數(shù)控編程與技能訓(xùn)練的仿真教學改革與實踐
2018-9-20 來源：轉(zhuǎn)載 作者：龍書寧，陳炳森
摘 要：通過中職數(shù)控編程與操作仿真教學的教學改革，改變傳統(tǒng)的教學模式，實踐探討寓教于樂、學生主動學習的數(shù)控編程教學模式，從而激發(fā)學生學習興趣，在專業(yè)課程教學中強化素質(zhì)教育。
關(guān)鍵詞：數(shù)控；仿真；教學改革
數(shù)控編程與操作是中職學校數(shù)控專業(yè)的核心課程，是專業(yè)人才職業(yè)能力培養(yǎng)的重要課程，直接影響到人才培養(yǎng)的質(zhì)量和學生的就業(yè)。由于各中職學校辦學條件的差異及教學改革階段的不同，各校的教學方法和手段也存在較大的區(qū)別，不少教學理念落后、改革步伐較慢的學校，對此課程還采用傳統(tǒng)單一化的教學，即單一理論教學之后再配單一的實訓(xùn)教學，把理論和實訓(xùn)劃分為兩階段執(zhí)行，在編程理論教學階段，學生難以理解，普遍感到抽象、難學，加上目前中職學生知識結(jié)構(gòu)、認知水平，使數(shù)控編程的教學更加困難，進而又直接影響到后續(xù)的實訓(xùn)教學，因此，不對現(xiàn)有的教學模式和教學方法進行改革，難以提升教學質(zhì)量和人才培養(yǎng)的水平。
1、 教學改革思路
為了降低數(shù)控編程與操作課程學習的難度，激發(fā)學生的學習興趣，將課程由“難學”轉(zhuǎn)化為“易學”，由“苦學”轉(zhuǎn)化為“樂學”，積極提升專業(yè)技能的教學質(zhì)量，結(jié)合近年來計算機仿真教學的迅速發(fā)展及相關(guān)仿真教學軟件的不斷豐富，在中職數(shù)控專業(yè)的數(shù)控編程與操作課程中，引入虛擬的數(shù)控仿真教學手段，把數(shù)控編程理論課與計算機虛擬仿真操作實訓(xùn)有機結(jié)合起來，邊學數(shù)控編程，邊動手實踐驗證數(shù)控程序，把枯燥課堂教學變成寓教于樂的理論與實訓(xùn)相結(jié)合的仿真教學，并為后續(xù)的數(shù)控機床操作打下良好基礎(chǔ)。
按此思路，金秀職校積極開展了數(shù)控編程與操作的教學改革實踐，收到了良好的效果。具體改革舉措及實踐方法如下：
2、把數(shù)控編程從傳統(tǒng)課堂教學改為以“技能實訓(xùn)為核心”的仿真教學
中等職業(yè)教育培養(yǎng)的是技能人才，因此應(yīng)以技能訓(xùn)練為中心來培養(yǎng)學生的職業(yè)能力，因此，應(yīng)堅持“學以致用，以用促學，不斷創(chuàng)新”把數(shù)控編程用于仿真實踐中，不但檢驗學生編程的正誤，還培養(yǎng)了學生操作能力的基礎(chǔ)。在數(shù)控編程仿真教學中，為激發(fā)學生數(shù)控編程與操作的積極性，自新生入學開始，抓住新生入學對一切新事物好奇之際，特別是與專業(yè)有關(guān)的新知識、新技術(shù)、新設(shè)備倍感興趣的契機，從專業(yè)介紹開始，讓學生在數(shù)控仿真實訓(xùn)體驗中切身感受數(shù)控加工的神奇效果，從而激發(fā)學生對數(shù)控專業(yè)的興趣，對數(shù)控技術(shù)的愛好，再結(jié)合具體的內(nèi)容，介紹數(shù)控編程的理論知識，再通過數(shù)控技術(shù)的發(fā)展方向及當前制造業(yè)數(shù)控應(yīng)用的現(xiàn)狀，配以相應(yīng)的視頻短片，讓學生對數(shù)控編程有進一步的了解和認識，對將來從事的數(shù)控工作有初步的認識，引導(dǎo)學生重視數(shù)控編程工作；其次，通過挖掘典型數(shù)控加工的案例，充分展示數(shù)控加工的強大功能，讓學生在體驗中進一步激發(fā)學習動機和學習熱情，使學生對數(shù)控編程產(chǎn)生更加濃厚的興趣；再次，在課程教學中，盡量避免純理論內(nèi)容的說教式教學，堅持由淺入深、由簡單到復(fù)雜的教學方式，從簡單的機械零件開始，課堂上先由老師根據(jù)零件進行示范操作及講解，讓學生在聽課和觀察過程中，掌握數(shù)控編程的操作要領(lǐng)。
在仿真過程中，仿真機床按照編好的數(shù)控程序，主軸轉(zhuǎn)起來，刀具開始切削工件，逼真的機床加工聲音和機床切削運動，工件逐漸成形，學生很容易進入狀態(tài)，其好奇心、求知欲也會激發(fā)起來，此時，可趁機安排學生按照老師的步驟進行仿真操作。當學生按照步驟獨立完成零件的仿真加工而興奮不已時，及時總結(jié)并表揚表現(xiàn)優(yōu)秀的學生，以鼓勵學生的方式激勵學生，并積極引導(dǎo)學生思考工件是如何完成加工，加工的步驟和各步的關(guān)鍵點是什么？，機床為什么能實現(xiàn)零件自動加工通過此種方式，讓學生思考的同時，接著引入機床的計算機控制相關(guān)知識，計算機控制程序的概念，讓學生在系列的體驗中，既學到了數(shù)控編程的知識，又開拓了視野，課堂中通過仿真操作，以主體方式參與教學，以技能操作訓(xùn)練為中心，全面提升了課堂的教學效果。
此外，在每一次仿真訓(xùn)練結(jié)束后，老師要及時引導(dǎo)學生思考，對于已完成仿真加工的零件，引導(dǎo)學生分析訓(xùn)練編程加工的零件還存在哪些缺點或者還有哪些地方需要改進，把問題提出來并開展相互討論，相互討論和分析，再進一步制定實施方案并把零件仿真加工出來。
3、科學地整合相關(guān)教學內(nèi)容于仿真教學中
為了進一步提升課程教學質(zhì)量，僅利用通用的編程教材不夠的，針對數(shù)控編程課程既與傳統(tǒng)的數(shù)控編程語言、編程方法有關(guān)，還與后續(xù)實訓(xùn)教學用的數(shù)控機床有關(guān)，不同的數(shù)控機床還可能配備不同的數(shù)控系統(tǒng)，不同的數(shù)控系統(tǒng)其操作界面、操作方法還是不同的，因此，要較好地實施數(shù)控編程及操作的仿真教學，還得根據(jù)學校現(xiàn)有數(shù)控設(shè)備所配的數(shù)控系統(tǒng)、機床特點，選定相應(yīng)的仿真軟件，將數(shù)控編程的相關(guān)內(nèi)容與仿真軟件配合、與數(shù)控機床配合，精簡教材內(nèi)容，打破教材章、節(jié)體系，重新進行整合，形成案例式的教學資源，設(shè)計相應(yīng)的教學課件，采用錄屏軟件將仿真過程制作成相應(yīng)的教學視頻，在滿足課堂教學需要的同時，在網(wǎng)上將教學課件和教學視頻公開給學生，以便學生利用業(yè)余時間再學習和訓(xùn)練，相當于給學生提供了很好的課外輔助老師，不僅有利于加強學生的學習和訓(xùn)練，同時，科學整合后的教學內(nèi)容也利于學生后續(xù)能很快操作機床，開始真正的數(shù)控機床加工操作。
4 、在仿真實訓(xùn)的數(shù)控編程教學中重視學生的挫折教育
針對中職生源特點以及職業(yè)院校素質(zhì)教育的要求，如何在課堂教學中培養(yǎng)學生的理論基礎(chǔ)知識、熟練技能及良好的職業(yè)道德，是每一門專業(yè)核心課程教學均要負起的責任。中職生的年齡大都在 15~18 周歲之間，大多數(shù)學生從未經(jīng)受過任何困難，普遍存在意志不夠堅強，承受挫折的能力比較弱的現(xiàn)象，所以在數(shù)控編程及機床操作教學過程中，認真設(shè)計讓學生嘗試“挫折”的教學情境，以此來培訓(xùn)和鍛煉學生分析問題和解決問題的能力，鍛煉其意志品質(zhì)，使學生切身體驗到只有經(jīng)過艱苦的努力，才能獲得成功；只有經(jīng)歷失敗，才能增長才智的過程，從而激發(fā)學生的學習潛能，培養(yǎng)堅定自信，勇于克服艱難的意志。因此，在數(shù)控編程的教學過程中，有意識地設(shè)置一些編程“陷阱”，如故意少編寫一個數(shù)控程序段，少編寫一個數(shù)控指令，編程參數(shù)輸入不正確等錯誤，使仿真加工過程產(chǎn)生報警，無法正常加工或發(fā)生撞刀事故等現(xiàn)象，導(dǎo)致工件無法加工或加工錯誤造成廢品，然后讓學生根據(jù)現(xiàn)象去找出原因。
當學生找到“陷阱”，真正排除了故障后，就會體驗到“山重水復(fù)疑無路，柳暗花明又一村”，那份成功的喜悅又成為學生主動去獲取了知識的動力，達到素質(zhì)教育與專業(yè)教育相融合，在專業(yè)課程中實施素質(zhì)教育的目標。
5 、數(shù)控仿真教學應(yīng)構(gòu)建科學的評價體系
教學質(zhì)量的評價直接影響到學生學習的主動性和積極性，因此要構(gòu)建科學、合理的多元評價體系。
（1）評價要合理，同時應(yīng)有一定的彈性，標準答案不應(yīng)限于過死，范圍過小，方式過于單一，應(yīng)該合理就行。例如在一些仿真操作中，學生經(jīng)過討論和思考后得出的加工方案以及加工線路等，只要合理，加工質(zhì)量中行，效率低一些也無妨，畢竟學生還是比較缺乏生產(chǎn)實踐經(jīng)驗的。
（2）既要評價數(shù)控仿真技能操作的結(jié)果，又要評價數(shù)控仿真技能操作的過程，對學生數(shù)控操作技能的熟練程度及零件加工的結(jié)果做出如實的評價，此外，還須對在技能操作過程中學生的積極參與程度中表現(xiàn)出來的個人良好品質(zhì)給予充分的肯定與表揚，對遵守紀律，服務(wù)安排，積極主動訓(xùn)練給予鼓勵和嘉獎。
（3）創(chuàng)新評價的主體和方式。對學生個人在課堂上技能操作的表現(xiàn)及成果不僅由任課教師來評價，還可以讓學生們進行自評或互評。例如零件加工線路的制定，零件圖樣的識讀、坐標點的計算等，可采用學生專項討論評價的方式，在小組研討中發(fā)現(xiàn)問題，分析原因，討論得出結(jié)果，把各項評價科學合理綜合起來，從而大大地調(diào)動學生學習的主動性和積極性。
6、結(jié)束語
經(jīng)過近兩年的數(shù)控編程與技能訓(xùn)練的仿真教學改革與實踐，教師投入教學改革的時間和精力均較大，但收效也是十分明顯的，不僅學生對課程的學習興趣得到了充分的調(diào)動，學生學習的主觀能動性也迅速體現(xiàn)出來，學生喜歡這種一體化的學習模式，教學方式也高效，學校也避免了過去經(jīng)常出現(xiàn)的學生在不熟悉機床操作的情況下進行實訓(xùn)操作經(jīng)常損壞機床的現(xiàn)象，而且經(jīng)過精心設(shè)計的教學資源，對學生的素質(zhì)教育、職業(yè)能力培養(yǎng)也發(fā)揮了很好的作用，教學改革收效顯著，值得相互學習和借鑒。
來源 廣西金秀瑤族自治縣中等職業(yè)技術(shù)學校，廣西水利電力職業(yè)技術(shù)學院
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