《数控编程与操作》仿真教学浅谈

王彦华，丁 洁

（商丘职业技术学院，河南 商丘 476000）

数控编程是一门对学生科学思维要求很强的专业技术基础课，单纯的理论教学，很容易使初学者感到抽象、难学，加上目前职业类院校学生知识结构、学习习惯等诸多不利因素，使数控专业的数控编程教学陷入异常困难的境地。如何降低学习的门槛，让学生学会、弄懂，这是一个艰巨的课题，笔者认为，首要的工作就是要激发学生的学习兴趣，使复杂的问题简单化，简单的问题形象化，结合教学过程，利用数控仿真软件在教学上做了一些探索。

1 落实教学方针，提高学生的实际操作能力

一般来说，高职教育培养的人才，主要具有形象思维的特点。现代社会对知识，特别是应用性知识内涵的界定，有了新的突破，存在着两种属性的应用性知识：一是，涉及事实、概念以及理解原理方面的陈述性知识，要解答的事实与概念和理解与原理的问题；二是，涉及经验、策略方面的过程性知识，要回答的是“怎么做”（经验）的问题和“怎样做更好”（策略）的问题。教育实践和科学研究都证明，形象思维强的人，能较快的获取经验性和策略性的知识，而对陈述性知识相对排斥。这并非高职院校学生的弱势，而恰恰是优势所在。

针对高职院校学生形象思维强的特点，在课堂教学上，我进行了大胆的尝试，变传统的课堂教学为以“技能操作为核心”的仿真教学。所谓以“技能操作为核心”的仿真教学是将相关知识与能力，按照其相互之间的关系以及内在的逻辑联系，变成便于学生进行技能操作的相对独立的单元，在计算机上仿真出来。在图1中，图（a）就是用图（b）和图（c）的程序加工的零件。

图1 程序加工零件

在数控仿真教学中，如何激发学生技能操作的积极性呢?

首先，要结合学科特点，介绍数控编程知识的实用价值，有意识地让学生了解数控编程与今后工作的密切关系，了解我们所学的知识都和数控编程及操作有着紧密的联系。从学生中挖掘具有实用价值的，能激发学习动机、学习热情和学习兴趣的典型事例，充分展现数控编程及操作的价值，使更多的学生对数控编程产生浓厚的兴趣。

其次，降低入门的门槛，避开空洞的理论教学，在教学过程中，一开始设计较简单的零件图样。老师先进行示范性操作，同时提醒学生认真观察，掌握操作要领。当机床的模拟切削声响起来，切屑飞溅，毛坯随着道具的加工变成图样要求的工件后，学生的好奇心和求知欲极度膨胀，此时也恰是让学生动手操作，进行模仿的最佳时机。当学生独立完成，兴奋不已时，及时表扬学生所取得的成绩，发现他们的闪光点，鼓励他们勇于战胜自己，激发每位学生的学习自信心，挖掘他们的内在潜能。当学生激动的情绪趋于平静时，及时引导学生积极的思考，工件为什么会变成与图样尺寸一样？机床为什么会自己加工？这样也就顺理成章导出了机床由计算机控制，计算机由程序控制，程序是由人编写的。这样就让学生在一种积极的情感体验中，既学到了知识，又培养了能力。既发挥了学生的主体作用，又提高了课堂教学效果，从而让学生真正体会到学习知识的目的是为了应用，在应用中找出自己现有知识结构的欠缺，促使自己进一步学习相关的理论知识，即“教中学，学中练，练中得悟性，有悟性方能成才”。

另外，在每一个仿真结束后，都要及时的引导他们思索，对于我们已经做好的零件，你认为还有哪些缺点或者还需要做哪些改进。当同学们把问题提出来后，再让他们通过讨论，看看自己提出来的问题是不是别人也存在，如果是别人没有研究过的，再进一步制定实施方案，并通过小组讨论确定其可行性，然后在老师的辅导下，把改进后的零件做出来。对于一些有价值的零件，建议他们保留程序，在今后的实际操作中更好地推广应用。目前我系已有不少学生加工的零件作为展品存在系荣誉室中。这样既实现了“在应用中寻找问题，在解决问题中求进步”的教学目标，也为学生将来走上工作岗位从事产品开发、科研打下良好的基础。

2 整合教学知识到仿真教学中

高职教育是一种以就业为导向的教育，其职业方向性的特点决定了其必须适应社会的就业需求，服务于特定职业岗位或技术领域。高职院校培养的是能在生产现场解决实际问题的高技能应用型人才，需要具备综合知识的运用能力及较强的综合职业技能。职业生涯的发展需要学生以技术、能力的复合型来拓宽职业岗位的面向。因此，我们应努力摆脱现有课堂教学理念的束缚，彻底更新观念。作为高职院校的专业课老师，应从校园走出去，深入了解市场，准确把握市场需要本专业的毕业生具备哪些技术应用能力。在数控编程仿真教学中，应以技术应用能力的培养为核心，以目标培养的实际需要作为课本内容取舍和仿真组合的标准。对课本内容进行多元整合，强调内容的综合性。多元整合的目的是精简课本内容，打破课本章、节体系的完整性，强调课程内容的应用性和必需的基础性。在对课本内容进行多元整合时，应注意：

第一，理论知识应以必需够用为度，突出应用与实践，少讲多做；

第二，仿真内容应及时反映专业领域的最新发展；

第三，课本内容的多元整合绝不是几个仿真的简单叠加或随意拼凑，而是根据知识、能力的内在联系和相互间的逻辑关系进行有机整合这种遵循学生认知规律的多元组合，有利于学生知识、技能、态度的合理形成与协调发展，为将来走上工作岗位打下坚实的基础。

3 以“技能操作为核心”，培养学生心理素质

21世纪的竞争是人才素质的竞争，其需要青年人具有坚韧不拔的精神和顽强的斗志。高职院校的学生的年龄大都在18~20岁之间，大多数意志品质还不够坚强，承受挫折的能力也较弱，所以在模块教学中，应创设让学生尝试“挫折”考验的情境，以此来磨练学生坚强的意志品质，使学生体验到只有经过艰苦努力，获得的成功才更有价值，从而产生足够的自信和克服挫折的勇气。因此，在教学过程中，我经常有意识的设置“陷阱”，如故意少编一个程序段、参数输入错误等，发生撞刀现象，致使工件车不出来，让学生自己找出失败的原因。当学生真正排除了故障后，就会在“山重水复疑无路，柳暗花明又一村”的情感体验中既获取了知识，又培养了意志的坚韧性。因此，经受挫折、克服挫折的教育也是帮助学生增强自信的重要一环。这把双刃剑用好了，会使学生终生受益。如图所示：在图2中，图（a）是用图（b）和图（c）的加工程序未能加工的工件，图（d）显示的就是零件未能被加工的原因,也就是报警信息。报警信息显示符合循环起止行号错误，通过对程序仔细检查不难发现，在程序的第6段和第7段与第14段中（ns）的数值是不一样的，要想把问题解决，只需要让这三个数值一致即可。这类错误在仿真加工时是很长见的，问题的原因就是学生操作时不认真。

图2 在仿真加工时长见的错误

4 构建科学评价体系

教学评价直接影响学生学习的主动性和积极性，所以评价要做到：

第一，合理且有一定的弹性，答案不能限制太死，只要合理就行，如一些仿真操作中学生实施方案的可行性讨论，实操过程中加工线路等。

第二，既要评价技能操作结果，又要评价技能操作的过程。对在技能操作中学生的积极参与表现出来的良好个性品质要给予充分的鼓励、肯定及嘉奖。

第三，转换评价的主客体关系。对学生在课堂上的技能操作情况及结果不仅仅由教师来评，还可以让学生自评或互评。如加工线路的制定、某些图样的理解、坐标点的计算，可采用学生讨论评价的方式，在研讨中发现问题，得出正确的结果，学习的主动性、积极性也就调动起来了。总而言之，以“技能操作为核心”的数控编程仿真教学，有利于全面提高学生素质和综合职业能力，激发独立思考和创新意识，培养学生自主学习和勇于实践的能力，虽然教育教学理念的更新是艰苦的，但以此培养出来的高职生的前程却是不可限计如量的。评价设计如表1所示。

表1 评价表格设计如下

5 结束语

《数控编程与操作》虽然是一门抽象、难懂的专业基础课，但是，在老师的精心设计下，使抽象的问题简单化，复杂的问题形象化，激发了每位学生的学习兴趣。同时，科学的引导，培养了学生独立思考和创新意识，为适应社会、服务社会、奠定了扎实基础。

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