数控加工机械仿真软件的教学应用研究

叶海港

近年来，随着我国教育改革不断深入，职业教育受到高度重视，要求学校对传统的教学方式进行改变，不断优化教学内容，提高学生的实践能力。而数控加工机械仿真软件体现出较高的价值，可以利用仿真软件进行模拟教学，为学生提供更多实践操作的机会，解决学校缺乏设备的问题，使学生能够顺利完成学习目标。通过深入分析数控加工机械仿真软件在教学中的作用，探究数控加工机械仿真软件的教学应用，有利于提出一些可靠的参考依据，使数控加工教学的水平得以有效提升。由此可见，本文围绕“数控加工机械仿真软件的教学应用”展开分析研究价值意义显著。

1 数控仿真软件教学方法及特点概述

对于数控仿真教学来说，又称为“数控模拟教学”，此项教学模式主要以计算机当作载体，将软件当作操作对象，基于计算机上使设备的基本操作、零件加工目标得到有效实现的教学过程。值得注意的是，数控仿真软件模拟操作对加工零件各部件的损耗率微乎其微，可以忽略不计，并且能够确保加工零件的完整性及正确性，操作安全性高，且操作便捷，随时随地利用计算机便能够使零件加工目标得到有效实现。并且，对于加工系统来说，可结合师生所需界面，通过接入界面操作，便可使机床系统得到有效改变，并利用区域网可构建教学与考核平台，为教师讲解数控加工机械专业相关知识提供便利，还可以为学生操作提供便利，使学生身临其境如同进入真实的加工实践现场，有利于学生对零件加工过程的认知水平提高，可激发学生的学习兴趣，进而达到提升学习效率及质量的效果。

2 数控加工机械仿真软件在教学中的作用分析

为适应教育改革的不断发展，提高教学的质量，教师开始将仿真软件应用到数控加工教学中，对提高教学的效率起到了一定的积极作用，且能够降低设备方面的成本投入，还可以提高学生对数控加工的理解，使教学的目标得以完成。如图1 所示，通过分析数控加工机械仿真软件在教学中的应用，其主要作用体现在以下几个方面。

图1 数控加工机械仿真软件

2.1 降低教学投入的成本

在传统的教学模式中，为保证数控加工教学的效果，必须购买数控机床等教学需要的设备，使学生能够利用这些设备进行操作练习，提高学生对知识技能的掌握程度。这一过程需要耗费大量的成本，使得学校面临着较大的经济负担，不利于数控加工教学的持续发展。同时，除了要保证设备的数量符合学生的需求，还要考虑到数控操作的空间必须满足全班学生的学习需要，使得学校在数控加工教学中的资源消耗较大，给学校的长远发展带来一定阻碍。在数控加工教学中应用数控加工机械仿真软件，对设备的需求较小，可以应用计算机设备完成教学，在保证教学质量的同时，有效降低教学投入的成本。

2.2 拓宽学生的实践时间

根据以往数控加工教学的情况来看，单纯依靠教材进行教学，很难帮助学生掌握知识内容，使得教学的效率及质量受到影响。基于这一情况，需要进行大量的操作练习，使学生能够在操作练习中掌握理论知识，提高数控加工教学的质量。然而在数控操作练习中，数控机床的数量不足，学生缺乏足够的时间进行操作练习，也就无法保证学生的学习效果。在数控加工教学中应用数控加工机械仿真软件，可以为学生提供更多的操作练习机会，使学生能够随时随地进行学习，且可以根据自身的软件操作练习情况，对自身出现的操作失误进行纠正，切实提高学生对知识的掌握程度及应用能力。其次，拓宽学生的实践时间，不仅可以提高学生的实践能力，也可以激发学生的学习热情，使其能够更好地参与学习，顺利完成预定的学习目标。

2.3 解决设备及师资不足的问题

与其他工学专业的内容相比，数控加工的实践教学存在一定区别，需要提高对实践教学的重视性，满足实践教学在人员及设备方面的需要，促进实践教学的有效开展。但是就实际情况来看，学校的经济能力有限，在设备及人员方面的投入不足，导致数控加工教学中存在设备少、教师数量不足等问题，无法保证教学的整体效果。随着科学技术的发展，数控加工机械仿真软件在教学中得到了广泛应用，可以减少设备及师资方面的需求，促进数控加工教学的顺利进行。同时，可以帮助学生对专业知识进行深入学习，提高学生的学习质量。可以利用软件自带的教学引导系统，对学生的操作练习进行评价，使学生能够了解自身存在的不足，之后进行具有针对性的自我提升。同时，学校应充分了解自身的师资情况，对教学设备进行优化，使数控加工教学中有关师资方面的问题得到解决。

2.4 有效调动学生的学习积极性

在数控加工教学中，大部分的知识都是比较抽象的，对学生来讲存在一定的学习难度，使得学生的学习积极性快速下降，无法保证学生的学习质量，甚至引起学生的厌学心理。将数控加工机械仿真软件应用到数控加工教学中，可以为学生创建更加真实的教学场景，调动学生的学习积极性，使学生的学习效率得以提升。同时，教师需要对学生的学习特点进行充分了解，对教学内容进行适当的调整，提高学生对专业知识的理解，且能够培养学生的创新能力。由于数控加工教学的过程比较枯燥，要求教师对传统的教学方式进行创新，积极开展实践练习，提高学生参与知识学习的积极性。而数控加工机械仿真软件能够对传统教学中的问题进行处理，创新教学方式，改善学生的学习环境，使学生保持良好的学习态度。

3 数控加工机械仿真软件教学应用要点分析

如前所述，对数控加工机械仿真软件在教学中的作用有了一定程度地了解，而从数控加工机械仿真软件教学效率及质量提高角度考虑，还需掌握仿真软件教学的具体应用要点。总结起来，具体要点如下。

3.1 应用灵活的教学手段，培养学生的学习习惯

在数控加工教学过程中，应充分了解这一学科的特点，不断优化教学手段及教学内容，促进教学质量的提升。在做好理论教学的同时，也要考虑到部分内容的实践性较强，充分利用仿真软件，帮助学生掌握相关的知识内容。对于理论化的知识内容，可以采用传统的课堂教学模式，而实践性较强的内容，则需要采用仿真教学与理论教学融合的教学方式，使学生能够在实践中掌握知识技能，以此保证学生的学习效果。例如：在“半径补偿G40、G41、G42 指令”相关知识的讲解中，借助数控加工机械仿真软件的补偿模拟功能对有刀具补偿指令与无刀具补偿指令进行演示，使学生能够了解不同数控加工的区别，提高学生对知识内容的理解。在开展数控加工教学的时候，还可以借助多媒体设备将抽象的知识展示到学生面前，可以降低学生的学习难度，且可以激发学生的学习热情。此外，教师应充分发挥自身的引导作用，帮助学生解决学习问题，突出学生在课堂中的主体地位，使学生能够主动参与到学习中，提高学生的学习质量，促进学生养成良好的学习习惯。

3.2 合理应用数控加工机械仿真软件

将仿真软件应用到数控加工教学中，可以将教、学、练等融合起来，实现一体化的教学模式。例如：在数控编程教学的时候，对某个编程指令进行讲解，之后向学生发布习题，指导学生完成练习，可以让学生根据教师提供的答案进行对照，及时找出自身学习中的错误，并作出有效改正。在编程实例的讲解中，通过示教工程完成理论讲解，通过虚拟机床进行模拟教学，帮助学生更好地掌握知识内容。若是编程中出现错误，仿真系统将显示错误的程序编程，学生能够依据提示作出有效的处理措施，使教学的质量得以提升。其次，应充分考虑到数控机床在数控加工教学中的作用，由教师进行示范和讲解，保证学生能够理解并掌握数控机床的操作方法，提高学生的学习质量。如下图1 所示，为数控车床仿真软件教学示意图。

图2 数控车床仿真软件教学示意图

3.3 合理安排数控加工教学的内容

将数控加工机械仿真软件应用到教学中，需要充分把握好教训内容的内在联系及教学的要求，做到合理安排教学内容，实现更具有关联性及层次感的教学。从实际情况来看，可以将教学内容划分为以下几个部分：①基础模块。这一部分的教学内容包括了理论知识的讲解，以及数控机床的应用、操作及编程方法。只有保证学生掌握这些内容，才能够提高学生的知识应用能力，为学生往后的学习打下良好基础。②提升模块。这一部分的内容主要是指不同数控机床的编程操作，可以提高学生对编程方法的灵活运用能力，使其能够对数控架空中的问题进行有效处理。③拓展模块。这一部分的内容是指采用数控仿真软件完成各种形式的数控操作及编程方法的训练，可以提高学生的实践能力，使学生的知识面不断拓宽。

3.4 发挥教学评价及信息反馈机制的作用

在数控加工教学中应用数控加工机械仿真软件，可以对单一的教学模式进行改变，调动学生的学习积极性，使学生能够获得更好的学习效果。但是在学生进行仿真操作的时候，也容易出现一些问题，需要建立完善的评价机制及信息反馈机制，帮助教师对教学情况进行充分了解，结合教学需要做出调整，从而有效提高学生的学习效果。例如：在应用仿真软件来练习数控编程操作的时候，容易出现学生对编程知识的掌握程度不足、软件的使用不够熟练等，使得学生的学习受到影响。通过对教学评价及信息反馈的机制进行完善，可以对学生的练习过程进行观察和记录，结合信息进行教学总结，进而对教学策略进行调整，使数控加血教学的目标得以顺利完成。

4 教学中应用数控加工机械仿真软件的注意事项分析

虽然仿真软件在数控加工教学中体现出较高的价值，可以弥补传统教学的不足，提高教学的效率及质量，但是也要充分把握好一些注意事项，避免仿真软件应用带来其他的问题。具体来讲，在数控加工教学中应用仿真软件，必须考虑到教学实际的需要，不能存在过度依赖仿真软件的情况，这主要是因为仿真软件的操作与实物的操作存在较大差异，不能给学生带来完全真实的体验。在数控加工教学中，主要将仿真软件作为一种辅助性的教学手段，帮助学生掌握专业知识。在仿真软件的操作练习中，可以彻底解决安全问题，但是数控机床的操作是存在安全隐患的，学生必须在实物的操作中了解这些安全隐患，使其能够保持良好的安全意识。在应用数控加工机械仿真软件进行教学的时候，必须做好安全教育，使学生能够对数控操作中的安全风险产生全面的了解。其次，在应用数控加工机械仿真软件进行教学的时候，学生可以利用仿真软件快速解决操作中的问题，但是学生在企业工作中很容易出现操作失误，使得学生面临着较大的安全风险，必须让学生认识到这一问题，为学生提供实物操作的机会。此外，形成良好的教与学反馈机制，针对数控加工机械仿真软件教学过程潜在的问题，由学生及时反馈至教师，然后由教师开展会议，提出改进措施，使后续教学工作质量成果得到有效提高。

5 结语

综上所述，数控加工机械仿真软件在教学中体现出较高的应用价值，需要加强对数控加工机械仿真软件的应用研究，将其合理应用到数控加工教学中，比如应用灵活的教学手段，使学生养成良好的学习习惯，并合理应用数控加工机械仿真软件，合理安排数控加工教学内容等，并把握好相关的注意事项，从而提高数控加工机械仿真软件教学的效率及质量，进一步促进学生综合素质全面发展。