数控编程与技能训练的仿真教学改革与实践
2018-9-20 来源：转载 作者：龙书宁，陈炳森
摘 要：通过中职数控编程与操作仿真教学的教学改革，改变传统的教学模式，实践探讨寓教于乐、学生主动学习的数控编程教学模式，从而激发学生学习兴趣，在专业课程教学中强化素质教育。
关键词：数控；仿真；教学改革
数控编程与操作是中职学校数控专业的核心课程，是专业人才职业能力培养的重要课程，直接影响到人才培养的质量和学生的就业。由于各中职学校办学条件的差异及教学改革阶段的不同，各校的教学方法和手段也存在较大的区别，不少教学理念落后、改革步伐较慢的学校，对此课程还采用传统单一化的教学，即单一理论教学之后再配单一的实训教学，把理论和实训划分为两阶段执行，在编程理论教学阶段，学生难以理解，普遍感到抽象、难学，加上目前中职学生知识结构、认知水平，使数控编程的教学更加困难，进而又直接影响到后续的实训教学，因此，不对现有的教学模式和教学方法进行改革，难以提升教学质量和人才培养的水平。
1、 教学改革思路
为了降低数控编程与操作课程学习的难度，激发学生的学习兴趣，将课程由“难学”转化为“易学”，由“苦学”转化为“乐学”，积极提升专业技能的教学质量，结合近年来计算机仿真教学的迅速发展及相关仿真教学软件的不断丰富，在中职数控专业的数控编程与操作课程中，引入虚拟的数控仿真教学手段，把数控编程理论课与计算机虚拟仿真操作实训有机结合起来，边学数控编程，边动手实践验证数控程序，把枯燥课堂教学变成寓教于乐的理论与实训相结合的仿真教学，并为后续的数控机床操作打下良好基础。
按此思路，金秀职校积极开展了数控编程与操作的教学改革实践，收到了良好的效果。具体改革举措及实践方法如下：
2、把数控编程从传统课堂教学改为以“技能实训为核心”的仿真教学
中等职业教育培养的是技能人才，因此应以技能训练为中心来培养学生的职业能力，因此，应坚持“学以致用，以用促学，不断创新”把数控编程用于仿真实践中，不但检验学生编程的正误，还培养了学生操作能力的基础。在数控编程仿真教学中，为激发学生数控编程与操作的积极性，自新生入学开始，抓住新生入学对一切新事物好奇之际，特别是与专业有关的新知识、新技术、新设备倍感兴趣的契机，从专业介绍开始，让学生在数控仿真实训体验中切身感受数控加工的神奇效果，从而激发学生对数控专业的兴趣，对数控技术的爱好，再结合具体的内容，介绍数控编程的理论知识，再通过数控技术的发展方向及当前制造业数控应用的现状，配以相应的视频短片，让学生对数控编程有进一步的了解和认识，对将来从事的数控工作有初步的认识，引导学生重视数控编程工作；其次，通过挖掘典型数控加工的案例，充分展示数控加工的强大功能，让学生在体验中进一步激发学习动机和学习热情，使学生对数控编程产生更加浓厚的兴趣；再次，在课程教学中，尽量避免纯理论内容的说教式教学，坚持由浅入深、由简单到复杂的教学方式，从简单的机械零件开始，课堂上先由老师根据零件进行示范操作及讲解，让学生在听课和观察过程中，掌握数控编程的操作要领。
在仿真过程中，仿真机床按照编好的数控程序，主轴转起来，刀具开始切削工件，逼真的机床加工声音和机床切削运动，工件逐渐成形，学生很容易进入状态，其好奇心、求知欲也会激发起来，此时，可趁机安排学生按照老师的步骤进行仿真操作。当学生按照步骤独立完成零件的仿真加工而兴奋不已时，及时总结并表扬表现优秀的学生，以鼓励学生的方式激励学生，并积极引导学生思考工件是如何完成加工，加工的步骤和各步的关键点是什么？，机床为什么能实现零件自动加工通过此种方式，让学生思考的同时，接着引入机床的计算机控制相关知识，计算机控制程序的概念，让学生在系列的体验中，既学到了数控编程的知识，又开拓了视野，课堂中通过仿真操作，以主体方式参与教学，以技能操作训练为中心，全面提升了课堂的教学效果。
此外，在每一次仿真训练结束后，老师要及时引导学生思考，对于已完成仿真加工的零件，引导学生分析训练编程加工的零件还存在哪些缺点或者还有哪些地方需要改进，把问题提出来并开展相互讨论，相互讨论和分析，再进一步制定实施方案并把零件仿真加工出来。
3、科学地整合相关教学内容于仿真教学中
为了进一步提升课程教学质量，仅利用通用的编程教材不够的，针对数控编程课程既与传统的数控编程语言、编程方法有关，还与后续实训教学用的数控机床有关，不同的数控机床还可能配备不同的数控系统，不同的数控系统其操作界面、操作方法还是不同的，因此，要较好地实施数控编程及操作的仿真教学，还得根据学校现有数控设备所配的数控系统、机床特点，选定相应的仿真软件，将数控编程的相关内容与仿真软件配合、与数控机床配合，精简教材内容，打破教材章、节体系，重新进行整合，形成案例式的教学资源，设计相应的教学课件，采用录屏软件将仿真过程制作成相应的教学视频，在满足课堂教学需要的同时，在网上将教学课件和教学视频公开给学生，以便学生利用业余时间再学习和训练，相当于给学生提供了很好的课外辅助老师，不仅有利于加强学生的学习和训练，同时，科学整合后的教学内容也利于学生后续能很快操作机床，开始真正的数控机床加工操作。
4 、在仿真实训的数控编程教学中重视学生的挫折教育
针对中职生源特点以及职业院校素质教育的要求，如何在课堂教学中培养学生的理论基础知识、熟练技能及良好的职业道德，是每一门专业核心课程教学均要负起的责任。中职生的年龄大都在 15~18 周岁之间，大多数学生从未经受过任何困难，普遍存在意志不够坚强，承受挫折的能力比较弱的现象，所以在数控编程及机床操作教学过程中，认真设计让学生尝试“挫折”的教学情境，以此来培训和锻炼学生分析问题和解决问题的能力，锻炼其意志品质，使学生切身体验到只有经过艰苦的努力，才能获得成功；只有经历失败，才能增长才智的过程，从而激发学生的学习潜能，培养坚定自信，勇于克服艰难的意志。因此，在数控编程的教学过程中，有意识地设置一些编程“陷阱”，如故意少编写一个数控程序段，少编写一个数控指令，编程参数输入不正确等错误，使仿真加工过程产生报警，无法正常加工或发生撞刀事故等现象，导致工件无法加工或加工错误造成废品，然后让学生根据现象去找出原因。
当学生找到“陷阱”，真正排除了故障后，就会体验到“山重水复疑无路，柳暗花明又一村”，那份成功的喜悦又成为学生主动去获取了知识的动力，达到素质教育与专业教育相融合，在专业课程中实施素质教育的目标。
5 、数控仿真教学应构建科学的评价体系
教学质量的评价直接影响到学生学习的主动性和积极性，因此要构建科学、合理的多元评价体系。
（1）评价要合理，同时应有一定的弹性，标准答案不应限于过死，范围过小，方式过于单一，应该合理就行。例如在一些仿真操作中，学生经过讨论和思考后得出的加工方案以及加工线路等，只要合理，加工质量中行，效率低一些也无妨，毕竟学生还是比较缺乏生产实践经验的。
（2）既要评价数控仿真技能操作的结果，又要评价数控仿真技能操作的过程，对学生数控操作技能的熟练程度及零件加工的结果做出如实的评价，此外，还须对在技能操作过程中学生的积极参与程度中表现出来的个人良好品质给予充分的肯定与表扬，对遵守纪律，服务安排，积极主动训练给予鼓励和嘉奖。
（3）创新评价的主体和方式。对学生个人在课堂上技能操作的表现及成果不仅由任课教师来评价，还可以让学生们进行自评或互评。例如零件加工线路的制定，零件图样的识读、坐标点的计算等，可采用学生专项讨论评价的方式，在小组研讨中发现问题，分析原因，讨论得出结果，把各项评价科学合理综合起来，从而大大地调动学生学习的主动性和积极性。
6、结束语
经过近两年的数控编程与技能训练的仿真教学改革与实践，教师投入教学改革的时间和精力均较大，但收效也是十分明显的，不仅学生对课程的学习兴趣得到了充分的调动，学生学习的主观能动性也迅速体现出来，学生喜欢这种一体化的学习模式，教学方式也高效，学校也避免了过去经常出现的学生在不熟悉机床操作的情况下进行实训操作经常损坏机床的现象，而且经过精心设计的教学资源，对学生的素质教育、职业能力培养也发挥了很好的作用，教学改革收效显著，值得相互学习和借鉴。
来源 广西金秀瑶族自治县中等职业技术学校，广西水利电力职业技术学院
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