曾凡毅 喻 濤 廖齊偉

(江西省化學(xué)工業(yè)高級技工學(xué)校機(jī)電教研組，江西 南昌 330039)

近年來，學(xué)校在數(shù)控加工專業(yè)教學(xué)設(shè)備方面加大了投資力度，目前有加工中心、仿真系統(tǒng)、數(shù)控車床、數(shù)控銑床等主要教學(xué)設(shè)備。但為了把數(shù)控加工專業(yè)辦成學(xué)校的精品專業(yè)，就必須堅(jiān)持教學(xué)實(shí)踐與理論的研究，不斷改革與創(chuàng)新教學(xué)模式，以適應(yīng)現(xiàn)代職業(yè)教育的要求和學(xué)校的發(fā)展。

一、實(shí)訓(xùn)課程教學(xué)改革的重要性

由于學(xué)校在辦學(xué)指導(dǎo)思想上一直把培養(yǎng)生產(chǎn)一線數(shù)控機(jī)床編程與操作的高級技能型人才作為我們的主要培養(yǎng)目標(biāo)，所以學(xué)校數(shù)控加工專業(yè)學(xué)生在學(xué)習(xí)中，很重要的一部分是從事數(shù)控機(jī)床程序的編制與設(shè)備的操作，這就要求學(xué)生具有較強(qiáng)的數(shù)控程序編制與實(shí)施以及數(shù)控機(jī)床操作的實(shí)踐技能。因此每個專業(yè)方向，均安排了較多的實(shí)驗(yàn)和實(shí)訓(xùn)內(nèi)容。

實(shí)踐課程教學(xué)的目的主要是對原理的驗(yàn)證。但是，學(xué)?，F(xiàn)有的設(shè)備數(shù)量還不能完全滿足教學(xué)需要，這成為教學(xué)過程中的一個難題。由于數(shù)控設(shè)備的成本較高，雖然學(xué)校采取多種方式和途徑來增添更多的實(shí)訓(xùn)設(shè)備，但是設(shè)備增加的速度還是滯后于專業(yè)教學(xué)的需求。所以，怎樣充分利用現(xiàn)有軟、硬件條件，合理調(diào)配資源應(yīng)該是我們教改中的一個重要內(nèi)容，整合教學(xué)資源及教學(xué)過程的科學(xué)設(shè)置是十分重要的。

數(shù)控機(jī)床編程與操作實(shí)訓(xùn)是學(xué)校數(shù)控加工專業(yè)的一個重要的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。怎樣搞好數(shù)控機(jī)床編程與操作實(shí)訓(xùn)尤為重要。

二、實(shí)訓(xùn)教學(xué)課程改革的思路

1.優(yōu)化教學(xué)大綱。將教學(xué)大綱合理優(yōu)化，使實(shí)施性教學(xué)大綱更具有實(shí)用性。結(jié)合學(xué)校特點(diǎn)和專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)對教學(xué)大綱進(jìn)行優(yōu)化，調(diào)整相關(guān)內(nèi)容，使教學(xué)大綱更貼近我們的實(shí)際教學(xué)條件和特色教育目標(biāo)。把數(shù)控機(jī)床編程與操作仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)服務(wù)于數(shù)控機(jī)床編程與操作實(shí)訓(xùn)的教學(xué)性質(zhì)進(jìn)一步明確，使教學(xué)大綱更具有針對性，更加突出其服務(wù)于專業(yè)的特點(diǎn)。

2.改革教學(xué)內(nèi)容。修訂人才培養(yǎng)計劃，深化教學(xué)改革，完善課程體系，推進(jìn)教學(xué)內(nèi)容和課程體系的改革，按照“注重能力培養(yǎng)，加強(qiáng)實(shí)踐訓(xùn)練”的思路，提高學(xué)生的全面素質(zhì)。為培養(yǎng)學(xué)生獲得終身學(xué)習(xí)能力，創(chuàng)造能力、生存與發(fā)展能力打下好基礎(chǔ)。分析數(shù)控仿真加工技術(shù)與實(shí)體數(shù)控機(jī)床加工的特點(diǎn)和數(shù)控機(jī)床與仿真機(jī)床的可操作性。它們都是用數(shù)字化信號對機(jī)床的運(yùn)動及其加工過程進(jìn)行控制的機(jī)床，加工方法和內(nèi)容以及程序的編制很相似，在許多方面都遵循一致的原則。利用它們的相似點(diǎn)作為教學(xué)改革的切入點(diǎn)，強(qiáng)化相關(guān)基礎(chǔ)教學(xué)，使學(xué)生在接觸真實(shí)的數(shù)控機(jī)床前進(jìn)行程序的編程與機(jī)床的操作具有了一定的相關(guān)實(shí)踐知識和技能的積累，便于數(shù)控加工專業(yè)教育的順利進(jìn)行。

3.改革教學(xué)方法。改革以技能培訓(xùn)為最終目標(biāo)的教學(xué)方法，強(qiáng)化服務(wù)意識。在教學(xué)方法中應(yīng)更多的引入實(shí)體式數(shù)控加工的相關(guān)知識，將對比式教學(xué)貫穿于整個教學(xué)過程中。轉(zhuǎn)變教學(xué)習(xí)慣模式，不斷創(chuàng)新教學(xué)手段；轉(zhuǎn)變實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)淡化理論的傳統(tǒng)思維，加強(qiáng)理論與實(shí)踐的結(jié)合。

三、針對培養(yǎng)目標(biāo)進(jìn)行教學(xué)改革

怎樣才能使現(xiàn)有的數(shù)控加工專業(yè)數(shù)控機(jī)床編程與操作實(shí)訓(xùn)更為有效的促進(jìn)本專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)是我們教學(xué)研究和改革的重要內(nèi)容。首先，我們應(yīng)該結(jié)合專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)與教學(xué)資源進(jìn)行分析，確定我們對于該專業(yè)的數(shù)控機(jī)床編程與操作教學(xué)實(shí)訓(xùn)的培養(yǎng)目標(biāo)。在確立目標(biāo)的基礎(chǔ)上研究培養(yǎng)方式，也就是教學(xué)模式和內(nèi)容。

根據(jù)教學(xué)實(shí)訓(xùn)大綱和學(xué)校實(shí)際情況，對于數(shù)控技術(shù)專業(yè)的數(shù)控機(jī)床編程與操作教學(xué)實(shí)訓(xùn)分為兩個階段進(jìn)行。

第一階段的實(shí)訓(xùn)為虛擬數(shù)控機(jī)床編程與操作實(shí)訓(xùn)：教學(xué)目標(biāo)應(yīng)該為學(xué)生進(jìn)行數(shù)控編程與操作有一個理性的認(rèn)識。

該階段是通過動態(tài)的仿真操作，對零件進(jìn)行工序、工步、工藝編制，并結(jié)合數(shù)控加工工藝課程和數(shù)控編程與加工技術(shù)的理論教學(xué)，分析典型零件數(shù)控加工工藝路線，使學(xué)生在接觸真實(shí)的機(jī)床前能具備一定的實(shí)物模擬操作訓(xùn)練基礎(chǔ)。

數(shù)控加工仿真系統(tǒng)是結(jié)合機(jī)床廠家實(shí)際加工制造經(jīng)驗(yàn)與學(xué)校教學(xué)訓(xùn)練一體所開發(fā)的一種機(jī)床控制虛擬仿真系統(tǒng)軟件。數(shù)控加工設(shè)備價格昂貴、占地面積大，而數(shù)控仿真系統(tǒng)軟件可以在計算機(jī)平臺上運(yùn)行，它不但解決了實(shí)訓(xùn)時學(xué)生多機(jī)床設(shè)備少的問題、而且還為學(xué)校節(jié)省了大量設(shè)備購置經(jīng)費(fèi)。其優(yōu)點(diǎn)在于：1.系統(tǒng)完全模擬真實(shí)CNC機(jī)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(jìn)行檢驗(yàn)，操作安全。3.用戶可看到真實(shí)的三維加工仿真過程，仔細(xì)檢查加工后的工件，可以更迅速的掌握CNC機(jī)床的操作過程，過程逼真。4.采用虛擬機(jī)床替代真實(shí)機(jī)床進(jìn)行培訓(xùn)，在降低費(fèi)用的同時獲得更佳的培訓(xùn)效果，使用更經(jīng)濟(jì)。5.模擬演示功能更為真實(shí)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(shè)計以滿足不同監(jiān)控要求。6.互動教學(xué)教師和學(xué)生可以相互觀看對方的操作，進(jìn)行互動交流。7.沒有危險性，學(xué)生能夠放心大膽地操作仿真機(jī)床，把課堂上所學(xué)的知識發(fā)揮得淋漓盡致，不存在真實(shí)機(jī)床上刀具與工件的碰撞、工作臺超程等危險操作；消除了學(xué)生的安全隱患。

數(shù)控加工仿真系統(tǒng)具有華中數(shù)控、廣州數(shù)控、FANUC、西門子等眾多數(shù)控系統(tǒng)功能，學(xué)生通過在計算機(jī)上操作仿真軟件，能在很短時間內(nèi)就能掌握數(shù)控車、數(shù)控銑及加工中心的操作?？赏ㄟ^手動或CAD/CAM編程和加工，教師通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，監(jiān)看窗口滾動控制，可隨時獲得學(xué)生信息。在教學(xué)中還具有多媒體教學(xué)的特點(diǎn)。

在屏幕上能夠顯示和機(jī)床操作面板一模一樣的界面；以動態(tài)的模擬顯示代替機(jī)床實(shí)際運(yùn)行狀況，并且還能夠提示操作信息，如編程錯誤信息和操作失誤機(jī)床碰撞報警信息等。使數(shù)控機(jī)床的編程操作易于課堂化教學(xué)，從而即節(jié)省了機(jī)床設(shè)備和實(shí)訓(xùn)消耗、又大大提高了教學(xué)效率。學(xué)生可利用此軟件進(jìn)行仿真操作，同樣會起到真實(shí)設(shè)備的教學(xué)效果。

學(xué)校數(shù)控加工仿真實(shí)驗(yàn)室可進(jìn)行數(shù)控機(jī)床模擬仿真操作實(shí)驗(yàn)/實(shí)訓(xùn)、數(shù)控機(jī)床編程與加工技術(shù)、UG和Pre等軟件應(yīng)用的教學(xué)和技術(shù)培訓(xùn)與考證等。

第二階段的實(shí)訓(xùn)是真實(shí)數(shù)控機(jī)床編程與操作實(shí)訓(xùn)：教學(xué)目標(biāo)應(yīng)該為學(xué)生進(jìn)行數(shù)控機(jī)床編程與操作有一個感性的認(rèn)識。

這樣做的目的是有利于學(xué)生進(jìn)行專業(yè)課和數(shù)控加工專業(yè)技能的學(xué)習(xí)。因?yàn)榉抡鏅C(jī)床與真實(shí)機(jī)床畢竟有一定的差距，程序在執(zhí)行過程中也有差別。所以為了滿足學(xué)生畢業(yè)后能夠貼近零距離崗位要求，必須進(jìn)行真實(shí)數(shù)控機(jī)床編程與加工操作實(shí)訓(xùn)。

真實(shí)數(shù)控機(jī)床編程與加工的訓(xùn)練為學(xué)生進(jìn)行數(shù)控機(jī)床實(shí)物的認(rèn)識、故障檢修與維護(hù)的練習(xí)提供了良好的實(shí)訓(xùn)條件。

經(jīng)過這兩個階段的教學(xué)實(shí)訓(xùn)，一方面提高學(xué)生的實(shí)踐操作技能，使學(xué)生畢業(yè)后能夠盡快地適應(yīng)生產(chǎn)實(shí)際的需要，剛參加工作就能頂崗。另一方面，這樣的改革將有利于學(xué)生在現(xiàn)有條件下很快的掌握數(shù)控加工技術(shù)，縮短教學(xué)時間，獲得滿意的教學(xué)效果，掌握較高的數(shù)控加工技能。如果數(shù)控加工專業(yè)的學(xué)生只是進(jìn)行第一階段的認(rèn)識實(shí)訓(xùn)，那他們在接觸真實(shí)數(shù)控設(shè)備前，可能對于某工種常用的刀具和不同刀具怎樣合理選擇切削用量了解較少，對于某工種典型零件的加工工步也不清楚，要編制出合理的加工程序是有較大難度的，即使是編制好程序也可能缺乏可操作性。何況數(shù)控加工對于加工工藝設(shè)計的準(zhǔn)確性和嚴(yán)密性要求很高，對于加工過程的每一個細(xì)節(jié)都要求萬無一失，一點(diǎn)小的失誤都可能造成重大的設(shè)備事故和質(zhì)量事故，都會造成較大的經(jīng)濟(jì)損失。如學(xué)生僅有這樣的基礎(chǔ)就直接進(jìn)行數(shù)控加工技能培訓(xùn)，將會在很大程度上使我們的有限資源浪費(fèi)在基礎(chǔ)的講解和練習(xí)上，也給我們的數(shù)控加工專業(yè)的實(shí)訓(xùn)教學(xué)教師帶來更大的教學(xué)壓力。雖然虛擬數(shù)控機(jī)床的編程與操作與真實(shí)數(shù)控機(jī)床的編程與操作有許多差異，但是，同屬于金屬切削加工技術(shù)的兩者間又存在著很多的共性。所以，只要我們充分利用現(xiàn)有條件是可以逐步提高數(shù)控技術(shù)專業(yè)學(xué)生技能實(shí)訓(xùn)質(zhì)量和效率的。

運(yùn)用這種教學(xué)模式，學(xué)校對2017級數(shù)控技術(shù)專業(yè)的學(xué)生進(jìn)行了試點(diǎn)培養(yǎng)，使實(shí)訓(xùn)教學(xué)過程易教易學(xué)、教學(xué)效果顯著提高。通過畢業(yè)生畢業(yè)實(shí)習(xí)調(diào)查，企業(yè)對學(xué)校的數(shù)控加工專業(yè)畢業(yè)生滿意率92%以上。

總之，隨著學(xué)校的日異發(fā)展，軟、硬件現(xiàn)已經(jīng)逐步到位。我們要不斷學(xué)習(xí)先進(jìn)的職業(yè)教育思想和教學(xué)模式，以就業(yè)為導(dǎo)向，根據(jù)市場人才的需求，結(jié)合學(xué)校實(shí)際辦學(xué)條件，不斷深化教學(xué)改革，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，探索更有效的教學(xué)模式和方法，必能將數(shù)控加工技術(shù)專業(yè)辦成學(xué)校的精品專業(yè)，為社會培養(yǎng)出高級技術(shù)應(yīng)用型專門人才。