淺談數控加工工藝及編程理實一體化教學

《數控加工工藝及編程》是數控技術專業的一門核心主干課程，也是機械制造及自動化專業、模具設計與制造專業的一門核心課程。該課程的建設，是隨著數控專業教學改革的推進而不斷深化的，也是幫助學生考取加工中心中級和高級工職業資格證書的一門核心課程。該課程是高職數控技術應用專業最能體現專業培養目標的一門課程，是學生相關專業理論知識與實踐技術技能綜合應用的一門課程。

“理實一體化”教學模式是目前高職院校專業教學改革中的一種教學新模式。它不是簡單地將理論教學和實踐教學相“堆砌”，而是根據數控技術專業學科的教學特點，從符合教育教學規律的角度出發，實現理論與實踐的有機結合的一種教育方法。

一、課程的定位及特點

高等職業教育作為高等教育發展中的一個類型，肩負著培養面向生產、建設、服務和管理第一線需要的高技能人才的使命，在我國加快推進社會主義現代化建設進程中具有不可替代的作用。高職教育更強調對職業的針對性和職業技能能力培訓。數控技術專業是培養“懂工藝、會編程、精操作、能維護”的高技能人才，數控加工工藝及編程是能培養面向企業數控生產、管理和服務第一線，牢固掌握數控加工專業職業崗位所需的基礎理論知識和專業技能，能從事數控機床操作、制定加工工藝、數控編程及數控設備維護等工作的高技能型人才。

數控加工是伴隨著數控機床的產生、發展而逐步完善的一種應用技術，實現數控加工，編程是關鍵。但是，在編程之前必須有充足的工藝準備。在數控加工過程中，如果數控機床是硬件的話，數控工藝和數控編程則相當于軟件，兩者缺一不可。

二、理實一體化教學平臺的建設

1．理實一體化教學的特點

著名教育學家陶行知先生曾說過，““教學做”是一件事，不是三件事。我們要在做上教，在做上學。”在做中學才是真學，在做中教才是真教，高職教育最大的特征就是把求知、教學、做事和技能結合在一起。教、學、做理實一體化教學模式，是將理論教學內容與實訓教學內容有機地揉合在一起，打破原有教材的系統性，將原來的課程同與之相配套的實訓課題組合成教學模塊，一門課程的全部教學內容由若干個模塊組成。教師的“教”和學生的“學”有機結合，邊教邊做，邊學邊做。這樣，學生學的過程也是做的過程，教師教完了，學生也學會怎么操作了，這就是現在的““教學做”理實一體化”的內涵。

根據數控技術專業人才培養方案的目標是培養高素質、高技能的應用型人才，是為社會的發展輸送各級各類專業技術人才。這類人才不僅要具備一定的專業知識和技能，而且要有良好的思想道德素質。要達到這一要求，是不容易的。筆者對學院2006、2007、2008級高職數控班學生的學習情況進行了分析。大部分學生的認知特點是形象思維長于邏輯思維，實踐學習長于理論學習，動手能力較強，且學生的能力起點和學習態度不一樣，如果在專業課教學上繼續沿用傳統的理論和實習教學各自獨立進行的方法，很難實現“以服務為宗旨，以就業為導向”職業教育教學的目標。數控加工工藝及編程是一門與實踐緊密結合的課程，運用理論實踐一體化教學法，可以更合理地利用教學時間，突出技能教育，使學生既具有一定的理論基礎，又具有較強的操作技能，使專業理論知識與實踐技能的學習有效地融為一體。

2．理實一體化教學方案的實施

（１）根據教學內容，將該課程分成若干個教學模塊數控加工工藝及編程涉及到的內容包括數控機床的基礎知識、數控機床編程基礎知識、數控銑削加工工藝及編程、數控車削加工工藝及編程和加工中心加工工藝及編程。

數控編程可分為手工編程和自動編程。手工編程是從分析零件圖樣到程序校驗各步驟主要由人工完成的，主要適用于點位加工或幾何形狀不太復雜的零件的加工，以及計算較簡單、程序段不多、編程易于實現的場合。自動編程針對于幾何形狀復雜的零件（尤其是空間曲面組成的零件），以及幾何元素不復雜但需編制程序量很大的零件，主要通過計算機軟件來完成。在講解該課程時，主要以手工編程為主，突出基礎理論知識教學。

教學內容要涵蓋國家職業標準（中、高級）相關應知、應會內容。根據學習規律，教學內容注重崗位能力培養，按由簡到難、由單一到綜合，應用范圍由窄到寬，逐步提高任務的難度，逐漸提高工作能力，并以工作任務承載教學內容。

根據教學內容，把該課程分成若干個教學模塊：第一，基礎理論的教學，包括數控機床的工作原理、組成、分類，以及其它數控加工工藝的基礎知識；第二，數控銑削和加工中心的模塊教學，又可以分成若干個學習情境，如從基本指令G00、G01等開始講解學會編制簡單銑削零件的加工程序，直至復雜零件的銑削加工；第三，數控車削的模塊教學，同理也分解成若干個學習情境。制定授課計劃時，應將編程和操作的所有內容有機地分割并聚合成若干個教學模塊。在每一模塊中，根據所加工零件的教學需要，合理安排相關理論和操作任務。

3．校本教材開發

首先，對原有專業基礎理論課進行資源整合，強調有用，夠用原則，把《機械制圖》與《AutoCAD》整合為《機械制圖與CAD》；把《互換性與技術測量》《金屬材料及熱處理》、《機械制造工藝》整合為《機械制造基礎》；《可編程控制器》《數控系統》《數控機床》等內容整合在《數控機床檢測與維修》。在整合過程中，刪除那些過深的、不必要的內容，同時對原不同科目進行優化組合，開發出符合實踐為導向滿足學生學習需求的校本教材，體現為實踐服務的宗旨。其次，根據數控基地設備與學生學習需要，組織數控專業教師編制數控車與數控銑的實訓教材。在實踐課程建設中，提倡項目教學法，針對某一項工作任務，把相關的專業理論知識與技能要求、操作規范恰如其分地包含于內，提高實訓的效率與質量。

4．采用多種教學手段

注意多媒體教學和仿真教學的應用。在理論課講解時，主要采用以多媒體教學為主要教學手段，貫穿引導法、直觀法和演示法的綜合運用。通過文本、圖像、二維和三維圖形的方式，將數控加工技術的知識形象展示出來，但還是局限于純理論的教學，學生對學習的內容比較抽象，對所學的知識點僅僅依靠記憶的方法了解掌握。傳統的教學模式將理論和實踐嚴重脫節，學生所學的知識不能及時轉化為技能，不能學以致用。在講授該門課程時，采用仿真教學的教學手段。仿真教學也稱為模擬教學，就是利用計算機來模擬真實自然現象，學生模擬進行技能訓練的一種教學方法，為學生提供近似真實的訓練環境，提高學生職業技能。例如，在講授數控車復合循環指令G71、G72、G73和G70指令時，通過多媒體教學，學生也只能直觀的理解這些指令的編程格式，而對于刀具的走刀路徑不能很好了解，學生對這些指令也只能停留在表面的理解。這種情況下，可以通過仿真教學方法，模擬加工環境，讓學生們清楚地看出該指令的加工路徑，最后通過實體零件的加工，更好地掌握這些復合循環指令的應用。

理實一體化教學改革的實踐與探索，為學院的職業教育發展積累了寶貴的經驗。在“教學做”理實一體化教學模式應用后，學生的學習興趣得到了激發，自信心得到了加強。學生在實訓場所的親自實踐，激起了他們的求知欲。學生對專業課越來越感興趣，教學相長，也提高了教師的業務素質。在實施一體化教學過程中，轉變了教師的教學觀念和模式，帶動了老師的教學積極性，教師在教學中不斷地完善自己，提高了專業技能操作水平，教學環節由此進入了良性循環。實踐證明，“教學做”理實一體化的教學模式已經成為高等職業教育中最行之有效的教學模式之一。但是，在教學改革中也存在著許多困難。例如，師資隊伍建設不夠完善；課程改革還不盡完善，課程設置還存在不合理的地方；校本教材的開發水平行限，跟不上教學改革的步伐；評價體系還不夠全面等。這些還有待在以后的教學工作中不斷總結出適合自身發展需求的教學方法，努力提高職業教育的水平和質量，為社會主義現代化建設培養高素質的應用型人才。

（作者單位：浙江汽車職業技術學院）