葉海港

近年來，隨著我國(guó)教育改革不斷深入，職業(yè)教育受到高度重視，要求學(xué)校對(duì)傳統(tǒng)的教學(xué)方式進(jìn)行改變，不斷優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，提高學(xué)生的實(shí)踐能力。而數(shù)控加工機(jī)械仿真軟件體現(xiàn)出較高的價(jià)值，可以利用仿真軟件進(jìn)行模擬教學(xué)，為學(xué)生提供更多實(shí)踐操作的機(jī)會(huì)，解決學(xué)校缺乏設(shè)備的問題，使學(xué)生能夠順利完成學(xué)習(xí)目標(biāo)。通過深入分析數(shù)控加工機(jī)械仿真軟件在教學(xué)中的作用，探究數(shù)控加工機(jī)械仿真軟件的教學(xué)應(yīng)用，有利于提出一些可靠的參考依據(jù)，使數(shù)控加工教學(xué)的水平得以有效提升。由此可見，本文圍繞“數(shù)控加工機(jī)械仿真軟件的教學(xué)應(yīng)用”展開分析研究?jī)r(jià)值意義顯著。

1 數(shù)控仿真軟件教學(xué)方法及特點(diǎn)概述

對(duì)于數(shù)控仿真教學(xué)來說，又稱為“數(shù)控模擬教學(xué)”，此項(xiàng)教學(xué)模式主要以計(jì)算機(jī)當(dāng)作載體，將軟件當(dāng)作操作對(duì)象，基于計(jì)算機(jī)上使設(shè)備的基本操作、零件加工目標(biāo)得到有效實(shí)現(xiàn)的教學(xué)過程。值得注意的是，數(shù)控仿真軟件模擬操作對(duì)加工零件各部件的損耗率微乎其微，可以忽略不計(jì)，并且能夠確保加工零件的完整性及正確性，操作安全性高，且操作便捷，隨時(shí)隨地利用計(jì)算機(jī)便能夠使零件加工目標(biāo)得到有效實(shí)現(xiàn)。并且，對(duì)于加工系統(tǒng)來說，可結(jié)合師生所需界面，通過接入界面操作，便可使機(jī)床系統(tǒng)得到有效改變，并利用區(qū)域網(wǎng)可構(gòu)建教學(xué)與考核平臺(tái)，為教師講解數(shù)控加工機(jī)械專業(yè)相關(guān)知識(shí)提供便利，還可以為學(xué)生操作提供便利，使學(xué)生身臨其境如同進(jìn)入真實(shí)的加工實(shí)踐現(xiàn)場(chǎng)，有利于學(xué)生對(duì)零件加工過程的認(rèn)知水平提高，可激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，進(jìn)而達(dá)到提升學(xué)習(xí)效率及質(zhì)量的效果。

2 數(shù)控加工機(jī)械仿真軟件在教學(xué)中的作用分析

為適應(yīng)教育改革的不斷發(fā)展，提高教學(xué)的質(zhì)量，教師開始將仿真軟件應(yīng)用到數(shù)控加工教學(xué)中，對(duì)提高教學(xué)的效率起到了一定的積極作用，且能夠降低設(shè)備方面的成本投入，還可以提高學(xué)生對(duì)數(shù)控加工的理解，使教學(xué)的目標(biāo)得以完成。如圖1 所示，通過分析數(shù)控加工機(jī)械仿真軟件在教學(xué)中的應(yīng)用，其主要作用體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

圖1 數(shù)控加工機(jī)械仿真軟件

2.1 降低教學(xué)投入的成本

在傳統(tǒng)的教學(xué)模式中，為保證數(shù)控加工教學(xué)的效果，必須購(gòu)買數(shù)控機(jī)床等教學(xué)需要的設(shè)備，使學(xué)生能夠利用這些設(shè)備進(jìn)行操作練習(xí)，提高學(xué)生對(duì)知識(shí)技能的掌握程度。這一過程需要耗費(fèi)大量的成本，使得學(xué)校面臨著較大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，不利于數(shù)控加工教學(xué)的持續(xù)發(fā)展。同時(shí)，除了要保證設(shè)備的數(shù)量符合學(xué)生的需求，還要考慮到數(shù)控操作的空間必須滿足全班學(xué)生的學(xué)習(xí)需要，使得學(xué)校在數(shù)控加工教學(xué)中的資源消耗較大，給學(xué)校的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展帶來一定阻礙。在數(shù)控加工教學(xué)中應(yīng)用數(shù)控加工機(jī)械仿真軟件，對(duì)設(shè)備的需求較小，可以應(yīng)用計(jì)算機(jī)設(shè)備完成教學(xué)，在保證教學(xué)質(zhì)量的同時(shí)，有效降低教學(xué)投入的成本。

2.2 拓寬學(xué)生的實(shí)踐時(shí)間

根據(jù)以往數(shù)控加工教學(xué)的情況來看，單純依靠教材進(jìn)行教學(xué)，很難幫助學(xué)生掌握知識(shí)內(nèi)容，使得教學(xué)的效率及質(zhì)量受到影響?；谶@一情況，需要進(jìn)行大量的操作練習(xí)，使學(xué)生能夠在操作練習(xí)中掌握理論知識(shí)，提高數(shù)控加工教學(xué)的質(zhì)量。然而在數(shù)控操作練習(xí)中，數(shù)控機(jī)床的數(shù)量不足，學(xué)生缺乏足夠的時(shí)間進(jìn)行操作練習(xí)，也就無法保證學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。在數(shù)控加工教學(xué)中應(yīng)用數(shù)控加工機(jī)械仿真軟件，可以為學(xué)生提供更多的操作練習(xí)機(jī)會(huì)，使學(xué)生能夠隨時(shí)隨地進(jìn)行學(xué)習(xí)，且可以根據(jù)自身的軟件操作練習(xí)情況，對(duì)自身出現(xiàn)的操作失誤進(jìn)行糾正，切實(shí)提高學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度及應(yīng)用能力。其次，拓寬學(xué)生的實(shí)踐時(shí)間，不僅可以提高學(xué)生的實(shí)踐能力，也可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，使其能夠更好地參與學(xué)習(xí)，順利完成預(yù)定的學(xué)習(xí)目標(biāo)。

2.3 解決設(shè)備及師資不足的問題

與其他工學(xué)專業(yè)的內(nèi)容相比，數(shù)控加工的實(shí)踐教學(xué)存在一定區(qū)別，需要提高對(duì)實(shí)踐教學(xué)的重視性，滿足實(shí)踐教學(xué)在人員及設(shè)備方面的需要，促進(jìn)實(shí)踐教學(xué)的有效開展。但是就實(shí)際情況來看，學(xué)校的經(jīng)濟(jì)能力有限，在設(shè)備及人員方面的投入不足，導(dǎo)致數(shù)控加工教學(xué)中存在設(shè)備少、教師數(shù)量不足等問題，無法保證教學(xué)的整體效果。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控加工機(jī)械仿真軟件在教學(xué)中得到了廣泛應(yīng)用，可以減少設(shè)備及師資方面的需求，促進(jìn)數(shù)控加工教學(xué)的順利進(jìn)行。同時(shí)，可以幫助學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)進(jìn)行深入學(xué)習(xí)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量?？梢岳密浖詭У慕虒W(xué)引導(dǎo)系統(tǒng)，對(duì)學(xué)生的操作練習(xí)進(jìn)行評(píng)價(jià)，使學(xué)生能夠了解自身存在的不足，之后進(jìn)行具有針對(duì)性的自我提升。同時(shí)，學(xué)校應(yīng)充分了解自身的師資情況，對(duì)教學(xué)設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化，使數(shù)控加工教學(xué)中有關(guān)師資方面的問題得到解決。

2.4 有效調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性

在數(shù)控加工教學(xué)中，大部分的知識(shí)都是比較抽象的，對(duì)學(xué)生來講存在一定的學(xué)習(xí)難度，使得學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性快速下降，無法保證學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量，甚至引起學(xué)生的厭學(xué)心理。將數(shù)控加工機(jī)械仿真軟件應(yīng)用到數(shù)控加工教學(xué)中，可以為學(xué)生創(chuàng)建更加真實(shí)的教學(xué)場(chǎng)景，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，使學(xué)生的學(xué)習(xí)效率得以提升。同時(shí)，教師需要對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)進(jìn)行充分了解，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，提高學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的理解，且能夠培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。由于數(shù)控加工教學(xué)的過程比較枯燥，要求教師對(duì)傳統(tǒng)的教學(xué)方式進(jìn)行創(chuàng)新，積極開展實(shí)踐練習(xí)，提高學(xué)生參與知識(shí)學(xué)習(xí)的積極性。而數(shù)控加工機(jī)械仿真軟件能夠?qū)鹘y(tǒng)教學(xué)中的問題進(jìn)行處理，創(chuàng)新教學(xué)方式，改善學(xué)生的學(xué)習(xí)環(huán)境，使學(xué)生保持良好的學(xué)習(xí)態(tài)度。

3 數(shù)控加工機(jī)械仿真軟件教學(xué)應(yīng)用要點(diǎn)分析

如前所述，對(duì)數(shù)控加工機(jī)械仿真軟件在教學(xué)中的作用有了一定程度地了解，而從數(shù)控加工機(jī)械仿真軟件教學(xué)效率及質(zhì)量提高角度考慮，還需掌握仿真軟件教學(xué)的具體應(yīng)用要點(diǎn)?？偨Y(jié)起來，具體要點(diǎn)如下。

3.1 應(yīng)用靈活的教學(xué)手段，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣

在數(shù)控加工教學(xué)過程中，應(yīng)充分了解這一學(xué)科的特點(diǎn)，不斷優(yōu)化教學(xué)手段及教學(xué)內(nèi)容，促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的提升。在做好理論教學(xué)的同時(shí)，也要考慮到部分內(nèi)容的實(shí)踐性較強(qiáng)，充分利用仿真軟件，幫助學(xué)生掌握相關(guān)的知識(shí)內(nèi)容。對(duì)于理論化的知識(shí)內(nèi)容，可以采用傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式，而實(shí)踐性較強(qiáng)的內(nèi)容，則需要采用仿真教學(xué)與理論教學(xué)融合的教學(xué)方式，使學(xué)生能夠在實(shí)踐中掌握知識(shí)技能，以此保證學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。例如：在“半徑補(bǔ)償G40、G41、G42 指令”相關(guān)知識(shí)的講解中，借助數(shù)控加工機(jī)械仿真軟件的補(bǔ)償模擬功能對(duì)有刀具補(bǔ)償指令與無刀具補(bǔ)償指令進(jìn)行演示，使學(xué)生能夠了解不同數(shù)控加工的區(qū)別，提高學(xué)生對(duì)知識(shí)內(nèi)容的理解。在開展數(shù)控加工教學(xué)的時(shí)候，還可以借助多媒體設(shè)備將抽象的知識(shí)展示到學(xué)生面前，可以降低學(xué)生的學(xué)習(xí)難度，且可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。此外，教師應(yīng)充分發(fā)揮自身的引導(dǎo)作用，幫助學(xué)生解決學(xué)習(xí)問題，突出學(xué)生在課堂中的主體地位，使學(xué)生能夠主動(dòng)參與到學(xué)習(xí)中，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量，促進(jìn)學(xué)生養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。

3.2 合理應(yīng)用數(shù)控加工機(jī)械仿真軟件

將仿真軟件應(yīng)用到數(shù)控加工教學(xué)中，可以將教、學(xué)、練等融合起來，實(shí)現(xiàn)一體化的教學(xué)模式。例如：在數(shù)控編程教學(xué)的時(shí)候，對(duì)某個(gè)編程指令進(jìn)行講解，之后向?qū)W生發(fā)布習(xí)題，指導(dǎo)學(xué)生完成練習(xí)，可以讓學(xué)生根據(jù)教師提供的答案進(jìn)行對(duì)照，及時(shí)找出自身學(xué)習(xí)中的錯(cuò)誤，并作出有效改正。在編程實(shí)例的講解中，通過示教工程完成理論講解，通過虛擬機(jī)床進(jìn)行模擬教學(xué)，幫助學(xué)生更好地掌握知識(shí)內(nèi)容。若是編程中出現(xiàn)錯(cuò)誤，仿真系統(tǒng)將顯示錯(cuò)誤的程序編程，學(xué)生能夠依據(jù)提示作出有效的處理措施，使教學(xué)的質(zhì)量得以提升。其次，應(yīng)充分考慮到數(shù)控機(jī)床在數(shù)控加工教學(xué)中的作用，由教師進(jìn)行示范和講解，保證學(xué)生能夠理解并掌握數(shù)控機(jī)床的操作方法，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量。如下圖1 所示，為數(shù)控車床仿真軟件教學(xué)示意圖。

圖2 數(shù)控車床仿真軟件教學(xué)示意圖

3.3 合理安排數(shù)控加工教學(xué)的內(nèi)容

將數(shù)控加工機(jī)械仿真軟件應(yīng)用到教學(xué)中，需要充分把握好教訓(xùn)內(nèi)容的內(nèi)在聯(lián)系及教學(xué)的要求，做到合理安排教學(xué)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)更具有關(guān)聯(lián)性及層次感的教學(xué)。從實(shí)際情況來看，可以將教學(xué)內(nèi)容劃分為以下幾個(gè)部分：①基礎(chǔ)模塊。這一部分的教學(xué)內(nèi)容包括了理論知識(shí)的講解，以及數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用、操作及編程方法。只有保證學(xué)生掌握這些內(nèi)容，才能夠提高學(xué)生的知識(shí)應(yīng)用能力，為學(xué)生往后的學(xué)習(xí)打下良好基礎(chǔ)。②提升模塊。這一部分的內(nèi)容主要是指不同數(shù)控機(jī)床的編程操作，可以提高學(xué)生對(duì)編程方法的靈活運(yùn)用能力，使其能夠?qū)?shù)控架空中的問題進(jìn)行有效處理。③拓展模塊。這一部分的內(nèi)容是指采用數(shù)控仿真軟件完成各種形式的數(shù)控操作及編程方法的訓(xùn)練，可以提高學(xué)生的實(shí)踐能力，使學(xué)生的知識(shí)面不斷拓寬。

3.4 發(fā)揮教學(xué)評(píng)價(jià)及信息反饋機(jī)制的作用

在數(shù)控加工教學(xué)中應(yīng)用數(shù)控加工機(jī)械仿真軟件，可以對(duì)單一的教學(xué)模式進(jìn)行改變，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，使學(xué)生能夠獲得更好的學(xué)習(xí)效果。但是在學(xué)生進(jìn)行仿真操作的時(shí)候，也容易出現(xiàn)一些問題，需要建立完善的評(píng)價(jià)機(jī)制及信息反饋機(jī)制，幫助教師對(duì)教學(xué)情況進(jìn)行充分了解，結(jié)合教學(xué)需要做出調(diào)整，從而有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。例如：在應(yīng)用仿真軟件來練習(xí)數(shù)控編程操作的時(shí)候，容易出現(xiàn)學(xué)生對(duì)編程知識(shí)的掌握程度不足、軟件的使用不夠熟練等，使得學(xué)生的學(xué)習(xí)受到影響。通過對(duì)教學(xué)評(píng)價(jià)及信息反饋的機(jī)制進(jìn)行完善，可以對(duì)學(xué)生的練習(xí)過程進(jìn)行觀察和記錄，結(jié)合信息進(jìn)行教學(xué)總結(jié)，進(jìn)而對(duì)教學(xué)策略進(jìn)行調(diào)整，使數(shù)控加血教學(xué)的目標(biāo)得以順利完成。

4 教學(xué)中應(yīng)用數(shù)控加工機(jī)械仿真軟件的注意事項(xiàng)分析

雖然仿真軟件在數(shù)控加工教學(xué)中體現(xiàn)出較高的價(jià)值，可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)的不足，提高教學(xué)的效率及質(zhì)量，但是也要充分把握好一些注意事項(xiàng)，避免仿真軟件應(yīng)用帶來其他的問題。具體來講，在數(shù)控加工教學(xué)中應(yīng)用仿真軟件，必須考慮到教學(xué)實(shí)際的需要，不能存在過度依賴仿真軟件的情況，這主要是因?yàn)榉抡孳浖牟僮髋c實(shí)物的操作存在較大差異，不能給學(xué)生帶來完全真實(shí)的體驗(yàn)。在數(shù)控加工教學(xué)中，主要將仿真軟件作為一種輔助性的教學(xué)手段，幫助學(xué)生掌握專業(yè)知識(shí)。在仿真軟件的操作練習(xí)中，可以徹底解決安全問題，但是數(shù)控機(jī)床的操作是存在安全隱患的，學(xué)生必須在實(shí)物的操作中了解這些安全隱患，使其能夠保持良好的安全意識(shí)。在應(yīng)用數(shù)控加工機(jī)械仿真軟件進(jìn)行教學(xué)的時(shí)候，必須做好安全教育，使學(xué)生能夠?qū)?shù)控操作中的安全風(fēng)險(xiǎn)產(chǎn)生全面的了解。其次，在應(yīng)用數(shù)控加工機(jī)械仿真軟件進(jìn)行教學(xué)的時(shí)候，學(xué)生可以利用仿真軟件快速解決操作中的問題，但是學(xué)生在企業(yè)工作中很容易出現(xiàn)操作失誤，使得學(xué)生面臨著較大的安全風(fēng)險(xiǎn)，必須讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到這一問題，為學(xué)生提供實(shí)物操作的機(jī)會(huì)。此外，形成良好的教與學(xué)反饋機(jī)制，針對(duì)數(shù)控加工機(jī)械仿真軟件教學(xué)過程潛在的問題，由學(xué)生及時(shí)反饋至教師，然后由教師開展會(huì)議，提出改進(jìn)措施，使后續(xù)教學(xué)工作質(zhì)量成果得到有效提高。

5 結(jié)語

綜上所述，數(shù)控加工機(jī)械仿真軟件在教學(xué)中體現(xiàn)出較高的應(yīng)用價(jià)值，需要加強(qiáng)對(duì)數(shù)控加工機(jī)械仿真軟件的應(yīng)用研究，將其合理應(yīng)用到數(shù)控加工教學(xué)中，比如應(yīng)用靈活的教學(xué)手段，使學(xué)生養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，并合理應(yīng)用數(shù)控加工機(jī)械仿真軟件，合理安排數(shù)控加工教學(xué)內(nèi)容等，并把握好相關(guān)的注意事項(xiàng)，從而提高數(shù)控加工機(jī)械仿真軟件教學(xué)的效率及質(zhì)量，進(jìn)一步促進(jìn)學(xué)生綜合素質(zhì)全面發(fā)展。