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[摘要]本文论述了《数控编程与操作》课程的教学现状，使用多媒体课件与数控加工仿真软件在该课程教学中进行的改革。
[关键词]多媒体 仿真软件 数控编程 机床操作 改革
随着我国数控技术的快速发展，数控机床在企业生产中被广泛应用，数控人才的需求也随之呈逐年上涨趋势。如何加快进行数控专业教学改革，为社会提供更多合格的数控专业人才，成为数控教学的当务之急。下面本人结合近几年的数控教学实践，就《数控编程与操作》的教学改革，做一些粗浅的尝试。
高职高专数控专业人才的基本要求
根据教育部高教[2000]2号文件精神，高职高专毕业生应在具备一定的基础理论知识上，掌握好实际操作能力，具备向上发展的理论基础；相对于本科及以上毕业生，高职高专毕业生的重点应侧重于实际操作能力的培养。
从社会实际需求来看，数控技术人才可分为“蓝领、灰领、金领”三个层次。“蓝领”人员在企业数控技术岗位中占70%左右，“灰领”人员占25%左右。从我校及其他高职高专历年数控专业毕业生的就业情况看，大部分毕业生是在企业从事“灰领、蓝领”的工作。
综上，高职高专数控毕业生必须具备较强的实际操作能力，才具备竞争优势。因此，在实际教学中，应加强对学生实际动手能力的培养。《数控编程与操作》是数控专业的一门重要的专业课，教好这门课也是提高我校学生素质的一项重要工作之一。
当前教学现状分析
《编程与操作》是实践性很强的一门课程，但由于诸多原因的影响，现在的教学方式大多落后于现实需要，是很多学校所而临的困境。具体表现如下：
1.专业师资严重短缺，课程学时不足
随着高校的扩招，班级及每班的人数越来越多，造成数控专业教师的不足，特别是既有理论知识又有实践知识的教师严重缺乏。同时，随着素质教育的推行，高校在教学改革时对专业课压缩，在培养目标不变的前提下，使得专业课时显得不足。
2.合适的高质量教材稀少
现有数控技术专业教材形态单一、内容陈旧、实践性差。要么是只讲指令的编程、要么是只讲操作的实训教材。现在很多企业买的是进口设备，是最新的数控系统，而书本上的内容相对陈旧。另外，教材上的系统与本校的机床设备的型号也很难匹配，使理论与实践脱节。
3.数控实训设备条件差，数量不足，且不配套
很多学校虽建立了数控实训中心，有一些数控车、铣床及加工中心设备，但在实践教学时也不可能人手一台，而对于昂贵的数控加工中心，只能给学生作“演示实验”，不能普及教学。另外，在经费有限的情况下，设备不可能时常更新，与企业发展保持同步。导致学校的实践训练与企业实际需要不一致，延长了毕业生的适应期。
4.教学模式简单
传统的理论教学方式是以教师为中心：一本教材、一块黑板、一支粉笔，老师从头说到尾。实验课是学生只需按照老师说的做出来就可以了。这样学生对学习没有兴趣与激情，学习效率不高。
教学改革的措施
为了克服以上困难，并按照现代教育心理学要求，把教学方法的多样性、灵活性作为激发学生学习积极性的方法，我们采取了以下几点改革措施：
1.教学手段的改革
采用多媒体课件教学。针对我校的具体情况，我们自己设计制作出多媒体课件。第一，在制作过程中按照大纲要求和学生容易掌握的思路，补充书本上没有的的内容和一些新的知识，使学生学习时知识系统连贯，以弥补教材不合适的缺憾；第二，带领学生用Flash制作一些编程指令和编程举例的动画设计，用视频处理软件处理一些工厂实际加工过程的图片用于辅助教学；第三，用三维动画对一些工作原理进行讲解，涉及机床、工具等知识的介绍，复杂零件的设计分析等，使这些抽象的内容变得形象、具体、逼真、准确，利于学生对知识的理解和掌握；第四，在此基础上引导学生依据被加工对象的结构特点和数控加工工艺，将编程方法进行归类划分，寻找编程规律，写出程序，再通过链接模拟软件来调试程序，自己发现问题并解决，充分发挥学生的主动性；第五，在计算机辅助编程教学中，引进企业常用的各种数控编程软件，如CAXA,pro/E等软件，充分利用数控软件系统自带的数控加工过程仿真、反向仿真、干涉检查等功能，通过改变加工路线、调整参数、编辑修改刀具路径等方式接近实际生产过程。扩大了学生的知识面，增强学生对企业的适应性；第六，观看最新的一些电教片，让学生了解一些高新的专业技术知识和该学科的发展方向，也使学生充分领略到信息技术发展所产生的魅力。所有的这些措施，使学生的学习过程变得生动形象，降低学习的难度，激发了学习兴趣，使学生的学习由被动变为主动，大大提高了课堂的教学效果，也节省了板书的时间，解决了课时不足的问题。课后把课件和模拟软件拷贝给学生，他们也能自己设计和练习，引导他们自学，也锻炼了学生自己解决实际问题的能力。
2.实践教学的改革
《数控编程与操作》是一门实践性很强的课程。为了达到对本课程的要求，必须建立本课程独立的实践教学体系，即数控机床结构及编程实验──数控机床操作实训──综合实践训练──巩固与提高训练，这种将“教、学、做”合一的教学模式有助于学生主动地完成知识的建构。
（1）实验。主要开设数控机床结构实验，使学生了解数控机床的机械结构与工作原理以及与普通机床的区别；同时开设数控编程的实验，包括①手工编程：每人一台计算机及配套模拟软件和零件图完成数控车床、铣床编程训练。每个人在模拟软件里编程调试，通过运行程序得到刀具运行轨迹，来验证所编程序的正确性，不用老师批改也能发现问题。通过练习逐步理解编程指令的作用，熟悉编程方法，积累在数控工艺、程序编写方面的技巧，使编程的质量和速度得到不断提高。②自动编程：每人一台计算机及pro/E软件，完成复杂形状零件自动编程训练，实现从产品设计造型，到制造工艺设计、加工参数的设置、自动编程等全过程，可实现复杂零件的数控编程锻炼。
（2）数控机床操作实训。①机床操作的早期训练：每人一台计算机及配套的数控加工仿真软件，熟悉操作面板的布局、功能和数控加工的工作过程。现在的仿真软件具有当前企业里常用的数控系统，兼加工中心、数控车床和数控铣床的各项功能，有利于学生区分各种数控系统的差别和特点；在画面上的操作面板的布局和功能也和真实机床没有太大的区别，有利于熟悉各种数控操作系统的软硬件界面。仿真软件在程序错误诊断上与真正机床没有区别，还具备机床撞刀检验、对刀和加工仿真能力，除了不能形成真正的零件，没有操作按钮手感和不能体现切削用量的作用外，几乎与实际操作机床没有太大的不同，还能随着软件的升级改变新的数控系统。同时，最大的好处是操作不当有报警提示，不会出现危险。通过仿真练训，每个学生都有机会自己动手练习，把实际的操作过程形象地、连贯地、趣味性地表现出来，便于学生理解与认识，能更快地熟悉和了解数控加工的工作过程，掌握每种数控机床的基本操作。这样提高了学生的学习兴趣，增强实训的综合性、创新胜与前瞻性，以此提高训练水平，减少课时数，也可解决数控实训设备条件差，数量不足，且不配套的困难。②机床操作的后期训练：在数控实训中心真正的数控机床、加工中心上，对学生进行数控车床、铣床和加工中心实际操作训练，练习程序输入、刀具参数设置、机床调整和机床维护知识，使学生能够操作数控机床并加工出合格零件，培养学生操作机床的基本技能。在此阶段教师应重点强调，切削用量、数控刀具的选用、零件的装夹方法等技巧，弥补数控加工仿真系统教学的缺陷。因为如果这些内容选择不当，在实际加工中可能会出现打刀或影响实际零件的加工质量、降低生产效率等问题。
（3）综合实践训练。用CAD/CAM软件设计一个零件，零件要求中等复杂程度并具有实际编程时能遇到的各种指令，然后独立编制加工程序，用通讯方式把电脑上的程序传入数控机床，并用塑料在机床上加工出来。在此过程中，学习综合应用分析零件结构、制订工艺过程、工艺路线，选择数控机床、刀具、夹具等，编制加工程序，机床操作等知识，培养学生综合运用所学理论知识解决实际问题的能力。也为学生进入企业实习前进行安全、质量、技术等方面的综合性训练，以增强对企业的适应性，有利于学生就业。
（4）巩固与提高训练。通过数控实训，获取数控加工实践技能并更好地理解、学习和掌握理论课程，同时为进一步取得职业资格证书打好了基础，为此，对特别有兴趣的同学，我们开办了数控工艺员和pre/E培训班，鼓励他们能够拿到一个或多个职业资格证书，以增强我校学生就业竞争力。
效果总结
这些改革措施已用于我校机械系3届学生的理论和实践教学中，使用效果很好，学生的学习兴趣明显提高，大多数能主动思考，提出了很多加工中的实际问题。毕业生也得到用人单位的好评。不仅如此，我校在2006年河南省组织的全国数控大赛选拔赛中获得学生组车工第四名和学校突出贡献奖，填补了我校该类项目在省级以上比赛未获奖的空白。通过实践证明，这些改革措施，既克服了学校的困境又使我校能不断提高，跟上科学技术发展的步伐，同时提高了教学效率和教学质量，为企业提供更多合适的人才。
参考文献：
[1]关于数控人才需求与数控职业教育教学改革的调研报告机械工业教育发展中心中国职业技术教育200417.
[2]高职数控机床编程与操作课程改革喻步贤杨波职教通讯2004.10.
[3]数控实训教学中教学模式的探讨肖爱武中国现代教育装备2006年第10期.
[4]数控编程实训教学手段的创新与实践王燕平郑州工业高等专科学校学报2002年3月.
[5]浅谈仿真软件在数控教学中的作用陈少平浙大数控教育网.
[6]高职《数控编程》课程改革的几点建议王建平深圳市新世纪技工学校网.
作者单位：洛阳理工学院机械系河南洛阳
[关键词]多媒体 仿真软件 数控编程 机床操作 改革
随着我国数控技术的快速发展，数控机床在企业生产中被广泛应用，数控人才的需求也随之呈逐年上涨趋势。如何加快进行数控专业教学改革，为社会提供更多合格的数控专业人才，成为数控教学的当务之急。下面本人结合近几年的数控教学实践，就《数控编程与操作》的教学改革，做一些粗浅的尝试。
高职高专数控专业人才的基本要求
根据教育部高教[2000]2号文件精神，高职高专毕业生应在具备一定的基础理论知识上，掌握好实际操作能力，具备向上发展的理论基础；相对于本科及以上毕业生，高职高专毕业生的重点应侧重于实际操作能力的培养。
从社会实际需求来看，数控技术人才可分为“蓝领、灰领、金领”三个层次。“蓝领”人员在企业数控技术岗位中占70%左右，“灰领”人员占25%左右。从我校及其他高职高专历年数控专业毕业生的就业情况看，大部分毕业生是在企业从事“灰领、蓝领”的工作。
综上，高职高专数控毕业生必须具备较强的实际操作能力，才具备竞争优势。因此，在实际教学中，应加强对学生实际动手能力的培养。《数控编程与操作》是数控专业的一门重要的专业课，教好这门课也是提高我校学生素质的一项重要工作之一。
当前教学现状分析
《编程与操作》是实践性很强的一门课程，但由于诸多原因的影响，现在的教学方式大多落后于现实需要，是很多学校所而临的困境。具体表现如下：
1.专业师资严重短缺，课程学时不足
随着高校的扩招，班级及每班的人数越来越多，造成数控专业教师的不足，特别是既有理论知识又有实践知识的教师严重缺乏。同时，随着素质教育的推行，高校在教学改革时对专业课压缩，在培养目标不变的前提下，使得专业课时显得不足。
2.合适的高质量教材稀少
现有数控技术专业教材形态单一、内容陈旧、实践性差。要么是只讲指令的编程、要么是只讲操作的实训教材。现在很多企业买的是进口设备，是最新的数控系统，而书本上的内容相对陈旧。另外，教材上的系统与本校的机床设备的型号也很难匹配，使理论与实践脱节。
3.数控实训设备条件差，数量不足，且不配套
很多学校虽建立了数控实训中心，有一些数控车、铣床及加工中心设备，但在实践教学时也不可能人手一台，而对于昂贵的数控加工中心，只能给学生作“演示实验”，不能普及教学。另外，在经费有限的情况下，设备不可能时常更新，与企业发展保持同步。导致学校的实践训练与企业实际需要不一致，延长了毕业生的适应期。
4.教学模式简单
传统的理论教学方式是以教师为中心：一本教材、一块黑板、一支粉笔，老师从头说到尾。实验课是学生只需按照老师说的做出来就可以了。这样学生对学习没有兴趣与激情，学习效率不高。
教学改革的措施
为了克服以上困难，并按照现代教育心理学要求，把教学方法的多样性、灵活性作为激发学生学习积极性的方法，我们采取了以下几点改革措施：
1.教学手段的改革
采用多媒体课件教学。针对我校的具体情况，我们自己设计制作出多媒体课件。第一，在制作过程中按照大纲要求和学生容易掌握的思路，补充书本上没有的的内容和一些新的知识，使学生学习时知识系统连贯，以弥补教材不合适的缺憾；第二，带领学生用Flash制作一些编程指令和编程举例的动画设计，用视频处理软件处理一些工厂实际加工过程的图片用于辅助教学；第三，用三维动画对一些工作原理进行讲解，涉及机床、工具等知识的介绍，复杂零件的设计分析等，使这些抽象的内容变得形象、具体、逼真、准确，利于学生对知识的理解和掌握；第四，在此基础上引导学生依据被加工对象的结构特点和数控加工工艺，将编程方法进行归类划分，寻找编程规律，写出程序，再通过链接模拟软件来调试程序，自己发现问题并解决，充分发挥学生的主动性；第五，在计算机辅助编程教学中，引进企业常用的各种数控编程软件，如CAXA,pro/E等软件，充分利用数控软件系统自带的数控加工过程仿真、反向仿真、干涉检查等功能，通过改变加工路线、调整参数、编辑修改刀具路径等方式接近实际生产过程。扩大了学生的知识面，增强学生对企业的适应性；第六，观看最新的一些电教片，让学生了解一些高新的专业技术知识和该学科的发展方向，也使学生充分领略到信息技术发展所产生的魅力。所有的这些措施，使学生的学习过程变得生动形象，降低学习的难度，激发了学习兴趣，使学生的学习由被动变为主动，大大提高了课堂的教学效果，也节省了板书的时间，解决了课时不足的问题。课后把课件和模拟软件拷贝给学生，他们也能自己设计和练习，引导他们自学，也锻炼了学生自己解决实际问题的能力。
2.实践教学的改革
《数控编程与操作》是一门实践性很强的课程。为了达到对本课程的要求，必须建立本课程独立的实践教学体系，即数控机床结构及编程实验──数控机床操作实训──综合实践训练──巩固与提高训练，这种将“教、学、做”合一的教学模式有助于学生主动地完成知识的建构。
（1）实验。主要开设数控机床结构实验，使学生了解数控机床的机械结构与工作原理以及与普通机床的区别；同时开设数控编程的实验，包括①手工编程：每人一台计算机及配套模拟软件和零件图完成数控车床、铣床编程训练。每个人在模拟软件里编程调试，通过运行程序得到刀具运行轨迹，来验证所编程序的正确性，不用老师批改也能发现问题。通过练习逐步理解编程指令的作用，熟悉编程方法，积累在数控工艺、程序编写方面的技巧，使编程的质量和速度得到不断提高。②自动编程：每人一台计算机及pro/E软件，完成复杂形状零件自动编程训练，实现从产品设计造型，到制造工艺设计、加工参数的设置、自动编程等全过程，可实现复杂零件的数控编程锻炼。
（2）数控机床操作实训。①机床操作的早期训练：每人一台计算机及配套的数控加工仿真软件，熟悉操作面板的布局、功能和数控加工的工作过程。现在的仿真软件具有当前企业里常用的数控系统，兼加工中心、数控车床和数控铣床的各项功能，有利于学生区分各种数控系统的差别和特点；在画面上的操作面板的布局和功能也和真实机床没有太大的区别，有利于熟悉各种数控操作系统的软硬件界面。仿真软件在程序错误诊断上与真正机床没有区别，还具备机床撞刀检验、对刀和加工仿真能力，除了不能形成真正的零件，没有操作按钮手感和不能体现切削用量的作用外，几乎与实际操作机床没有太大的不同，还能随着软件的升级改变新的数控系统。同时，最大的好处是操作不当有报警提示，不会出现危险。通过仿真练训，每个学生都有机会自己动手练习，把实际的操作过程形象地、连贯地、趣味性地表现出来，便于学生理解与认识，能更快地熟悉和了解数控加工的工作过程，掌握每种数控机床的基本操作。这样提高了学生的学习兴趣，增强实训的综合性、创新胜与前瞻性，以此提高训练水平，减少课时数，也可解决数控实训设备条件差，数量不足，且不配套的困难。②机床操作的后期训练：在数控实训中心真正的数控机床、加工中心上，对学生进行数控车床、铣床和加工中心实际操作训练，练习程序输入、刀具参数设置、机床调整和机床维护知识，使学生能够操作数控机床并加工出合格零件，培养学生操作机床的基本技能。在此阶段教师应重点强调，切削用量、数控刀具的选用、零件的装夹方法等技巧，弥补数控加工仿真系统教学的缺陷。因为如果这些内容选择不当，在实际加工中可能会出现打刀或影响实际零件的加工质量、降低生产效率等问题。
（3）综合实践训练。用CAD/CAM软件设计一个零件，零件要求中等复杂程度并具有实际编程时能遇到的各种指令，然后独立编制加工程序，用通讯方式把电脑上的程序传入数控机床，并用塑料在机床上加工出来。在此过程中，学习综合应用分析零件结构、制订工艺过程、工艺路线，选择数控机床、刀具、夹具等，编制加工程序，机床操作等知识，培养学生综合运用所学理论知识解决实际问题的能力。也为学生进入企业实习前进行安全、质量、技术等方面的综合性训练，以增强对企业的适应性，有利于学生就业。
（4）巩固与提高训练。通过数控实训，获取数控加工实践技能并更好地理解、学习和掌握理论课程，同时为进一步取得职业资格证书打好了基础，为此，对特别有兴趣的同学，我们开办了数控工艺员和pre/E培训班，鼓励他们能够拿到一个或多个职业资格证书，以增强我校学生就业竞争力。
效果总结
这些改革措施已用于我校机械系3届学生的理论和实践教学中，使用效果很好，学生的学习兴趣明显提高，大多数能主动思考，提出了很多加工中的实际问题。毕业生也得到用人单位的好评。不仅如此，我校在2006年河南省组织的全国数控大赛选拔赛中获得学生组车工第四名和学校突出贡献奖，填补了我校该类项目在省级以上比赛未获奖的空白。通过实践证明，这些改革措施，既克服了学校的困境又使我校能不断提高，跟上科学技术发展的步伐，同时提高了教学效率和教学质量，为企业提供更多合适的人才。
参考文献：
[1]关于数控人才需求与数控职业教育教学改革的调研报告机械工业教育发展中心中国职业技术教育200417.
[2]高职数控机床编程与操作课程改革喻步贤杨波职教通讯2004.10.
[3]数控实训教学中教学模式的探讨肖爱武中国现代教育装备2006年第10期.
[4]数控编程实训教学手段的创新与实践王燕平郑州工业高等专科学校学报2002年3月.
[5]浅谈仿真软件在数控教学中的作用陈少平浙大数控教育网.
[6]高职《数控编程》课程改革的几点建议王建平深圳市新世纪技工学校网.
作者单位：洛阳理工学院机械系河南洛阳