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摘 要 如今许多高等院校都开设有数控技术类课程,在进行课程教学时,教师应注重培养学生的应用技能以适应机械制造行业对数控技术人才的需求.在教学过程中,充分利用多媒体教学的优势,通过理论联系实际的启发式教学方法,充分调动学生学习的主动性,并结合仿真软件操作和实训教学,使学生真正掌握这门技能.
关 键 词 数控技术 教学 技能
中图分类号：G424 文献标识码：A
目前,数控技术在机械制造领域的应用越来越广泛,数控机床已逐渐成为现代机械制造领域的主流设备,为适应社会对数控技术人才的需求,许多高校都开设有与数控技术相关的课程.该课程是一门实用性很强的课程,通过学习使学生了解和认识数控机床的结构及工作原理,掌握典型零件的加工工艺分析及加工程序的编写,学会数控机床的基本操作.在整个教学过程中,侧重学生应用能力的培养,充分调动学生学习的积极性和主动性,鼓励学生在学习过程中勤思考多练习,通过教师讲解的例子能够举一反三.
1.充分发挥多媒体教学的优势
将多媒体应用于数控教学,一方面可以使原本枯燥无味的课堂,因多媒体的作用,变得生动、易懂、明了,另一方面弥补学校教学设施和教学成本有限的不足,使本应在生产车间进行的现场教学可以在教室完成,化抽象为具体.通过多媒体教学,不但起到事半功倍的效果,而且有利于提高学生的学习兴趣和分析、解决问题的能力,大大提高了教学效率和质量.例如在讲授数控机床结构章节中的滚珠丝杆螺母副的循环方式时,比较好的方法是能够让学生进行滚珠丝杠螺母副的拆装,但由于受到学校教学条件的局限而无法实现.若在教学时教师只借助图片用语言描述整个运动过程,学生难以理解,但通过多媒体向学生展示整个运动过程的动画,学生很容易形成感性认识,教师只需进行简单讲解,学生就很容易了解整个运动副的传动方式了.在讲授加工中心的换刀方式时,也可以通过视频演示的方式让学生观看换刀过程.此外,在讲授编程指令时,特别是循环加工指令,学生很难想象出走刀轨迹,通过多媒体可以将整个走刀过程呈现在学生面前,加深学生对指令的理解和掌握.
2.采用理论联系实际的启发式教学
大学课堂除了向学生讲授专业知识外,更重要的一点是让学生掌握学习的方法,因此,启发式教学显得尤其重要.在课堂教学中,采用启发式教学方式可以使学生在教师的启发引导下,自觉地获得知识,学会自己思考问题解决问题.因此,教师应在教学中采用启发式教学方式,对学生进行有针对性的指导,并让他们自己去思考去探索,提高学习的主动性.
在讲授刀具长度补偿的有关内容时,对于正补偿、负补偿指令及编程格式这些最基本的内容学生一般都能够很快理解,但是在零件加工中学生并不知道如何利用刀具长度补偿解决实际问题.在讲授这部分内容时,教师可以从一个钻头钻孔的例子出发,引导学生思考如果钻头磨损变短了,加工的孔深度会变浅,如果能让钻头在给定坐标值的位置向下多运动一段距离那么加工的孔就可以满足要求了,然后再结合具体的尺寸让学生思考如何根据程序中的指令设定补偿存储器中的补偿值.通过这个简单易懂的例子再继续引导学生思考,在加工中心中每把刀的长度都不一样,那么在对刀时我们是否可以使用刀具长度补偿,然后通过一系列提示引导学生自己思考解决问题的方法.通过讲授这两个典型的应用,学生能够很好地掌握长度补偿的内涵,而不是仅仅停留在理解概念表面的含义.
教师在教学中应尽可能联系实际,讲解知识点在实际生产中的应用,使学生能够切身感受到所学知识的重要性,而且通过实例可以加深学生对知识点的理解.教学时采用启发式教学,在培养学生学习能力的同时,也能让学生提高学习的自信心.
3.充分调动学生学习的积极性和主动性
要充分调动学生学习的积极性和主动性,由被动学习转变为主动学习,首先必须培养学生对课程学习的兴趣.上好第一次课是培养学生学习兴趣的关键,第一次课的首要任务就是要充分调动学生的学习兴趣,在刚开始上课时,先给学生播放几段数控加工视频,包括常用典型零件加工和复杂曲面加工等,尤其是目前世界领先的数控加工中心.通过观看视频,一方面使学生了解数控加工的过程,令一方面也可以激发学生对课程学习的兴趣.
看完加工视频后,教师与学生以讨论的方式谈谈看过数控机床加工零件后的感受,并让学生结合金工实习时操作普通机床的体会,比较数控机床与普通机床加工的区别.接着,让学生谈谈在金工实习时觉得最难加工的零件或表面及其感觉困难的原因.当有学生提到车削加工球面或圆弧时,可以通过数控仿真软件,向学生演示如果利用数控机床加工由多段过渡圆弧组成的表面,并且告诉学生如果学习了数控编程,通过多行指令就可以加工带有圆弧的表面,比使用普通机床加工要简单方便许多,而且加工的圆弧可以达到很高的精度要求.并且让学生了解到,通过这门课程的学习,刚才使用仿真软件加工的零件程序都是大家能够编写完成的.采用这种方式进行教学,比单纯向学生讲解这门课程的重要性效果要好,而且还可以增加学生学习的自信心.
4.利用数控仿真软件训练学生编程能力
学生在初学数控编程时,编写的程序都会存在一些问题,若直接到机床上验证,可能会出现事故,若程序不经过验证,仅仅只是通过教师指出程序中问题所在,那么学习的效果就不好.借助数控仿真软件,一方面可以让学生对自己编写的程序的正确与否进行验证,对于存在问题的程序,通过单步运行的方式,观察每一步的走刀路线,在教师的引导下让学生自己思考出现的问题,对程序段进行修改；另一方面通过仿真可以模拟加工出工件,让学生在学习过程中体验到加工过程,而且完成一个程序的编写,加工出所要求的零件也可以让学生产生成就感,增强学习的兴趣.
课程中所有编程作业,均要求学生在仿真软件上模拟加工,只有这样才能真正达到训练的目的.通过模拟加工,找出程序中出现的问题,并给予解决,才能真正掌握数控编程的方法.此外,对培养学生分析问题解决问题的能力也有很好的促进作用.
5.通过数控实训教学掌握机床操作
数控技术作为一门技术应用类课程,教师在教学时必须联系实际加工向学生讲授知识点的应用,通过理论教学、上机仿真模拟教学和实践实训教学相结合的方式,使用启发式的教学方法,在教学过程中充分调动学生学习的积极性和主动性,侧重培养学生的动手能力和独立思考解决实际问题的能力,才能够让学生真正掌握这门技能.