《数控加工工艺与编程》及《数控技术》课程的教学方法探讨

任群生，李 燕，刘 玲

（湖北科技职业学院，湖北 武汉 430073）

《数控加工工艺与编程》及《数控技术》课程的教学方法探讨

任群生，李 燕，刘 玲

（湖北科技职业学院，湖北 武汉 430073）

《数控加工工艺与编程》及《数控技术》课程又是一门学生难以掌握、教师难于讲授的应用技术型科目。围绕如何提高教学质量这一核心问题，作者提出：必须以学生为主体，采用互动的教学方法，主动激发学生对数控技术的兴趣；采用多种灵活的教学手段引导学生主动思考，从而提高独立分析的能力。

数控编程及技术；多媒体技术；斯沃仿真；理论与实践

1 .引言

《数控加工工艺与编程》及《数控技术》课程是数控专业的学生必修的二门专业课程，目前，该课程的教学目标是培养学生具备数控编程和数控加工的能力。高职院校的学生在学习《数控加工工艺与编程》及《数控技术》这些课程时，如何提高学习的质量，具备较好的操作及应用能力？高职院校的教师又如何提高教学的质量，提高学生实际操作数控机床的能力？笔者多年从事《数控加工工艺与编程》及《数控技术》课程的教学任务，总结出一点体会：要较好的解决这一问题，必须以学生为主体，采用互动的教学方法，主动激发学生对数控技术的兴趣；采用多种灵活的教学手段，如课堂教学、实训教学、工学结合等等，引导学生主动思考，从而提高独立分析的能力。

2 .互动式教学，激发学习兴趣

在众多形式的教学方法中，课堂教学始终是最基础、最重要的。对于《数控加工工艺与编程》及《数控技术》这二门课来说，必须将理论知识与生产实践相结合，而要构建坚实的理论基础，课堂教学必不可少。传统的填鸭式教学已经无法适应现代的高职讲堂，笔者认为：必须转变教学理念，将学生的被动接受转变为主动求知。

德国职校教师在给学生讲述CNC技术的时候，往往从学生的兴趣为切入点，重点解决如何提高学生学习CNC技术的兴趣，而后才是讲述专业的技术知识。课堂上，看到的是活跃的课堂气氛，轻松的学习环境，充满创意的想法。有人认为专业课的课堂教学一定要中规中矩，不能脱离书本，而笔者认为沉闷的课堂气氛有碍学生的思维，照本宣科的讲授方式更会大大降低学生的学习兴趣。数控技术本身是一门较为枯燥的新型学科，不能旁征博引，论今说古。所以要真正的活跃课堂的气氛，就必须引入新的教学方法，寓教娱乐，融洽课堂氛围，变教师的单项灌输为教师与学生的双向互动，使课堂教学生动而有趣。

2.1 多媒体及斯沃仿真软件的应用

情景一：在讲授数控系统的组成时，书本上给的概念有些抽象。教师容易讲述，但对于初学者来说，很难理解，没有接触过数控技术的高职学生更是难以掌握：数控系统中各组成部分的功能到底是什么？数控装置到底是个什么设备？检测信号反馈的意义在哪？等等这一系列的问题，如果只采用单一的文字讲授，是无法达到很好的效果。

解决方法一：多媒体技术的应用

把系统的组成框图制作成图片，使用动画的方式，表示一段输入信号从控制介质经数控装置输入到伺服系统，并将该信号以动画的特点说明其被放大处理后驱动机床的运动部件驱动机床进行动作，同时在系统的检测装置将检测机床实际运动的检测信号反馈回数控装置和输入信号进行比较，并调整机床的运动状态。经过多媒体动画演示后，学生不但理解了系统各组成部分的功能，也了解到了有无反馈信号的区别和意义，以及机床检测装置对机床的重要性。在教学活动中引入多媒体技术，从静态的讲述到动态的演示、从书本上的框图到屏幕上的动画，这一变通不仅活跃了课堂气氛，而且加深了学生对系统组成的理解，变感性认识为理性认识。

情景二：在数控编程的讲授中，仅仅照搬书本或是陈述理论，是无法达到理论指导实践，以不变应万变的。例如，同样是参数S，为什么有时要定150转，有的要定1200转？数控机床中的F为什么有的取100mm以上，而有的F则取0.2mm？不同取值之间会有什么不同？数控机床切削量以多少为好？单靠书本的理论陈述，缺乏大量的感性教育，学生只有被动的接受，无法形成很好的理解，对知识的掌握与记忆也就不深刻，更不用说到应用了。

解决方法二：斯沃仿真软件的应用

数控仿真系统软件可以在微机平台上运行，它不但解决了实训时学生多机床设备少的问题、而且还为学院节省了大量设备购置经费。其优点在于：（1）系统完全模拟真实CNC机床的控制面板和屏幕显现，可轻松操作。（2）在虚拟环境下对NC代码的切削状态进行检验，操作安全。（3）用户可看到真实的三维加工仿真过程，仔细检查加工后的工件，可以更迅速的掌握CNC机床的操作过程，过程逼真。（4）采用虚拟机床替代真实机床进行培训，在降低费用的同时获得更佳的培训效果，使用更经济。（5）模拟演示功能更为真实可靠，图形大小、颜色、观察视角以及刀具的形状等都可由操作者自行设计以满足不同监控要求。（6）互动教学 教师和学生可以相互观看对方的操作，进行互动交流。（7）没有危险性，学生能够放心大胆地操作仿真机床，把课堂上所学的知识发挥得淋漓尽致，不存在真实机床上刀具与工件的碰撞、工作台超程等危险操作，消除了学生的人身不安全隐患。

但是，仿真毕竟不代表实际加工，教师一定要把仿真系统与实际加工中的区别给学生明确讲清楚，否则也可能在实际操作中会出现问题。例如，有个别学生在对刀时就出现过混淆仿真与实际加工的情况，在机床上也采取自动对刀，结果造成事故。

2.2 学科知识生活化

在数控技术专业知识的讲授中，要涉及到大量的理论与专业术语，那么如何提高学生的学习热情，降低学习的难度？——将高深的策略浅显化，让枯燥的知识趣味化，使学科知识生活化。让课堂生活化、幽默化，从而让学生每堂客也有意犹未尽的感觉，以此来进一步提升课堂效率。

情景：“刀具的补偿”概念是数控编程技术中一个非常重要的概念，而学生对于“刀具补偿”概念的理解往往停留在表面上，看似知道了，实则在应用时问题百出。归根结底，还是对“刀具补偿”概念的理解不够深度，对G41、G42、G43、G44的使用达不到理想效果。

解决方法：学科知识生活化

在讲述刀具的半径补偿时，可以利用生活中的例子做比喻，让学生不但记住指令而且能够理解。在铣削加工中如果需要刀具对型腔进行加工时，就好像人在运动场上比赛，人就像是刀具，而刀路就是跑道。规定在4号跑道上的人如果在3号跑道跑就变成左补偿，同样的如果跑在5号跑道上就变成右补偿。如果铣削内型腔就要第一刀在3号跑道上，第二刀就要在2号跑道上，第三刀就要在1号跑道上。如果铣削外腔就要第一刀在5号跑道上，第二刀就要在6号跑道上，第三刀就要在7号跑道上。这一简单生动的例子，把刀具的左右补偿的概念及其用途解释的非常清楚，学科知识生活化不但增强了学生的理解能力，而且加强了学生应用知识，举一反三的应变能力。

2.3 小结

数控系统、数控编程中的较多理论都可以采用计算机动画的方式进行演示，日常生活中的诸多事例都可以引入到数控教学中，多种教学方法的相辅相成，活跃了课堂气氛，使得原本枯燥的理论教学在轻松、欢快的节奏中进行。而轻松的课堂氛围是提高学生兴趣的前提，进而增强了学生参与的主动性，活跃了思维。

3 .理论与实践并举，图纸与零件结合

我们目前所面对的学生，绝大多数是从高中升入高职院校的，他们对数控专业是陌生的，对数控技术和工艺是懵懂的，虽然在前期学习过一些工艺知识，但仅仅是一些停留在书本上的肤浅的认识，没有形成系统的知识。因此，在学习这门课程之前，有必要先让学生进行普通机床金加工的实训，增加学生对机械加工的感性认识，从而提高学习机械加工的兴趣，为后面数控学习打下坚实的基础。

理论来源于实践，实践需要理论的指导。数控教学更是如此，只有理论和实践很好地结合才能够达到比较好的效果。德国职校教育的成功，关键原因就在于其实训教学中，学生可以接触生产式的技术培训。由于理论和实践的紧密结合，学生在实训中对学习和掌握新的专业知识充满了好奇和兴趣。综观我国的传统的教学，只注重了理论方面的能力培养，而忽略了实践操作的决定性作用。所以，笔者认为在讲述数控技术这样的专业性较强的课程和技术的时候，必须改变传统的教学模式，大胆更新。凡是学生不需要的，就是应该考虑放弃的，凡是学生感兴趣的，就是应该考虑要加强的。

在讲述数控编程时，笔者都会给学生提供一些图纸和零件让学生进行练习。如果只用图纸，就不会有很好的效果，因为图纸毕竟不能完全地把零件的所有特点表达的非常的清楚，学生也很难想象所编写的程序加工结果到底是个什么零件。因此，笔者在提供给学生图纸的同时，也提供一个已加工的零件。对于初学编程的学生，需要将零件的图纸和零件结合起来，让学生了解到程序运行的结果就是这个零件，既省了很多时间对零件的特点进行讲述，又将被动的讲述变成让学生主动的思考。使学生学会能够根据零件的实际特点确定加工方式，能根据工件的最后几何形状主动思考编程过程中存在的问题，并提出问题进行解决。虽然在这个过程中，只提供了一个完整的零件，看似简单的一个过程，却将学生从被动转为主动。这一转换不但提高了学生学习的效率，而且使学生在学习中逐渐掌握了正确的学习方法，后面这一点才是最重要的。

4 .结语

综上所述，数控技术是一门应用性很强的实用技术，如何让学生扎实的掌握这门技术，并能够使用这门技术为生产制造服务，成为一名合格的现代高技能人才，是每一位数控专业教师的忠实的愿望。数控技术同时也是一门新兴的技术学科，没有很多的经验借鉴。所能做的就是在教学中学会教学，在与学生的沟通互动中启发学生。德国人认为所谓的教学活动，实际上是指在进行教学时学生和老师的之间的一种相互合作，相互承认的一种关系和活动，这种观念和我国原认为的教学就有很大的差异和不同，困则思变，只有在不断的变化和尝试中才能真正的做到传道、授业、解惑。随着机械制造业的发展和更多的新技术的出现，职业学校的教师必然面临着更多的考验，如何让学生掌握实用技术、技能，更高效的提高教学效率，将是永恒的探讨主题。

Studies on Teaching Method of Technology and Programming of Digital-controlled Processing and Digital-controlled Technology Courses

REN Qun-sheng，LI Yan，LIU Ling

The technology-applied courses Technology and Programming of Digital-controlled Processing and Digital-controlled Technology are hard to teach and learn. Focusing on how to improve teaching quality, the author proposes that the course should: apply interactive teaching methods and be centered on students by stimulating students’ interest in digital-controlled technology; adopt flexible teaching tools to guide students to think creatively, thus increase their independent analyzing abilities.

Technology and Programming of Digital-controlled Processing; multimedia technology; SIWO simulation; theory and practice

G72

A

1008-7427（2011）07-0023-02

2011-04-08