項目教學法在高職數控編程教學中的應用研究

摘 要：數控編程是高職相關專業學生必須掌握的知識和技能，本文結合高職學生的特點，在教學方法、教學過程設計和實踐教學融合方面進行了新的探索。

關鍵詞：數控編程；項目教學法；高職教學

高職教育是以培養學生技術應用能力為主線，以“應用”為主旨和特征構建課程和教學內容體系并且以實踐教學為重的一種教育形式。這要求在高職數控編程相關課程教學中要遵循高職教育教學規律，采用適用的方法開展教學。項目教學法是當前最貼合高職教育教學特點的一種教學方法，本文研究了項目教學法在數控編程教學中的應用方法。

一、數控編程課程及其特點

數控編程是從零件圖紙到獲得數控加工程序的全過程，包括分析零件圖樣并確定加工工藝過程、設計走刀軌跡并得到刀位數據、編寫數控加工程序并校對程序。其有手工編程和自動編程兩種方法。手工編程是指利用一般的計算工具，通過各種數學方法，人工進行刀具軌跡的運算，并進行指令編制。對于幾何形狀復雜的零件則借助計算機輔助制造軟件如UG、ProE等生成加工程序，稱為自動編程。

筆者所在學校開設的“數控加工技術”“模具數控加工技術”“數控加工工藝與編程”等課程中都涉及了數控編程的知識。

為了有效地將數控編程知識傳授給學生，教學過程對教師和學生提出了不同的要求。

二、教師在教學過程中的應對措施

在向學生傳授數控編程知識的過程中，教師是引導者和學習過程的設計者。教師在教學過程中的應對措施如下：

1.采用項目教學法。項目教學法是公認的比較適合高職教學的一種教學方法，其具體過程通常是學生在教師的指導下親自處理一個項目的全過程，在這一過程中學習掌握教學計劃內的教學內容。學生全部或部分獨立組織、安排學習行為，解決在處理項目中遇到的困難，提高了學生的興趣，自然能調動學生學習的積極性。因此“項目教學法”是一種典型的以學生為中心的教學方法。結合高職學生的學習特點和思維習慣，項目教學法在課堂上表現為教師把事先已分解、條理清晰的知識點展示給學生，而這些知識點就是分項目。譬如數控車床編程項目式教學法，編程知識點可以設置為：（1）笛卡爾直角坐標系：包括數車上的直角坐標系、如何建立一個直角坐標系和坐標點的表示方法；（2）主軸運動指令：包括MO3MO4MO5指令和S指令；（3）G00和G01指令：包括G00指令、G01指令和G00+G01編程舉例；（4）G02和G03指令：包括G02G03指令格式、G02G03指令區別和G02G03編程舉例；（5）G00G01G02G03綜合應用舉例：包括簡單軸類零件工藝分析、數控加工編程、簡單軸套類零件工藝分析及數控加工編程。

2.分析學情。高職院校的學生不同于本科院校的學生，他們普遍理論基礎知識不夠扎實，專業基礎知識學的不夠牢固，自學能力相對較差，但通常動手能力較強，對一些較為直觀的東西比較感興趣，不善于鉆研一些理論性較強的知識。針對上述高職院校學生的特點，在數控編程的教學過程中，應該結合編程知識的特點和學生的學習特點，舉例難易適中，宜從易到難安排編程實例。講解編程指令時舉例不宜過多，可以按照低、中、高三個難度安排三個編程實例。

三、設計教學過程

筆者采用三段式教學過程：課堂互動式教學階段，鞏固已學內容階段和實際操作數控機床驗證數控加工程序階段。

1.課堂互動式教學階段。課堂教學從精心備課開始，包括合理取舍教材內容、糅合教材內容、制作PPT課件。問題引入式開展課堂教學的效果較好，筆者建議采用。課堂互動式教學把傳授知識和師生之間的情感交流相互融合，打造和諧的師生互動、生生互動，從而產生教學共振、達到較為理想的教學效果。筆者的具體做法有兩種：一是筆者故意設置錯誤點，適時引導班級里學習優秀的學生發現問題并提出問題，然后全班學生一起討論，找出錯誤點并改正它，這是師生互動；二是給出一個難度適中的編程題目，要求一個中等水平的學生寫出NC程序，他在作答過程中所犯的錯誤點成為生生互動討論的焦點。

2.鞏固已學內容階段。將每次課題的重難點以選擇題、填空題、判斷題的形式表達出來，供學生鞏固已學內容使用。這幾種題型的特點是具有條理性，便于學生認清重難點。

3.實際操作數控機床驗證數控加工程序階段。合理布置兩個中等難度的綜合編程題，給學生留出足夠的時間編寫數控加工程序，要求學生進行數控編程并撰寫一份編程報告書，報告書內容包括分析零件圖樣并確定加工工藝過程、設計走刀軌跡并得到刀位數據、編寫數控加工程序并校對程序。要求學生采用CIMCO EDIT軟件驗證加工程序，并采用宇龍數控加工仿真軟件仿真加工過程。

4.計算機輔助編程軟件的學習和使用。在項目法教學的末期，筆者通常要求學生學習使用計算機輔助數控編程軟件（如UG、ProE）輔助編程。在學習過程中不必過度學習如何使用這些軟件輔助編程，過分相信學好輔助編程軟件就能編程，就好像拿一套漂亮的餐具吃一點點食物一樣，這對于初學者來說真正掌握數控編程知識益處不大。

四、總結

數控機床是裝有程序控制系統的機床，該系統能夠邏輯地處理具有使用編碼或其他符號指令規定的程序。數控編程就是合理編制控制數控機床的程序，而采用項目教學法可以使高職類相關專業學生高效地掌握編程知識和技能。