《數(shù)控加工》課程的教學(xué)改革嘗試*

林旭群 方迪成

（汕頭職業(yè)技術(shù)學(xué)院 廣東 汕頭 515078）

《數(shù)控加工》課程的教學(xué)改革嘗試*

林旭群 方迪成

（汕頭職業(yè)技術(shù)學(xué)院 廣東 汕頭 515078）

在機(jī)械CAD/CAM專業(yè)《數(shù)控加工》課程教學(xué)中，采用數(shù)控加工仿真軟件進(jìn)行輔助教學(xué)，將自動編程與手工編程兩者相結(jié)合，嘗試課程教學(xué)與職業(yè)技能鑒定相結(jié)合，推行“雙證書”制度等，本文論述了這一系列的教學(xué)改革，并以實(shí)踐證明，這一系列教學(xué)改革對提高課程教學(xué)質(zhì)量有明顯的效果。

《數(shù)控加工》；CAD/CAM專業(yè)；課程改革

數(shù)控加工技術(shù)是對傳統(tǒng)制造業(yè)進(jìn)行升級的新興技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)CAD/CAM、FMS以及智能制造等現(xiàn)代制造的關(guān)鍵。進(jìn)入21世紀(jì)以來,數(shù)控加工原理、數(shù)控編程與加工在機(jī)械制造業(yè)中應(yīng)用越來越廣泛，使機(jī)械制造不斷提高精度和效率，同時也對技術(shù)人員提出了更高的要求。機(jī)械CAD/CAM專業(yè)是培養(yǎng)生產(chǎn)第一線的CAD/CAM技術(shù)專業(yè)人才的主要源泉，我院已創(chuàng)辦機(jī)械CAD/CAM專業(yè)數(shù)年，在此過程中，不斷地探索如何使學(xué)生在學(xué)習(xí)機(jī)械CAD/CAM專業(yè)的主干課程《數(shù)控加工》課程時，既能增強(qiáng)對CAD/CAM原理的理解，又能增強(qiáng)動手能力的培養(yǎng)，為此，進(jìn)行了《數(shù)控加工》課程的教學(xué)改革，并取得了顯著成效。

使用數(shù)控加工仿真軟件進(jìn)行輔助教學(xué)

《數(shù)控加工》是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造專業(yè)的主干專業(yè)課。它的前導(dǎo)課程有：《金屬工藝學(xué)》、《機(jī)械制造工藝》、《公差與配合》、《液壓與氣動》、《機(jī)械 CAD/ CAM原理》等，后續(xù)課程有《MasterCAM自動編程》、《Pro/E基礎(chǔ)》等?！稊?shù)控加工》課程教學(xué)分三階段進(jìn)行：第一階段主要介紹數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)與原理；第二階段介紹數(shù)控加工工藝與編程；第三階段進(jìn)行數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)。數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)與原理的學(xué)習(xí)有助于學(xué)生了解什么是數(shù)控、數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)、與普通機(jī)床的區(qū)別，這些知識對數(shù)控加工工藝與編程的學(xué)習(xí)起著承前啟后的作用，是操作數(shù)控機(jī)床必需的理論基礎(chǔ)，而數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)能加深學(xué)生對數(shù)控原理和數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)的了解。

《數(shù)控加工》課程實(shí)踐性強(qiáng)，對于缺少實(shí)際加工經(jīng)驗(yàn)的學(xué)生而言，內(nèi)容會顯得枯燥，為了達(dá)到教學(xué)目的，我們進(jìn)行了一系列的探索和改革。首先是對《數(shù)控加工》中所涉及的工藝與編程方面的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行教學(xué)改革：（1）在教材原有的只介紹數(shù)控車床編程與加工的基礎(chǔ)上增加了數(shù)控銑床的編程與加工。（2）對課程內(nèi)容進(jìn)行了擴(kuò)充，我們介紹了廣州數(shù)控與FANUC兩個不同的數(shù)控系統(tǒng)及其操作，還對數(shù)控加工工藝、數(shù)控刀具的選擇、加工切削用量的選用、數(shù)控加工工藝路線的安排等進(jìn)行了重點(diǎn)強(qiáng)化，使學(xué)生學(xué)好、掌握好重點(diǎn)的實(shí)戰(zhàn)知識。（3）適度介紹了一些MasterCAM自動編程的知識，以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)今后的工作信心。

在教學(xué)中，融教、學(xué)、做于一體，形式靈活。如采用多媒體教學(xué)，動畫演示，或到車間現(xiàn)場教學(xué)，邊講邊做，學(xué)生印象深刻。在入門教學(xué)時，采用數(shù)控仿真軟件，學(xué)生學(xué)習(xí)完一些編程與操作的內(nèi)容后，可以在仿真軟件上進(jìn)行仿真操作，非常直觀，使得學(xué)生能夠很快理解教學(xué)內(nèi)容，學(xué)習(xí)興趣顯著提升。課程教學(xué)中期，播放數(shù)控加工的視頻，彌補(bǔ)高檔數(shù)控設(shè)備的不足，開拓學(xué)生視野。在講解循環(huán)加工指令時，制作動畫幫助學(xué)生理解刀具的移動路徑。在課程教學(xué)的整個過程，使用加工仿真軟件進(jìn)行輔助教學(xué)，讓學(xué)生在計(jì)算機(jī)仿真操作中，熟悉數(shù)控編程指令的正確運(yùn)用，避免出現(xiàn)加工事故。

數(shù)控實(shí)訓(xùn)是一個非常重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，是對理論的檢驗(yàn)。實(shí)訓(xùn)過程中，在嚴(yán)格保證安全生產(chǎn)的前提下，對數(shù)控機(jī)床操作實(shí)訓(xùn)提出一系列的教學(xué)要求，主要表現(xiàn)在增加學(xué)生磨削刀具的實(shí)訓(xùn)。學(xué)生懂得了刀具對于加工的重要性，通過刃磨刀具，學(xué)生鞏固了以前學(xué)過的《金屬工藝學(xué)》內(nèi)容，加深了對刀具的幾個角度的理論認(rèn)識。通過一條龍的訓(xùn)練，學(xué)生能從容面對數(shù)控車床操作中級工的職業(yè)資格考試，通過省技能鑒定考核，由省選派考評員監(jiān)考，隨機(jī)抽取考題，先經(jīng)上機(jī)理論考試，再經(jīng)上機(jī)仿加工，再到數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行實(shí)際加工，學(xué)生應(yīng)準(zhǔn)備刀具坯料。教師、學(xué)生高度重視，職業(yè)資格證書考核檢驗(yàn)了學(xué)生的數(shù)控操作水平，同時也檢驗(yàn)了我院的教學(xué)質(zhì)量。

自動編程與手工編程兩者緊密結(jié)合提高教學(xué)質(zhì)量

數(shù)控編程的方法有手工編程和軟件自動編程兩種，手工編程可用于形狀相對簡單的二維加工，軟件自動編程主要用于復(fù)雜的三維曲面加工。手工編程是學(xué)生必須掌握的基本技能。通過手工編程能加深對數(shù)控系統(tǒng)特性的理解，最大限度地發(fā)揮數(shù)控設(shè)備的功能。手工編程也是運(yùn)用軟件自動編程的基本功。數(shù)控車床中級操作工資格考試以及全國數(shù)控技能競賽的考核內(nèi)容之一就是手工編程，手工編程培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，引導(dǎo)學(xué)生思考如何利用數(shù)控系統(tǒng)的功能，主動探索手工編程原理、技巧，鍛煉學(xué)生運(yùn)用宏程序的能力。在掌握手工編程的基礎(chǔ)上，學(xué)生就能靈活運(yùn)用CAD/CAM軟件，更高層次地理解加工原理。實(shí)踐表明，有的學(xué)生掌握了數(shù)控編程的能力后，對現(xiàn)廣泛使用的工程軟件PRO/E、UG、MasterCAM、Cimatron等能很快入門并掌握。如汕頭地區(qū)澄海的玩具業(yè)非常發(fā)達(dá)，多使用PRO/E軟件進(jìn)行造型，加工多使用MasterCAM軟件，這兩種軟件的數(shù)據(jù)交換非常方便。在《數(shù)控加工》編程實(shí)訓(xùn)中，我們嘗試這一項(xiàng)目的任務(wù)驅(qū)動、項(xiàng)目導(dǎo)向教學(xué)法，如我們設(shè)計(jì)讓學(xué)生對某一產(chǎn)品使用PRO/E軟件進(jìn)行造型，然后，應(yīng)用MasterCAM軟件進(jìn)行自動編程，這有利于提高學(xué)生的綜合職業(yè)素質(zhì)。

我們深深體會到：在教學(xué)中，既要教會學(xué)生掌握傳統(tǒng)的手工編程來打基礎(chǔ)，還要著重自動編程系統(tǒng)的具體應(yīng)用，以便學(xué)生在今后的工作中能得心應(yīng)手。學(xué)習(xí)數(shù)控自動編程系統(tǒng)時應(yīng)按照計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)的思想,結(jié)合生產(chǎn)過程的各個環(huán)節(jié)，與各種計(jì)算機(jī)輔助軟件聯(lián)系起來,通過數(shù)控加工程序的編制，加深機(jī)床加工功能及其對應(yīng)指令的理解。此外，刀具方面的知識也不容忽視，如刀具的形狀、尺寸、材料等,這樣才有助于正確選用刀具尺寸、材質(zhì)以及刀具補(bǔ)償值的理解和編程處理。

課程教學(xué)與職業(yè)技能鑒定相結(jié)合，推行“雙證書”制度

在實(shí)際教學(xué)中，應(yīng)按照數(shù)控加工技術(shù)領(lǐng)域和職業(yè)崗位的需求優(yōu)化專業(yè)結(jié)構(gòu),更新相關(guān)教學(xué)內(nèi)容,將行業(yè)發(fā)展前沿的新軟件，有關(guān)數(shù)控加工新技術(shù)、新工藝納入教學(xué)內(nèi)容。同時將職業(yè)技能標(biāo)準(zhǔn)的各項(xiàng)要求分解融入到課程體系中,使之更符合行業(yè)、企業(yè)的實(shí)際需要。較具體的做法體現(xiàn)在推行“雙證書”制度上。

職業(yè)技能鑒定須對被鑒定者所具備的理論知識與技能水平做一個分級鑒別和認(rèn)證。在設(shè)計(jì)《數(shù)控加工》課程教學(xué)的內(nèi)容時，我們盡量滿足數(shù)控加工職業(yè)技能鑒定的要求，同時保持教學(xué)內(nèi)容如軟件升級能與時俱進(jìn)，也能符合職業(yè)崗位群對學(xué)生知識和技能的要求。通常安排為：課程理論教學(xué)與實(shí)訓(xùn)結(jié)束后，動員學(xué)生參加數(shù)控加工職業(yè)技能鑒定考試，獲取職業(yè)資格證書。學(xué)生參加職業(yè)技能鑒定考試的通過率也能很好地檢驗(yàn) 《數(shù)控加工》課程教學(xué)的質(zhì)量與學(xué)生學(xué)習(xí)的效果，從中可以發(fā)現(xiàn)問題，不斷地提高教學(xué)質(zhì)量。

在推行“雙證書”過程中我們的體會有：“雙證書”制度能否得到順利實(shí)施,考評員隊(duì)伍的建設(shè)是關(guān)鍵。任課教師應(yīng)考取考評員資格，應(yīng)了解相關(guān)的職業(yè)資格制度,熟悉相應(yīng)的數(shù)控車、銑、加工中心操作，掌握相應(yīng)等級的職業(yè)資格鑒定內(nèi)容和要求。要把在學(xué)校從事的教學(xué)工作與到企業(yè)進(jìn)行實(shí)踐鍛煉相結(jié)合起來。為此，應(yīng)加強(qiáng)校企合作，積極尋求與企業(yè)的緊密合作,關(guān)注企業(yè)對技術(shù)工人的需求。汕頭職業(yè)技術(shù)學(xué)院已與企業(yè)建立了緊密的合作關(guān)系,先后與澄海玩具行業(yè)、澄海相關(guān)培訓(xùn)機(jī)構(gòu)創(chuàng)建并實(shí)施了多元化校企合作培養(yǎng)技能型人才的新模式,實(shí)現(xiàn)學(xué)生出了校門就能夠工作。

改革效果

在2005年底，我院參加了廣東省第一次數(shù)控機(jī)床操作考試的動員會議之后，我們就積極地進(jìn)行課程改革思考，吸取省內(nèi)外同層次院校本課程教學(xué)的經(jīng)驗(yàn)，聽取企業(yè)對數(shù)控人才的需求，通過調(diào)研，建立了具有較強(qiáng)的針對性、實(shí)用性、先進(jìn)性并符合我院實(shí)際情況的專業(yè)教學(xué)體系，有的放矢地開展課程教學(xué)，積極參加技能鑒定考試。2005級機(jī)械CAD/CAM專業(yè)大部分學(xué)生報(bào)考了廣東省數(shù)控車床工職業(yè)技能鑒定，通過率達(dá)到85%。達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。這些改革措施已應(yīng)用于機(jī)電工程系數(shù)屆學(xué)生的理論與實(shí)踐教學(xué)中，效果很好，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣明顯提高，大多數(shù)能主動思考探索，提出了很多加工中的實(shí)際問題。畢業(yè)生也得到用人單位的好評。這些改革措施既解除了學(xué)校的困境，又使我校教學(xué)改革不斷加快，跟上科學(xué)技術(shù)發(fā)展的步伐，同時提高了教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量，為企業(yè)提供了更多、更合適的人才。但是，在新形勢下，今后如何進(jìn)一步提高《數(shù)控加工》課程的教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力以及創(chuàng)新能力，還需要我們付出長期的努力。

[1]黃桂琴.高職高?！稊?shù)控編程與操作》教學(xué)改革的幾點(diǎn)嘗試[J].陜西教育（高教版），2009，（1）.

[2]許桂珍.數(shù)控車床加工編程問題與探討[J].機(jī)械管理開發(fā)，2009，（1）.

[3]王穎，秦松祥.《數(shù)控編程與操作》項(xiàng)目化教學(xué)課程改革探討[J].機(jī)械制造與自動化，2008，（6）.

[4]繆曉紅.數(shù)控加工技術(shù)課程的模塊化教學(xué)研究[J].職業(yè)教育，2009，（1）.

G715

A

1672－5727（2010）06－0089－02

*本文系2007年汕頭職業(yè)技術(shù)學(xué)院教研課題 《〈數(shù)控加工〉課程的教學(xué)改革——在課程中引入數(shù)控車床中級操作工資格考試的嘗試》（課題編號：07jy12）研究成果之一

林旭群（1965—），男，廣東潮陽人，汕頭職業(yè)技術(shù)學(xué)院副教授，教務(wù)處副處長，研究方向?yàn)闄C(jī)械和教育學(xué)。

方迪成（1980—），男，湖南岳陽人，汕頭職業(yè)技術(shù)學(xué)院助教，研究方向?yàn)闄C(jī)械。