《數(shù)控編程與操作》仿真教學(xué)淺談

王彥華，丁 潔

（商丘職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 商丘 476000）

數(shù)控編程是一門對(duì)學(xué)生科學(xué)思維要求很強(qiáng)的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，單純的理論教學(xué)，很容易使初學(xué)者感到抽象、難學(xué)，加上目前職業(yè)類院校學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)、學(xué)習(xí)習(xí)慣等諸多不利因素，使數(shù)控專業(yè)的數(shù)控編程教學(xué)陷入異常困難的境地。如何降低學(xué)習(xí)的門檻，讓學(xué)生學(xué)會(huì)、弄懂，這是一個(gè)艱巨的課題，筆者認(rèn)為，首要的工作就是要激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使復(fù)雜的問題簡(jiǎn)單化，簡(jiǎn)單的問題形象化，結(jié)合教學(xué)過程，利用數(shù)控仿真軟件在教學(xué)上做了一些探索。

1 落實(shí)教學(xué)方針，提高學(xué)生的實(shí)際操作能力

一般來說，高職教育培養(yǎng)的人才，主要具有形象思維的特點(diǎn)?，F(xiàn)代社會(huì)對(duì)知識(shí)，特別是應(yīng)用性知識(shí)內(nèi)涵的界定，有了新的突破，存在著兩種屬性的應(yīng)用性知識(shí)：一是，涉及事實(shí)、概念以及理解原理方面的陳述性知識(shí)，要解答的事實(shí)與概念和理解與原理的問題；二是，涉及經(jīng)驗(yàn)、策略方面的過程性知識(shí)，要回答的是“怎么做”（經(jīng)驗(yàn)）的問題和“怎樣做更好”（策略）的問題。教育實(shí)踐和科學(xué)研究都證明，形象思維強(qiáng)的人，能較快的獲取經(jīng)驗(yàn)性和策略性的知識(shí)，而對(duì)陳述性知識(shí)相對(duì)排斥。這并非高職院校學(xué)生的弱勢(shì)，而恰恰是優(yōu)勢(shì)所在。

針對(duì)高職院校學(xué)生形象思維強(qiáng)的特點(diǎn)，在課堂教學(xué)上，我進(jìn)行了大膽的嘗試，變傳統(tǒng)的課堂教學(xué)為以“技能操作為核心”的仿真教學(xué)。所謂以“技能操作為核心”的仿真教學(xué)是將相關(guān)知識(shí)與能力，按照其相互之間的關(guān)系以及內(nèi)在的邏輯聯(lián)系，變成便于學(xué)生進(jìn)行技能操作的相對(duì)獨(dú)立的單元，在計(jì)算機(jī)上仿真出來。在圖1中，圖（a）就是用圖（b）和圖（c）的程序加工的零件。

圖1 程序加工零件

在數(shù)控仿真教學(xué)中，如何激發(fā)學(xué)生技能操作的積極性呢?

首先，要結(jié)合學(xué)科特點(diǎn)，介紹數(shù)控編程知識(shí)的實(shí)用價(jià)值，有意識(shí)地讓學(xué)生了解數(shù)控編程與今后工作的密切關(guān)系，了解我們所學(xué)的知識(shí)都和數(shù)控編程及操作有著緊密的聯(lián)系。從學(xué)生中挖掘具有實(shí)用價(jià)值的，能激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)、學(xué)習(xí)熱情和學(xué)習(xí)興趣的典型事例，充分展現(xiàn)數(shù)控編程及操作的價(jià)值，使更多的學(xué)生對(duì)數(shù)控編程產(chǎn)生濃厚的興趣。

其次，降低入門的門檻，避開空洞的理論教學(xué)，在教學(xué)過程中，一開始設(shè)計(jì)較簡(jiǎn)單的零件圖樣。老師先進(jìn)行示范性操作，同時(shí)提醒學(xué)生認(rèn)真觀察，掌握操作要領(lǐng)。當(dāng)機(jī)床的模擬切削聲響起來，切屑飛濺，毛坯隨著道具的加工變成圖樣要求的工件后，學(xué)生的好奇心和求知欲極度膨脹，此時(shí)也恰是讓學(xué)生動(dòng)手操作，進(jìn)行模仿的最佳時(shí)機(jī)。當(dāng)學(xué)生獨(dú)立完成，興奮不已時(shí)，及時(shí)表揚(yáng)學(xué)生所取得的成績(jī)，發(fā)現(xiàn)他們的閃光點(diǎn)，鼓勵(lì)他們勇于戰(zhàn)勝自己，激發(fā)每位學(xué)生的學(xué)習(xí)自信心，挖掘他們的內(nèi)在潛能。當(dāng)學(xué)生激動(dòng)的情緒趨于平靜時(shí)，及時(shí)引導(dǎo)學(xué)生積極的思考，工件為什么會(huì)變成與圖樣尺寸一樣？機(jī)床為什么會(huì)自己加工？這樣也就順理成章導(dǎo)出了機(jī)床由計(jì)算機(jī)控制，計(jì)算機(jī)由程序控制，程序是由人編寫的。這樣就讓學(xué)生在一種積極的情感體驗(yàn)中，既學(xué)到了知識(shí)，又培養(yǎng)了能力。既發(fā)揮了學(xué)生的主體作用，又提高了課堂教學(xué)效果，從而讓學(xué)生真正體會(huì)到學(xué)習(xí)知識(shí)的目的是為了應(yīng)用，在應(yīng)用中找出自己現(xiàn)有知識(shí)結(jié)構(gòu)的欠缺，促使自己進(jìn)一步學(xué)習(xí)相關(guān)的理論知識(shí)，即“教中學(xué)，學(xué)中練，練中得悟性，有悟性方能成才”。

另外，在每一個(gè)仿真結(jié)束后，都要及時(shí)的引導(dǎo)他們思索，對(duì)于我們已經(jīng)做好的零件，你認(rèn)為還有哪些缺點(diǎn)或者還需要做哪些改進(jìn)。當(dāng)同學(xué)們把問題提出來后，再讓他們通過討論，看看自己提出來的問題是不是別人也存在，如果是別人沒有研究過的，再進(jìn)一步制定實(shí)施方案，并通過小組討論確定其可行性，然后在老師的輔導(dǎo)下，把改進(jìn)后的零件做出來。對(duì)于一些有價(jià)值的零件，建議他們保留程序，在今后的實(shí)際操作中更好地推廣應(yīng)用。目前我系已有不少學(xué)生加工的零件作為展品存在系榮譽(yù)室中。這樣既實(shí)現(xiàn)了“在應(yīng)用中尋找問題，在解決問題中求進(jìn)步”的教學(xué)目標(biāo)，也為學(xué)生將來走上工作崗位從事產(chǎn)品開發(fā)、科研打下良好的基礎(chǔ)。

2 整合教學(xué)知識(shí)到仿真教學(xué)中

高職教育是一種以就業(yè)為導(dǎo)向的教育，其職業(yè)方向性的特點(diǎn)決定了其必須適應(yīng)社會(huì)的就業(yè)需求，服務(wù)于特定職業(yè)崗位或技術(shù)領(lǐng)域。高職院校培養(yǎng)的是能在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)解決實(shí)際問題的高技能應(yīng)用型人才，需要具備綜合知識(shí)的運(yùn)用能力及較強(qiáng)的綜合職業(yè)技能。職業(yè)生涯的發(fā)展需要學(xué)生以技術(shù)、能力的復(fù)合型來拓寬職業(yè)崗位的面向。因此，我們應(yīng)努力擺脫現(xiàn)有課堂教學(xué)理念的束縛，徹底更新觀念。作為高職院校的專業(yè)課老師，應(yīng)從校園走出去，深入了解市場(chǎng)，準(zhǔn)確把握市場(chǎng)需要本專業(yè)的畢業(yè)生具備哪些技術(shù)應(yīng)用能力。在數(shù)控編程仿真教學(xué)中，應(yīng)以技術(shù)應(yīng)用能力的培養(yǎng)為核心，以目標(biāo)培養(yǎng)的實(shí)際需要作為課本內(nèi)容取舍和仿真組合的標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)課本內(nèi)容進(jìn)行多元整合，強(qiáng)調(diào)內(nèi)容的綜合性。多元整合的目的是精簡(jiǎn)課本內(nèi)容，打破課本章、節(jié)體系的完整性，強(qiáng)調(diào)課程內(nèi)容的應(yīng)用性和必需的基礎(chǔ)性。在對(duì)課本內(nèi)容進(jìn)行多元整合時(shí)，應(yīng)注意：

第一，理論知識(shí)應(yīng)以必需夠用為度，突出應(yīng)用與實(shí)踐，少講多做；

第二，仿真內(nèi)容應(yīng)及時(shí)反映專業(yè)領(lǐng)域的最新發(fā)展；

第三，課本內(nèi)容的多元整合絕不是幾個(gè)仿真的簡(jiǎn)單疊加或隨意拼湊，而是根據(jù)知識(shí)、能力的內(nèi)在聯(lián)系和相互間的邏輯關(guān)系進(jìn)行有機(jī)整合這種遵循學(xué)生認(rèn)知規(guī)律的多元組合，有利于學(xué)生知識(shí)、技能、態(tài)度的合理形成與協(xié)調(diào)發(fā)展，為將來走上工作崗位打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3 以“技能操作為核心”，培養(yǎng)學(xué)生心理素質(zhì)

21世紀(jì)的競(jìng)爭(zhēng)是人才素質(zhì)的競(jìng)爭(zhēng)，其需要青年人具有堅(jiān)韌不拔的精神和頑強(qiáng)的斗志。高職院校的學(xué)生的年齡大都在18~20歲之間，大多數(shù)意志品質(zhì)還不夠堅(jiān)強(qiáng)，承受挫折的能力也較弱，所以在模塊教學(xué)中，應(yīng)創(chuàng)設(shè)讓學(xué)生嘗試“挫折”考驗(yàn)的情境，以此來磨練學(xué)生堅(jiān)強(qiáng)的意志品質(zhì)，使學(xué)生體驗(yàn)到只有經(jīng)過艱苦努力，獲得的成功才更有價(jià)值，從而產(chǎn)生足夠的自信和克服挫折的勇氣。因此，在教學(xué)過程中，我經(jīng)常有意識(shí)的設(shè)置“陷阱”，如故意少編一個(gè)程序段、參數(shù)輸入錯(cuò)誤等，發(fā)生撞刀現(xiàn)象，致使工件車不出來，讓學(xué)生自己找出失敗的原因。當(dāng)學(xué)生真正排除了故障后，就會(huì)在“山重水復(fù)疑無路，柳暗花明又一村”的情感體驗(yàn)中既獲取了知識(shí)，又培養(yǎng)了意志的堅(jiān)韌性。因此，經(jīng)受挫折、克服挫折的教育也是幫助學(xué)生增強(qiáng)自信的重要一環(huán)。這把雙刃劍用好了，會(huì)使學(xué)生終生受益。如圖所示：在圖2中，圖（a）是用圖（b）和圖（c）的加工程序未能加工的工件，圖（d）顯示的就是零件未能被加工的原因,也就是報(bào)警信息。報(bào)警信息顯示符合循環(huán)起止行號(hào)錯(cuò)誤，通過對(duì)程序仔細(xì)檢查不難發(fā)現(xiàn)，在程序的第6段和第7段與第14段中（ns）的數(shù)值是不一樣的，要想把問題解決，只需要讓這三個(gè)數(shù)值一致即可。這類錯(cuò)誤在仿真加工時(shí)是很長(zhǎng)見的，問題的原因就是學(xué)生操作時(shí)不認(rèn)真。

圖2 在仿真加工時(shí)長(zhǎng)見的錯(cuò)誤

4 構(gòu)建科學(xué)評(píng)價(jià)體系

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，答案不能限制太死，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)操過程中加工線路等。

第二，既要評(píng)價(jià)技能操作結(jié)果，又要評(píng)價(jià)技能操作的過程。對(duì)在技能操作中學(xué)生的積極參與表現(xiàn)出來的良好個(gè)性品質(zhì)要給予充分的鼓勵(lì)、肯定及嘉獎(jiǎng)。

第三，轉(zhuǎn)換評(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)果不僅僅由教師來評(píng)，還可以讓學(xué)生自評(píng)或互評(píng)。如加工線路的制定、某些圖樣的理解、坐標(biāo)點(diǎn)的計(jì)算，可采用學(xué)生討論評(píng)價(jià)的方式，在研討中發(fā)現(xiàn)問題，得出正確的結(jié)果，學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、積極性也就調(diào)動(dòng)起來了。總而言之，以“技能操作為核心”的數(shù)控編程仿真教學(xué)，有利于全面提高學(xué)生素質(zhì)和綜合職業(yè)能力，激發(fā)獨(dú)立思考和創(chuàng)新意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和勇于實(shí)踐的能力，雖然教育教學(xué)理念的更新是艱苦的，但以此培養(yǎng)出來的高職生的前程卻是不可限計(jì)如量的。評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)如表1所示。

表1 評(píng)價(jià)表格設(shè)計(jì)如下

5 結(jié)束語

《數(shù)控編程與操作》雖然是一門抽象、難懂的專業(yè)基礎(chǔ)課，但是，在老師的精心設(shè)計(jì)下，使抽象的問題簡(jiǎn)單化，復(fù)雜的問題形象化，激發(fā)了每位學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。同時(shí)，科學(xué)的引導(dǎo)，培養(yǎng)了學(xué)生獨(dú)立思考和創(chuàng)新意識(shí)，為適應(yīng)社會(huì)、服務(wù)社會(huì)、奠定了扎實(shí)基礎(chǔ)。

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