淺析多媒體技術和數控仿真系統在數控教學中的應用

李　朔（包頭職業技術學院　數控技術系,內蒙古　包頭　014030）

淺析多媒體技術和數控仿真系統在數控教學中的應用

李朔
（包頭職業技術學院數控技術系,內蒙古包頭014030）

摘要：隨著人類社會進入信息化時代，單獨的板書教學已不能滿足教育教學活的信息技術的影響。在數控教學中引入多媒體，多媒體提供的特有的聲、圖、文、動讓學生積極主動地參與進課堂教學中來，真正實現教學做一體化。利用仿真系統教學軟件，大大改善了目前數控技術課程教學中設備投入大、學員人數多、上機時間短、事故率高、消耗高及培訓效率低等現象，有效提高了學生的實際編程操作能力。結合二者使學生的編程水平有了大大的提高。

關鍵詞：多媒體；數控仿真系統；數控編程；數控教學

1　多媒體技術和數控仿真系統解決的問題

1.1多媒體技術應用和解決問題

多媒體是指用計算機交互式地綜合處理文本、圖像、圖形、動畫、音頻、視頻等多種信息，在課堂教學中可引進投影機、幻燈機、錄音機和錄像機等教學媒體。在職業教育、教學過程中，運用現代的多媒體手段與傳統的教育手段的結合，可以更有效地傳遞教學信息，達到教學目的和要求。學生在學習上更加主動體現在多媒體的交互性。信息媒體的多樣性可使原本抽象、枯燥的教學內容更加生動，從而更直觀的了解學習內容，增強了學生學習興趣，在數控教學中使用多媒體，可以極大地提高教育效果和教學水平。通常使用的多媒體設備投影儀、幻燈機和錄像機，電腦網絡教室等教學媒體。

1.2數控仿真系統應用

（1）數控仿真技術解決的問題。現代數字控制技術與數控機床給機械制造行業帶來了巨大的變化。現在數控技術的應用非常廣泛，我院已為社會輸送了大批以數控機床編程操作為主的優秀人才。以往的上完《數控編程》課后續就是《數控綜合技能訓練》，因為本專業學生數量多，編程水平有限，往往實習時在機床上浪費大量的時間進行編程，占用了實操時間，效率低。因為初學者操作失誤還會損壞刀具和設備，造成安全事故，使實訓工作量增大、加工效率低，實訓費用高。這些問題都成了制約教學的效果。數控編程是本專業核心課，要想達到理想的教學和實踐效果，使用數控仿真作為輔助教學方法手段，能解決一次性在實訓中心的學生多，工作量大、效率低，并且學生初學操作易出錯的問題。

（2）數控加工仿真系統教學可實施性。為了迅速提高學生的編程理論水平和數控機床實際操作水平，仿真軟件應用能實現虛擬現實技術實現數控加工操作技能培訓的效果，利用它進行學習和實訓，且經濟實用。我院是從國內眾多數控加工仿真教學系統中選用的上海宇龍公司的數控仿真正版軟件。該仿真軟件可以通過真正的三維加工仿真過程使同學親身體會，并觀察仿真加工后的工件，迅速掌握數控機床的操作過程，仿真過程逼真；同學可以在一個窗口觀察程序執行仿真時，程序段、坐標值、出錯信息及工件與刀具的相對切削過程的真實顯示。為了達到的目的，我們可通過仿真軟件教學使學生在聯系編程是模擬實際機床編程操作加工，真實仿真模擬零件加工，即可大大減少昂貴的數控機床設備投入問題，有提高學生學習編程課的興趣。該仿真系統具有FANUC、華中、SIEMENS等多個數控仿真系統功能，學生通過在編程理實一體化教室操作仿真軟件，在較短的時間內就能學會操作FANUC、華中系統的數控銑、數控加工中心及數控車的編程與操作加工。

（3）數控加工仿真軟件的優越性。使用數控加工仿真軟件可以幫助更好的學習和復習《數控編程》課程、為后續課程《數控綜合技能訓練》提供基礎。

2　多媒體技術和數控仿真系統在教學中的應用教學效果

2.1通過項目教學，提高學生學習的興趣和主觀能動性

隨著大學的擴招現階段高職的學生學習能力大幅度下降，所以學習基礎差和學習習慣不好，這樣就給教師教學帶來極大的困難。我院2008年評為示范院校以來，我系教師經過不斷的教學改革，使用多種靈活的、先進的教學方法和手段提高學生的學習興趣。通過多媒體技術和數控仿真系統結合的理實一體化教學，改進后的教學方法不僅激發了學生的好奇心和求知欲，而且增加了感知深度，培養起了學習興趣，進而提高學習效率。我們職業院校培養學生要具有過硬的操作技能，才能達到崗位能力要求，找到適合的崗位工作。我們尊重教學體系建設，滲透能力訓練，將理論知識和實踐能力有機結合。以數控仿真軟件和多媒體技術應用相結合能較為嫻熟地運用行為導向教學方法，在教學過程中真正體現學生為主體突出顯示學生動手動腦的能力，使學生從以往的被動學習變為主動學習。通過理實一體化教學，即可培養學生的的分析問題及解決問題的能力，也可大大提高了學習興趣和主觀能動性。

2.2加強理實一體化教學，提高學生的自學能力

數控編程理實一體化教學過程中教師應重視應用多媒體技術和數控加工仿真系統來實施的理論和實踐教學效果，為發揮教師在教學中的引導作用，在教學中實施原先的一只粉筆一塊黑板的常規教學方法，改為使多媒體技術和數控仿真系統結合應用的教學手段實現互動教學。大大提高學生自學和溝通能力，發揮了多媒體和數控仿真系統在編程理實一體化教學的作用。新的教學方法使教師重點解決編程方法、簡單數控加工工藝安排方面的問題，而在數控編程理實一體化教學中，可以利用仿真系統解決解決不同系統、機床程序校驗及操作問題，加深理論教學中學過的機床選用、刀具選擇、切削用量的選擇等方面的相關知識。

2.3運用多媒體技術和數控仿真系統，增大數控編程教學中知識的信息、容量，具有省時、省力的優勢

在數控編程課堂教學中進行知識總結和鞏固訓練等活動，傳統的教學因學時短復習總籠統，總結的知識不全面，學生掌握的不好。通常我們把學習的課程內容和訓練的知識通過課件的體現，在投影上播放，即加強了訓練密度，提高效率，又能減輕師生教學負擔。多媒體教學還能適應學生知識程度高低不平的問題，便于為基礎差的學生課下復習本次課程知識，進度快的同學更快的掌握本次課程知識或預習下一個學習內容，達到本課程的教學目的和要求。

2.4科學合理安排教學內容，提高學生的就業能力

在數控編程課教學過程中，我們主要教授的編程指令是企業上最常用并易學習的FANUC、華中系統的編程方法知識和數控操作加工應用，學生能很快熟練掌握、并靈活應用；等學生初步掌握編程知識后講解SIEMENS系統的常用的一些編程與操作方法，數控仿真軟件上講解不同操作面板在加工中的功能鍵使用方法。提升學生的基本編程知識，并提高學生對不同操作系統、面板的編程與數控操作能力。2.5實時考核反饋，提高學生的學習意識和自覺性。

每一次課程安排一次訓練課題，比使用理實一體的教學方法實現教學內容，使每次項目都有一個考核，具有較強的目的性。通過對學生考核評價擊破各個知識點，掌握全面編程知識，通過考核評價還可以提高學生的學習意識、學習熱情、學習自覺性和自信心；通過考核評價結果的反饋也能使教師適時的調整教學，有針對性地講解共性問題和個別問題，做到有的放矢。

2.6提高教學效率，節約教學成本

使用多媒體技術和數控加工仿真系統結合教學法運用到數控編程教學中，即可解決授課班級多，又可解決機床少問題。教學中把引入仿真系統可避免因初學者誤操作造成價格昂貴的數控機床的損壞，增加學生在教學過程中感受仿真數控機床操作過程中如臨現場的真實感。當授課學生增多時，為了每位同學有足夠的仿真實踐機會，只需通配置大量計算機終端，可徹底解決了數控機床數量不足的難題。同學們在學習過程中即掌握數控編程課中各種編程指令知識，又能夠讓很快的熟悉和了解數控操作加工的工作過程，掌握各種數控機床的操作方法，為后續課程數控綜合技能訓練做好準備。這種理實一體的教學方法和手段使學生獨立地對數控編程知識進行學習、練習和復習，這樣在后續數控綜合技能訓練在實際機床上操作時，節約工件材料和刀具的消耗，節約了教學成本，提高了教學質量。

2.7提高教師的教學質量和教學效果

傳統的編程課是上課時教師一味的灌輸編程知識，學生只是聽課，但做不到及時掌握編程知識。期末終期考核時，試卷中程序的繁重批閱更是讓數控教師頭昏眼花，因編程針對個人的差別性，比如：每個學生掌握知識的程度不同，有的同學會使用固定循環編程，有的同學會使用用子程序編程，造成教師批改試卷工作量達的問題。應用了多媒體技術和數控仿真系統教學以后，教學變得更加生動、具體、形象，提高了學生的學習興趣，教學效果明顯得到提高，并能自我評價或互相評價工零件的幾何形狀精度，對學生操作能力和培訓起到了極大的提高和加強作用。我們采用項目考核，每次的教學項目都可通過仿真軟件直觀看到最終工件的形狀，在屏幕觀察刀具運動軌跡和坐標變化，及時發現數控編程和工藝是否存在問題，真正達到了課程考核的效果，提高了教學質量。

3　結束語

我院在2008年開始示范院校課程建設，在數控編教學中使用多媒體技術和數控仿真系統，并在學習數控編程知識時使用理實一體化的教學方法和手段，使課堂的教學由教師的滿堂灌變成以學生為主體的教學后，既提高學生的自學能力和學習興趣，又使教學效果明顯得到提高。示范課程建設教學經驗來看，多媒體技術和數控仿真系統已成為數控編程教學中一種不可或缺的重要方法手段。

參考文獻：

[1]曾小惠,吳明華,潘鐵虹.在線數控加工仿真教學系統的實現[D].1998.

[2]王曉楠,王仲海.虛擬現實技術及其應用[Z].2002.

[3]上海宇龍仿真系統操作說明書[S].

[4]鄭舒月.運用多媒體突破教學難點的探索與實踐[D].

作者簡介：李朔（1980—），女，內蒙包頭人，講師，主要從事：數控技術專業教學和科研工作。