高職數(shù)控理實(shí)一體化教學(xué)的實(shí)踐與思考

許忠美

摘 要： 近幾年來(lái)，進(jìn)入中高等職業(yè)學(xué)校學(xué)習(xí)的學(xué)生基礎(chǔ)普遍較差，大部分學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)是形象思維長(zhǎng)于邏輯思維，實(shí)踐學(xué)習(xí)長(zhǎng)于理論學(xué)習(xí)，動(dòng)手能力長(zhǎng)于動(dòng)腦能力。如果在專業(yè)課教學(xué)中沿用傳統(tǒng)的理論和實(shí)習(xí)教學(xué)各自獨(dú)立進(jìn)行的方法，則很難實(shí)現(xiàn)“以服務(wù)為宗旨，以就業(yè)為導(dǎo)向，以能力為本位”的職業(yè)教育教學(xué)目標(biāo)。尤其是技術(shù)性強(qiáng)，不進(jìn)行訓(xùn)練難以掌握的課程，如數(shù)控編程加工。數(shù)控設(shè)備種類多樣、價(jià)格昂貴，由于教學(xué)中人機(jī)比過(guò)大，資金有限，這些給數(shù)控實(shí)踐教學(xué)帶來(lái)了極大困難，數(shù)控仿真軟件的引入有效解決了這個(gè)難題。

關(guān)鍵詞： 數(shù)控教學(xué) 高職理實(shí)一體化教學(xué) 數(shù)控仿真軟件

一、常用數(shù)控仿真軟件

數(shù)控仿真軟件是通過(guò)計(jì)算機(jī)的編程和建模，將加工過(guò)程用三維圖形或二維圖形以動(dòng)態(tài)形式演示出來(lái)的軟件。目前比較常見(jiàn)的有上海宇龍、北京斐克、南京宇航、斯沃等數(shù)控加工仿真軟件。它們都具備以下功能：能全面仿真數(shù)控加工的整個(gè)過(guò)程；配置要求低，只需仿真軟件和要求不是很高的微機(jī)，并能與多種計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)兼容；操作的安全性很高，不會(huì)因?qū)W生的錯(cuò)誤操作而造成人身傷害，更不會(huì)損壞機(jī)床；不需要原材料，投入資金少，占地小，不會(huì)造成資源的浪費(fèi)；利用網(wǎng)絡(luò)可以搭建交流平臺(tái)，為師生提供良好的交互空間等。

二、數(shù)控仿真軟件在數(shù)控教學(xué)中的作用

利用數(shù)控仿真軟件可以彌補(bǔ)數(shù)控設(shè)備不足，充分利用現(xiàn)有資源，為學(xué)校節(jié)約大量的教學(xué)經(jīng)費(fèi)和設(shè)備投資費(fèi)用；教師運(yùn)用數(shù)控仿真軟件進(jìn)行教學(xué)，能有效地結(jié)合理論學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)同步教學(xué)；課堂上通過(guò)數(shù)控仿真軟件對(duì)生產(chǎn)過(guò)程生動(dòng)形象的動(dòng)畫(huà)表達(dá)，能很好地調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)；利用教控仿真軟件教學(xué)中允許出錯(cuò)的特點(diǎn)，可以使學(xué)生得到崗位技能的全面訓(xùn)練。比如實(shí)際工作中可能發(fā)生的變化，包括事故、故障和生產(chǎn)中極少出現(xiàn)的突發(fā)情況，讓學(xué)生全面把握加工方法和技巧。學(xué)生可以在不發(fā)生實(shí)際加工事故的情況下，通過(guò)仿真看到直線插補(bǔ)切削與快速運(yùn)行對(duì)工件造成的影響，從而加深認(rèn)識(shí)，達(dá)到傳統(tǒng)理論教學(xué)無(wú)法達(dá)到的效果。

三、數(shù)控仿真軟件在教學(xué)中的應(yīng)用方法

如何利用數(shù)控仿真軟件進(jìn)行教學(xué)，以達(dá)到最佳教學(xué)效果很？結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，我從以下幾個(gè)方面進(jìn)行了探索。

1.靈活運(yùn)用教學(xué)方法，課堂教學(xué)中變學(xué)生被動(dòng)為學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)。

當(dāng)前，職業(yè)技術(shù)學(xué)校的學(xué)生普遍知識(shí)基礎(chǔ)較差，對(duì)學(xué)習(xí)不感興趣。因此，利用先進(jìn)的教學(xué)方法、教學(xué)手段提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣顯得尤為重要。數(shù)控專業(yè)教師應(yīng)有較高的教學(xué)水平和教學(xué)能力，有較強(qiáng)的數(shù)控職業(yè)能力，能嫻熟地運(yùn)用行動(dòng)導(dǎo)向的教學(xué)方法，在課堂教學(xué)中真正體現(xiàn)以學(xué)生為主體，突出顯示學(xué)生動(dòng)手用腦的活動(dòng)，變學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)。在教學(xué)過(guò)程中，教師起主導(dǎo)作用，對(duì)學(xué)生活動(dòng)中遇到困難或無(wú)從下手的問(wèn)題進(jìn)行引導(dǎo)、講解、示范操作。課堂教學(xué)中每節(jié)課的知識(shí)點(diǎn)盡可能集中，深入淺出，便于學(xué)生掌握編程方法和技巧。

2.恰當(dāng)運(yùn)用數(shù)控加工仿真，充分發(fā)揮其在課堂教學(xué)中的作用。

教師不能完全依賴數(shù)控加仿真，又不能忽視數(shù)控加工仿真的應(yīng)用，應(yīng)該科學(xué)、充分地發(fā)揮數(shù)控加工仿真系統(tǒng)在教學(xué)中的作用。教師在數(shù)控編程與操作課堂教學(xué)中應(yīng)重點(diǎn)解決編程方法，并著重強(qiáng)調(diào)編程工藝問(wèn)題的處理，學(xué)生上機(jī)利用數(shù)控仿真系統(tǒng)解決程序校驗(yàn)，以及不同系統(tǒng)、不同機(jī)床的操作問(wèn)題。每次上機(jī)均應(yīng)有明確的課題，在上機(jī)前教師利用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)進(jìn)行操作演示，并在學(xué)生上機(jī)時(shí)進(jìn)行巡回指導(dǎo)。學(xué)生在計(jì)算機(jī)上應(yīng)用數(shù)控加工仿真軟件進(jìn)行編程與操作，既可更快更好地掌握數(shù)控專業(yè)技能，又可提高學(xué)習(xí)能力、解決實(shí)際問(wèn)題的能力、獨(dú)立工作能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

3.科學(xué)安排教學(xué)內(nèi)容，循序漸進(jìn)掌握數(shù)控編程與操作技巧。

在數(shù)控教學(xué)中，根據(jù)教學(xué)需要和“以就業(yè)為導(dǎo)向”的思想，可將數(shù)控編程教學(xué)內(nèi)容分為兩大模塊：一是基礎(chǔ)模塊，主要講解與訓(xùn)練最常用的數(shù)控機(jī)床的編程方法、操作和應(yīng)用。這一模塊是教學(xué)重點(diǎn)，必須使學(xué)生熟練掌握、靈活應(yīng)用，為學(xué)生上機(jī)床操作奠定基礎(chǔ)；二是為提高和拓展模塊，利用仿真軟件集合各種數(shù)控系統(tǒng)界面與操作的優(yōu)點(diǎn)，可在基礎(chǔ)模塊訓(xùn)練的基礎(chǔ)上，主要講解除主訓(xùn)機(jī)床以外的機(jī)床編程與操作方法，擴(kuò)大學(xué)生知識(shí)面，提高學(xué)生對(duì)不同操作系統(tǒng)、不同操作面板的編程與操作能力。

4.構(gòu)建多元評(píng)價(jià)體系，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)意識(shí)。

教學(xué)評(píng)價(jià)直接影響學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，所以評(píng)價(jià)要做到：第一，合理且有一定的彈性，答案應(yīng)靈活，不能限制得太死，只要合理就行，如一些仿真操作中學(xué)生實(shí)施方案的可行性討論，實(shí)操過(guò)程中加工線路，等等；第二，既要評(píng)價(jià)技能操作結(jié)果，又要評(píng)價(jià)技能操作的過(guò)程。對(duì)在技能操作中學(xué)生的積極參與及表現(xiàn)出來(lái)的良好個(gè)性品質(zhì)要給予充分肯定與表?yè)P(yáng)；第三，調(diào)整評(píng)價(jià)的主客體關(guān)系。對(duì)學(xué)生在課堂上的技能操作情況及結(jié)果不僅僅由教師來(lái)評(píng)，還應(yīng)結(jié)合學(xué)生的自評(píng)或互評(píng)，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性。

四、數(shù)控仿真軟件存在的缺陷和彌補(bǔ)辦法

1.數(shù)控仿真軟件的缺陷。

（1）加工參敲設(shè)置隨意，無(wú)法保證產(chǎn)品質(zhì)量。仿真環(huán)境是一個(gè)虛擬的完美的過(guò)程，一旦程序正確就不會(huì)出現(xiàn)加工問(wèn)題。這樣就培養(yǎng)了學(xué)生在使用數(shù)控仿真軟件時(shí)，對(duì)加工的相關(guān)參散隨意設(shè)定的習(xí)慣。同時(shí)應(yīng)用仿真軟件也無(wú)法判斷工件的表面租糙度、進(jìn)行尺寸測(cè)量，矯正尺寸精度等。而學(xué)生一旦養(yǎng)成這種壞習(xí)慣，在機(jī)床上實(shí)際加工時(shí)就會(huì)不自覺(jué)地忽略這些對(duì)數(shù)控加工十分重要的部分，從而導(dǎo)致加工出的工件無(wú)法達(dá)到尺寸精度要求，更有甚者發(fā)生碰撞等安全事故。

（2）加工工藝性差。由于模擬仿真軟件的虛擬性，許多需要實(shí)際親身操作的才可進(jìn)行的步驟無(wú)法體現(xiàn)，如對(duì)工件的加工工序進(jìn)行排序整理、使用光電對(duì)刀儀和z向?qū)Φ镀鬟M(jìn)行準(zhǔn)確的對(duì)刀校準(zhǔn)、演示一些專用央具的裝夾過(guò)程和分析其設(shè)計(jì)原理等，而這些正是實(shí)踐加工中必不可少且難于掌握的部分。

（3）缺乏現(xiàn)場(chǎng)的親身感知，安全意識(shí)淡薄。數(shù)控機(jī)床的實(shí)際加工中，操作人員必須具備相應(yīng)的聽(tīng)辨能力，根據(jù)機(jī)床不同狀態(tài)下發(fā)出的聲音及時(shí)調(diào)整參數(shù)，減少機(jī)床發(fā)生故障和停機(jī)的概率。在仿真軟件的學(xué)習(xí)中，無(wú)法掌握真正的聽(tīng)辨技能。實(shí)際加工中的很多偶然事故的發(fā)生是不定性的，如在事故發(fā)生當(dāng)時(shí)要及時(shí)按下急停按鈕，加工過(guò)程中不要把頭和手隨意伸進(jìn)機(jī)床中、加工前關(guān)閉機(jī)床安全門等。但在仿真軟件中，這些環(huán)節(jié)都被忽略不計(jì)，導(dǎo)致學(xué)生安全意識(shí)淡薄。

2.彌補(bǔ)辦法。

（1）強(qiáng)調(diào)加工工藝安排的重要性，并加強(qiáng)練習(xí)。加工工藝的安排，在任何機(jī)械加工中都是十分重要且必不可少的環(huán)節(jié)。它需要操作者綜合考慮較多的因素，比如先加工哪部分，后加工哪部分。如何以最少的裝夾次數(shù)完成工件的整體加工，怎樣裝夾才能保證加工精度，等等。應(yīng)在教學(xué)過(guò)程中對(duì)此多加練習(xí)、多舉實(shí)例。

（2）強(qiáng)調(diào)仿真軟件與機(jī)床的區(qū)別。一般的仿真軟件都是針對(duì)主流機(jī)型和系統(tǒng)研發(fā)的，而學(xué)校購(gòu)進(jìn)的設(shè)備多種多樣，不一定與仿真軟件完全匹配，相同的系統(tǒng)，兩者之間可能也會(huì)有細(xì)小的差別。有些差別可能無(wú)關(guān)緊要，有些差別則可能會(huì)引發(fā)重大事故。所以在教學(xué)中一定多加強(qiáng)調(diào)，讓學(xué)生明白真正的實(shí)體機(jī)床加工操作才是主體，也是教學(xué)的最終目的。

（3）加強(qiáng)安全意識(shí)培養(yǎng)。告知學(xué)生實(shí)際加工與仿真環(huán)境的區(qū)別，實(shí)際加工時(shí)任何一個(gè)小小的疏忽都可能釀成重大的安全事故，決不能馬虎，加強(qiáng)安全教育。

五、結(jié)語(yǔ)

數(shù)控仿真系統(tǒng)的引入，使學(xué)生在學(xué)習(xí)數(shù)控編程理論時(shí)學(xué)習(xí)興趣明顯得到提高，課堂教學(xué)變得更加生動(dòng)、具體，從而增強(qiáng)教學(xué)效果。對(duì)學(xué)生機(jī)床操作能力的培養(yǎng)，也收到了事半功倍的效果。同時(shí)該系統(tǒng)還削弱了教師的工作強(qiáng)度，減少了工件材料和能源的消耗，節(jié)約了實(shí)踐環(huán)節(jié)的培訓(xùn)成本。但它和真實(shí)車床實(shí)踐操作之間始終存在差距，不可完全替代，只有在教學(xué)中科學(xué)、合理、有效地利用，將二者有機(jī)結(jié)合起來(lái)，將仿真訓(xùn)練與真實(shí)場(chǎng)景的實(shí)踐操作訓(xùn)練合理搭配，才能取得仿真教學(xué)的最佳效果。

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