“数控编程”课程项目教学方法的探索

张小红

摘要本论文针对《数控编程》课程在教学方法上的运用进行探讨,根据数控技术的发展和高等职业教育的特点,以提高学生学习兴趣、充分利用数控编程仿真系统,合理设计教学单元和锻炼学生思维模式等几个方面讨论《数控编程》课程教学方法。

关键词数控编程方法探讨

中图分类号:G642文献标识码:A

据调查数控专业已就业学生反馈的信息,发现比较突出的主要问题是:在校期间所学习的课程在工作过程中出现不够用、不会用、不实用的现状。通过与企业负责人的交流、教学反思和回访学生,结合现有的教学计划,分析出来的结果是:(1)学生学习的专业基础课不够扎实,所以会出现不够用的现象;(2)基础的操作没有达到熟练程度,出现不会用的现象;(3)在实际操作过程,不能独立完成,协作能力不够的现象。

针对以上几点,我在教学实践过程中,从学习《数控编程》这一课程,来探索学生专业的学习,总结运用以下几

种项目教学模式在教学过程中可能有较好的教育效果:

1 “思想与行动统一”项目教学

在教师的指导下,让学生去体会什么是学习的重点,明白学习过程很重要而非只关注学习结果。他们在学习过程中锻炼各种能力。教师已经不再是教学中的主导者,而已成为学生学习过程中的引导者、指导者和监督者。

为了能把教与学统一起来,就应从不同的角度观察与研究当前高职生,有的放矢的进行教学方法的实施,让学生真正成为教学的主体,重在培养学生的学习兴趣,不是有一句话说“兴趣是最好的老师”吗?在高职教学中这也是一条最佳途径。让学生的思想集中于专业课的学习上来,让学生能够身临其境,让兴趣牵引学生的思想,专注于学习,利用各种学习方法来提升学习的效果。

在培养学生兴趣的过程中,首先应该树立学生的思想紧随教师的引导,才能实现“思想与行动的统一”的基础,那么教师就必须让学生认同自己的指导思想、指导内容、指导方法、达到的结果,让学生认同你(教师)。在实践教学过程中,本人主要运用的是:工作过程导向教学法。数控编程的过程首先应让学生在脑海中有印象,为此,在上课前带学生到实训基地把编程、程序输入,校验程序、加工的全过程让学生感受一次,在操作的过程中,特意对工件坐标系的设定、自动换刀、手动、自动回参考点、机械手的动作、刀库的运动、工作台的移动等理论教学过程中难以用言语表达的内容,利用操作进行特别提示,让学生加深印象,在讲授执行该动作指令的应用时学生就更能理解和接受了。对于一些自动化程度较高的环节(例如:曲面的加工、刀具自动交换装置等),应留有一些悬念,把学生的思维引导到《数控编程》这一课程当中来,从中让学生把兴趣培养起来。

教学过程中还应该为学生提供了良好的学习环境,在充满兴趣和快乐的课程氛围中进行学习,引导学生投入到学习过程中来。比如,以教师的学习经历、工作经历、教学经历来与学生一起分享,让学生与教师在情感上沟通好。以教师的个人魅力、课程的重要性、专业发展的重要性来武装学生的思想,利用工作过程导向法牵引学生来认真学习,达到“思想与行动统一”的教学效果。

2 “理论与实践统一”项目教学

随着虚拟现实技术及计算机技术的发展,出现了可以模拟实际机床加工环境及其工作状态的计算机加工系统,它是一个应用虚拟现实技术于数控加工操作技能培训的仿真软件,利用计算机的仿真系统进行学习,可以迅速提高理论和实际水平,非常安全而且费用低。《数控编程》这一课程,本来是以纯理论的形式授课。为了让学生更好掌握这一门课,在教学过程中,结合现有的实训条件,教师可以将仿真系统引入理论课堂教学。运用数控仿真软件把零件的加工过程在电脑上模拟出来,让学生把在课堂中学到的编程指令,输入到电脑中,使课堂学习到的成果应用到仿真系统中,这样,学生在学习中既能得到即时的效果,还能充分调动学生的学习积极性。

在进行数控编程与操作教学中,教师重点解决编程方法、工艺安排方面的问题,这就是理论部分的教学任务。利用仿真系统解决程序校验,以及不同数控系统的指令运用问题,并结合在普通机床加工中已学过的切削用量的选择、刀具的刃磨、刀具的选用等方面的知识综合运用。在上机前利用示教模式或投影仪进行数控加工仿真系统的操作演示,并在学生中进行巡回指导。每次上机有明确的课题,把教材中的例题先进行输入模拟,再针对课后练习进行练习,通过不断的修改程序与参数,达到图纸给出的技术要求,从而让学生在不断修改与检验中完成整个仿真过程,亲身体验,达到熟练程度。从而避免了学生盲目操作,造成指令或某一操作失误时,机床被撞的严重后果。这样使学生更快更好地掌握对数控编程的操作技能,培养了学生学习能力、解决实际问题和独立工作的能力。

从理论到学习,从教室到机房,从书本到微机平台上运行,可以对数控设备进行仿真操作,动态验证编程指令的正确与否,具有自由设置机床的规格大小,定义毛坯尺寸与刀具形状,任意选择各种刀具、零件加工后的测量等功能。另外仿真软件依据计算机强大的显示功能和全中文的结构设计,配以丰富多彩的操作界面,深深吸引住了学生的注意力,从而调动了学生的学习积极性。

3 “反馈与讲解的统一”项目教学

根据教材的要求和社会上常用的数控系统(FANUC、SIEMENS)进行编程方法的教学,教师每次上课都有明确的目的,通过课堂练习教学,练习主要来源于课后练习和加工企业典型的加工零件图样,并进行测试就有较强的目的性,通过测试使学生各个击破知识点,全面掌握知识,并且通过测试来提高学生的学习意识、学习热情、学习自觉性和自信心,而且通过考核结果的反馈也能使教师适时的调整教学,有针对性地讲解共性问题和个别问题,做到有的放矢。通过总结,使学生找到自己理论及操作技巧上的不足,以及在情境活动实施过程的最大收获与体会。

在课堂练习中,由于加工零件的程序在编制过程中,需要根据零件的形状、大小、选择的毛坯、刀具、夹具、切削用量和复杂程度等来确定该零件的加工方案、工序的安排、走刀路线等,教师通过制定工艺方案,结合课堂所学习的编程指令,合理的运用。为此,当一个零件较复杂时,有外型、内腔、多个表面加工时,那么就不能一次装夹完成加工,也就不能在一个程序中完成加工。特别是型面较多的零件加工程序较长,对程序的编制和输入都带来的不便。本人针对这一现象主要采取的方法是分解法,把整个加工过程分解成几部分,逐步细化的方式进行讲解,可以按工序内容和程序来划分,程序能够完成的内容分解成一体,让学生能够先掌握分解出来的每一部分,再整合整个加工过程的内容,循序渐进的完成一个复杂零件的程序编制,从而达到较好的学习效果。

由于社会上所使用的数控系统较多,典型的有FANUC、SIEMENS、华中数控、广州数控等,那么在教学过程中,不能把每一种系统的编程方式和编程指令进行讲解。针对这一现象,本人在教学过程中,主要采用的教学方法是比较教学法,利用不同系统的通用性来对通用部分内容进行讲解。当遇到不同系统有区别运用时,把系统与系统之间的使用进行比较,进行对比。比如:在FANUC系统中切削速度是以G98和G99来分别指定是以每分钟进给率、每转进给率。而SIEMENS系统中则运用的是G94和G95来分别指定每分钟进给率、每转进给率。另外开机时的默认状态分别不一样,FANUC系统默认状态为G99(每分钟进给率),而SIEMENS系统则为G94(每转进给率),利用比较教学法,让学生意识到每一种系统在编程和操作中都有着类同与区别,通过比较使学生对不同系统的指令及其他操作有意识的进行分析。

通过“思想与行动统一”、“理论与实践统一”、“反馈与讲解的统一”的三个项目教学,把《数控编程》这一专业理论课的教学,从教学思路、教学实施过程、教学效果都达到了显著的成效。通过转变传统理论课教学观念,以工作过程导向教学法、情境教学法、心理调节法等教学手段,把学生培养出具有独立工作能力和较强实践能力的学生,在教学中大胆引入能适应当前教育形势的新的教学方法。让学生表达、分享自己都学会了什么,总结教学活动对他们的意义。与此同时,还应高度重视学生职业素质的培养,强调把人文素质教育落实到人才培养的每个环节,才能够让理论知识在工作中实用起来。形成让教学与学生今后就业的必备技能接轨,充分利用学院已有的教学资源,为学生以后的发展服务,达到学以致用的目的。