張文夫

隨著現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)與各學(xué)科教育教學(xué)的融合與整合應(yīng)用越來(lái)越成熟。這種整合，不僅是為了取得更好的教學(xué)效果而采用的有效措施；而且對(duì)于一些投資成本較大、或者具有一定危險(xiǎn)性的學(xué)科來(lái)說(shuō)，這種整合是能完成這些學(xué)科教學(xué)過(guò)程的一個(gè)必要條件。它使得教學(xué)成本降低，教學(xué)安全得到保證。

本校是一所中等職業(yè)學(xué)校，現(xiàn)以本校的計(jì)算機(jī)技術(shù)與數(shù)控專業(yè)的整合的實(shí)現(xiàn)，對(duì)此加以論述。

一、計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)與數(shù)控專業(yè)的整合

計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)是一門多學(xué)科的綜合性技術(shù)，它以控制論、系統(tǒng)論、相似原理和信息技術(shù)為基礎(chǔ)，以計(jì)算機(jī)和專用設(shè)備為工具，利用系統(tǒng)模型對(duì)實(shí)際的 或設(shè)想的系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)試驗(yàn)。

數(shù)控機(jī)床，是一種先進(jìn)的，綜合了機(jī)電、機(jī)械和微電子技術(shù)的加工設(shè)備，造價(jià)不菲。近年來(lái)，國(guó)家加大了對(duì)職業(yè)教育的投入，為學(xué)校配置了一些數(shù)控機(jī)床。但其數(shù)量相對(duì)于近幾年發(fā)展迅速的數(shù)控專業(yè)的入學(xué)學(xué)生，仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足。

在教學(xué)中常出現(xiàn)這樣的情況：（1）為了保護(hù)設(shè)備，在很多方面限制學(xué)生的操作，甚至不讓學(xué)生進(jìn)入某些操作，只是讓他們觀摩；（2）為了讓學(xué)生多學(xué)到一些知識(shí)和技能，放開限制，讓學(xué)生“大膽”操作。對(duì)于初學(xué)者，即便是理論掌握得“不錯(cuò)”的人，出錯(cuò)的概率也是極大的，于是結(jié)果必然是零件損壞，機(jī)器精度被破壞，甚至機(jī)床主體受損、人員受傷；（3）若要平衡兩者的矛盾，就要有輔導(dǎo)教師對(duì)每一位學(xué)生的每一步操作全程跟蹤，這樣授課周期便會(huì)過(guò)長(zhǎng)，教學(xué)進(jìn)度難以保證。

為了解決上述三個(gè)方面的問(wèn)題，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)與數(shù)控加工技術(shù)的整合是勢(shì)在必行的。計(jì)算機(jī)數(shù)控加工仿真系統(tǒng)可以模擬實(shí)際設(shè)備加工環(huán)境及工作狀態(tài)，作為數(shù)控技術(shù)操作技能的教學(xué)培訓(xùn)，既可以使受訓(xùn)人員達(dá)到實(shí)物操作訓(xùn)練的目的，又可以大幅減少昂貴設(shè)備的投入，具有很高的應(yīng)用價(jià)值。綜合上述信息，我們可以得出整合計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)與數(shù)控專業(yè)的方案。相對(duì)于十分昂貴的數(shù)控設(shè)備，計(jì)算機(jī)的成本是很低的，而且大多數(shù)職業(yè)學(xué)校，計(jì)算機(jī)早已經(jīng)是必備的基礎(chǔ)配置，不需格外購(gòu)置。職業(yè)學(xué)校的學(xué)生，都開設(shè)了計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)相關(guān)課程，也具備了一定的計(jì)算機(jī)操作能力。因此，我們不需要格外的投入，可以直接整合這些硬件設(shè)備和學(xué)生已經(jīng)具備的技術(shù)技能，融入數(shù)控仿真軟件的教學(xué)。

首先，根據(jù)學(xué)校實(shí)有的數(shù)控設(shè)備，在計(jì)算機(jī)仿真軟件上進(jìn)行針對(duì)性教學(xué)仿真學(xué)習(xí)。然后，讓學(xué)生到實(shí)訓(xùn)基地觀摩，根據(jù)學(xué)校實(shí)際機(jī)床數(shù)量，選擇在仿真過(guò)程中掌握熟練的學(xué)生，讓他們實(shí)際操作。其他學(xué)生，可繼續(xù)在仿真系統(tǒng)上熟練鞏固。這樣，既實(shí)現(xiàn)了分層次教學(xué)，又緩解了數(shù)控設(shè)備相對(duì)緊張的狀態(tài)。隨著教學(xué)的深入，可以實(shí)行滾動(dòng)輪換，讓每個(gè)學(xué)生都有機(jī)會(huì)實(shí)際操作。

當(dāng)學(xué)生掌握了這種機(jī)型的操作后，再在仿真上學(xué)習(xí)學(xué)校所沒(méi)有的數(shù)控設(shè)備。學(xué)生也能容易形成較好的知識(shí)遷移，透過(guò)已知的知識(shí)構(gòu)架來(lái)理解不能實(shí)際操作的機(jī)型。這樣，既緩解了數(shù)控設(shè)備數(shù)量上相對(duì)不足及資金緊張的壓力，保證了生產(chǎn)加工的安全，學(xué)生也更容易掌握數(shù)控加工的完整過(guò)程。

教師也要注意向?qū)W生強(qiáng)調(diào)：仿真畢竟不是真的。仿真沒(méi)有危險(xiǎn)性，可以讓學(xué)生大膽操作，這是優(yōu)點(diǎn)。但同時(shí)，也可能使學(xué)生從一開始對(duì)于安全的重視程度不夠，可能會(huì)形成習(xí)慣性的麻痹心理。因此，即使是面對(duì)一臺(tái)計(jì)算機(jī)，教師也要讓學(xué)生把它想象成一臺(tái)真實(shí)的數(shù)控設(shè)備，從一開始對(duì)其就加強(qiáng)安全生產(chǎn)的教育。

我校為數(shù)控專業(yè)的學(xué)生專門開辟了一個(gè)對(duì)等網(wǎng)計(jì)算機(jī)機(jī)房，專門配置了多種數(shù)控專業(yè)相關(guān)的軟件。在機(jī)房中，除了與其他專業(yè)一樣擁有常規(guī)的多媒體教育教學(xué)系統(tǒng)及相關(guān)的音視設(shè)備，還專門配置了裴克（VNUC）數(shù)控加工仿真與遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)。

二、計(jì)算機(jī)CAD/CAM技術(shù)與數(shù)控專業(yè)的整合

CAD，即計(jì)算機(jī)輔助。CAM，即計(jì)算機(jī)輔助制造。CAD/CAM技術(shù)在數(shù)控加工生產(chǎn)中的地位是極其重要的，我們?cè)诮虒W(xué)過(guò)程中，不僅僅是使用它來(lái)完成數(shù)控加工，還可以進(jìn)一步通過(guò)CAD/CAM技術(shù)為數(shù)控教學(xué)過(guò)程本身提供有力的手段。

下面，我們通過(guò)幾個(gè)軟件進(jìn)行說(shuō)明。

AutoCAD，它不僅可以用于計(jì)算機(jī)制圖，還可以利用它的三維繪圖功能，繪制一些零件的實(shí)體，從而更形象地向?qū)W生傳授三視圖方面的知識(shí)。也可以讓學(xué)生通過(guò)三維動(dòng)態(tài)觀察器，自行進(jìn)行旋轉(zhuǎn)和觀察。三維空間的建立及三視圖的理解，對(duì)于初學(xué)者是十分有意義的。我們還可以把AutoCAD與數(shù)控加工中的其他內(nèi)容相整合，如工藝分析、機(jī)械裝配等。在數(shù)控教學(xué)中，有不少的零件沒(méi)有實(shí)物，教材上的圖示過(guò)少，而在生活中，學(xué)生又難以有足夠的經(jīng)驗(yàn)來(lái)借鑒，所以往往是極其簡(jiǎn)單的東西，就是因?yàn)閷W(xué)生“沒(méi)見過(guò)”，而不能理解，所以無(wú)法進(jìn)入下一階段的學(xué)習(xí)。這在學(xué)習(xí)中造成了認(rèn)知障礙。有了AutoCAD這個(gè)形象的工具，利用它豐富的功能，我們可讓這些零件“看得見”，可以讓學(xué)生從不同角度、不同層面來(lái)觀察。這樣，學(xué)生看到了它的幾何構(gòu)造，在此基礎(chǔ)上，教師再來(lái)講工藝，再來(lái)講裝配，再來(lái)講加工，學(xué)生才更容易理解。

CAXA制造工程師，是基于微機(jī)平臺(tái)、面向機(jī)械制造業(yè)的全中文三維界面的CAD/CAM軟件。它不但包含了AutoCAD的主要功能，還可以通過(guò)后置處理功能生成數(shù)控加工的代碼，若用數(shù)據(jù)線與數(shù)控機(jī)床相連，還能在機(jī)床上實(shí)現(xiàn)真實(shí)的加工，能對(duì)程序和加工工藝進(jìn)行分析、調(diào)整。這樣，不僅能有效降低教學(xué)成本、教學(xué)時(shí)間，也提高了教學(xué)安全。

本校數(shù)控專業(yè)的計(jì)算機(jī)機(jī)房，安裝有多種數(shù)控專業(yè)CAD/CAM軟件（CAXA制造工程師、CAXA數(shù)控車、電子圖板和編程助手），為了能在需要時(shí)同時(shí)運(yùn)行各軟件，我們將各CAD/CAM服務(wù)器安裝在不同的主機(jī)上，均衡了服務(wù)器與網(wǎng)絡(luò)的壓力。有用于教育教學(xué)的教學(xué)教師機(jī)，也有專門用于承擔(dān)CAD/CAM軟件加工的服務(wù)端教師機(jī)。

我們還利用原先老計(jì)算機(jī)機(jī)房淘汰的電腦，安裝華中數(shù)控車程序HNC21-T，與數(shù)控機(jī)床相連，完成數(shù)控加工的教學(xué)。

三、計(jì)算機(jī)信息技術(shù)與數(shù)控教學(xué)的整合

在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)日益發(fā)達(dá)的今天，談到現(xiàn)代教育技術(shù)的整合，現(xiàn)代信息技術(shù)應(yīng)該是必不可少的，數(shù)控專業(yè)亦是如此。

當(dāng)今世界，信息爆炸的巨浪不可阻擋，互聯(lián)網(wǎng)是我們交換信息、互通有無(wú)的有力工具。數(shù)控專業(yè)是一門新興的、綜合性的專業(yè)學(xué)科，發(fā)展速度較快，涉及門類較多。作為教師，我們要通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)，及時(shí)了解本行業(yè)先進(jìn)的世界技術(shù)的走向，密切跟蹤國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)生產(chǎn)的變化更新的腳步，及時(shí)吸收他人在生產(chǎn)實(shí)踐中的經(jīng)驗(yàn)，兼收并蓄，才能更好地應(yīng)用于實(shí)踐，應(yīng)用于教學(xué)。

現(xiàn)代信息技術(shù)不僅是為了得到互聯(lián)網(wǎng)上的加工信息資源，另一個(gè)重要方面是現(xiàn)代的數(shù)控加工技術(shù)本身也需要現(xiàn)代信息技術(shù)。比如以數(shù)控機(jī)床為基本單元的計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)，即（CIMS）系統(tǒng)（Computer Integrated Manufacturing System），它綜合利用了CAD/CAPP/CAM/DNC/FMS及工廠自動(dòng)化系統(tǒng)，用計(jì)算機(jī)通過(guò)信息集成實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的生產(chǎn)制造，是建立在多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)基礎(chǔ)上的高技術(shù)制造系統(tǒng)。CIMS通常由管理信息系統(tǒng)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)工程信息系統(tǒng)、制造自動(dòng)化系統(tǒng)、質(zhì)量保證系統(tǒng)以及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)組成。CIMS是針對(duì)整個(gè)工廠企業(yè)的集成，是面向整個(gè)企業(yè)并覆蓋企業(yè)的多種經(jīng)營(yíng)活動(dòng)，包括生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理、工程設(shè)計(jì)和生產(chǎn)制造各個(gè)環(huán)節(jié)，即從產(chǎn)品報(bào)價(jià)、接受訂單開始，經(jīng)計(jì)劃安排、設(shè)計(jì)、制造直到產(chǎn)品出廠及售后服務(wù)等的全過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程中，現(xiàn)代信息技術(shù)是各環(huán)節(jié)的紐帶，其通過(guò)信息集成、過(guò)程優(yōu)化及資源優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了物流、信息流、價(jià)值流的集成和優(yōu)化運(yùn)行。

（莊河市職業(yè)教育中心）