加入WTO之后，我国在世界加工制造领域的地位是越来越高，尤其是新型制造领域，无论是世界制造业，还是我国的现代化建设，多需要大批掌握先进制造技术的技术人员。据统计我国现仅数控机床操作人员就缺60万。如何让我们的学生毕业后经过简单的培训就能适应工作环境，并能独立操作数控机床，这就要求在教学过程中为学生创造实践机会，培养其实践能力。但就我校现有的情况来看我们还没有能力购买足够的数控机床或加工中心，供学生实践。在教学过程中我们对数控专业课程的教学方法进行探讨和改革尝试，找到了一条符合我校特色的教学模式，取得了一些经验，在此与大家共同讨论。

一、从新分配教学与实践比例

我校成教院于2005年在数控专业2003级开设数控技术课程，该课程总学时为64学时，其中实验学时8学时，而，数控技术课程是一门实践性很强的课程，离开实践，就谈不上素质，实践是知识转化并升华为素质的根本条件。要想达到理想的教学和实践效果，仅在课堂上实施全方位的教学是不够的，还应有足够的时间去实践。为此我们把实践时间加到32学时。这也符合发达国家的教学思路，在德国和美国其大学教学理论与实践教学的比例基本上为一比一，而我们国家大学的实践教学最多为30%。研究表明对于操作性很强的数控技术课程，让学生把更多的精力放在记忆枯燥的指令，刀具补偿的使用规则，远远不如学生实际操作一次理解的深刻。

二、增加开放性的实验项目

开放性实验与传统实验课程最大的不同在于改变了固定实验步骤照方抓药式的被动性，使学生有了很大的自由发挥空间；其次，开放性实验引入了挫折—激励教学机制，允许多次失败，但要求最终一定要成功。这个过程大大缩短了教学实验与真实的科研过程和生产过程之间的距离。
    大多数学生的反馈意见也证实了这一改变的成功。许多同学认为是开放性实验磨练了他们勇于探索的意志，锻炼了他们从事科研活动必须掌握的获取信息、分析信息的能力和动手能力，体会到了失败后成功带来的快乐和欣喜。同时，开放性实验增加了师生之间的交流和了解，数控专业的同学说，进大学近三年了，唯有在开发性实验中，一种平等的、自由的探讨，使我知道了心目中最理想的老师是什么样子。过去的实验，老师已经把所有的要注意的因素替我们考虑到了，学生要做的只是认真履行。现在的自我设计实验需要我们自己去考虑许许多多的复杂因素，经过了这些，我们才知道了科学实验的艰苦和我们应该达到的努力程度，它给了我们一个要认真努力的目标。开放性实验提出使学校具备一个良好的实践教学环境。到目前为止我们已经为数控专业和其他相关专业开设了：数控设计、数控加工、DNC等一系列开放性实验，大大的提高了学生的学习积极性，和自主创新性，使他们明白，自己的研究是有价值的，所学的知识会被社会所接受。

三、带着任务学习

在教师上课时，常常会遇到这样一种情况，课程多快学完了，学生过来问老师所学的这门课是干什么的，在整个专业体系中所起的作用有多大？这种情况不但老师很尴尬，同时也说明学生在学习过程中没有目的性。学生一旦是抱有一种盲目的心态学习时，学习效果是可想而知的。针对这种情况，我们在教学实践中探索了一种新的教学方法：先把问题或任务交给学生，告诉学生，利用本课程所学的理论知识和技能解决问题。比如，我在讲授“可编程序控制其原理及应用”课时，给学生提了生活中常见的三个问题：

1、自动售货机的工作原理及过程；

2、写字楼在人电梯的工作原理及过程；

3、城市十字路口指示灯的工作原理及过程；

要求学生在学完本课文后，能在老师的指导下进行需求分析，根据需求分析，能选出合适的可编程控制器，独立画出合格的梯形图。在任务的驱动下，学生上课的积极性提高了，并且在听课时尽力提取自己认为有用的知识。课余的时候学生还经常和我讨论一些相关问题。通过这一实践，学生由被动学习，变成主动向老师吸取知识。这也间接的影响了他们对其他学科的学习积极性。从他们英语四六级，计算机等级考试的通过率就可看出来。

如何能很好的利用学生的这种求知欲望，达到教学目标，是教师必须认真考虑的问题。

1、明确目标：教师在上课时必须有明确的教学目标，并能准确的分解任务。使学生每天都有新的收获，每天都有成就感，但是，要想达到目标，必须努力学习，刻苦专研。

2、任务的提出要有针对性：尽量选择同学由感性认识的，使学生认识到自己所学的知识在日常生活中就能见到。当然这就要求教师对生活有一定的提炼。

3、注意培养同学的合作精神：让学生明白只有合作协同工作才能完成更大的项目，逐步建立起集体主义观。

四、专业人才培养定位要准确

根据社会、企业的需求不同，数控技术人才被分为三个层次：

1、“蓝领数控人才”

数控机床操作技工：精通机械加工和数控加工：工艺知识，熟练掌握数控机床的操作和手工编程，了解自动编程和数控机床的简单维修。此类人员市场需求量大，适合作为车间的数控机床操作技工。但由于其知识较单一，其工资待遇不太高。主要由中职学校组织培养。

2、“灰领数控人才”分为两类

(1)数控编程员：掌握数控加工工艺知识和数控机床的操作，掌握复杂模具的设计和制造专业知识，熟练掌握二维CAD／CAM软件如UG、ProE等，熟练掌握数控手工和自动编程技术。数控编程员应具有较强的软件：应用能力，适合专、本科学院组织培养。适合作为工厂设计处和工艺处的数控编程员。此类人员需求量大，尤其在模具行业非常受欢迎，待遇也较高。
     (2)数控机床维护人员：熟悉各种数控系统的特点、软硬件结构，掌握数控机床的操作与编程，能进行PLC和参数设置。清楚数控机床的机械结构和机电联调。精通数控机床的机械和电气维修。适合作为工厂设备处工程技术人员。此类人员需求量相对少一些，但培养此类人员非常不易，知识结构要求很广，适应与数控相关的工作能力强，需要大量实际经验的积累，目前非常缺乏，其待遇也较高。适合具有数控培训基地的高职学校组织培养。

3、“金领数控人才”

精通数控编程员、数控操作技工和数控维护、维修人员所需掌握的综合知识，并在实际工作中积累了大量实际经验，知识面广，能自行完成数控系统的选型、数控机床机械结构设计和电气系统的设计、安装、调试和维修，独立完成机床的数控化改造。适合于担任企业的技术负责人或机床厂数控机床产品开发的机电设计主管。数控通才应具有较高的专业理论水平和丰富的实践经验。

根据我校的实际情况和教学计划，我们主要培养“灰领数控人才”。

五、仿真教学软件的设计与引入

考虑到前面谈到的数控设备价格的因素，经过多方调研，我们开发了一套仿真软件，该系统完全针对我国现在广泛流行的几种典型数控系统、和数控机床。这一教学系统既能单机系统独立运行，又能在线运行。独立运行即机床模型方式，其培训设施只需一台微机，数控机床的模拟操作在显示屏显示的仿真面板上进行，而零件切削过程由机床模型三维动画演示，用这种方式进行初步培训是经济有效的；在线运行即机床工作方式，这种方式下教学系统将与实际机床连接，由硬件实现零件切削过程，这时除了操作者是用仿真面板操作外，其它则与实际机床的真实情况一样，简单来讲就是利用计算机和其他的专用硬件软件去产生一种真实场景的仿真，参与者可以通过与仿真场景的交互来体验一种接近于真实的场景的感觉。因此能进一步培训操作者的实际工作技能。

数控仿真系统的核心是虚拟数控机床，而虚拟数控机床又是虚拟制造技术中的一个执行单元，它不仅在数控加工过程中为产品设计提供了可制造性的分析，而且在数控系统的学习和培训中，为学校培养学生提供了完善的学习和培训条件。该类系统完全模拟零件的切削过程，能检验数控指令正确与否，提供一套功能齐全的调试、编辑、修改和跟踪执行等功能。与真实机床教学相比，采用虚拟数控机床的仿真教学具有以下功能：

·虚拟数控机床应具有与真实机床完全相同的结构。虚拟数控机床能模仿真实机床的任何功能而不致因为采用某种近似替代而导致某种结构和信息的失真或丢失．并应与真实机床有完全相同的界面风格，为学生的学习和培训提供保证。

·虚拟数控机床强大的网络功能，为远程教育提供可能。

·完善的图形和标准数据接口。用户既能在真实的环境中运行虚拟机床，又能观察它的各种远行参数，并能与其他CAD／CAM软件接口。

总结

鉴于虚拟数控机床具备的功能，针对目前我单位数控教学课程和参加数控实习学生人数的增多，及数控设备较为精密、昂贵的特点。把数控加工仿真软件引入教学之中，用于数控机床操作与编程培训，这样既可以避免因误操作造成价格昂贵的数控机床的损坏，又可以使操作人员在对仿真数控机床操作过程中产生临场感和真实感。而且能够让同学们更快地熟悉和了解数控加工的工作过程，并且掌握每种数控机床的基本操作。更大的好处是在实现了同样效果的情况下将加工出错及事故发生率降低到了最小程度。 

参考文献：

1．曾小惠，吴明华，潘铁虹．在线数控加工仿真教学系统的实现，1998

2．余勤科，岳应娟，刘宏．虚拟数控机床技术及其应用，2000

3．王晓楠，王仲海．虚拟现实技术及其应用，2002