《數(shù)控車編程與操作》一體化教學(xué)的研究

王敏 柴立強(qiáng)

摘 要：根據(jù)《數(shù)控車編程與操作》教學(xué)中存在的問題進(jìn)行了教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)環(huán)節(jié)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，取得了較好的教學(xué)效果，總結(jié)了以下幾點(diǎn)體會(huì)：一是重視入門階段學(xué)生感性認(rèn)識(shí)的培養(yǎng)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；二是充分利用仿真軟件的輔助作用，提高學(xué)生的理解能力；三是練習(xí)畫加工路線簡(jiǎn)圖，培養(yǎng)學(xué)生編程的邏輯思維能力；四是實(shí)施一體化教學(xué)模式，提升學(xué)生的綜合素質(zhì)。

關(guān)鍵詞：數(shù)控車；教學(xué)；體會(huì)

中圖分類號(hào)：G712 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2019.04.059

從事數(shù)控車教學(xué)多年，在講解機(jī)床坐標(biāo)系、對(duì)刀操作及編程等內(nèi)容時(shí)，總是覺得學(xué)生對(duì)概念理解模糊、認(rèn)識(shí)不清，在某種程度上影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。為此，在近期教學(xué)上，我對(duì)所教的班級(jí)進(jìn)行了教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)環(huán)節(jié)的重新設(shè)計(jì)，取得較好的教學(xué)效果。

1 激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

數(shù)控車教材的第一章是數(shù)控機(jī)床、數(shù)控編程的基本知識(shí)，這些知識(shí)的特點(diǎn)是深?yuàn)W、枯燥、抽象。對(duì)于基礎(chǔ)較差的中職學(xué)生來說，學(xué)習(xí)這部分內(nèi)容確實(shí)具有一定的難度。如果教師照本宣科的來講解，一部分學(xué)生就會(huì)因?yàn)槲冯y情緒和學(xué)習(xí)意志不堅(jiān)定而放棄，這不但會(huì)給教師造成很大的教學(xué)壓力，也會(huì)影響其他學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。所以，在萬事開頭難的入門階段，教師應(yīng)策略的降低教學(xué)內(nèi)容的難度，增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

在緒論的學(xué)習(xí)時(shí)，首先將學(xué)生帶到一體化教室的教學(xué)機(jī)床前面，讓學(xué)生觀察數(shù)控車床與普通車床有什么不同，學(xué)生很容易就會(huì)指出有顯示器、鍵盤、且體積小等明顯區(qū)別。然后，從學(xué)生指出的不同部件開始向他們介紹數(shù)控車床的各部分名稱。并帶有神秘色彩地告訴學(xué)生車床的數(shù)控裝置就像人的大腦一樣，他能讀懂程序指令，并能按指令指揮車床自動(dòng)加工出我們要求的零件。接著調(diào)出一個(gè)簡(jiǎn)短的小程序，啟動(dòng)機(jī)器讓學(xué)生見證零件的加工過程。這個(gè)過程無須太多的語言，但是數(shù)控車床自動(dòng)、靈活、快捷的特點(diǎn)一下子就吸引了學(xué)生的眼球。數(shù)控車床的加工優(yōu)勢(shì)立刻就被學(xué)生所接受，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

感性認(rèn)識(shí)之后，再通過多媒體給學(xué)生演示數(shù)控車床的組成及加工過程。對(duì)于這部分內(nèi)容只講解數(shù)控車床各部分的名稱及作用，原理一帶而過，或是不講，語言盡量通俗易懂。例如，控裝置就相當(dāng)于人體的大腦，它能夠接收指令和發(fā)出指令；伺服機(jī)構(gòu)就像人體的四肢，它是數(shù)控機(jī)床的執(zhí)行部件。事實(shí)證明，中職數(shù)控專業(yè)的學(xué)生對(duì)感性認(rèn)識(shí)更加感興趣。

2 提高學(xué)生的理解能力

在數(shù)控車教學(xué)中，幾乎每節(jié)課都要安排仿真操作內(nèi)容。其原因有：（1）學(xué)生對(duì)仿真操作比較感興趣；（2）通過仿真操作可以突破難點(diǎn)，幫助學(xué)生理解和吸收。例如：在講解數(shù)控車加工程序時(shí)，它涉及了程序名、程序內(nèi)容、程序結(jié)束、程序段格式等。內(nèi)容有些雜亂，學(xué)生記憶比較困難。但是這部分內(nèi)容又是學(xué)生必須掌握的編程基本知識(shí)。針對(duì)這種情況，我將數(shù)控加工程序和程序的錄入放在一起講解。講解之后立刻就給學(xué)生布置一個(gè)零件加工程序的錄入練習(xí)，按照規(guī)定格式正確錄入的學(xué)生最后就能通過仿真軟件加工出零件。反之，仿真軟件就會(huì)拒絕為他們加工。但是這部分學(xué)生并不氣餒，想方設(shè)法的找出問題所在，直到最后成功地加工出零件。經(jīng)過幾輪這樣的程序錄入練習(xí)，學(xué)生不但掌握了程序的基本格式，而且對(duì)指令格式的理解也加深了。

數(shù)控車床的坐標(biāo)系也是教學(xué)中的一個(gè)難點(diǎn)，有些學(xué)生學(xué)完了數(shù)控車編程，仍不知道機(jī)床坐標(biāo)系、工件坐標(biāo)系和對(duì)刀操作之間的關(guān)系。我就是利用仿真軟件來突破這個(gè)難點(diǎn)的。首先，通過仿真軟件的手動(dòng)方式移動(dòng)兩個(gè)坐標(biāo)軸，根據(jù)右手笛卡爾坐標(biāo)系的規(guī)定講解兩坐標(biāo)軸及其正、負(fù)方向。坐標(biāo)軸確定之后，再講數(shù)控車床機(jī)床原點(diǎn)的位置，通過位置按鍵讓學(xué)生觀察刀具在不同位置時(shí)兩坐標(biāo)軸的坐標(biāo)，判斷機(jī)床原點(diǎn)位置。車床自身能夠識(shí)別的機(jī)床坐標(biāo)系就很直觀地被學(xué)生接受。然后講解手動(dòng)對(duì)刀的操作。主要是以90°外圓車刀為例，讓學(xué)生熟練掌握對(duì)刀過程。并通過MDI方式輸入一段程序“G00X0Z0S500M03T0101”校驗(yàn)對(duì)刀的準(zhǔn)確性。告訴學(xué)生這段程序的意思是讓第一把刀具快速的走到編程原點(diǎn)位置，此時(shí)主軸以500 r/min的轉(zhuǎn)速正轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)。通過這種操作，學(xué)生很清楚地看到機(jī)床原點(diǎn)和編程原點(diǎn)不是同一點(diǎn)，編程坐標(biāo)系和機(jī)床坐標(biāo)系也不是同一個(gè)坐標(biāo)系。這時(shí)再講解編程坐標(biāo)系，學(xué)生就不會(huì)將兩個(gè)坐標(biāo)系混淆，而且對(duì)編程坐標(biāo)系也會(huì)重新認(rèn)識(shí)。最后講解對(duì)刀原理，對(duì)刀操作在刀補(bǔ)中確定的兩個(gè)偏置值就是編程原點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的位置坐標(biāo)。在整個(gè)過程中，由于仿真軟件的巧妙介入，不但突破了重點(diǎn)、難點(diǎn)，學(xué)生對(duì)對(duì)刀的理解也得到了升華。

3 培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力

學(xué)生在編寫加工程序時(shí)，最容易出現(xiàn)的問題就是不知道自己編寫的程序是否正確，即使在執(zhí)行時(shí)出錯(cuò)也不知道問題所在。除了一部分學(xué)生比較馬虎外，最主要的原因是學(xué)生對(duì)刀位點(diǎn)的重視不夠。所以在講解指令編程時(shí)，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)刀位點(diǎn)及其加工軌跡，并結(jié)合程序畫出加工路線簡(jiǎn)圖。通過一段時(shí)間反復(fù)的練習(xí)，學(xué)生編程的邏輯思維能力有了顯著提高，學(xué)生不但編寫程序的錯(cuò)誤率明顯降低，而且還養(yǎng)成自己檢查程序的良好習(xí)慣。

4 實(shí)施一體化教學(xué)模式，提升學(xué)生的綜合素質(zhì)

一體化教學(xué)是在一個(gè)月的理論教學(xué)之后進(jìn)行的，原因是學(xué)生只有具備了一定理論編程知識(shí)和仿真操作能力。才能為一體化教學(xué)做好鋪墊，提供安全保障。通過一體化教學(xué)，學(xué)生的綜合素質(zhì)有了提升。

4.1 促進(jìn)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解

一體化的優(yōu)點(diǎn)就在于這種教學(xué)模式能把理論知識(shí)和實(shí)際操作有機(jī)的結(jié)合，使學(xué)生在學(xué)中做，做中學(xué)。通過從理論到實(shí)踐，再從實(shí)踐到理論的學(xué)習(xí)過程，學(xué)生對(duì)理論知識(shí)理解更加透徹。

4.2 增強(qiáng)了學(xué)生的動(dòng)手操作能力

對(duì)于學(xué)生來說，一體化教學(xué)的魅力在于他們可以享受加工出零件的成就感。為了這個(gè)目的，學(xué)生在數(shù)控編程和實(shí)際操作中都表現(xiàn)出很高的學(xué)習(xí)熱情。在實(shí)踐操作時(shí)，每個(gè)學(xué)生都爭(zhēng)先恐后的進(jìn)行操作，都希望自己能夠加工出比別人更好的零件。一個(gè)學(xué)期下來，每個(gè)學(xué)生都能完成教師要求的零件，學(xué)生的動(dòng)手操作能力有了顯著提高。

4.3 培養(yǎng)了學(xué)生的產(chǎn)品質(zhì)量意識(shí)

教師在講授基礎(chǔ)課時(shí)，雖然反復(fù)強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品的精度和質(zhì)量問題。但是學(xué)生對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量意識(shí)還是很淡薄。以至于就業(yè)之后，有些學(xué)生不敢出徒，害怕廢品率太高。一體化教學(xué)就能為學(xué)生補(bǔ)上這一課。我按中級(jí)工和高級(jí)工的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)備了一些課題和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格按規(guī)定給每個(gè)學(xué)生打出一個(gè)合理的分?jǐn)?shù)，作為操作技能的綜合評(píng)定。其中產(chǎn)品質(zhì)量是關(guān)鍵分值。

4.4 培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)

在從事一體化教學(xué)的過程中，有很多辛苦，也有很多欣喜。最令我欣喜的是學(xué)生不但可以獨(dú)立編程加工、解決加工中存在的問題，而且能將所學(xué)知識(shí)舉一反三積極創(chuàng)新。作為中等職業(yè)學(xué)校的學(xué)生，能夠完成作業(yè)就可以算為好學(xué)生。而在數(shù)控車專業(yè)中存在著這樣的一部分學(xué)生，他們不滿足于作業(yè)，利用業(yè)余時(shí)間在CAD軟件上自創(chuàng)圖形、自己編程、校驗(yàn)加工。而且，對(duì)加工的零件進(jìn)行不斷改進(jìn)和創(chuàng)新。最后，終于加工出非常精美的零件：獎(jiǎng)杯、花瓶、葫蘆以及一些叫不上名字的奇特形狀。雖然這些零件還有些瑕疵，但是他們勇于探索、積極創(chuàng)新的精神是可貴的。在他們身上，我看到了數(shù)控專業(yè)發(fā)展的希望與未來。

4.5 培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)

由于數(shù)控車床有限，一體化教學(xué)需要分組進(jìn)行，一般四至五人一組，每組選出一名組長，負(fù)責(zé)組員的管理。因?yàn)樵谠u(píng)價(jià)體系中除了有個(gè)人評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，還有整體的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。所以，每組同學(xué)需要通力合作、互相協(xié)商，才能保質(zhì)保量的完成任務(wù)。在這個(gè)過程中學(xué)生表現(xiàn)出很好團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)和職業(yè)素養(yǎng)，當(dāng)他們遇到問題時(shí)，能夠心平氣和的坐下來商討，解決問題。

作為一名數(shù)控專業(yè)的教師，培養(yǎng)合格的數(shù)控技術(shù)人才是歷史賦予我們的使命。我們要潛心研究、積極創(chuàng)新，不斷提高數(shù)控專業(yè)的教學(xué)質(zhì)量，為社會(huì)培養(yǎng)更多優(yōu)秀的數(shù)控技術(shù)人才。