數控專業課程教學中合理使用數控仿真軟件的探討

摘 要：本文介紹了數控仿真軟件的優勢，闡述了如何利用數控仿真軟件進行穿插教學，以及應用中存在的問題及解決問題的方法。

關鍵詞：數控專業課程教學；仿真軟件；應用探討

一、數控仿真軟件的優勢

數控仿真軟件中機床的結構與真實數控機床是完全相同的。通過選擇機床的類型、操作系統及狀態，就能實現真實機床的各種功能，可在任意角度觀察機床的結構，并能仿照機床操作的全過程。

數控仿真軟件有強大的測量功能，不但可測量長度、直徑，還可測量精度等。有圖形和數據接口，操作者既可以在真實的環境中運行虛擬機床，又能動態觀察機床的運行參數。

數控仿真軟件也有操作簡便的考試系統。可用于學生遠程網絡學習，并能實現答卷保存、自動評分、成績查詢和分析問題等各種功能，真正實現無紙化的考核與測評。數控仿真軟件有強大的網絡功能，能實現遠程教育。

數控仿真軟件對教學環境、教學模式、教學方法和教學策略進行了重新整合，從觀念、過程、教學方法及模式等方面都賦予一體化教學新的含義，創新了教學模式，數控仿真軟件中的教學資源在數控專業課程教學中也得到了廣泛應用，已成為推動職業教育教學改革的重要突破口，有效提升了學生核心崗位職業能力培養的質量和效率。

二、在數控專業課程教學中的應用

數控專業對學生專業素養要求高，不僅要求其具備扎實的理論知識，還要求其具有強大的實踐能力，學生要學習數控的基本理論和正確認識數控設備，數控仿真軟件是一種不可缺少的教學資源。由于受設備有限的影響，很多學校的學生在學習數控加工基礎理論課時并不具備有關數控的實踐知識，只有少數的學生見過數控機床，但大多數學生對整個數控機床的結構、工作原理都不了解，所以有必要在講授此門課之前利用數控仿真軟件進行演示、講解，讓學生建立對數控機床的基本認識，并改變大多數學生認為數控是深不可測的觀念，同時激發學生好奇心。在講那些比較枯燥的基本結構、分類和工藝時，可利用數控仿真軟件的多類型、多系統、多功能等特點，創設真實的情境讓學生去認識、分辯。有些時候也可截取一些數控仿真軟件的操作界面，使之更形象、更直觀，讓學生保持較高的積極性去學習，這樣學習效果會更明顯。如果能讓枯燥乏味的前期知識準備內容教學變得形象、直觀，那么接下來學習數控編程就容易多了，因為這些是學生比較感興趣的。但如果想取得數控編程教學的良好教學效果，并使課堂教學變得更加生動、更加具體，就離不開數控仿真軟件的使用。教師先用數控仿真軟件對所學習過的編程進行示范，加工出零件，讓學生體驗到數控給我們帶來的影響。因為同學們都學習過普通機床的操作，也加工過零件，他們會與學習過的普通機床的操作加工作比較，這可讓學生感覺先進技術給制造加工業帶來的影響，從而堅定學生學習數控技術的決心。通過數控仿真教學讓很多學生覺得學習數控機床是如此簡單、如此方便，會讓他們增強學習的信心，學生會主動去學習，會對照圖紙來檢查自己所編的程序是對還是錯，也能找出編程中出現的問題，能自己糾正編程中出現的錯誤，大大提高學生的編程能力。

實踐教學離不開數控仿真軟件。傳統的數控機床實習教學，數控機床編程與操作都是在真實的機床上進行，如果學生人數很多，有限的數控機床數量難以保證每一位學生有足夠的實踐操作時間，學校又不可能為每位學生配一臺數控機床。由于中職學生在真實機床上操作容易出現危險，操作過程中的失誤也會經常導致設備、刀具等的損壞，甚至引發安全事故，增加了實習教學中的不安全因素。因此，傳統的數控機床實習效率低、教師工作量大、教學成本高，這就需要利用現代化的手段來進行教學，在課堂教學中需適當地使用數控仿真軟件進行教學。這種教學只需要配備相應的計算機，學生上機床操作之前先利用數控仿真軟件模擬加工出合格的零件，再上實際機床進行操作，這樣既能保證學生的能力得到有效的鍛煉，又可降低風險，也可有效地減少材料的損耗，節約實習經費。特別是數控機床的部分技術需要學生多次訓練才能較好地掌握，如果每一次都是在機床上用材料加工出實際的零件來達到掌握這種技術的目的，會使包括機床的折舊、磨損和較高的刀具與材料消耗在內的實習成本提高。而在數控仿真軟件上重復加工，多次訓練，則不會產生上述消耗，能收到事半功倍的效果。

三、應用中存在的問題及解決問題的方法

數控仿真軟件有不少優勢，但也存在一些不足，比如進給速度和切削深度，不能反映出真正的加工特點。比如材料是45#鋼，用白鋼刀加工，把進給量設為10.0mm/min，切削深度一刀下20.0mm時也能正常加工，并且也不報警。這種切削用量在實際的數控機床中是不能進行加工的，系統會自動報警。

數控仿真軟件不能真實反映出切削三要素對工件加工產生的影響，還容易讓學生有自滿情緒。在教學實踐中會遇到由于數控仿真系統不用考慮切削用量等，只要程序編對了，都可進行加工的情況。在學習過程中很多學生也會因在數控仿真軟件中編寫對幾道程序而沾沾自喜，從而放松學習和訓練，最終只是一知半解，影響了教學效果，浪費了教學資源。

而教師作為教學的主導者，要對實際的工作任務及數控仿真軟件中的工作任務的不同操作非常清楚，這就需要教師不僅要掌握實際生產的相關知識，也要掌握數控仿真軟件的相關知識及使用方法。學?？梢酝ㄟ^派專業教師下廠實踐、培訓學習等，充實教師的專業知識，提高實踐能力和運用現代教學手段的能力，提升專業教師參與職業教育信息化教學資源的開發能力，以便能更好地運用數控仿真軟進行教學。

專業教師具有把虛擬與實際生產結合起來的能力，還要有引導學生學習的能力，應多對學生給予鼓勵與肯定，使之能更加有效地提高學習效果。不管數控仿真軟件的仿真效果有多強大，它都不可能代替實際的數控機床，總會在各方面與實際數控機床存著在一定的差距，有的時候甚至會誤導學生。因此，數控專業課程教學只能用數控仿真軟件進行初期感性認識和基本指令、代碼和程序的練習，而整個教學活動不能完全依賴數控仿真軟件，并且在教學過程中還必須給學生講明白兩者之間存在差距和容易出現的問題，使學生對數控仿真軟件有正確的認識，讓學生對實際操作加工足夠重視。創設以學生為中心，實踐為主體，踐行“做中學”“體驗性學習”“主動學習”“合作學習”等教學形式，提升教學效果。這樣既能保證數控仿真軟件在數控專業課程教學中得到充分的運用，同時又能保證實際操作的權威性地位，教師才能更加有效地把控數控專業課程教學，使數控專業課程教學既科學又客觀，既高效又實用。使實踐教學在質量、效率上都得到提升，學生的職業崗位技能與社會需求相適應，提高就業競爭能力。

四 、結束語

作為教師，想要有效地提高數控專業課程教學質量，則需要合理使用數控仿真軟件，這不僅能讓教學更直觀，而且能激發學生學習數控專業課程的興趣。讓學生較好地掌握數控專業技能，同時也可適當地降低教學成本。當前社會加工制造業的迅速發展，拉動了對數控技術人才的需求，學校得到了較好的發展契機。作為一名從事數控專業課程教學的教師，需要更多地思考、完善自己的教學內容，以更好地培養本專業的合格技術人才。而數控專業課程都是實踐性很強的課程，如果全都采取一體化教學，不但成本高，而且一些理論知識也很容易被忽略。所以，數控專業的一切專業課程教學都可以適當地利用數控仿真軟件進行穿插教學，既能滿足學生的感觀要求，又可減少不安全操作現象，學生敢動設備，還能夠判斷操作中的故障，及時糾正，對學生有很強的吸引力，學生的學習興趣、求知欲都大大提高，也能解決數控設備昂貴與實訓成本過高的問題。教師也可以采用多種教學組織形式，如小組學習、分組實操、崗位參觀、生產實踐、個性化學習等，打破傳統的教學模式，真正實現以學生為中心的教學目標。

總之，數控專業課程教學應該從實戰出發，須合理、有效、科學地利用數控仿真軟件，發揮它的最好的教學效果。要深入推進數控仿真軟件一體化教學模式改革，就需在數控仿真軟件教學過程中，充分體現學生的主體地位，并能與實際“產學一體”相結合，達到虛實融合，提高人才培養效率，保證學生在掌握相應的基本理論知識的同時，也具備過硬的操作技能。

參考文獻

[1]霍蘇萍.數控加工編程與操作[M].北京：北京大學出版社，2005.

[2]鐘偉華.關于技能教育學生成人教育問題的探討[J].職業，2011（12）.

（作者：梁烈、黃衛珍，廣東省湛江機電學校教師）