基于项目激励的数控实训教学的实践与探索

摘 要：技工院校数控专业的实训教学是数控实践教育体系中重要的一个环节，教学效果的好坏直接关系到学生实际操作的技能的高低，并影响学生毕业后的职业技能素养。本文介绍了如何通过项目激励的形式，把项目分为兴趣项目、核心项目和仿真项目，在实践教学中强化操作、分组教学和虚拟仿真加工。教学实践证明，采用基于项目激励的教学方法，适时地加以分阶段、分层、分组进行数控实训教学，教学效果明显。

关键词：项目激励 数控车削实训教学 实践与探索

一、问题提出

数控技术是20世纪中期才发展起来的一门综合性学科，它集微电子、信息处理、自动检测、自动控制及机械制造等高新技术于一体。当前的机械制造业已经实现数控化，为了适应市场对人才的需求，技工院校设立了数控专业，以培养数控技能型人才，而数控技能型人才必须在实践操作及数控技术应用方面具有非常强的动手操作能力。《数控车削加工》作为一门基础学科，首先应在技工院校中受到重视，对如何提高其教学效果进行实践与探索，以期相互学习、共同进步。

“如何提高教学效果”也可以理解为“如何有效地教学”。所谓“有效”，是指通过教师在一段时间的教学之后，学生能获得的具体的进步或发展。教师遵循教学活动的客观规律，以尽量少的时间、精力和物力投入，取得尽可能好的教学效果。

笔者进行了多年的教学实践与探索，尝试在原来的基础上用不同的教学方法进行数控车削教学的改革与研究，记录其中的差异，并通过测验、技能鉴定考试和职业技能竞赛等总结归纳教学经验，得出相应的改进结论，提高学生的综合操作能力。

二、实践与探索

1.兴趣项目，操作先行

（1）先做后教，体验成功。数控车床的操作有固定的程序和功能，相比于理论知识，操作相对简单。所以，对于数控车床而言，操作先行是可行的一种教学方法。而操作先行，项目的选择至关重要，要激励学生在项目的实施中参与创造实践活动，学生在项目实践过程中，能够体验创新的艰辛与乐趣，能够培养学生团队精神和合作能力。

（2）亦玩亦做，兴趣自来。让学生自己操作数控车床，加工出一个“子弹”的零件，如图1所示。学生既感到兴奋，又有一种成就感。操作先行避免了一开始就学习编程的枯燥和艰涩，有效地给了学生对自我的肯定和满足。学生通过输入老师预先编写好的程序，如表1所示，能很直观地对数控程序有了认识――“字母+数字”。同时，也对该课程的学习目标有了清晰的感受――操作机床，加工出合格的零件。

2.核心项目，分组实施

（1）教前摸底，有的放矢。数控编程涉及的知识面较广，每个学生的基础、特长不同，在核心项目实施前对学生作一次全面的测试，有利于老师对学生的了解，有利于后续的分组教学。具体测试的内容应该包括数学、机械制图和车工操作等课程。其中数学的知识应该以几何图形的尺寸计算及三角函数为主。测试之后，对测试的结果进行详细的分析，归纳出各课程学生的差异。

（2）精心分组，优势互补。通常，学生如果在测试的课程中遇到困难，也会反映到以后的数控编程的学习过程中，根据测试的情况，有针对性地对学生进行分组，有利于促进学生团队精神的培养；有利于学生优势互补，共同进步；有利于学生相互指正、减小操作过程中的故障率。

分组的人数以3人为宜。人数过多，效率降低，因为人均操作的机会偏少；刚开始学习时，如果人数偏少，也容易造成学生缩手缩脚，故障率也相应偏高。

对学生分组的时候要考虑的因素比较多，最主要考虑要把每组学生尽量组合成互补的，比如把数学好机械制图差的学生和机械制图好数学差的学生组合，把数控操作好计算机编程差的学生和数控操作差计算机编程好的学生组合。

学生分组后也容易造成学生两极分化现象，有可能造成交给一个组的任务，结果由一个学生全部完成了，其他学生并没有参与，所以，任务分配的时候也可以考虑适当细化。比如：3人一组，一人计算机编程，一人数据记录，一人数控操作，然后两两轮换进行，课程结束将对学生一个个进行考核。

（3）削枝强干、突出重点。在数控车的教学过程中，不可避免地会和某些课程发生联系，如图2所示，也会碰到有些学生没有掌握好这些基础知识而出现学习瓶颈，而且情况各有不同，有学生被数学难住了，有学生看不懂图样，有学生不懂工艺等等。如果把这些内容全部放在数控课堂上学习，其效果和效率都是低下的，因为只是有部分学生没有掌握相关的部分知识点。所以，在数控的教学过程中不应该把已经学习过的内容作为教学的重点。

对于技工院校的数控教学目标定位是学生能根据图样要求，独立编程、操作，在规定的时间内，加工出合格的零件。数控课程要解决的问题就是“数控编程”和“数控机床操作”。数控车床的结构、组成等其他的知识，学生可通过自学或教师辅导获得。

数控车削的教学重点应放在图形（或图样）的数字化处理、程序的编写及数控机床的操作这三方面。图3所示是一个保龄球瓶的零件图，进行编程需要计算从O到F各点的坐标，通过学生自己计算或用CAD都可以得到各点的坐标。笔者的处理方法是指导学生标注这些点的坐标，如表2所示，并告诉学生为什么选取这些值作为坐标值。由于教学的重点是计算机编程的方法，坐标值的计算可以直接、明白地教授给学生，能有效地保证计算机编程教学的效率。

例如，现要编写一个保龄球瓶零件的加工程序。零件和刀具的参数如下：毛坯直径10mm，1号刀为35°外圆刀，2号刀为切断刀。

计算机程序的编写必须和企业的技术文件统一，有利于接轨企业生产，有利于养成严谨的学习态度，也便于编程的学习。具体的技术文件包括图样、数控加工工序卡片、数控加工刀具卡片、数控加工进给路线图、数控加工程序单等。这些技术文件都以表格的形式存在，有规律、有条理、也比较系统，而且比较清晰、要点突出，非常贴合机械加工及数控编程的特点――逻辑严密、条理清晰。把技术文件（表格）的格式，运用到数控车削教学过程中可有效提高数控教学的效益。如表3所示，学生填写准确即可加工出保龄球瓶的零件。

3.仿真项目，虚拟加工

目前的数控机床可以直接通过数据线和计算机连接，学生可以通过操作计算机进行编程、模拟并校验程序，而后通过计算机控制机床进行加工。常用的数控仿真软件有南京思沃、上海宇龙、斐克数控仿真等，这些软件可以完全模拟从程序输入到零件加工完成的整个过程。

数控车削课程的实训教学，必须在数控机床上通过大量的操作练习才能完成，因此需要购置教学设备，还有机床的日常维护、刀具和材料，这些都需不小的费用。另一方面，由于学生都是初学者，在操作中常常因操作错误而损坏数控车床。基于以上各种原因，在实训课教学中引入数控仿真技术是非常必要的。对实训过程进行仿真教学既满足了实训教学的要求，又节省了设备的投资成本。针对无法实现一对一手把手教学而造成教师不能及时发现和纠正学生在实操过程中出现的问题，教师可利用软件提供的“测试”和“录制”功能，要求学生将自己操作过程录制下来，以备教师课后调出检查。对于学有余力的学生而言，可以让他们先在仿真中独立完成，完成的效果图如图4所示。

我们可把计算机仿真编程学习穿插在核心项目的教学当中，这样可以非常安全地让学生学习编程，把有些可能出现的危险先通过模拟去表现并排除。在计算机上模拟加工零件，其速度是可以调节的，同时，不需要装夹工件和刀具，有效地节约时间，提高了效率。当然，数控仿真模拟加工对编程学习很有帮助，但是对刀、工件测量等环节还需要通过实际操作来提高水平。

三、实施成效

1.学生职业素养普遍提高

（1）促进学生学习注意力和学习兴趣品质的提高。学习兴趣在学生积极性中是很现实且十分活跃的心理成分，它在学习活动中起着重要作用。托尔斯泰说过“成功的教学所需要的不是强制，而是激发学生的兴趣。”学校教研组分别对2011、2012级机械加工两个班的85名学生进行了问卷调查，调查结果有72%的学生认为在探索有效实训教学的策略以来，学习兴趣是“增强了”。

（2）促进学生基本技能的快速提高。多年来，通过开展专业技能兴趣小组，数控专业学生的操作能力大为提高，还涌现了一批技能操作能手。他们在各类竞赛中获得了优异的成绩，2015年临安市第七届中等职业学校技能比赛数车项目，一人获一等奖，二人获三等奖；2015年杭州市机械专业学生技能竞赛数车项目，分别有学生获得了一等奖和二等奖。

2.毕业生就业率明显提高

随着各项措施的落实，学生职业素养的不断提高，毕业生的质量更为贴近人才市场需求，职业技能更接轨企业，深受企业的欢迎和肯定，就业呈供不应求的趋势。近几年来毕业生就业率平均在98%以上，其中60%以上的学生与数控专业对口。

四、小结

数控车削加工是一门重要的专业操作课程，很多教材的编写也已经项目化。项目教学的实施，注重的不仅是最终的结果，还要关注完成任务的过程，做到“做中学、学中做”。培养学生分析问题和解决问题的能力，不但训练学生之间协调、合作的能力，还可以充分发掘学生的创造潜能，培养了学生系统解决问题的能力。

本文在探索有效实训教学的策略时，将项目分成三类，即兴趣项目、核心项目、仿真项目。兴趣项目的实施，可稍多注重其最终结果，对学生的成果进行多场合的展示，而且采取激励的措施，提高学生的信心和成就感。核心项目的实施，注重过程，讲究合作，分组竞争，小组完成情况在实训场所醒目位置公示。仿真项目的实施，注重因材施教，对优秀生，开发思维，鼓励拔尖；对基础较差的学生，培养兴趣，掌握基础，促成其理论知识的实践化。

总之，我们必须为学生提供更加有效的实训环境，培养学生的综合能力。要将整个实训教学过程中的教、学、练融为一体，加强实训中的互动，使实训教学的质量和效益得到大幅度的提高。我们要培养不仅有专业知识，而且还有一定创新思维和较强实际操作能力的技能人才。

参考文献：

[1]杨有君.数控技术[M].北京：机械工业出版社，2014.

[2]张梦欣.数控车床编程与操作[M].北京：中国劳动社会保障出版社，2014.

[3]李宁.浅谈数控车工实训课教学体会[J].职业教育研究，2007（11）.

（作者单位：临安市技工学校）