數(shù)控實(shí)習(xí)教學(xué)方法探討

錢偉忠

（常州工學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院，江蘇 常州 213002）

數(shù)控加工技術(shù)是現(xiàn)代制造技術(shù)的核心和基礎(chǔ)，數(shù)控技術(shù)的廣泛運(yùn)用不僅提高了企業(yè)的制造能力和水平，而且增強(qiáng)了對(duì)市場(chǎng)的響應(yīng)能力和競(jìng)爭(zhēng)能力。由于該技術(shù)的重要性，現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)工科高職院校均開設(shè)了數(shù)控專業(yè)或數(shù)控方向的專業(yè)課程，并且有很多院校都作為國(guó)家級(jí)或省級(jí)重點(diǎn)課程來(lái)建設(shè)，以求更好的傳授數(shù)控技術(shù)的知識(shí)，培養(yǎng)此方面的人才來(lái)服務(wù)于社會(huì)[1]。我院是一所培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目標(biāo)的院校，要求學(xué)生除了具有扎實(shí)的理論知識(shí)外，還必須具備較強(qiáng)的實(shí)踐操作能力?！稊?shù)控實(shí)習(xí)》作為《數(shù)控技術(shù)》課程后續(xù)的實(shí)踐性環(huán)節(jié)，其重要性不言而喻，近10多年來(lái)學(xué)院在數(shù)控實(shí)習(xí)軟硬件上面的投入逐年增加，可見學(xué)院在此方面的重視程度，但由于我院的辦學(xué)性質(zhì)與職業(yè)技術(shù)學(xué)院不同，我院學(xué)生與職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)生相比較在實(shí)習(xí)總體教學(xué)學(xué)時(shí)的安排較短，因此光靠硬件的投入，沒(méi)有好的教學(xué)內(nèi)容、先進(jìn)的教學(xué)理念、嚴(yán)格的實(shí)習(xí)管理制度等軟件支撐，學(xué)生不可能在短短幾周時(shí)間里學(xué)到很多的實(shí)踐知識(shí)。為了提高數(shù)控實(shí)習(xí)的教學(xué)質(zhì)量，對(duì)于類似我院這類辦學(xué)性質(zhì)的學(xué)院學(xué)生不能采用按部就班、循序漸進(jìn)式的教學(xué)方法，必須在有限的時(shí)間里增加學(xué)生在實(shí)踐知識(shí)方面的信息量，用科學(xué)的方法制定教學(xué)計(jì)劃并嚴(yán)格執(zhí)行，用先進(jìn)的方法縮短繁瑣的程序校驗(yàn)過(guò)程從而贏得更多的時(shí)間讓學(xué)生上機(jī)操作，采用項(xiàng)目任務(wù)驅(qū)動(dòng)法，讓學(xué)生根據(jù)要求自行創(chuàng)建所要完成的項(xiàng)目和任務(wù)，提高其學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，發(fā)揮其創(chuàng)造力，有效利用其課余時(shí)間，設(shè)置獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制鼓勵(lì)學(xué)生多實(shí)踐和完成高難度實(shí)踐項(xiàng)目。

1 制定實(shí)習(xí)任務(wù)

我院數(shù)控實(shí)習(xí)的課時(shí)為2周，一周進(jìn)行數(shù)控車削實(shí)習(xí)，一周進(jìn)行數(shù)控銑削實(shí)習(xí)。由于學(xué)院實(shí)習(xí)設(shè)備和實(shí)習(xí)教師的緊缺，不可能給每位參加實(shí)習(xí)的學(xué)生分配一臺(tái)數(shù)控機(jī)床，因此在傳統(tǒng)教學(xué)中一般把參加數(shù)控實(shí)習(xí)的學(xué)生先分成兩個(gè)大組即一組學(xué)生進(jìn)行數(shù)控車削實(shí)習(xí)，一組學(xué)生進(jìn)行數(shù)控銑削實(shí)習(xí)，另外再把兩組學(xué)生內(nèi)部再分成若干小組，每個(gè)小組中的成員合作完成一個(gè)工件。這種教學(xué)手段易使一些學(xué)生“投機(jī)取巧”和“濫竽充數(shù)”，難以區(qū)別學(xué)生的真實(shí)水平，不能做到公平公正地評(píng)價(jià)學(xué)生，容易使學(xué)生產(chǎn)生學(xué)習(xí)消極情緒和實(shí)習(xí)懈怠情況。為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和客觀評(píng)價(jià)學(xué)生的實(shí)踐能力，必須在現(xiàn)有實(shí)習(xí)設(shè)備和師資的情況，制定新的教學(xué)內(nèi)容和實(shí)習(xí)任務(wù)，充分利用學(xué)生課余時(shí)間和提高學(xué)生實(shí)習(xí)的效率。

新的實(shí)習(xí)任務(wù)要求每個(gè)學(xué)生按照任務(wù)要求必須獨(dú)立完成兩個(gè)工件的數(shù)控加工即一個(gè)數(shù)控車削零件，一個(gè)數(shù)控銑削零件。這種任務(wù)安排使每個(gè)學(xué)生必須積極進(jìn)行實(shí)踐操作，從源頭上遏制了學(xué)生的惰性，端正其參加實(shí)習(xí)的態(tài)度。目前，我院數(shù)控實(shí)習(xí)的任務(wù)為（1）數(shù)控車削零件要求：圖形由學(xué)生自行設(shè)計(jì)，所設(shè)計(jì)零件圖中必須包括直線、圓弧、圓錐、溝槽、螺紋，零件結(jié)構(gòu)要合理，尺寸標(biāo)注完善正確，編程時(shí)要求學(xué)生用到輪廓循環(huán)、切槽循環(huán)、螺紋循環(huán)；（2）數(shù)控銑削零件要求：圖形由學(xué)生自行設(shè)計(jì)，所設(shè)計(jì)零件圖中必須包括圓弧、直線、圓形溝槽、方形溝槽，零件結(jié)構(gòu)要合理，尺寸標(biāo)注完善正確，編程時(shí)要求有鉆削循環(huán)、陣列循環(huán)。以上任務(wù)在學(xué)生第一天參加實(shí)習(xí)時(shí)就布置，學(xué)生自行設(shè)計(jì)零件圖和編程的所有工作一律由學(xué)生在實(shí)習(xí)結(jié)束后利用課余時(shí)間完成，這樣有效利用了其課余時(shí)間，并且大大增加了學(xué)生實(shí)踐操作的時(shí)間。為了讓學(xué)生更好的理解實(shí)習(xí)內(nèi)容和完成實(shí)習(xí)任務(wù)，我院負(fù)責(zé)數(shù)控實(shí)習(xí)教學(xué)的相關(guān)教師編制了相關(guān)的實(shí)習(xí)教材和零件圖冊(cè)以供學(xué)生參考，學(xué)生所自行設(shè)計(jì)的零件圖在上機(jī)加工前，必須經(jīng)過(guò)負(fù)責(zé)數(shù)控實(shí)習(xí)教師的檢查和認(rèn)可，否則不予上機(jī)實(shí)踐。

2 改善教學(xué)內(nèi)容

針對(duì)學(xué)生的實(shí)習(xí)任務(wù)，數(shù)控實(shí)習(xí)的教學(xué)內(nèi)容主要是圍繞實(shí)習(xí)任務(wù)展開，以典型零件數(shù)控加工案例來(lái)進(jìn)行講解和操作，但在其講解和操作過(guò)程中內(nèi)容較傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容有所不同。傳統(tǒng)數(shù)控實(shí)習(xí)教學(xué)中，對(duì)學(xué)生數(shù)控程序如何編制以及程序正確性檢查方面占用了部分時(shí)間和師資，這也是傳統(tǒng)教學(xué)中理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)沒(méi)能緊密結(jié)合的后果。學(xué)生雖然在實(shí)習(xí)前已經(jīng)學(xué)過(guò)數(shù)控技術(shù)方面的課程，對(duì)于數(shù)控程序編制有所了解，但由于課堂教學(xué)的局限性，學(xué)生對(duì)加工工藝過(guò)程、刀具選用、數(shù)控系統(tǒng)以及數(shù)控機(jī)床的操作方法等知識(shí)的了解程度不高，僅僅局限于多媒體教學(xué)中所看的視頻或圖像。例如數(shù)控加工過(guò)程的對(duì)刀動(dòng)作，學(xué)生在課堂教學(xué)中很難理解和掌握，在數(shù)控實(shí)習(xí)教學(xué)中就必須重點(diǎn)講解和操作演示。為了使理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)緊密結(jié)合，我院負(fù)責(zé)數(shù)控技術(shù)課程教學(xué)的教師和負(fù)責(zé)數(shù)控實(shí)習(xí)的教師針對(duì)我院現(xiàn)有數(shù)控設(shè)備，在教學(xué)內(nèi)容上進(jìn)行了全方面的協(xié)調(diào)、溝通和完善。學(xué)生在數(shù)控程序如何編寫、加工工藝如何編制以及所編程序的正確性由負(fù)責(zé)理論教學(xué)的教師解決，負(fù)責(zé)數(shù)控實(shí)習(xí)的教師主要負(fù)責(zé)講解數(shù)控設(shè)備的操作和使用，教學(xué)以典型零件數(shù)控加工案例為主，其中當(dāng)然也涉及加工工藝和程序講解。通過(guò)改善教學(xué)內(nèi)容，使數(shù)控實(shí)習(xí)的教學(xué)內(nèi)容重點(diǎn)完全放在了教授學(xué)生如何操作數(shù)控機(jī)床，如何動(dòng)手實(shí)踐上，避免了和理論教學(xué)內(nèi)容的過(guò)多重復(fù)，大大增加了學(xué)生上機(jī)操作的時(shí)間，節(jié)省了負(fù)責(zé)數(shù)控實(shí)習(xí)教師的精力，讓其更好的投入在實(shí)踐教學(xué)中去，這樣也使學(xué)生能把理論知識(shí)更好的運(yùn)用到實(shí)踐中去。

3 采用數(shù)控仿真教學(xué)

目前全國(guó)各個(gè)院校在實(shí)訓(xùn)這一環(huán)節(jié)均存在教學(xué)瓶頸，其原因有二：（1）資金原因，數(shù)控設(shè)備昂貴，一般學(xué)校很難滿足大量學(xué)生實(shí)訓(xùn)設(shè)備和材料的需求量；（2）安全問(wèn)題，數(shù)控加工具有危險(xiǎn)性，由于程序錯(cuò)誤或者操作失誤，很容易造成設(shè)備損壞或人員受傷[2]。通過(guò)改善教學(xué)內(nèi)容，的確能大量節(jié)省負(fù)責(zé)數(shù)控實(shí)習(xí)教師的精力，但同時(shí)增加了負(fù)責(zé)理論教學(xué)教師的工作量，如一個(gè)班學(xué)生參加實(shí)習(xí)，以40名學(xué)生計(jì)算，每人完成兩個(gè)工件，意味著有80個(gè)程序需要校驗(yàn)，即便是教師在檢查中也可能出現(xiàn)差錯(cuò)，并且在學(xué)生進(jìn)行正式上機(jī)加工工件時(shí)，一旦出現(xiàn)問(wèn)題，負(fù)責(zé)數(shù)控實(shí)習(xí)的教師必定要再次檢查，無(wú)形中增加了工作量和不安全因素。如何有效解決這一教學(xué)瓶頸，在數(shù)控技術(shù)教學(xué)和實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)中采用數(shù)控仿真教學(xué)是一個(gè)行之有效的方法。目前我院已經(jīng)購(gòu)置了相關(guān)數(shù)控仿真軟件，通過(guò)該數(shù)控仿真軟件，學(xué)生只要輸入其所編制的數(shù)控程序，軟件能檢查其程序語(yǔ)法問(wèn)題，并在界面上能顯示其程序的走刀軌跡，學(xué)生和教師能通過(guò)此方法快速判斷其程序的準(zhǔn)確性，大大節(jié)省了教師的工作量，同時(shí)大大增加了學(xué)生實(shí)踐的時(shí)間。后續(xù)我院將在此方面增加投入，爭(zhēng)取早日實(shí)現(xiàn)更為現(xiàn)代化的數(shù)控實(shí)習(xí)教學(xué)，讓學(xué)生接觸和掌握更為先進(jìn)的技術(shù)和手段。

4 設(shè)置獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制

為了提高學(xué)生參加實(shí)踐環(huán)節(jié)的積極性和實(shí)習(xí)質(zhì)量，我院在數(shù)控實(shí)習(xí)方面設(shè)置了獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制，即把參加數(shù)控實(shí)習(xí)的學(xué)生都作為比賽選手，并在其參加數(shù)控實(shí)習(xí)第一天就講明了比賽規(guī)則和獎(jiǎng)勵(lì)內(nèi)容，為此負(fù)責(zé)數(shù)控教學(xué)的教師專門制定了比賽規(guī)則和章程。具體細(xì)則大致如下：每個(gè)學(xué)生必須參賽然后擇優(yōu)評(píng)選，為了把獎(jiǎng)勵(lì)面廣泛點(diǎn)，先同班學(xué)生評(píng)比，然后再同年級(jí)學(xué)生評(píng)比。目前，我院一學(xué)期大約有10個(gè)班的學(xué)生進(jìn)行數(shù)控實(shí)習(xí)，每個(gè)班設(shè)定兩名同學(xué)參加學(xué)期結(jié)束時(shí)的評(píng)比，要求這兩名同學(xué)在班里的競(jìng)賽中達(dá)到零件設(shè)計(jì)難度大、繪圖標(biāo)準(zhǔn)、零件結(jié)構(gòu)性好、加工工藝路線合理、程序編制合理，加工出來(lái)的工件符合圖紙要求及精度要求，這樣10個(gè)班選出20名左右學(xué)生參加學(xué)期總評(píng)比，按比例憑選出特等獎(jiǎng)、一等獎(jiǎng)、二等獎(jiǎng)、三等獎(jiǎng)。該獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制使學(xué)生對(duì)數(shù)控實(shí)習(xí)產(chǎn)生了濃厚的興趣，激發(fā)了學(xué)生的斗志，增加了師生互動(dòng)，正真做到了教學(xué)相長(zhǎng)。

5 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)教學(xué)任務(wù)的制定、教學(xué)內(nèi)容的改善、教學(xué)方法的改變以及獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制的設(shè)置，使學(xué)生改變了原來(lái)對(duì)數(shù)控實(shí)習(xí)那種枯燥無(wú)味的看法，學(xué)生的積極性得到了充分地調(diào)動(dòng)，很多學(xué)生在數(shù)控實(shí)習(xí)報(bào)告心得體會(huì)中寫到：通過(guò)實(shí)習(xí)提高了自己獨(dú)立思考處理問(wèn)題的能力，明白了做事要嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的態(tài)度，給其學(xué)習(xí)提供了另一種學(xué)習(xí)思路。另外，通過(guò)這些手段使一些動(dòng)手實(shí)踐能力強(qiáng)的學(xué)生脫引而出，在江蘇省工科院校第五屆先進(jìn)制造技術(shù)實(shí)習(xí)教學(xué)與創(chuàng)新制作比賽中，我院兩隊(duì)學(xué)生在比賽中發(fā)揮出色，其設(shè)計(jì)的零件難度大，結(jié)構(gòu)合理，程序編制規(guī)范，操作熟練，尺寸精度高，分別獲得了二等獎(jiǎng)和三等獎(jiǎng)的佳績(jī)。當(dāng)然，我院在數(shù)控實(shí)習(xí)教學(xué)過(guò)程中還存在一些不足之處，今后在實(shí)踐中將不斷改進(jìn)和完善，從而更好的提高教學(xué)質(zhì)量，更好的培養(yǎng)數(shù)控加工技術(shù)方面的人才。

[1]黃志榮，俞 慶，錢偉忠，UGNX軟件在數(shù)控加工教學(xué)中的應(yīng)用[J]，中國(guó)現(xiàn)代教育裝備，2011（19）：16-17.

[2]陳小怡，談CAM軟件在數(shù)控教學(xué)中的應(yīng)用—以MasterCAM為例[J]，瀘州職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2008（3）：17-19.