數(shù)控專業(yè)課程教學(xué)中合理使用數(shù)控仿真軟件的探討

摘 要：本文介紹了數(shù)控仿真軟件的優(yōu)勢，闡述了如何利用數(shù)控仿真軟件進(jìn)行穿插教學(xué)，以及應(yīng)用中存在的問題及解決問題的方法。

關(guān)鍵詞：數(shù)控專業(yè)課程教學(xué)；仿真軟件；應(yīng)用探討

一、數(shù)控仿真軟件的優(yōu)勢

數(shù)控仿真軟件中機(jī)床的結(jié)構(gòu)與真實數(shù)控機(jī)床是完全相同的。通過選擇機(jī)床的類型、操作系統(tǒng)及狀態(tài)，就能實現(xiàn)真實機(jī)床的各種功能，可在任意角度觀察機(jī)床的結(jié)構(gòu)，并能仿照機(jī)床操作的全過程。

數(shù)控仿真軟件有強(qiáng)大的測量功能，不但可測量長度、直徑，還可測量精度等。有圖形和數(shù)據(jù)接口，操作者既可以在真實的環(huán)境中運(yùn)行虛擬機(jī)床，又能動態(tài)觀察機(jī)床的運(yùn)行參數(shù)。

數(shù)控仿真軟件也有操作簡便的考試系統(tǒng)。可用于學(xué)生遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)，并能實現(xiàn)答卷保存、自動評分、成績查詢和分析問題等各種功能，真正實現(xiàn)無紙化的考核與測評。數(shù)控仿真軟件有強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能，能實現(xiàn)遠(yuǎn)程教育。

數(shù)控仿真軟件對教學(xué)環(huán)境、教學(xué)模式、教學(xué)方法和教學(xué)策略進(jìn)行了重新整合，從觀念、過程、教學(xué)方法及模式等方面都賦予一體化教學(xué)新的含義，創(chuàng)新了教學(xué)模式，數(shù)控仿真軟件中的教學(xué)資源在數(shù)控專業(yè)課程教學(xué)中也得到了廣泛應(yīng)用，已成為推動職業(yè)教育教學(xué)改革的重要突破口，有效提升了學(xué)生核心崗位職業(yè)能力培養(yǎng)的質(zhì)量和效率。

二、在數(shù)控專業(yè)課程教學(xué)中的應(yīng)用

數(shù)控專業(yè)對學(xué)生專業(yè)素養(yǎng)要求高，不僅要求其具備扎實的理論知識，還要求其具有強(qiáng)大的實踐能力，學(xué)生要學(xué)習(xí)數(shù)控的基本理論和正確認(rèn)識數(shù)控設(shè)備，數(shù)控仿真軟件是一種不可缺少的教學(xué)資源。由于受設(shè)備有限的影響，很多學(xué)校的學(xué)生在學(xué)習(xí)數(shù)控加工基礎(chǔ)理論課時并不具備有關(guān)數(shù)控的實踐知識，只有少數(shù)的學(xué)生見過數(shù)控機(jī)床，但大多數(shù)學(xué)生對整個數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)、工作原理都不了解，所以有必要在講授此門課之前利用數(shù)控仿真軟件進(jìn)行演示、講解，讓學(xué)生建立對數(shù)控機(jī)床的基本認(rèn)識，并改變大多數(shù)學(xué)生認(rèn)為數(shù)控是深不可測的觀念，同時激發(fā)學(xué)生好奇心。在講那些比較枯燥的基本結(jié)構(gòu)、分類和工藝時，可利用數(shù)控仿真軟件的多類型、多系統(tǒng)、多功能等特點(diǎn)，創(chuàng)設(shè)真實的情境讓學(xué)生去認(rèn)識、分辯。有些時候也可截取一些數(shù)控仿真軟件的操作界面，使之更形象、更直觀，讓學(xué)生保持較高的積極性去學(xué)習(xí)，這樣學(xué)習(xí)效果會更明顯。如果能讓枯燥乏味的前期知識準(zhǔn)備內(nèi)容教學(xué)變得形象、直觀，那么接下來學(xué)習(xí)數(shù)控編程就容易多了，因為這些是學(xué)生比較感興趣的。但如果想取得數(shù)控編程教學(xué)的良好教學(xué)效果，并使課堂教學(xué)變得更加生動、更加具體，就離不開數(shù)控仿真軟件的使用。教師先用數(shù)控仿真軟件對所學(xué)習(xí)過的編程進(jìn)行示范，加工出零件，讓學(xué)生體驗到數(shù)控給我們帶來的影響。因為同學(xué)們都學(xué)習(xí)過普通機(jī)床的操作，也加工過零件，他們會與學(xué)習(xí)過的普通機(jī)床的操作加工作比較，這可讓學(xué)生感覺先進(jìn)技術(shù)給制造加工業(yè)帶來的影響，從而堅定學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)控技術(shù)的決心。通過數(shù)控仿真教學(xué)讓很多學(xué)生覺得學(xué)習(xí)數(shù)控機(jī)床是如此簡單、如此方便，會讓他們增強(qiáng)學(xué)習(xí)的信心，學(xué)生會主動去學(xué)習(xí)，會對照圖紙來檢查自己所編的程序是對還是錯，也能找出編程中出現(xiàn)的問題，能自己糾正編程中出現(xiàn)的錯誤，大大提高學(xué)生的編程能力。

實踐教學(xué)離不開數(shù)控仿真軟件。傳統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床實習(xí)教學(xué)，數(shù)控機(jī)床編程與操作都是在真實的機(jī)床上進(jìn)行，如果學(xué)生人數(shù)很多，有限的數(shù)控機(jī)床數(shù)量難以保證每一位學(xué)生有足夠的實踐操作時間，學(xué)校又不可能為每位學(xué)生配一臺數(shù)控機(jī)床。由于中職學(xué)生在真實機(jī)床上操作容易出現(xiàn)危險，操作過程中的失誤也會經(jīng)常導(dǎo)致設(shè)備、刀具等的損壞，甚至引發(fā)安全事故，增加了實習(xí)教學(xué)中的不安全因素。因此，傳統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床實習(xí)效率低、教師工作量大、教學(xué)成本高，這就需要利用現(xiàn)代化的手段來進(jìn)行教學(xué)，在課堂教學(xué)中需適當(dāng)?shù)厥褂脭?shù)控仿真軟件進(jìn)行教學(xué)。這種教學(xué)只需要配備相應(yīng)的計算機(jī)，學(xué)生上機(jī)床操作之前先利用數(shù)控仿真軟件模擬加工出合格的零件，再上實際機(jī)床進(jìn)行操作，這樣既能保證學(xué)生的能力得到有效的鍛煉，又可降低風(fēng)險，也可有效地減少材料的損耗，節(jié)約實習(xí)經(jīng)費(fèi)。特別是數(shù)控機(jī)床的部分技術(shù)需要學(xué)生多次訓(xùn)練才能較好地掌握，如果每一次都是在機(jī)床上用材料加工出實際的零件來達(dá)到掌握這種技術(shù)的目的，會使包括機(jī)床的折舊、磨損和較高的刀具與材料消耗在內(nèi)的實習(xí)成本提高。而在數(shù)控仿真軟件上重復(fù)加工，多次訓(xùn)練，則不會產(chǎn)生上述消耗，能收到事半功倍的效果。

三、應(yīng)用中存在的問題及解決問題的方法

數(shù)控仿真軟件有不少優(yōu)勢，但也存在一些不足，比如進(jìn)給速度和切削深度，不能反映出真正的加工特點(diǎn)。比如材料是45#鋼，用白鋼刀加工，把進(jìn)給量設(shè)為10.0mm/min，切削深度一刀下20.0mm時也能正常加工，并且也不報警。這種切削用量在實際的數(shù)控機(jī)床中是不能進(jìn)行加工的，系統(tǒng)會自動報警。

數(shù)控仿真軟件不能真實反映出切削三要素對工件加工產(chǎn)生的影響，還容易讓學(xué)生有自滿情緒。在教學(xué)實踐中會遇到由于數(shù)控仿真系統(tǒng)不用考慮切削用量等，只要程序編對了，都可進(jìn)行加工的情況。在學(xué)習(xí)過程中很多學(xué)生也會因在數(shù)控仿真軟件中編寫對幾道程序而沾沾自喜，從而放松學(xué)習(xí)和訓(xùn)練，最終只是一知半解，影響了教學(xué)效果，浪費(fèi)了教學(xué)資源。

而教師作為教學(xué)的主導(dǎo)者，要對實際的工作任務(wù)及數(shù)控仿真軟件中的工作任務(wù)的不同操作非常清楚，這就需要教師不僅要掌握實際生產(chǎn)的相關(guān)知識，也要掌握數(shù)控仿真軟件的相關(guān)知識及使用方法。學(xué)?？梢酝ㄟ^派專業(yè)教師下廠實踐、培訓(xùn)學(xué)習(xí)等，充實教師的專業(yè)知識，提高實踐能力和運(yùn)用現(xiàn)代教學(xué)手段的能力，提升專業(yè)教師參與職業(yè)教育信息化教學(xué)資源的開發(fā)能力，以便能更好地運(yùn)用數(shù)控仿真軟進(jìn)行教學(xué)。

專業(yè)教師具有把虛擬與實際生產(chǎn)結(jié)合起來的能力，還要有引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)的能力，應(yīng)多對學(xué)生給予鼓勵與肯定，使之能更加有效地提高學(xué)習(xí)效果。不管數(shù)控仿真軟件的仿真效果有多強(qiáng)大，它都不可能代替實際的數(shù)控機(jī)床，總會在各方面與實際數(shù)控機(jī)床存著在一定的差距，有的時候甚至?xí)`導(dǎo)學(xué)生。因此，數(shù)控專業(yè)課程教學(xué)只能用數(shù)控仿真軟件進(jìn)行初期感性認(rèn)識和基本指令、代碼和程序的練習(xí)，而整個教學(xué)活動不能完全依賴數(shù)控仿真軟件，并且在教學(xué)過程中還必須給學(xué)生講明白兩者之間存在差距和容易出現(xiàn)的問題，使學(xué)生對數(shù)控仿真軟件有正確的認(rèn)識，讓學(xué)生對實際操作加工足夠重視。創(chuàng)設(shè)以學(xué)生為中心，實踐為主體，踐行“做中學(xué)”“體驗性學(xué)習(xí)”“主動學(xué)習(xí)”“合作學(xué)習(xí)”等教學(xué)形式，提升教學(xué)效果。這樣既能保證數(shù)控仿真軟件在數(shù)控專業(yè)課程教學(xué)中得到充分的運(yùn)用，同時又能保證實際操作的權(quán)威性地位，教師才能更加有效地把控數(shù)控專業(yè)課程教學(xué)，使數(shù)控專業(yè)課程教學(xué)既科學(xué)又客觀，既高效又實用。使實踐教學(xué)在質(zhì)量、效率上都得到提升，學(xué)生的職業(yè)崗位技能與社會需求相適應(yīng)，提高就業(yè)競爭能力。

四 、結(jié)束語

作為教師，想要有效地提高數(shù)控專業(yè)課程教學(xué)質(zhì)量，則需要合理使用數(shù)控仿真軟件，這不僅能讓教學(xué)更直觀，而且能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)控專業(yè)課程的興趣。讓學(xué)生較好地掌握數(shù)控專業(yè)技能，同時也可適當(dāng)?shù)亟档徒虒W(xué)成本。當(dāng)前社會加工制造業(yè)的迅速發(fā)展，拉動了對數(shù)控技術(shù)人才的需求，學(xué)校得到了較好的發(fā)展契機(jī)。作為一名從事數(shù)控專業(yè)課程教學(xué)的教師，需要更多地思考、完善自己的教學(xué)內(nèi)容，以更好地培養(yǎng)本專業(yè)的合格技術(shù)人才。而數(shù)控專業(yè)課程都是實踐性很強(qiáng)的課程，如果全都采取一體化教學(xué)，不但成本高，而且一些理論知識也很容易被忽略。所以，數(shù)控專業(yè)的一切專業(yè)課程教學(xué)都可以適當(dāng)?shù)乩脭?shù)控仿真軟件進(jìn)行穿插教學(xué)，既能滿足學(xué)生的感觀要求，又可減少不安全操作現(xiàn)象，學(xué)生敢動設(shè)備，還能夠判斷操作中的故障，及時糾正，對學(xué)生有很強(qiáng)的吸引力，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、求知欲都大大提高，也能解決數(shù)控設(shè)備昂貴與實訓(xùn)成本過高的問題。教師也可以采用多種教學(xué)組織形式，如小組學(xué)習(xí)、分組實操、崗位參觀、生產(chǎn)實踐、個性化學(xué)習(xí)等，打破傳統(tǒng)的教學(xué)模式，真正實現(xiàn)以學(xué)生為中心的教學(xué)目標(biāo)。

總之，數(shù)控專業(yè)課程教學(xué)應(yīng)該從實戰(zhàn)出發(fā)，須合理、有效、科學(xué)地利用數(shù)控仿真軟件，發(fā)揮它的最好的教學(xué)效果。要深入推進(jìn)數(shù)控仿真軟件一體化教學(xué)模式改革，就需在數(shù)控仿真軟件教學(xué)過程中，充分體現(xiàn)學(xué)生的主體地位，并能與實際“產(chǎn)學(xué)一體”相結(jié)合，達(dá)到虛實融合，提高人才培養(yǎng)效率，保證學(xué)生在掌握相應(yīng)的基本理論知識的同時，也具備過硬的操作技能。

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[2]鐘偉華.關(guān)于技能教育學(xué)生成人教育問題的探討[J].職業(yè)，2011（12）.

（作者：梁烈、黃衛(wèi)珍，廣東省湛江機(jī)電學(xué)校教師）