职业院校《数控编程技术》教学探讨
职业院校《数控编程技术》教学探讨
【作者】：江西冶金职业技术学院胡靖晟
【摘要】：对职业院校《数控编程技术》课堂教学如何进行，本人进行了探索。在数控编程技术课程中实施行动导向教学,需要教师转变观念,从专业人才培养目标出发,确定学生对数控编程的能力培养目标,充分调动学生的学习主动性、创造性。
【关键词】：高职教育;数控专业;数控编程;教学方案;双师型教师
对职业院校《数控系统原理》课堂教学如何进行，本人进行了探索。在数控编程技术课程中实施行动导向教学,需要教师转变观念,从专业人才培养目标出发,确定学生对数控编程的能力培养目标,从而构建行动导向的知识模块。在总结过去教学方法的基础上,希望能不断创新,不断改进教学方法和手段,在教育过程中充分发挥学生的主体作用,通过多种方法有针对性地开展教学活动,充分调动学生的学习主动性、创造性,努力提高课堂教学效率。总结多年的教学实践，我有如下几点粗浅的体会
一、活跃课堂气氛、变通讲述方法
学好数控技术需要坚实的理论基础和丰富的实践经验，学生获得理论基础的主要途径是课堂教学。而数控技术本身是一门较为枯燥的学科，没有生动的事例可以讲解，也没有经典的故事可供引用，传统的灌输的方法极易使学生失去学习兴趣。如果教师有扎实的功底，同时教学过程中引入新的理念和方法，营造轻松活跃的课堂氛围，就可以使学生在课堂上始终保持高昂的情绪。例如：生动形象的比喻
问题：刀具的补偿概念是数控编程技术中一个非常重要的概念，而学生对于刀具补偿概念的理解往往停留在表面上，好像知道了，但是应用时就往往出问题。归根结底还是对刀具补偿概念的理解深度上不够。
解决方法：例如在讲述刀具的半径补偿时可以利用生活中的例子做比喻让学生不但记住指令而且能够理解。通过比喻不但使学生在思想上理解了刀具半径补偿的概念，而且由于更深入的理解也使得实际应用上更能灵活多变的使用刀具半径补偿功能提高加工效率。小结：日常生活中有很多事例都可以被引入到数控教学中，教鞭、粉笔盒、钢笔、书本、讲台等都可以作为道具，同时数控系统、数控编程中的很多理论都可以采用计算机动画的方式进行演示。二、实现实践教学与理论教学的融合
实践教学与理论教学的整合并不是简单的教学合并，而是从知识体系上的融合，具体根据各个知识模块教学的需要，设计实践与理论融合的方式，以及融合的比例。例如有些课上实训后开始讲授理论，如讲授数控加工刀具时，直接在实训室进行，学生通过理论讲解并现场使用，马上就理解了原来难以理解的理论知识。实习教学是数控专业的一个重要环节,由于数控加工牵涉到机床、夹具、刀具、工艺路线、切削参数及编程方面的知识,由于数控设备少,我们可先在普通设备上培训有关知识,避免一开始就就让大批学生涌向数量不多的数控机床,等到相关知识准备好了,需要进行程序运行时才上数控机床,这就大大减少了数控机床的工作量,从而缓解了设备不足的压力。因此,我建议实习应按普通机床加工(如普车、普铣)→仿真模拟训练→数控机床操作三步进行,其中,普车普铣旨在让学生掌握主要的机械加工工艺与装夹方法。训练其对不同材料,不同零件,采用何种工艺路线,及在不同的工艺路线、不同的主轴转速、进给速度及切削深度条件对工件的形位精度产生的影响。培养学生对切削加工参数和工艺路线制定的感性认识。仿真模拟训练主要是培养学生对编程指令和机床面板的熟练程度,为在数控机床上的操作打下坚实的基础。避免因指令不熟而损坏数控设备。
三、充分利用多媒体教学结合现有的教具进行多元化教学
在讲述数控编程时，我们都会给学生准备一些图纸让学生进行练习，而如果只用工件的图纸的话就不会有很好的效果。因为图纸毕竟不能完全的把零件的所有特点表达的非常的清楚，学生也很难理解所编写的程序的加工结果到底是个什么东西。如果我们在提供给学生图纸的同时也提供一个已加工的工件的话，效果就比较好了。对于初学编程的学生，需要将零件的图纸和零件结合起来，让学生了解到程序运行的结果就是这个工件了，即省了很多时间对零件的特点进行讲述，又把被动的讲述变成让学生主动的思考。使学生学会能够根据工件的实际特点确定加工方式，能根据工件的最后几何形状主动思考编程过程中存在的问题，并提出问题进行解决。虽然在这个过程中我们只提供了一个完整的工件，但看似简单的一个过程却将学生从被动接受的角色转换成主动思考的角度了。这一转换不但提高了学生学习的效率，而且使学生在学习中逐渐掌握了正确的学习方法，而这一点才是最重要的。
四、师资队伍的建设,对数控教师进行再培养教师是课程建设与组织教学实施的主体,其素质高低直接影响课堂教学目标的实现,而数控专业又是一门工程实践性的学科,且发展很快,对从事数控专业的教师而言,应既是知识的传播者,也是实践的示范者。目前,中等职业教育学校的专业教师,大多是从学校到学校,缺乏实践这一环节的训练,在动手能力的培养上还有待提高,同时,由于该专业的特点,在理论上还需加强专业学习,把教材钻深钻透。因此,作为数控专业的教师必须加强“双师型”能力的培养。作到台上能讲,台下能做,理论联系实际,才能真正地把这一门课上好。而要做到这些,任课老师积极主动地投入学习,是十分重要的,但光有老师一方面的积极性是远远不够的,为了让老师尽快向双师型过渡,学校对教师的关心和培养,更为重要。学校应尽量为教师的理论提高创造必要条件,争取多让老师参加社会或高校的理论培训和学术交流,让教师能熟悉和了解数控技术的发展、动态和方向。及时掌握最新理论,在实践上,学校也应鼓励和支持教师积极参加实践操作,参加实习指导,为教师提高动手能力提供更多更方便的条件。双师型教师的培养将直接影响到数控人才的培养。
职业教育要以就业为导向，以服务生产第一线为目的。数控编程技术是一门应用性很强的实用技术，能够让学生扎实的掌握这门技术，并能够使用这门技术为生产制造服务，成为一名合格的现代高技能人才。是我们每一位老师的忠实的愿望。困则思变，只有在不断的变化和尝试中我们才能真正的做到传道、授业、解惑。随着机械制造业的发展和更多的新技术的出现，职业学校的老师必然面临着更多的考验，如何让学生掌握实用技术、技能，更有效地提高教学效率，是我们永恒的探讨主题。
参考文献
[1]数控加工工艺学.中国劳动社会保障出版社,201*.6[2]模具数控加工技术朱燕青主编201*.10[3]数控机床及其应用李善术主编1995.
扩展阅读：论文-《数控编程技术》实物教材的探索与研究
江西省201*201*学年职业教育优秀论文评选
浅谈《数控编程技术》实物教材的应用
【摘要】《数控编程技术》实物教材是根据教育部颁发的“数控编程技术教学大纲”进行研究开发，结合企业用人单位的人才需求，借助于CAD/CAM软件设计，研究开发出一整套以“项目任务化”为主线，通过一个个“任务”来辅助数控编程技术教学。【关键词】数控车床；数控铣床；数控加工中心
《数控编程技术》是一门实践性很强的专业课程，目前各学校的数控技术应用、模具设计与制造等相关专业都开设了此门课程。由于中等职业技术学校学生基础知识较差、底子薄、动手能力差，为使学生更快、更好的掌握专业技能所必备的专业理论知识和提高动手操作能力，各个学校都加大了对数控编程技术教学资源配置的经费投入。多年来，原有的实物教材已发挥了它应有的作用，但是随着科技的发展、时代的进步和学校招生规模不断的扩大，当前的实物教材已不能满足现代制造技术的要求和新型高技能人才培养的需求，经过反复研究论证并在原有的基础上研究开发此套数控编程技术实物教材。所开发的实物教材能在数控编程技术理论教学和实训教学中发挥至关重要的作用。
本项目的意义：充分利用学校现有硬件软件资源，降低教学投入，提高教学质量；深化课程教学改革，深层次的提高中等职业技术学校数控技术、模具等相关专业数控编程技术课程的建设，有利于学校人才培养，与企业需求接轨；通过本项目的研发不断提升教师的教学效能，扩大学校数控编程技术在同类院校的影响力；有利于学生动手，提高学生的专业技能水平，促进学生职业技能的提高。
图1-1结构框图
本项目内容依据《数控编程技术》课程大纲要求，整个项目主要分为以下三个任务：数控车床编程技术项目任务；数控铣床编程技术项目任务；数控加工中心编程技术项目任务。在三大项目任务中，又分了若干个子任务，与课程要求紧密联系在一起，并有连贯性。实物教材结构框图见图1-1，以下是项目任务设计的具体设计。
一、数控车床编程技术任务任务设计1．数控车床编程技术任务功能需求该任务主要完成轴类和套类零件加工部分的内容,从学生掌握基本概念及应用的角度出发,该任务将实现以下功能:轴类零件加工；套类零件加工；宏程序应用加工；零件综合加工。
2．数控车床编程技术任务设计技术路线数控车床编程技术实物教材任务设计的目的，是使同学能在给定图纸的情况下，根据各种技术要求，结合数控车床编程技术编写NC代码，并在机床设备中自主独立完成达到技术参数要求。
技术路线采用任务项目给出图纸技术参数，根据数控车床编程技术编写出NC程序代码，进行模拟仿真、上机加工，然后检测各技术参数是否达标，并分析其产生误差的原因。
3．数控车床编程技术任务设计
1）轴类零件加工任务：阶梯轴零件加工；宽槽零件加工；轴类成形面零件加工；单线螺纹零件加工；双线螺纹零件加工。
2）套类零件加工任务：套类阶梯孔零件加工；套类成形面零件加工。3）宏程序应用零件加工任务：椭圆球零件加工；抛物面零件加工。
4）零件综合加工任务：综合零件加工一；综合零件加工二；综合零件加工三；数控大赛试题加工一；数控大赛试题加工二；数控大赛试题加工三。
以上十五个项目任务，涵盖了数控车床编程技术的基本学习内容，任务设计由易到难，可结合课本教材同步进行项目任务驱动式教学，可取得良好的教学效果。
4．项目任务实物模型图由于本项目任务较多，以下例举综合零件加工一为参考示例。项目加工任务零件图如图1-2所示，实物效果模型图如图1-3所示。
图1-2综合零件加工一零件图
图1-3综合零件加工一实物模型图
二、数控铣床编程技术任务任务设计1．数控铣床编程技术任务功能需求数控铣床主要加工板材、型腔类零件，包括外形轮廓、孔系、螺纹、型腔、曲面等加工内容。针对中职学生的学习侧重点，主要是培养其动手操作能力，本项目任务将以“必须、实用、够用、好用”为度，结合各种类加工内容开发适合中等职业技术学生学习与实践操作所需的实物教材，力求让同学对外形轮廓铣削、孔系加工、螺纹加工、型腔铣削等有一个全新的理解与认识。所以本任务将实现以下的功能：轮廓铣削加工；孔系加工；型腔铣削加工；宏程序应用加工；零件综合加工。
2．数控铣床编程技术任务设计技术路线
根据中等职业学校的大纲要求和适应现代制造技术发展的需求，本项目数控铣床编程技术任务主要包括外形轮廓、孔系、螺纹、型腔、曲面等加工内容，并运用现有机床设备依据FANUC-0i-MC系统编写项目任务加工程序NC代码，经仿真调试后，制作生产出实物模型。技术路线采用任务项目给定的图纸技术参数、刀具、工具、材料等条件下，运用数控铣床编程技术编写出加工程序代码，并进行模拟仿真、上机加工，最后检测各技术参数是否达标，并分析其产生误差的原因。
3．数控铣床编程技术任务设计
1）平面图形铣削加工任务：直线图形加工；弧图形加工；殊形状图形加工。2）孔系零件加工任务：孔系零件综合加工。
3）零件轮廓铣削加工任务：外轮廓零件加工；内轮廓零件加工。4）零件型腔铣削加工任务：十字槽零件加工；腔槽零件综合加工。
5）宏程序应用加工任务：椭圆凸台、弧形曲面零件加工；倒角、倒圆角零件加工。6）综合零件加工任务：零件综合加工一；零件综合加工二；零件综合加工三。
以上十三个项目任务，包含了数控铣床编程技术的中级技能、高级技能学习内容，任务设计由易到难，可结合课本教材同步进行项目任务驱动式教学。
4．项目任务实物模型图
本项目任务较多，以下例举综合零件加工一为参考示例。项目加工任务零件图如图1-4所示，实物效果模型图如图1-5所示。
图1-4综合零件加工一零件图图1-5综合零件加工一实物模型图三、数控加工中心编程技术任务任务设计1．数控加工中心编程技术任务功能需求数控加工中心与数控铣床相似，其加工内容基本相同，主要区别在于前者比后者多安置了一个刀库，前者可以一次完成多个工步内容。加工中心程序编制大多运用CAD/CAM软件生
成NC程序。所以本任务设计的任务内容主要完成以下几个功能：2D零件加工；综合零件加工；数控大赛试题加工。2．数控加工中心编程技术任务设计技术路线
数控加工中心编程技术实物教材任务设计的目的，是使同学们在理解数控铣床编程的基础上运用MasterCAMX软件造型、模拟、仿真加工、出NC代码完成2D零件、综合零件、数控大赛试题的加工。
技术路线采用任务项目给出的图纸技术参数，在我校当前现有的机床设备、毛坯材料、刀具、量具等的条件下，运用MasterCAMX软件造型、模拟仿真加工、校验合格以后生成NC代码、上机加工，最后检测各技术参数是否达标，并分析误差产生的原因。
3．数控加工中心编程技术任务设计
1）2D零件编程加工任务：“核工业地质局”凹模加工。
2）综合零件加工任务：综合零件加工一；综合零件加工二；综合零件加工三。
3）数控大赛试题加工任务：数控大赛试题加工一；数控大赛试题加工二；数控大赛试题加工三。
以上七个项目任务包括外形轮廓、孔系、螺纹、型腔、曲面等加工内容，可全面地考察学生对MasterCAMX软件的理解、掌握情况，结合课本教材同步进行项目任务驱动式教学。
4．项目任务实物模型图本项目任务难度较大，以下例举数控大赛试题加工一为参考示例。项目加工任务零件图如图1-6所示，实物模型图如图1-7所示。
图1-6数控大赛试题加工一零件图
图1-7数控大赛试题加工一实物模型图通过三大项目任务的调试及试运行，它具有以下几个主要特点：（1）操作使用简单，具有直观的教学效果；
（2）采用项目任务式结构设计，项目任务难易适度，图文并茂，易于理解，适合中等职业技术学校学生的学习和理解；
（3）能充分优化学校的硬件和软件资源，降低实验设备的投入；
（4）项目任务内容丰富，紧贴教材，利于学生理解知识要点，提高学生的操作技能水平，激发学生学习数控编程技术的兴趣。
（5）可提高教师上课教学效能。【参考文献】
［1］袁锋主编，《数控车床培训教程》，北京：机械工业出版社，201*年10月.［2］朱明松，王翔主编，《数控铣床编程与操作项目教程》，北京：机械工业出版社，201*年9月.
［3］数控工作室，“数控车床试题、数控加工中心试题、数控大赛试题”，，201*年.
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