數(shù)控編程與技能訓(xùn)練的仿真教學(xué)改革與實(shí)踐

龍書寧，陳炳森

（1.廣西金秀瑤族自治縣中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校，廣西河池545700；2.廣西水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣西南寧530023）

數(shù)控編程與技能訓(xùn)練的仿真教學(xué)改革與實(shí)踐

龍書寧1，陳炳森2

（1.廣西金秀瑤族自治縣中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校，廣西河池545700；2.廣西水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣西南寧530023）

通過中職數(shù)控編程與操作仿真教學(xué)的教學(xué)改革，改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式，實(shí)踐探討寓教于樂、學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的數(shù)控編程教學(xué)模式，從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，在專業(yè)課程教學(xué)中強(qiáng)化素質(zhì)教育。

數(shù)控；仿真；教學(xué)改革

數(shù)控編程與操作是中職學(xué)校數(shù)控專業(yè)的核心課程，是專業(yè)人才職業(yè)能力培養(yǎng)的重要課程，直接影響到人才培養(yǎng)的質(zhì)量和學(xué)生的就業(yè)。由于各中職學(xué)校辦學(xué)條件的差異及教學(xué)改革階段的不同，各校的教學(xué)方法和手段也存在較大的區(qū)別，不少教學(xué)理念落后、改革步伐較慢的學(xué)校，對(duì)此課程還采用傳統(tǒng)單一化的教學(xué)，即單一理論教學(xué)之后再配單一的實(shí)訓(xùn)教學(xué)，把理論和實(shí)訓(xùn)劃分為兩階段執(zhí)行，在編程理論教學(xué)階段，學(xué)生難以理解，普遍感到抽象、難學(xué)，加上目前中職學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)、認(rèn)知水平，使數(shù)控編程的教學(xué)更加困難，進(jìn)而又直接影響到后續(xù)的實(shí)訓(xùn)教學(xué)，因此，不對(duì)現(xiàn)有的教學(xué)模式和教學(xué)方法進(jìn)行改革，難以提升教學(xué)質(zhì)量和人才培養(yǎng)的水平。

1　教學(xué)改革思路

為了降低數(shù)控編程與操作課程學(xué)習(xí)的難度，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，將課程由“難學(xué)”轉(zhuǎn)化為“易學(xué)”，由“苦學(xué)”轉(zhuǎn)化為“樂學(xué)”，積極提升專業(yè)技能的教學(xué)質(zhì)量，結(jié)合近年來計(jì)算機(jī)仿真教學(xué)的迅速發(fā)展及相關(guān)仿真教學(xué)軟件的不斷豐富，在中職數(shù)控專業(yè)的數(shù)控編程與操作課程中，引入虛擬的數(shù)控仿真教學(xué)手段，把數(shù)控編程理論課與計(jì)算機(jī)虛擬仿真操作實(shí)訓(xùn)有機(jī)結(jié)合起來，邊學(xué)數(shù)控編程，邊動(dòng)手實(shí)踐驗(yàn)證數(shù)控程序，把枯燥課堂教學(xué)變成寓教于樂的理論與實(shí)訓(xùn)相結(jié)合的仿真教學(xué)，并為后續(xù)的數(shù)控機(jī)床操作打下良好基礎(chǔ)。按此思路，金秀職校積極開展了數(shù)控編程與操作的教學(xué)改革實(shí)踐，收到了良好的效果。具體改革舉措及實(shí)踐方法如下：

2　把數(shù)控編程從傳統(tǒng)課堂教學(xué)改為以“技能實(shí)訓(xùn)為核心”的仿真教學(xué)

中等職業(yè)教育培養(yǎng)的是技能人才，因此應(yīng)以技能訓(xùn)練為中心來培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)能力，因此，應(yīng)堅(jiān)持“學(xué)以致用，以用促學(xué)，不斷創(chuàng)新”把數(shù)控編程用于仿真實(shí)踐中，不但檢驗(yàn)學(xué)生編程的正誤，還培養(yǎng)了學(xué)生操作能力的基礎(chǔ)。

在數(shù)控編程仿真教學(xué)中，為激發(fā)學(xué)生數(shù)控編程與操作的積極性，自新生入學(xué)開始，抓住新生入學(xué)對(duì)一切新事物好奇之際，特別是與專業(yè)有關(guān)的新知識(shí)、新技術(shù)、新設(shè)備倍感興趣的契機(jī)，從專業(yè)介紹開始，讓學(xué)生在數(shù)控仿真實(shí)訓(xùn)體驗(yàn)中切身感受數(shù)控加工的神奇效果，從而激發(fā)學(xué)生對(duì)數(shù)控專業(yè)的興趣，對(duì)數(shù)控技術(shù)的愛好，再結(jié)合具體的內(nèi)容，介紹數(shù)控編程的理論知識(shí)，再通過數(shù)控技術(shù)的發(fā)展方向及當(dāng)前制造業(yè)數(shù)控應(yīng)用的現(xiàn)狀，配以相應(yīng)的視頻短片，讓學(xué)生對(duì)數(shù)控編程有進(jìn)一步的了解和認(rèn)識(shí)，對(duì)將來從事的數(shù)控工作有初步的認(rèn)識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生重視數(shù)控編程工作[2]；其次，通過挖掘典型數(shù)控加工的案例，充分展示數(shù)控加工的強(qiáng)大功能，讓學(xué)生在體驗(yàn)中進(jìn)一步激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)和學(xué)習(xí)熱情，使學(xué)生對(duì)數(shù)控編程產(chǎn)生更加濃厚的興趣；再次，在課程教學(xué)中，盡量避免純理論內(nèi)容的說教式教學(xué)，堅(jiān)持由淺入深、由簡(jiǎn)單到復(fù)雜的教學(xué)方式，從簡(jiǎn)單的機(jī)械零件開始，課堂上先由老師根據(jù)零件進(jìn)行示范操作及講解，讓學(xué)生在聽課和觀察過程中，掌握數(shù)控編程的操作要領(lǐng)。在仿真過程中，仿真機(jī)床按照編好的數(shù)控程序，主軸轉(zhuǎn)起來，刀具開始切削工件，逼真的機(jī)床加工聲音和機(jī)床切削運(yùn)動(dòng)，工件逐漸成形，學(xué)生很容易進(jìn)入狀態(tài)，其好奇心、求知欲也會(huì)激發(fā)起來，此時(shí)，可趁機(jī)安排學(xué)生按照老師的步驟進(jìn)行仿真操作。當(dāng)學(xué)生按照步驟獨(dú)立完成零件的仿真加工而興奮不已時(shí)，及時(shí)總結(jié)并表揚(yáng)表現(xiàn)優(yōu)秀的學(xué)生，以鼓勵(lì)學(xué)生的方式激勵(lì)學(xué)生，并積極引導(dǎo)學(xué)生思考工件是如何完成加工，加工的步驟和各步的關(guān)鍵點(diǎn)是什么？，機(jī)床為什么能實(shí)現(xiàn)零件自動(dòng)加工通過此種方式，讓學(xué)生思考的同時(shí)，接著引入機(jī)床的計(jì)算機(jī)控制相關(guān)知識(shí)，計(jì)算機(jī)控制程序的概念，讓學(xué)生在系列的體驗(yàn)中，既學(xué)到了數(shù)控編程的知識(shí)，又開拓了視野，課堂中通過仿真操作，以主體方式參與教學(xué)，以技能操作訓(xùn)練為中心，全面提升了課堂的教學(xué)效果。

此外，在每一次仿真訓(xùn)練結(jié)束后，老師要及時(shí)引導(dǎo)學(xué)生思考，對(duì)于已完成仿真加工的零件，引導(dǎo)學(xué)生分析訓(xùn)練編程加工的零件還存在哪些缺點(diǎn)或者還有哪些地方需要改進(jìn)，把問題提出來并開展相互討論，相互討論和分析，再進(jìn)一步制定實(shí)施方案并把零件仿真加工出來。

3　科學(xué)地整合相關(guān)教學(xué)內(nèi)容于仿真教學(xué)中

為了進(jìn)一步提升課程教學(xué)質(zhì)量，僅利用通用的編程教材不夠的，針對(duì)數(shù)控編程課程既與傳統(tǒng)的數(shù)控編程語言、編程方法有關(guān)，還與后續(xù)實(shí)訓(xùn)教學(xué)用的數(shù)控機(jī)床有關(guān)，不同的數(shù)控機(jī)床還可能配備不同的數(shù)控系統(tǒng)，不同的數(shù)控系統(tǒng)其操作界面、操作方法還是不同的，因此，要較好地實(shí)施數(shù)控編程及操作的仿真教學(xué)，還得根據(jù)學(xué)校現(xiàn)有數(shù)控設(shè)備所配的數(shù)控系統(tǒng)、機(jī)床特點(diǎn)，選定相應(yīng)的仿真軟件，將數(shù)控編程的相關(guān)內(nèi)容與仿真軟件配合、與數(shù)控機(jī)床配合，精簡(jiǎn)教材內(nèi)容，打破教材章、節(jié)體系，重新進(jìn)行整合，形成案例式的教學(xué)資源，設(shè)計(jì)相應(yīng)的教學(xué)課件，采用錄屏軟件將仿真過程制作成相應(yīng)的教學(xué)視頻，在滿足課堂教學(xué)需要的同時(shí)，在網(wǎng)上將教學(xué)課件和教學(xué)視頻公開給學(xué)生，以便學(xué)生利用業(yè)余時(shí)間再學(xué)習(xí)和訓(xùn)練，相當(dāng)于給學(xué)生提供了很好的課外輔助老師，不僅有利于加強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練，同時(shí)，科學(xué)整合后的教學(xué)內(nèi)容也利于學(xué)生后續(xù)能很快操作機(jī)床，開始真正的數(shù)控機(jī)床加工操作。

4　在仿真實(shí)訓(xùn)的數(shù)控編程教學(xué)中重視學(xué)生的挫折教育

針對(duì)中職生源特點(diǎn)以及職業(yè)院校素質(zhì)教育的要求，如何在課堂教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的理論基礎(chǔ)知識(shí)、熟練技能及良好的職業(yè)道德，是每一門專業(yè)核心課程教學(xué)均要負(fù)起的責(zé)任。

中職生的年齡大都在15~18周歲之間，大多數(shù)學(xué)生從未經(jīng)受過任何困難，普遍存在意志不夠堅(jiān)強(qiáng)，承受挫折的能力比較弱的現(xiàn)象，所以在數(shù)控編程及機(jī)床操作教學(xué)過程中，認(rèn)真設(shè)計(jì)讓學(xué)生嘗試“挫折”的教學(xué)情境，以此來培訓(xùn)和鍛煉學(xué)生分析問題和解決問題的能力，鍛煉其意志品質(zhì)，使學(xué)生切身體驗(yàn)到只有經(jīng)過艱苦的努力，才能獲得成功；只有經(jīng)歷失敗，才能增長(zhǎng)才智的過程，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能，培養(yǎng)堅(jiān)定自信，勇于克服艱難的意志。因此，在數(shù)控編程的教學(xué)過程中，有意識(shí)地設(shè)置一些編程“陷阱”，如故意少編寫一個(gè)數(shù)控程序段，少編寫一個(gè)數(shù)控指令，編程參數(shù)輸入不正確等錯(cuò)誤，使仿真加工過程產(chǎn)生報(bào)警，無法正常加工或發(fā)生撞刀事故等現(xiàn)象，導(dǎo)致工件無法加工或加工錯(cuò)誤造成廢品，然后讓學(xué)生根據(jù)現(xiàn)象去找出原因。當(dāng)學(xué)生找到“陷阱”，真正排除了故障后，就會(huì)體驗(yàn)到“山重水復(fù)疑無路，柳暗花明又一村”，那份成功的喜悅又成為學(xué)生主動(dòng)去獲取了知識(shí)的動(dòng)力，達(dá)到素質(zhì)教育與專業(yè)教育相融合，在專業(yè)課程中實(shí)施素質(zhì)教育的目標(biāo)。

5　數(shù)控仿真教學(xué)應(yīng)構(gòu)建科學(xué)的評(píng)價(jià)體系

教學(xué)質(zhì)量的評(píng)價(jià)直接影響到學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，因此要構(gòu)建科學(xué)、合理的多元評(píng)價(jià)體系。

（1）評(píng)價(jià)要合理，同時(shí)應(yīng)有一定的彈性，標(biāo)準(zhǔn)答案不應(yīng)限于過死，范圍過小，方式過于單一，應(yīng)該合理就行。例如在一些仿真操作中，學(xué)生經(jīng)過討論和思考后得出的加工方案以及加工線路等，只要合理，加工質(zhì)量中行，效率低一些也無妨，畢竟學(xué)生還是比較缺乏生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的。

（2）既要評(píng)價(jià)數(shù)控仿真技能操作的結(jié)果，又要評(píng)價(jià)數(shù)控仿真技能操作的過程，對(duì)學(xué)生數(shù)控操作技能的熟練程度及零件加工的結(jié)果做出如實(shí)的評(píng)價(jià)，此外，還須對(duì)在技能操作過程中學(xué)生的積極參與程度中表現(xiàn)出來的個(gè)人良好品質(zhì)給予充分的肯定與表揚(yáng)，對(duì)遵守紀(jì)律，服務(wù)安排，積極主動(dòng)訓(xùn)練給予鼓勵(lì)和嘉獎(jiǎng)[3]。

（3）創(chuàng)新評(píng)價(jià)的主體和方式。對(duì)學(xué)生個(gè)人在課堂上技能操作的表現(xiàn)及成果不僅由任課教師來評(píng)價(jià)，還可以讓學(xué)生們進(jìn)行自評(píng)或互評(píng)。例如零件加工線路的制定，零件圖樣的識(shí)讀、坐標(biāo)點(diǎn)的計(jì)算等，可采用學(xué)生專項(xiàng)討論評(píng)價(jià)的方式，在小組研討中發(fā)現(xiàn)問題，分析原因，討論得出結(jié)果，把各項(xiàng)評(píng)價(jià)科學(xué)合理綜合起來，從而大大地調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性。

6　結(jié)束語

經(jīng)過近兩年的數(shù)控編程與技能訓(xùn)練的仿真教學(xué)改革與實(shí)踐，教師投入教學(xué)改革的時(shí)間和精力均較大，但收效也是十分明顯的，不僅學(xué)生對(duì)課程的學(xué)習(xí)興趣得到了充分的調(diào)動(dòng)，學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性也迅速體現(xiàn)出來，學(xué)生喜歡這種一體化的學(xué)習(xí)模式，教學(xué)方式也高效，學(xué)校也避免了過去經(jīng)常出現(xiàn)的學(xué)生在不熟悉機(jī)床操作的情況下進(jìn)行實(shí)訓(xùn)操作經(jīng)常損壞機(jī)床的現(xiàn)象，而且經(jīng)過精心設(shè)計(jì)的教學(xué)資源，對(duì)學(xué)生的素質(zhì)教育、職業(yè)能力培養(yǎng)也發(fā)揮了很好的作用，教學(xué)改革收效顯著，值得相互學(xué)習(xí)和借鑒。

[1]張延萍，杜新峰.數(shù)控仿真軟件在數(shù)控教學(xué)中的應(yīng)用技巧[J].教育教學(xué)論壇，2011，（27）：15-20

[2]黎少輝.數(shù)控加工編程教學(xué)改革中學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)[J].高等函授學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2010，（01）：60.

[3]周伯秀.數(shù)控仿真系統(tǒng)在教學(xué)中的應(yīng)用[J].職業(yè)教育研究，2007，（11）：105-108

The Teaching Reform and Practice of Numerical Control Programming and Skill Training

LONG Shu-ning1，CHEN Bing-sen2
（1.Guangxi Yao Autonomous County of Jinxiu Secondary Occupation Technical School，Guangxi Hechi 545700，China；2.Guangxi Vocational College of Water Resources and Electric Power，Nanning Guangxi 530001，China）

Through the teaching reform of vocational NC programming and operation simulation teaching，change the traditional teaching mode，the practice of edutainment，active learning NC programming teaching mode，so as to stimulate students’interest in learning，enhance the quality of education in the teaching of professional courses.

numerical control；simulation；teaching reform

G632

B

1672-545X（2016）10-0220-02

2016-07-10

龍書寧（1969-），男，廣西金秀人，中教一級(jí)，研究方向：數(shù)控技術(shù)方面。