论数控机床编程课程的教学改革

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[摘要]数控机床编程课程是一门实践性较强的机械制造类专业的核心课程，传统的教学模式存在理论与实践相脱节的弊端。如何使学生更好地掌握本门课程、提高学生的职业技能，文章提出理论、仿真、实训并行并重的教学模式，并把考取职业资格证书作为该课程的必修环节。

[关键词]数控机床编程 理论教学 仿真教学 实践教学 教学改革

[作者简介]孙芹（1979- ），女，山东威海人，山东英才学院机械学院，讲师，硕士，研究方向为机械制造及其自动化、数控技术。（山东 济南 250104）

[中图分类号]G642.3 [文献标识码]A [文章编号]1004-3985（2013）18-0127-01

数控机床编程课程是机械制造类专业的主干专业课程，是学生毕业后从事数控加工岗位必须掌握的专业知识。按照传统的教学模式进行授课，很多学生觉得枯燥无味而且很难掌握。为使学生更好地学习现代数控技术，以适应社会对机械制造类专业人才的需求，数控机床编程课程教学方式的改革势在必行。

一、传统教学方法存在的弊端

传统的数控机床编程教学模式一般是先进行理论的讲解，沿用“以教师为中心”的注入式教学模式，学生“被动”学习数控机床的各种编程指令、编程方法；然后集中进行实践性环节教学。

传统教学方法使学生在理论知识学习时，由于没有感性认识，理解较困难，学习进度缓慢，而在集中实训时，又忘记了上课学习的指令和编程方法，实训老师还需要花时间再次讲解已经学过的理论知识，这样不仅占用了实训学时，造成学生实际机床操作练习时间减少，事倍功半，同时，也很难达到预期的教学效果。

因此，我们进行了改革与探索，一是改善实践教学条件；二是对传统教学模式进行改革。

二、教学模式的改革

（一）理论教学

1.采用任务驱动法项目化教学。改革传统教学模式，采用教学做一体化教学模式，以“任务”的形式带着学生真实地进入到学习情境，如在讲解数控车床编程时，按照外圆柱面零件加工、锥面零件加工、带螺纹零件加工、综合轴类零件加工等不同项目进行授课。授课过程中，注重工作过程的完整，并有针对性地进行讲解，大大提高了学生的学习兴趣，学生在“学中做、做中学”中完成“任务”，教学效果有了明显的提高。

2.自编教材。目前可以选择教材多数都是按照章节顺序编写，没有体现企业真实产品的生产过程，从而无法满足任务驱动法项目化教学方法的需求。不同学校对于数控人才培养目标的定位有所侧重，并且具体的教学条件、实训设施也不尽相同。因此，我们对数控机床编程课程的教材进行了重新编写，以数控机床加工过程的不同项目将内容进行了重新组合，编写出符合任务驱动法项目化教学方法需要的“数控机床编程”教材。

3.采用现代化教学手段。数控机床编程课程的实践性较强，可在教学过程中加入结合生产实际的例子，通过多媒体把生产加工过程展示给学生，培养学生解决实际问题的能力。

同时，我们通过视频，向同学们展示先进数控机床和它们的加工过程，安排学生观看多轴联动数控机床、高速切削数控机床、多功能复合机床和各种新型机床，扩大学生的视野。

为了弥补理论教学学时的不足，充分发挥网络视频教学的作用，将上课课件、教案、自制视频、课后自测题答案、试题库、互动邮箱、数控网站集锦等放在学校网站上，学生可以充分利用网络资源，根据个人的兴趣和需求自主学习，达到因材施教。

（二）仿真教学

所谓仿真教学是指采用仿真软件在计算机上进行数控加工零件编程与模拟运行加工的教学方法。数控机床编程仿真软件的主要作用分两种，第一种是数控加工仿真软件，主要实现手工编程程序的运行；第二种是对学生要求更高的CAM软件，主要是用来加工形状复杂的零件，手工编程难以实现，通过CAM软件首先进行建模，然后生成数控加工程序，可以在数控加工仿真软件或机床上实现零件的加工。

1.仿真软件在理论教学中的作用。老师在理论教学的过程中，一般只能讲一种主要的编程方法，学生们若是有其他的编程思路，编完程序也不知道对不对，但是如果有仿真软件，就可以把自己编写的程序在软件上进行模拟加工。若是能加工出想要的零件，那程序肯定没有问题，若是不能运行，或程序能够运行，但所加工出的零件不是图纸要求的零件，同学们可以自己分析错误的原因，学会自主思考，学生之间可以相互讨论，实在无法解决的问题，再询问老师。这样，课堂教学真的是学生为主导，不再是老师讲，学生被动地去听，被动地去接受各种指令，学生的学习积极性大大提高。

2.对实践教学的帮助。学生都是首次接触数控机床编程课程，如果编完程序直接在机床上加工零件，肯定会有一种恐惧心理，机床操作没遇到问题还好，一旦遇到问题，很多学生就不愿意主动去练习，轻则影响该课程的学习，重则影响将来的就业。

因此，在学生首次接触编程课时，通过仿真教学，使学生掌握对机床的操作界面、对刀、调用程序、运行程序等操作，这样可以大大节省上实训课时老师的讲授时间，无形中增加了实践教学的课时。而且仿真软件操作没有危险性，不存在实际机床上撞刀等危险操作，因此同学们可以“大胆随意”地操作仿真机床，把课堂上所学的知识尽情充分地发挥，课堂气氛活跃，学生学习热情高涨，教学效果良好。

（三）实践教学

机械制造类专业的学生最终要走上工作岗位，从事真实的生产加工工作，因此要让学生真正掌握数控加工技术，不能仅通过仿真软件进行模拟加工，必须进行真实的机床操作，进行零件的切削加工，否则很难胜任数控机床加工岗位（群）工作，而且会把模拟仿真当中的一些毛病带入工作当中去。因此，必须进行实际机床实训锻炼，提高学生的机床操作能力，使其在实践中总结经验，把理论知识和实际操作有机地结合起来。

为了提高学生的岗位适应能力，工作后能尽快融入企业环境中，部分实训内容来自企业的真实项目，同学们上课要完成的实训内容，就是工作以后可能要完成的零件，因此，通过实践课的锻炼，大部分同学能掌握从图纸到合格零件加工的全过程内容，教学效果明显。

理论教学、仿真教学和实践教学三个方面不是独立的，而是理论、仿真、实训并行并重。每周学生既有理论课，也有仿真和实训课，理论课的内容可以通过仿真课进一步理解，而通过实训课又知道如何在真实的机床上实现零件的加工，仿真和实训课都是以学生主导，整个过程都是学生自己完成，在仿真和实训课遇到的问题，又会在理论课上找到答案，这样学生在听课时，会带着问题听课。

三、编程课程与职业资格证书、各种大赛相结合

目前，我国机床的数控率仍然较低，数控机床操作工紧缺。因此，为了提高学生的就业竞争力，除上述理论、仿真、实训教学外，该课程后续还有5周的集中实训。该集中实训环节仍然是强化数控机床操作，集中实训的主要内容：数控机床手工编程与加工；NX6.0三维软件自动编程；数控机床自动编程与加工。但最终学生必须考取数控机床（车床或铣床）职业资格证书。

三维软件操作熟练的同学，鼓励参加3D大赛，学生的建模水平将得到进一步的提高。集中实训过程中成绩优异的学生，可以再进行强化训练，参加山东省数控技术大赛，参加大赛的学生进入工作岗位后，简单培训后就可以胜任工作，很受企业欢迎，很快成为企业的骨干力量。

四、结束语

数控机床编程课程的教学是适应未来先进制造业发展的教育实践，课程改革后注重理论、仿真、实训的有机结合，并把职业资格证书的取得作为该课程必须完成的内容，学生的机床操作能力明显提高，学生的综合素质和就业竞争力显著提高，踏入社会后能够尽快融入社会，适应未来社会发展的需求。

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[1]王林龙.浅谈数控编程课程的改革[J].西南科技大学高教研究，2009（2）.

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[3]杨金林，张群艳，陈元斌，等.数控实践教学的改革与探索[J].现代制造工程，2006（5）.

[4]张玲莉，汪文津，赵坚.数控机床课程的教学改革研究与实践[J].河北师范大学学报：教育科学版，2010（10）.