淺談如何提高《數(shù)控編程與操作》的教學(xué)效果

廖晶晶 南平技師學(xué)院機械系

前言：《數(shù)控編程與操作》的內(nèi)容包括數(shù)控技術(shù)、數(shù)控編程、數(shù)控加工、設(shè)備操作、工藝工裝等，還包括對相應(yīng)設(shè)備設(shè)施與器具設(shè)備的使用，而這些內(nèi)容的教學(xué)，盡管十分強調(diào)理論與實踐的結(jié)合，但依舊十分枯燥，為此，在中職院校教育教學(xué)中還需要教師采取適當(dāng)方法提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，進而采取有效策略提高教學(xué)效果。

1 提高中職學(xué)生對《數(shù)控編程與操作》的學(xué)習(xí)興趣

1.1 運用先進技術(shù)，激發(fā)學(xué)生好奇

在信息技術(shù)與計算機技術(shù)高速發(fā)展的今天，《數(shù)控編程與操作》在教育教學(xué)過程中可以充分運用先進的教學(xué)技術(shù)與教學(xué)方法，提高教學(xué)的生動性與趣味性，從而吸引學(xué)生的關(guān)注，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。比如，教師可以利用多媒體教學(xué)設(shè)備，通過更加立體、形象、生動地表現(xiàn)方式，向?qū)W生們演示數(shù)控編程與操作在自動化機床上的動作與表現(xiàn)，從而提高教學(xué)內(nèi)容的生動性，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。另外，教師還可以通過計算機數(shù)控仿真軟件輔助教學(xué)，將學(xué)生編寫的數(shù)控程序直接通過數(shù)控仿真軟件模擬展示出來，也可以直觀地看出學(xué)生的程序編寫錯誤。相較于傳統(tǒng)教學(xué)方式而言，利用計算機數(shù)控仿真軟件進行教學(xué)，可以更加直觀而形象地向?qū)W生展示零件的加工過程，幫助學(xué)生更好地了解如何實現(xiàn)毛坯向成品的轉(zhuǎn)變，同時通過這種方式，學(xué)生的學(xué)習(xí)與操作結(jié)果都可以通過計算機軟件進行展示，每一次展示都有相應(yīng)的結(jié)果，學(xué)生就可以“看到”自己的學(xué)習(xí)成果，這種類似于“任務(wù)教學(xué)法”的仿真軟件，可以給學(xué)生以學(xué)習(xí)的成就感，從而進一步提高學(xué)生對于這門學(xué)科的興趣。

1.2 理論結(jié)合實踐，吸引學(xué)生關(guān)注

《數(shù)控編程與操作》課程的教學(xué)過程中，十分強調(diào)對于學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)，為此，教師應(yīng)當(dāng)充分運用“理實一體化”的先進教學(xué)理念，將理論教學(xué)與實踐教學(xué)相結(jié)合，不僅培養(yǎng)學(xué)生的理論基礎(chǔ)，還要培養(yǎng)學(xué)生的動手能力，以突破傳統(tǒng)教學(xué)重視理論而輕視實踐的桎梏，突出對學(xué)生專業(yè)技能與動手能力的培養(yǎng)。一般來說，理實一體化教學(xué)通常會采用講授法、演示法與練習(xí)法相結(jié)合的形式進行教學(xué)。就像初高中學(xué)生對化學(xué)實驗最感興趣一樣，理實一體化教學(xué)也可以通過演示與練習(xí)來調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

以車削模塊的教學(xué)為例，教師在講授里理論知識與技術(shù)工法之外，要求學(xué)習(xí)小組將φ50mm×80mm規(guī)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(chǎn)生一定的廢品零件，學(xué)生們需要以小組為單位，對廢品零件產(chǎn)生的原因進行分析，明確其中成因，并提交練習(xí)報告。通過這種方式，學(xué)生得以通過實踐練習(xí)來驗證自身所學(xué)，實踐水平就得以提升。

2 提高《數(shù)控編程與操作》教學(xué)效果的策略

2.1 項目教學(xué)法的應(yīng)用

《數(shù)控編程與操作》課程是一門強調(diào)理論教學(xué)與實踐操作相結(jié)合的學(xué)科，為此在實際的教學(xué)中，可以通過理實一體化教學(xué)方法，突出對學(xué)生的實踐教學(xué)，從而提高學(xué)生的實踐操作能力]。在開展理實一體化教學(xué)的過程中，教師可以采用項目教學(xué)法，并輔之以任務(wù)驅(qū)動機制、小學(xué)合作學(xué)習(xí)等多種教學(xué)方式，將學(xué)生作為教學(xué)活動的主體，培養(yǎng)學(xué)生的主動思考能力與團隊協(xié)作能力，以更好地起到教學(xué)效果。

2.1.1 教學(xué)內(nèi)容的確定

走訪了多家機械制造企業(yè)與幾點企業(yè)，深度訪問經(jīng)驗豐富的專家學(xué)者，分析《數(shù)控編程與操作》中機械制造、數(shù)控加工與工裝設(shè)計等工作的技術(shù)要求，并確定教學(xué)任務(wù)：具備數(shù)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(dāng)前的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)規(guī)范，以標(biāo)準(zhǔn)化與規(guī)范化為技術(shù)應(yīng)用原則，使學(xué)生具備足夠的理論知識與實操能力。為此確定課程內(nèi)容，包括：數(shù)控機床、數(shù)控銑床、數(shù)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(xué)法的實踐

將學(xué)生作為教學(xué)活動的主體，充分調(diào)動并發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，培養(yǎng)學(xué)生主動思考與自主學(xué)習(xí)的能力，結(jié)合小學(xué)學(xué)習(xí)模式，培養(yǎng)學(xué)生的集體意識與協(xié)作能力，以便于更好地適應(yīng)社會對于數(shù)控編程與操作人才的需求。為此，首先將學(xué)生劃分為若干學(xué)習(xí)小組，在分組之前，對學(xué)生進行摸底考試，以明確每個學(xué)生在專業(yè)方面的基本能力，進而按照優(yōu)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(chǔ)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(wù)。

在小組探索與實踐的過程中，教師應(yīng)當(dāng)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(xiàn)，如果小組遇到困難與問題，則教師需要對小組進行引導(dǎo)與啟發(fā)哦，幫助小組應(yīng)對困難并解決問題，為學(xué)生進行答疑解惑。同時，教師也需要掌控教學(xué)與實踐的進程。與此同時，教師還應(yīng)該確定學(xué)時，可以將每個教學(xué)設(shè)定為4個學(xué)時，在實際的教學(xué)任務(wù)中還應(yīng)當(dāng)包含若干子任務(wù)，并充分實現(xiàn)“理實一體化”教學(xué)?？梢詫⒚恳粋€子任務(wù)按照“理論基礎(chǔ)”“工藝工法”“編程技術(shù)”“加工操作”四個模塊進行教學(xué)，循序漸進地幫助學(xué)生更好地將理論知識應(yīng)用于實踐操作當(dāng)中。

例如，對于“復(fù)合循環(huán)指令”的教學(xué)項目，教師需要首先明確教學(xué)重點與難點，進而按照“理論基礎(chǔ)”“工藝工法”“編程技術(shù)”“加工操作”，教師首先向?qū)W生講授“理論基礎(chǔ)”“工藝工法”“編程技術(shù)”，而“加工操作”就需要學(xué)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(shù)控編程與操作》課程的教學(xué)過程中，采用項目教學(xué)法，運用“理實一體化”教學(xué)理論，以行動為教學(xué)導(dǎo)向，注重對學(xué)生實踐能力與動手能力的培養(yǎng)，因此可采用過程考核法，在實踐教學(xué)的過程中，實時跟蹤考察學(xué)生的表現(xiàn)，根據(jù)學(xué)生的專業(yè)能力、操作水平、寫作能力等實踐表現(xiàn)，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(xué)生對《數(shù)控編程與操作》學(xué)習(xí)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(jié)合，按照40%：60%的你離進行分數(shù)劃分，共同組成學(xué)生的最終考核成績。教師在這個過程中，要及時記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)情況與行動能力的提升情況。

2.2 知識可視化教學(xué)策略的應(yīng)用

2.2.1 運用思維導(dǎo)圖，厘清知識脈絡(luò)

知識可視化教學(xué)是當(dāng)前較為熱門的教學(xué)方法，也是一種信息技術(shù)在教學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用，是利用視野表征來加強知識之間的關(guān)聯(lián)性，將教學(xué)過程中難以言喻與難以理解的教學(xué)內(nèi)容，通過圖像與線條等可視化方法加以表現(xiàn)，以具象化的方式幫助學(xué)生了解抽象化的內(nèi)容。知識可視化教學(xué)中，思維導(dǎo)圖是其中較為常用的圖形工具，是利用發(fā)射性思維，將與主題相關(guān)的知識層級圖的形式表現(xiàn)出來，通過不同顏色、不同線條、不同模塊在各種知識內(nèi)容上面建立知識鏈接，從而梳理知識關(guān)系，將各種瑣碎的關(guān)系進行有效串聯(lián)，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(dǎo)圖，以更好地幫助學(xué)生理解知識之間的關(guān)系。以“軸類零件數(shù)據(jù)加工”的教學(xué)為例，如圖1所示，通過這樣的思維導(dǎo)圖，將“軸類零件數(shù)據(jù)加工”這一知識點進行分解，劃分為“項目分析”“工藝編制”“生產(chǎn)準(zhǔn)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(jié)構(gòu)”“精度要求”等等，通過這樣的不斷細分，幫助學(xué)生由大及小地厘清知識脈絡(luò)，使學(xué)生更加系統(tǒng)地掌握知識點。

圖 1 軸類零件數(shù)據(jù)加工思維導(dǎo)圖

2.2.2運用虛擬仿真模擬加工技術(shù)

《數(shù)控編程與操作》課程的教學(xué)，其最終目的在于使學(xué)生掌握足夠的數(shù)控編程與操作技術(shù)，因此對于學(xué)生的操作能力與實踐能力有較高的要求。數(shù)控機床加工過程中，存在一定的安全隱患，為了保障學(xué)生的生命財產(chǎn)安全，避免數(shù)控機床發(fā)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(shù)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(shù)控機床生產(chǎn)加工的全部環(huán)節(jié)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(xué)生的操作能力與技術(shù)應(yīng)用能力。

2.3 分層式教學(xué)模式的應(yīng)用

采用分層式教學(xué)模式，在零件加工中，教師可以按照編程與學(xué)習(xí)難度將其劃分為不同難度層級的指令，學(xué)生可以根據(jù)自己的學(xué)習(xí)水平與理解能力，選擇相應(yīng)的難度層級進行學(xué)習(xí)，學(xué)生可以根據(jù)自己的學(xué)習(xí)情況與理解情況，逐步提升難度層級，層層遞進地實現(xiàn)對相關(guān)知識的全面理解。又或者，教師結(jié)合遠程教學(xué)與翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式，進一步提高學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)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(dǎo)學(xué)生自行通過網(wǎng)絡(luò)渠道的遠程教學(xué)進行學(xué)習(xí)，參考相應(yīng)的教學(xué)課件與教學(xué)視頻，通過遠程教學(xué)的方式來理解相應(yīng)的指令，完成初步學(xué)習(xí)。學(xué)生可以通過網(wǎng)絡(luò)渠道向教師反饋教學(xué)過程中產(chǎn)生的疑問，教師經(jīng)過歸納與總結(jié)之后，在教學(xué)過程中進行統(tǒng)一講解，可以將軸類零件按照復(fù)雜程度劃分為三個等級，包括簡單零件、普通零件與復(fù)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(fù)雜零件的編程不作統(tǒng)一要求，理解能力與認知水平足夠的學(xué)生重點理解。

3 結(jié)束語

《數(shù)控編程與操作》課程的教學(xué)強調(diào)對學(xué)生理論與實踐知識的培養(yǎng)，而在教學(xué)過程中，教師需要大力提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，進而可以采用項目教學(xué)法、知識可視化教學(xué)模式與分層式教學(xué)模式，在提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的基礎(chǔ)上，采用更加行之有效的教學(xué)方式，提高奠定學(xué)生的理論基礎(chǔ)，提高學(xué)生的實踐水平。