張金花　袁夢　劉萍

【摘 要】《數控編程與操作》是一門具有內容豐富、知識點多且抽象、理論聯(lián)系實踐十分緊密等特點的課程。針對該課程特點，本文提出課程教學改革：在教學設計過程中，以項目教學法為主導，結合“理實一體化”和“分層式技能提升”教學，并采用數控仿真教學、啟發(fā)式教學、多媒體動畫演示等多種教學手段和方法，以增強學生的學習興趣和求知欲；培養(yǎng)學生解決工程實際問題和綜合應用能力。

【關鍵詞】數控編程與操作；項目教學法；理實一體化教學；分層式技能提升教學

0 前言

隨著我國高等教育由精英化向大眾化階段的穩(wěn)步發(fā)展，人才培養(yǎng)的多元化格局日益明顯，將應用型本科人才作為學校主要的人才培養(yǎng)目標成為越來越多普通本科院校的共性選擇?！稊悼鼐幊膛c操作》是我院機械設計制造及其自動化（包含數控）專業(yè)的一門主要專業(yè)課。由于該課程覆蓋的知識面廣，專業(yè)技術性很強，要求學生通過對該課程的學習具有能夠在生產一線或相關技術部分從事數控機床編程、操作、維護、維修等技能。對大多數學生而言，該門課程內容抽象、枯燥乏味、編程指令難記憶和靈活應用、理論知識很難應用到實踐中，部分學生學習吃力等情況。又由于民辦本科類院校的學生基礎薄弱，缺乏學習興趣和積極性，學習情況很不理想，更不用說能夠獨立操作數控機床加工出一個合格的零件。項目教學法是一種“行為引導式的教學形式”。近幾年來，諸多專家學者也嘗試把這種較為有效的教學方法應用到課堂教學中[1-3]。本文針對該課程特點，合理組織教學內容，精心設計教學過程，改善教學效果，實現(xiàn)了教學質量的提升。

1 教學內容改革

在我院教學大綱中，本課程內容分兩部分進行。一部分為數控編程，在教室授課，要求學生重點掌握三軸以內一般數控系統(tǒng)的手工編程方法；另一部分為CAM，在機房采用Mastercam軟件教學，要求學生掌握應用MASTERCAM軟件進行自動編程。本文針對該課程特點提出以下改革思路：

（1）對于課堂教學部分，以項目加工典型實例展開教學，在分析和實施任務過程中，結合數控仿真教學、啟發(fā)式教學、多媒體動畫演示等多種教學手段和方法傳授相關工藝處理、編程指令等知識。

（2）對于Mastercam軟件教學部分，以項目典型零件圖的繪制和仿真加工展開教學。在分析圖紙和實施繪圖過程中，掌握圖形的繪制，曲面的造型、實體造型繪制方法、二維零件加工和三維曲面加工方法等。

（3）在教學的最后階段，采用“理實一體化教學”[4]，以項目任務典型實例展開教學，對理論與實踐內容進行整合和凝練。

2 教學過程改革

本文提出根據課程各個部分知識結構特點分別設計若干個典型性項目，通過分析項目，掌握基本編程原理和操作方法。以下給出“理實一體化”的教學設計過程：

2.1 項目任務：內外輪廓銑削加工

要求：先用Mastercam軟件繪制零件圖，然后按單件生產安排其數控加工工藝，編寫加工程序并采用仿真軟件調試，最后實際操作數控機床加工零件（系統(tǒng)不限）。

項目任務明確以后，學生會感到無從下手，很茫然。教師首先采用啟發(fā)式教學，啟發(fā)學生思考如何完成項目繪圖任務，編程任務，加工任務等。

2.2 知識鏈接

（1）Mastercam軟件介紹：授課中采用“邊教、邊學、邊做”的方式教授常用繪圖命令進行圖形繪制。這種最直觀、最真實有效的教學方式可以激發(fā)學生的學習熱情和更牢固掌握知識。

（2）輪廓銑削的工藝知識：授課中重點采用圖片、文字和視頻動畫等方式講授加工工序、銑刀的選擇、刀具的走刀路線、切削參數、裝夾方案等。與此同時，要不斷地向學生灌輸加工工藝合理才能編制出正確且能保證質量的加工程序的重要理念。

（3）輪廓銑削常用編程指令：授課中重點采用“精講多練”的方式講授編程常用指令，并向學生灌輸同一個項目加工任務可以采用多種不同指令來編程的重要理念。授課中通過采用“分層技能提升教學模式”[5]，根據學生的能力因材施教，引導學生向高級方向挑戰(zhàn)。

2.3 任務具體實施

（1）工藝過程的確定：先銑削外輪廓，后銑削內輪廓；

（2）刀具與工藝參數的確定：主要填寫數控加工的刀具卡和工序卡；

（3）裝夾方案：采用常用虎鉗裝夾，底部用墊鐵支撐；

（4）程序編制：包括工件坐標系的建立、加工路線和各個坐標軌跡點數值計算和程序清單。

在教學過程中，對于編程前的工作，教師以引導為主，對關鍵步驟的實施可以加以適當的輔導；對于程序的編寫，盡量讓學生根據工藝分析的結果自行編寫，若發(fā)現(xiàn)問題可以讓學生之間相互討論或教師做適當點撥。這樣有利于培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的實際能力。

（5）仿真加工：授課中，教師采用專門的數控仿真軟件[6]或利用Mastercam軟件進行仿真模擬機床的加工過程，讓學生真正體會到“學以致用，以用促學”。

2.4 項目實際操作驗證

通過實際操作數控機床加工出實體零件，讓學生真正體會到理論最終要為實習服務，培養(yǎng)了學生實際動手操作能力和綜合應用能力。

2.5 項目擴展

精選出具有典型意義的輪廓銑削圖紙，讓學生自己獨立完成項目實施，以鞏固和強化學生的數控編程與操作技能，更好提高自己。

3 結論

在《數控編程與操作》課程中開展項目式教學改革主要是為了整合所學知識的應用過程，促進理論與實踐之間的相互融合，通過近幾年來的摸索，教學成果得到顯著，提高了學生數控編程與操作水平和素質，分析和解決項目工程實際問題的能力也大大提高。

【參考文獻】

[1]孫明江.以項目為導向，構架《數控編程與操作》課程教、學、做一體化的教改思路[J].今日科苑，2010，8：179-180.

[2]單春陽.數控編程與操作項目式實訓方法初探[J].遼寧高職學報，2008，10（4）：23-29.

[3]倪偉國.基于項目驅動教學的《數控編程與操作》課程設計與實踐[J].江蘇教育，2011，4.

[4]楊志紅.淺談理實一體化教學在數控編程與操作的應用[J].現(xiàn)代制造技術與裝備，2014-4（221）：103-105.

[5]姚佳.《數控編程與操作》分層式技能提升教學模式探索與實踐[J].科技資訊，2015，20：196-197.

[6]賀志范，王振.數控加工仿真系統(tǒng)在數控編程與操作教學中的應用[J].商丘職業(yè)技術學院學報，2007，6（32）：117-119.

[責任編輯：王楠]