数控技术教学方法改革研究与实践

摘 要：为解决数控编程教学过程中学生对编程的兴趣不高。知识点掌握不牢的问题，提出了借助仿真软件教学，用仿真软件做作业并网络提交的方法，通过该方法的实施，学生既掌握了数控编程知识又提高了对数控技术的学习兴趣。

关键词：数控编程 仿真 教学改革

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）02（c）-0190-02

《数控技术》是郑州科技学院机械设计制造及其自动化专业的一门专业必修课，数控编程是本课程的难点，该课程的学习目标之一是学生通过该门课程学习达到掌握手工编程与自动编程的能力。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，让学生对编程产生兴趣，掌握编程知识，适应社会对机械制造类专业人才的需求，数控编程教学方式改革势在必行[1]。

1 数控编程教学现状

目前，学院机械设计制造及其自动化专业的数控技术教学是在第六学期进行，总学时48学时，理论教学44学时，实践教学4学时，授课学生数近500人，采用多媒体教学实行大班授课，每班学生120名左右。面对100多人的大班上课，让每位学生在短短的45 min掌握所讲知识，达到理想的教学效果是非常困难的。4学时的数控仿真实践教学也很难让学生达到熟练掌握数控车、铣软件操作及其各种编程指令的练习，为此，提出了借助数控仿真软件让学生练习的方法，以达到掌握编程指令的目的。

2 教学实施

为使学生能更好地学习数控编程知识，达到学习要求，提出了借助仿真件实现“课堂教学”、“互联网+作业”、“实验室加工”三步循序递进的教学方式。

2.1 课堂教学

课堂教学采用多媒体授课，在应用多媒体课件授课时，避免板书内容的直接转移和教学内容的简单堆砌，重点放在传统教学模式无法形象化的知识点上[2]。授课过程中先用10～15 min时间把指令详解清楚，然后结合仿真软件进行指令练习操作。程序加载到软件后加工轨迹能清晰显示出来，在运行程序时，选择单段运行，讲解一段运行一段，学生可以很直观的了解加工过程以及程序指令的用法。其中，数控车床指令中，G02/G03圆弧指令，G71/G72粗车复合循环指令以及G94固定循环指令，数控铣床中，G02/G03圆弧指令，缩放、旋转、镜像指令，学生不易理解，应多结合例题细讲，另外，操作过程中把软件使用讲解清楚。

结合软件讲解指令用法一般需要15～20 min，最后剩余10～15 min让学生做一道相关练习题，了解学生掌握情况。在学生做习题期间，老师可以走下讲台，查看学生做题情况以及辅导个别没完全掌握指令的同学。老师通过走下讲台能及时了解学生哪些部分掌握了，哪些部分没掌握，回到讲台及时讲解，及时纠正，提高授课效果。

2.2 互联网+作业

充分运用互联网平台，改变传统的纸质版上交作业，采用网络提交。学生根据布置的作业可以去图书馆或者自己宿舍进行做题，在计算机上用仿真软件自己编写程序，调试程序，虚拟仿真，将整个过程按要求截图，放入Word文档中，以学号名字形式命名保存，提交到指定的邮箱里。学生在虚拟仿真过程中，如果遇到问题，可以截图通过网络与老师沟通。

学生作业分为两部分，必做+选做，必做题强调基础练习，每个学生都要提交，选做题是针对那些课余时间多，对数控编程感兴趣的学生选做的，对于选做题得分，也量化到平时成绩中，用以激励学生学习。

学生作业题无论必做还是选做，既要考虑指令运用，又要考虑激发学生的学习兴趣，像数控车床指令，用G71粗车复合循环指令加工一个毛坯直径Φ45mm葫芦，学生对于葫芦加工自然非常感兴趣，并且改变程序中的一个数值，葫芦的形状就可以改变，又加深了对指令的理解。

数控铣床指令中G00/G01指令让学生根据自己的名字或者名字的拼音在一个毛坯件上虚拟仿真出来，这种独一无二的作业学生自然非常感兴趣，会很认真去做，G02/G03圆弧指令可以给学生发一些电子图案，学生打印出来或者用CAD描绘出来，建立坐标系，找坐标，编写程序仿真，图案非常吸引学生，学生很愿意去做。

2.3 实验室加工

学院建立有数控实验室，感兴趣的学生可以申请进行零件加工，学生根据零件图编写程序，虚拟仿真，经老师审核修改后，就可以联系实验室准备毛坯料，为延长机床刀具寿命，也让更多的学生便于练习，毛坯料选用塑料件，车床毛坯料直径有30 mm，40 mm，50 mm圆棒料，铣床有200×200×40 mm毛坯料，学生通过零件加工，既能掌握编程能力又能达到操作机床的能力。

3 成立数控学习兴趣小组

在教学过程中，发现对数控编程感兴趣的同学，根据他们的特点进行分组，组成学习兴趣小组，鼓励他们课余时间学习UG、PRO/E三维软件，以及数控自动编程。激发他们的想象力，用三维软件进行创意设计、数控自动编程，再申请在院实习工厂加工出来。

4 铣床编程实例

以铣床指令G02/G03编程作业为例，作业形式：发给学生每人一份图片，如图1，自己找坐标编写程序进行仿真，做题步骤如下：

（1）将图片以一定比例插入到CAD中，用直线，圆弧命令描绘。

（2）建立坐标系，找出图形中的所需的坐标。

（3）进行编程，并加载到仿真软件中，进行虚拟加工[3]。

（4）将word以学号、名字命名提交到指定邮箱。

5 结语

分析了数控教学的现状，提出了借助仿真软件授课，网络提交作业的教学方式，授课过程中发现学生的学习兴趣比往届要高，课堂气氛更好，学生积极回答问题的人数普遍增加；作业的质量非常高，作业的灵活性，既激发了学生的学习兴趣也防止了作业的抄袭；学习兴趣小组的成立，既锻炼了学生零件的编程能力，又使学生掌握了操作数控机床的能力。

参考文献

[1] 孙芹.论数控机床编程课程的教学改革[J].教育与职业，2013（18）：127-128.

[2] 韩振宇，富宏亚，等.“数控技术”课程教学改革的探讨与实践[J].中国大学教学，2012（7）：41-42.

[3] 韩彦勇，于惠力，等.应用型本科数控课程实践教学的研究与实践[J].实验室科学，2013（4）：119-123.