數(shù)控加工仿真系統(tǒng)在數(shù)控教學(xué)中的應(yīng)用

吳積成

摘要：科學(xué)技術(shù)背景下，數(shù)控加工技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，顯著提升了機(jī)械的制造水平、制造效率等?；跀?shù)控課程的使用性，不僅僅要關(guān)注學(xué)生理論知識(shí)教學(xué)，還要全面提升學(xué)生的實(shí)踐操作能力。但是在具體的數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，受到多種因素的制約，致使數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)效果不佳。面對(duì)這一現(xiàn)狀，可靈活運(yùn)用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)，全面提升數(shù)控教學(xué)的有效性。在本論文中，筆者以數(shù)控教學(xué)作為研究中心，針對(duì)數(shù)控加工仿真系統(tǒng)在其教學(xué)中的具體應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)的研究和分析。

關(guān)鍵詞：數(shù)控;實(shí)訓(xùn)教學(xué);數(shù)控加工仿真系統(tǒng);應(yīng)用策略

0? 引言

中職院校作為人才培養(yǎng)的重要場(chǎng)所，要求教師在強(qiáng)化課堂教學(xué)時(shí)，應(yīng)緊緊圍繞當(dāng)前的社會(huì)需求，借助有效的實(shí)訓(xùn)教學(xué)，促使學(xué)生在實(shí)訓(xùn)的過程中，不斷提升學(xué)生的實(shí)踐操作能力。但是就當(dāng)前的中職院校數(shù)控教學(xué)為例，依然沒有擺脫傳統(tǒng)教學(xué)模式的束縛，依然是按照教材中的內(nèi)容，對(duì)學(xué)生進(jìn)行理論知識(shí)灌輸。而數(shù)控技術(shù)作為一門實(shí)用性的課程，單純地進(jìn)行理論知識(shí)講解，很難提升人才的培養(yǎng)質(zhì)量。面對(duì)這一現(xiàn)狀，通過數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的運(yùn)用，可促使學(xué)生在模擬仿真技術(shù)的幫助下，對(duì)數(shù)控運(yùn)作過程進(jìn)行了直觀地了解，并促使學(xué)生在數(shù)控加工仿真系統(tǒng)中，發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，最終提升學(xué)生的實(shí)踐操作能力。

1? 中職院校數(shù)控教學(xué)現(xiàn)狀分析

數(shù)控技術(shù)是一種新型的現(xiàn)代化技術(shù)，已經(jīng)在現(xiàn)代制造業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用，是推動(dòng)生產(chǎn)自動(dòng)化、柔性化、集成化的基礎(chǔ)。中職院校作為培養(yǎng)數(shù)控教學(xué)的重要場(chǎng)所，在傳統(tǒng)的人才培養(yǎng)模式下，受到多種因素的制約，致使人才培養(yǎng)效果不佳。具體來說，集中體現(xiàn)在：①教學(xué)目標(biāo)定位片面。中職院校在進(jìn)行數(shù)控教學(xué)的過程中，依然以理論知識(shí)教學(xué)為主要目標(biāo)，忽視了學(xué)生的實(shí)訓(xùn)教學(xué)。如此一來，學(xué)生雖然獲得了一定的理論知識(shí)，但自身的實(shí)踐操作能力相對(duì)比較弱，根本無法滿足這一學(xué)科的人才培養(yǎng)需求;②數(shù)控實(shí)訓(xùn)設(shè)備不足。中職院校在當(dāng)前的數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，由于學(xué)校的實(shí)訓(xùn)設(shè)備有限、數(shù)控軟件比較陳舊等，學(xué)生缺乏實(shí)際訓(xùn)練，嚴(yán)重制約了數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)的效果;③教學(xué)模式單一。教學(xué)方式是影響課堂教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵性因素。就當(dāng)前中職院校數(shù)控教學(xué)現(xiàn)狀來說，教師所采用的教學(xué)手段和方法比較單一、陳舊，不僅無法激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，還會(huì)導(dǎo)致學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)理解不夠充分。另外，加之課堂教學(xué)時(shí)間有限，教師常常會(huì)忽視實(shí)訓(xùn)教學(xué)這一環(huán)節(jié)。如此一來，致使中職院校數(shù)控教學(xué)效果不佳[1]。

2? 數(shù)控加工仿真系統(tǒng)與數(shù)控教學(xué)分析

2.1 數(shù)控加工仿真系統(tǒng)概述

數(shù)控加工仿真系統(tǒng)作為一種軟件應(yīng)用系統(tǒng)，主要是借助計(jì)算機(jī)技術(shù)，針對(duì)數(shù)控加工的過程進(jìn)行模擬，通過數(shù)控加工仿真系統(tǒng)，可以借助三維動(dòng)態(tài)的模式，將數(shù)控加工過程逼真地呈現(xiàn)出來。在這一過程中，有效加深了學(xué)生對(duì)數(shù)控加工知識(shí)的認(rèn)識(shí)。同時(shí)，學(xué)生在逼真的三維動(dòng)態(tài)模式下，也獲得了最為真實(shí)的感受，在很大程度上提升了學(xué)生的實(shí)踐操作能力。

2.2 數(shù)控加工仿真系統(tǒng)在數(shù)控教學(xué)中應(yīng)用價(jià)值分析

數(shù)控加工仿真系統(tǒng)作為一種新型的教學(xué)軟件，將其應(yīng)用到數(shù)控教學(xué)中，增加了實(shí)踐教學(xué)的比例，也促使學(xué)生數(shù)控加工仿真系統(tǒng)中，提升了自身的實(shí)踐操作能力，顯著提升了人才培養(yǎng)質(zhì)量。

首先，給學(xué)生提供了實(shí)訓(xùn)操作的機(jī)會(huì)。在數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，受到課程特點(diǎn)的制約，學(xué)校必須要具備足夠?qū)嵱?xùn)設(shè)備作為基礎(chǔ)和保障。但是在調(diào)查中顯示，多數(shù)學(xué)校都不具備這一條件，其實(shí)訓(xùn)設(shè)備數(shù)量有限，學(xué)生常常需要排隊(duì)才能更好地體驗(yàn)實(shí)踐操作。如此一來，不僅僅浪費(fèi)了大量的學(xué)習(xí)時(shí)間，也在很大程度上制約了實(shí)訓(xùn)的效果，致使數(shù)控的實(shí)訓(xùn)教學(xué)逐漸淪落為形式主義者。面對(duì)這一現(xiàn)狀，通過數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的應(yīng)用，學(xué)生可通過電腦智能終端，借助這一仿真系統(tǒng)即可完成相關(guān)的實(shí)訓(xùn)操作。如此一來，徹底避免了傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)設(shè)備缺乏的現(xiàn)狀，促使學(xué)生仿真系統(tǒng)的實(shí)訓(xùn)的過程中，提升了自身的實(shí)踐操作能力。

其次，加深了理論知識(shí)的理解。通過數(shù)控仿真系統(tǒng)的應(yīng)用，學(xué)生在電腦軟件操作的過程中，不僅提升了自身的實(shí)踐操作能力，也促使學(xué)生在實(shí)踐操作的過程中，在直觀、具體的感知中，加深了對(duì)理論知識(shí)的理解，顯著提升了學(xué)習(xí)效果[2]。

再次，提升了學(xué)生的問題解決和分析能力。在數(shù)控教學(xué)中，通過數(shù)控仿真系統(tǒng)的應(yīng)用，可將整個(gè)加工過程模擬出來，學(xué)生在對(duì)整個(gè)數(shù)控加工過程進(jìn)行詳細(xì)觀看的過程中，及時(shí)發(fā)現(xiàn)操作中存在的問題，并及時(shí)加以解決;還可以促使學(xué)生在反復(fù)操作的過程中，針對(duì)仿真系統(tǒng)提出的操作失誤原因，促使學(xué)生對(duì)其展開分析，最終對(duì)其進(jìn)行解決。如此一來，顯著提升了學(xué)生解決問題、分析問題的能力。

最后，節(jié)約了教學(xué)成本，提升了實(shí)踐的安全性。數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)必須要依托于一定的設(shè)備，學(xué)校必須要投入大量的資金，才能保障數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)的效果。但是在實(shí)際教學(xué)中，由于中職院校經(jīng)費(fèi)有限，根本無法滿足數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)的需求。而通過數(shù)控仿真系統(tǒng)的應(yīng)用，有效彌補(bǔ)了學(xué)校缺乏設(shè)備的現(xiàn)狀，節(jié)約了資金的投入，提升了數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)的質(zhì)量;另一方面，在以往的數(shù)控實(shí)訓(xùn)操作的過程中，如果采用真實(shí)的機(jī)械展開操作，學(xué)生一旦在實(shí)踐的過程中出現(xiàn)任何失誤現(xiàn)象，就會(huì)導(dǎo)致其出現(xiàn)危險(xiǎn)性。而通過數(shù)控仿真系統(tǒng)的應(yīng)用，有效彌補(bǔ)了這一缺陷，顯著提升了數(shù)控實(shí)訓(xùn)中的安全性[3]。

3? 數(shù)控加工仿真系統(tǒng)在數(shù)控教學(xué)中的具體應(yīng)用

3.1 精心選擇數(shù)控加工仿真系統(tǒng)

精心選擇數(shù)控加工仿真系統(tǒng)是確保其應(yīng)用的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。具體來說，由于數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的種類比較多，且軟件的類型有所不同。因此，在具體應(yīng)用仿真系統(tǒng)開展教學(xué)之前，必須要精心選擇最佳的仿真系統(tǒng)。具體來說，教師在選擇數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的時(shí)候，應(yīng)根據(jù)教材中選用的數(shù)控系統(tǒng)，選擇與其相符合中的數(shù)控加工仿真系統(tǒng)，只有確保兩者之間的契合度，才能促使學(xué)生在真實(shí)的體驗(yàn)中，更好地開展實(shí)訓(xùn)學(xué)習(xí)。例如，當(dāng)前比較火熱的數(shù)控仿真系統(tǒng)比較多，以北京洛克的VNUC、南京航宇為典型代表，針對(duì)不同數(shù)控仿真系統(tǒng)的特點(diǎn)，結(jié)合具體的數(shù)控實(shí)訓(xùn)內(nèi)容，可結(jié)合北京洛克的VNUC的優(yōu)勢(shì)，將其應(yīng)用到數(shù)控教學(xué)、車床教學(xué)、數(shù)控加工教學(xué)等不同的環(huán)節(jié)中，借助其優(yōu)勢(shì)，強(qiáng)化數(shù)控實(shí)訓(xùn)的課堂教學(xué)效果;另外，教師在選擇數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的過程中，還要關(guān)注具體的教學(xué)進(jìn)度，以及學(xué)生的實(shí)踐操作能力等，選擇具有實(shí)際價(jià)值的數(shù)控加工仿真系統(tǒng)，確保教學(xué)的有效性。

3.2 數(shù)控加工仿真系統(tǒng)在理論知識(shí)教學(xué)中的具體應(yīng)用

理論知識(shí)是開展數(shù)控學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)和關(guān)鍵，學(xué)生只有掌握扎實(shí)的理論基礎(chǔ)知識(shí)，才能更好地開展實(shí)踐操作，最終提升學(xué)生的實(shí)踐操作能力，實(shí)現(xiàn)學(xué)生的全面發(fā)展?；趥鹘y(tǒng)理論知識(shí)教學(xué)模式下，課堂教學(xué)效果不佳的現(xiàn)狀，應(yīng)靈活運(yùn)用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)，強(qiáng)化理論知識(shí)教學(xué)效果。一方面，基于單純理論知識(shí)教學(xué)模式下，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣低下的現(xiàn)狀，可靈活運(yùn)用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)，借助三維圖的模式，將整個(gè)數(shù)控加工的過程直觀地呈現(xiàn)在學(xué)生面前。如此一來，學(xué)生在數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的直觀感知下，深化了對(duì)抽象知識(shí)的理解，也最大限度喚醒了學(xué)生的求知欲望;另一方面，從數(shù)控學(xué)習(xí)中的重難點(diǎn)來說，通過數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的應(yīng)用，通過三維的方式，將抽象的重難點(diǎn)知識(shí)直觀化、簡(jiǎn)單化，使得整個(gè)教學(xué)過程更加逼真，促使學(xué)生在直觀感知的過程中，完成重難點(diǎn)的理解，顯著提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果[4]。

3.3 數(shù)控加工仿真系統(tǒng)在數(shù)控編程操作中的應(yīng)用

在數(shù)控教學(xué)中，僅僅在課堂上進(jìn)行理論知識(shí)教學(xué)，或者進(jìn)行演示，難以提升學(xué)生的實(shí)踐操作能力，根本無法滿足當(dāng)前的數(shù)控教學(xué)需求。同時(shí)，針對(duì)零件尺寸、過程、參數(shù)、刀具等數(shù)控機(jī)床加工中所需要的信息，必須要在一定的編碼操作中，才能更好地執(zhí)行數(shù)控命令。但是這一部分的內(nèi)容，對(duì)象學(xué)生的思維能力、專業(yè)技術(shù)等要求相對(duì)比較高。另外，學(xué)生完成編碼之后，還需要教師的審批，才能確認(rèn)是否正確。在這種情況下，教師在逐個(gè)查閱的過程中，不僅僅內(nèi)容比較繁瑣，甚至還無法將其中的錯(cuò)誤找出來。面對(duì)著這一現(xiàn)狀，教師在優(yōu)化數(shù)控教學(xué)時(shí)，教師可給學(xué)生布置相關(guān)的編程課題，學(xué)生在則電腦上，完成相關(guān)程序的編制、導(dǎo)入、軌跡觀察、仿真加工、預(yù)測(cè)等，最終提升數(shù)控編程的學(xué)習(xí)效果。

3.4 數(shù)控加工仿真系統(tǒng)在實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用

在具體的數(shù)控教學(xué)中，基于這一課程的特點(diǎn)，實(shí)踐教學(xué)是其中最為重要的環(huán)節(jié)，也是提升學(xué)生實(shí)踐操作技能的關(guān)鍵。在以往的數(shù)控實(shí)踐操作中，教師基本上都是給學(xué)生提供一個(gè)具有加工難度的零件圖紙，要求學(xué)生圍繞這一零件圖紙，將相關(guān)的加工工藝規(guī)程、加工程序等編寫出來。但是由于學(xué)校的實(shí)踐設(shè)備有限，常常無法滿足實(shí)踐學(xué)習(xí)的需求。在這種情況下，多數(shù)學(xué)校都是采用口述的方式進(jìn)行。如此一來，致使數(shù)控實(shí)踐教學(xué)效果不佳，難以真正提升學(xué)生的實(shí)踐操作能力。面對(duì)這一現(xiàn)狀，可靈活運(yùn)用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)，引領(lǐng)學(xué)生在圍繞設(shè)計(jì)圖紙，完成工工藝規(guī)程、加工程序的編寫之后，就可以借助這一仿真系統(tǒng)，選擇刀具、對(duì)刀、參數(shù)設(shè)置、自動(dòng)加工效果、零件測(cè)量等，對(duì)其進(jìn)行判定，看其是否科學(xué)、是否合理。如此一來，真正實(shí)現(xiàn)了學(xué)生的實(shí)踐操作能力[5]。

4? 數(shù)控加工仿真系統(tǒng)在數(shù)控教學(xué)應(yīng)用注意事項(xiàng)

在中職院校的數(shù)控教學(xué)中，雖然數(shù)控加工仿真系統(tǒng)具有極高的應(yīng)用價(jià)值，可最大限度激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，強(qiáng)化學(xué)習(xí)效果等，但是在應(yīng)用的過程中，不可避免地存在一定的問題。面對(duì)這一現(xiàn)狀，教師在運(yùn)用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)強(qiáng)化數(shù)控教學(xué)時(shí)，還應(yīng)注意以下兩個(gè)問題：

第一，不要過分依賴軟件。雖然數(shù)控加工仿真系統(tǒng)在數(shù)控教學(xué)中，具有顯著的優(yōu)勢(shì)。但是信息軟件再好，與實(shí)物之間還是存在顯著的差距。因此，教師在開展教學(xué)時(shí)，不能全部依賴數(shù)控加工仿真軟件，必須要明確其在課堂教學(xué)中的輔助地位。一方面，針對(duì)仿真系統(tǒng)教學(xué)中不會(huì)出現(xiàn)危險(xiǎn)性的現(xiàn)狀，還應(yīng)關(guān)注學(xué)生的安全教育，使得學(xué)生在教育中明確，數(shù)控實(shí)際操作中，存在一定的危險(xiǎn)性;另一方面，在數(shù)控加工仿真系統(tǒng)中，學(xué)生常常在訓(xùn)練的過程中，產(chǎn)生一定的依賴心理，在學(xué)習(xí)中常常出現(xiàn)沾沾自喜、放松等現(xiàn)象，嚴(yán)重制約了學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量。面對(duì)這一現(xiàn)狀，教師還應(yīng)在數(shù)控加工仿真系統(tǒng)下，明確仿真操作與實(shí)際操作之間存在的差異性。

第二，在借助數(shù)控加工仿真系統(tǒng)開展數(shù)控教學(xué)的時(shí)候，不可避免地會(huì)出現(xiàn)多種不可預(yù)見的問題，及時(shí)發(fā)現(xiàn)這些問題，并對(duì)其展開處理，確保數(shù)控加工仿真性系統(tǒng)在教學(xué)中的應(yīng)用效果[6]。

5? 結(jié)束語

綜上所述，通過數(shù)控加工仿真系統(tǒng)在數(shù)控教學(xué)中的運(yùn)用，最大限度激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，強(qiáng)化了學(xué)習(xí)效果，顯著提升了學(xué)生的實(shí)踐操作能力。因此，基于數(shù)控課程的特點(diǎn)，為了全面提升學(xué)生的實(shí)踐操作能力，必須要立足于數(shù)控課程教學(xué)現(xiàn)狀，結(jié)合數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，精心選擇數(shù)控加工仿真系統(tǒng)，并將其靈活運(yùn)用到理論知識(shí)、數(shù)控編程操作、實(shí)踐教學(xué)中，全面提升課堂教學(xué)的有效性。

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