《數控編程與操作》仿真教學淺談

王彥華，丁 潔

（商丘職業技術學院，河南 商丘 476000）

數控編程是一門對學生科學思維要求很強的專業技術基礎課，單純的理論教學，很容易使初學者感到抽象、難學，加上目前職業類院校學生知識結構、學習習慣等諸多不利因素，使數控專業的數控編程教學陷入異常困難的境地。如何降低學習的門檻，讓學生學會、弄懂，這是一個艱巨的課題，筆者認為，首要的工作就是要激發學生的學習興趣，使復雜的問題簡單化，簡單的問題形象化，結合教學過程，利用數控仿真軟件在教學上做了一些探索。

1 落實教學方針，提高學生的實際操作能力

一般來說，高職教育培養的人才，主要具有形象思維的特點?，F代社會對知識，特別是應用性知識內涵的界定，有了新的突破，存在著兩種屬性的應用性知識：一是，涉及事實、概念以及理解原理方面的陳述性知識，要解答的事實與概念和理解與原理的問題；二是，涉及經驗、策略方面的過程性知識，要回答的是“怎么做”（經驗）的問題和“怎樣做更好”（策略）的問題。教育實踐和科學研究都證明，形象思維強的人，能較快的獲取經驗性和策略性的知識，而對陳述性知識相對排斥。這并非高職院校學生的弱勢，而恰恰是優勢所在。

針對高職院校學生形象思維強的特點，在課堂教學上，我進行了大膽的嘗試，變傳統的課堂教學為以“技能操作為核心”的仿真教學。所謂以“技能操作為核心”的仿真教學是將相關知識與能力，按照其相互之間的關系以及內在的邏輯聯系，變成便于學生進行技能操作的相對獨立的單元，在計算機上仿真出來。在圖1中，圖（a）就是用圖（b）和圖（c）的程序加工的零件。

圖1 程序加工零件

在數控仿真教學中，如何激發學生技能操作的積極性呢?

首先，要結合學科特點，介紹數控編程知識的實用價值，有意識地讓學生了解數控編程與今后工作的密切關系，了解我們所學的知識都和數控編程及操作有著緊密的聯系。從學生中挖掘具有實用價值的，能激發學習動機、學習熱情和學習興趣的典型事例，充分展現數控編程及操作的價值，使更多的學生對數控編程產生濃厚的興趣。

其次，降低入門的門檻，避開空洞的理論教學，在教學過程中，一開始設計較簡單的零件圖樣。老師先進行示范性操作，同時提醒學生認真觀察，掌握操作要領。當機床的模擬切削聲響起來，切屑飛濺，毛坯隨著道具的加工變成圖樣要求的工件后，學生的好奇心和求知欲極度膨脹，此時也恰是讓學生動手操作，進行模仿的最佳時機。當學生獨立完成，興奮不已時，及時表揚學生所取得的成績，發現他們的閃光點，鼓勵他們勇于戰勝自己，激發每位學生的學習自信心，挖掘他們的內在潛能。當學生激動的情緒趨于平靜時，及時引導學生積極的思考，工件為什么會變成與圖樣尺寸一樣？機床為什么會自己加工？這樣也就順理成章導出了機床由計算機控制，計算機由程序控制，程序是由人編寫的。這樣就讓學生在一種積極的情感體驗中，既學到了知識，又培養了能力。既發揮了學生的主體作用，又提高了課堂教學效果，從而讓學生真正體會到學習知識的目的是為了應用，在應用中找出自己現有知識結構的欠缺，促使自己進一步學習相關的理論知識，即“教中學，學中練，練中得悟性，有悟性方能成才”。

另外，在每一個仿真結束后，都要及時的引導他們思索，對于我們已經做好的零件，你認為還有哪些缺點或者還需要做哪些改進。當同學們把問題提出來后，再讓他們通過討論，看看自己提出來的問題是不是別人也存在，如果是別人沒有研究過的，再進一步制定實施方案，并通過小組討論確定其可行性，然后在老師的輔導下，把改進后的零件做出來。對于一些有價值的零件，建議他們保留程序，在今后的實際操作中更好地推廣應用。目前我系已有不少學生加工的零件作為展品存在系榮譽室中。這樣既實現了“在應用中尋找問題，在解決問題中求進步”的教學目標，也為學生將來走上工作崗位從事產品開發、科研打下良好的基礎。

2 整合教學知識到仿真教學中

高職教育是一種以就業為導向的教育，其職業方向性的特點決定了其必須適應社會的就業需求，服務于特定職業崗位或技術領域。高職院校培養的是能在生產現場解決實際問題的高技能應用型人才，需要具備綜合知識的運用能力及較強的綜合職業技能。職業生涯的發展需要學生以技術、能力的復合型來拓寬職業崗位的面向。因此，我們應努力擺脫現有課堂教學理念的束縛，徹底更新觀念。作為高職院校的專業課老師，應從校園走出去，深入了解市場，準確把握市場需要本專業的畢業生具備哪些技術應用能力。在數控編程仿真教學中，應以技術應用能力的培養為核心，以目標培養的實際需要作為課本內容取舍和仿真組合的標準。對課本內容進行多元整合，強調內容的綜合性。多元整合的目的是精簡課本內容，打破課本章、節體系的完整性，強調課程內容的應用性和必需的基礎性。在對課本內容進行多元整合時，應注意：

第一，理論知識應以必需夠用為度，突出應用與實踐，少講多做；

第二，仿真內容應及時反映專業領域的最新發展；

第三，課本內容的多元整合絕不是幾個仿真的簡單疊加或隨意拼湊，而是根據知識、能力的內在聯系和相互間的邏輯關系進行有機整合這種遵循學生認知規律的多元組合，有利于學生知識、技能、態度的合理形成與協調發展，為將來走上工作崗位打下堅實的基礎。

3 以“技能操作為核心”，培養學生心理素質

21世紀的競爭是人才素質的競爭，其需要青年人具有堅韌不拔的精神和頑強的斗志。高職院校的學生的年齡大都在18~20歲之間，大多數意志品質還不夠堅強，承受挫折的能力也較弱，所以在模塊教學中，應創設讓學生嘗試“挫折”考驗的情境，以此來磨練學生堅強的意志品質，使學生體驗到只有經過艱苦努力，獲得的成功才更有價值，從而產生足夠的自信和克服挫折的勇氣。因此，在教學過程中，我經常有意識的設置“陷阱”，如故意少編一個程序段、參數輸入錯誤等，發生撞刀現象，致使工件車不出來，讓學生自己找出失敗的原因。當學生真正排除了故障后，就會在“山重水復疑無路，柳暗花明又一村”的情感體驗中既獲取了知識，又培養了意志的堅韌性。因此，經受挫折、克服挫折的教育也是幫助學生增強自信的重要一環。這把雙刃劍用好了，會使學生終生受益。如圖所示：在圖2中，圖（a）是用圖（b）和圖（c）的加工程序未能加工的工件，圖（d）顯示的就是零件未能被加工的原因,也就是報警信息。報警信息顯示符合循環起止行號錯誤，通過對程序仔細檢查不難發現，在程序的第6段和第7段與第14段中（ns）的數值是不一樣的，要想把問題解決，只需要讓這三個數值一致即可。這類錯誤在仿真加工時是很長見的，問題的原因就是學生操作時不認真。

圖2 在仿真加工時長見的錯誤

4 構建科學評價體系

教學評價直接影響學生學習的主動性和積極性，所以評價要做到：

第一，合理且有一定的彈性，答案不能限制太死，只要合理就行，如一些仿真操作中學生實施方案的可行性討論，實操過程中加工線路等。

第二，既要評價技能操作結果，又要評價技能操作的過程。對在技能操作中學生的積極參與表現出來的良好個性品質要給予充分的鼓勵、肯定及嘉獎。

第三，轉換評價的主客體關系。對學生在課堂上的技能操作情況及結果不僅僅由教師來評，還可以讓學生自評或互評。如加工線路的制定、某些圖樣的理解、坐標點的計算，可采用學生討論評價的方式，在研討中發現問題，得出正確的結果，學習的主動性、積極性也就調動起來了?？偠灾?，以“技能操作為核心”的數控編程仿真教學，有利于全面提高學生素質和綜合職業能力，激發獨立思考和創新意識，培養學生自主學習和勇于實踐的能力，雖然教育教學理念的更新是艱苦的，但以此培養出來的高職生的前程卻是不可限計如量的。評價設計如表1所示。

表1 評價表格設計如下

5 結束語

《數控編程與操作》雖然是一門抽象、難懂的專業基礎課，但是，在老師的精心設計下，使抽象的問題簡單化，復雜的問題形象化，激發了每位學生的學習興趣。同時，科學的引導，培養了學生獨立思考和創新意識，為適應社會、服務社會、奠定了扎實基礎。

[1]張麗華，馬立克.數控編程與加工技術[M].大連：大連理工出版社，2006.

[2]將洪平.數控設備故障診斷與維修[M].北京：北京理工大學出版社，2009.

[3]楊 輝.數控機床故障診斷與維修技能實訓[M].北京：北京理工大學出版社，2007.

[4]王 振.高職高專數控編程與操作課程的教學改革探討[J].商丘職業技術學院學報,2011,（10）86-88.

[5]陳淑玲.工程制圖課程教學改革探討[J].北京電力高等?？茖W校學報，2009，（11）：8-9.

[6]韓祥鳳.數控機床課程的研究[J].今日科苑，2009.（16）：289.