控設備上進行。所以筆者的教學探索是：在多媒體信息化教學中，采用項目教學活動和以學生為主體的解決問題的過程，達到教學目標，完成教學任務。在這個過程中，學生是學習的主體，在解決問題中掌握規律；教師起導向作用，促進學生解決問題。根據這種思路，選擇典型軸類零件的數控加工作為學習的項目。設計要點包括：教學內容分析、教學方法設計、教學目標設定和教學環節設計。

一、教學內容分析

本節內容是教材的重點之一，是應用基本的編程指令，結合一定的工藝知識進行車削零件的編程。在這一階段的學生已經熟悉了各種基本指令的格式，但他們缺少具體零件編程和在車間實習的經驗。所以，學生在編程時感覺無從下手。

二、教學方法設計

針對這種情況，筆者選擇用多媒體信息化教學完成教學任務，考慮到：第一，用影像再現實際情景，用動畫描繪加工路線，可以使學生有更清晰的編程思路；第二，數控加工是一種先進的技術，在教學過程中，將學生學習的有關軟件集中利用，希望能啟迪學生，善于將先進的技術應用于實踐。

三、教學目標設定

通過課堂教學要達到以下目標：知識目標——能編寫正確的零件程序；能力目標——善于找到解決問題的方法；德育目標——科學嚴謹、實踐創新的職業素養和職業規范。在課程中，要突出數控車削零件編程的重點，突破編程中工藝路線確定的難點，預期效果是學生編程思路清晰，編程結果準確。在學法指導中，教師對學生要注重方法的引導，在指導他們編程的過程中，使學生明確學習的目標、主動解決問題、發現總結規律、積極進行實踐積累。

四、教學環節的設計

1.復習環節。先復習常用輔助功能指令及含義，然后重點復習常用準備功能指令，包括：快速定位指令（G00）、直線插補指令（G01）、圓弧插補指令（G02、G03）、圓柱螺紋切削循環指令（G92）、暫停指令（G04）、坐標系設定指令（G50）等。因為這是后續編程的必要條件，所以由學生回答指令格式，如果答案準確，做刀具運動軌跡的動畫演示。這樣的設計，使學生有一種揭秘的心理，更容易將他們的注意力集中到課堂。在復習環節的最后，對教學難點第一次突破，教師播放一段簡單軸加工的視頻，要求學生回答課堂討論的問題：加工螺紋前先加工了什么？螺紋實際切削長度是多少？螺紋加工分為幾刀？這些問題是將后面編程中，工藝分析的理念帶入到他們觀看視頻的過程中。只要學生稍加留意，就可以回答這些問題，然后教師將結論帶入到新課的講解中。

2.講授環節。首先，給出圖紙和加工要求，使學生明確設計的目標，也是要解決的問題。①確定工件的裝夾方法及加工工藝路線；②刀具選擇與坐標系的設定；③數據處理；④數控編程。之后的設計過程就是學生通過不斷解決問題，學習新內容的過程。還要強調工藝原則（零件的加工按照由粗到精、由遠到近、先表面后退刀槽、螺紋加工的原則設計工藝路線），這是編程的依據，所以在教學中再次強調，以加深學生的印象。問題一、二的解決先以動畫的方式演示，再由學生總結結論。問題三的數據處理，包括四個內容：切削用量如何選擇，節點坐標如何計算，都需要老師給出方法，學生運算，再由師生共同驗證。還有切槽起點和終點坐標值，螺紋循環的起點坐標及背吃刀量的計算，都是同樣的方法得到。問題四，用課堂討論的問題達到教學目標：①零件的加工程序有幾部分組成？②根據工藝路線編寫三段加工程序。③首、末加入什么語句，完善調整后就可以組成完整的程序？三個問題設計的目的：第一條搭建程序的框架，第二條填充程序的內容，第三條做程序的完善。程序內容以三條工藝路線和刀具路徑，老師指導學生逐一編寫程序，此處，是教師課程中需要詳細講授的內容，每一句都要詳細講解并與學生一起完成，最后還要做必要的調整和完善，才能形成完整的程序。

3.演示環節。程序正確與否，在數控車仿真加工軟件上做模擬加工，演示結果，得到最終完工的零件。這樣的設計，能增加專業課程的聯系，更大的好處是讓學生看到自己努力后的成果，有助于學生學習興趣的提升。

4.總結環節。在這一節內容完成以后，整理學習的內容，總結出數控車削零件編程的一般步驟及加工工藝步驟。

5.拓展環節。給定課后練習作業來驗證學習的效果，學生完成后，在數控車仿真軟件驗證程序，并填寫編程報告。這是使學生養成總結和積累的習慣，并且為他們以后解決同類問題提供參考的依據。筆者設計的教學的過程，就是學生在不斷解決問題的過程。根據設定的教學目標，將教學目標轉化為學習問題，并進行分解。學生在不斷解決問題的過程中，對教學難點一次又一次地突破，最終實現教學目標。使用的教學軟件有：計算機繪圖、CAD/CAM、數控車仿真，這是本專業學生必須掌握的內容，也是一體化教學理念的體現。在教學過程中，利用了動畫、視頻、圖片和三維實體等多媒體信息資源。根據需要，將這些資源嵌入到不同的學習環節，與學習內容相互融合，以支持學生的持續學習，激發學生的興趣。通過描繪加工過程，再現工作場景，使學生形象、直觀的了解刀具路徑，快速建立編程思路，提高學習的效果。利用模擬仿真、課后作業和編程報告相結合，作為學習檢驗與反饋環節，保證教學設計的內容完整。

筆者的設計來自于實際教學的探索，通過教學實踐的檢驗，能達到設定的教學目標，突破難點的效果突出，教學設計比較符合中職學生的認知特點，利于激發學生的學習興趣，為學生安全、高效地完成后續學習的任務打下了堅實的基礎。

參考文獻：

[1]朱鵬超.數控加工技術[M].北京：高等教育出版社.

作者簡介：袁晶（1969-），女，漢族，教育學學士，青海省工業職業技術學校高級講師，研究方向：中等職業教育。