數控編程與技能訓練的仿真教學改革與實踐
2018-9-20 來源：轉載 作者：龍書寧，陳炳森
摘 要：通過中職數控編程與操作仿真教學的教學改革，改變傳統的教學模式，實踐探討寓教于樂、學生主動學習的數控編程教學模式，從而激發學生學習興趣，在專業課程教學中強化素質教育。
關鍵詞：數控；仿真；教學改革
數控編程與操作是中職學校數控專業的核心課程，是專業人才職業能力培養的重要課程，直接影響到人才培養的質量和學生的就業。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單一化的教學，即單一理論教學之后再配單一的實訓教學，把理論和實訓劃分為兩階段執行，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構、認知水平，使數控編程的教學更加困難，進而又直接影響到后續的實訓教學，因此，不對現有的教學模式和教學方法進行改革，難以提升教學質量和人才培養的水平。
1、 教學改革思路
為了降低數控編程與操作課程學習的難度，激發學生的學習興趣，將課程由“難學”轉化為“易學”，由“苦學”轉化為“樂學”，積極提升專業技能的教學質量，結合近年來計算機仿真教學的迅速發展及相關仿真教學軟件的不斷豐富，在中職數控專業的數控編程與操作課程中，引入虛擬的數控仿真教學手段，把數控編程理論課與計算機虛擬仿真操作實訓有機結合起來，邊學數控編程，邊動手實踐驗證數控程序，把枯燥課堂教學變成寓教于樂的理論與實訓相結合的仿真教學，并為后續的數控機床操作打下良好基礎。
按此思路，金秀職校積極開展了數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、把數控編程從傳統課堂教學改為以“技能實訓為核心”的仿真教學
中等職業教育培養的是技能人才，因此應以技能訓練為中心來培養學生的職業能力，因此，應堅持“學以致用，以用促學，不斷創新”把數控編程用于仿真實踐中，不但檢驗學生編程的正誤，還培養了學生操作能力的基礎。在數控編程仿真教學中，為激發學生數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，特別是與專業有關的新知識、新技術、新設備倍感興趣的契機，從專業介紹開始，讓學生在數控仿真實訓體驗中切身感受數控加工的神奇效果，從而激發學生對數控專業的興趣，對數控技術的愛好，再結合具體的內容，介紹數控編程的理論知識，再通過數控技術的發展方向及當前制造業數控應用的現狀，配以相應的視頻短片，讓學生對數控編程有進一步的了解和認識，對將來從事的數控工作有初步的認識，引導學生重視數控編程工作；其次，通過挖掘典型數控加工的案例，充分展示數控加工的強大功能，讓學生在體驗中進一步激發學習動機和學習熱情，使學生對數控編程產生更加濃厚的興趣；再次，在課程教學中，盡量避免純理論內容的說教式教學，堅持由淺入深、由簡單到復雜的教學方式，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，掌握數控編程的操作要領。
在仿真過程中，仿真機床按照編好的數控程序，主軸轉起來，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，其好奇心、求知欲也會激發起來，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，及時總結并表揚表現優秀的學生，以鼓勵學生的方式激勵學生，并積極引導學生思考工件是如何完成加工，加工的步驟和各步的關鍵點是什么？，機床為什么能實現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，在每一次仿真訓練結束后，老師要及時引導學生思考，對于已完成仿真加工的零件，引導學生分析訓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、科學地整合相關教學內容于仿真教學中
為了進一步提升課程教學質量，僅利用通用的編程教材不夠的，針對數控編程課程既與傳統的數控編程語言、編程方法有關，還與后續實訓教學用的數控機床有關，不同的數控機床還可能配備不同的數控系統，不同的數控系統其操作界面、操作方法還是不同的，因此，要較好地實施數控編程及操作的仿真教學，還得根據學校現有數控設備所配的數控系統、機床特點，選定相應的仿真軟件，將數控編程的相關內容與仿真軟件配合、與數控機床配合，精簡教材內容，打破教材章、節體系，重新進行整合，形成案例式的教學資源，設計相應的教學課件，采用錄屏軟件將仿真過程制作成相應的教學視頻，在滿足課堂教學需要的同時，在網上將教學課件和教學視頻公開給學生，以便學生利用業余時間再學習和訓練，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練，同時，科學整合后的教學內容也利于學生后續能很快操作機床，開始真正的數控機床加工操作。
4 、在仿真實訓的數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院校素質教育的要求，如何在課堂教學中培養學生的理論基礎知識、熟練技能及良好的職業道德，是每一門專業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，大多數學生從未經受過任何困難，普遍存在意志不夠堅強，承受挫折的能力比較弱的現象，所以在數控編程及機床操作教學過程中，認真設計讓學生嘗試“挫折”的教學情境，以此來培訓和鍛煉學生分析問題和解決問題的能力，鍛煉其意志品質，使學生切身體驗到只有經過艱苦的努力，才能獲得成功；只有經歷失敗，才能增長才智的過程，從而激發學生的學習潛能，培養堅定自信，勇于克服艱難的意志。因此，在數控編程的教學過程中，有意識地設置一些編程“陷阱”，如故意少編寫一個數控程序段，少編寫一個數控指令，編程參數輸入不正確等錯誤，使仿真加工過程產生報警，無法正常加工或發生撞刀事故等現象，導致工件無法加工或加工錯誤造成廢品，然后讓學生根據現象去找出原因。
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，達到素質教育與專業教育相融合，在專業課程中實施素質教育的目標。
5 、數控仿真教學應構建科學的評價體系
教學質量的評價直接影響到學生學習的主動性和積極性，因此要構建科學、合理的多元評價體系。
（1）評價要合理，同時應有一定的彈性，標準答案不應限于過死，范圍過小，方式過于單一，應該合理就行。例如在一些仿真操作中，學生經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，加工質量中行，效率低一些也無妨，畢竟學生還是比較缺乏生產實踐經驗的。
（2）既要評價數控仿真技能操作的結果，又要評價數控仿真技能操作的過程，對學生數控操作技能的熟練程度及零件加工的結果做出如實的評價，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出來的個人良好品質給予充分的肯定與表揚，對遵守紀律，服務安排，積極主動訓練給予鼓勵和嘉獎。
（3）創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，在小組研討中發現問題，分析原因，討論得出結果，把各項評價科學合理綜合起來，從而大大地調動學生學習的主動性和積極性。
6、結束語
經過近兩年的數控編程與技能訓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動，學生學習的主觀能動性也迅速體現出來，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常出現的學生在不熟悉機床操作的情況下進行實訓操作經常損壞機床的現象，而且經過精心設計的教學資源，對學生的素質教育、職業能力培養也發揮了很好的作用，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技術學校，廣西水利電力職業技術學院
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