合理应用仿真软件提高学生的数控操作水平

来源:用户上传      作者:

　　【摘 要】针对目前职业中专数控专业教学较难的现状，提出了仿真教学应调动学生学习积极性，做到理论与实践相结合，以技能操作为核心，构建多元评价体系，最终目的是提高学生的实际操作能力。
　　【关键词】数控教学；仿真软件；职专学生；技能操作；实际操作
　　数控编程与操作是一门对学生思维要求很强的专业技术课，单纯的理论教学，易使初学者感到抽象、难学。学生的知识结构、学习习惯等诸多不利因素，使教学陷入困难的境地。如何降低学习的门槛，激发学习兴趣，化“难学”为“易学”，化“苦学”为“乐学”呢？2004年，我校购进了上海宇龙公司的数控仿真软件。在几年的教学中，我们利用数控仿真软件做了些探索：
　　1.理论实践相结合
　　理论与实践是相互联系，二者在学习中是不可缺少的。我们知道理论是靠实践来检验的，而实践则可用理论来进行指导。在仿真实习教学中，理论学习的目的全在于应用。
　　1.1 从实践入手，调动学生学习理论的积极性
　　我在仿真实习教学中，总是先拿出已加工好的真实的零件，精致的外观、光洁的表面，吸引着他们，使学生产生也要加工、想实践的心理，调动其积极性，为上好理论课做铺垫。如讲解点位快速移动代码G00，直线插补代码G01，顺时针插补代码G02，逆时针插补代码G03等，都是采用先看再做的方法，同时，提出一系列相关的问题，使学生产生浓厚的兴趣。
　　有的学生在练习中会产生一些错误，我就用仿真软件的授课演示功能针对这些问题，让学生观察现象，及时纠正程序的错误之处。使之明白没有正确的理论知识就不能够加工合格的零件，产生一种迫切需要通过实践来掌握理论知识的渴望。
　　1.2 让学生在仿真课中掌握一定的理论
　　在仿真实习课中，每次我都展示一张难度适当的零件图，用直观的方式提问学生，让他们分析图形及走刀过程，引导学生思考编程指令，得出正确结论，从而来获得知识。如编程时用G71粗车循环的优点是什么？为什么加工外圆用G01直线插补，而回刀用G00快速移动呢？加工锥度时，为什么要用G01指令使 X轴、Z轴同时移动产生角度？这些问题的提出，主要是激发学生的思维活动，使学生通过独立思考来获取知识，并提高学生的语言表达能力。在实习课中学生们感觉理论知识不够用时，我马上抓住时机把理论知识适当地拓展、加深，使学生牢固地掌握知识，掌握实践方法。
　　2.坚持以技能操作为核心的仿真教学，真正提高学生的实际操作能力。
　　针对职专学生形象思维较强的特点，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，编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。
　　在数控仿真教学中，如何激发学生技能操作的积极性呢？首先结合学科特点，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。从学生中挖掘具有实用价值的，能激发学习热情和兴趣的典型事例，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，教学过程一开始先进行示范性操作，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，毛坯随着刀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，及时引导学生积极地思考，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？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“学以致用，以用促学”。
　　另外，在每一个仿真结束后，我都及时地引导他们思索，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，把创新后的零件作出来。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加工出来。目前，我校已有不少学生加工的零件作为展品存在学校的荣誉室中。这样既实现了“用中求创”的教学目标，也为学生将来走上工作岗位打下了良好的基础。
　　3.把课本内容科学地整合到以“技能操作为核心”的仿真教学中，应贯彻多元整合
　　职业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它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。职业中专学校培养的是能在生产现场解决实际问题的技能应用型人才，需要具备综合知识的运用能力及较强的综合职业技能。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。作为职专学校专业课教师，应从学校走出去，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，在整合教材时做到心中有数。
　　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训练的标准。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整合，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。 　　4.正确处理好以下“关系”
　　4.1 教师的主导作用与学生的主体作用
　　在教学过程中，教师是教学的组织者，学生是教学过程中的认识体。师生既相互联系，又相互制约。因此，教师的讲解与学生的学习必须匹配。教师应发挥主导作用，给学生创造条件，让他们发挥主观能动性，自觉的获取知识，充分体现出学生的主体作用，即：引导学生主动学习，逐步学会学习掌握科学知识及其规律，为实践服务。要根据每次教学的经验认真改进教学方法，精心设计教学程序，启迪学生思维，加强技能训练。
　　4.2 新、旧知识的联系
　　在教学过程中要学习知识，不断地扩大原有知识范围。“逆水行舟，不进则退”，因而要复习巩固旧的知识。如在数控仿真中加工零件的步骤是：一回参考点，二校对程序，三对刀，四加工，这些已经学过了。而实际加工零件对他们来说又是新知识，要想达到安全正确，必须在仿真系统中反复操作。在仿真机上进行复习就很容易理解很容易地实际操作，并且加深了对此内容的认识。
　　4.3 “难与易”的关系
　　在教学过程中，把难懂的问题拆开变为易懂的。以便使学生更快，更好地掌握。如数控加工中，刀具补偿+刀尖半径补偿是较难理解、掌握的内容。在仿真教学中，分五步进行讲解、练习。第一步刀具车削工件端面，来确认Z轴坐标。第二步刀具车削工件外圆，来确认X轴坐标。第三步在刀补中，输入刀尖半径和刀尖方向代码。第四步复位。第五步加工出零件。在教学过程中比较难懂，比较复杂的地方，学生很快地接受了。
　　再如对刀过程中的计算测量，难度虽然不大，但是有一部分学生对刀具长度补偿和刀尖半径补偿理解的不透，于是我就用教具画图相关知识进行讲解。这样学生们很快就搞懂了，并且能够在较短的时间内读出准确的数值，从而达到了事半功倍的效果。
　　5.在以“技能操作为核心”的数控编程仿真教学中，还应重视学生经受挫折、克服挫折的教育。
　　21世纪的竞争是人才素质的竞争，它需要青少年具有坚韧不拔的精神和顽强的斗志。职专学生的年龄大都在15-18周岁之间，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，以此来磨炼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，我经常有意识地设置“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“山重水尽疑无路，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信心的重要一环。这把“双刃剑”用好了，会让学生获益终生。
　　6.仿真教学中，还应构建多元评价体系。
　　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。在技能操作中学生所表现出来的良好个性品质要给予充分的鼓励、肯定、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，得出正确结果，学习的主动性、积极性也就调动出来了。
　　合理进行仿真教学，有利于全面提高学生的实际操作能力，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，进而提高学生的职业素质。
　　参考文献
　　[1] 仿真软件：上海宇龙软件工程有限公司 数控加工仿真系统V3.8.20050607版（25节点）
　　[2] 《数控编程与操作》 沈阳机床厂出版 2005
　　[3] 《数控设备与编程》 高等教育出版社 2002 主编 杨仲冈
　　收稿日期：2014-06-12
转载注明来源:https://www.xzbu.com/9/view-6113591.htm