數(shù)控實習(xí)教學(xué)方法探討

錢偉忠

（常州工學(xué)院機電工程學(xué)院，江蘇 常州 213002）

數(shù)控加工技術(shù)是現(xiàn)代制造技術(shù)的核心和基礎(chǔ)，數(shù)控技術(shù)的廣泛運用不僅提高了企業(yè)的制造能力和水平，而且增強了對市場的響應(yīng)能力和競爭能力。由于該技術(shù)的重要性，現(xiàn)階段國內(nèi)絕大多數(shù)工科高職院校均開設(shè)了數(shù)控專業(yè)或數(shù)控方向的專業(yè)課程，并且有很多院校都作為國家級或省級重點課程來建設(shè)，以求更好的傳授數(shù)控技術(shù)的知識，培養(yǎng)此方面的人才來服務(wù)于社會[1]。我院是一所培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目標(biāo)的院校，要求學(xué)生除了具有扎實的理論知識外，還必須具備較強的實踐操作能力。《數(shù)控實習(xí)》作為《數(shù)控技術(shù)》課程后續(xù)的實踐性環(huán)節(jié)，其重要性不言而喻，近10多年來學(xué)院在數(shù)控實習(xí)軟硬件上面的投入逐年增加，可見學(xué)院在此方面的重視程度，但由于我院的辦學(xué)性質(zhì)與職業(yè)技術(shù)學(xué)院不同，我院學(xué)生與職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)生相比較在實習(xí)總體教學(xué)學(xué)時的安排較短，因此光靠硬件的投入，沒有好的教學(xué)內(nèi)容、先進的教學(xué)理念、嚴格的實習(xí)管理制度等軟件支撐，學(xué)生不可能在短短幾周時間里學(xué)到很多的實踐知識。為了提高數(shù)控實習(xí)的教學(xué)質(zhì)量，對于類似我院這類辦學(xué)性質(zhì)的學(xué)院學(xué)生不能采用按部就班、循序漸進式的教學(xué)方法，必須在有限的時間里增加學(xué)生在實踐知識方面的信息量，用科學(xué)的方法制定教學(xué)計劃并嚴格執(zhí)行，用先進的方法縮短繁瑣的程序校驗過程從而贏得更多的時間讓學(xué)生上機操作，采用項目任務(wù)驅(qū)動法，讓學(xué)生根據(jù)要求自行創(chuàng)建所要完成的項目和任務(wù)，提高其學(xué)習(xí)的主動性，發(fā)揮其創(chuàng)造力，有效利用其課余時間，設(shè)置獎勵機制鼓勵學(xué)生多實踐和完成高難度實踐項目。

1 制定實習(xí)任務(wù)

我院數(shù)控實習(xí)的課時為2周，一周進行數(shù)控車削實習(xí)，一周進行數(shù)控銑削實習(xí)。由于學(xué)院實習(xí)設(shè)備和實習(xí)教師的緊缺，不可能給每位參加實習(xí)的學(xué)生分配一臺數(shù)控機床，因此在傳統(tǒng)教學(xué)中一般把參加數(shù)控實習(xí)的學(xué)生先分成兩個大組即一組學(xué)生進行數(shù)控車削實習(xí)，一組學(xué)生進行數(shù)控銑削實習(xí)，另外再把兩組學(xué)生內(nèi)部再分成若干小組，每個小組中的成員合作完成一個工件。這種教學(xué)手段易使一些學(xué)生“投機取巧”和“濫竽充數(shù)”，難以區(qū)別學(xué)生的真實水平，不能做到公平公正地評價學(xué)生，容易使學(xué)生產(chǎn)生學(xué)習(xí)消極情緒和實習(xí)懈怠情況。為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和客觀評價學(xué)生的實踐能力，必須在現(xiàn)有實習(xí)設(shè)備和師資的情況，制定新的教學(xué)內(nèi)容和實習(xí)任務(wù)，充分利用學(xué)生課余時間和提高學(xué)生實習(xí)的效率。

新的實習(xí)任務(wù)要求每個學(xué)生按照任務(wù)要求必須獨立完成兩個工件的數(shù)控加工即一個數(shù)控車削零件，一個數(shù)控銑削零件。這種任務(wù)安排使每個學(xué)生必須積極進行實踐操作，從源頭上遏制了學(xué)生的惰性，端正其參加實習(xí)的態(tài)度。目前，我院數(shù)控實習(xí)的任務(wù)為（1）數(shù)控車削零件要求：圖形由學(xué)生自行設(shè)計，所設(shè)計零件圖中必須包括直線、圓弧、圓錐、溝槽、螺紋，零件結(jié)構(gòu)要合理，尺寸標(biāo)注完善正確，編程時要求學(xué)生用到輪廓循環(huán)、切槽循環(huán)、螺紋循環(huán)；（2）數(shù)控銑削零件要求：圖形由學(xué)生自行設(shè)計，所設(shè)計零件圖中必須包括圓弧、直線、圓形溝槽、方形溝槽，零件結(jié)構(gòu)要合理，尺寸標(biāo)注完善正確，編程時要求有鉆削循環(huán)、陣列循環(huán)。以上任務(wù)在學(xué)生第一天參加實習(xí)時就布置，學(xué)生自行設(shè)計零件圖和編程的所有工作一律由學(xué)生在實習(xí)結(jié)束后利用課余時間完成，這樣有效利用了其課余時間，并且大大增加了學(xué)生實踐操作的時間。為了讓學(xué)生更好的理解實習(xí)內(nèi)容和完成實習(xí)任務(wù)，我院負責(zé)數(shù)控實習(xí)教學(xué)的相關(guān)教師編制了相關(guān)的實習(xí)教材和零件圖冊以供學(xué)生參考，學(xué)生所自行設(shè)計的零件圖在上機加工前，必須經(jīng)過負責(zé)數(shù)控實習(xí)教師的檢查和認可，否則不予上機實踐。

2 改善教學(xué)內(nèi)容

針對學(xué)生的實習(xí)任務(wù)，數(shù)控實習(xí)的教學(xué)內(nèi)容主要是圍繞實習(xí)任務(wù)展開，以典型零件數(shù)控加工案例來進行講解和操作，但在其講解和操作過程中內(nèi)容較傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容有所不同。傳統(tǒng)數(shù)控實習(xí)教學(xué)中，對學(xué)生數(shù)控程序如何編制以及程序正確性檢查方面占用了部分時間和師資，這也是傳統(tǒng)教學(xué)中理論教學(xué)和實踐教學(xué)沒能緊密結(jié)合的后果。學(xué)生雖然在實習(xí)前已經(jīng)學(xué)過數(shù)控技術(shù)方面的課程，對于數(shù)控程序編制有所了解，但由于課堂教學(xué)的局限性，學(xué)生對加工工藝過程、刀具選用、數(shù)控系統(tǒng)以及數(shù)控機床的操作方法等知識的了解程度不高，僅僅局限于多媒體教學(xué)中所看的視頻或圖像。例如數(shù)控加工過程的對刀動作，學(xué)生在課堂教學(xué)中很難理解和掌握，在數(shù)控實習(xí)教學(xué)中就必須重點講解和操作演示。為了使理論教學(xué)和實踐教學(xué)緊密結(jié)合，我院負責(zé)數(shù)控技術(shù)課程教學(xué)的教師和負責(zé)數(shù)控實習(xí)的教師針對我院現(xiàn)有數(shù)控設(shè)備，在教學(xué)內(nèi)容上進行了全方面的協(xié)調(diào)、溝通和完善。學(xué)生在數(shù)控程序如何編寫、加工工藝如何編制以及所編程序的正確性由負責(zé)理論教學(xué)的教師解決，負責(zé)數(shù)控實習(xí)的教師主要負責(zé)講解數(shù)控設(shè)備的操作和使用，教學(xué)以典型零件數(shù)控加工案例為主，其中當(dāng)然也涉及加工工藝和程序講解。通過改善教學(xué)內(nèi)容，使數(shù)控實習(xí)的教學(xué)內(nèi)容重點完全放在了教授學(xué)生如何操作數(shù)控機床，如何動手實踐上，避免了和理論教學(xué)內(nèi)容的過多重復(fù)，大大增加了學(xué)生上機操作的時間，節(jié)省了負責(zé)數(shù)控實習(xí)教師的精力，讓其更好的投入在實踐教學(xué)中去，這樣也使學(xué)生能把理論知識更好的運用到實踐中去。

3 采用數(shù)控仿真教學(xué)

目前全國各個院校在實訓(xùn)這一環(huán)節(jié)均存在教學(xué)瓶頸，其原因有二：（1）資金原因，數(shù)控設(shè)備昂貴，一般學(xué)校很難滿足大量學(xué)生實訓(xùn)設(shè)備和材料的需求量；（2）安全問題，數(shù)控加工具有危險性，由于程序錯誤或者操作失誤，很容易造成設(shè)備損壞或人員受傷[2]。通過改善教學(xué)內(nèi)容，的確能大量節(jié)省負責(zé)數(shù)控實習(xí)教師的精力，但同時增加了負責(zé)理論教學(xué)教師的工作量，如一個班學(xué)生參加實習(xí)，以40名學(xué)生計算，每人完成兩個工件，意味著有80個程序需要校驗，即便是教師在檢查中也可能出現(xiàn)差錯，并且在學(xué)生進行正式上機加工工件時，一旦出現(xiàn)問題，負責(zé)數(shù)控實習(xí)的教師必定要再次檢查，無形中增加了工作量和不安全因素。如何有效解決這一教學(xué)瓶頸，在數(shù)控技術(shù)教學(xué)和實習(xí)環(huán)節(jié)中采用數(shù)控仿真教學(xué)是一個行之有效的方法。目前我院已經(jīng)購置了相關(guān)數(shù)控仿真軟件，通過該數(shù)控仿真軟件，學(xué)生只要輸入其所編制的數(shù)控程序，軟件能檢查其程序語法問題，并在界面上能顯示其程序的走刀軌跡，學(xué)生和教師能通過此方法快速判斷其程序的準(zhǔn)確性，大大節(jié)省了教師的工作量，同時大大增加了學(xué)生實踐的時間。后續(xù)我院將在此方面增加投入，爭取早日實現(xiàn)更為現(xiàn)代化的數(shù)控實習(xí)教學(xué)，讓學(xué)生接觸和掌握更為先進的技術(shù)和手段。

4 設(shè)置獎勵機制

為了提高學(xué)生參加實踐環(huán)節(jié)的積極性和實習(xí)質(zhì)量，我院在數(shù)控實習(xí)方面設(shè)置了獎勵機制，即把參加數(shù)控實習(xí)的學(xué)生都作為比賽選手，并在其參加數(shù)控實習(xí)第一天就講明了比賽規(guī)則和獎勵內(nèi)容，為此負責(zé)數(shù)控教學(xué)的教師專門制定了比賽規(guī)則和章程。具體細則大致如下：每個學(xué)生必須參賽然后擇優(yōu)評選，為了把獎勵面廣泛點，先同班學(xué)生評比，然后再同年級學(xué)生評比。目前，我院一學(xué)期大約有10個班的學(xué)生進行數(shù)控實習(xí)，每個班設(shè)定兩名同學(xué)參加學(xué)期結(jié)束時的評比，要求這兩名同學(xué)在班里的競賽中達到零件設(shè)計難度大、繪圖標(biāo)準(zhǔn)、零件結(jié)構(gòu)性好、加工工藝路線合理、程序編制合理，加工出來的工件符合圖紙要求及精度要求，這樣10個班選出20名左右學(xué)生參加學(xué)期總評比，按比例憑選出特等獎、一等獎、二等獎、三等獎。該獎勵機制使學(xué)生對數(shù)控實習(xí)產(chǎn)生了濃厚的興趣，激發(fā)了學(xué)生的斗志，增加了師生互動，正真做到了教學(xué)相長。

5 結(jié)束語

通過教學(xué)任務(wù)的制定、教學(xué)內(nèi)容的改善、教學(xué)方法的改變以及獎勵機制的設(shè)置，使學(xué)生改變了原來對數(shù)控實習(xí)那種枯燥無味的看法，學(xué)生的積極性得到了充分地調(diào)動，很多學(xué)生在數(shù)控實習(xí)報告心得體會中寫到：通過實習(xí)提高了自己獨立思考處理問題的能力，明白了做事要嚴謹細致的態(tài)度，給其學(xué)習(xí)提供了另一種學(xué)習(xí)思路。另外，通過這些手段使一些動手實踐能力強的學(xué)生脫引而出，在江蘇省工科院校第五屆先進制造技術(shù)實習(xí)教學(xué)與創(chuàng)新制作比賽中，我院兩隊學(xué)生在比賽中發(fā)揮出色，其設(shè)計的零件難度大，結(jié)構(gòu)合理，程序編制規(guī)范，操作熟練，尺寸精度高，分別獲得了二等獎和三等獎的佳績。當(dāng)然，我院在數(shù)控實習(xí)教學(xué)過程中還存在一些不足之處，今后在實踐中將不斷改進和完善，從而更好的提高教學(xué)質(zhì)量，更好的培養(yǎng)數(shù)控加工技術(shù)方面的人才。

[1]黃志榮，俞 慶，錢偉忠，UGNX軟件在數(shù)控加工教學(xué)中的應(yīng)用[J]，中國現(xiàn)代教育裝備，2011（19）：16-17.

[2]陳小怡，談CAM軟件在數(shù)控教學(xué)中的應(yīng)用—以MasterCAM為例[J]，瀘州職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2008（3）：17-19.