仿真軟件在《數控技術應用》課程教學中的應用研究

茍建峰

摘要：《數控技術應用》是高職學院機械制造及自動化、模具設計與制造專業必修的一門主干專業課程。本文就仿真軟件在該課程教學中的應用進行探討，提出幾點體會，旨在提高學生學習的積極性和主動性，進而提高教學質量。

關鍵詞：仿真軟件；數控技術應用；課程教學；應用研究

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）30-0160-02

《數控技術應用》是高職學院機械制造及自動化、模具設計與制造專業必修的一門主干專業課程。本文就仿真軟件在該課程教學中的應用進行探討，提出幾點體會，旨在進一步規范教學方法和教學手段，改善課程教學條件；提高學生學習的積極性和主動性，進而提高教學質量。

一、該課程目前在教學中存在的問題

《數控技術應用》課程是機械制造及自動化專業的主干專業核心理論課程。本院每學年開設該課程的班級較多，授課老師也多，在教學過程中發現存在以下問題：

1.課程教學內容比較抽象，學生理解困難。一般機制專業的學生前期對數控相關知識和設備了解較少，初步接觸該課程時沒有感性認識，對所講內容感覺抽象不易理解和掌握，學習興趣不濃。

2.傳統教學往往將理論和實訓分開進行，不僅導致理論老師和實訓教師重復講授，而且造成了師資、時間和設備的極大浪費，也不利于理論和實踐的結合。

3.實驗內容相對理論較為滯后，加之學生之前對數控設備沒有接觸，實驗時間比較緊張（在規定時間內很難完成實驗內容），以及學生在初學時對編程操作不熟練，往往存在一定的安全隱患；極易造成機床、刀具的損壞，更有甚者造成人身傷害。

4.數控設備不足以及機制專業數控實訓少，學生很難通過幾次實驗掌握所學內容。如果數控機床的編程操作完全依靠數控機床進行實作訓練，則投入大消耗較大成本極高。一般學校很難承擔起此種消耗與投入，且也完全沒有必要。

5.數控系統型號多且復雜。一般院校所使用的教材可能會與實際實訓的設備系統不一致，且學校也不可能將所有的系統配齊。這樣便導致課堂所講系統與實際實訓不同，在校所學的系統與工廠中不符，而最終導致學生就業后不能很快定崗生產。

二、仿真軟件在該課程教學過程中的優勢

1.在現實生產中實際的數控機床往往只是某一種數控系統，有可能與課堂所講系統不同。而仿真軟件往往自帶多種數控系統（如圖1所示），可以方便學生熟悉和學習不同系統。

2.仿真軟件一般包含多個廠家的數控設備，而且仿真的機床面板和實際機床完全一致且系統模擬仿真真實（如圖2所示），學生練習操作面板極為方便。

3.仿真軟件可以在虛擬環境下對程序進行仿真驗證、圖像模擬等。仿真的圖像形象逼真，真實再現了實際加工過程。（如圖3所示）

4.仿真軟件的三維仿真加工過程形象逼真，學生可以直觀形象地感受數控機床的實際加工過程，更容易理解和接受所學知識。

5.仿真軟件具有多種模式，授課模式、練習模式以及測驗模式等，極大地方便教師講授和學生練習以及在線測驗。

6.利用仿真軟件采用虛擬機床替代真實機床進行學習和培訓，不僅可以解決設備和師資的不足，同時也可以節約實訓成本，更經濟。

三、仿真軟件在該課程教學過程中的創新和應用

1.運用數控仿真軟件結合多媒體教學。打破了以前的《數控技術應用》課程教學的傳統方法。現在老師先利用多媒體或者在黑板上講解原理以及指令的格式、編程方法及注意事項，然后現場運用數控仿真軟件對其所講解的指令進行示例編程并模擬真實機床生產加工，并結合多媒體廣播給學生演示加工過程，這樣學生就更容易理解和掌握所講內容。最后學生再利用練習模式進行強化訓練，并直觀感受，從而較快地理解掌握所學內容，增強自信心。突出學生手腦并用的效果，使學生被動學習變為主動學習。在很大程度上激發了學生的學習興趣和積極性，使學生真正成為學習的主人；同時也使原本抽象枯燥乏味的理論教學內容更加容易理解和掌握，提高學生的學習興趣。

2.運用仿真軟件可以使得學生在做實驗或者實訓之前對相關設備進行熟悉，學生可以在實驗實訓之前先通過自己的實際仿真練習，對相關設備的操作和使用有一定的了解，然后再去車間做實驗實訓就能夠在規定時間內完成實驗實訓內容，同時也避免了學生在初學時由于編程錯誤以及設備操作不熟練或者不當，而造成機床、刀具的損壞，更有甚者造成人身傷害，讓學生做實訓實驗時更安全高效。老師在上課時可以對不同數控系統以及設備進行比較和歸納講解，讓學生能很快清楚和理解掌握不同數控系統的設備之間的區別并很快適應；達到一通百通的目的。而最終可以使學生在就業進入工廠后針對不同的數控系統都能得心應手，很快適應生產崗位。

3.運用仿真軟件可以彌補設備不足以及實訓環節較少的問題。在學生進行實踐操作之前，可以自己先利用仿真軟件對實訓內容進行模擬操作，然后再去車間在數控設備上進行實際操作，這樣就可以極大地節省操作的時間，縮短實習周期，而且也提高了設備的利用率。其次現在幾乎所有的學生都有自己的電腦，這樣學生就可以在課外或者空余時間足不出戶在自己宿舍對所講的內容及自己的作業等進行反復的仿真練習和驗證。既保證了每個同學有充足的時間來動手練習，同時也不僅使學生掌握了編程知識以及機床操作技能，一舉兩得。

4.仿真軟件往往包含從經濟型的數控到高檔數控系統等多種數控系統。教師可以根據學生的基礎知識的掌握情況以及認知水平和發展的需要，循序漸近地掌握數控編程與操作技巧。在實際講授時可分為兩個模塊進行：一為基礎模塊，這一模塊是教學重點，主要講解與訓練該課程所講的最常用的數控系統中的編程指令及方法、操作及應用。以及當前學校配備的數控系統的編程方法和操作，這樣不僅使絕大多數學生都能掌握該課程的基本內容知識，同時也使學生進行技能練習時方便，必須使學生熟練掌握，靈活應用。二為提高模塊，由于學生工作之后可能操作的數控系統與上學時所學的不同，所以這部分主要為學有余力的學生講解與訓練目前絕大多數企業所使用的高檔數控系統的機床的編程與操作，以幫助學生提高在不同數控系統下對不同數控機床的編程方法的理解與應用能力；這樣，學生在從業時能夠信心十足地面對所操作的數控機床，較快適應所從事的工作。

四、結束語

仿真軟件雖然可以代替數控設備進行實踐操作學習，但畢竟是虛擬加工，和實際操作尚存差距。且仿真軟件沒有切削用量概念，操作者可以隨意進刀而不會撞刀和崩刀，同時仿真軟件只能進行初期感性訓練和基本指令代碼與程序的練習。所以要求教師在利用仿真軟件進行實際教學過程中重點介紹實際操作過程以及指令程序的理解和驗證，同時要求學生完全按切削用量進行仿真，并告訴學生仿真軟件操作和機實際床操作的區別。總之，正確發揮其在教學中的作用，就一定能收到事半功倍的效果。

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