《数控车编程与操作》一体化教学的研究
王敏 柴立强
摘 要：根据《数控车编程与操作》教学中存在的问题进行了教学内容和教学环节的创新设计，取得了较好的教学效果，总结了以下几点体会：一是重视入门阶段学生感性认识的培养，激发学生的学习兴趣；二是充分利用仿真软件的辅助作用，提高学生的理解能力；三是练习画加工路线简图，培养学生编程的逻辑思维能力；四是实施一体化教学模式，提升学生的综合素质。
关键词：数控车；教学；体会
中图分类号：G712 文献标识码：A
doi：10.14031/j.cnki.njwx.2019.04.059
从事数控车教学多年，在讲解机床坐标系、对刀操作及编程等内容时，总是觉得学生对概念理解模糊、认识不清，在某种程度上影响了学生的学习热情。为此，在近期教学上，我对所教的班级进行了教学内容和教学环节的重新设计，取得较好的教学效果。
1 激发学生学习兴趣
数控车教材的第一章是数控机床、数控编程的基本知识，这些知识的特点是深奥、枯燥、抽象。对于基础较差的中职学生来说，学习这部分内容确实具有一定的难度。如果教师照本宣科的来讲解，一部分学生就会因为畏难情绪和学习意志不坚定而放弃，这不但会给教师造成很大的教学压力，也会影响其他学生的学习热情。所以，在万事开头难的入门阶段，教师应策略的降低教学内容的难度，增强学生的感性认识，来激发学生的学习兴趣。
在绪论的学习时，首先将学生带到一体化教室的教学机床前面，让学生观察数控车床与普通车床有什么不同，学生很容易就会指出有显示器、键盘、且体积小等明显区别。然后，从学生指出的不同部件开始向他们介绍数控车床的各部分名称。并带有神秘色彩地告诉学生车床的数控装置就像人的大脑一样，他能读懂程序指令，并能按指令指挥车床自动加工出我们要求的零件。接着调出一个简短的小程序，启动机器让学生见证零件的加工过程。这个过程无须太多的语言，但是数控车床自动、灵活、快捷的特点一下子就吸引了学生的眼球。数控车床的加工优势立刻就被学生所接受，激发了学生的学习兴趣。
感性认识之后，再通过多媒体给学生演示数控车床的组成及加工过程。对于这部分内容只讲解数控车床各部分的名称及作用，原理一带而过，或是不讲，语言尽量通俗易懂。例如，控装置就相当于人体的大脑，它能够接收指令和发出指令；伺服机构就像人体的四肢，它是数控机床的执行部件。事实证明，中职数控专业的学生对感性认识更加感兴趣。
2 提高学生的理解能力
在数控车教学中，几乎每节课都要安排仿真操作内容。其原因有：（1）学生对仿真操作比较感兴趣；（2）通过仿真操作可以突破难点，帮助学生理解和吸收。例如：在讲解数控车加工程序时，它涉及了程序名、程序内容、程序结束、程序段格式等。内容有些杂乱，学生记忆比较困难。但是这部分内容又是学生必须掌握的编程基本知识。针对这种情况，我将数控加工程序和程序的录入放在一起讲解。讲解之后立刻就给学生布置一个零件加工程序的录入练习，按照规定格式正确录入的学生最后就能通过仿真软件加工出零件。反之，仿真软件就会拒绝为他们加工。但是这部分学生并不气馁，想方设法的找出问题所在，直到最后成功地加工出零件。经过几轮这样的程序录入练习，学生不但掌握了程序的基本格式，而且对指令格式的理解也加深了。
数控车床的坐标系也是教学中的一个难点，有些学生学完了数控车编程，仍不知道机床坐标系、工件坐标系和对刀操作之间的关系。我就是利用仿真软件来突破这个难点的。首先，通过仿真软件的手动方式移动两个坐标轴，根据右手笛卡尔坐标系的规定讲解两坐标轴及其正、负方向。坐标轴确定之后，再讲数控车床机床原点的位置，通过位置按键让学生观察刀具在不同位置时两坐标轴的坐标，判断机床原点位置。车床自身能够识别的机床坐标系就很直观地被学生接受。然后讲解手动对刀的操作。主要是以90°外圆车刀为例，让学生熟练掌握对刀过程。并通过MDI方式输入一段程序“G00X0Z0S500M03T0101”校验对刀的准确性。告诉学生这段程序的意思是让第一把刀具快速的走到编程原点位置，此时主轴以500 r/min的转速正转旋转。通过这种操作，学生很清楚地看到机床原点和编程原点不是同一点，编程坐标系和机床坐标系也不是同一个坐标系。这时再讲解编程坐标系，学生就不会将两个坐标系混淆，而且对编程坐标系也会重新认识。最后讲解对刀原理，对刀操作在刀补中确定的两个偏置值就是编程原点在机床坐标系中的位置坐标。在整个过程中，由于仿真软件的巧妙介入，不但突破了重点、难点，学生对对刀的理解也得到了升华。
3 培养学生逻辑思维能力
学生在编写加工程序时，最容易出现的问题就是不知道自己编写的程序是否正确，即使在执行时出错也不知道问题所在。除了一部分学生比较马虎外，最主要的原因是学生对刀位点的重视不够。所以在讲解指令编程时，重点强调刀位点及其加工轨迹，并结合程序画出加工路线简图。通过一段时间反复的练习，学生编程的逻辑思维能力有了显著提高，学生不但编写程序的错误率明显降低，而且还养成自己检查程序的良好习惯。
4 实施一体化教学模式，提升学生的综合素质
一体化教学是在一个月的理论教学之后进行的，原因是学生只有具备了一定理论编程知识和仿真操作能力。才能为一体化教学做好铺垫，提供安全保障。通过一体化教学，学生的综合素质有了提升。
4.1 促进学生对理论知识的理解
一体化的优点就在于这种教学模式能把理论知识和实际操作有机的结合，使学生在学中做，做中学。通过从理论到实践，再从实践到理论的学习过程，学生对理论知识理解更加透彻。
4.2 增强了学生的动手操作能力
对于学生来说，一体化教学的魅力在于他们可以享受加工出零件的成就感。为了这个目的，学生在数控编程和实际操作中都表现出很高的学习热情。在实践操作时，每个学生都争先恐后的进行操作，都希望自己能够加工出比别人更好的零件。一个学期下来，每个学生都能完成教师要求的零件，学生的动手操作能力有了显著提高。
4.3 培养了学生的产品质量意识
教师在讲授基础课时，虽然反复强调产品的精度和质量问题。但是学生对产品的质量意识还是很淡薄。以至于就业之后，有些学生不敢出徒，害怕废品率太高。一体化教學就能为学生补上这一课。我按中级工和高级工的标准准备了一些课题和评价标准，严格按规定给每个学生打出一个合理的分数，作为操作技能的综合评定。其中产品质量是关键分值。
4.4 培养了学生的创新意识
在从事一体化教学的过程中，有很多辛苦，也有很多欣喜。最令我欣喜的是学生不但可以独立编程加工、解决加工中存在的问题，而且能将所学知识举一反三积极创新。作为中等职业学校的学生，能够完成作业就可以算为好学生。而在数控车专业中存在着这样的一部分学生，他们不满足于作业，利用业余时间在CAD软件上自创图形、自己编程、校验加工。而且，对加工的零件进行不断改进和创新。最后，终于加工出非常精美的零件：奖杯、花瓶、葫芦以及一些叫不上名字的奇特形状。虽然这些零件还有些瑕疵，但是他们勇于探索、积极创新的精神是可贵的。在他们身上，我看到了数控专业发展的希望与未来。
4.5 培养了学生的团队协作意识
由于数控车床有限，一体化教学需要分组进行，一般四至五人一组，每组选出一名组长，负责组员的管理。因为在评价体系中除了有个人评价标准，还有整体的评价标准。所以，每组同学需要通力合作、互相协商，才能保质保量的完成任务。在这个过程中学生表现出很好团队协作意识和职业素养，当他们遇到问题时，能够心平气和的坐下来商讨，解决问题。
作为一名数控专业的教师，培养合格的数控技术人才是历史赋予我们的使命。我们要潜心研究、积极创新，不断提高数控专业的教学质量，为社会培养更多优秀的数控技术人才。
