用仿真軟件之矛刺中職數(shù)控教學(xué)之盾

李紅偉

摘 要：作為先進(jìn)的教學(xué)軟件，數(shù)控仿真系統(tǒng)由于其實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性、安全性等特點(diǎn)，解決了中職教學(xué)中機(jī)床數(shù)量少、學(xué)生多、設(shè)備有限等實(shí)際問題。為了促進(jìn)學(xué)生對(duì)數(shù)控機(jī)床技術(shù)的掌握，實(shí)際教學(xué)過程采用了大量的數(shù)控仿真系統(tǒng)軟件以促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)及實(shí)習(xí)效果。筆者通過仿真軟件在教學(xué)中的使用，對(duì)中職教學(xué)中出現(xiàn)的問題進(jìn)行了分析，并就一些應(yīng)用提出了相關(guān)建議。

關(guān)鍵詞：數(shù)控仿真軟件 中職教學(xué) 效果

數(shù)控技術(shù)伴隨著機(jī)械制造業(yè)共同發(fā)展。近年來，隨著數(shù)控技術(shù)的普及，對(duì)人才的需求也越來越大。我國(guó)很多中職技術(shù)學(xué)校為了適應(yīng)社會(huì)需求，相繼增設(shè)了數(shù)控專業(yè)，并不斷實(shí)施擴(kuò)招?？墒牵恍┲新殞W(xué)校由于師資薄弱，缺少必要的機(jī)械及設(shè)備，無法滿足學(xué)生的實(shí)踐需要。因此，采用數(shù)控仿真系統(tǒng)，讓學(xué)生進(jìn)行機(jī)床的模擬操作，便于數(shù)控技術(shù)的學(xué)習(xí)。此種方式在很大程度上彌補(bǔ)了學(xué)生實(shí)踐的不足，因此在中職教育中的地位與作用越來越重要。

一、數(shù)控仿真系統(tǒng)

數(shù)控仿真系統(tǒng)是一款仿真用軟件。它可以對(duì)數(shù)控操作編程進(jìn)行演示與講解，對(duì)真實(shí)的數(shù)控機(jī)床進(jìn)行模擬操作，還有助于數(shù)控技術(shù)人員加強(qiáng)基礎(chǔ)性知識(shí)的掌握以及對(duì)數(shù)控程序進(jìn)行檢測(cè)及預(yù)測(cè)等。目前，這種仿真系統(tǒng)在機(jī)械制造業(yè)中得到了普及，在數(shù)控教學(xué)中得到了實(shí)際應(yīng)用。目前，國(guó)內(nèi)使用的數(shù)控仿真系統(tǒng)主要有斐克、超軟以及宇龍等。

二、中職教學(xué)中數(shù)控仿真系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用

我國(guó)的中職教育非常注重提升學(xué)生的實(shí)際操作水平。對(duì)于數(shù)控專業(yè)的學(xué)生而言，實(shí)際操作與實(shí)用技能的培養(yǎng)是分不開的。通過在教學(xué)中引入了數(shù)控仿真系統(tǒng)，學(xué)生對(duì)機(jī)床的實(shí)際操作水平得到了極大提升，教學(xué)效果得到了顯著改善。

1.加強(qiáng)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)

數(shù)控專業(yè)涉及的知識(shí)面很廣，比如編程及加工等方面，且實(shí)踐性及理論性很強(qiáng)，但由于內(nèi)容有些抽象，一般很難理解。加之一些中職學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)很差，對(duì)問題及知識(shí)點(diǎn)的理解能力也很低，學(xué)生在進(jìn)行學(xué)習(xí)時(shí)，很容易產(chǎn)生厭倦心理。如果沿用傳統(tǒng)的教學(xué)模式，教學(xué)效果很不理想。而數(shù)控仿真系統(tǒng)具有強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能，老師在實(shí)際教學(xué)中完全可以利用多媒體等先進(jìn)的教學(xué)模式進(jìn)行。學(xué)生通過在電腦屏幕上對(duì)自己實(shí)習(xí)內(nèi)容的演示，加深對(duì)內(nèi)容的理解。學(xué)生在與電腦進(jìn)行同步操作的過程中，進(jìn)一步提升了實(shí)際操作水平。在這個(gè)系統(tǒng)教學(xué)中，老師還可以對(duì)學(xué)生的操作進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，對(duì)于操作中的失誤或者錯(cuò)誤做到及時(shí)發(fā)現(xiàn)及時(shí)糾正，有助于提升針對(duì)性指導(dǎo)的效果。這種教學(xué)方式極大提升了學(xué)生的動(dòng)手能力，對(duì)于學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)和學(xué)習(xí)熱情的提升都有著積極意義。

2.有助于提升學(xué)生對(duì)數(shù)控機(jī)床操作的基礎(chǔ)性認(rèn)識(shí)

一般的中職學(xué)校由于資金、場(chǎng)地以及設(shè)備種類的限制，很難一一配齊實(shí)際操作的機(jī)床型號(hào)。加之操作時(shí)間的限制，可能接觸到實(shí)際機(jī)床的時(shí)間更短。這就要求學(xué)生們根據(jù)實(shí)際，舉一反三。通過數(shù)控仿真系統(tǒng)的應(yīng)用，學(xué)生不僅對(duì)現(xiàn)實(shí)機(jī)床的操作環(huán)境進(jìn)行了模擬，也對(duì)實(shí)際操作程序有了深層的認(rèn)識(shí)。由于仿真機(jī)床的操作面板與實(shí)際機(jī)床完全相同，操作及使用程序、步驟等也完全一樣，因此，通過數(shù)控仿真系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)機(jī)床工件運(yùn)動(dòng)情況和操作過程的全部演示。學(xué)生完全可以借助于數(shù)控仿真系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)對(duì)不同型號(hào)機(jī)床的了解，比如刀具的安裝、工件裝夾等均可以實(shí)現(xiàn)真實(shí)演示。對(duì)于一些不規(guī)范的操作和程序，模擬仿真系統(tǒng)同樣可以完成演示，因此拓寬了學(xué)生的知識(shí)視野。

3.輔助編程的教學(xué)

數(shù)控仿真系統(tǒng)可以完成編程代碼的檢測(cè)，對(duì)于錯(cuò)誤的編程，會(huì)提示相關(guān)信息。學(xué)生在進(jìn)行學(xué)習(xí)中，只需輸入程序代碼，仿真系統(tǒng)就會(huì)根據(jù)學(xué)生輸入的代碼來進(jìn)行虛擬的加工演示，并對(duì)學(xué)生編程的正確與否進(jìn)行檢驗(yàn)，并提示學(xué)生進(jìn)行代碼的調(diào)試，來完成正確的加工。同時(shí)，學(xué)生還可以對(duì)整個(gè)加工過程進(jìn)行全方位以及多視角的觀察，了解工件的加工進(jìn)展。通過輔助程序，加深了學(xué)生對(duì)編程相關(guān)知識(shí)的掌握，在提升學(xué)生學(xué)習(xí)效果的同時(shí)，也減輕了教師輔導(dǎo)的難度。

4.多元化教學(xué)走入課堂

我國(guó)實(shí)際應(yīng)用的數(shù)控系統(tǒng)有西門子、廣州數(shù)控、華中數(shù)控等。但由于條件所限，很多中職學(xué)校涉及的系統(tǒng)很少，一般僅為2～3種，這對(duì)于數(shù)控人才的培養(yǎng)極為不利。通過實(shí)施數(shù)控仿真系統(tǒng)教學(xué)，實(shí)現(xiàn)了編程和操作的模擬化，并將仿真系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)用到教學(xué)中，使得中職教學(xué)出現(xiàn)了多元化趨勢(shì)。這對(duì)于學(xué)生學(xué)習(xí)不同類型的數(shù)控系統(tǒng)的操作及編碼，全面提升實(shí)際掌握能力有著積極意義。

5.學(xué)生的參數(shù)意識(shí)有所加強(qiáng)

為了提升機(jī)床的使用效果，保障學(xué)生實(shí)際操作的安全，在實(shí)際教學(xué)中，加工參數(shù)均由教師進(jìn)行指導(dǎo)及確定，而學(xué)生對(duì)于參數(shù)的設(shè)定缺乏相關(guān)了解，對(duì)參數(shù)是否合理缺乏應(yīng)有的判斷。通過數(shù)控仿真系統(tǒng)的使用，學(xué)生們可以直接對(duì)參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，并對(duì)于工件的破損以及變形情況進(jìn)行預(yù)測(cè)，對(duì)不同的參數(shù)可能對(duì)工件產(chǎn)生的影響進(jìn)行直觀了解，學(xué)會(huì)對(duì)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，提升對(duì)參數(shù)設(shè)定的整體意識(shí)。

6.豐富了教學(xué)評(píng)價(jià)

數(shù)控仿真系統(tǒng)應(yīng)用于實(shí)際教學(xué)中，可以對(duì)學(xué)生編寫的數(shù)控程序以及錯(cuò)誤情況進(jìn)行檢測(cè)及提示，并可以完成對(duì)出現(xiàn)錯(cuò)誤的原因的判斷以及三維測(cè)量等功能。在實(shí)際教學(xué)中，學(xué)生通過數(shù)控仿真系統(tǒng)的實(shí)際訓(xùn)練來加強(qiáng)自我練習(xí)以及測(cè)試，而老師也可以以此作為學(xué)生的評(píng)價(jià)依據(jù)，結(jié)合操作記錄作出教學(xué)評(píng)價(jià)。學(xué)校也可以依據(jù)操作情況及操作記錄對(duì)教學(xué)效果進(jìn)行科學(xué)的評(píng)價(jià)。為此，通過使用數(shù)控仿真教學(xué)，教學(xué)評(píng)價(jià)體系多了一項(xiàng)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，在評(píng)價(jià)內(nèi)容上也有所增加。

7.減小了教師的工作強(qiáng)度

在進(jìn)行編程指令學(xué)習(xí)時(shí)，針對(duì)每一次講解完成的指令或者應(yīng)用實(shí)例，教師可以使用教學(xué)控制軟件將課后習(xí)題以文件的形式發(fā)到學(xué)生的學(xué)習(xí)終端，充分給予學(xué)生時(shí)間自行完成練習(xí)；也可以采用分組的形式，然后將調(diào)試出的結(jié)果進(jìn)行比對(duì)。老師也會(huì)將正確的結(jié)果發(fā)到學(xué)習(xí)終端，對(duì)學(xué)生練習(xí)及調(diào)試的結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，從中找出不足，以促進(jìn)其能力的提升。此外，通過這種師生互動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了教與學(xué)一體化，減小了教師的工作強(qiáng)度，在增進(jìn)師生情誼的同時(shí)，也提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使得學(xué)生的學(xué)習(xí)效果及實(shí)際操作技能都得到了提升。

三、數(shù)控仿真系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中需要關(guān)注的問題

數(shù)控仿真系統(tǒng)作為輔助的教學(xué)工具，是極為有效的。但不可忽視的是，任何一款工具在使用中都會(huì)存在一定的缺陷。我們需要了解這些缺陷，并在實(shí)際教學(xué)中，積極采取措施，盡可能規(guī)避這些缺陷，才能更好地發(fā)揮數(shù)控仿真系統(tǒng)教學(xué)軟件的作用。

第一，數(shù)控仿真系統(tǒng)的某些軟件還需要進(jìn)一步完善。很多指令在實(shí)際執(zhí)行中被提示無法執(zhí)行。為此，使得學(xué)生對(duì)數(shù)控理論知識(shí)產(chǎn)生了懷疑的態(tài)度。這在很大程度上阻礙了學(xué)生的學(xué)習(xí)及實(shí)際應(yīng)用。學(xué)生對(duì)于數(shù)控知識(shí)的理解，也陷入了混沌狀態(tài)，極大地影響了實(shí)際操作及對(duì)于理論知識(shí)的理解。因此，在中職教學(xué)中，數(shù)控仿真系統(tǒng)的使用要與實(shí)際操作交替進(jìn)行。

第二，很多學(xué)校為了提升機(jī)床的利用率，隨便延長(zhǎng)其使用年限。在實(shí)際教學(xué)中，缺乏科學(xué)、合理的課程安排，人為減少學(xué)生機(jī)床實(shí)踐時(shí)間，將數(shù)控仿真系統(tǒng)作為主要的教學(xué)工具來進(jìn)行教學(xué)授課。由于模擬練習(xí)與實(shí)際操作還具有一段距離，過多應(yīng)用容易造成學(xué)生對(duì)實(shí)際操作不夠重視。這些都直接影響到學(xué)生的實(shí)際操作效果與水平。因此，學(xué)校在進(jìn)行課時(shí)安排時(shí)，要做到模擬演練與實(shí)際操作相結(jié)合，通過模擬—實(shí)踐—再模擬—再實(shí)踐的授課方式，加深學(xué)生與數(shù)控加工、實(shí)際操作、參數(shù)設(shè)定以及編程的整體認(rèn)識(shí)，以提升整體的學(xué)習(xí)效果。

第三，用數(shù)控仿真系統(tǒng)知識(shí)對(duì)工件的加工過程進(jìn)行模擬，并不等同于實(shí)際的操作，學(xué)生無法體驗(yàn)到機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)的聲音以及切屑的掉落情況，缺乏對(duì)加工過程真實(shí)的感受。因而在實(shí)際操作中，很容易忽視切削量的多少；在選擇道具時(shí)，也不容易做出正確的選擇。就這一點(diǎn)而言，老師要多給予學(xué)生實(shí)際操作的機(jī)會(huì)。即使是模擬操作，也要隨時(shí)提醒學(xué)生實(shí)操的注意事項(xiàng)。作為一種初級(jí)訓(xùn)練工具，仿真系統(tǒng)對(duì)于學(xué)生熟悉機(jī)床及實(shí)操步驟有著促進(jìn)作用。但是，學(xué)生也需要實(shí)際的操作及訓(xùn)練。因此，教師要對(duì)實(shí)操及仿真課課時(shí)進(jìn)行科學(xué)合理的安排，真正發(fā)揮出仿真系統(tǒng)的作用。

四、數(shù)控仿真系統(tǒng)在中職教學(xué)中如何應(yīng)用

數(shù)控仿真系統(tǒng)要在現(xiàn)實(shí)教學(xué)中得到正確的使用，達(dá)到理想的教學(xué)效果離不開教師的正確指導(dǎo)。老師在這里起到的作用非常重要。因此，老師在實(shí)際教學(xué)中，要突破傳統(tǒng)教學(xué)理念的束縛，以學(xué)生為受教的主體，針對(duì)學(xué)生的特點(diǎn)，進(jìn)行有針對(duì)性的指導(dǎo)。這樣，才能有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在不斷的實(shí)踐中，鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新及動(dòng)手、動(dòng)腦能力，充分發(fā)揮他們的想象力。因此，老師要時(shí)刻把握教學(xué)的方向，科學(xué)合理使用仿真系統(tǒng)。

在進(jìn)行實(shí)際教學(xué)過程中，對(duì)于仿真系統(tǒng)的使用，我們要本著科學(xué)的態(tài)度及端正的理念，不要對(duì)此產(chǎn)生過分地依賴。老師要教授學(xué)生學(xué)會(huì)編程及工件加工的程序。而學(xué)生也要清楚地知道，仿真系統(tǒng)只是一個(gè)輔助學(xué)習(xí)的工具，不是真的機(jī)床操作。從本質(zhì)而言，仿真系統(tǒng)還遠(yuǎn)不能達(dá)到真實(shí)機(jī)床的操作要求，只是讓學(xué)生了解操作過程及學(xué)會(huì)編程而已，以此來填補(bǔ)學(xué)生實(shí)訓(xùn)上的缺乏。但由于仿真軟件的存在，解決了很多中職教學(xué)中無法解決的問題，也為以后的教學(xué)提供了一個(gè)可行的方向。

五、小結(jié)

我們通過數(shù)控仿真系統(tǒng)的使用，極大豐富了中職院校的教學(xué)內(nèi)容，并且彌補(bǔ)了學(xué)校設(shè)備的不足和師資力量的薄弱，解決了教育教學(xué)中的難題。因此，中職學(xué)校在數(shù)控仿真系統(tǒng)的使用上，要科學(xué)合理，既要補(bǔ)充學(xué)生們實(shí)踐的不足，又要充分發(fā)揮出數(shù)控仿真系統(tǒng)的內(nèi)在作用，將實(shí)踐教學(xué)與模擬教學(xué)有機(jī)結(jié)合，以提升學(xué)生的數(shù)控加工技能，真正發(fā)揮數(shù)控仿真系統(tǒng)的巨大作用。

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（作者單位：河北邯鄲工程高級(jí)技工學(xué)校）