淺析多媒體技術(shù)和數(shù)控仿真系統(tǒng)在數(shù)控教學(xué)中的應(yīng)用

李　朔（包頭職業(yè)技術(shù)學(xué)院　數(shù)控技術(shù)系,內(nèi)蒙古　包頭　014030）

淺析多媒體技術(shù)和數(shù)控仿真系統(tǒng)在數(shù)控教學(xué)中的應(yīng)用

李朔
（包頭職業(yè)技術(shù)學(xué)院數(shù)控技術(shù)系,內(nèi)蒙古包頭014030）

摘要：隨著人類社會進(jìn)入信息化時代，單獨(dú)的板書教學(xué)已不能滿足教育教學(xué)活的信息技術(shù)的影響。在數(shù)控教學(xué)中引入多媒體，多媒體提供的特有的聲、圖、文、動讓學(xué)生積極主動地參與進(jìn)課堂教學(xué)中來，真正實(shí)現(xiàn)教學(xué)做一體化。利用仿真系統(tǒng)教學(xué)軟件，大大改善了目前數(shù)控技術(shù)課程教學(xué)中設(shè)備投入大、學(xué)員人數(shù)多、上機(jī)時間短、事故率高、消耗高及培訓(xùn)效率低等現(xiàn)象，有效提高了學(xué)生的實(shí)際編程操作能力。結(jié)合二者使學(xué)生的編程水平有了大大的提高。

關(guān)鍵詞：多媒體；數(shù)控仿真系統(tǒng)；數(shù)控編程；數(shù)控教學(xué)

1　多媒體技術(shù)和數(shù)控仿真系統(tǒng)解決的問題

1.1多媒體技術(shù)應(yīng)用和解決問題

多媒體是指用計(jì)算機(jī)交互式地綜合處理文本、圖像、圖形、動畫、音頻、視頻等多種信息，在課堂教學(xué)中可引進(jìn)投影機(jī)、幻燈機(jī)、錄音機(jī)和錄像機(jī)等教學(xué)媒體。在職業(yè)教育、教學(xué)過程中，運(yùn)用現(xiàn)代的多媒體手段與傳統(tǒng)的教育手段的結(jié)合，可以更有效地傳遞教學(xué)信息，達(dá)到教學(xué)目的和要求。學(xué)生在學(xué)習(xí)上更加主動體現(xiàn)在多媒體的交互性。信息媒體的多樣性可使原本抽象、枯燥的教學(xué)內(nèi)容更加生動，從而更直觀的了解學(xué)習(xí)內(nèi)容，增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，在數(shù)控教學(xué)中使用多媒體，可以極大地提高教育效果和教學(xué)水平。通常使用的多媒體設(shè)備投影儀、幻燈機(jī)和錄像機(jī)，電腦網(wǎng)絡(luò)教室等教學(xué)媒體。

1.2數(shù)控仿真系統(tǒng)應(yīng)用

（1）數(shù)控仿真技術(shù)解決的問題。現(xiàn)代數(shù)字控制技術(shù)與數(shù)控機(jī)床給機(jī)械制造行業(yè)帶來了巨大的變化?，F(xiàn)在數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用非常廣泛，我院已為社會輸送了大批以數(shù)控機(jī)床編程操作為主的優(yōu)秀人才。以往的上完《數(shù)控編程》課后續(xù)就是《數(shù)控綜合技能訓(xùn)練》，因?yàn)楸緦I(yè)學(xué)生數(shù)量多，編程水平有限，往往實(shí)習(xí)時在機(jī)床上浪費(fèi)大量的時間進(jìn)行編程，占用了實(shí)操時間，效率低。因?yàn)槌鯇W(xué)者操作失誤還會損壞刀具和設(shè)備，造成安全事故，使實(shí)訓(xùn)工作量增大、加工效率低，實(shí)訓(xùn)費(fèi)用高。這些問題都成了制約教學(xué)的效果。數(shù)控編程是本專業(yè)核心課，要想達(dá)到理想的教學(xué)和實(shí)踐效果，使用數(shù)控仿真作為輔助教學(xué)方法手段，能解決一次性在實(shí)訓(xùn)中心的學(xué)生多，工作量大、效率低，并且學(xué)生初學(xué)操作易出錯的問題。

（2）數(shù)控加工仿真系統(tǒng)教學(xué)可實(shí)施性。為了迅速提高學(xué)生的編程理論水平和數(shù)控機(jī)床實(shí)際操作水平，仿真軟件應(yīng)用能實(shí)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工操作技能培訓(xùn)的效果，利用它進(jìn)行學(xué)習(xí)和實(shí)訓(xùn)，且經(jīng)濟(jì)實(shí)用。我院是從國內(nèi)眾多數(shù)控加工仿真教學(xué)系統(tǒng)中選用的上海宇龍公司的數(shù)控仿真正版軟件。該仿真軟件可以通過真正的三維加工仿真過程使同學(xué)親身體會，并觀察仿真加工后的工件，迅速掌握數(shù)控機(jī)床的操作過程，仿真過程逼真；同學(xué)可以在一個窗口觀察程序執(zhí)行仿真時，程序段、坐標(biāo)值、出錯信息及工件與刀具的相對切削過程的真實(shí)顯示。為了達(dá)到的目的，我們可通過仿真軟件教學(xué)使學(xué)生在聯(lián)系編程是模擬實(shí)際機(jī)床編程操作加工，真實(shí)仿真模擬零件加工，即可大大減少昂貴的數(shù)控機(jī)床設(shè)備投入問題，有提高學(xué)生學(xué)習(xí)編程課的興趣。該仿真系統(tǒng)具有FANUC、華中、SIEMENS等多個數(shù)控仿真系統(tǒng)功能，學(xué)生通過在編程理實(shí)一體化教室操作仿真軟件，在較短的時間內(nèi)就能學(xué)會操作FANUC、華中系統(tǒng)的數(shù)控銑、數(shù)控加工中心及數(shù)控車的編程與操作加工。

（3）數(shù)控加工仿真軟件的優(yōu)越性。使用數(shù)控加工仿真軟件可以幫助更好的學(xué)習(xí)和復(fù)習(xí)《數(shù)控編程》課程、為后續(xù)課程《數(shù)控綜合技能訓(xùn)練》提供基礎(chǔ)。

2　多媒體技術(shù)和數(shù)控仿真系統(tǒng)在教學(xué)中的應(yīng)用教學(xué)效果

2.1通過項(xiàng)目教學(xué)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和主觀能動性

隨著大學(xué)的擴(kuò)招現(xiàn)階段高職的學(xué)生學(xué)習(xí)能力大幅度下降，所以學(xué)習(xí)基礎(chǔ)差和學(xué)習(xí)習(xí)慣不好，這樣就給教師教學(xué)帶來極大的困難。我院2008年評為示范院校以來，我系教師經(jīng)過不斷的教學(xué)改革，使用多種靈活的、先進(jìn)的教學(xué)方法和手段提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。通過多媒體技術(shù)和數(shù)控仿真系統(tǒng)結(jié)合的理實(shí)一體化教學(xué)，改進(jìn)后的教學(xué)方法不僅激發(fā)了學(xué)生的好奇心和求知欲，而且增加了感知深度，培養(yǎng)起了學(xué)習(xí)興趣，進(jìn)而提高學(xué)習(xí)效率。我們職業(yè)院校培養(yǎng)學(xué)生要具有過硬的操作技能，才能達(dá)到崗位能力要求，找到適合的崗位工作。我們尊重教學(xué)體系建設(shè)，滲透能力訓(xùn)練，將理論知識和實(shí)踐能力有機(jī)結(jié)合。以數(shù)控仿真軟件和多媒體技術(shù)應(yīng)用相結(jié)合能較為嫻熟地運(yùn)用行為導(dǎo)向教學(xué)方法，在教學(xué)過程中真正體現(xiàn)學(xué)生為主體突出顯示學(xué)生動手動腦的能力，使學(xué)生從以往的被動學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí)。通過理實(shí)一體化教學(xué)，即可培養(yǎng)學(xué)生的的分析問題及解決問題的能力，也可大大提高了學(xué)習(xí)興趣和主觀能動性。

2.2加強(qiáng)理實(shí)一體化教學(xué)，提高學(xué)生的自學(xué)能力

數(shù)控編程理實(shí)一體化教學(xué)過程中教師應(yīng)重視應(yīng)用多媒體技術(shù)和數(shù)控加工仿真系統(tǒng)來實(shí)施的理論和實(shí)踐教學(xué)效果，為發(fā)揮教師在教學(xué)中的引導(dǎo)作用，在教學(xué)中實(shí)施原先的一只粉筆一塊黑板的常規(guī)教學(xué)方法，改為使多媒體技術(shù)和數(shù)控仿真系統(tǒng)結(jié)合應(yīng)用的教學(xué)手段實(shí)現(xiàn)互動教學(xué)。大大提高學(xué)生自學(xué)和溝通能力，發(fā)揮了多媒體和數(shù)控仿真系統(tǒng)在編程理實(shí)一體化教學(xué)的作用。新的教學(xué)方法使教師重點(diǎn)解決編程方法、簡單數(shù)控加工工藝安排方面的問題，而在數(shù)控編程理實(shí)一體化教學(xué)中，可以利用仿真系統(tǒng)解決解決不同系統(tǒng)、機(jī)床程序校驗(yàn)及操作問題，加深理論教學(xué)中學(xué)過的機(jī)床選用、刀具選擇、切削用量的選擇等方面的相關(guān)知識。

2.3運(yùn)用多媒體技術(shù)和數(shù)控仿真系統(tǒng)，增大數(shù)控編程教學(xué)中知識的信息、容量，具有省時、省力的優(yōu)勢

在數(shù)控編程課堂教學(xué)中進(jìn)行知識總結(jié)和鞏固訓(xùn)練等活動，傳統(tǒng)的教學(xué)因?qū)W時短復(fù)習(xí)總籠統(tǒng)，總結(jié)的知識不全面，學(xué)生掌握的不好。通常我們把學(xué)習(xí)的課程內(nèi)容和訓(xùn)練的知識通過課件的體現(xiàn)，在投影上播放，即加強(qiáng)了訓(xùn)練密度，提高效率，又能減輕師生教學(xué)負(fù)擔(dān)。多媒體教學(xué)還能適應(yīng)學(xué)生知識程度高低不平的問題，便于為基礎(chǔ)差的學(xué)生課下復(fù)習(xí)本次課程知識，進(jìn)度快的同學(xué)更快的掌握本次課程知識或預(yù)習(xí)下一個學(xué)習(xí)內(nèi)容，達(dá)到本課程的教學(xué)目的和要求。

2.4科學(xué)合理安排教學(xué)內(nèi)容，提高學(xué)生的就業(yè)能力

在數(shù)控編程課教學(xué)過程中，我們主要教授的編程指令是企業(yè)上最常用并易學(xué)習(xí)的FANUC、華中系統(tǒng)的編程方法知識和數(shù)控操作加工應(yīng)用，學(xué)生能很快熟練掌握、并靈活應(yīng)用；等學(xué)生初步掌握編程知識后講解SIEMENS系統(tǒng)的常用的一些編程與操作方法，數(shù)控仿真軟件上講解不同操作面板在加工中的功能鍵使用方法。提升學(xué)生的基本編程知識，并提高學(xué)生對不同操作系統(tǒng)、面板的編程與數(shù)控操作能力。2.5實(shí)時考核反饋，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)意識和自覺性。

每一次課程安排一次訓(xùn)練課題，比使用理實(shí)一體的教學(xué)方法實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容，使每次項(xiàng)目都有一個考核，具有較強(qiáng)的目的性。通過對學(xué)生考核評價擊破各個知識點(diǎn)，掌握全面編程知識，通過考核評價還可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)意識、學(xué)習(xí)熱情、學(xué)習(xí)自覺性和自信心；通過考核評價結(jié)果的反饋也能使教師適時的調(diào)整教學(xué)，有針對性地講解共性問題和個別問題，做到有的放矢。

2.6提高教學(xué)效率，節(jié)約教學(xué)成本

使用多媒體技術(shù)和數(shù)控加工仿真系統(tǒng)結(jié)合教學(xué)法運(yùn)用到數(shù)控編程教學(xué)中，即可解決授課班級多，又可解決機(jī)床少問題。教學(xué)中把引入仿真系統(tǒng)可避免因初學(xué)者誤操作造成價格昂貴的數(shù)控機(jī)床的損壞，增加學(xué)生在教學(xué)過程中感受仿真數(shù)控機(jī)床操作過程中如臨現(xiàn)場的真實(shí)感。當(dāng)授課學(xué)生增多時，為了每位同學(xué)有足夠的仿真實(shí)踐機(jī)會，只需通配置大量計(jì)算機(jī)終端，可徹底解決了數(shù)控機(jī)床數(shù)量不足的難題。同學(xué)們在學(xué)習(xí)過程中即掌握數(shù)控編程課中各種編程指令知識，又能夠讓很快的熟悉和了解數(shù)控操作加工的工作過程，掌握各種數(shù)控機(jī)床的操作方法，為后續(xù)課程數(shù)控綜合技能訓(xùn)練做好準(zhǔn)備。這種理實(shí)一體的教學(xué)方法和手段使學(xué)生獨(dú)立地對數(shù)控編程知識進(jìn)行學(xué)習(xí)、練習(xí)和復(fù)習(xí)，這樣在后續(xù)數(shù)控綜合技能訓(xùn)練在實(shí)際機(jī)床上操作時，節(jié)約工件材料和刀具的消耗，節(jié)約了教學(xué)成本，提高了教學(xué)質(zhì)量。

2.7提高教師的教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果

傳統(tǒng)的編程課是上課時教師一味的灌輸編程知識，學(xué)生只是聽課，但做不到及時掌握編程知識。期末終期考核時，試卷中程序的繁重批閱更是讓數(shù)控教師頭昏眼花，因編程針對個人的差別性，比如：每個學(xué)生掌握知識的程度不同，有的同學(xué)會使用固定循環(huán)編程，有的同學(xué)會使用用子程序編程，造成教師批改試卷工作量達(dá)的問題。應(yīng)用了多媒體技術(shù)和數(shù)控仿真系統(tǒng)教學(xué)以后，教學(xué)變得更加生動、具體、形象，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，教學(xué)效果明顯得到提高，并能自我評價或互相評價工零件的幾何形狀精度，對學(xué)生操作能力和培訓(xùn)起到了極大的提高和加強(qiáng)作用。我們采用項(xiàng)目考核，每次的教學(xué)項(xiàng)目都可通過仿真軟件直觀看到最終工件的形狀，在屏幕觀察刀具運(yùn)動軌跡和坐標(biāo)變化，及時發(fā)現(xiàn)數(shù)控編程和工藝是否存在問題，真正達(dá)到了課程考核的效果，提高了教學(xué)質(zhì)量。

3　結(jié)束語

我院在2008年開始示范院校課程建設(shè)，在數(shù)控編教學(xué)中使用多媒體技術(shù)和數(shù)控仿真系統(tǒng)，并在學(xué)習(xí)數(shù)控編程知識時使用理實(shí)一體化的教學(xué)方法和手段，使課堂的教學(xué)由教師的滿堂灌變成以學(xué)生為主體的教學(xué)后，既提高學(xué)生的自學(xué)能力和學(xué)習(xí)興趣，又使教學(xué)效果明顯得到提高。示范課程建設(shè)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)來看，多媒體技術(shù)和數(shù)控仿真系統(tǒng)已成為數(shù)控編程教學(xué)中一種不可或缺的重要方法手段。

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作者簡介：李朔（1980—），女，內(nèi)蒙包頭人，講師，主要從事：數(shù)控技術(shù)專業(yè)教學(xué)和科研工作。