時(shí)間：2023-10-30 10:29:20
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【關(guān)鍵詞】數(shù)控仿真；多元整合；多元評價(jià)
對于機(jī)電類專業(yè)，社會(huì)需要的是既有理論知識(shí)，又有實(shí)踐能力的務(wù)實(shí)性綜合型人才。為適用社會(huì)發(fā)展的需要，我校在2003年購進(jìn)了FANUC和西門子數(shù)控機(jī)床各10臺(tái)，建成數(shù)控操作實(shí)習(xí)車間，并購買了上海宇龍數(shù)控加工仿真系統(tǒng)，構(gòu)建了數(shù)控仿真實(shí)驗(yàn)室，用于學(xué)生數(shù)控教學(xué)與加工仿真實(shí)習(xí)。從而利用數(shù)控仿真軟件在降低學(xué)習(xí)的門檻，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣等方面做了有益的嘗試。
一、利用數(shù)控仿真系統(tǒng)熟悉操作面板
不管是學(xué)校還是培訓(xùn)機(jī)構(gòu)，一般數(shù)控機(jī)床都不是太多。讓學(xué)生一個(gè)個(gè)操作熟悉面板需要較長時(shí)間，在黑板上講各按鍵的作用、名稱與使用更是費(fèi)力不討好。利用仿真系統(tǒng)就能迅速有效地完成這個(gè)過程。我校的宇龍數(shù)控仿真系統(tǒng)機(jī)床操作面板的所有按鍵與實(shí)際機(jī)床的操作面板基本一致，學(xué)生可以通過數(shù)控仿真系統(tǒng)熟悉操作面板上各個(gè)鍵的操作方法。還可讓學(xué)生通過輸入和運(yùn)行程序進(jìn)一步掌握數(shù)控機(jī)床的操作。這樣對數(shù)控機(jī)床就有了基本的了解， 再進(jìn)行數(shù)控機(jī)床實(shí)際操作時(shí)就避免了入門困難的問題。
二、利用數(shù)控仿真系統(tǒng)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣
相當(dāng)部分技校學(xué)生基礎(chǔ)差，教師的教學(xué)困難，傳統(tǒng)的教學(xué)方式已很難使學(xué)生接受，因此，利用先進(jìn)的教學(xué)方法、教學(xué)手段來提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣尤為重要。引入數(shù)控加工仿真系統(tǒng)進(jìn)行教學(xué)以后，學(xué)生所編程序可以直接在數(shù)控加工仿真系統(tǒng)上進(jìn)行模擬加工演示；零件的加工過程也和實(shí)際加工情況十分相似，學(xué)生可以從任意角度觀察數(shù)控機(jī)床加工過程，毛坯加工為成品的過程直觀形象，便于學(xué)習(xí)與掌握；編程與操作的作業(yè)可以直接在仿真系統(tǒng)上檢查；使學(xué)生對這門課程有了濃厚的學(xué)習(xí)興趣。
三、利用數(shù)控仿真系統(tǒng)降低訓(xùn)練成本、提高訓(xùn)練效率和安全性
數(shù)控機(jī)床是一種較為昂貴的機(jī)電一體化的新型設(shè)備。如果初學(xué)時(shí)就讓學(xué)生直接在數(shù)控機(jī)床上操作，可能出現(xiàn)撞刀、損壞機(jī)床、浪費(fèi)材料等現(xiàn)象，甚至因操作失誤造成人身危害。引入數(shù)控加工仿真系統(tǒng)進(jìn)行技能操作，可以大大降低訓(xùn)練成本的消耗，學(xué)生可以輕松對實(shí)習(xí)過程進(jìn)行初始化，對未能完成的實(shí)習(xí)進(jìn)行狀態(tài)存貯，對已完成的實(shí)習(xí)課題進(jìn)行調(diào)入回顧，而后再進(jìn)行幾次實(shí)際操作就能收到事半功倍的效果，降低了實(shí)習(xí)成本。同時(shí)在實(shí)際操作中的一些安全問題，如速度過大后撞擊機(jī)床、超過行程開關(guān)無法復(fù)位、撞刀等，通過仿真系統(tǒng)的操作練習(xí)也可避免或減少實(shí)際操作中這類事故的發(fā)生，從而提高安全性。
四、多元整合，突出應(yīng)用與實(shí)踐
職業(yè)教育是一種以就業(yè)為導(dǎo)向的教育，其職業(yè)方向性的特點(diǎn)決定了它必須適應(yīng)企業(yè)的用人需求，服務(wù)于特定職業(yè)崗位或技術(shù)領(lǐng)域。因此，我們應(yīng)努力擺脫現(xiàn)有課堂教學(xué)理念的束縛，應(yīng)從學(xué)校走出去，深入了解市場，把握市場需要畢業(yè)生具備哪些技術(shù)應(yīng)用能力。第一，多元整合的目的是精簡課本內(nèi)容，打破課本章、節(jié)體系，突出應(yīng)用與實(shí)踐；第二，仿真內(nèi)容應(yīng)及時(shí)反映專業(yè)領(lǐng)域的最新發(fā)展；第三，課本內(nèi)容的多元整合絕不是幾個(gè)仿真的簡單疊加，而是根據(jù)知識(shí)、能力的內(nèi)在聯(lián)系和相互間的邏輯關(guān)系進(jìn)行有機(jī)整合。這種遵循學(xué)生認(rèn)知規(guī)律的多元整合，有利于學(xué)生知識(shí)、技能、態(tài)度的合理形成與協(xié)調(diào)發(fā)展。
五、仿真教學(xué)中還應(yīng)構(gòu)建多元評價(jià)體系
教學(xué)評價(jià)直接影響學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，所以評價(jià)要做到：①合理且有一定的彈性。如一些仿真操作中學(xué)生實(shí)施方案的可行性討論，實(shí)操過程中加工線路等。②既要評價(jià)操作結(jié)果，又要評價(jià)操作過程。對在技能操作中學(xué)生的積極參與表現(xiàn)出來的良好個(gè)性品質(zhì)要給予充分的鼓勵(lì)。③轉(zhuǎn)換評價(jià)的主客體關(guān)系。對學(xué)生在課堂上的技能操作情況及結(jié)果不僅僅由教師來評，還可以讓學(xué)自評或互評?？刹捎脤W(xué)生討論評價(jià)的方式，在研討中發(fā)現(xiàn)問題，得出正確結(jié)果，學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、積極性也就調(diào)動(dòng)出來了。
六、“仿真 的負(fù)面效應(yīng)及解決方法
數(shù)控加工仿真系統(tǒng)是一種模擬教學(xué)應(yīng)用軟件，它不可能全盤代替教學(xué)，尤其是數(shù)控機(jī)床的技能訓(xùn)練。對此，教師應(yīng)引起足夠的重視。在應(yīng)用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)對學(xué)生進(jìn)行訓(xùn)練期間，配合使用實(shí)際數(shù)控機(jī)床進(jìn)行操作練習(xí)，可以彌補(bǔ)應(yīng)用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)進(jìn)行教學(xué)時(shí)的缺陷。在利用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)軟件進(jìn)行技能訓(xùn)練時(shí)，容易使學(xué)生對計(jì)算機(jī)產(chǎn)生依賴心理。沉迷于仿真加工，而疏于上數(shù)控機(jī)床實(shí)際操作，個(gè)別學(xué)生甚至趁老師不注意玩電腦游戲。這就要求數(shù)控實(shí)訓(xùn)教師提高管理能力和教學(xué)水平。合理分組，科學(xué)安排應(yīng)用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)軟件進(jìn)行技能訓(xùn)練的時(shí)間，將仿真訓(xùn)練與操作訓(xùn)練穿行。科學(xué)的管理可將這一負(fù)面效應(yīng)減少到最低程度。
數(shù)控加工仿真軟件在教學(xué)和鑒定中的應(yīng)用正在研究探索階段，我們只要積極思考在應(yīng)用中產(chǎn)生的問題，主動(dòng)采取應(yīng)對措施，正確發(fā)揮其在教學(xué)和實(shí)踐中的作用，就一定能收到事半功倍的效果。
參考文獻(xiàn)：
[1]劉 虹.《高職數(shù)控編程課程教學(xué)探討》.機(jī)械職業(yè)教育，2002（10）
關(guān)鍵詞:數(shù)控加工工藝及編程 實(shí)踐教學(xué) 評價(jià)模式
課 題:蘇州市職業(yè)大學(xué)校級科研項(xiàng)目《數(shù)控加工及編程課程實(shí)踐教學(xué)的評價(jià)研究》(SZDG4-11014)。
數(shù)控加工在機(jī)械生產(chǎn)中的作用越來越重要。為了使學(xué)校人才培養(yǎng)更好地符合長三角地區(qū)實(shí)際,以滿足中小型制造企業(yè)的高技能人才需求,筆者對數(shù)控加工工藝及編程課程教學(xué)改革進(jìn)行探索,取得了一系列成果。
一、數(shù)控加工工藝及編程教學(xué)面臨的問題
1.實(shí)踐教學(xué)內(nèi)涵
由于高職數(shù)控技術(shù)專業(yè)畢業(yè)生會(huì)有相當(dāng)一批走上機(jī)械加工的工作崗位,因此課程內(nèi)容在新工藝、新技術(shù)、新材料、新產(chǎn)品方面必須與傳統(tǒng)課程內(nèi)容進(jìn)行整合,過難、過深、過偏的課程內(nèi)容需要?jiǎng)h除,與此相關(guān)的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容也應(yīng)予以調(diào)整。實(shí)踐教學(xué)中的實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等也要有一定變化,凸現(xiàn)出強(qiáng)化技能的實(shí)訓(xùn)課程來。
2.實(shí)踐教學(xué)模式
原來的教學(xué)采用以課堂為主的模式。實(shí)踐教學(xué)不能滿足掌握技能的要求。
3.評價(jià)方法
原有的評價(jià)體系主要采用平時(shí)考察和期末考試來綜合評定的模式。在評價(jià)重心上,只注重了結(jié)果,而忽略了過程;在評價(jià)內(nèi)容和標(biāo)準(zhǔn)上,強(qiáng)調(diào)統(tǒng)一要求,而忽略個(gè)體差異;在評價(jià)方法上,使用量化評價(jià)多,而忽略了多種評價(jià)方法的綜合應(yīng)用;在評價(jià)主體上,以教師評價(jià)為主體,忽略了學(xué)生的自評、互評和他評。
二、數(shù)控加工工藝課教學(xué)改革實(shí)踐
本地區(qū)以中小企業(yè)為主,企業(yè)接收工學(xué)結(jié)合的學(xué)生數(shù)量有限。在培養(yǎng)過程中,我們實(shí)施了“教師+工程師”導(dǎo)學(xué)教學(xué)新形式、“雙向互動(dòng)工學(xué)結(jié)合”教學(xué)模式。該模式獲江蘇省高等教育教學(xué)成果獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。通過分小組形式組成學(xué)習(xí)團(tuán)隊(duì),每個(gè)學(xué)習(xí)團(tuán)隊(duì)分階段地分別在校內(nèi)、企業(yè)完成課程學(xué)習(xí)。學(xué)習(xí)形式有兩種:一種是學(xué)習(xí)團(tuán)隊(duì)到企業(yè)進(jìn)行工學(xué)結(jié)合,由企業(yè)導(dǎo)學(xué)教師指導(dǎo)學(xué)習(xí);另一種形式是學(xué)習(xí)團(tuán)隊(duì)在校企導(dǎo)學(xué)教師和校內(nèi)教師共同指導(dǎo)下,在校內(nèi)完成校企導(dǎo)學(xué)、校內(nèi)教師共同確定的項(xiàng)目課程學(xué)習(xí)。這種形式既能接受企業(yè)導(dǎo)學(xué)和校內(nèi)教師的共同指導(dǎo),還能利用學(xué)校的實(shí)訓(xùn)設(shè)施。這種教學(xué)模式,充分利用學(xué)校的有限資源,解決企業(yè)接收工學(xué)結(jié)合的學(xué)生數(shù)量的問題,讓所有學(xué)生都分階段地到企業(yè)去完成課程學(xué)習(xí),分階段地在校內(nèi)完成項(xiàng)目教學(xué)。實(shí)現(xiàn)了教學(xué)環(huán)境與企業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的融合,使學(xué)校和企業(yè)并列成為人才培養(yǎng)的主體。經(jīng)過不斷的建設(shè)和實(shí)施,在人才培養(yǎng)模式、課程體系、職業(yè)能力和素質(zhì)培養(yǎng)等方面形成了自身的特色。
三、數(shù)控技術(shù)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)評價(jià)模式
1.原有的評價(jià)模式
(1)過程評價(jià)模式。過程模式是一個(gè)開放系統(tǒng)。過程模式的學(xué)習(xí)不是被動(dòng)的直線式反應(yīng)過程,而是一個(gè)主動(dòng)參與探究的過程,關(guān)注整個(gè)過程的基本規(guī)范,使之與寬泛的目的保持一致。這種模式讓中學(xué)生不是被動(dòng)地接受老師的教育,而是主動(dòng)地參與,通過自己的行動(dòng)促進(jìn)學(xué)習(xí)和認(rèn)知技能的發(fā)展。
(2)CIPP評價(jià)模式。CIPP模式包括背景、輸入、過程和成果這4個(gè)環(huán)節(jié)的評價(jià)。為了描述和評價(jià)長期的、真正成功的改革方案,斯塔佛爾比姆把成果評價(jià)分解為影響(impact)、成效(effectiveness)、可持續(xù)性(sustainability)和可應(yīng)用性(transportability)評價(jià)4個(gè)階段,由此構(gòu)成了7個(gè)環(huán)節(jié)的評價(jià)模式。該模式不局限在評定目標(biāo)達(dá)到的程度,而是關(guān)注了為目標(biāo)提供有用信息的過程上。背景評價(jià)強(qiáng)調(diào),首先應(yīng)根據(jù)評價(jià)對象的需要對目標(biāo)本身做出判斷,看是否兩者一致;輸入評價(jià)強(qiáng)調(diào)最佳手段問題;過程評價(jià)強(qiáng)調(diào)實(shí)施情況;成果評價(jià)要測量、解釋和評判目標(biāo)成績。
(3)差距評價(jià)模式。M.Provus提出的差距評價(jià)模式認(rèn)為,課程計(jì)劃和課程實(shí)施不一定是一回事。雖然課程實(shí)施是在課程計(jì)劃的指導(dǎo)下進(jìn)行的,但實(shí)際是在學(xué)校教育中,在實(shí)際的課程推進(jìn)過程中,課程計(jì)劃并沒有完全落到實(shí)處,并沒有完全在課程的事實(shí)過程中體現(xiàn)出來,而且在課程發(fā)展的整個(gè)過程中都會(huì)出現(xiàn)一種差距。真正揭示課程計(jì)劃所設(shè)計(jì)理想目標(biāo)和實(shí)際表現(xiàn)之間的差距,對于課程評價(jià)來講是十分重要的,差距評價(jià)的核心點(diǎn)即在于此。
2.新構(gòu)建的評價(jià)模式
綜合以上三種評價(jià)模式,建立靈活的考核形式,注重在過程中發(fā)揮學(xué)生的關(guān)鍵能力,并作為學(xué)生成績的重要評價(jià)部分。構(gòu)建的評價(jià)體系確立 “主體取向”“過程取向”“目標(biāo)取向”相結(jié)合的多重價(jià)值取向。根據(jù)項(xiàng)目化課程體系,緊扣“學(xué)科能力”“方法能力”“社會(huì)能力”形成相應(yīng)的評價(jià)要素,對各評價(jià)要素進(jìn)一步細(xì)化為評價(jià)內(nèi)容的要點(diǎn)。考核形式主要包含以下三部分:
(1)學(xué)生自我評價(jià)。學(xué)生對自己實(shí)踐成果的評價(jià)。依據(jù)過程評價(jià)模式,以學(xué)生為主體,讓學(xué)生通過這個(gè)環(huán)節(jié),對自己的思維方式、實(shí)踐方法、實(shí)踐能力進(jìn)行思考,不斷改進(jìn),提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和學(xué)習(xí)效率。對于以小組方式來完成實(shí)踐任務(wù)的,按學(xué)習(xí)團(tuán)隊(duì)開展自我評價(jià)。這種按學(xué)習(xí)團(tuán)隊(duì)來集體進(jìn)行的思考,更能反映學(xué)生之間的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力,也更好地檢驗(yàn)了學(xué)生的實(shí)踐能力水平。
(2)教師評價(jià)。教師對學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中表現(xiàn)出的社會(huì)能力和方法能力的評價(jià)。依據(jù)CIPP評價(jià)模式,教師評價(jià)主要包括:工作量、工作難度、在小組中的作用、工作態(tài)度、溝通協(xié)調(diào)能力等。這種教師的成績評價(jià)方式有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,發(fā)展學(xué)生的綜合能力。還能幫助學(xué)生進(jìn)一步明確學(xué)習(xí)和發(fā)展的目標(biāo),培養(yǎng)對學(xué)習(xí)負(fù)責(zé)的態(tài)度和精神。依據(jù)過程評價(jià)模式,通過數(shù)控加工工藝分析、劃分加工工序、刀具與夾具選擇、量具的選擇、編制與調(diào)試程序、操作數(shù)控機(jī)床、零件的測量等整個(gè)加工過程對學(xué)生進(jìn)行評價(jià)。結(jié)合兩種評價(jià)模式教師給出教師評價(jià)。
(3)成果認(rèn)定。指導(dǎo)教師依據(jù)差距評價(jià)模式,對學(xué)生工作進(jìn)行成果的認(rèn)定。成果認(rèn)定主要是對學(xué)生實(shí)踐結(jié)果的評價(jià)。在達(dá)到合格率的前提下,采用正確的方法完成多少個(gè)零件作為主要評定標(biāo)準(zhǔn),實(shí)訓(xùn)報(bào)告僅作為參考標(biāo)準(zhǔn)。學(xué)生的實(shí)踐態(tài)度、經(jīng)濟(jì)意識(shí)等職業(yè)素養(yǎng)在實(shí)踐中得到了很大提高。
新的考核方法,既考理論,又考實(shí)踐,并注重實(shí)際動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力的考核,使學(xué)生既要能動(dòng)腦,又要能動(dòng)手。經(jīng)過實(shí)踐鍛煉,使學(xué)生能夠迅速成長為現(xiàn)代數(shù)控行業(yè)所需要的具有必要的理論知識(shí)和較強(qiáng)實(shí)踐能力的應(yīng)用型、技術(shù)型高技能人才。
四、小結(jié)
數(shù)控加工實(shí)踐教學(xué)與理論教學(xué)之間存在關(guān)聯(lián)性。實(shí)踐教學(xué)的評價(jià)結(jié)果應(yīng)反映出理論教學(xué)的效果,而理論教學(xué)的目標(biāo)不能脫離實(shí)踐目的。隨著教學(xué)條件的不斷改善,理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)的統(tǒng)一性會(huì)加大,對實(shí)踐教學(xué)評價(jià)方法的研究會(huì)日益凸現(xiàn),這符合高職教育的特色。
參考文獻(xiàn):
[1]孫翰英.高職數(shù)控技術(shù)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)評價(jià)方法的探究[J].科教文匯,2007(7).
關(guān)鍵詞 數(shù)控加工工藝 數(shù)控編程 模擬加工 實(shí)踐教學(xué)
中圖分類號(hào)：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
數(shù)控加工工藝與編程課程是一門專業(yè)課程，通過學(xué)習(xí)本門課程，使學(xué)生能應(yīng)用數(shù)控加工工藝編寫數(shù)控程序。同時(shí)，掌握數(shù)控機(jī)床的操作，并且具有對其它種類數(shù)控機(jī)床的了解和使用能力。根據(jù)以上的要求，從以下幾個(gè)方面對教材、教學(xué)手段、數(shù)控模擬仿真教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)和輔導(dǎo)等方面談一談我們的做法。
1 數(shù)控加工工藝與編程課程的準(zhǔn)備
為了在數(shù)控加工工藝與編程教學(xué)中取得較好的教學(xué)效果，在教材選擇、教學(xué)手段、數(shù)控仿真教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)和輔導(dǎo)等方面做了許多準(zhǔn)備工作。
1.1 授課對象
開設(shè)數(shù)控加工工藝與編程是機(jī)電一體化和數(shù)控技術(shù)專業(yè)的高職班的學(xué)生，上課時(shí)間安排在第五學(xué)期，在學(xué)生學(xué)過本專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程和部分專業(yè)課程之后開設(shè)的。
1.2 教材
在教材選擇上不強(qiáng)調(diào)統(tǒng)一使用一種版本，作法是在選用參考書基本內(nèi)容的基礎(chǔ)上，從工程實(shí)際出發(fā)，以應(yīng)用型為主導(dǎo)，加強(qiáng)實(shí)際應(yīng)用部分的講解和訓(xùn)練。
1.3 教學(xué)手段
在數(shù)控加工工藝的教學(xué)過程中，主要是把機(jī)械加工工藝的基本知識(shí)和數(shù)控加工工藝的相同之處和不同點(diǎn)作比較，使學(xué)生充分了解數(shù)控加工工藝的特點(diǎn)。制作數(shù)控加工工藝的CAI教學(xué)課件、工裝夾具、刀具與工藝參數(shù)的選擇以及加工過程等用動(dòng)畫片的方法演示。結(jié)合課程內(nèi)容，在授課開始和教學(xué)過程中插播數(shù)控加工的教學(xué)光盤。從感性上了解所學(xué)的內(nèi)容，了解數(shù)控加工的全過程。
教學(xué)手段主要有多媒體教學(xué)課件，計(jì)算機(jī)輔助編程軟件，計(jì)算機(jī)數(shù)控模擬仿真加工軟件和數(shù)控加工教學(xué)光盤等。通過以上教學(xué)手段，使學(xué)生更容易掌握數(shù)控編程的每一個(gè)環(huán)節(jié)。
1.4 輔導(dǎo)與考核
數(shù)控加工工藝與數(shù)控編程是實(shí)踐環(huán)節(jié)較強(qiáng)的課程，在課堂教學(xué)和輔導(dǎo)課中，引導(dǎo)學(xué)生自主完成數(shù)控程序的編制?？己朔椒ú捎美碚摽荚嚭陀?jì)算機(jī)數(shù)控仿真加工兩種方式。理論考試為基礎(chǔ)知識(shí)。數(shù)控程序編制考試，根據(jù)題目編寫加工程序，通過計(jì)算機(jī)數(shù)控模擬仿真加工出工件。這樣可以全面地考核學(xué)生對數(shù)控加工工藝和數(shù)控編程的掌握情況。
2 教學(xué)方法
數(shù)控加工工藝與數(shù)控編程課程中，數(shù)控加工工藝方面的知識(shí)，要求學(xué)生應(yīng)具有一定實(shí)踐方面的知識(shí)和綜合運(yùn)用能力，對這些知識(shí)的學(xué)習(xí)和復(fù)習(xí)，采用集中講解要點(diǎn)和分散于后續(xù)的數(shù)控編程的課程中學(xué)習(xí)兩種作法。如刀具材料和刀具選擇的內(nèi)容放在計(jì)算機(jī)數(shù)控仿真加工中學(xué)習(xí)，通過選擇刀具選項(xiàng)，根據(jù)工件的加工要求，刀具與工件的相對運(yùn)動(dòng)關(guān)系和刀具在機(jī)床中的安裝位置選擇刀具，根據(jù)加工工件的材料選擇刀具的材料，根據(jù)機(jī)床，工件的材料、尺寸和刀具等選擇切削加工參數(shù)。
另一方面，是數(shù)控編程，這部分內(nèi)容對初學(xué)者是不容易掌握的，數(shù)控程序編制的內(nèi)容看似容易，但編寫出符合加IT藝要求的數(shù)控程序，仍然需要時(shí)間和數(shù)控編程知識(shí)的積累，需要認(rèn)真講解和示范。
2.1 教學(xué)設(shè)計(jì)
(1)在授課過程中圍繞基本知識(shí)點(diǎn)的講解，采用課件的形式可以做到動(dòng)靜結(jié)合，將知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)和欣賞現(xiàn)代數(shù)控加工結(jié)合起來，使學(xué)生對這門課程產(chǎn)生濃厚的興趣、豐富的想象空間和強(qiáng)烈的求識(shí)欲望。從教學(xué)中學(xué)生的反映和教師的教學(xué)體會(huì)看，很多學(xué)生開始是很想把這門課程學(xué)好的。但是往往在聽過幾次課之后，信心就有所動(dòng)搖，甚至認(rèn)為不能學(xué)會(huì)所學(xué)內(nèi)容。怎樣解決這一問題呢?怎樣使學(xué)生能輕松學(xué)好這門課程呢?這樣就提出了一個(gè)問題，怎樣能使所教的內(nèi)容為學(xué)生接受，教師在準(zhǔn)備講課內(nèi)容時(shí)，不能一味追求知識(shí)點(diǎn)的講解，而應(yīng)該把學(xué)生對課程內(nèi)容的理解和掌握放在第一位，特別是在開始講解數(shù)控編程的時(shí)候，常用的基本指令和數(shù)控編程格式，不要認(rèn)為簡單就一帶而過，而應(yīng)該把數(shù)控編程的基礎(chǔ)內(nèi)容講解透徹，使教學(xué)節(jié)奏和學(xué)生的接受能力相結(jié)合。同時(shí)，采取課堂互動(dòng)教學(xué)和與學(xué)生交談，指定對象的內(nèi)容提問，課堂隨時(shí)小測驗(yàn)等方法。了解學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容的接受和掌握情況，以此為根據(jù)來確定教學(xué)進(jìn)度。
(2)通過實(shí)踐教學(xué)和計(jì)算機(jī)模擬仿真數(shù)控加工仿真，增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)。通過數(shù)控仿真加工，測量各部分的尺寸，使學(xué)生對數(shù)控編程，數(shù)控程序調(diào)試和數(shù)控加工的全過程有所了解。之后在教師的指導(dǎo)下，讓學(xué)生自己編寫簡單的數(shù)控加工程序，用計(jì)算機(jī)數(shù)控仿真加工并檢測所加工的工件的各部位尺寸，驗(yàn)證所編的數(shù)控加工程序。通過簡單工件的數(shù)控編程，會(huì)增強(qiáng)學(xué)生對數(shù)控編程的認(rèn)識(shí)和學(xué)好數(shù)控編程的信心。
(3)回到課堂教學(xué)，對數(shù)控指令和數(shù)控程序作進(jìn)一步介紹，就會(huì)使學(xué)生輕松地跟上講課的節(jié)奏，對后續(xù)教學(xué)大有好處。在黑板上講解數(shù)控程序，能使學(xué)生跟上編寫程序的思路，把一個(gè)數(shù)控指令和使用時(shí)的注意事項(xiàng)講清楚，在學(xué)會(huì)了一種指令和注意事項(xiàng)后，就能達(dá)到理解數(shù)控指令和基本應(yīng)用規(guī)則的能力，學(xué)會(huì)解決問題的方法。
(4)在介紹數(shù)控指令時(shí)，注意不要把數(shù)控指令一下子都介紹給學(xué)生，這樣效果不好。集中將幾個(gè)基本的數(shù)控指令，一個(gè)一個(gè)地都搞清楚之后，剩下的數(shù)控指令就容易掌握了。
2.2 教學(xué)過程的重復(fù)
數(shù)控程序的編制，數(shù)控指令與數(shù)控程序段編寫中應(yīng)注意的細(xì)節(jié)，對初學(xué)編寫數(shù)控程序的學(xué)生還是較難掌握的。因此，在這部分的教學(xué)中，采用了三步式教學(xué)方法。
(1)課堂教學(xué)，把要介紹的基本內(nèi)容，通過課件，觀看光盤和錄像，講解等形式，從整體數(shù)控加工開始，即觀看數(shù)控機(jī)床加工工件開始，到分散精講數(shù)控指令、數(shù)控程序格式和數(shù)控程序段的其他相關(guān)內(nèi)容結(jié)束。
(2)完整數(shù)控加工程序的編制。學(xué)生編寫用基本數(shù)控指令組成的數(shù)控加工程序。經(jīng)計(jì)算機(jī)數(shù)控仿真加工，檢驗(yàn)所加工的工件。可加深學(xué)生對數(shù)控程序整體的了解。
(3)總結(jié)學(xué)生所編制的數(shù)控程序。從以下幾個(gè)層面分析一個(gè)完整的數(shù)控程序：①程序?qū)哟畏置?；②?nèi)容正確；③工序安排和各項(xiàng)工藝參數(shù)選擇合理。
在計(jì)算機(jī)數(shù)控仿真過程中還可以了解到學(xué)生對刀具的選擇情況。在此基礎(chǔ)上，可以進(jìn)一步介紹簡化程序指令與使用方法。如單一循環(huán)指令和多重循環(huán)指令的內(nèi)容，討論加工誤差的影響因素和其它的內(nèi)容。如刀具半徑補(bǔ)償，刀具磨耗補(bǔ)償，坐標(biāo)系和機(jī)床使用與操作方面等內(nèi)容，使學(xué)生了解和掌握數(shù)控程序編寫的內(nèi)容和編制方法。
(4)集中實(shí)習(xí)。一般為兩周時(shí)間。集中實(shí)習(xí)可以加深對所學(xué)數(shù)控編程和數(shù)控機(jī)床操作的掌握。此階段分為兩步：①計(jì)算機(jī)數(shù)控仿真加工。可以先從數(shù)控車削加工仿真學(xué)起，在掌握了數(shù)控車削加工編程和仿真加工之后，數(shù)控銑削加工，數(shù)控加工中心加工以及各種電加工方法的加工仿真就更容易學(xué)了。數(shù)控仿真可以檢驗(yàn)和調(diào)試數(shù)控程序，又可以學(xué)會(huì)數(shù)控機(jī)床的操作。②數(shù)控機(jī)床操作。仿真加工與在真實(shí)數(shù)控機(jī)床上加工，在操作者的感受上是有很大差別的，需要多次示范，重點(diǎn)是要做好手動(dòng)操作機(jī)床的練習(xí)，特別是手搖操作和進(jìn)給倍率轉(zhuǎn)換過程的練習(xí)，做好試切對刀操作。在這一教學(xué)過程中要特別強(qiáng)調(diào)機(jī)床操作上的安全。
3 結(jié)束語
數(shù)控加工工藝與編程教學(xué)方法的變革，受益于數(shù)控教學(xué)軟件，計(jì)算機(jī)數(shù)控仿真軟件和各種數(shù)控機(jī)床的投入。有了這些教學(xué)媒體和教學(xué)設(shè)施。如何引導(dǎo)學(xué)生把所學(xué)的知識(shí)綜合的應(yīng)用于數(shù)控加工工藝的擬定，加工參數(shù)的選擇和操作數(shù)控機(jī)床上。對于初次接觸這方面內(nèi)容的學(xué)生仍然是一個(gè)難點(diǎn)，要使學(xué)生學(xué)好這門課程應(yīng)以基礎(chǔ)知識(shí)，基本數(shù)控指令和數(shù)控車床的基本操作為主要講授內(nèi)容，有一個(gè)好的開端，才能實(shí)現(xiàn)學(xué)會(huì)一點(diǎn)通曉整體的目的。在教學(xué)過程中要及時(shí)找出和發(fā)現(xiàn)的問題，了解學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容的掌握情況，要經(jīng)常與學(xué)生溝通，要善于總結(jié)，掌握課程的教學(xué)規(guī)律，采取切實(shí)可行的教學(xué)方式使學(xué)生在這門課程的學(xué)習(xí)中達(dá)到熟練應(yīng)用的能力。這方面還有許多工作要做，在促進(jìn)教學(xué)水平的提高方面仍需要進(jìn)一步討論。
參考文獻(xiàn)
[1]晏初宏，數(shù)控加工工藝與編程[M]北京：化學(xué)工業(yè)版社,2006：1-255
【關(guān)鍵詞】數(shù)控車床 編程 實(shí)訓(xùn)教學(xué) 撞刀現(xiàn)象
【中圖分類號(hào)】G 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A
【文章編號(hào)】0450-9889（2017）01B-0093-02
數(shù)控車床實(shí)訓(xùn)教學(xué)是數(shù)控模具專業(yè)教學(xué)的重要組成部分，數(shù)控車床是依靠程序來加工零件的，若程序編寫錯(cuò)誤或輸入錯(cuò)誤，比如未輸入刀具號(hào)，未設(shè)換刀點(diǎn)，漏輸小數(shù)點(diǎn)，長度尺寸漏輸“負(fù)號(hào)”，鏜內(nèi)孔、切槽，X 和 Z 軸聯(lián)動(dòng)退刀，等等，都會(huì)導(dǎo)致撞刀現(xiàn)象發(fā)生。撞刀現(xiàn)象是學(xué)生剛接觸數(shù)控車床初期實(shí)訓(xùn)過程中普遍發(fā)生的，很多剛接觸數(shù)控車床的學(xué)生對車床編程、操作等都不清楚、不熟悉，稍有不慎就容易使機(jī)床刀架與工件、卡盤或尾座發(fā)生碰撞。在此，筆者根據(jù)多年從事數(shù)控車床教學(xué)的經(jīng)歷，粗淺談一下如何從編程入手有效預(yù)防和減少數(shù)控車床實(shí)訓(xùn)教學(xué)中發(fā)生撞刀現(xiàn)象。
一、設(shè)置程序初始化是預(yù)防和減少撞刀現(xiàn)象發(fā)生的前提
中職教育學(xué)校在數(shù)控車床實(shí)訓(xùn)教學(xué)中由于受場地限制以及車床設(shè)備成本普遍較高等原因，學(xué)校大多是采用多人一機(jī)、輪流操作的方式進(jìn)行實(shí)訓(xùn)教學(xué)，這樣既能節(jié)約教學(xué)成本，又有利于培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。但多人一機(jī)假如不重視數(shù)控車床程序初始化就容易發(fā)生撞刀現(xiàn)象，因?yàn)槊總€(gè)老師對編程教學(xué)方式和習(xí)慣不同，也會(huì)使學(xué)生效仿的實(shí)訓(xùn)編程方式不同，因而學(xué)生在實(shí)訓(xùn)中對機(jī)床程序進(jìn)行初始化的設(shè)置也不同。這種情況在每年各類數(shù)控車床技能大賽中表現(xiàn)得尤其突出，比賽選手假如忽視了程序初始化設(shè)置，比如上位選手平時(shí)喜歡半徑編程，那么不用半徑編程模式的后面選手如果不重新進(jìn)行初始設(shè)置必然受到影響。又比如實(shí)訓(xùn)教學(xué)時(shí)，上一位操作機(jī)床的同學(xué)采用增量坐標(biāo)進(jìn)行編程，實(shí)訓(xùn)結(jié)束后，下一位同學(xué)接著使用這臺(tái)車床進(jìn)行實(shí)訓(xùn)，但他不是用同樣的編程方式，而是用絕對坐標(biāo) G90 方式進(jìn)行編程，如果他忽略了程序初始化，那么此時(shí)這臺(tái)車床的初始狀態(tài)就是增量坐標(biāo) G91 編程的默認(rèn)方式。當(dāng)使用這臺(tái)車床進(jìn)行加工時(shí)，機(jī)床就會(huì)發(fā)生錯(cuò)誤動(dòng)作，甚至撞刀。因此，在實(shí)訓(xùn)中，老師要教育學(xué)生養(yǎng)成良好的操作習(xí)慣，在編制程序第一段時(shí)要進(jìn)行程序初始化，這樣做可以有效避免在車床加工時(shí)發(fā)生撞刀現(xiàn)象。我們就拿華中系統(tǒng)數(shù)控車床來說，編程時(shí)在程序第一段寫上 G94 G21 G40 G90 等，就對機(jī)床編程加工時(shí)的分鐘進(jìn)給、公制編程方式、刀尖半徑補(bǔ)償取消、絕對坐標(biāo)編程等進(jìn)行了限制，這樣學(xué)生用機(jī)床進(jìn)行編程加工時(shí)，就不受前一位學(xué)生加工時(shí)所設(shè)置的初始化的影響，可以隨意按照自己的編程習(xí)慣進(jìn)行操作，不用擔(dān)心撞刀現(xiàn)象發(fā)生。
二、進(jìn)刀和退刀路線的選擇是預(yù)防和減少撞刀現(xiàn)象發(fā)生的關(guān)鍵
（一）如何合理選擇進(jìn)刀路線
在數(shù)控車床編程時(shí)要分析零件圖樣，這是工藝準(zhǔn)備中的首要工作，分析零件圖樣后根據(jù)所要加工的毛坯尺寸和安裝刀具時(shí)其所伸出的實(shí)際長度等進(jìn)行編程，合理選擇進(jìn)刀路線。在編程時(shí)，為了提高加工效率，盡量縮短空行程，更不能在換刀點(diǎn)進(jìn)行切削加工。一般來說，在空行程中，用 G00 指令快速從換刀點(diǎn)把刀具移動(dòng)到靠近工件處，此時(shí)，刀具與加工工件的距離通常取離工件外圓及端面 2-5 mm 的安全距離，即循環(huán)起點(diǎn)或進(jìn)刀點(diǎn)，然后才能進(jìn)行切削加工。這一節(jié)距離很重要，太小易崩刀，太大空刀過多。實(shí)訓(xùn)教學(xué)中經(jīng)常會(huì)碰到以下現(xiàn)象，學(xué)生在加工時(shí)，工件毛坯較長，加工完畢，準(zhǔn)備切斷的時(shí)候，不注意而發(fā)生撞刀現(xiàn)象。比如工件總長 56 mm，學(xué)生在外圓精加工時(shí)，一般也只會(huì)加工到長 60 mm 的位置，然后用 GOO 快速定位切斷刀（刀寬 4 mm），當(dāng)定位到 Z-60 時(shí)，學(xué)生記住了刀寬，卻往往忘記了工件左邊毛坯的實(shí)際直徑尺寸，因少了這個(gè)尺寸，所以這時(shí) GOO 定位的 X 坐標(biāo)小于毛坯尺寸，使得刀很容易撞到工件左側(cè)毛坯，如圖 1 所示。
在深槽切削加工時(shí)，學(xué)生編程也往往采用兩軸聯(lián)動(dòng)進(jìn)刀，不考慮刀具運(yùn)行軌跡，比如 G00 X Z 移刀至切槽定位點(diǎn)，很容易出現(xiàn)撞刀現(xiàn)象。正確做法是，應(yīng)用單一坐標(biāo)進(jìn)刀方式，把 G00 X Z 分成兩行，先執(zhí)行 G00 Z，再執(zhí)行 G00 X，再在 X 方向切削加工外圓槽，如圖 2 所示，按虛線方向進(jìn)刀。對于槽類零件加工來說，G00 進(jìn)刀編程時(shí)應(yīng)使刀具先走完 Z 軸方向尺寸，再走 X 方向尺寸，這樣就能避免刀具撞向工件。在工件較長，需要一夾一頂?shù)臅r(shí)候，進(jìn)刀時(shí)如不小心也很容易導(dǎo)致刀具撞上頂尖，正確的進(jìn)刀路線如圖 3 所示，按虛線走刀，刀具先向 Z 方向移動(dòng)，然后再向 X 方向移動(dòng)，這樣刀就撞不上頂尖。
編程加工時(shí)要根據(jù)圖紙、工件的實(shí)際情況來確定進(jìn)刀路線，編寫程序?qū)憰r(shí)要對應(yīng)圖紙來確定刀具行程，要做到心里有數(shù)。
（二）如何合理選擇退刀路線
編程不夠熟練的學(xué)生，初學(xué)時(shí)很容易忽略確定退刀路線，或者說不理解指令里面的退刀參數(shù)的含義，因此，加工時(shí)往往使刀具在退回的時(shí)候與工件、尾座等發(fā)生碰撞，這種碰撞現(xiàn)象也是數(shù)控車床實(shí)訓(xùn)教學(xué)中時(shí)常發(fā)生的現(xiàn)象。外圓退刀時(shí)，要按照先退 X 方向，再退 Z 方向；內(nèi)孔退刀時(shí)，一般是先退 Z 方向再退 X 方向。實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，在進(jìn)行工件切斷時(shí)常會(huì)碰到以下現(xiàn)象，學(xué)生先前裝刀時(shí)，刀具比工件中心高低了，因此在切斷指令指使切斷時(shí)，刀具卻無法切斷工件，此時(shí)假如選擇 G00 X100 Z100 兩軸聯(lián)動(dòng)退刀又會(huì)發(fā)生撞刀現(xiàn)象。還有，如用 G01 指令切槽加工時(shí)，退刀時(shí)不能用 XZ 兩軸聯(lián)動(dòng)退刀方式，應(yīng)用單一坐標(biāo)方向退刀，先在一個(gè)方向退刀完畢后，再在另一方向退刀。還有一種情況，槽加工完畢后，如采用 G00 X100 Z100 隨意兩軸同時(shí)運(yùn)動(dòng)，就會(huì)導(dǎo)致切槽刀具與工件相撞。為了避免切槽刀具在退刀時(shí)候撞刀，就要使刀具按圖 4 中虛線所示的退刀路線進(jìn)行退刀，把 G00 X Z 分成兩段來執(zhí)行，先退完 G00 X 再退 G00 Z。內(nèi)孔加工時(shí)也經(jīng)常出現(xiàn)撞刀現(xiàn)象，如圖 5 所示，工件內(nèi)孔編程加工時(shí)，要考慮底孔直徑與刀桿進(jìn)去后的間隙。尤其是小孔加工時(shí)，用循環(huán)指令如 G71 或 G75 加工時(shí)一定要注意程序里的參數(shù)“R”退刀距離，也要注意單位是微米還是毫米，數(shù)值不能過大，否則刀背會(huì)撞到工件孔壁。單一指令或手動(dòng)加工內(nèi)孔或內(nèi)孔槽時(shí)，退刀先走 Z 方向，把刀具從孔里退出來，再走 X 方向使刀具移動(dòng)至目標(biāo)點(diǎn)。當(dāng)需要頂尖輔助加工時(shí)，退刀路線為圖 6 所示虛線，先走 X 方向，退出的距離要大于頂尖尾座尺寸，然后再走 Z 方向，這樣就可以避免程序撞刀現(xiàn)象的發(fā)生。
三、合理使用刀補(bǔ)指令是預(yù)防和減少撞刀現(xiàn)象發(fā)生的有效手段
刀補(bǔ)功能在數(shù)控車床加工中有非常重要的作用。使用刀具補(bǔ)償功能后，如刀具磨損也不必改變加工程序的尺寸，它能將編程的計(jì)算量簡化，大幅提升加工效率。但假如在編程中刀補(bǔ)指令使用不當(dāng)，就會(huì)出現(xiàn)多切、少切或撞刀現(xiàn)象。初學(xué)數(shù)控車床加工的學(xué)生在使用刀具補(bǔ)償功能時(shí)，由于對刀具補(bǔ)償功能不理解，使用刀具補(bǔ)償功能的方法和步驟不正確，容易出現(xiàn)刀具位置補(bǔ)償錯(cuò)誤。表現(xiàn)為當(dāng)某號(hào)刀執(zhí)行刀補(bǔ)后，導(dǎo)致實(shí)際與理論不符，從而出現(xiàn)撞刀事故發(fā)生。如學(xué)生在試切對刀時(shí)，用 1 號(hào)刀去車工件外圓和端面，卻把 X 測量的數(shù)據(jù)和 ZO 輸入進(jìn) 2 號(hào)刀存儲(chǔ)器里面去，在程序加工時(shí)刀具卻又寫上 T0101，這樣肯定會(huì)導(dǎo)致與理論不符的錯(cuò)誤。要想在數(shù)控車床加工上編出完整合格的程序，車出尺寸標(biāo)準(zhǔn)的零件，就必須要很好地掌握和利用刀具補(bǔ)償功能。
總之，程序的編寫、輸入與校驗(yàn)在數(shù)控車床實(shí)訓(xùn)教學(xué)中是一個(gè)重要的環(huán)節(jié)。在編程中要養(yǎng)成細(xì)心、認(rèn)真、負(fù)責(zé)、校驗(yàn)的習(xí)慣，一個(gè)好的編程習(xí)慣可以極大地避免一些不必要的碰撞現(xiàn)象。文中所講的這些問題也僅僅是其中的一部分，我們還要在編程加工中積極探索，注意做好每個(gè)環(huán)節(jié)，注意把握細(xì)節(jié)，最大限度地降低因編程錯(cuò)誤而造成的撞刀現(xiàn)象，避免撞刀事故發(fā)生。
【參考文獻(xiàn)】
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【基金項(xiàng)目】2015年度廣西中職教改項(xiàng)目“提升機(jī)電專業(yè)群服務(wù)區(qū)域經(jīng)濟(jì)適應(yīng)河池產(chǎn)業(yè)發(fā)展的能力與研究”（GXZZJG2015A035）
關(guān)鍵詞：熱傳導(dǎo)方程；能控性；能達(dá)集
中圖分類號(hào)：G642.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2012）03-0207-02
本文對熱傳導(dǎo)方程yt-yxx=u（x，t）y（0，t）=y（1，t）=0y（x，0）=y0（x） x∈[0，1]， t≥0的通解進(jìn)行介紹.
yt-yxx=u（x，t）y（0，t）=y（1，t）=0y（x，0）=y0（x） x∈[0，1]，t≥0，y0（x）∈C[0，1]，|u（x，t）|≤1
（1）利用疊加原理，將y（x，t）表為下述兩個(gè)初邊值問題的解v和w之和.y（x，t）=v（x，t）+w（x，t），其中v，w分別滿足問題：
vt-vxx=0v（0，t）=v（1，t）=0v（x，0）=y0（x） x∈[0，1]， t≥0 （1.1） 和wt-wxx=u（x，t）w（0，t）=w（1，t）=0w（x，0）=0 x∈[0，1]， t≥0 （1.2）
（2）解（1.1）式
首先，因?yàn)閥0（x）∈C[0，1]，即存在常數(shù)k＞0，使得|an|＜k（?坌n∈N），因此，對?坌t1＞t0＞0，在閉矩形區(qū)域 ■={（x，t）|0≤x≤1，t0≤t≤t1}上有|ane■sinn?仔t|≤ke■，所以級數(shù)■ane■sinn?仔x在■上絕對且一致收斂，故和函數(shù)v（x，t）連續(xù).由t＞0的任意性知v（x，t）在0≤x≤1，t＞0上連續(xù).于是對?坌t＞0有v（0，t）=v（1，t）=0.
然后，尋求變量分離的解：v（x，t）=X（x）T（t），代入（1.1）式，得：■=■，并記為-?姿；由此可得：X''+?姿X=0T'+?姿T=0，由邊界條件可知：X（0）=X（1）=0
因此可構(gòu)成常微分方程的特征值問題 X''+?姿X=0X（0）=X（1）=0 （1.3），解法如下：
①當(dāng)?姿＜0時(shí)，方程的通解為X（x）=Ae■+Be■ ， 代入邊界條件得：
A=B=0，即方程僅有零解.故?姿＜0不是其特解.
②當(dāng)?姿=0時(shí)，通解為X''（x）=0，代入邊界條件后得X（x）=0，故?姿=0也不是特征值.
③當(dāng)?姿＞0時(shí)，若記?姿=k2（k＞0），則得方程的通解為X（x）=Acoskx+Bsinkx
由邊界條件X（0）=0得A=0；
再由X（1）=0 得Bsink=0 ，要求非零解，則B≠0，故應(yīng)有k=n?仔或?姿n=（n?仔）2，n=1，2…此即特征值問題（1.3）的特征值，相應(yīng)的非零解，即特征函數(shù)是Xn（x）=sinn?仔x n=1，2，3…（這里B取為1）
注：特征值?姿是使特征方程有非零解的值.
將?姿n代入T’+?姿T=0，得它的通解為Tn=ane■，
從而可得v（x，t）=■XnTn=■ane■sinn?仔x （1.4）
代入初始條件得：■ansinn?仔x=y0（x）
于是，an是y0（x）在[0，1]上的Fourier正弦級數(shù)的系數(shù)，即an=2■y0（?孜）sinn?仔?孜d?孜
（3）用特征函數(shù)法求解（1.2）式：
從（1.4）式，尋求問題（1.2）如下形式的解：
w（x，t）=■wn（t）sinn?仔x （1.5）
（1.5）式滿足齊次邊界條件，wn（t）待定.將函數(shù)u（x，t）也按特征函數(shù)系展開，得
u（x，t）=■un（t）sinn?仔x （1.6）
其中un（t）=2■u（x，t）sinn?仔xdx
將（1.5）（1.6）式代入（1.2）可得：wn'（t）+（n?仔）2wn（t）=un（t）un（0）=0，這是一階常微分初值問題，其解為
wn（t）=e■■un（t）e■dt，將其代入（1.5）式，得（1.2）式的解為：
w（x，t）=2■[■e■（■u（?孜，t）sinn?仔?孜d?孜）dt]e■sinn?仔x
（4）由疊加原理，方程（*）的解為：y（x，t）=v（x，t）+w（x，t）=2■e■sinn?仔x（■y0（?孜）sinn?仔?孜d?孜）+2■[■e■（■u（?孜，t）sinn?仔?孜d?孜）dt]e■sinn?仔x
參考文獻(xiàn)：
[1]陳祖墀.偏微分方程[M].第2版.合肥：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社，2004.
關(guān)鍵詞：工作過程導(dǎo)向 教學(xué)實(shí)踐
一、問題提出
隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展及社會(huì)體系、經(jīng)濟(jì)體系和教育體系的不斷改革與變化，社會(huì)對高素質(zhì)技術(shù)人才的需求也在不斷發(fā)生變化。高等職業(yè)教育肩負(fù)著向特定的行業(yè)和崗位培養(yǎng)合格的第一線的操作技能型的專門人才和高素質(zhì)的勞動(dòng)者的使命，如何提高學(xué)生的技能水平和綜合素質(zhì)，是高等職業(yè)學(xué)校一直在探索的一個(gè)具有現(xiàn)實(shí)意義的課題。
二、基于工作過程導(dǎo)向教學(xué)法的涵義
基于工作過程導(dǎo)向教學(xué)法是高職課程改革的方向，其核心追求是：不再把教師掌握的現(xiàn)有知識(shí)技能傳遞給學(xué)生作為追求的目標(biāo)，或者說不是簡單的讓學(xué)生按照教師的安排和講授去得到一個(gè)結(jié)果，而是在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生去尋找得到這個(gè)結(jié)果的途徑，學(xué)習(xí)的重點(diǎn)在學(xué)習(xí)過程而非學(xué)習(xí)結(jié)果，他們在這個(gè)過程中鍛煉各種能力。教師已經(jīng)不再是教學(xué)中的主導(dǎo)者，而應(yīng)成為學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的引導(dǎo)者、指導(dǎo)者和監(jiān)督者。
三、基于工作過程導(dǎo)向教學(xué)法在數(shù)控編程課程中的實(shí)際應(yīng)用
數(shù)控編程課程是一門理論與實(shí)踐性較強(qiáng)的學(xué)科，其主要任務(wù)是訓(xùn)練學(xué)生數(shù)控編程和數(shù)控加工的能力。在教學(xué)中，教師應(yīng)如何處理好理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)的關(guān)系，更好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生既能學(xué)到理論知識(shí)，又能培養(yǎng)動(dòng)手能力，以達(dá)到提高分析問題和解決問題的能力，是擺在教師面前的一道必須探索的、不可回避的重要課題。采用基于工作過程導(dǎo)向教學(xué)法，可以達(dá)到教與學(xué)共同提高的目的。例如在數(shù)控車床編程教學(xué)中我們選用了軸類零件、套類零件等作為載體，讓學(xué)生通過編制車削加工程序，掌握編程的基本方法、各種指令及代碼的使用、加工工藝方案的選擇等，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，教學(xué)的效果自然會(huì)很好。下面講述一例基于工作過程導(dǎo)向教學(xué)的實(shí)施過程：
項(xiàng)目課題： 軸類零件的加工
問題分析： 在學(xué)習(xí)了數(shù)控編程的基礎(chǔ)理論后，需進(jìn)一步提高學(xué)生的動(dòng)手技能。為使學(xué)生能較快較好的掌握操作技能，按數(shù)控車床高級工的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行技能訓(xùn)練。
一、任務(wù)分析：要完成本次課題，學(xué)生需要做完下列幾方面工作：
1、分析零件的圖樣
(1)看懂零件圖
(2)精度分析：尺寸精度，形位公差，表面粗糙度
2、加工工藝分析
(1)編程原點(diǎn)的確定
(2)制定加工方案及加工路線：
選擇數(shù)控機(jī)床及數(shù)控系統(tǒng)、制定加工方案及加工路線
3、工件的定位，裝夾與刀具量具的選用。
4、主軸轉(zhuǎn)速
（1）進(jìn)給速度
（2）切入深度（背吃刀量）和加工余量
5、輪廓基點(diǎn)（節(jié)點(diǎn)）的計(jì)算
6、確定加工工藝，填寫數(shù)控加工工藝卡。
二、編寫加工程序及輸入程序
三、工件的加工操作
1、裝刀，對刀確定加工參數(shù)
2、加工操作：程序檢測，加工過程出現(xiàn)的問題
四、工件的檢測及評分
按高級工標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行自評
相關(guān)知識(shí)：普車基本理論與普車技能、數(shù)控基礎(chǔ)理論知識(shí)、機(jī)制加工工藝學(xué)理論知識(shí)、制圖知識(shí)、測量原理
材料清單：38鋼（毛坯料）
刀具：符合要求的數(shù)控車刀，外圓粗車刀，三角螺紋，鏜刀，切斷刀，外圓精車刀
量具：千分尺，游標(biāo)卡尺，卡規(guī)，萬能角度，內(nèi)徑量表，止通規(guī)
實(shí)施過程：第一階段活動(dòng)開始：
討論分析零件圖，提出任務(wù)要求：
1、學(xué)生分成4人一組（制定工藝和編程2人；操作加工1人；檢測評分1人）
2、判斷工作表面，精度要求最高表面，看懂零件圖
3、每一小組按要求加工出零件
第二階段項(xiàng)目活動(dòng)開展：
1、每小組按要求編寫工藝卡和編寫程序
2、操作機(jī)床加工工件，生產(chǎn)出合格零件
3、檢測評分
4、各個(gè)小組介紹自己的加工過程，展示成果
5、回答其他小組提問
第三階段總結(jié)：
學(xué)生根據(jù)以加工的零件，總結(jié)由圖紙到零件的整個(gè)過程（或順序）。
四、效果與反思
采用基于工作過程導(dǎo)向教學(xué)法，有利于培養(yǎng)學(xué)生的多種能力。在本門課的實(shí)施過程中，既提高了學(xué)生的基礎(chǔ)理論、職業(yè)素養(yǎng)、編程能力、又提高了交流能力、管理能力、協(xié)作能力等的認(rèn)知能力，為學(xué)生今后的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有利于自我學(xué)習(xí)能力的養(yǎng)成。尤其是中等以及中等偏下的學(xué)生。有利于更加全面地評價(jià)學(xué)生。評價(jià)系統(tǒng)更加注重了過程性的評價(jià)。
（一）情境的選取是基于工作過程導(dǎo)向教學(xué)法成功的關(guān)鍵
情境的選取要以教學(xué)的內(nèi)容為依據(jù)，既要與書本知識(shí)緊密結(jié)合，又要和實(shí)際應(yīng)用有聯(lián)系，讓學(xué)生既能運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)，又可以自主創(chuàng)新，情境的難易程度要針對學(xué)生的實(shí)際水平來確定?？傊?，情境的確定不是一件輕松隨便的事，需要教師們經(jīng)過多次的研討，緊緊結(jié)合崗位能力的要求來確定。
（二）情境實(shí)施過程是基于工作過程導(dǎo)向教學(xué)法的核心環(huán)節(jié)
情境確定后，進(jìn)行實(shí)施動(dòng)員，教師要做好學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)員工作，讓學(xué)生了解情境活動(dòng)教學(xué)的意義、情境應(yīng)完成的功能、情境活動(dòng)所需的技術(shù)與學(xué)習(xí)方法、實(shí)施流程及考核辦法等。教師先期實(shí)施完成該情境，一方面對情境有全面的了解，便于更好地指導(dǎo)學(xué)生；另一方面可以展示案例效果，以增強(qiáng)啟發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生能夠積極主動(dòng)地參與到情境活動(dòng)教學(xué)中來。教師在實(shí)施情境活動(dòng)時(shí)，要充分設(shè)計(jì)好各個(gè)環(huán)節(jié)的活動(dòng)，提前做好準(zhǔn)備，并在實(shí)施情境活動(dòng)中根據(jù)學(xué)生的情況靈活安排，在情境活動(dòng)具體實(shí)施過程中，經(jīng)常需要臨時(shí)調(diào)整教學(xué)計(jì)劃。因此，在工作過程導(dǎo)向教學(xué)法的實(shí)踐中，要求教師有極大的創(chuàng)造性和應(yīng)變能力。
（三）總結(jié)評估是基于工作過程導(dǎo)向教學(xué)法的重要環(huán)節(jié)
情境完成后的總結(jié)評估是必不可少的重要環(huán)節(jié)。首先，讓學(xué)生表達(dá)、分享自己都學(xué)會(huì)了什么，總結(jié)教學(xué)活動(dòng)對他們的意義。通過總結(jié)，使學(xué)生找到自己理論及操作技巧上的不足，以及在情境活動(dòng)實(shí)施過程的最大收獲與體會(huì)。然后，教師要在評估中指出情境活動(dòng)存在的問題及解決的方法。教師要總結(jié)比較各組的特點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生相互學(xué)習(xí)各自的長處，使學(xué)生的綜合能力在總結(jié)評估中得到提高。最后，進(jìn)行情境完成后的綜合評定，由學(xué)生自我評價(jià)、相互評價(jià)及教師的評價(jià)結(jié)合，對學(xué)生個(gè)人在情境活動(dòng)實(shí)施過程中的參與程度、所起的作用、合作能力、團(tuán)隊(duì)精神及成果等方面進(jìn)行綜合評價(jià)。
關(guān)鍵詞： 數(shù)控仿真系統(tǒng)；數(shù)控機(jī)床編程與操作；理論及實(shí)踐；教學(xué)效果
中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2014）05-0270-02
0 引言
目前在機(jī)械制造行業(yè)中越來越多的應(yīng)用到了數(shù)控加工，自然對此類人才的需求也就與日俱增了。但因?yàn)閿?shù)控設(shè)備的價(jià)格很昂貴，很難做到每個(gè)學(xué)生都有足夠的操作數(shù)控機(jī)床的時(shí)間，并且如果學(xué)生操作失誤，很容易造成數(shù)控設(shè)備的損壞，既占用了設(shè)備加工時(shí)間，又增大了風(fēng)險(xiǎn)。因此，如何增加學(xué)生的實(shí)踐操作機(jī)會(huì)，提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力，培養(yǎng)出更多的相關(guān)專業(yè)人才，就成為擺在廣大職業(yè)院校的一道難題。各高職院校必須重視這一問題，探索出一套適合自己現(xiàn)狀的教學(xué)方法和教學(xué)模式。數(shù)控仿真系統(tǒng)的應(yīng)用可以有效的解決學(xué)生缺乏實(shí)踐操作機(jī)會(huì)的問題，因?yàn)樵撓到y(tǒng)可以通過進(jìn)行數(shù)控加工全過程的演示，比如數(shù)控加工程序的編制、虛擬仿真數(shù)控機(jī)床的操作、工件加工和測量等，讓學(xué)生了解和掌握到數(shù)控機(jī)床的各項(xiàng)程序指令和基本操作方法，為今后的實(shí)際操作打下良好的基礎(chǔ)。
分析數(shù)控仿真系統(tǒng)在數(shù)控機(jī)床編程與操作實(shí)訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用可以發(fā)現(xiàn)，它作為前期的輔助教學(xué)手段已經(jīng)成為了一種最安全有效的教學(xué)方法和教學(xué)途徑。
1 數(shù)控仿真系統(tǒng)在數(shù)控機(jī)床編程與操作實(shí)訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用
1.1 利用數(shù)控仿真系統(tǒng)，可以提高教學(xué)效率、節(jié)約成本。數(shù)控設(shè)備價(jià)格昂貴，數(shù)量有限。數(shù)控仿真系統(tǒng)通過計(jì)算機(jī)大量配置終端，徹底解決了數(shù)控機(jī)床數(shù)量不足的難題。同時(shí)數(shù)控仿真系統(tǒng)不存在安全問題，若操作失誤，系統(tǒng)會(huì)及時(shí)報(bào)警，并不會(huì)出現(xiàn)安全事故。不僅鞏固了學(xué)生的操作能力，讓學(xué)生有更多的實(shí)踐學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，也在很大程度上節(jié)約了教學(xué)成本，是數(shù)控機(jī)床編程與操作實(shí)訓(xùn)教學(xué)前期良好的輔助教學(xué)手段。
1.2 利用數(shù)控仿真系統(tǒng)，可以減少教師的工作量，提高教學(xué)質(zhì)量。傳統(tǒng)教學(xué)中，數(shù)控程序批閱的工作量非常大而且繁瑣。應(yīng)用數(shù)控仿真系統(tǒng)，學(xué)生程序出現(xiàn)小的失誤，數(shù)控仿真系統(tǒng)會(huì)及時(shí)報(bào)警，幫助學(xué)生改正編程過程中的錯(cuò)誤。數(shù)控仿真系統(tǒng)自帶的考試功能能夠自動(dòng)記錄學(xué)生操作過程的失誤，自動(dòng)評分，極大的減少了教師工作量，提高教學(xué)質(zhì)量。
1.3 利用數(shù)控仿真系統(tǒng)，可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。數(shù)控機(jī)床編程與操作實(shí)訓(xùn)是理論和實(shí)踐相結(jié)合的課程，按照傳統(tǒng)的方法在課堂上講授編程指令，學(xué)生很難理解這些指令的內(nèi)涵以及與實(shí)際應(yīng)用之間的關(guān)系，學(xué)生會(huì)感覺空洞、枯燥、提不起興趣，而利用數(shù)控仿真系統(tǒng)進(jìn)行多媒體教學(xué)，直觀地向?qū)W生展示編程指令的實(shí)際加工應(yīng)用，學(xué)生可以將所學(xué)的指令在數(shù)控仿真系統(tǒng)上進(jìn)行模擬加工，發(fā)現(xiàn)編程過程中出現(xiàn)的錯(cuò)誤，教師針對學(xué)生的錯(cuò)誤及時(shí)進(jìn)行講解，讓編程指令變得具體、形象，增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。
1.4 利用數(shù)控仿真系統(tǒng)，可以增強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手操作能力。教師把數(shù)控機(jī)床操作的課程安排在實(shí)訓(xùn)車間來講授，其一受數(shù)控機(jī)床數(shù)量的限制，學(xué)生自己動(dòng)手操作的時(shí)間不足；其二學(xué)生操作一旦出現(xiàn)失誤，輕則造成刀具或者機(jī)床的損壞，重則造成安全事故的發(fā)生。因此在進(jìn)行數(shù)控機(jī)床實(shí)際操作之前，應(yīng)先利用數(shù)控仿真系統(tǒng)，增強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力。數(shù)控仿真系統(tǒng)采用的操作面板和按鍵功能與實(shí)際的數(shù)控機(jī)床完全相同，學(xué)生可以在數(shù)控仿真系統(tǒng)上自己動(dòng)手操作機(jī)床來加深理解。即使操作過程中有失誤的地方，仿真系統(tǒng)也只是及時(shí)出現(xiàn)報(bào)警提示，而不會(huì)造成安全事故的發(fā)生，這樣學(xué)生就可以放心大膽地進(jìn)行各種操作練習(xí)，從而增強(qiáng)了學(xué)生的動(dòng)手操作能力。經(jīng)過了大量的數(shù)控仿真系統(tǒng)的操作練習(xí)，再到數(shù)控機(jī)床進(jìn)行實(shí)際操作，就會(huì)避免安全事故的發(fā)生。
1.5 利用數(shù)控仿真系統(tǒng)，可以培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)。學(xué)生在學(xué)習(xí)數(shù)控編程時(shí)，如果不利用數(shù)控仿真系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)證，很難發(fā)現(xiàn)編程過程中出現(xiàn)的小的失誤。利用數(shù)控仿真系統(tǒng)，即使再小的錯(cuò)誤，如數(shù)字0輸成字母O，坐標(biāo)值掉了小數(shù)點(diǎn)，字母Z輸成數(shù)字2等等，數(shù)控系統(tǒng)都會(huì)及時(shí)報(bào)警，程序無法運(yùn)行。因此要在數(shù)控仿真系統(tǒng)上正確的運(yùn)行程序，必須保證輸入的程序是正確無誤，這就培養(yǎng)了學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)。數(shù)控程序沒有60分、90分，只有0分和100分。
1.6 利用數(shù)控仿真系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)和遠(yuǎn)程培訓(xùn)。隨著社會(huì)對技能人才的大量需求，職業(yè)院校還應(yīng)擔(dān)負(fù)起社會(huì)勞動(dòng)力的培訓(xùn)任務(wù)，利用數(shù)控仿真系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)搭建的平臺(tái)，進(jìn)行遠(yuǎn)程教育將成為一種新的教育教學(xué)模式，它打破了地域和時(shí)間的限制，擴(kuò)大培訓(xùn)人員的數(shù)量，縮短了培訓(xùn)的周期。
2 數(shù)控仿真系統(tǒng)應(yīng)用中的注意事項(xiàng)
2.1 數(shù)控仿真系統(tǒng)只能檢查程序的對錯(cuò)，無法檢查程序的好壞。數(shù)控仿真系統(tǒng)對數(shù)控程序編寫技巧、加工工藝安排無法檢查。教師應(yīng)在課堂上重點(diǎn)講解這些問題，學(xué)生應(yīng)結(jié)合所掌握的加工方法，進(jìn)行加工工藝安排，然后在數(shù)控仿真系統(tǒng)上進(jìn)行模擬練習(xí)。
2.2 數(shù)控仿真系統(tǒng)只能完成加工過程，不能檢查加工質(zhì)量。數(shù)控仿真系統(tǒng)在切削速度、進(jìn)給量、吃刀量等對加工質(zhì)量的影響無法體現(xiàn)，實(shí)際加工中的刀具磨損在數(shù)控仿真系統(tǒng)里也不存在。在數(shù)控仿真系統(tǒng)里，只要程序是正確的，加工完成后的尺寸就是絲毫不差的。但是在實(shí)際操作中，刀具磨損、各種加工參數(shù)的設(shè)置都會(huì)影響最終的加工結(jié)果。數(shù)控仿真系統(tǒng)的使用，會(huì)在一定程度上讓學(xué)生放松對產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)安全的認(rèn)識(shí)。因此數(shù)控仿真系統(tǒng)只能用于數(shù)控機(jī)床編程與操作實(shí)訓(xùn)教學(xué)前期輔助教學(xué)，不能完全拋開實(shí)際機(jī)床的實(shí)習(xí)內(nèi)容，后期還要安排適當(dāng)?shù)膶?shí)習(xí)時(shí)間，通過實(shí)際操作來糾正以上不足。
綜上所述，數(shù)控仿真系統(tǒng)盡管畢竟和實(shí)際機(jī)床還是有很多區(qū)別，無法真正替代實(shí)際機(jī)床，但是數(shù)控仿真系統(tǒng)減少了資金投入，充分利用有限資源，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，減輕了老師的工作量，對于學(xué)生動(dòng)手操作機(jī)床的能力培養(yǎng)，也起到了提高和增強(qiáng)的
作用。
參考文獻(xiàn)：
[1]吳長有.數(shù)控仿真應(yīng)用軟件實(shí)訓(xùn)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.
