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數控編程是機械類專業學生必修的職業技能核心課程， 主要培養學生掌握數控加工相關的加工工藝制定、加工程序編寫、數控機床操作等專業技術能力，同時培養學生具有良好的學習工作方法能力和較強的職業發展社會能力，使其成為技術技能人才。

隨著信息化技術在教育教學中的廣泛應用，學習者既希望能得到豐富的學習資源、個性化的學習方式，又希望能得到同組同學的支持、教師的直接指導。混合式學習整合了傳統教學和網絡教學模式的整體優勢，將面對面學習與在線學習相融合，既發揮了教師引導、啟發、監控教學過程的主導作用，又充分體現了學生作為學習過程的主動性、積極性與創造性，成為教育信息化發展的新趨勢。

1 數控編程混合式學習環境分析

數控編程教學團隊經過多年的積累，課程有著豐富的學習資源，學院為促進信息化教學，引進了專門為教學服務的網絡教學綜合平臺，同時具備了規模化的網絡教室、多媒體的教學環境等都為發揮教師教的“主導”，增強學生學的“主體”，開展混合教學提供了硬件基礎。

2 數控編程混合式學習模式教學設計

2.1 課程教學目標

數控編程課程培養學生掌握數控編程與加工的相關知識和技能，按照企業的操作規范和流程獨立完成零件的加工任務，在任務完成過程中樹立正確的價值觀、堅忍不拔和吃苦耐勞的工作精神，養成良好的職業道德規范。該課程主要面向數控機床操作工、數控加工程序員、數控加工工藝員、數控設備維修工等職業崗位，以數控機床操作工職業資格標準為依據，培養高技能人才。

（1）職業技能目標：能夠合理制定的零件加工工藝方案、編寫典型零件數控加工程序、正確操作數控機床，具有獨立完成零件加工的能力。

（2）知識能力目標：學習數控機床常用指令代碼、零件的數控編程方法、具備數控機床結構知識、數控車床加工的知識。

（3）職業素質目標：具有團隊協作精神，按工作流程、安全操作的要求開展工作，能分析并解決工作中出現的問題，有良好的職業道德，善于總結，不斷探索實踐，能自主學習新知識、將新技術應用到工作中。

2.2 學習者特征分析

高職數控編程課程一般開設在二年級，學生已學習“機械制造技術”、“機械制圖與CAD”、“數控機床結構”等課程，掌握了一定的專業基礎知識，對專業有一定的認識，有一定的職業目標，由于長期的學習習慣問題，自主學習能力較差，但他們容易對新興事物感興趣，尤其是現代信息技術。

2.3 混合式學習教學過程設計

對數控編程課程進行混合式教學過程設計，是為滿足不同層次學生的個性化學習需求，讓學生在學習知識和技能的過程中，相互合作，溝通交流，建立自主學習的習慣，提高終身學習能力。

教師建設數控編程網絡課程，對教學內容進行碎片化地調整，更適合于學生對知識、技能的學習，將如視頻、動畫、PPT等豐富的教學資源上傳網站，方便學生在課下進行自主學習，學生在學習過程中遇到的困難、出現的問題，通過在線提問、數控論壇、微信等方式，展開討論，教師及時進行在線答疑，并在課堂上對出現的疑難進行統一解答，做到傳統課堂與網絡課程有機結合，增進師生間的溝通交流。

數控編程混合式教學過程包括了課程導入、任務分析、任務實施、考核評價部分，如圖1所示。

圖1 數控編程混合式教學過程設計

3 數控編程混合式學習教學實施

“墊圈沖壓凸模的編程與加工”是數控編程課程的一個具體的教學項目，如圖2所示，通過該教學項目，學生能夠完成零件的工藝制定、程序編制和加工，學會刀具補償指令、子程序指令和孔加工編程指令。本文以此項目為例，展開混合式學習教學模式，主要包括課程導入、任務分析、任務實施和考核評價四個階段。

圖2 墊圈沖壓凸模實體圖

3.1 課程導入

課程導入是教師面對面向學生下達學習任務，通過觀看平面銑削、孔加工的視頻，展示加工過程，激發學生學習的興趣，引導學生自主在數控編程網絡課程上，進行加工技巧的學習，鼓勵學生上傳優秀的加工案例，精品資源，同大家分享，并開始思考墊圈沖壓凸模的加工方案，為小組匯報做準備。

3.2 任務分析

根據墊圈沖壓凸模的零件圖，零件圖上有高度不同的圓形凸臺和方形凸臺，其上表面和側表面需要加工，此外還要進行孔加工。在學生對加工方法有一定的了解之后，小組協同，進行該任務加工方案的制定。根據每個小組的分析結果，小組進行第一次匯報，全班進行交流評價。教師通過聽取匯報提出修改意見及下一步的任務要求，并提出在任務實施中將出現的難點：

（1）任務加工中，需要用到多把刀具，如何保證刀具在加工中保證位置的準確；

（2）對于面的銑削，如何實現高效率；

（3）孔的加工經過點孔、鉆孔，如何完成程序的編寫。

引導學生思考解決問題，教師適時對刀具補償指令、孔加工指令、子程序編程指令進行講解。

3.3 任務實施

任務實施包括了加工路線的確定、加工工藝方案的制定、刀具的選用、加工工序的安排、程序編制和模擬仿真等過程。

學生在進行了圖樣分析之后，根據現有的加工工藝裝備，小組討論設計加工工藝方案，課堂評比，選出最佳加工方案；要求同學安排具體的加工路線，確定加工所選用的刀具、切削用量，填寫完成加工工序表；學生根據已學知識，獨立完成程序的編寫，運用數控加工仿真軟件驗證程序，進行零件的仿真加工。

在程序的驗證過程中，學生會出現機床不在斷點、刀具無法正常切削、切削輪廓不正確等情況，教師及時引導，幫助其解決出現的問題，對問題集中的情況進行統一重點講解，同組同學相互幫助，進行程序的驗證與調試，完成仿真加工。教師對仿真加工中出現的問題和仿真加工的結果進行講評，加深學習，提高同學對知識技能的掌握。

3.4 考核評價

混合式教學考核評價包括了學習成果、學習能力和學習態度的考核評價。每一個學習任務結束后，教師通過布置網絡課堂在線作業，對學生掌握的知識點和技能點進行考核，學生將自己的編程仿真結果上傳網絡課程網站，通過師生投票，選出最佳作業，對最佳作業進行加分考核，另外通過對學生參與網絡學習的活動情況進行考核。“墊圈沖壓凸模的編程與加工”考核評價如表1所示。

表1 墊圈沖壓凸模的編程與加工考核評價表

4 結語

通過在數控編程教學中運用混合式學習的教學方式，充分發揮了教師在課堂教學和網絡教學中的主導作用，激勵了學生的學習興趣，讓學生自主地選擇更適合自己的學習方式，有利于培養學生終身學習習慣，也對教學改革提供了一種新的發展思路。

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2）我國加入世貿組織后，中國正在逐步變成“世界制造中心”，制造業已成為我國經濟的主要增長點，這也促使數控技術的廣泛應用，數控人才的嚴重短缺引起了社會普遍關注。

在人才使用方面，企業需要專業知識扎實、實際經驗和動手能力強的學生，工作實習期后，能夠從事研發、創新、技術管理等工作。高職教育在教學機制、辦學理念、課程設置、就業指導、實踐教學模式、教材建設等方面應該與企業溝通、合作，按企業的需求培養人才。

2 專業課及重難點分析

《數控車削加工工藝與編程》是一門不需要任何學科基礎的專業課程，相關專業課程也一樣。

如圖1所示軸類零件數控車加工的大體過程。首先要讀懂圖紙（形狀、尺寸），制定加工工藝流程，編制程序（手工或自動）。通過上述加工過程分析，需要用到的專業課有《機械制圖與計算機繪圖》、《公差配合與測量》、《機械制造技術》、《數控車削加工工藝與編程》、《CAXA數控車》、《數控加工仿真系統》。只要同學們認真學習，都易掌握。

對于沒有加工經驗的初學者而言，學習的重難點主要有：程序編制的合理性、對刀的理解、切削三要素的合理確定、加工精度、坐標點的求出、加工工藝的確定、宏程序的編制等。

通過上述專業課程的學習，這些重難點都能解決。如圖1所示，1）手工編程必須先求出坐標點，R10、R8、15o斜線之間相切的坐標點的求出是個難點，需用到三角函數、相似三角形、勾股定理等幾何知識，部分同學已忘了，可以用計算機繪圖軟件，把圖形繪制出來，進行標注便可解決。2）加工橢圓弧、拋物線（正弦和余弦曲線）的軸類零件，如圖2、圖3所示，需用到宏程序，大部分同學掌握不了，可以用CAXA數控車進行自動生動程序來解決（比手工編制的程序加工起來效率低）。其它重難點需要同學們多練習、多實踐便可解決。

3 理論與實踐相結合分析

實踐是檢驗真理的唯一標準。在授課過程中，我發現部分理論問題用實踐更容易講清楚、弄明白。如：

1）圓弧的順、逆判斷。理論課講，對圓弧順逆方向的判斷按右手坐標系確定：沿圓弧所在平面（XOZ平面）的垂直坐標軸的負方向（-Y）看去，順時針方向為G02，逆時針方向為G03；實踐得出，凹弧用G02，凸弧用G03。

2）左、右補償。理論課講，順著刀具運動方向看，零件在刀具的左邊稱左補償用G41，零件在刀具的右邊稱右補償用G42；實踐得出，外圓右補償（G42），內孔左補償（G41）。

4）對刀。數控機床是如何按照編程者的程序加工零件，理論課講，機床坐標系與工件坐標系的關系，很難理解；實踐課中，借助仿真軟件進行對刀講解，很清楚。

另外，課本中編的一些程序及指令的講解部分存在不合理，通過實踐舉例講解更清楚、合理。（如：用循環指令加工時，循環點的選定、過多的空行程、程序段中多余的重復、切削用量的確定等）

4 仿真軟件在教學中所起作用分析

數控車編程只在“紙上談兵”，太抽象、難理解，如果不借助仿真軟件進行程序的講解、演示，就無法驗證所編的程序是否合理與對錯，教學效果不理想。

1）改變傳統的教學模式，提高學生的學習興趣

2）方便了教師授課

3）學生易掌握理論知識，教學效果好

4）便于學生操作，為實際操作打下基礎

5 項目實訓法分析

目前數控車加工所用系統占市場份額最大的有FANUC（法那科）、SIEMENS（西門子）系統和華中系統。不同系統的指令格式、功用都有差??。

1）根據實訓實習條件，有針對性地進行理論知識授課

在教學過程中，應根據學生將來實習所用設備、系統，選擇對應的課本，并對課本內容做好增刪處理，授課內容的難易程度要根據學情，多聯系生產實例，進行理論與實踐相結合的講解、練習。

2）根據實訓實習條件，編寫實訓實習教材

現代的數控車床種類繁多，結構、操作系統以及主要性能都不一樣，特別是不同的車床、不同的系統，控制面板的操作、G代碼和輔助功能的M代碼的含義也不完全相同，甚至完全不同。應根據理論知識所講內容，有針對性的編寫實訓教材，通過實訓練習，掌握所學理論知識。

3）采用項目實訓法，提高動手能力和實踐經驗

項目教學本質上就是任務驅動教學，是指將傳統的學科體系中的知識內容轉化為若干個教學項目，圍繞著項目組織和展開教學，使學生直接參與項目全過程的一種教學方法。下面我僅以圖4所示車削一組合件為案例做簡單加工工藝分析。

組合件有三個零件裝配而成，既有外圓加工又有內孔加工，首先要確定每個零件的加工工序。

1）應根據形狀、尺寸確定加工順序。如：件1，應先加工左端。

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一 課程認識

依據數控技術專業調研編制《數控專業人才培養方案》，結合數控技術專業技能抽考標準，找準數控編程與操作課程的位置。

1.課程定位

數控編程與操作課程是集中對機械制圖、數控加工工藝、工程材料與刀具、機床夾具、測量技術等前期課程的綜合應用課程，是數控技術專業的核心專業課程。

2.培養目標

熟悉機床數控系統功能，掌握數控加工工藝與數控編程指令，并能正確應用所學指令編寫數控加工程序，熟練數控機床的操作，能夠按圖紙要求加工出所需零件。

對應就業崗位：工藝員與程序員、數控車床操作工、數控銑床操作工、數控加工中心操作工。

二 課程整體設計

結合課程標準、技能抽考標準與所選教材，將教學主要任務分解為車削與銑削兩大模塊：

1.車削模塊

以薄壁類零件的數控車削加工為主要任務，完成數控車床的基本操作；簡單軸類零件的加工；復合循環指令的編程及其加工；內孔的車削編程及其加工；切槽加工；螺紋零件加工；數控車削加工質量控制；綜合件加工；軸類零件的編程與車削加工抽考考核。

2.銑削模塊

以箱體類零件的數控銑削加工為主要任務，完成數控銑床的基本操作；槽的數控銑削加工；外輪廓的數控銑削加工；孔的加工；數控銑削加工質量控制；箱體類零件的編程與銑削加工抽考考核。

以車削模塊為例，主要采用案例教學、教學做一體、問題探究法教學，啟發式教學等教學方法。該模塊的教學實施與考核評價如下：

教學實施：按單件生產安排其數控加工工藝，編寫出加工程序。以小組形式進行，毛坯材料為Φ50×80mm的45鋼件毛坯；每個同學發放一個完整毛坯，該毛坯須完成整個零件圖紙要求方可提交給任課老師，對于在各單項實施過程中產生的廢品，由學生自行分析找出廢品原因，并寫出書面報告提交給任課老師，共同分析確定該廢品產生的原因，以提高生產效率，保證學習質量。

考核評價：（1）個人考核：每組每個同學提交實訓工件，工件應該是完成了所有教學項目的成品零件，該零件應符合加工圖紙要求，由任課老師根據學生的職業素養、零件加工工藝卡片填寫情況，以及按照零件評分標準綜合考核學生個人成績。（2）小組綜合考核：以技能抽考題庫為依據隨機選取抽考題目。每組抽考1～2名學生進行考核。抽考學生代表所在組完成較復雜零件的加工工藝以及編程加工。

學生最終考核以個人考核與小組考核為準，其中之一考核不合格者計為該門課程不合格。

三 教學單元設計——復合循環指令

教學目的：數控車床操作規范要求及安全文明生產要求；車削復合循環指令G71/G70的程序編制與應用；調頭加工平端面保證總長；游標卡尺、千分尺的使用及零件質量檢測方法。

教學重點：外圓數控車削加工指令 G71/G70；零件的質量檢測。

教學難點：調頭加工保證總長；零件的質量檢測。

教學實施：首先由教師講解與示范案例，并完成示范工件車削加工，然后學生完成相關任務。具體步驟：讀懂工作任務即零件加工圖紙；講解數控車復合循環程序的格式要求與應用；講解車削加工切削用量的選取以及粗精加工的程序編制；小組討論完成零件加工方案并填寫工藝卡片；編制加工程序以及注意事項說明；分組進行操作練習；教師巡視指導；組內每位同學獨立完成零件的加工。

四 課程總結

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數控車在教學過程中要用到圖紙, 要分析零件的加工工藝過程, 如果這些都由教師用粉筆在黑板上畫出來, 那么課堂效率就不高, 而多媒體課件能夠很好的解決這些問題。多媒體教學是將文字、圖像、聲音、動畫以及音像資料有機結合, 運用在教學過程中會比傳統的教學方式內容更豐富, 表達更生動直觀, 效果更顯著。例如數控車的對刀操作如果單靠教師拿粉筆在黑板上畫和口頭講解學生能聽明白很困難, 而用多媒體拍攝一個實際對刀操作的視頻給學生看, 再加上教師的講解, 學生很容易就學會了, 這樣可以起到事半功倍的效果。數控車的教學最終要落實到實際操作上, 而從會編程到熟練操作數控車床還有一段路要走, 有些學生對操作有些擔心, 甚至是害怕。為此, 在數控車的教學過程中有必要引入宇龍或斯沃數等控仿真軟件作為數控編程與實訓教學的橋梁, 使理論與實踐有效銜接, 安全而有效地完成實訓教學任務, 提高實訓效果。用仿真軟件教學有如下優點:首先, 用仿真軟件仿真時不會發生工件飛出、撞刀等事故, 學生通過仿真軟件操作時可以不用擔安全事故, 大膽地進行操作;其次, 通過對仿真軟件的操作可以使學生熟悉操作面版, 程序的編輯, 對刀操作等內容。在仿真教學過程中加工參數的設置要嚴格按照實際加工的參數去設置, 不然后面實際加工時去糾正就更加困難, 而還容易出事故, 要讓學生明白, 仿真與實際操作還是有很大差別的, 以免學生過分依賴仿真軟件。

3 理實一體化教學

本校數控車的教學一直以來分兩個學期學期進行, 一年級下學期系統講授數控編程, 二年級上學期再進行實訓操作, 這樣做最大的問題就是理論教學與實訓教學相脫離。講授數控編程時, 因為學生沒有操作數控車床的感性認識, 對所講知識理解困難, 所以教師授課進度緩慢;而過一個學期后進行實訓時, 學生又把數控編程給忘了, 教師又要花大量的時間去復習數控車的編程, 這樣就擠占了實訓操作的時間。從2016年開始本校數控車教學開始嘗試理實一體化教學方式, 理實脫節的問題得到了較好的解決, 學生的學習興趣有了很大的提高。所謂理實一體化教學, 就是將專業理論課與實訓操作課進行組合教學, 它不僅做到了理論與實踐的溝通和聯系, 而且激發學生主動學習的興趣和激情[2]。本校具體做法是用六周的時間進行理實一體化教學, 這段時間內其它科目的教學暫停, 每兩天給學生一個加工項目, 每個項目開始時要給學生講解完成該項目所要用到的理論知識, 然后再讓學生上機床操作, 教師在一旁指導。加工項目的安排由淺入深, 當完所有的加工項目后數控車所涵蓋的理論知識也講授完成。實施理實一體化教學必須做好以下幾點。

(1) 理實一體化教學要有與之相應的理實一體化教材。傳統的教材已不能滿足理實一體化教學的需求, 因此需要根據實際情況編制出符合本校實際情的理實一體化校本教材。理實一體化教材的編寫, 必須堅持以學生為中心、以學生為主體的行動導向, 培養適應企業需要的專業技能型人才的原則。

(2) 理實一體化教學必須要有一支雙師型教師隊伍。雙師型教師不但要有扎實的理論知識, 而且還需要具備過硬的操作技能, 只有這的教師隊伍才能有效實施理實一體化教學。雙師教師的培養主要通過請進來、走出去兩種方式。學校可以通過請進來的方式聘請企業有經驗的技能人才來校任教。走出去就通過國培, 省級骨干教師培訓、下企業進行專業實踐和鍛煉等方式提高原有教師理論和實踐水平。

(3) 理實一體化教學要有與專業和規模相適應的一體化實訓中心。一體化實訓中心要既能滿足理論教學的需求, 又能滿足實踐教學的需求。數控車的一體化實訓必須要有足夠的工位, 在數控車實訓車間旁要設置仿真實訓室。數車仿真實訓室要有50臺電腦、黑板、投影儀等。教師可以在這里進行理論教學, 理論講解完了緊接著就可以讓學生進行仿真模擬加工練習, 然后再到數控車床上進行實際加工操作訓練, 整個過程可做到由一名教師主講并指導實訓操作。這樣的一個場所為實施一體化教學提供了保障。

總之, 在數車的教學過程中要始終堅持理實一體化的教學原則, 要大力改善教學條件, 采用現代化的教學手段, 充分調動學生的學習的積極性, 培養學習興趣, 讓學生在掌握理論知識的同時, 鍛煉實踐操作能力, 以提高數控車整體教學質量和水平。

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0 引言

目前在機械制造行業中越來越多的應用到了數控加工，自然對此類人才的需求也就與日俱增了。但因為數控設備的價格很昂貴，很難做到每個學生都有足夠的操作數控機床的時間，并且如果學生操作失誤，很容易造成數控設備的損壞，既占用了設備加工時間，又增大了風險。因此，如何增加學生的實踐操作機會，提高學生的實踐動手能力，培養出更多的相關專業人才，就成為擺在廣大職業院校的一道難題。各高職院校必須重視這一問題，探索出一套適合自己現狀的教學方法和教學模式。數控仿真系統的應用可以有效的解決學生缺乏實踐操作機會的問題，因為該系統可以通過進行數控加工全過程的演示，比如數控加工程序的編制、虛擬仿真數控機床的操作、工件加工和測量等，讓學生了解和掌握到數控機床的各項程序指令和基本操作方法，為今后的實際操作打下良好的基礎。

分析數控仿真系統在數控機床編程與操作實訓教學中的應用可以發現，它作為前期的輔助教學手段已經成為了一種最安全有效的教學方法和教學途徑。

1 數控仿真系統在數控機床編程與操作實訓教學中的應用

1.1 利用數控仿真系統，可以提高教學效率、節約成本。數控設備價格昂貴，數量有限。數控仿真系統通過計算機大量配置終端，徹底解決了數控機床數量不足的難題。同時數控仿真系統不存在安全問題，若操作失誤，系統會及時報警，并不會出現安全事故。不僅鞏固了學生的操作能力，讓學生有更多的實踐學習機會，也在很大程度上節約了教學成本，是數控機床編程與操作實訓教學前期良好的輔助教學手段。

1.2 利用數控仿真系統，可以減少教師的工作量，提高教學質量。傳統教學中，數控程序批閱的工作量非常大而且繁瑣。應用數控仿真系統，學生程序出現小的失誤，數控仿真系統會及時報警，幫助學生改正編程過程中的錯誤。數控仿真系統自帶的考試功能能夠自動記錄學生操作過程的失誤，自動評分，極大的減少了教師工作量，提高教學質量。

1.3 利用數控仿真系統，可以提高學生的學習積極性。數控機床編程與操作實訓是理論和實踐相結合的課程，按照傳統的方法在課堂上講授編程指令，學生很難理解這些指令的內涵以及與實際應用之間的關系，學生會感覺空洞、枯燥、提不起興趣，而利用數控仿真系統進行多媒體教學，直觀地向學生展示編程指令的實際加工應用，學生可以將所學的指令在數控仿真系統上進行模擬加工，發現編程過程中出現的錯誤，教師針對學生的錯誤及時進行講解，讓編程指令變得具體、形象，增強了學生的學習積極性。

1.4 利用數控仿真系統，可以增強學生動手操作能力。教師把數控機床操作的課程安排在實訓車間來講授，其一受數控機床數量的限制，學生自己動手操作的時間不足；其二學生操作一旦出現失誤，輕則造成刀具或者機床的損壞，重則造成安全事故的發生。因此在進行數控機床實際操作之前，應先利用數控仿真系統，增強學生的動手操作能力。數控仿真系統采用的操作面板和按鍵功能與實際的數控機床完全相同，學生可以在數控仿真系統上自己動手操作機床來加深理解。即使操作過程中有失誤的地方，仿真系統也只是及時出現報警提示，而不會造成安全事故的發生，這樣學生就可以放心大膽地進行各種操作練習，從而增強了學生的動手操作能力。經過了大量的數控仿真系統的操作練習，再到數控機床進行實際操作，就會避免安全事故的發生。

1.5 利用數控仿真系統，可以培養學生嚴謹的工作作風。學生在學習數控編程時，如果不利用數控仿真系統進行驗證，很難發現編程過程中出現的小的失誤。利用數控仿真系統，即使再小的錯誤，如數字0輸成字母O，坐標值掉了小數點，字母Z輸成數字2等等，數控系統都會及時報警，程序無法運行。因此要在數控仿真系統上正確的運行程序，必須保證輸入的程序是正確無誤，這就培養了學生嚴謹的工作作風。數控程序沒有60分、90分，只有0分和100分。

1.6 利用數控仿真系統，可以實現網絡教學和遠程培訓。隨著社會對技能人才的大量需求，職業院校還應擔負起社會勞動力的培訓任務，利用數控仿真系統和網絡搭建的平臺，進行遠程教育將成為一種新的教育教學模式，它打破了地域和時間的限制，擴大培訓人員的數量，縮短了培訓的周期。

2 數控仿真系統應用中的注意事項

2.1 數控仿真系統只能檢查程序的對錯，無法檢查程序的好壞。數控仿真系統對數控程序編寫技巧、加工工藝安排無法檢查。教師應在課堂上重點講解這些問題，學生應結合所掌握的加工方法，進行加工工藝安排，然后在數控仿真系統上進行模擬練習。

2.2 數控仿真系統只能完成加工過程，不能檢查加工質量。數控仿真系統在切削速度、進給量、吃刀量等對加工質量的影響無法體現，實際加工中的刀具磨損在數控仿真系統里也不存在。在數控仿真系統里，只要程序是正確的，加工完成后的尺寸就是絲毫不差的。但是在實際操作中，刀具磨損、各種加工參數的設置都會影響最終的加工結果。數控仿真系統的使用，會在一定程度上讓學生放松對產品質量和生產安全的認識。因此數控仿真系統只能用于數控機床編程與操作實訓教學前期輔助教學，不能完全拋開實際機床的實習內容，后期還要安排適當的實習時間，通過實際操作來糾正以上不足。

綜上所述，數控仿真系統盡管畢竟和實際機床還是有很多區別，無法真正替代實際機床，但是數控仿真系統減少了資金投入，充分利用有限資源，提高了學生的學習興趣，調動了學生的學習積極性，減輕了老師的工作量，對于學生動手操作機床的能力培養，也起到了提高和增強的

作用。

參考文獻：

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本課程主要的教學方法

講授法 講授法是教師運用口頭語言向學生描繪情境、敘述事實、解釋概念、論證原理和闡明規律的一中教學方法，它是以傳授系統知識為主要目的，以語言（口頭語言和板書）為主要媒介，以“傳送―接收”為主要模式。《數控銑床加工工藝與編程操作》分別介紹了華中世紀星HNC―21M/22M、FANUC 0i-MA和SIEMENS 802D三種數控加工系統，這三種系統的工藝安排和編程方法大同小異，因此教師在講解工藝和編程教學中，可根據學校現有的實習設備或是校外的其它實習條件選擇其中的一種學生容易接受的系統進行教學，只要能達到教學目的即可。為了充分調動學生聽課的積極性，可結合思考、提問等方法，使學生的思路跟著老師走。這種教學方法的優點是，學生接收到的教學內容系統性、思想性較強，并能在較短的時間內獲得大量的知識。教師也可以控制整個教學過程，實施自己的教學內容，實現自己的教學目的。

討論法 討論法是在教師指導下，由全班或小組圍繞某一種中心問題通過發表各自意見和看法，共同研討，相互啟發，集思廣益地進行學習的一種方法。中職學生思維比較活躍，喜歡表達自己的觀點，有團隊的合作精神。因此，教師如果在教學過程中適當運用討論法進行教學，讓學生有自己的時間和空間分組討論學習，適當的時候教師還可以給他們表揚與肯定，這樣讓學生在學習中體會成功的喜悅，不但可以喚起學生的學習興趣激發學生的學習動機，還可以啟發學生的思維和想象，同時也可以提高教學效果。我們在講用G54編程的對刀方法和用G92編程的對刀方法時，就可以把學生分成兩個小組，其中一個小組用G54的對刀方法來對刀，另外一個小組用G92的對刀方法來對刀，然后讓各組討論各組對刀的方法有什么優缺點，之后讓兩個小組在一起討論并總結這兩種對刀方法的優缺點，由其中的一位學生代表把結論表達出來，老師再做最終的總結。這種教學方法優點在于，由于全體學生都參加活動，可以培養合作精神，激發學生的學習興趣，啟發學生的思維和想象，提高學生學習的獨立性和教學效果。討論法的局限是用的課時較長，教師如果不能控制好課堂紀律，課堂秩序可能會比較亂。

參觀法 參觀法是根據教學目的要求，組織學生到一定的校外場所―自然界、生產現場和其他社會生活場所，使學生通過對實際事物和現象的觀察、研究獲得新知識的方法。中職生對新事物的好奇心較強，感性認知比理性認知更深刻，教師在傳授一些比較抽象學生比較難以理解的重點知識，而學校的教學設備又不能滿足需要時，如果能采用參觀法教學，不僅可以激發學生的學習興趣，還可以加深學生對所學知識的了解和掌握。教學中我們組織學生到生產車間去參觀學習各類數控銑床和加工中心，這樣學生能較好的掌握這部分的內容。這種教學方法的優點是學生能夠比較直觀又深刻的掌握新知識，學習興趣濃，有利于提高教學效果。缺點是，教學場地在校外較難組織學生學習，難于找到合適的教學場地。

實習法 實習法是學生在教師指導下，利用一定實習場所，參加一定實習工作，以掌握一定的技能和有關的直接知識，或驗證間接知識，綜合運用所學知識的一種教學方法。中職學生學習理論知識能力較弱，動手實踐能力較強，教師可以因材施教，采用實習法教學，這樣不僅可以讓學生發揮自己的特長，也可以增強他們學習的信心，同時也是檢驗他們學習效果的一種方法。《數控銑床加工工藝與編程操作》中的實訓篇實踐性很強，教師在講授這部分內容時，采用實習法無疑是最好的選擇。

本課程教學新方法運用的建議

多媒體教學法 多媒體教學是一種現代的教學手段，它是利用文字、實物、圖像、聲音等多媒體向學生傳遞信息，而多媒體教學法則是以各種電教媒體如計算機、電視、錄像、投影、幻燈片等位標志的一種教學方法。《數控銑床加工工藝與編程操作》課程有很多抽象的知識點，比如說銑床（加工中心）的組成和分類類、編程指令的動作、零件的加工過程等，在教學過程中可利用多媒體技術，通過屏幕將它們生動的展現在學生面前，增強學生的感性認識，化解教學難點，縮短學生認知過程。還可以利用多媒體屏幕將繁瑣的板書內容投影出來，加大課堂的信息量，有利于提高課堂節奏和教學效率，從而提高課程的教學質量。

仿真教學法 數控銑床仿真軟件是一種可以在計算機上進行虛擬操作的一種軟件。由于數控銑床（加工中心）機床的價格比較昂貴，很多中職學校設備數量不足，學生沒有相應的機床實習，實操內容無法學習。如果學校仿真軟件，教師可用仿真軟件進行教學，學生可以在計算機上進行操作練習。這種教學方法不但可以解決教學設備不足問題，還可以激發學生的學習興趣，提高教學效果。

總而言之，在課堂的教學中，教師選擇教學方法都應遵循“教學有法、教無定法、貴在得法”的原則。不論何種教學方法都有其自身的優勢，同樣也有其弊端。本文通過教學方法的改革使《數控銑床加工工藝與編程操作》的教學能更加理論聯系實際，學生在學習該課程時能夠將所學的知識應用于實際的數控加工，加強應用能力的培養，為今后的就業與發展做好充分的準備。

參考文獻：

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一、項目教學法的指導思想和內涵

“教學活動必須建立在學生的認知發展水平和已有的知識經驗基礎之上。教師應激發學生的學習積極性，向學生提供充分從事學習、活動的機會，幫助他們在自主探索和合作交流的過程中真正理解和掌握基本的知識、技能和方法，獲得廣泛的活動經驗。”這是項目教學法的指導思想。項目教學法的教學活動通過共同實施一個完整的項目展開，目的在于把理論知識與實踐教學聯系起來，學生借助已有的知識和經驗，主動探索，從而獲得新的知識結構。這恰符合了當前大力推行的“以學生為載體、以能力為本位”的教學理念。這是將項目教學法應用于《數控加工工藝與編程》課程教學的理論基礎。

二、項目教學法的實施條件和步驟

項目教學法強調的是學生的自主學習、主動參與，在實施時應具備以下條件：教師在授課時必須要轉變傳統的“教師教，學生學”的授課方式為“教師導，學生演”，將教材中所授的知識歸納、梳理和分類，結合幾個不同的項目，列出具體的任務和計劃書。項目的選擇需聯系學生所學的專業和實習實際情況，有所側重。學生具備一定的理論和加工知識，有能力在規定的時間內自行組織、制定自己的學習計劃并完成項目活動，教師只是作為向導和顧問為學生提供必要的幫助。項目完成后，注重具體的成果展示和點評。

一般來說，項目教學法的實施通過以下四個步驟進行。第一，確定項目。這是至關重要的一個環節，通常由教師根據學生的學習情況和理解接受能力制定，包括項目目標和任務，使學生明確目標以及評價標準。教師注意考慮學生的認知能力、年齡、興趣，遵循循序漸進的原則。第二，制定計劃。教師引導，學生制定項目工作計劃，確定步驟和程序。第三，實施計劃。學生分組，根據各自在小組中的分工以及合作形式，理解和把握要求的知識和技能，培養分析問題和解決問題的能力。教師要注重實施過程中的檢查和監控。第四，檢查評估。學生和教師分別對項目實訓過程進行回顧和總結。

三、項目教學法在《數控加工工藝與編程》教學中的應用探析

1.應用思路

我院在開設該課程之前，學生已經有了普通車床或者普通銑床的實習經驗，對于數控加工的學習有了基礎認識。故在該課程初始基礎知識教學中，教師可采用多媒體，舉例等完成。在學生對數控編程的基礎知識掌握的基礎上，對數控車、數控銑和加工中心模塊的學習中則采用項目教學法，把相關知識點穿插到各個不同的項目中完成授課。根據我院的實際教學條件和學生的學習情況，引入數控仿真軟件模擬實現加工實踐教學環節。

2.實施案例

項目課題二：編寫下圖所示零件的數控加工程序，并進行仿真加工。

零件毛坯為40×100鋁棒。

教學目標：掌握車削循環指令（外圓和內孔以及螺紋加工指令）的應用。

教學過程：按照前文所述項目教學法的步驟，設計如下具體步驟。第一：明確任務為圖示零件的車削加工工藝卡片、刀具卡片、手工編程和模擬仿真加工。第二：師生共同分析該零件的組成元素，數控車床系統為FANUC-0I。該工件外圓的加工需采用2次裝夾，確定用G71指令和G70指令粗車和精車外圓以及內孔，G76指令車削雙線螺紋。制定完成各具體項目的工作流程及時間分配。第三：分組完成工藝卡片、刀具卡片及加工程序，并進機房利用仿真軟件進行模擬加工。教師輔導，督促。第四：學生分組展示項目成果，同時進行自評、組間互評和教師評議。在展示完成后，教師對該項目完成情況進行小結。肯定大家的成果并指出問題，進一步加深學生的成就感。

四、教學體會

這種教學方法受到了學生的普遍歡迎，學生的學習熱情和自主學習能力有了明顯提高，學生更能深切體會到自己是學習的主人。絕大部分同學掌握了該課程主要知識點的學習。而且在項目實施過程中，提高了學生的統籌安排和協調計劃能力，增強了團隊合作和自我解決問題的能力。但是運用這種教學方法，對教師的教學和備課提出了更高的要求。教師必須具備完成一個項目所涉及的全部專業理論知識和專業技能，在備課時做好充分的準備工作，以應對項目實施過程中可能出現的各種未知問題。

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然而，在國內各類職業學校熱衷于一系列教學理念的創新或“照搬照抄”他人已初見成效的理念時，我們是不是忘記了職業教育的本質？是不是脫離了對我們的國情、教育制度和教育對象的研究？職業教育到底是什么？應該是服務型教育，是為市場服務，為經濟發展服務，為企業服務的一種教育。職業學校（這里主要指中等職業學校）作為培養直接在生產、服務、技術和管理一線工作的技能應用型人才的教育機構，必須更多地關注實踐方法，必須突出學生綜合職業能力的培養，實現讓學生“求職有技能，發展有基礎，創業有潛質”的教育成效［1］。

筆者所在的江蘇省常州技師學院于2003年實行分系分級管理，便積極展開對一體化教學模式的研究和探索，且在這幾年的實踐中取得了較為理想的成績。下面筆者以數控車床編程與操作教學為例，結合課改實踐中的具體做法，與同行相互交流，談談自己的課改體會。

職業學校只有創出自己的辦學特色，只有打響自己的品牌效應，只有培養出合格的技術應用型人才，與企業實現用工的“無縫”對接，才能在職業教育改革的浪潮中立足、生存和突顯。那么，如何才能做到呢？最重要的就是要進行有針對性、有實效性的課程改革。

數控車床編程與操作是一門理論和實踐綜合性較強的學科，是數控加工專業學生必須掌握的專業技能課程之一。數控專業傳統的課程設置已與時代嚴重脫節，制約了教師的成長，束縛了學生的能力，阻滯了學校的發展，教育的最終結果是無法做到與企業生產實際有效整合，這是企業的損失，更是學生、教師和學校的最大損失。但課程體系的改革不是理論課程與實訓或實驗課程的簡單“1+1”，而是必須根據教育的性質、學習年限、學生的接受能力對課程內容做適當取舍，對學校“硬軟件”設施進行有效的整合或重構優化，以職業能力為本位，以職業實踐為主線，以項目課程為主體，構建綜合一體化的課程體系，即所謂的“三以一化”課程體系，具體可從以下幾方面考慮。

一、靈活設計第一課，拋磚引玉定項目

《數控車床編程與操作》從課程的專業角度評價出發，的確存在著些許枯燥的成分，但專業技能課程的潛在價值或影響力在于，通過教師的“導演”，可以讓“演員們”自由發揮，找到各自的角色定位，獲得某種意義的成就感。考慮到中職生學習知識結構的參差不齊，考慮到中職生明顯的職業傾向性學習興趣，能否上好專業技能課的第一講至關重要，我們要做什么呢？就是精心準備，設計組織好第一堂課，引導或激發學生主動拿起手中的鑰匙，開啟求知的大門。有一環節我曾這樣設計：有專家分析過，絕大多數人的好奇心理主要是由視覺觸發的。實施入門教學時，我一改以往空洞抽象地介紹“數控車床的主要加工對象”這一知識點，而是將歷屆（或前期同進度班級）數控加工專業學生的優秀車削作品的實物或圖片資料展出，在學生欲望被點燃的瞬間，我再展出一些有創意的數控車零件（有的取自網絡資源，有的取自假期師資培訓或企業實踐時的記錄），旨在吸引學生的眼球，抓住最佳聽課時機。

接著，便可將課堂活動的主導權轉交給學生，適當引導學生，依據圖片或實物對號入座，可自由選擇討論的方式（教師適時給出一定的參考意見），最后選派代表總結。在這個教學活動期間，教師不要對學生的思維橫加干涉，無論學生給出的答案正確與否，教師都要給予充分的肯定（不是肯定他的答案，而是肯定他積極思考的態度，肯定他主動發言的勇氣），因為學生的求知欲是瞬間效應或是其他，教師的評價尤為重要。學生在這樣輕松、愉悅的心境中，無意識地主動完成了項目教學中的第一個任務——了解數控車床的加工對象和特點。絕大多數學生已經“習慣”了傳統的教師單向授課模式，已經“習慣”了被動接受指示，這種新穎的能充當課堂主人的教學設計，會激起學生內心的動蕩，激起學生極力想證明自己的欲望，這不正是職業教育的宗旨體現嗎？

二、巧妙提煉項目或任務，發掘學生個體實踐能力差異

學生已迫不及待地開啟了“數控迷宮”的大門，那么，他是會勇往直前探個究竟，還是會在待在門口止步不前或徘徊不定呢？靠什么來幫助他做選擇呢？靠屋內有足夠吸引他的“東西”，靠老師的巧妙引導。數控車床編程與操作是一門系統性較強的復合型課程，為了更好地適應現代企業的用工需求，學生不能只是對車削編程指令的簡單“搬用”，必須學會綜合運用所學的專業基礎知識和專業技能等來解決實踐問題。因此，先前的那種“純粹”的粗放型理實一體化教學課程設置或教學設計已顯現了它的弊端，我們現在的課程體系改革，就要強調真實項目或真實典型工作任務（來源于企業生產實際的工作任務）的確立，只有在真實的學習情境中，當學生積極地完成具體任務（或項目），努力地思考其中的實踐性問題時，這些知識才可能在學生的認知結構中與工作任務建立有機聯系［2］。

典型工作任務的提取雖然離不開企業專家（一線技術骨干、班組長、車間主任為主）的深度參與，但企業專家對學校的課程設置理念，對學生的知識結構等方面均不了解，所以，真正要以學生的職業能力為本位，以職業實踐為主線，以項目課程為主體，就必須依賴我們的“一體化教師”或“雙師型”教師去理解、提煉、精心組織和安排這些任務，將它們針對性地轉化為學生樂意接受的方式，讓學生在整個項目（而非某個單一工作任務中）的學習過程中，學會質疑，學會思考，學會合作，讓學生積極主動起來，讓一體化教學“活”起來。

“三以一化”課程體系的設立宗旨就是為了徹底打破傳統教學的唯結果論，為了找到有效的理實切入口或結合點。因此，本著遵循學生個體差異的原則，教師不能在給學生布置完項目或任務后，就完全交由學生“自由”發揮，而是必須多加關注學生在整個項目或任務學習過程中的點滴變化，堅持多元化價標準，使評價成為激發不同層次學生學好課程的催化劑，使中職生燃起自信心和勇氣，提升自身的綜合職業素養。

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關鍵詞： 數控銑床；編程；技術應用；實例分析

Key words： CNC milling machine；programming；technology application；example analysis

中圖分類號：TG547 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2014）17-0242-02

0 引言

數控銑床是在一般銑床的基礎上發展起來的，二者機構類似，其加工工藝也基本相同。數控銑床彌補了普通銑床在人工操作和效率等方面的不足與缺陷，它實現了各種數字操控程序的集成，極大地提高了數控銑床的編程效率，使得編程更為簡單便捷。數控編程主要由手工編程和自動編程組成，前者依靠對零件的圖樣分析和程序編寫以及數據計算等，最終完成編程過程。此方法主要適用于工藝簡單的加工。而后者主要依靠自動化方式完成加工，適用于那些復雜的零件和計算相對繁復的加工，它代表了數控銑床加工未來的發展趨勢。

1 數控銑床的發展狀況

隨著我國數控銑床技術的不斷發展完善，銑床行業已初具規模，并形成了現代化產業群，不僅有量的發展，還有質的提高。目前，我國的銑床行業已基本占領了國內的低端機床市場，同時在高檔數控系統中也取得一定成績。但總體看來，我國銑床行業的基礎較為薄弱，尤其是硬件條件相對較差，與國外相比仍有較大的差距。

而在國外，一些發達國家如德國、美國、日本等一些發達國家已經基本掌握了中高檔數據銑床技術，如海德漢、西門子、五菱機電等，數據銑床技術應用范圍較廣，且發展程度較高，主要表現在：一是控制技術和納米插補技術已從初級階段逐步邁向更高的應用階段。納米插補技術的應用，極大地提高了零件表面的光滑度；二是機器人被越來越廣泛地應用于生產中，它們不僅從事傳統的搬運、噴漆等工作，還開始從事更高層次的技術性工作，如機床的切削、數據測量以及機器維護等；三是實現了數據的智能化推廣和應用，對整個車間的生產活動進行全程監控，以便及時了解機器的運行情況，及時保養和維修，有效減少了安全事故的發生。

2 數控銑床編程的一般步驟

2.1 對零件進行圖紙分析 在對數據銑床進行編程前，技術人員要先根據設計圖紙對零件進行分析。本文以型腔零件為例，首先，技術人員要保證圖紙的精確度和準確度，根據零件的設計要求進行圖紙測繪，再根據圖紙要求和零件數據設計模具。在加工型腔零件時，技術人員必須先了解零件的使用特點，保證加工的順利進行。再選擇合適的加工工具設計塑件的模型，做好加工前的準備

工作。

2.2 零件加工路線的選擇和工藝參數的確定 零件的加工路線即進給路線、切到點和換刀點等，它決定著零件加工工序的先后，影響著零件加工的質量。而工藝參數則主要包括切削深度、切削速度、進給速度以及主軸轉速等，它關系到零件加工的成敗問題。因此，零件加工路線和工藝參數的選擇就顯得尤為重要。

2.3 數值計算 大多數的數控銑床控制系統都具備刀補功能。所以，在計算加工數據時，技術人員通過計算相鄰集合元素切點的坐標，便可求得起點坐標、終點坐標和圓心坐標。

2.4 編寫程序并輸入數據完成該編程 根據幾何元素的切點坐標和加工參數以及加工輔助動作，我們依據數控銑床的系統使用規則，便可得到坐標的指令代碼以及程序段格式，逐段完成零件程序編寫，最后將其輸入CNC裝置的存儲器，完成編程。

3 實例分析

3.1 我們以型腔零件為例 性型腔零件主要由凹槽、平面和島嶼構成。因此，根據型腔類零件的特點，我們一般選擇手動方式進行編程，由于型腔零件沒有曲面，通常選擇簡單的模具塑料插座。由于加工工件的選擇直接影響著零件加工的質量。因此在零件加工時，技術人員首先要分析加工零件的類型和特點，對塑件進行詳細的測繪和分析，一般采用二維軟AutoCAD進行測繪，以方便繪圖。另外，加工人員還要借助Pro/E定義刀具的加工路徑，完成三維操作和塑件設計等加工工作。在進行圖紙測繪是，必須做好數據記錄，保證數據前后的一致性。最后，利用Master CAM軟件完成仿真加工工作，利用所得數據進行編程。

3.2 再以平面類零件的加工為例分析 數控銑床主要適用于平面類零件的加工和制造。而這種典型的加工主要適用于各種蓋板、凸輪以及飛機框、肋的加工。而那些較為簡單的零件加工則應選擇手工編程方式。第一步，要確定零件的具體加工路線，按照先后次序進行加工，先進行粗略加工，后逐步提高工件精度。第二步，要根據具體需要安排刀具的切入切出加工路線，避免因交界處的重復切削和法線方向切削而出現切削痕跡。第三步，加工制造人員要選擇合適的刀具，這一步對于零件加工來說尤為重要。因為不同的加工模具對刀具的要求有著很大的差異，因此在設計時要分別選擇不重磨硬質合金端銑刀和立銑刀。另外還需要采用試切法進行對刀，完成這一步驟。第四步是確定零件的切削用量。第五步是進行編程。

3.3 在對零件加工過程中出現的問題進行分析 在對曲線輪廓進行切削時很容易出現切過頭的情況，因此切入點的選擇就顯得尤為重要。因退刀和進刀的位置差異，很容易導致少切的出現，這就需要我們嚴格控制，盡量不出現切痕，一旦出現此類情況要盡快采取相應措施消除切痕。而如果加工時忽視了加工程序，將會嚴重影響到零件的加工精度，導致資源的極大浪費。

4 總結

隨著我國制造業的蓬勃發展，作為高端科技制造行業代表之一的數控銑床技術被越來越廣泛的應用于各個領域，如電機制造、航天技術、汽車制造、模具加工等。隨著我國數控銑床加工技術的不斷提高，各行業對高效率數控銑床加工技術的要求也越來越高。我國作為數控銑床的需求大國，為了進一步提升我國的銑床加工加工技術水平，提高其科技含量，就必須加大其科技研發力度，積極應用最新科技成果。本文就數控銑床進行了介紹，并采用實例分析的方法，對其編程過程進行了分析和研究。

參考文獻：

[1]唐磊，蔣巧玲.數控車銑加工刀具補償的實例分析[J].浙江紡織服裝職業技術學院學報，2009（02）.

[2]王軍.數控加工編程時容易出現的問題[J].機械制造，2006（6）.

[3]霍蘇萍，解金榜.數控車床加工中刀尖半徑補償的應用[J].機械工程與自動，2005（05）.

[4]沈建峰.數控銑床螺紋銑削的編程與加工[J].中國高新技術企業，2010（03）.

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一、教學設計理念

傳統教學大多側重于理論教學，忽視了實際應用，導致學生沒有實際動手能力，完全紙上談兵，無益于以后的實際應用。面對傳統教學的弊端，如何才能喚起學生自主學習的欲望，激發學生的學習興趣，提高實踐應用能力，是做好教學設計、提高課程教學質量的關鍵。

二、采用信息化教學手段的優勢

筆者在PLC技術的教學實踐中發現，采用信息化教學手段有很多優勢能激發學生的學習動力，培養學生的實踐和創新能力，可以取得良好的教學效果。主要表現在以下方面。

第一，呈現手段生動直觀。信息化教學能夠將抽象的教學內容如PLC的工作原理、軟元件與電氣繼電器的功能區別等，用信息技術手段生動直觀地表現出來，完成知識的輕松建構。

第二，學材豐富。通過多媒體教學課件、網絡資源、仿真教學軟件、數字影像技術、教學資源庫等多種形式提供更加豐富的教學資源，學生可以從多個渠道獲取豐富的學習資源。

第三，師生角色轉換。學生學習變“被動”為“自主”采用信息化教學手段后，能夠實現由“教師一言堂”到“以學生為主體”的教學方式的根本改變，教師是引導者與支持者，師生共同探討獲取知識。

第四，提高學生自主解決問題和創新的能力。通過QQ群、校園網、手機智能化功能、數字化實訓室等創客教育空間，學生在學習過程中可以相互交流、分享學習經驗。

三、教學案例解析

以下筆者將以“《用PLC控制的多種液體自動混合裝置》教學單元的信息化教學設計”為案例闡述信息化教學手段在PLC技術教學中的應用。

1.教材學情分析

教學對象為二年級機電技術應用專業的W生，具備以下三個特征：即將步入頂崗實習階段，需要我們營造一個與工作環境相貼近的學習環境；自我學習和自我監督能力差，需要老師引領和指導；面對枯燥乏味的工業設計時對抽象的程序編制缺乏興趣，視為龐大障礙。

2.教學策略及信息化手段應用分析

（1）教學策略。首先，團隊協作和良好的6S32作習慣的養成將會貫穿整個課堂。其次，采用雙線并行的、以能力為本位的項目教學法來設計訓練項目，訓練學生可遷移的綜合能力。結合項目任務報告書，監督和檢查學生的學習效果。老師帶領學生在課堂上完成兩種液體自動混合控制的端口安排、主體程序、電路連接和調試等內容的項目A，之后安排學生參照項目A做出加入正常停止和急停設計的項目B，鍛煉學生從項目A中的學習，來完成項目B的能力。知識和能力得到了遷移。用具體的工作來訓練了一般的能力。再次，運用“資訊-計劃-決策-實施-檢查-評估”六步法，充分體現以學生為主體的教學。最后，通過“四階梯”的知識要點引導，即詳細的控制要求分析、順序控制中功能圖的互動設計、步進程序的分段給出和程序修改訓練，讓學生輕松逾越障礙。

（2）教學方法及信息化手段應用分析。以上運用了興趣引導法來引出課題，用小組學習法使得團隊協作一起完成教學任務，用探究式學習法來使得學生完成控制要求的分析和歸納、控制端口的列出、控制要求改變后的分析和研究，用以能力為本位的雙線并行的項目式教學法設計項目A、B，訓練學生可遷移的綜合能力。

而視頻、圖片、多媒體教學課件、編程軟件等多種信息化教學手段的使用，有效地利用信息化技術輔助了教學。特別是通過運用仿真教學軟件進行PLC步進指令程序的編制、調試和改進，使得課堂教學突出了重點，也讓學生先在仿真環境下模擬調試，減少了后續調試設備的故障率。并且學生通過校園網機電技術應用專業教學資源庫平臺進行資料下載、學員交流、學習效果評價，查找相關知識和討論編程思路，協作式地突破課堂的難點――步進功能圖的設計以及編程思路的構成，最后還能夠信息化地評價學習效果。

在過去未進行這四種教學方法和信息化教學手段相結合的情況下，該內容需要4個課時（180分鐘）才能講授和訓練完畢，現在可縮短為3個課時（135分鐘）完成，理論與實踐一體化教學，信息化教學資源形象直觀，且“趁熱打鐵”利于學生及時地掌握和消化知識。

3.教學過程中信息化技術的運用

筆者在教學中八個地方采用了信息化技術輔助教學。

第一，課題引入部分采用情境導入法，通過播放可口可樂公司產品生產的視頻和混料罐圖片，回憶生產線參觀過程。

第二，是通過微課視頻觀看用PLC控制的多種液體自動混合裝置（實驗室模擬裝置）的運行過程，并由各學生小組根據視頻討論和歸納出控制要求。

第三，各小組根據控制要求，列出I/O分配圖和畫出硬件接線圖，教師通過多媒體教學課件引導學生按“PLC程序設計員”崗位技能標準設計步進功能圖。

第四，教師利用多媒體廣播軟件和PLC的編程軟件進行程序輸入演示。

第五，各小組利用PLC的編程軟件和教學資源庫平臺中的仿真教學軟件進行編程、調試和模擬運行的訓練。

第六，教師通過現場錄播軟件進行現場演示接線和線路測試的廣播，并引導學生在教學資源庫平臺中查找硬件接線的微課視頻以備接線過程中反復參考。

第七，教師在教學資源庫平臺中設置評價表，供學生小組對學習任務進行自評、互評等效果評價，并通過效果評價和小組總結了解學生學習的反饋。

第八，在課外教師通過微信群和QQ群對學生進行答疑解惑，提高了學生學習興趣，也拉近了師生關系。

四、教學反思

以上教學單元的信息化教學設計與實施是以“先進的信息化教育技術手段”優化了教學過程。整個課堂實踐將多媒體技術、網絡技術、編程軟件技術等現代教育技術手段融入教學過程中，使得抽象的問題直觀化、復雜的問題簡單化、動態過程可視化，有效地解決了教學中的重難點，提高了學生的學習興趣。五、小結

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1.1 多媒體技術應用和解決問題

多媒體是指用計算機交互式地綜合處理文本、圖像、圖形、動畫、音頻、視頻等多種信息，在課堂教學中可引進投影機、幻燈機、錄音機和錄像機等教學媒體。在職業教育、教學過程中，運用現代的多媒體手段與傳統的教育手段的結合，可以更有效地傳遞教學信息，達到教學目的和要求。學生在學習上更加主動體現在多媒體的交互性。信息媒體的多樣性可使原本抽象、枯燥的教學內容更加生動，從而更直觀的了解學習內容，增強了學生學習興趣，在數控教學中使用多媒體，可以極大地提高教育效果和教學水平。通常使用的多媒體設備投影儀、幻燈機和錄像機，電腦網絡教室等教學媒體。

1.2 數控仿真系統應用

（1）數控仿真技術解決的問題。現代數字控制技術與數控機床給機械制造行業帶來了巨大的變化。現在數控技術的應用非常廣泛，我院已為社會輸送了大批以數控機床編程操作為主的優秀人才。以往的上完《數控編程》課后續就是《數控綜合技能訓練》，因為本專業學生數量多，編程水平有限，往往實習時在機床上浪費大量的時間進行編程，占用了實操時間，效率低。因為初學者操作失誤還會損壞刀具和設備，造成安全事故，使實訓工作量增大、加工效率低，實訓費用高。這些問題都成了制約教學的效果。數控編程是本專業核心課，要想達到理想的教學和實踐效果，使用數控仿真作為輔助教學方法手段，能解決一次性在實訓中心的學生多，工作量大、效率低，并且學生初學操作易出錯的問題。

（2）數控加工仿真系統教學可實施性。為了迅速提高學生的編程理論水平和數控機床實際操作水平，仿真軟件應用能實現虛擬現實技術實現數控加工操作技能培訓的效果，利用它進行學習和實訓，且經濟實用。我院是從國內眾多數控加工仿真教學系統中選用的上海宇龍公司的數控仿真正版軟件。該仿真軟件可以通過真正的三維加工仿真過程使同學親身體會，并觀察仿真加工后的工件，迅速掌握數控機床的操作過程，仿真過程逼真；同學可以在一個窗口觀察程序執行仿真時，程序段、坐標值、出錯信息及工件與刀具的相對切削過程的真實顯示。為了達到的目的，我們可通過仿真軟件教學使學生在聯系編程是模擬實際機床編程操作加工，真實仿真模擬零件加工，即可大大減少昂貴的數控機床設備投入問題，有提高學生學習編程課的興趣。該仿真系統具有FANUC、華中、SIEMENS等多個數控仿真系統功能，學生通過在編程理實一體化教室操作仿真軟件，在較短的時間內就能學會操作FANUC、華中系統的數控銑、數控加工中心及數控車的編程與操作加工。

（3）數控加工仿真軟件的優越性。使用數控加工仿真軟件可以幫助更好的學習和復習《數控編程》課程、為后續課程《數控綜合技能訓練》提供基礎。

2 多媒體技術和數控仿真系統在教學中的應用教學效果

2.1 通過項目教學，提高學生學習的興趣和主觀能動性

隨著大學的擴招現階段高職的學生學習能力大幅度下降，所以學習基礎差和學習習慣不好，這樣就給教師教學帶來極大的困難。我院2008年評為示范院校以來，我系教師經過不斷的教學改革，使用多種靈活的、先進的教學方法和手段提高學生的學習興趣。通過多媒體技術和數控仿真系統結合的理實一體化教學，改進后的教學方法不僅激發了學生的好奇心和求知欲，而且增加了感知深度，培養起了學習興趣，進而提高學習效率。我們職業院校培養學生要具有過硬的操作技能，才能達到崗位能力要求，找到適合的崗位工作。我們尊重教學體系建設，滲透能力訓練，將理論知識和實踐能力有機結合。以數控仿真軟件和多媒體技術應用相結合能較為嫻熟地運用行為導向教學方法，在教學過程中真正體現學生為主體突出顯示學生動手動腦的能力，使學生從以往的被動學習變為主動學習。通過理實一體化教學，即可培養學生的的分析問題及解決問題的能力，也可大大提高了學習興趣和主觀能動性。

2.2 加強理實一體化教學，提高學生的自學能力

數控編程理實一體化教學過程中教師應重視應用多媒體技術和數控加工仿真系統來實施的理論和實踐教學效果，為發揮教師在教學中的引導作用，在教學中實施原先的一只粉筆一塊黑板的常規教學方法，改為使多媒體技術和數控仿真系統結合應用的教學手段實現互動教學。大大提高學生自學和溝通能力，發揮了多媒體和數控仿真系統在編程理實一體化教學的作用。新的教學方法使教師重點解決編程方法、簡單數控加工工藝安排方面的問題，而在數控編程理實一體化教學中，可以利用仿真系統解決解決不同系統、機床程序校驗及操作問題，加深理論教學中學過的機床選用、刀具選擇、切削用量的選擇等方面的相關知識。

2.3 運用多媒體技術和數控仿真系統，增大數控編程教學中知識的信息、容量，具有省時、省力的優勢

在數控編程課堂教學中進行知識總結和鞏固訓練等活動，傳統的教學因學時短復籠統，總結的知識不全面，學生掌握的不好。通常我們把學習的課程內容和訓練的知識通過課件的體現，在投影上播放，即加強了訓練密度，提高效率，又能減輕師生教學負擔。多媒體教學還能適應學生知識程度高低不平的問題，便于為基礎差的學生課下復習本次課程知識，進度快的同學更快的掌握本次課程知識或預習下一個學習內容，達到本課程的教學目的和要求。

2.4 科學合理安排教學內容，提高學生的就業能力

（下轉第188頁）

（上接第181頁）

在數控編程課教學過程中，我們主要教授的編程指令是企業上最常用并易學習的FANUC、華中系統的編程方法知識和數控操作加工應用，學生能很快熟練掌握、并靈活應用；等學生初步掌握編程知識后講解SIEMENS系統的常用的一些編程與操作方法，數控仿真軟件上講解不同操作面板在加工中的功能鍵使用方法。提升學生的基本編程知識，并提高學生對不同操作系統、面板的編程與數控操作能力。2.5實時考核反饋，提高學生的學習意識和自覺性。

每一次課程安排一次訓練課題，比使用理實一體的教學方法實現教學內容，使每次項目都有一個考核，具有較強的目的性。通過對學生考核評價擊破各個知識點，掌握全面編程知識，通過考核評價還可以提高學生的學習意識、學習熱情、學習自覺性和自信心；通過考核評價結果的反饋也能使教師適時的調整教學，有針對性地講解共性問題和個別問題，做到有的放矢。

2.6 提高教學效率，節約教學成本

使用多媒體技術和數控加工仿真系統結合教學法運用到數控編程教學中，即可解決授課班級多，又可解決機床少問題。教學中把引入仿真系統可避免因初學者誤操作造成價格昂貴的數控機床的損壞，增加學生在教學過程中感受仿真數控機床操作過程中如臨現場的真實感。當授課學生增多時，為了每位同學有足夠的仿真實踐機會，只需通配置大量計算機終端，可徹底解決了數控機床數量不足的難題。同學們在學習過程中即掌握數控編程課中各種編程指令知識，又能夠讓很快的熟悉和了解數控操作加工的工作過程，掌握各種數控機床的操作方法，為后續課程數控綜合技能訓練做好準備。這種理實一體的教學方法和手段使學生獨立地對數控編程知識進行學習、練習和復習，這樣在后續數控綜合技能訓練在實際機床上操作時，節約工件材料和刀具的消耗，節約了教學成本，提高了教學質量。

2.7 提高教師的教學質量和教學效果

傳統的編程課是上課時教師一味的灌輸編程知識，學生只是聽課，但做不到及時掌握編程知識。期末終期考核時，試卷中程序的繁重批閱更是讓數控教師頭昏眼花，因編程針對個人的差別性，比如：每個學生掌握知識的程度不同，有的同學會使用固定循環編程，有的同學會使用用子程序編程，造成教師批改試卷工作量達的問題。應用了多媒體技術和數控仿真系統教學以后，教學變得更加生動、具體、形象，提高了學生的學習興趣，教學效果明顯得到提高，并能自我評價或互相評價工零件的幾何形狀精度，對學生操作能力和培訓起到了極大的提高和加強作用。我們采用項目考核，每次的教學項目都可通過仿真軟件直觀看到最終工件的形狀，在屏幕觀察刀具運動軌跡和坐標變化，及時發現數控編程和工藝是否存在問題，真正達到了課程考核的效果，提高了教學質量。

3 結束語

我院在2008年開始示范院校課程建設，在數控編教學中使用多媒體技術和數控仿真系統，并在學習數控編程知識時使用理實一體化的教學方法和手段，使課堂的教學由教師的滿堂灌變成以學生為主體的教學后，既提高學生的自學能力和學習興趣，又使教學效果明顯得到提高。示范課程建設教學經驗來看，多媒體技術和數控仿真系統已成為數控編程教學中一種不可或缺的重要方法手段。

參考文獻：

[1]曾小惠，吳明華，潘鐵虹.在線數控加工仿真教學系統的實現[D].1998.

[2]王曉楠，王仲海.虛擬現實技術及其應用[Z].2002.

篇12

一、采用項目教學法代替傳統教學方法

根據數控加工與編程技術的教學特點，可將其教學內容進行項目細化。針對典型的加工方式和使用的數控機床的不同，將所有數控加工過程進行項目劃分。比如:數控銑床加工與編程，數控車床加工與編程，數控加工中心加工與編程等。每個項目都有對應的項目任務，項目重難點以及項目預期的結果等，讓學生在學習的過程中知道每一種數控加工方式不同的重難點。項目教學法的另一優點是:讓學生清楚的掌握每一個數控機床所使用的編程技術的具體方法，這些方法的使用和企業是一一對應的，學生在學校里學到的數控編程方法可以直接與企業接軌，為企業直接培養出應用技術型人才。尤其在進行了項目化教學后，對于數控機床中的不同機床所使用的交叉重點知識，學生會一目了然，避免了學生在傳統教學中，對于所使用的數控編程技術不清楚到底是用在數控車床編程技術中還是數控銑床編程技術中。

二、引進數控加工仿真教學

對于民辦應用型大學而言，由于資金不足，不能提供與學生數量相適應的實訓基地，所以應將數控加工仿真教學引入到數控加工與編程的教學中。數控仿真過程既可以讓學生感受與實際實訓操作一樣的過程，還能減少實訓成本。一般的數控加工仿真軟件有三種:宇龍數控仿真軟件、沃斯數控仿真軟件以及Vericut數控仿真軟件。這三種仿真軟件的難度系數不同，沃斯和宇龍仿真軟件主要針對階梯軸和簡單箱體類零件等簡單零件的模擬仿真。而Vericut數控仿真軟件主要是針對葉輪、泵類等復雜零件的模擬仿真［2］。針對數控仿真軟件的難度系數不同，學生可以根據自己對于理論知識的掌握程度，自主選擇學習哪一種仿真軟件來進行實踐操作。學校也應該加大實訓環節時間的柔性，有些學生可能剛開始選擇學習簡單的仿真軟件，在學習過程中對數控加工與編程過程產生興趣，想繼續學習復雜類零件的仿真軟件，學校應給予學生更多的實踐時間去學習仿真軟件。數控仿真軟件的屏幕顯示與機床操作面板一模一樣，學生可以在動態的模擬過程中體會實踐操作機床的過程，并且可以確保操作過程安全可靠［3］。

三、結論

為了使應用型民辦大學的學生更好地適應市場的需求，學生在數控加工與編程這門課程中的理論學習與實踐過程更加符合企業的人才需求，應用型大學的數控加工與編程課程的教學改革已迫在眉睫。教學改革后的課堂教學，能夠使學生對于這門課產生濃厚的興趣，對于將來在機械專業尤其是數控方面選擇就業的應用型技術人才來說無疑大有益處。

參考文獻

［1］姬旭，趙壽寬．高職數控實訓教學方案探索與實踐．［J］科技教育:2012，8:190．

篇13

1 《數控機床加工及編程》教學改革的必然性

傳統的教學是以老師為中心，主要是以課堂授課為主，項目化教學是以學生為中心，以理論與實踐相結合的方法教學。《數控機床加工及編程》是高等職業院校機電類專業的必修專業課，該課程主要是讓學生掌握數控車、銑（加工中心）的加工工藝方案的確定、程序的編制、零件的仿真及零件的加工。以項目為載體，任務為導向，能夠提高學生的學校興趣、學習熱情及學習主動性[1]。目前，全國很多高等職業院校對項目化教學進行了探索與研討，但是效果不佳。我學院在吸收了各大職業院校的豐富的經驗的基礎上，通過多年的教學改革摸索。根據我院學生特點及學院的教學條件，總結了一套適合我院校情的項目化課程改革。

2 《數控機床加工及編程》項目化課程體系的構建

2.1 《數控機床加工及編程》項目化課程標準的制定

課程標準包含課程定位、課程目標、設計思路、課程內容與框架、課程實施建議、考核標準六個部分組成。

本課程的課程標準的制定兼顧了企業和個人兩者的需求，著眼于人的全面發展，即以培養全面素質為基礎，以提高綜合職業能力為核心。理論與實際相結合，堅持“實用型”的培養目標，強化學生的實際動手能力，掌握程序編制的方法和技巧以及數控機床的操作能力。理論教學與實踐教學有機的結合起來，在理論教學中穿插實踐性教學并提出實踐中的問題。

2.2 《數控機床加工及編程》項目化課程教學設計

（a）整體教學設計。《數控機床加工及編程》整體教學設計是以機電類專業人才培養目標為依據選擇典型載體[2]，基于工作過程重構教學內容，如表1。本學習領域課程主要針對機械制造業中的數控機床操作、數控工藝員崗位，對學生進行數控編程與加工等職業能力的培養。課程設計針對數控編程、數控工藝實施、數控機床操作崗位，以多個源于企業、經過教學改造的典型零件為載體，涵蓋三種數控設備（數控車床、數控銑床/加工中心、數控線切割機床）的編程、工藝實施、機床操作，形成多個由簡單到復雜的符合教學規律的學習項目，解構了原有的理論與實踐課程體系，重構了體現加工工藝編制、數控程序編制、數控機床加工調整的工作過程性知識與技能體系的學習領域課程。并通過教學模式設計、教學方法設計、教學考核改革等，保證專業能力、方法能力和社會能力的培養[3-4]。

（b）單元教學設計。其中項目一數控車床編程及加工以6個源于企業、經過教學改造的典型零件為載體，學習數控車床的數控加工工藝分析與處理；數控車削加工工藝文件的編制；數控車削加工刀具和切削用量的選擇；數控車床的基本知識；各種常用編程指令與操作規程；數控車削編程及加工（子程序，螺紋，固定循環，復雜零件）；數控車床的操作，如表2。

（c）教學設計方案。教學設計方案是每堂課的具體實施課程，包含每堂課學生所能達到的知識目標、能力目標及素養目標和整個項目實施的過程，包含每個任務由任務描述、任務分析、相關知識、任務實施、任務評價、課后聯系。

3 總結

高等職業教育是培養高等應用型技能人才，《數控機床加工及編程》采用項目化教學，是以學生為中心，使學生能夠真正的融入到任務中去，不僅提高了學生的實踐動手能力，也提高了學生學習的興趣。通過完成每個任務學習，最終加工出各種零件，在學習中重組自己的知識結構，提高了學生了綜合知識的運用。我院通過這幾年的項目化教學，很大程度上提高了學生的學習興趣，讓強迫學變成主動學習。

參考文獻：

[1]劉江，蔣慶斌.數控機床故障診斷及維修[J].江蘇技師師范學院學報，2005（12）：34-35.

[2]甄久軍.基于項目化教學的《數控機床故障診斷及維修》課程改革與實踐.職業技術教育，2010（08）：26-28.