高职数控理实一体化教学的实践与思考

许忠美

摘 要： 近几年来，进入中高等职业学校学习的学生基础普遍较差，大部分学生的认知特点是形象思维长于逻辑思维，实践学习长于理论学习，动手能力长于动脑能力。如果在专业课教学中沿用传统的理论和实习教学各自独立进行的方法，则很难实现“以服务为宗旨，以就业为导向，以能力为本位”的职业教育教学目标。尤其是技术性强，不进行训练难以掌握的课程，如数控编程加工。数控设备种类多样、价格昂贵，由于教学中人机比过大，资金有限，这些给数控实践教学带来了极大困难，数控仿真软件的引入有效解决了这个难题。

关键词： 数控教学 高职理实一体化教学 数控仿真软件

一、常用数控仿真软件

数控仿真软件是通过计算机的编程和建模，将加工过程用三维图形或二维图形以动态形式演示出来的软件。目前比较常见的有上海宇龙、北京斐克、南京宇航、斯沃等数控加工仿真软件。它们都具备以下功能：能全面仿真数控加工的整个过程；配置要求低，只需仿真软件和要求不是很高的微机，并能与多种计算机操作系统兼容；操作的安全性很高，不会因学生的错误操作而造成人身伤害，更不会损坏机床；不需要原材料，投入资金少，占地小，不会造成资源的浪费；利用网络可以搭建交流平台，为师生提供良好的交互空间等。

二、数控仿真软件在数控教学中的作用

利用数控仿真软件可以弥补数控设备不足，充分利用现有资源，为学校节约大量的教学经费和设备投资费用；教师运用数控仿真软件进行教学，能有效地结合理论学习，实现同步教学；课堂上通过数控仿真软件对生产过程生动形象的动画表达，能很好地调动学生的学习积极性，培养创新意识；利用教控仿真软件教学中允许出错的特点，可以使学生得到岗位技能的全面训练。比如实际工作中可能发生的变化，包括事故、故障和生产中极少出现的突发情况，让学生全面把握加工方法和技巧。学生可以在不发生实际加工事故的情况下，通过仿真看到直线插补切削与快速运行对工件造成的影响，从而加深认识，达到传统理论教学无法达到的效果。

三、数控仿真软件在教学中的应用方法

如何利用数控仿真软件进行教学，以达到最佳教学效果很？结合教学实践，我从以下几个方面进行了探索。

1.灵活运用教学方法，课堂教学中变学生被动为学生主动学习。

当前，职业技术学校的学生普遍知识基础较差，对学习不感兴趣。因此，利用先进的教学方法、教学手段提高学生的学习兴趣显得尤为重要。数控专业教师应有较高的教学水平和教学能力，有较强的数控职业能力，能娴熟地运用行动导向的教学方法，在课堂教学中真正体现以学生为主体，突出显示学生动手用脑的活动，变学生被动学习为主动学习。在教学过程中，教师起主导作用，对学生活动中遇到困难或无从下手的问题进行引导、讲解、示范操作。课堂教学中每节课的知识点尽可能集中，深入浅出，便于学生掌握编程方法和技巧。

2.恰当运用数控加工仿真，充分发挥其在课堂教学中的作用。

教师不能完全依赖数控加仿真，又不能忽视数控加工仿真的应用，应该科学、充分地发挥数控加工仿真系统在教学中的作用。教师在数控编程与操作课堂教学中应重点解决编程方法，并着重强调编程工艺问题的处理，学生上机利用数控仿真系统解决程序校验，以及不同系统、不同机床的操作问题。每次上机均应有明确的课题，在上机前教师利用数控加工仿真系统进行操作演示，并在学生上机时进行巡回指导。学生在计算机上应用数控加工仿真软件进行编程与操作，既可更快更好地掌握数控专业技能，又可提高学习能力、解决实际问题的能力、独立工作能力和团队协作能力。

3.科学安排教学内容，循序渐进掌握数控编程与操作技巧。

在数控教学中，根据教学需要和“以就业为导向”的思想，可将数控编程教学内容分为两大模块：一是基础模块，主要讲解与训练最常用的数控机床的编程方法、操作和应用。这一模块是教学重点，必须使学生熟练掌握、灵活应用，为学生上机床操作奠定基础；二是为提高和拓展模块，利用仿真软件集合各种数控系统界面与操作的优点，可在基础模块训练的基础上，主要讲解除主训机床以外的机床编程与操作方法，扩大学生知识面，提高学生对不同操作系统、不同操作面板的编程与操作能力。

4.构建多元评价体系，培养学生的自主学习意识。

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，答案应灵活，不能限制得太死，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及表现出来的良好个性品质要给予充分肯定与表扬；第三，调整评价的主客体关系。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，还应结合学生的自评或互评，调动学生学习的主动性和积极性。

四、数控仿真软件存在的缺陷和弥补办法

1.数控仿真软件的缺陷。

（1）加工参敲设置随意，无法保证产品质量。仿真环境是一个虚拟的完美的过程，一旦程序正确就不会出现加工问题。这样就培养了学生在使用数控仿真软件时，对加工的相关参散随意设定的习惯。同时应用仿真软件也无法判断工件的表面租糙度、进行尺寸测量，矫正尺寸精度等。而学生一旦养成这种坏习惯，在机床上实际加工时就会不自觉地忽略这些对数控加工十分重要的部分，从而导致加工出的工件无法达到尺寸精度要求，更有甚者发生碰撞等安全事故。

（2）加工工艺性差。由于模拟仿真软件的虚拟性，许多需要实际亲身操作的才可进行的步骤无法体现，如对工件的加工工序进行排序整理、使用光电对刀仪和z向对刀器进行准确的对刀校准、演示一些专用央具的装夹过程和分析其设计原理等，而这些正是实践加工中必不可少且难于掌握的部分。

（3）缺乏现场的亲身感知，安全意识淡薄。数控机床的实际加工中，操作人员必须具备相应的听辨能力，根据机床不同状态下发出的声音及时调整参数，减少机床发生故障和停机的概率。在仿真软件的学习中，无法掌握真正的听辨技能。实际加工中的很多偶然事故的发生是不定性的，如在事故发生当时要及时按下急停按钮，加工过程中不要把头和手随意伸进机床中、加工前关闭机床安全门等。但在仿真软件中，这些环节都被忽略不计，导致学生安全意识淡薄。

2.弥补办法。

（1）强调加工工艺安排的重要性，并加强练习。加工工艺的安排，在任何机械加工中都是十分重要且必不可少的环节。它需要操作者综合考虑较多的因素，比如先加工哪部分，后加工哪部分。如何以最少的装夹次数完成工件的整体加工，怎样装夹才能保证加工精度，等等。应在教学过程中对此多加练习、多举实例。

（2）强调仿真软件与机床的区别。一般的仿真软件都是针对主流机型和系统研发的，而学校购进的设备多种多样，不一定与仿真软件完全匹配，相同的系统，两者之间可能也会有细小的差别。有些差别可能无关紧要，有些差别则可能会引发重大事故。所以在教学中一定多加强调，让学生明白真正的实体机床加工操作才是主体，也是教学的最终目的。

（3）加强安全意识培养。告知学生实际加工与仿真环境的区别，实际加工时任何一个小小的疏忽都可能酿成重大的安全事故，决不能马虎，加强安全教育。

五、结语

数控仿真系统的引入，使学生在学习数控编程理论时学习兴趣明显得到提高，课堂教学变得更加生动、具体，从而增强教学效果。对学生机床操作能力的培养，也收到了事半功倍的效果。同时该系统还削弱了教师的工作强度，减少了工件材料和能源的消耗，节约了实践环节的培训成本。但它和真实车床实践操作之间始终存在差距，不可完全替代，只有在教学中科学、合理、有效地利用，将二者有机结合起来，将仿真训练与真实场景的实践操作训练合理搭配，才能取得仿真教学的最佳效果。

参考文献：

[1]刘海庆，李叶龙，刘岩.数控仿真软件在教学中的应用特点分析[J].农业科技与装备，2009（2）.

[2]廉良冲，周莉.仿真软件与数控教学的结合应用[J].机床与液压，2010（2）.

[3]吴波，伊延吉.仿真软件在数控教学中的应用浅析[J].科技信息，2010（19）.