《數控車編程與操作》一體化教學的研究

王敏 柴立強

摘 要：根據《數控車編程與操作》教學中存在的問題進行了教學內容和教學環節的創新設計，取得了較好的教學效果，總結了以下幾點體會：一是重視入門階段學生感性認識的培養，激發學生的學習興趣；二是充分利用仿真軟件的輔助作用，提高學生的理解能力；三是練習畫加工路線簡圖，培養學生編程的邏輯思維能力；四是實施一體化教學模式，提升學生的綜合素質。

關鍵詞：數控車；教學；體會

中圖分類號：G712 文獻標識碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2019.04.059

從事數控車教學多年，在講解機床坐標系、對刀操作及編程等內容時，總是覺得學生對概念理解模糊、認識不清，在某種程度上影響了學生的學習熱情。為此，在近期教學上，我對所教的班級進行了教學內容和教學環節的重新設計，取得較好的教學效果。

1 激發學生學習興趣

數控車教材的第一章是數控機床、數控編程的基本知識，這些知識的特點是深奧、枯燥、抽象。對于基礎較差的中職學生來說，學習這部分內容確實具有一定的難度。如果教師照本宣科的來講解，一部分學生就會因為畏難情緒和學習意志不堅定而放棄，這不但會給教師造成很大的教學壓力，也會影響其他學生的學習熱情。所以，在萬事開頭難的入門階段，教師應策略的降低教學內容的難度，增強學生的感性認識，來激發學生的學習興趣。

在緒論的學習時，首先將學生帶到一體化教室的教學機床前面，讓學生觀察數控車床與普通車床有什么不同，學生很容易就會指出有顯示器、鍵盤、且體積小等明顯區別。然后，從學生指出的不同部件開始向他們介紹數控車床的各部分名稱。并帶有神秘色彩地告訴學生車床的數控裝置就像人的大腦一樣，他能讀懂程序指令，并能按指令指揮車床自動加工出我們要求的零件。接著調出一個簡短的小程序，啟動機器讓學生見證零件的加工過程。這個過程無須太多的語言，但是數控車床自動、靈活、快捷的特點一下子就吸引了學生的眼球。數控車床的加工優勢立刻就被學生所接受，激發了學生的學習興趣。

感性認識之后，再通過多媒體給學生演示數控車床的組成及加工過程。對于這部分內容只講解數控車床各部分的名稱及作用，原理一帶而過，或是不講，語言盡量通俗易懂。例如，控裝置就相當于人體的大腦，它能夠接收指令和發出指令；伺服機構就像人體的四肢，它是數控機床的執行部件。事實證明，中職數控專業的學生對感性認識更加感興趣。

2 提高學生的理解能力

在數控車教學中，幾乎每節課都要安排仿真操作內容。其原因有：（1）學生對仿真操作比較感興趣；（2）通過仿真操作可以突破難點，幫助學生理解和吸收。例如：在講解數控車加工程序時，它涉及了程序名、程序內容、程序結束、程序段格式等。內容有些雜亂，學生記憶比較困難。但是這部分內容又是學生必須掌握的編程基本知識。針對這種情況，我將數控加工程序和程序的錄入放在一起講解。講解之后立刻就給學生布置一個零件加工程序的錄入練習，按照規定格式正確錄入的學生最后就能通過仿真軟件加工出零件。反之，仿真軟件就會拒絕為他們加工。但是這部分學生并不氣餒，想方設法的找出問題所在，直到最后成功地加工出零件。經過幾輪這樣的程序錄入練習，學生不但掌握了程序的基本格式，而且對指令格式的理解也加深了。

數控車床的坐標系也是教學中的一個難點，有些學生學完了數控車編程，仍不知道機床坐標系、工件坐標系和對刀操作之間的關系。我就是利用仿真軟件來突破這個難點的。首先，通過仿真軟件的手動方式移動兩個坐標軸，根據右手笛卡爾坐標系的規定講解兩坐標軸及其正、負方向。坐標軸確定之后，再講數控車床機床原點的位置，通過位置按鍵讓學生觀察刀具在不同位置時兩坐標軸的坐標，判斷機床原點位置。車床自身能夠識別的機床坐標系就很直觀地被學生接受。然后講解手動對刀的操作。主要是以90°外圓車刀為例，讓學生熟練掌握對刀過程。并通過MDI方式輸入一段程序“G00X0Z0S500M03T0101”校驗對刀的準確性。告訴學生這段程序的意思是讓第一把刀具快速的走到編程原點位置，此時主軸以500 r/min的轉速正轉旋轉。通過這種操作，學生很清楚地看到機床原點和編程原點不是同一點，編程坐標系和機床坐標系也不是同一個坐標系。這時再講解編程坐標系，學生就不會將兩個坐標系混淆，而且對編程坐標系也會重新認識。最后講解對刀原理，對刀操作在刀補中確定的兩個偏置值就是編程原點在機床坐標系中的位置坐標。在整個過程中，由于仿真軟件的巧妙介入，不但突破了重點、難點，學生對對刀的理解也得到了升華。

3 培養學生邏輯思維能力

學生在編寫加工程序時，最容易出現的問題就是不知道自己編寫的程序是否正確，即使在執行時出錯也不知道問題所在。除了一部分學生比較馬虎外，最主要的原因是學生對刀位點的重視不夠。所以在講解指令編程時，重點強調刀位點及其加工軌跡，并結合程序畫出加工路線簡圖。通過一段時間反復的練習，學生編程的邏輯思維能力有了顯著提高，學生不但編寫程序的錯誤率明顯降低，而且還養成自己檢查程序的良好習慣。

4 實施一體化教學模式，提升學生的綜合素質

一體化教學是在一個月的理論教學之后進行的，原因是學生只有具備了一定理論編程知識和仿真操作能力。才能為一體化教學做好鋪墊，提供安全保障。通過一體化教學，學生的綜合素質有了提升。

4.1 促進學生對理論知識的理解

一體化的優點就在于這種教學模式能把理論知識和實際操作有機的結合，使學生在學中做，做中學。通過從理論到實踐，再從實踐到理論的學習過程，學生對理論知識理解更加透徹。

4.2 增強了學生的動手操作能力

對于學生來說，一體化教學的魅力在于他們可以享受加工出零件的成就感。為了這個目的，學生在數控編程和實際操作中都表現出很高的學習熱情。在實踐操作時，每個學生都爭先恐后的進行操作，都希望自己能夠加工出比別人更好的零件。一個學期下來，每個學生都能完成教師要求的零件，學生的動手操作能力有了顯著提高。

4.3 培養了學生的產品質量意識

教師在講授基礎課時，雖然反復強調產品的精度和質量問題。但是學生對產品的質量意識還是很淡薄。以至于就業之后，有些學生不敢出徒，害怕廢品率太高。一體化教學就能為學生補上這一課。我按中級工和高級工的標準準備了一些課題和評價標準，嚴格按規定給每個學生打出一個合理的分數，作為操作技能的綜合評定。其中產品質量是關鍵分值。

4.4 培養了學生的創新意識

在從事一體化教學的過程中，有很多辛苦，也有很多欣喜。最令我欣喜的是學生不但可以獨立編程加工、解決加工中存在的問題，而且能將所學知識舉一反三積極創新。作為中等職業學校的學生，能夠完成作業就可以算為好學生。而在數控車專業中存在著這樣的一部分學生，他們不滿足于作業，利用業余時間在CAD軟件上自創圖形、自己編程、校驗加工。而且，對加工的零件進行不斷改進和創新。最后，終于加工出非常精美的零件：獎杯、花瓶、葫蘆以及一些叫不上名字的奇特形狀。雖然這些零件還有些瑕疵，但是他們勇于探索、積極創新的精神是可貴的。在他們身上，我看到了數控專業發展的希望與未來。

4.5 培養了學生的團隊協作意識

由于數控車床有限，一體化教學需要分組進行，一般四至五人一組，每組選出一名組長，負責組員的管理。因為在評價體系中除了有個人評價標準，還有整體的評價標準。所以，每組同學需要通力合作、互相協商，才能保質保量的完成任務。在這個過程中學生表現出很好團隊協作意識和職業素養，當他們遇到問題時，能夠心平氣和的坐下來商討，解決問題。

作為一名數控專業的教師，培養合格的數控技術人才是歷史賦予我們的使命。我們要潛心研究、積極創新，不斷提高數控專業的教學質量，為社會培養更多優秀的數控技術人才。