闡述對數(shù)控加工的教學(xué)模式之認(rèn)識

劉恒輝

摘 要：為了提高數(shù)控加工技術(shù)這門課程的教學(xué)質(zhì)量，我們采取了多媒體、仿真軟件和網(wǎng)絡(luò)三聯(lián)合的教學(xué)模式來運(yùn)行。本文介紹了如何利用這樣的教學(xué)模式進(jìn)行數(shù)控加工教學(xué)，并著重分析了多媒體、仿真軟件、網(wǎng)絡(luò)傳輸與數(shù)控機(jī)床結(jié)合教學(xué)在實(shí)際運(yùn)用中的特點(diǎn)，從而提出改進(jìn)的措施，為這種有效的教學(xué)模式做了解析。

關(guān)鍵詞：數(shù)控加工；教學(xué)模式；仿真軟件

曾經(jīng)，在數(shù)控加工教學(xué)中，我們單獨(dú)的學(xué)習(xí)數(shù)控編程，之后再學(xué)習(xí)怎么開機(jī)床進(jìn)行加工，這樣的方式在隨著科技、網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展慢慢被改善。最主要的是計算機(jī)數(shù)控仿真技術(shù)的產(chǎn)生及運(yùn)用，這門新技術(shù)是對數(shù)控加工操作過程進(jìn)行模擬仿真，該技術(shù)面向?qū)嶋H生產(chǎn)過程的機(jī)床仿真加工，過程中三維動態(tài)的逼真再現(xiàn)，使每一個學(xué)生對數(shù)控加工建立了感性認(rèn)識，從而可以安全地、反復(fù)地動手進(jìn)行數(shù)控仿真加工操作，有效解決了數(shù)控設(shè)備的問題，提高了教學(xué)質(zhì)量，在培養(yǎng)全面熟練掌握數(shù)控加工技術(shù)的實(shí)用型技能人才方面發(fā)揮著顯著作用。

我們職業(yè)學(xué)校以培養(yǎng)技能型人才為目標(biāo)，但是由于學(xué)生眾多，在數(shù)控加工這塊領(lǐng)域，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足一人一臺數(shù)控機(jī)床的操作需求。在此基礎(chǔ)上，我們學(xué)校迅速購置了正版數(shù)控加工仿真軟件----斯沃軟件，通過調(diào)試將其應(yīng)用到實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，其仿真環(huán)境完全與實(shí)訓(xùn)車間現(xiàn)有的數(shù)控系統(tǒng)操作面板以及機(jī)床使用刀具相一致，并且能夠看到加工的具體路徑和動畫過程。

有了該仿真軟件，老師采用理實(shí)一體化和項(xiàng)目式教學(xué)方法教學(xué)，將多媒體、軟件與網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合為一體，這種三聯(lián)合教學(xué)模式具體表現(xiàn)為，教師先通過網(wǎng)絡(luò)傳輸將項(xiàng)目式的任務(wù)派發(fā)給學(xué)生，再運(yùn)用多媒體課件進(jìn)行授課，在授課過程中可充分示范軟件的使用，在學(xué)生執(zhí)行任務(wù)的過程中運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控可隨時查看學(xué)生情況，最后學(xué)生上傳任務(wù)完成成果。學(xué)生在接受新知識的時刻可以立刻通過軟件進(jìn)行演練，加強(qiáng)對新知識的理解和運(yùn)用，配合老師的項(xiàng)目化任務(wù)加以訓(xùn)練又可以很好的鞏固知識，教師也可以通過多媒體示范操作，網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控學(xué)生學(xué)習(xí)情況，因此這種模式運(yùn)用有很好的教學(xué)效果。從而學(xué)生敢更大膽的學(xué)習(xí)，改變了學(xué)生在操作時不敢動手的畏懼心理。為保證實(shí)際加工程序的完整、正確性，我們還可通過數(shù)控裝置面板RSR232接口接收電腦上模擬好的加工程序，然后直接到機(jī)床加工。但由于我校條件欠缺，暫時還未做到在實(shí)訓(xùn)車間可直接電腦傳輸程序加工，所以我們采取編程室模擬—車間操作的作業(yè)模式，將學(xué)生進(jìn)行分組訓(xùn)練，教師在編程室針對性的運(yùn)用多媒體、軟件和網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行教學(xué)，數(shù)控加工仿真系統(tǒng)可在程序?qū)嶋H加工前，在計算機(jī)上模擬其加工環(huán)境，加工過程，檢測程序的正確性，如過切，刀具與工件，刀具與工作臺的干涉和碰撞等。還可以對刀具軌跡的執(zhí)行，工件的切削過程進(jìn)行實(shí)施監(jiān)控等。學(xué)生通過在電腦上操作，分模塊、分任務(wù)的學(xué)習(xí)，在軟件上通過程序輸入，模擬加工，最后在確認(rèn)無誤的情況上，學(xué)生正式上數(shù)控機(jī)床操作，加工出我們要求的合格工件。在這樣的學(xué)習(xí)模式下，我們需要的專業(yè)基礎(chǔ)只要《機(jī)械工藝學(xué)》和《車削技能訓(xùn)練》。手腦并用的學(xué)習(xí)過程大大激發(fā)了學(xué)生的潛能，這樣的課成了學(xué)生們最樂于上的課，也是最快感到學(xué)有所得的課，大大的提高了教學(xué)效率，學(xué)生們不再畏首畏腳，即使一部分曾經(jīng)對編程很不理解的學(xué)生也開始行動起來，試圖去做、去問。同時，這樣的模式又改善了數(shù)控教學(xué)成本投入高、教學(xué)效率低、安全性差的狀況，提高了學(xué)生的數(shù)控編程和操作

能力。

本人工作期間，從事數(shù)控車削加工實(shí)訓(xùn)教學(xué)工作多年的時間，運(yùn)用多媒體、斯沃軟件、網(wǎng)絡(luò)三聯(lián)合的教學(xué)模式，再與數(shù)控車床結(jié)合進(jìn)行生產(chǎn)教學(xué)下，我體會到這種有效模式的幾點(diǎn)優(yōu)勢：

一、充分激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)了其主觀積極性

在以往的課程學(xué)習(xí)中，學(xué)生不知道自己所編的程序是否正確，這要求教師對每個學(xué)生編的程序逐個進(jìn)行檢查，而一些常犯的書寫錯誤也不易查出。而對于數(shù)控操作問題，在黑板上講個按鍵的作用、名稱與使用，既耗費(fèi)時間，又枯燥乏味，學(xué)生接受效果一般。采用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)進(jìn)行教學(xué)示范與練習(xí)后，教學(xué)更省事、更直觀了，學(xué)生所編程序可以直接利用系統(tǒng)進(jìn)行模擬加工演示，對于程序編寫和書寫的錯誤也能通過模擬運(yùn)行得到提示。機(jī)床操作面板的使用，零件加工成成品的過程歷歷在目，直觀、形象，便于學(xué)習(xí)與掌握。這樣就使學(xué)生對這門課程有了濃厚的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性與積極性大大提高。

二、提高實(shí)習(xí)效率，降低不安全隱患

在數(shù)控加工實(shí)習(xí)中，讓每個學(xué)生操作一個數(shù)控機(jī)床基本上是不可能實(shí)現(xiàn)的，一般是4人組合用一臺機(jī)床，一般數(shù)控中級工培訓(xùn)的實(shí)訓(xùn)時間為4周，這樣折算到每個學(xué)生身上實(shí)際參與的時間就比較少，可能就只有1周的時間，而引入加工仿真軟件，我們就可以讓學(xué)生單獨(dú)在計算機(jī)上模擬操作，做到1人1臺機(jī)器仿真還是可以的，我們采用分組到機(jī)床，然后組內(nèi)同學(xué)互相合作，輪流使用機(jī)床的方式學(xué)習(xí)，從而大大增加了學(xué)生操作時間，提高了實(shí)習(xí)效率。

關(guān)于在實(shí)訓(xùn)中的不安全性，尤其是在實(shí)習(xí)初期階段，由于對實(shí)習(xí)設(shè)備的生疏和好奇，學(xué)生誤操作現(xiàn)象時有發(fā)生。引用斯沃仿真后，學(xué)生每出現(xiàn)一次誤操作，仿真的數(shù)控機(jī)床就會報警，從而糾正學(xué)生們的錯誤操作，尤其是在程序校驗(yàn)、軌跡仿真方面，能夠做到零失誤。這樣學(xué)生在實(shí)際操作時就可大膽動作了，大大減少了我們同學(xué)的失誤操作。

三、減輕教師課堂授課負(fù)擔(dān)，同時提升備課質(zhì)量要求

在實(shí)習(xí)教學(xué)中，教師的示范作用很關(guān)鍵，但如果是教師在機(jī)床上做示范操作，往往會因?yàn)閷W(xué)生太多、車間空曠，很難保證所有的學(xué)生能夠聽清、看清，從而導(dǎo)致教學(xué)效果不太理想。而數(shù)控加工仿真軟件的互動教學(xué)功能以及與多媒體的結(jié)合很好的解決了這一問題，通過網(wǎng)絡(luò)互動教學(xué)、多媒體展示，既能讓教師在每個學(xué)生的屏幕上演示教學(xué)內(nèi)容，所有學(xué)生也都能清楚的在自己的機(jī)器上觀看，并進(jìn)行模仿，當(dāng)然這就要求教師的備課準(zhǔn)備工作很到位。同時，教師還能監(jiān)控每個學(xué)生的實(shí)際操作情況，對他們進(jìn)行實(shí)時指導(dǎo)，對于一些學(xué)生出現(xiàn)的問題及時的切換到屏幕上，提醒其他同學(xué)注意，這樣大大的方便了教師的教與學(xué)生的學(xué)，同時對教師的備課要求提高，也鍛煉了教師的組織協(xié)調(diào)能力。

四、多系統(tǒng)多機(jī)床的操作方便于解決學(xué)生個體差異問題

數(shù)控加工仿真系統(tǒng)可以根據(jù)不同需要提供諸如數(shù)控車、數(shù)控銑和加工中心等的不同機(jī)型、不同操作系統(tǒng)、不同型號的仿真訓(xùn)練，學(xué)校只能針對企業(yè)普遍使用的系統(tǒng)，適當(dāng)?shù)馁I相匹配的機(jī)床進(jìn)行教學(xué)，這是學(xué)校的局限性，但軟件它有很多相通性。對于一些領(lǐng)悟能力好，學(xué)習(xí)能力強(qiáng)的學(xué)生，會提前完成老師的任務(wù)，這時可以給予拓展性的介紹其他型號的操作系統(tǒng)，學(xué)生可適當(dāng)?shù)脑谲浖献晕颐鲗W(xué)習(xí)，這對于學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力是很好的培養(yǎng)。對于學(xué)習(xí)能力一般的學(xué)生，則只要求在一種操作系統(tǒng)下進(jìn)行學(xué)習(xí)，著重從仿真加工、切削路徑上仔細(xì)講解，通過模擬的介入從而促動學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望。

當(dāng)然，這種教學(xué)模式下，我們注意到其在教學(xué)中出現(xiàn)的一些問題，從而針對性的給予適當(dāng)?shù)姆椒右蕴幚怼?/p>

（一）不能只重視仿真訓(xùn)練，忽視實(shí)訓(xùn)操作

數(shù)控加工仿真環(huán)境是一個完美的虛擬過程，不能代替學(xué)生的實(shí)際操作訓(xùn)練。如數(shù)控刀具的安裝，零件的裝夾都必須在機(jī)床上手動操作才能完成，這個動作過程不僅不能替代，還要加強(qiáng)學(xué)生的操作練習(xí)。再比如切削用量的選擇，我們在軟件中可以根據(jù)工藝的理論數(shù)據(jù)填寫，但在實(shí)際加工中，機(jī)床的性能、刀具的強(qiáng)度和工件的材質(zhì)問題都是決定零件質(zhì)量的要素，所以要通過試切，摸索到合理的切削用量才可行。學(xué)生在應(yīng)用數(shù)控仿真系統(tǒng)進(jìn)行編程與操作訓(xùn)練時，往往忽視這些，故而教師在車間操作教學(xué)中還要強(qiáng)調(diào)。

（二）關(guān)注學(xué)生易產(chǎn)生依賴軟件操作的心理

在實(shí)際教學(xué)中，我們發(fā)現(xiàn)有些學(xué)生自控能力較差，長時間使用仿真軟件使他們產(chǎn)生惰性，局限于仿真加工，而疏于數(shù)控機(jī)床手動操作，一旦養(yǎng)成這依賴習(xí)慣就會在實(shí)際操作中造成重大損失。對此，教師要引起足夠的重視，在教學(xué)中要邊教邊學(xué)、邊學(xué)邊做，在學(xué)中做、在做中學(xué)，還可以設(shè)置考核評價表，進(jìn)行學(xué)生間互相評價，充分調(diào)動學(xué)生的積極性。

（三）教師要重視自身引導(dǎo)作用

教師要注重其在教學(xué)中的應(yīng)用方法，在上課中不僅僅利用多媒體等教學(xué)器材來給學(xué)生進(jìn)行操作演示指導(dǎo)，還要幫助學(xué)生分析程序變化所帶來的路徑變化，并清晰的呈現(xiàn)給學(xué)生，更要在學(xué)生上機(jī)過程中要不斷巡視，發(fā)現(xiàn)問題，耐心指導(dǎo)，拉近與學(xué)生之間的距離，這樣才會有更多的學(xué)生敢問。在機(jī)床操作中，自己還要身體力行，手把手的指導(dǎo)學(xué)生，積極主動幫助學(xué)生解決在實(shí)際操作中的問題。

五、結(jié)束語

在數(shù)控加工教學(xué)中，多媒體、數(shù)控仿真軟件和網(wǎng)絡(luò)的三聯(lián)合運(yùn)用很有效的改進(jìn)數(shù)控加工的教學(xué)方法，提高了教學(xué)質(zhì)量，對于我們職業(yè)學(xué)校的學(xué)生，學(xué)生的好奇心重、多動性強(qiáng)、理解能力相對弱，要使得學(xué)生在學(xué)習(xí)專業(yè)知識時，不再覺得枯燥無味，就要充分激發(fā)其特性，秉承手腦并用的方式，讓學(xué)生有事可做，有成就感可體會，這種模式的運(yùn)行就具有一定的必要性，并且還要加以完善。

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