何琦

摘 要：隨著數(shù)控加工在現(xiàn)代制造中彰顯出越來(lái)越重要的地位，中職學(xué)校教育受到了社會(huì)的重視，但數(shù)控設(shè)備缺少，如何保證學(xué)生正常的實(shí)踐操作時(shí)間，成為新環(huán)境下的一個(gè)大問(wèn)題，很多學(xué)校為此把數(shù)控仿真加工軟件引進(jìn)課堂，確保學(xué)生的實(shí)踐操作時(shí)間與效果。淺談數(shù)控仿真軟件的應(yīng)用和方法，并對(duì)應(yīng)用仿真軟件產(chǎn)生負(fù)面影響做簡(jiǎn)要的分析。

關(guān)鍵詞：數(shù)控；仿真軟件；中職教學(xué)

一、問(wèn)題闡述

隨著中職數(shù)控教學(xué)越來(lái)越受到社會(huì)、家長(zhǎng)重視的同時(shí)，數(shù)控教學(xué)也面臨著一些危機(jī)，如加強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手能力和技能考證的同時(shí)，教學(xué)資金投入不足而引起設(shè)備短缺的矛盾越來(lái)越明顯。職業(yè)教育緊扣市場(chǎng)需要，大力發(fā)展和擴(kuò)大數(shù)控加工專業(yè)掌握數(shù)控機(jī)床編程和操作技術(shù)的數(shù)控技能型人才成為中職數(shù)控教學(xué)必須關(guān)注的問(wèn)題。如何把數(shù)控理論和實(shí)踐教育有機(jī)地結(jié)合起來(lái)是值得中職數(shù)控專業(yè)型教師必須認(rèn)真探討和研究的。

二、傳統(tǒng)數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)的弊端

1.理論脫離實(shí)際

傳統(tǒng)教學(xué)中，數(shù)控技術(shù)類理論和實(shí)踐教學(xué)往往是分開的，單純的理論教學(xué)很難引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)習(xí)的效果也會(huì)大大降低。

2.資金短缺

數(shù)控車床、銑床價(jià)格普遍較高，得不到政府和企業(yè)的支持，很多學(xué)校都難以承受，如果要做到一人一機(jī)的教學(xué)模式，費(fèi)用必然

更大。

3.安全性降低

數(shù)控機(jī)床操作不當(dāng)，會(huì)引起機(jī)床精度損壞甚至對(duì)操作者造成

人身傷害。學(xué)生是初學(xué)者，如果直接上機(jī)操作機(jī)床的話，往往會(huì)引起機(jī)床或刀具的損害，有時(shí)甚至出現(xiàn)安全事故。

三、什么是數(shù)控仿真軟件

數(shù)控仿真軟件是實(shí)踐制造和計(jì)算機(jī)相結(jié)合，可以直接模擬實(shí)

踐設(shè)備及其工作狀態(tài)產(chǎn)生真實(shí)場(chǎng)景系統(tǒng)，通過(guò)這套系統(tǒng)可以將加

工過(guò)程用三維或二維圖形以動(dòng)態(tài)形式演示出來(lái)。目前常見的有上海宇龍、UVNC4.0、天傲等數(shù)控仿真軟件。各軟件都有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）采用與數(shù)控機(jī)床相同系統(tǒng)和面板；（2）可以對(duì)NC代碼進(jìn)行校核，操作的安全性較高；（3）可以直接、真實(shí)地看到三維加工仿真過(guò)程，場(chǎng)景逼真。

四、數(shù)控仿真軟件在教學(xué)中的優(yōu)勢(shì)

1.數(shù)控仿真軟件可以彌補(bǔ)數(shù)控設(shè)備不足，利用現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)機(jī)房，實(shí)現(xiàn)節(jié)約教學(xué)經(jīng)費(fèi)和設(shè)備投入

建立一個(gè)數(shù)控實(shí)訓(xùn)基地，其設(shè)備的投入是巨大的，上百萬(wàn)的資金投入也未必能滿足一個(gè)學(xué)校正常的實(shí)訓(xùn)計(jì)劃。如，建立一個(gè)50人的實(shí)訓(xùn)基地，以兩人一臺(tái)的教學(xué)模式，起碼要25臺(tái)數(shù)控車床。每臺(tái)數(shù)控車床以10萬(wàn)元計(jì)算起碼需要250萬(wàn)元的資金投入，這里還不包括刀具的費(fèi)用。而采用數(shù)控仿真軟件進(jìn)行該工種實(shí)習(xí)教學(xué)，需要50臺(tái)計(jì)算機(jī)，每臺(tái)4 000元計(jì)算需要20萬(wàn)元即可，同樣滿足了教學(xué)的需要，而且能做到一人一機(jī)，保證了學(xué)生充分的動(dòng)手能力，提高教學(xué)質(zhì)量。

2.數(shù)控仿真軟件有效地讓理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)同步教學(xué)

在教學(xué)的實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，理論教學(xué)中光紙上談兵不能提升學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，而且學(xué)生難以理解。如，數(shù)車上對(duì)刀的過(guò)程，學(xué)生在沒(méi)有接觸數(shù)車之前，專業(yè)老師無(wú)論講得如何仔細(xì)與投入，學(xué)生也沒(méi)辦法想象對(duì)刀過(guò)程。但如果利用仿真軟件一邊演示一邊教學(xué)，通過(guò)軟件看到刀具與工件的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，學(xué)生就能很容易理解，做到抽象內(nèi)容形象化，復(fù)雜問(wèn)題簡(jiǎn)單化的教學(xué)過(guò)程。

3.數(shù)控仿真軟件提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)習(xí)能力，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)

對(duì)于中職生來(lái)講，基礎(chǔ)薄弱、素質(zhì)較差是一個(gè)比較普遍的現(xiàn)象，如何把抽象的數(shù)控知識(shí)灌輸?shù)綄W(xué)生當(dāng)中去，如何把枯燥乏味的理論教學(xué)過(guò)程讓學(xué)生吸引，如何在學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)控知識(shí)的同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，這些都是專業(yè)教師所必須考慮的問(wèn)題。數(shù)控仿真教學(xué)軟件很好地解決了教學(xué)過(guò)程中的弊端。

4.數(shù)控仿真軟件使學(xué)生得到崗位技能的全面訓(xùn)練

引入數(shù)控仿真軟件之后，學(xué)生把編好的程序在軟件中模擬，檢查其正確性，這樣既能減少突發(fā)事故，又能讓學(xué)生全面地把握加工方法和技巧，使他們崗位技能得到全面的提升。

5.數(shù)控仿真軟件培養(yǎng)學(xué)生換位思考的能力，提升學(xué)生的社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)力

現(xiàn)代社會(huì)同種機(jī)床的操作系統(tǒng)各式各樣，而學(xué)校實(shí)訓(xùn)基地購(gòu)

置的機(jī)床不可能是多品種的，這樣就可能產(chǎn)生學(xué)生走上崗位，知道加工該零件工藝但不會(huì)操作其他機(jī)床系統(tǒng)的現(xiàn)象，為此數(shù)控仿真軟件提供了多種系統(tǒng)的界面，更大程度地滿足學(xué)生的需要。

五、數(shù)控仿真軟件的應(yīng)用

1.轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，讓學(xué)生成為課堂的主體

事實(shí)說(shuō)明，中職學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，對(duì)學(xué)習(xí)不感興趣，再加上專業(yè)課程粗糙乏味。為此，專業(yè)教師傳統(tǒng)的教學(xué)理念、方法已很難讓學(xué)生接受。

在這個(gè)大的環(huán)境下，利用先進(jìn)的教學(xué)方法、教學(xué)手段、教學(xué)理念來(lái)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣顯得尤為重要。數(shù)控專業(yè)教師必須具有較高的實(shí)踐動(dòng)手能力，在課堂中熟練地應(yīng)用行為導(dǎo)向法和項(xiàng)目教學(xué)法，使被動(dòng)的學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)的學(xué)習(xí)，使枯燥乏味的數(shù)控課轉(zhuǎn)變?yōu)樨S富多彩的“研討課”，在這樣的氣氛中做到每節(jié)課的知識(shí)點(diǎn)盡可能集中、由淺到深，便于學(xué)生掌握編程的方法和技巧。事實(shí)也充分證明了這一點(diǎn)，我們學(xué)校去年在數(shù)控課程中使用項(xiàng)目教學(xué)法，課堂的氣氛變得很活躍，學(xué)生參與程度大幅提高。

2.有目的地利用仿真軟件，發(fā)揮其最大“功率”

任何教學(xué)手段在教學(xué)中應(yīng)發(fā)揮其在課堂中的最大作用，數(shù)控

仿真軟件也不例外。實(shí)踐證明盲目地使用數(shù)控仿真軟件會(huì)讓學(xué)生產(chǎn)生依賴感，在真正的動(dòng)手操作機(jī)床時(shí)產(chǎn)生畏懼感。所以，教師要擺正數(shù)控仿真軟件在課堂教學(xué)中的位置，發(fā)揮其最大“功率”。

3.科學(xué)安排教學(xué)內(nèi)容，循序漸進(jìn)地掌握數(shù)控編程與操作技巧

數(shù)控教學(xué)中，在“項(xiàng)目教學(xué)法”作為大環(huán)境的背景下，教學(xué)內(nèi)容可以分為四個(gè)模塊。其一為理論基礎(chǔ)模塊：主要講解最基本的數(shù)控編程方法和工藝安排。其二為提高和拓展模塊：主要利用數(shù)控仿真軟件讓學(xué)生熟悉加工步驟和各個(gè)系統(tǒng)的界面。其三為實(shí)踐基礎(chǔ)模塊：主要培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐操作能力與技巧，取得職業(yè)等級(jí)中級(jí)證書或高級(jí)證書。其四為拔高模塊：主要講解其他系統(tǒng)的編程方法和操作步驟，擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面，適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需要。

4.選拔高技能型人才，參加各類大賽

中職教學(xué)中，高技能型人才是在各類大賽中得到培養(yǎng)和鍛煉的。同時(shí)各個(gè)學(xué)校靠各類大賽中得到的成績(jī)來(lái)改變整個(gè)學(xué)校在社會(huì)中的地位與價(jià)值。數(shù)控技能型人才的培養(yǎng)是一個(gè)巨大的工程，從發(fā)現(xiàn)人才到培養(yǎng)再到取得成績(jī)至少也要一年的時(shí)間。我們學(xué)校在數(shù)控

人才的培養(yǎng)方式上是非常明確的，利用課余時(shí)間進(jìn)行訓(xùn)練，晚上考慮到安全因素，選手就在基地的機(jī)房利用仿真軟件進(jìn)行訓(xùn)練，賽前再加強(qiáng)動(dòng)手方面的強(qiáng)化訓(xùn)練，這樣既能確保選手正常的教學(xué)時(shí)間，又能為學(xué)校培養(yǎng)出更加優(yōu)秀的人才。

六、數(shù)控仿真軟件存在的負(fù)面效應(yīng)

任何事物的出現(xiàn)都存在著兩面性，數(shù)控仿真軟件是一種模擬

的教學(xué)，具有強(qiáng)大的發(fā)展空間。但它不可能完全代替教學(xué)，尤其是技能訓(xùn)練。中職學(xué)校培養(yǎng)的是腳踏實(shí)地的一線操作工，數(shù)控仿真軟件只是純粹模擬而非真實(shí)的加工，它無(wú)法讓學(xué)生體會(huì)到真實(shí)切削加工中的感受。下面舉兩個(gè)例子說(shuō)明：其一在模擬的環(huán)境中主軸轉(zhuǎn)速達(dá)到20 000r/min，主軸是照樣運(yùn)轉(zhuǎn)而不報(bào)警的，但在現(xiàn)實(shí)中是永遠(yuǎn)達(dá)不到這個(gè)轉(zhuǎn)速的。其二模擬的環(huán)境中主軸轉(zhuǎn)速達(dá)到1 500r/min，學(xué)生感受不到實(shí)際產(chǎn)生的效果，但在現(xiàn)實(shí)中這個(gè)轉(zhuǎn)速很容易讓新手產(chǎn)生一種畏懼感，無(wú)法平下心來(lái)操作機(jī)床。其三看下面某段加工程序：GO1X60Z-20F0.3改寫成GO1X60Z-20F0.15，兩個(gè)程序設(shè)置的加工速度不同，實(shí)際加工時(shí)產(chǎn)生的表面質(zhì)量有很大的區(qū)別，在模擬的環(huán)境中是無(wú)法體現(xiàn)的。為此，數(shù)控仿真軟件和實(shí)際操作兩者怎樣配合使用才能讓它發(fā)揮最大的效果是每一個(gè)數(shù)控專業(yè)教師必須探索的問(wèn)題。

數(shù)控設(shè)備的不斷更新，對(duì)技能型人才的要求也越來(lái)越高，只有在教學(xué)中科學(xué)、合理、有效地利用仿真軟件才能更好地為教學(xué)服務(wù)。專業(yè)教師必須積極思考實(shí)踐的教學(xué)中所產(chǎn)生的問(wèn)題，找到應(yīng)對(duì)的措施，將仿真軟件與實(shí)際訓(xùn)練有機(jī)結(jié)合，學(xué)生才能容易接受，教學(xué)效果才能得到改善，仿真軟件才能發(fā)揮最佳效果。

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（作者單位 浙江信息工程學(xué)校）