任群生，李 燕，劉 玲

（湖北科技職業(yè)學院，湖北 武漢 430073）

《數(shù)控加工工藝與編程》及《數(shù)控技術》課程的教學方法探討

任群生，李 燕，劉 玲

（湖北科技職業(yè)學院，湖北 武漢 430073）

《數(shù)控加工工藝與編程》及《數(shù)控技術》課程又是一門學生難以掌握、教師難于講授的應用技術型科目。圍繞如何提高教學質(zhì)量這一核心問題，作者提出：必須以學生為主體，采用互動的教學方法，主動激發(fā)學生對數(shù)控技術的興趣；采用多種靈活的教學手段引導學生主動思考，從而提高獨立分析的能力。

數(shù)控編程及技術；多媒體技術；斯沃仿真；理論與實踐

1 .引言

《數(shù)控加工工藝與編程》及《數(shù)控技術》課程是數(shù)控專業(yè)的學生必修的二門專業(yè)課程，目前，該課程的教學目標是培養(yǎng)學生具備數(shù)控編程和數(shù)控加工的能力。高職院校的學生在學習《數(shù)控加工工藝與編程》及《數(shù)控技術》這些課程時，如何提高學習的質(zhì)量，具備較好的操作及應用能力？高職院校的教師又如何提高教學的質(zhì)量，提高學生實際操作數(shù)控機床的能力？筆者多年從事《數(shù)控加工工藝與編程》及《數(shù)控技術》課程的教學任務，總結出一點體會：要較好的解決這一問題，必須以學生為主體，采用互動的教學方法，主動激發(fā)學生對數(shù)控技術的興趣；采用多種靈活的教學手段，如課堂教學、實訓教學、工學結合等等，引導學生主動思考，從而提高獨立分析的能力。

2 .互動式教學，激發(fā)學習興趣

在眾多形式的教學方法中，課堂教學始終是最基礎、最重要的。對于《數(shù)控加工工藝與編程》及《數(shù)控技術》這二門課來說，必須將理論知識與生產(chǎn)實踐相結合，而要構建堅實的理論基礎，課堂教學必不可少。傳統(tǒng)的填鴨式教學已經(jīng)無法適應現(xiàn)代的高職講堂，筆者認為：必須轉變教學理念，將學生的被動接受轉變?yōu)橹鲃忧笾?/p>

德國職校教師在給學生講述CNC技術的時候，往往從學生的興趣為切入點，重點解決如何提高學生學習CNC技術的興趣，而后才是講述專業(yè)的技術知識。課堂上，看到的是活躍的課堂氣氛，輕松的學習環(huán)境，充滿創(chuàng)意的想法。有人認為專業(yè)課的課堂教學一定要中規(guī)中矩，不能脫離書本，而筆者認為沉悶的課堂氣氛有礙學生的思維，照本宣科的講授方式更會大大降低學生的學習興趣。數(shù)控技術本身是一門較為枯燥的新型學科，不能旁征博引，論今說古。所以要真正的活躍課堂的氣氛，就必須引入新的教學方法，寓教娛樂，融洽課堂氛圍，變教師的單項灌輸為教師與學生的雙向互動，使課堂教學生動而有趣。

2.1 多媒體及斯沃仿真軟件的應用

情景一：在講授數(shù)控系統(tǒng)的組成時，書本上給的概念有些抽象。教師容易講述，但對于初學者來說，很難理解，沒有接觸過數(shù)控技術的高職學生更是難以掌握：數(shù)控系統(tǒng)中各組成部分的功能到底是什么？數(shù)控裝置到底是個什么設備？檢測信號反饋的意義在哪？等等這一系列的問題，如果只采用單一的文字講授，是無法達到很好的效果。

解決方法一：多媒體技術的應用

把系統(tǒng)的組成框圖制作成圖片，使用動畫的方式，表示一段輸入信號從控制介質(zhì)經(jīng)數(shù)控裝置輸入到伺服系統(tǒng)，并將該信號以動畫的特點說明其被放大處理后驅(qū)動機床的運動部件驅(qū)動機床進行動作，同時在系統(tǒng)的檢測裝置將檢測機床實際運動的檢測信號反饋回數(shù)控裝置和輸入信號進行比較，并調(diào)整機床的運動狀態(tài)。經(jīng)過多媒體動畫演示后，學生不但理解了系統(tǒng)各組成部分的功能，也了解到了有無反饋信號的區(qū)別和意義，以及機床檢測裝置對機床的重要性。在教學活動中引入多媒體技術，從靜態(tài)的講述到動態(tài)的演示、從書本上的框圖到屏幕上的動畫，這一變通不僅活躍了課堂氣氛，而且加深了學生對系統(tǒng)組成的理解，變感性認識為理性認識。

情景二：在數(shù)控編程的講授中，僅僅照搬書本或是陳述理論，是無法達到理論指導實踐，以不變應萬變的。例如，同樣是參數(shù)S，為什么有時要定150轉，有的要定1200轉？數(shù)控機床中的F為什么有的取100mm以上，而有的F則取0.2mm？不同取值之間會有什么不同？數(shù)控機床切削量以多少為好？單靠書本的理論陳述，缺乏大量的感性教育，學生只有被動的接受，無法形成很好的理解，對知識的掌握與記憶也就不深刻，更不用說到應用了。

解決方法二：斯沃仿真軟件的應用

數(shù)控仿真系統(tǒng)軟件可以在微機平臺上運行，它不但解決了實訓時學生多機床設備少的問題、而且還為學院節(jié)省了大量設備購置經(jīng)費。其優(yōu)點在于：（1）系統(tǒng)完全模擬真實CNC機床的控制面板和屏幕顯現(xiàn)，可輕松操作。（2）在虛擬環(huán)境下對NC代碼的切削狀態(tài)進行檢驗，操作安全。（3）用戶可看到真實的三維加工仿真過程，仔細檢查加工后的工件，可以更迅速的掌握CNC機床的操作過程，過程逼真。（4）采用虛擬機床替代真實機床進行培訓，在降低費用的同時獲得更佳的培訓效果，使用更經(jīng)濟。（5）模擬演示功能更為真實可靠，圖形大小、顏色、觀察視角以及刀具的形狀等都可由操作者自行設計以滿足不同監(jiān)控要求。（6）互動教學 教師和學生可以相互觀看對方的操作，進行互動交流。（7）沒有危險性，學生能夠放心大膽地操作仿真機床，把課堂上所學的知識發(fā)揮得淋漓盡致，不存在真實機床上刀具與工件的碰撞、工作臺超程等危險操作，消除了學生的人身不安全隱患。

但是，仿真畢竟不代表實際加工，教師一定要把仿真系統(tǒng)與實際加工中的區(qū)別給學生明確講清楚，否則也可能在實際操作中會出現(xiàn)問題。例如，有個別學生在對刀時就出現(xiàn)過混淆仿真與實際加工的情況，在機床上也采取自動對刀，結果造成事故。

2.2 學科知識生活化

在數(shù)控技術專業(yè)知識的講授中，要涉及到大量的理論與專業(yè)術語，那么如何提高學生的學習熱情，降低學習的難度？——將高深的策略淺顯化，讓枯燥的知識趣味化，使學科知識生活化。讓課堂生活化、幽默化，從而讓學生每堂客也有意猶未盡的感覺，以此來進一步提升課堂效率。

情景：“刀具的補償”概念是數(shù)控編程技術中一個非常重要的概念，而學生對于“刀具補償”概念的理解往往停留在表面上，看似知道了，實則在應用時問題百出。歸根結底，還是對“刀具補償”概念的理解不夠深度，對G41、G42、G43、G44的使用達不到理想效果。

解決方法：學科知識生活化

在講述刀具的半徑補償時，可以利用生活中的例子做比喻，讓學生不但記住指令而且能夠理解。在銑削加工中如果需要刀具對型腔進行加工時，就好像人在運動場上比賽，人就像是刀具，而刀路就是跑道。規(guī)定在4號跑道上的人如果在3號跑道跑就變成左補償，同樣的如果跑在5號跑道上就變成右補償。如果銑削內(nèi)型腔就要第一刀在3號跑道上，第二刀就要在2號跑道上，第三刀就要在1號跑道上。如果銑削外腔就要第一刀在5號跑道上，第二刀就要在6號跑道上，第三刀就要在7號跑道上。這一簡單生動的例子，把刀具的左右補償?shù)母拍罴捌溆猛窘忉尩姆浅Ｇ宄瑢W科知識生活化不但增強了學生的理解能力，而且加強了學生應用知識，舉一反三的應變能力。

2.3 小結

數(shù)控系統(tǒng)、數(shù)控編程中的較多理論都可以采用計算機動畫的方式進行演示，日常生活中的諸多事例都可以引入到數(shù)控教學中，多種教學方法的相輔相成，活躍了課堂氣氛，使得原本枯燥的理論教學在輕松、歡快的節(jié)奏中進行。而輕松的課堂氛圍是提高學生興趣的前提，進而增強了學生參與的主動性，活躍了思維。

3 .理論與實踐并舉，圖紙與零件結合

我們目前所面對的學生，絕大多數(shù)是從高中升入高職院校的，他們對數(shù)控專業(yè)是陌生的，對數(shù)控技術和工藝是懵懂的，雖然在前期學習過一些工藝知識，但僅僅是一些停留在書本上的膚淺的認識，沒有形成系統(tǒng)的知識。因此，在學習這門課程之前，有必要先讓學生進行普通機床金加工的實訓，增加學生對機械加工的感性認識，從而提高學習機械加工的興趣，為后面數(shù)控學習打下堅實的基礎。

理論來源于實踐，實踐需要理論的指導。數(shù)控教學更是如此，只有理論和實踐很好地結合才能夠達到比較好的效果。德國職校教育的成功，關鍵原因就在于其實訓教學中，學生可以接觸生產(chǎn)式的技術培訓。由于理論和實踐的緊密結合，學生在實訓中對學習和掌握新的專業(yè)知識充滿了好奇和興趣。綜觀我國的傳統(tǒng)的教學，只注重了理論方面的能力培養(yǎng)，而忽略了實踐操作的決定性作用。所以，筆者認為在講述數(shù)控技術這樣的專業(yè)性較強的課程和技術的時候，必須改變傳統(tǒng)的教學模式，大膽更新。凡是學生不需要的，就是應該考慮放棄的，凡是學生感興趣的，就是應該考慮要加強的。

在講述數(shù)控編程時，筆者都會給學生提供一些圖紙和零件讓學生進行練習。如果只用圖紙，就不會有很好的效果，因為圖紙畢竟不能完全地把零件的所有特點表達的非常的清楚，學生也很難想象所編寫的程序加工結果到底是個什么零件。因此，筆者在提供給學生圖紙的同時，也提供一個已加工的零件。對于初學編程的學生，需要將零件的圖紙和零件結合起來，讓學生了解到程序運行的結果就是這個零件，既省了很多時間對零件的特點進行講述，又將被動的講述變成讓學生主動的思考。使學生學會能夠根據(jù)零件的實際特點確定加工方式，能根據(jù)工件的最后幾何形狀主動思考編程過程中存在的問題，并提出問題進行解決。雖然在這個過程中，只提供了一個完整的零件，看似簡單的一個過程，卻將學生從被動轉為主動。這一轉換不但提高了學生學習的效率，而且使學生在學習中逐漸掌握了正確的學習方法，后面這一點才是最重要的。

4 .結語

綜上所述，數(shù)控技術是一門應用性很強的實用技術，如何讓學生扎實的掌握這門技術，并能夠使用這門技術為生產(chǎn)制造服務，成為一名合格的現(xiàn)代高技能人才，是每一位數(shù)控專業(yè)教師的忠實的愿望。數(shù)控技術同時也是一門新興的技術學科，沒有很多的經(jīng)驗借鑒。所能做的就是在教學中學會教學，在與學生的溝通互動中啟發(fā)學生。德國人認為所謂的教學活動，實際上是指在進行教學時學生和老師的之間的一種相互合作，相互承認的一種關系和活動，這種觀念和我國原認為的教學就有很大的差異和不同，困則思變，只有在不斷的變化和嘗試中才能真正的做到傳道、授業(yè)、解惑。隨著機械制造業(yè)的發(fā)展和更多的新技術的出現(xiàn)，職業(yè)學校的教師必然面臨著更多的考驗，如何讓學生掌握實用技術、技能，更高效的提高教學效率，將是永恒的探討主題。

Studies on Teaching Method of Technology and Programming of Digital-controlled Processing and Digital-controlled Technology Courses

REN Qun-sheng，LI Yan，LIU Ling

The technology-applied courses Technology and Programming of Digital-controlled Processing and Digital-controlled Technology are hard to teach and learn. Focusing on how to improve teaching quality, the author proposes that the course should: apply interactive teaching methods and be centered on students by stimulating students’ interest in digital-controlled technology; adopt flexible teaching tools to guide students to think creatively, thus increase their independent analyzing abilities.

Technology and Programming of Digital-controlled Processing; multimedia technology; SIWO simulation; theory and practice

G72

A

1008-7427（2011）07-0023-02

2011-04-08