数控加工课程信息化教学组织探讨

【摘 要】 本文充分运用信息化技术手段合理组织数控零件加工课程的一体化教学实施，有效突破课程的重点、难点，提高学生的学习效果，培养学生的综合技能。该方法对相关课程的教学提供了一定的参考价值。

【关键词】 信息化 数控加工 教学实施

1 概述

《零件的数控加工》是数控技术专业的核心课程之一，具有很强的实践性、职业性和实用性。课程前期学生已学习机械制图与CAD、机械加工工艺编制、钳工实训、普通车床铣床实训，后期还将学习复杂零件数控编程、机械加工质量控制及数控实训课程。课程的核心工作岗位：数控编程员、数控机床操作工、数控加工工艺设计实施人员。

课程教学主要内容：（1）学会正确设计零件的数控加工工艺；（2）学会数控机床加工的编程指令与零件加工程序编制；（3）学会各种数控机床的操作方法与程序输入加工出合格零件。

课程教学内容的选取依托岗位职业要求，注重岗位化能力培养，选取实际典型加工案例，依据学生学习规律进行了教学化改造。按照有简到难，由单一到综合的顺序设计典型工作项目，以工作任务承载教学内容。课程设置4个典型工作项目培养学生数控加工能力。

2 项目驱动信息化教学组织

教学组织以工作项目4-综合轴类零件加工的子任务-带内孔轴类零件（图1）的加工为例。[1][2][3][4][5]

2.1 本次教学目标分为知识目标、技能目标和职业素质目标

知识目标包括：（1）掌握简单固定循环指令的格式；（2）熟练运用G70、G71、G72编写零件的加工程序；（3）掌握数控车床的对刀方法。

技能目标包括：（1）了解数控机床的工作流程；（2）会阶梯轴零件的数控工艺分析、程序编制、刀具的选用。（3）会数控车床的操作。

通用能力和职业素质目标包括：（1）培养学生信息处理能力；（2）培养学生的科学思维能力；（3）培养学生安全意识、质量意识、环保意识；（4）培养学生良好的职业道德等关键能力。

2.2 教学方法

教学以核心职业能力培养为主线。以学生为主体，实施基于工作过程的“教、学、做”一体化和“任务驱动，项目导向”的教学模式。加工任务的实施按照数控加工工作流程，运用六步法组织教学。数控加工的工作流程通常为：分析加工零件图纸；制定数控加工工艺方案；编制数控加工程序；输入程序操作加工；合格零件的加工完成。与数控加工过程相对应，设计教学流程为资讯、计划、决策、实施、检查，最后进行学习评价。

本次课程教学的重点是：（1）G70、G71、G72固定循环指令的格式；（2）运用G71等固定循环指令的程序编写；（3）数控模拟系统的操作方法；（4）数控车床的对刀方法。

教学难点是：（1）G70、G71、G72固定循环指令的程序编写；（2）数控车床的对刀方法；（3）走刀路径规划。

重点难点的解决方法：（1）充分利用采用网络教室、虚拟仿真软件、视频、动画等信息技术教学；（2）加强教学中的辅导和答疑；（3）按照岗位要求，学生团队合作。组内讨论、组间互学，取长补短。（4）精心设计教学环节，评价总结工作过程和成果，提高综合能力；（5）充分利用网络教学资源，巩固难点和重点；（6）利用数控实训进行实作与论证，加深理解。

2.3 教学过程

教学以学生为主体，教师辅助，采用六步法组织实施。

（1）资讯阶段：借助网络教学软件（图2），运用网络化的传输方式下发零件图纸、加工任务书（图3）等资料。学生根据下发的图纸等资料，查阅分析相关信息，教师引导学生收集分析相关加工资料，达到该阶段的教学目标。

（2）计划阶段：利用多媒体CAD/CAM信息化实训室，结合零件加工实际，组织学生分组讨论资讯信息，下发工艺卡（图4）、工序卡（图5）、车削加工项目报告书（图6）、刀具卡等电子文档及样本，合理组织信息化课堂（图7），引导学生制定加工工艺及加工操作方案。

（3）决策阶段；学生通过网络提交小组的工序卡、工步卡、刀具卡等机械加工工艺资料（图8）以及编制的数控加工程序（图9），提高学生的加工分析水平和文字信息处理能力。

（4）实施阶段：

运用信息化虚拟加工平台-宇龙数控加工仿真系统（图10）进行零件加工。该仿真系统可进行程序的编辑和虚拟加工；帮助学生进行实际操作加工前的准备，了解实际操作加工规范，学会数控车床对刀操作，同时可了解不同数控设备及编程要求。

仿真演示数控加工仿真符合工程实际，仿真从毛坯的选择装夹、刀具量具的选择、程序的编写与输入、数控机床的正确操作。如在加工中发生加工故障，会有故障信息提示。学生通过检查加工程序和操作，分析故障。学生通过故障的处理，加深理编程知识和操作技能。

教学依托网络教学实训室，虚拟仿真软件的基础上，充分利用多媒体技术解决难点重点知识，帮助学生学习。主要有编程手册、图形图片资料、G71、G72动画，数控车床对刀视频等。

（5）检测阶段：以加工零件为依据，运用软件测量工具进行质量检查，填写质量分析报告（图11）、机床操作故障单（图12），帮助学生树立质量意识，提高数控车床设备操作水平。

（6）学习评价阶段：依据整个学习过程及加工零件，进行成果评价、自我评价、小组互评和教师评价，填写学习评价表（图13），总结学习过程，进行成果展示。为便于知识的学习、巩固，课后学生可充分利用学校的教学资源平台进行自主学习。教学平台依据专业分类，核心课程提高了习题集、视频库、企业案例集、技术资源网站（图14）等资源。

2.4 教学效果

经过几轮的教学实践，通过一体化教学，学生主体作用凸显，操作技能明显增强，职业素养明显提高。后续的数控实训奠定了坚实的基础，几次参加北京市的数控大赛都取得了好成绩。

3 结语

课程教学环节中采用教、学、做一体化的教学模式，以学生自主学习为主、教师辅助学生完成加工任务。教学中充分利用信息化教学资源：一体化的信息教学实训室；虚拟仿真加工设备教学软件；课后自主学习的网络教学平台和技术网站；各种文字手册、图片、动画、视频资料。信息化技术在课程中的综合应用，极大的激发了学生的学习兴趣，取得了优异的教学效果。

参考文献：

[1]刘雄伟.数控机床操作与编程培训教程.北京：机械工业出版社，2001.

[2]蒋建强.数控加工技术与实训.北京：电子工业出版社，2004.

[3]赵燕伟.现代数控技术.杭州：浙江科学技术出版社，2004.

[4]周虹.数控加工工艺设计与程序编制.北京：人民邮电出版社，2009.

[5]霍苏萍.数控加工编程与操作.北京：人民邮电出版社，2012.