數控加工仿真教學中評價體系的建立與應用

隨著數控加工技術的廣泛應用，數控機床的編程與操作已成為廣大機電類學生必須掌握的一項技能。為了緩解數控加工技術教學中存在的投入大、消耗多、成本高的問題，數控加工仿真軟件作為一種輔助手段，在教學中逐漸得到了廣泛的應用。

一、當前數控加工仿真教學存在的問題

所謂數控加工仿真教學就是模擬實際機床加工環境及其工作狀態，應用虛擬現實技術于數控加工操作技能訓練中的一種教學。數控仿真作為一種新興的教學模式，改變了傳統的教學模式，提高了學生的學習興趣；其次仿真軟件的網絡功能為師生交流提供了平臺；再次仿真軟件具備多種數控機床和數控系統，彌補了實訓設備的不足，降低了實訓成本。

然而數控仿真軟件是在虛擬環境下進行的，在教學實踐中也暴露出一些問題：一是移動機床時產生碰撞；二是安裝刀具時產生錯誤；三是安裝零件時產生錯誤；四是頻繁的更換零件；五是工件尺寸公差沒有保證。簡言之，忽視操作規程和零件精度是學生在利用仿真軟件學習數控加工技術的主要問題。

那么如何來強化學生在仿真加工中的操作規程和零件精度意識呢？有人提出了巡回指導法，要求指導教師必須做到六勤，即眼勤、腦勤、耳勤、口勤、手勤和腿勤。但實際上指導老師的精力畢竟有限，不一定能照顧到每一位學生。也有人提出將仿真軟件中的機床視為真實的機床，但這種自覺意識的養成對于技工學校的學生也是難以做到的。因此需要尋求一種能監測學生完成整個零件加工過程的方法，筆者提出建立數控加工仿真教學評價系統。這種評價系統是以項目教學法理論為指導，在構建評價體系中，注重多元評價相結合，增強學生操作規程和零件精度意識，探索提升仿真教學的效果，達到縮短仿真與實際操作之間的差距為目的。

二、數控加工仿真教學評價系統的建立

數控加工仿真教學評價系統以項目教學法理論作為指導，把一個學期的教學內容看作由一系列連續的實訓項目所組成的整體，把每個實訓項目加工零件的整個過程分解為若干個環節，對每一個環節設定獨立的評分標準，評分標準主要針對學生在學習過程中的操作規程和零件精度意識強化的問題：移動機床時產生碰撞；安裝刀具時產生錯誤；安裝零件時產生錯誤；頻繁的更換零件；工件尺寸公差沒有保證來制定，對各個環節進行評價，對整個零件加工過程實行評價的體系。

數控加工仿真教學評價體系的核心在于強調“多元評價”。主要表現為，評價主體的多元化：以教師評價為主，學生自評、學生互評為輔，這有利于發揮學生學習的主動性，有利于實現真正的自主學習和自主發展；評價內容的多元化：包括學生學習發展的智力因素（學生的基本知識和各項技能）和學生的非智力因素（包括學習興趣、態度、自信心、學習習慣、學習策略、自主能力、合作精神等）；評價過程的多元化，評價過程不僅有診斷性評價、過程性評價、結果性評價，還強調過程中的即時評價和過程之后的延時評價。

三、數控加工仿真教學評價體系的應用（以數控車軸類零件綜合加工為例）

1.一系列連續的實訓項目

如圖1所示的軸類零件，針對技工學校學生的特點，在教學中將這個零件的特征分解為四個部分，分別為臺階外圓、圓弧面、切槽、螺紋。根據分解制定四個實訓項目，項目一：臺階外圓加工；項目二：圓弧面加工；項目三：切槽加工；項目四：螺紋加工。最后再完成四個項目的整合，進行加工。這種將難點分化最后再整合的方法，學生學習起來比較容易接受，特別適合技工學校的學生。

2.分解加工過程為若干個環節，獨立評價每一個環節

每一個實訓項目評定標準的設定都圍繞操作規程和零件精度意識強化，避免學生在操作過程中常出現的那些問題。并且根據學生在訓練過程中對各個環節的熟練程度，在各個實訓項目中評分分數也發生一定的變化。例如在學習的初期臺階外圓加工中容易在操作規程中出錯，這時就可以在操作規程中分值占大比例，到螺紋加工時學生對機床相對熟悉了操作規程出錯較少了，這時就可以在工件尺寸控制上分值占大比例。

3.建立評價測試系統，環節評價與結果評價相結合

以項目四“螺紋加工”為例。學生以考生的身份進入基于上述評分標準設定的考試系統，學生根據數控車加工的基本步驟完成零件加工，然后交卷，關閉測試系統。教師以管理員的身份進入考試系統進行查詢，系統會顯示學生完成零件加工的成績、考試時間、交卷狀態。有些學生會對自己的分數產生懷疑，這時師生通過系統一起查看該生操作出錯的詳細信息。學生到底是如何出錯，可以回放出錯環節視頻。在這個步驟中通過回放，學生可以進行自評、互評，對于大家共同的問題老師可以進行點評的方式找出錯誤，最后通過輸出學生的考試資料保存留檔。比較每位學生在各個實訓項目操作中的情況來激勵學生，從而提高學生的學習意識、學習的熱情、學習的自覺性和自信心。

4.信息綜合反饋

通過四個實訓項目的分層次訓練，在操作過程中常出現的問題得到了極大的改善，具體的實際效果如表1所示。

總之，這種評價體系使教學、學習和評價緊密相連，環環相扣，對師生雙方均能產生深遠的影響。對于強化學生的規程意識和精度意識來說，評價體系使學生在學習過程中不斷獲得的反饋和成就感激發了他們更大的學習興趣。學生在學習中的反應更為積極主動，并能即時按質按量地完成；學生的自評和互評讓他們充分感受到學習中的尊重和信任，讓他們體會到自己對學習的自主權利，形成學習上的良性循環，培養了他們的探究意識、合作意識和團隊意識。

（作者單位：浙江省嘉興市高級技工學校）

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