淺談如何提高《數控編程與操作》的教學效果

廖晶晶 南平技師學院機械系

前言：《數控編程與操作》的內容包括數控技術、數控編程、數控加工、設備操作、工藝工裝等，還包括對相應設備設施與器具設備的使用，而這些內容的教學，盡管十分強調理論與實踐的結合，但依舊十分枯燥，為此，在中職院校教育教學中還需要教師采取適當方法提高學生的學習興趣，進而采取有效策略提高教學效果。

1 提高中職學生對《數控編程與操作》的學習興趣

1.1 運用先進技術，激發學生好奇

在信息技術與計算機技術高速發展的今天，《數控編程與操作》在教育教學過程中可以充分運用先進的教學技術與教學方法，提高教學的生動性與趣味性，從而吸引學生的關注，提高學生的學習興趣。比如，教師可以利用多媒體教學設備，通過更加立體、形象、生動地表現方式，向學生們演示數控編程與操作在自動化機床上的動作與表現，從而提高教學內容的生動性，提高學生的學習興趣。另外，教師還可以通過計算機數控仿真軟件輔助教學，將學生編寫的數控程序直接通過數控仿真軟件模擬展示出來，也可以直觀地看出學生的程序編寫錯誤。相較于傳統教學方式而言，利用計算機數控仿真軟件進行教學，可以更加直觀而形象地向學生展示零件的加工過程，幫助學生更好地了解如何實現毛坯向成品的轉變，同時通過這種方式，學生的學習與操作結果都可以通過計算機軟件進行展示，每一次展示都有相應的結果，學生就可以“看到”自己的學習成果，這種類似于“任務教學法”的仿真軟件，可以給學生以學習的成就感，從而進一步提高學生對于這門學科的興趣。

1.2 理論結合實踐，吸引學生關注

《數控編程與操作》課程的教學過程中，十分強調對于學生實踐能力的培養，為此，教師應當充分運用“理實一體化”的先進教學理念，將理論教學與實踐教學相結合，不僅培養學生的理論基礎，還要培養學生的動手能力，以突破傳統教學重視理論而輕視實踐的桎梏，突出對學生專業技能與動手能力的培養。一般來說，理實一體化教學通常會采用講授法、演示法與練習法相結合的形式進行教學。就像初高中學生對化學實驗最感興趣一樣，理實一體化教學也可以通過演示與練習來調動學生的學習興趣。

以車削模塊的教學為例，教師在講授里理論知識與技術工法之外，要求學習小組將φ50mm×80mm規格的鋼制坯料，按照是零件圖紙的實際要求進行編程與加工，并提交給教師。在制作的過程中，一定會產生一定的廢品零件，學生們需要以小組為單位，對廢品零件產生的原因進行分析，明確其中成因，并提交練習報告。通過這種方式，學生得以通過實踐練習來驗證自身所學，實踐水平就得以提升。

2 提高《數控編程與操作》教學效果的策略

2.1 項目教學法的應用

《數控編程與操作》課程是一門強調理論教學與實踐操作相結合的學科，為此在實際的教學中，可以通過理實一體化教學方法，突出對學生的實踐教學，從而提高學生的實踐操作能力]。在開展理實一體化教學的過程中，教師可以采用項目教學法，并輔之以任務驅動機制、小學合作學習等多種教學方式，將學生作為教學活動的主體，培養學生的主動思考能力與團隊協作能力，以更好地起到教學效果。

2.1.1 教學內容的確定

走訪了多家機械制造企業與幾點企業，深度訪問經驗豐富的專家學者，分析《數控編程與操作》中機械制造、數控加工與工裝設計等工作的技術要求，并確定教學任務：具備數控機床編程與操作技能，掌握理念加工工藝與加工方法，充分考量當前的行業標準與技術規范，以標準化與規范化為技術應用原則，使學生具備足夠的理論知識與實操能力。為此確定課程內容，包括：數控機床、數控銑床、數控加工機床三種車床，以及手動編程與自動編程兩種編程方式。

2.1.2 項目教學法的實踐

將學生作為教學活動的主體，充分調動并發揮學生的主觀能動性，培養學生主動思考與自主學習的能力，結合小學學習模式，培養學生的集體意識與協作能力，以便于更好地適應社會對于數控編程與操作人才的需求。為此，首先將學生劃分為若干學習小組，在分組之前，對學生進行摸底考試，以明確每個學生在專業方面的基本能力，進而按照優等生與差等生相搭配的方式進行分組，以確保每一個小組都有足夠的理論基礎與實踐能力，進而選擇小組組長，由組長對小組成員進行分配，安排編程、操作、維護等方面的具體任務。

在小組探索與實踐的過程中，教師應當對小組進行跟蹤觀察，明確小組成員在實踐過程中的具體表現，如果小組遇到困難與問題，則教師需要對小組進行引導與啟發哦，幫助小組應對困難并解決問題，為學生進行答疑解惑。同時，教師也需要掌控教學與實踐的進程。與此同時，教師還應該確定學時，可以將每個教學設定為4個學時，在實際的教學任務中還應當包含若干子任務，并充分實現“理實一體化”教學。可以將每一個子任務按照“理論基礎”“工藝工法”“編程技術”“加工操作”四個模塊進行教學，循序漸進地幫助學生更好地將理論知識應用于實踐操作當中。

例如，對于“復合循環指令”的教學項目，教師需要首先明確教學重點與難點，進而按照“理論基礎”“工藝工法”“編程技術”“加工操作”，教師首先向學生講授“理論基礎”“工藝工法”“編程技術”，而“加工操作”就需要學生按照各自小組及分工情況進行操作，可以按照一人操作、一人編程、一人記錄等方式進行分工，也可以小組成員同步進退，每個人都體驗一下編程、操作與記錄工作，從而有效提高全體組員的實踐水平。

2.1.3 課程考核

《數控編程與操作》課程的教學過程中，采用項目教學法，運用“理實一體化”教學理論，以行動為教學導向，注重對學生實踐能力與動手能力的培養，因此可采用過程考核法，在實踐教學的過程中，實時跟蹤考察學生的表現，根據學生的專業能力、操作水平、寫作能力等實踐表現，按照個人評分、小組評分、教師評分的三級評分機制進行打分；按照學生對《數控編程與操作》學習過程中的編程水平與操作能力進行量化考核，將過程考核與量化考核相結合，按照40%：60%的你離進行分數劃分，共同組成學生的最終考核成績。教師在這個過程中，要及時記錄學生的學習情況與行動能力的提升情況。

2.2 知識可視化教學策略的應用

2.2.1 運用思維導圖，厘清知識脈絡

知識可視化教學是當前較為熱門的教學方法，也是一種信息技術在教學領域中的應用，是利用視野表征來加強知識之間的關聯性，將教學過程中難以言喻與難以理解的教學內容，通過圖像與線條等可視化方法加以表現，以具象化的方式幫助學生了解抽象化的內容。知識可視化教學中，思維導圖是其中較為常用的圖形工具，是利用發射性思維，將與主題相關的知識層級圖的形式表現出來，通過不同顏色、不同線條、不同模塊在各種知識內容上面建立知識鏈接，從而梳理知識關系，將各種瑣碎的關系進行有效串聯，形成更加清晰的條例與思維模式，為此教師可以采用Mind Manager制作思維導圖，以更好地幫助學生理解知識之間的關系。以“軸類零件數據加工”的教學為例，如圖1所示，通過這樣的思維導圖，將“軸類零件數據加工”這一知識點進行分解，劃分為“項目分析”“工藝編制”“生產準備”等五個子項目，又對這些子項目進行細分，如“項目分析”子項目就被細分為“零件結構”“精度要求”等等，通過這樣的不斷細分，幫助學生由大及小地厘清知識脈絡，使學生更加系統地掌握知識點。

圖 1 軸類零件數據加工思維導圖

2.2.2運用虛擬仿真模擬加工技術

《數控編程與操作》課程的教學，其最終目的在于使學生掌握足夠的數控編程與操作技術，因此對于學生的操作能力與實踐能力有較高的要求。數控機床加工過程中，存在一定的安全隱患，為了保障學生的生命財產安全，避免數控機床發生損壞，避免對加工材料的無端消耗，可以采用虛擬仿真技術對加工過程進行模擬，可以采用仿真軟件，在虛擬仿真中，可以通過仿真軟件對數控機床生產加工的全部環節加以明確，并對操作程序的正確性與完整性進行檢驗，從而提高學生的操作能力與技術應用能力。

2.3 分層式教學模式的應用

采用分層式教學模式，在零件加工中，教師可以按照編程與學習難度將其劃分為不同難度層級的指令，學生可以根據自己的學習水平與理解能力，選擇相應的難度層級進行學習，學生可以根據自己的學習情況與理解情況，逐步提升難度層級，層層遞進地實現對相關知識的全面理解。又或者，教師結合遠程教學與翻轉課堂的教學模式，進一步提高學生的學習質量。

以軸類零件機床編程與操作為例，教師在課程之初，就可以引導學生自行通過網絡渠道的遠程教學進行學習，參考相應的教學課件與教學視頻，通過遠程教學的方式來理解相應的指令，完成初步學習。學生可以通過網絡渠道向教師反饋教學過程中產生的疑問，教師經過歸納與總結之后，在教學過程中進行統一講解，可以將軸類零件按照復雜程度劃分為三個等級，包括簡單零件、普通零件與復雜零件，就簡單零件的編程進行簡單講解，就普通零件的編程進行重點講解，就復雜零件的編程不作統一要求，理解能力與認知水平足夠的學生重點理解。

3 結束語

《數控編程與操作》課程的教學強調對學生理論與實踐知識的培養，而在教學過程中，教師需要大力提高學生的學習積極性，進而可以采用項目教學法、知識可視化教學模式與分層式教學模式，在提高學生學習興趣的基礎上，采用更加行之有效的教學方式，提高奠定學生的理論基礎，提高學生的實踐水平。