提高中職《數控設備與編程》教學實效的對策

摘要：針對技校《數控設備與編程》課程教學中所存在的問題，提出了解決問題的五條合理途徑：注重工藝處理，講究有機整合；從感性中引導，在理性中提煉；結合實際系統，遵循程序規范；加強仿真演練，體驗實操技能；探求教學規律，突破知識難點。

關鍵詞：中職；數控設備與編程；教學實效

隨著各技校數控技術專業建設的迅猛發展，如何提高專業教學的科學性和實效性變得更引人關注，課程改革已成為當務之急。與此同時，嘗試教學、項目教學、模塊一體化教學等新的專業教學理念和手段又不斷應運而生，并在探索實踐中日趨成熟，給數控專業教學帶來了無限的激情和活力。在整個專業課程體系中，《數控設備與編程》作為一門必修且與實踐密切聯系的主干專業理論課程，其在知識和能力結構中所占據的核心地位已顯而易見。但是，在以往的教學中，因受硬件設備不足、數控系統雜亂、教學理念落后及手法單一等因素的制約，《數控設備與編程》教學中曾出現理論與實踐嚴重脫節的問題，學生對所獲知識學而不用、學不能用等弊端一覽無余，從而極大地挫傷了學生對該課程的學習熱情，也無法調動學生學習的積極性和主動性。因此，對教授該課的教師來說，如何真正改善和提高該課程教學的科學性和實效性顯得尤為重要。筆者在近幾年的教學中一直在進行努力探索和積極嘗試，并從中總結出以下較為合理的途徑和對策。

注重工藝處理，講究有機整合

《數控設備與編程》課程教學側重點是數控機床的程序編制。例如，在第四章《數控車床的編程與操作》的講解中，大多數教師可能會重點突出講解數控車編程的功能指令和不同加工內容的程序編制方法，這當然無可爭議。但是，很多學生在自己首次接觸實際的零件圖紙時，常會感到無從下手，雖有能力較強的學生能熟悉指令和編寫程序，可是無法在實際操作時應用自如。出現問題的原因就在于，此時學生還缺少或沒有正確的工藝思路和實踐體會。因此，在教學中，強化工藝處理，并且融合所必需的專業理論和實踐技能，已成為有效解決這一癥結的立足點和突破口。尤其是實際數控加工工藝知識，更要求教師重點講授，主要內容包括圖紙分析（零件結構工藝性、輪廓幾何要素、精度及技術要求等）、數學處理（基點和節點的計算方法和技巧）、工藝方案和加工路線確定（加工方法、階段、工序、順序、機床設備與數控系統、工件坐標系、對刀點和換刀點、測量和檢驗方法、熱處理等）以及毛坯、夾具、刀具、切削用量、量具的合理選擇等工藝準備和要點，這些知識已成為數控程序編制的基礎和關鍵。

對《數控銑床的編程與操作》、《加工中心編程與操作》、《數控特種加工設備編程與操作》等章節的教學處理也同樣必須注重工藝分析，突破工藝難點，并力求與其他專業理論知識（如《數控加工技術》、《機械制造工藝學》、《機械制圖》、《公差與配合》、《金屬材料學》等課程）和實踐操作技能（如金工、鉗工等實訓）有機整合、同步并進。當學生對該課程知識之間的銜接、課程知識的有效性和實用性有一個更客觀的認識和更深刻的理解時，后階段的編程教學和實操訓練必將會有事半功倍的效果。

從感性中引導，在理性中提煉

當學生剛接觸《數控機床與編程》時，對一些專業理論重點和難點知識的理解會有難度。在教學中，針對這一問題，筆者所采用的方法是從感性中引導學生，在理性中提煉知識。如在第二章《數控加工設備的典型機械結構》中，數控機床的主傳動系統、進給傳動系統、自動換刀裝置、排屑裝置等典型機械結構的教學，筆者不僅僅只利用單一的文字和一些簡要的圖示、視頻去進行抽象的描述，而是圍繞教學重點和難點提出若干問題和任務，讓學生感性接觸實際的結構模型和機床設備，在直觀環境中，通過師生的共同觀察、演練、分析、討論、歸納、總結，驅動學生協作解決提出的問題，完成布置的任務。經過幾個環環相扣的實踐環節，促使學生對系統和機構的組成、特點、功能、工作原理等知識點在理性方面有一定的認識，從而對知識的理解更深入、掌握更牢固。

在數控車和數控銑的編程功能指令講解中，學生初始階段往往會對指令的內在含義不能正確理解，在實際應用中感覺茫然。如程序指令中快速定位G00和直線插補G01的區別，圓弧插補G02和G03的順逆判別，復合固定循環G71、G72、G73、G70的應用格式和軌跡路線差異等知識點的理解，學生往往感覺有難度。而要想取得理想的教學效果，必須從感性入手——結合在數控仿真軟件中的模擬加工演練，通過指令在實際中的真正應用和體現的功能特點，更有效地引導學生在理性中切實理解和掌握知識。

結合實際系統，遵循程序規范

在《數控設備與編程》課程教學中，必須客觀面對和有效解決一個實際問題，就是教材中所涉及的數控系統和實際所用數控系統不一致。如果不能妥善處理這一問題，學生所編程序在實際數控系統的應用就會因犯規而出錯。因此，教學中要求學生對編程中程序名、程序指令、程序段及程序格式的標準和規范不折不扣地照章執行。

尤其在初學階段，學生基礎不牢，如果教師過多地從編程簡化上去引導學生，必將使學生在實際應用中遇到障礙，并有可能埋下事故的隱患和在真實加工時出現零件報損。在教學中，教師不能從本本出發，而要以現有的實際數控系統為依據，在理解和掌握程序編制共性的同時，更要抓住和突出不同數控系統的個性特點。如準備功能指令G90、G94在華中世紀星和FANUN兩個系統中的含義和應用各不相同，教學中教師應按實講透，讓學生盡早走出編程誤區，更好地培養學生掌握規范的編程習慣。

加強仿真演練，體驗實操技能

《數控設備與編程》雖為專業理論課程，但要求與實踐相結合，教師要充分調動和激發學生更高的學習熱情，促進學生更靈活和更牢固地掌握所學知識。在教學中，教師有必要圍繞重點和難點知識安排適時的實操練習。

學生實訓的形式主要集中在數控車、銑或加工中心的仿真演練和實操體驗上。仿真演練既是對所編程序正確性的驗證，又是進入實操加工前的練兵。雖是在虛擬環境中的模擬加工，教學時教師仍應嚴格要求學生高度重視整個操作流程的規范性和合理性，注意與實操環節和步驟的緊密銜接。對于仿真練習中常見的一些問題，如系統未啟動、回零后未切換到JOG或HND模式、小心碰刀、X或Y軸方向超程、對刀時機床主軸未開啟、程序保護鎖未打開、程序輸入和格式錯誤、加工時未切換到自動模式、更換工件時請將主軸停轉等等問題，進行正確分析和及時解決，以此為實操加工打下扎實的基礎。實踐出真知，對理論知識的理解和掌握離不開來自實踐的檢驗。因此，實操訓練能讓學生的學習積極性提高，紙上談兵只會帶來枯燥乏味。

雖有時只能演練幾個關鍵的環節（如系統啟動、工件和刀具安裝、對刀操作、程序輸入、程序校驗、試切加工、精度檢測等），但足讓學生受益匪淺，尤其對各功能指令、程序段和程序格式、對刀點和換刀點、工件坐標系和機床坐標系、加工路線等理論知識學生會有更深入和透徹的理解。

探求教學規律，突破知識難點

教學要遵循規律，更要探求規律、挖掘規律。由于規律在教學中所帶來的積極作用，筆者在《數控設備與編程》課程幾年的教學中一直努力追求，并借此找到一條教和學的捷徑。例如，對數控車程序起始和結束段格式書寫順序，手工排刀時直線、錐度、凹凸圓弧、螺紋等基本形狀的走刀要求，復合固定循環（G71、G72、G73、G70）的應用和軌跡特點，節點和基點的計算技巧（包括相似三角形等比關系、勾股定理、三角函數、直線和圓弧的聯立方程、橢圓、雙曲線、拋物線等三角和幾何的計算方法）等等。

參考文獻：

[1]楊仲岡.數控設備與編程[M].北京：高等教育出版社，2002.

[2]朱鵬超.數控加工技術[M].北京：高等教育出版社，2002.

[3]李蓓華.數控機床操作工[M].北京：中國勞動社會保障出版社，2004.

作者簡介：

張獻忠（1968—），浙江紹興人，浙江省紹興市技工學校講師，研究方向為機械數控技術。

（本欄責任編輯：尚傳梅）