加工中心操作编程实例

加工中心操作编程实例（精选11篇）

1.加工中心操作编程实例 篇一

加工中心的编程技巧和安全操作初探

随着科技的发展和社会的进步，数控机床技术不断发展，功能越来越完善，使用越来越方便，可靠性越来越高，性能价格比也越来越高。数控机床应用已得到一定程度的普及，而高性能高效率的加工中心也逐渐成为社会所需。从而使越来越多的学校购买数控机床，开展数控机床的教学。通过几年的加工中心实际应用和教学实践及摸索，笔者将一些积累的经验和读者分享，如有不当之处，请批评指出。

一、加工中心几个常用指令的编程技巧

1、M00、M01、M02和M30的区别与联系

学生在初学加工中心编程时，对以上几个M代码容易混淆，主要原因是学生对加工中心加工缺乏认识，加上个别教材叙述不详细。它们的区别与联系如下：

M00为程序暂停指令。程序执行到此进给停止，主轴停转。重新按启动按钮后，再继续执行后面的程序段。主要用于编程者想在加工中使机床暂停（检验工件、调整、排屑等）。

M01为程序选择性暂停指令。程序执行时控制面板上“选择停止”键处于“ON”状态时此功能才能有效，否则该指令无效。执行后的效果与M00相同，常用于关键尺寸的检验或临时暂停。

M02为主程序结束指令。执行到此指令，进给停止，主轴停止，冷却液关闭。但程序光标停在程序末尾。

M30为主程序结束指令。功能同M02，不同之处是，光标返回程序头位置，不管M30后是否还有其他程序段。

2、刀具补偿参数地址D、H的应用

在部分数控系统（如FAUNC）中，刀具补偿参数D、H具有相同的功能，可以任意互换，它们都表示数控系统中补偿寄存器的.地址名称，但具体补偿值是多少，关键是由它们后面补偿号地址中的数值来决定。所以在加工中心中，为了防止出错，一般人为规定H为刀具长度补偿地址，补偿号从1～20号，D为刀具半径补偿地址，补偿号从21号开始（20把刀的刀库）。

例如：G00G43H1Z60.0;

G01G41D21X30.0Y45.0F150;

3、G92与G54～G59的应用

G54～G59是调用加工前设定好的坐标系，而G92是在程序中设定的坐标系，用了G54～G59就没有必要再使用G92，否则G54～G59会被替换，应当避免。

注意：（1）一旦使用了G92设定坐标系，再使用G54～G59不起任何作用，除非断电重新启动系统，或接着用G92设定所需新的工件坐标系。（2）使用G92的程序结束后，若机床没有回到G92设定的原点，就再次启动此程序，机床当前所在位置就成为新的工件坐标原点，易发生事故。所以，一定要慎用。

4、暂停指令

G04X_/P_ 是指刀具暂停时间（进给停止，主轴不停止），地址P或X后的数值是暂停时间。X后面的数值要带小数点，否则以此数值的千分之一计算，以秒（s）为单位，P后面数值不能带小数点（即整数表示），以毫秒（ms）为单位。

例如，G04 X2.0;或G04 X; 暂停2秒

G04 P2000;

但在某些孔系加工指令中（如G82、G88及G89），为了保证孔底的粗糙度，当刀具加工至孔底时需有暂停时间，此时只能用地址P表示，若用地址X表示，则控制系统认为X是X轴坐标值进行执行。

例如，G82X80.0Y60.0Z-20.0R5.0F200P2000;

钻孔（80.0，60.0）至孔底暂停2秒

G82X80.0Y60.0Z-20.0R5.0F200X2.0；

钻孔（2.0，60.0）至孔底不会暂停。

5、同一条程序段中，相同指令（相同地址符）或同一组指令，后出现的起作用。

例如：G01G90Z30.0Z20.0F200;  执行的是Z20.0，Z轴直接到达Z20.0，而不是Z30.0。

G01G00X30.0Y20.0F200;  执行的是G00（虽有F值，但也不执行G01）。

但不同一组的指令代码，在同一程序段中互换先后顺序执行效果相同。

例如：G90G54G00X0Y0Z60.0;和G00G90G54X0Y0Z60.0;相同。

6、程序段顺序号

程序段顺序号，用地址N表示。一般数控装置本身存储器空间有限（64K），为了节省存储空间，程序段顺序号都省略不要。N只表示程序段标号，可以方便查找编辑程序，对加工过程不起任何作用，顺序号可以递增也可递减，也不要求数值有连续性。但在使用某些循环指令，跳转指令，调用子程序及镜像指令时不可以省略。

二、安全操作加工中心加工

数控机床的加工过程中，有一点至关重要，那就是在编制程序和操作加工时，一定要避免使机床发生碰撞。因为数控机床的价格非常昂贵，少则几十万元，多则上百万元，维修难度大且费用高。但是，碰撞的发生是有一定规律可循的，是能够避免的，可以总结为以下几点。

1、利用计算机模拟仿真系统

随着计算机技术的发展，数控加工教学的不断扩大，数控加工模拟仿真系统越来越多，其功能日趋完善。因此可用于初步检查程序，观察刀具的运动，以确定是否有可能碰撞。

2、利用机床自带的模拟显示功能

一般较为先进的数控机床图形显示功能。当输入程序后，可以调用图形模拟显示功能，详细地观察刀具的运动轨迹，以便检查刀具与工件或夹具是否有可能碰撞。

3、利用机床的空运行功能

利用机床的空运行功能可以检查走刀轨迹的正确性。当程序输入机床后，可以装上刀具或工件，然后按下空运行按钮，此时主轴不转，工作台按程序轨迹自动运行，此时便可以发现刀具是否有可能与工件或夹具相碰。但是，在这种情况下必须要保证装有工件时，不能装刀具；装刀具时，就不能装工件，否则会发生碰撞。

4、利用机床的锁定功能

一般的数控机床都具有锁定功能（全锁或单轴锁）。当输入程序后，锁定Z轴，可通过Z轴的坐标值判断是否会发生碰撞。此功能的应用应避开换刀等运作，否则无法程序通过。

5、坐标系、刀补的设置必须正确

在启动机床时，一定要设置机床参考点。机床工作坐标系应与编程时保持一致，尤其是Z轴方向，如果出错，铣刀与工件相碰的可能性就非常大。此外，刀具长度补偿的设置必须正确，否则，要么是空加工，要么是发生碰撞。

6、提高编程技巧

程序编制是数控加工至关重要的环节，提高编程技巧可以在很大程度上避免一些不必要的碰撞。

例如：铣削工件内腔，当铣削完成时，需要铣刀快速退回至工件上方100mm处，如果用N50 G00 X0 Y0 Z100 编程，这时机床将三轴联动，，则铣刀有可能会与工件发生碰撞，造成刀具与工件损坏，严重影响机床精度，这时可采用下列程序N40 G00 Z100; N50 X0 Y0; 即刀具先退至工件上方 100mm处，然后再返回编程零点，这样便不会碰撞。

总之，掌握加工中心的编程技巧，能够更好地提高加工效率、加工质量，避免加工中出现不必要的错误。这需要我们在实践中不断总结经验，不断提高，从而使编程、加工能力进一步加强，为数控加工事业的发展作贡献。

参考文献：

1、实用数控加工技术编委会编  《实用数控加工技术》 北京：兵器工业出版社，1995

2、唐健编 《数控加工及程序编辑基础》 北京：机械工业出版社，

3、劳动和社会保障部编  《加工中心操作工》 北京：中国劳动社会保障出版社，

4、OMC综合切削中心机程式设计  台湾  

（责任编辑：马艳仪）

2.加工中心操作编程实例 篇二

圆柱凸轮机构与平面凸轮机构相比, 体积小、结构紧凑、刚性好、转动扭矩大等优点。但圆柱凸轮机构属于空间凸轮机构, 数控程序的编写及加工工艺比平面凸轮要复杂。平面凸轮一般用3轴数控铣床 (或2轴半) 加工即可, 也可用线切割机床加工。圆柱凸轮应在4轴以上数控机床上加工。

圆柱凸轮槽的数控铣削加工必须满足以下要求: (1) 圆柱凸轮槽的工作面即两个侧面的法截面线必须严格平行; (2) 圆柱凸轮槽在工作段必须等宽。这是保证滚子在圆柱凸轮槽中平稳运动的必要条件。

2 以往加工圆柱凸轮的方法

先用CAD软件画出圆柱凸轮轮廓的二维展开曲线图形, 利用CAD功能捕捉基点坐标, 直接编写刀具中心的移动轨迹。在具体编写程序时, 有两种处理方法:

(1) 当圆柱凸轮槽宽度不大时, 可以找到相应直径的立铣刀沿槽腔中心线进行加工。编程轨迹就是圆柱凸轮轮廓的二维展开曲线图形轨迹, 不考虑刀具半径补偿。

(2) 对于槽宽尺寸较大的圆柱凸轮槽, 很难找到直径与槽宽相等的标准刀具。即使有相应的刀具, 还要考虑机床主轴输出功率及主轴和工装夹具刚度的限制, 特别是机床主轴结构对刀具的限制。这是我们需采用多个走刀加工, 可先中间开槽, 然后再分别加工两侧面, 如果在编写程序时, 不使用刀具半径补偿, 那么加工槽腔两个侧表面的刀位点的编程轨迹是变化的, 每次都需重新计算基点坐标。因此, 对于宽槽宽圆柱凸轮的加工, 在手工编程时需采用刀具半径补偿。

3 手工编程加工窄槽空间圆柱凸轮

加工如图1所, 示圆柱凸轮零件上的槽, 其它表面轮廓已加工完, 零件材料为45。

手工编程过程如下所述。

3.1 工艺分析

3.1.1 零件图工艺分析

该零件为空间圆柱凸轮轮廓。凸轮槽宽13 mm, 公差0.08 mm, 及表面质量的要求, 最后一道工步可采用直径为13的精铣立铣刀加工保证。为保证圆柱表面轮廓槽的位置要求, 防止铣刀在铣削的过程中由于凸轮轮槽的一侧是逆铣加工;另一侧是顺铣加工, 这样使刀具受到的切削力不等, 使槽存在位置误差。采用先使用直径小于槽宽的键槽刀如直径为10 mm粗加工, 再用直径为12 mm的3齿立铣刀半精加工, 分层加工槽, 最后用直径为13 mm的精铣刀径向一次完成精加工。

3.1.2 确定加工方案

在四轴联动的立式加工中心或数控铣床上加工。

3.1.3 工件的装夹方式

根据如图2示零件的结构特点, 根据图纸上的尺寸要求, 及加工过程中避免刀具和卡爪的干涉情况, 夹紧长度5 mm, 另一端用后顶尖支撑。

3.1.4 确定走刀路线及工步安排

走刀路线是刀具刀位点在整个加工工序中的运动轨迹。加工凸轮槽的刀位轨迹就是沿槽腔的中心线, 编程轨迹是就是圆柱凸轮展开成平面后绘制的其展开轮廓曲线槽的中心线。整个凸轮槽的加工工步按照先粗后精的原则确定, 具体分三个工步见如下简易表1。对于凸轮槽的深度加工采用分层加工, 为了防止刀具的损坏, 可以先打一个工艺孔, 然后从工艺孔进刀到既定深度。

3.2 程序编写

以西门子SINUMERIK 802D sl系统为例, 程序如下:

4 结语

圆柱凸轮槽是环绕在圆柱面上的等宽槽, 其加工时沿圆周表面铣削的范围往往大于360°, 适于用带有数控回转台的立式数控加工中心进行加工。对于圆柱凸轮槽宽度不大时, 可以找到相应直径的立铣刀沿槽腔中心线进行加工, 比较容易加工出符合上述要求的圆柱凸轮槽, 数控程序的编写采用手工编程完成。本方法在西门子立式加工中心 (四轴) 对圆柱凸轮进行样件加工, 满足图纸要求, 可以采用。建议在实际生产过程具体的工艺内容要进行调整以满足工件的加工精度和生产效率的需求。

参考文献

[1]于万成, 王桂莲.数控加工工艺与编程基础[M].2版.人民邮电出版社, 2010.

3.谈数控加工编程和操作教学改革 篇三

【关键词】数控加工操作；课程教学；三位一体；改革

在数控加工编程与操作教学中，只有树立工学结合、教学做合一的核心理念，切实采用符合实际的教学方法，让学生在完成具体工作任务的过程中来学习相关理论知识，才能真正地调动学生的学习积极性，激发他们的学习兴趣，形成自己的职业能力。

一、学生现状

中职学生很大一部分是中考中落后生，还有一部分初中都没毕业。学生学习积极性不高，学习能力也相对较弱，逻辑思维能力较差。该部分因为在平时就养成了一个上课不爱听讲，自制力差的毛病，所以光是教师的教对他们来说根本学不进。但这部分学生实践动手能力较强。

二、传统的教学模式

传统的教学模式一般都是采用“理论课+实践课”的方式进行课堂教学，理论课一般安排在多媒体教室或者机房采用仿真软件进行上课。首先是先在教室采用多媒体演示讲解课程的理论内容或者演示其模拟操作过程，然后根据实际情况选择几次实践操作课到实际的实训场地进行机床的实际操作。又由于场地的不足和时间的冲突会导致实践课相对比较少。在学习完本次课内容后，不能及时安排他们进行实践机床操作。导致学生理论与实践不能很好的衔接。学习的理论知识不能及时通过实践得以掌握和巩固。

三、教学做三位一体的理念

教育部曾明确提出：中职教育要处理好教师和学生的关系，发挥教师在教学中主导作用的同时，更加注重学生的实际动手能力。尝试将理论融于实践，理论服务实践，实践中巩固理论。将课堂搬到实训场地，老师即当他们理论知识的传播着，又是他们实践技能操作的指导着。让老师担任教师和师傅两重身份。在实际的环境中，学习完理论后，能及时进行实践操练。教师演示操作，学生在实践中来理解和巩固理论知识。真正意义上的掌握实际知识，使理论和实践更好的联系起来。

教学做一体改变了传统的填鸭式教学，改变传统教学中教学分离的局面。使整个课堂气氛更加活跃，使每个学生都能在课堂上动起来，而不是一味的在那发呆，玩手机等。

四、教学做三位一体的实施

教学场地都安排在实训工厂进行，连续安排一个上午的课程。实训工厂设置一个专门的数控操作机房，供理论及模拟操作使用。机房设置黑板，多媒体演示机。教学过程中首先发放学生的学习任务。教师通过多媒体讲解分析零件的加工工艺，讲解该零件程序的编写过程和内容。在模拟软件对该零件进行模拟操作。之后学生在自己的电脑上进行编程，对刀，并进行模拟加工，教师现场指导。针对学生操作中出现的问题及导致工件误差的原因进行集中讲解。模拟操作成功的学生到机房外的现场进行实际零件的加工。

具体实施过程如下，下面依数控车削加工模块中的多级阶梯轴数控车削加工为例进行说明。

多级阶梯轴数控车削加工，是使用数控车床加工的基本轮廓形状零件。是数控车削加工中难度较低的基本零件之一。任务内容描述为，已知毛坯材料为45#钢，毛坯为棒料。要求根据图纸要求制定零件加工工艺，编写零件加工程序，并在仿真软件上进行仿真操作加工，最后在数控车床上进行实际操作加工，并对加工后的零件进行检测、评价。提供给学生的材料有项目任务书、零件图、毛坯、斯沃仿真软件使用说明书以及FANUC系统数控车床操作说明书。要求学生完成的有各种工艺卡片、加工完全的零件实体、以及零件检测报告，个人工作任务总结，小组工作任务总结等。用到的工作场地与设备主要是数控车削实训室和数控仿真实训室。

布置工作任务：教师下达项目任务书，讲述完成项目任务的流程以及注意事项，讲授需要用到的相关指令的使用方法，常见轴类零件加工工艺编制，带领学生搜集零件图相关工艺信息资料。而学生需要阅读项目任务书，查阅相关学习资料。

学生讨论：学生6人一组进行分组讨论，根据零件图纸要求搞清楚需要加工的零件形状要求，加工精度和表面粗糙度要求。学生讨论太确定该零件的加工方案，包括加工顺序的安排、刀具的选择、工装的选择与设计、切削参数的选择等。每组学生又组长对该组的讨论结构进行汇报。在听取学生的意见后，教师选择最典型的一组进行分析和讲解，通过讨论确定最终的加工方案。之后学生在教师的引导下填写数控加工工艺卡片、刀具卡片，绘制零件加工走刀路线图，编制零件数控车床加工程序。

模拟操作：学生各自在自己的电脑编写输入程序，装夹工件，装夹车刀，对刀，并进行模拟加工。每个必须加工完成并经教师检查无误后才能在教师的允许下进行上机操作。

车床实际加工：对模拟操作中通过的同学发放刀具、材料、量具等。引导学生做好实际操作加工前准备工作，对学生实际操作加工规范进行示范。学生在数控车床上输入加工程序并进行校验，检查实际操作加工前准备，实际操作加工。在这个过程中教师要密切监视学生操作情况，时刻提醒学生注意机床安全操作规则。

检查评价：教师引导学生用千分尺、卡尺、螺纹通规、止规等量具对各自的零件进行检测，并将结果填入报告单。学生展示成果，以小组为单位讨论分析超差原因，教师对学生的成果进行点评、总结和评价，并提出整改意见。

五、学习项目的选取

为了更好的能与企业接轨，让学生在毕业后能很快的上手操作。在平时的上课训练中选择有针对性的案例。因为工厂对外有承接相关的任务，所以教学时就采用实际加工的零件作为教学案例。这样对零件的精度和表面粗糙度等有了更严格的要求。在平时的练习中就严格测量零件的尺寸，使学生灵活运用刀补。养成谨慎细致的工作态度。更贴合企业的需求。

六、课堂考核方式的改革

改变传统的一纸定期末成绩的方式来考核学生表现。我们更注重学生平时的表现，注重过程考核，不仅考核学生的理论知识掌握能力，更注重学生的实际动手能力。考核方式分为知识考核和技能考核。

技能考核方面：在平时的练习中，我们选取多个综合案例和项目。分阶段考核的方式进行，车床综合案例和铣床综合案例。考核以分组的形式进行，6个人一组，每组对自己的零件进行分析，讨论，编制工艺及程序，在机房进行模拟操作，并在实际机床进行零件的加工。根据学生的操作结果和操作过程进行综合给分。

知识考核方面：结合实际操作的需要，选取一些学生必须掌握的理论知识。为了避免学生在考试过程中进行抄袭或者作弊现象发生，理论考核采用在线考试的形式。这样能更真实的考核学生掌握知识的水平，提高学生的学习积极性。

七、教学改革成效

通过教学做三位一体的教学方式，学生不仅学习了理论的知识而且也基本能加工出一些中等复杂程度的零件，通过企业案例的选取，学生工作中会更细致，对零件加工精度能更好的把握。把理论知识融于实践中，通过实践来理解掌握并巩固理论知识的学习。

参考文献：

[1]费姝霞，王宏霞.浅谈“数控加工工艺与编程”课程的教学方法改革[J].科技资讯，2013（26）：201.

[2]丑幸荣.数控加工技术核心课程三位一体的项目化教学[J].环球市场信息导报，2011（12）：77-78.

[3]王旭祥.提高数控铣工教学效果的策略[J].读写算：教师版，2013（7）：10-13.

4.加工中心操作编程实例 篇四

浅谈《数控加工编程与操作》课程教学改革与实践 【摘要】：本文从中职教育技能人才培养要求出发，结合企业岗位技能需求，并根据教学实际情况，从教学内容、教学方法及考核评价方式三个方面探索了《数控加工编程与操作》课程教学改革与实践。

【关键词】：数控加工；教学改革；理实一体化

《数控加工编程与操作》课程是机电一体化专业、模具设计与制造专业、机械制造及自动化等专业的一门专业课，是一门实践性很强的、面向生产现场的实用型课程。目前我国制造业已广泛使用数控技术，而制造业中应用型技术人才，尤其是掌握了数控应用技术高级技能型人才极为缺乏。因此，搞好《数控加工编程与操作》课程教学改革，对促进高级技能型人才培养水平的提高有着十分重要的意义。

一、教学内容的改革

1、教学内容的针对性与适用性

优化重组教学内容，有选择、有重点地进行教学，是集中精力以较少的课时建构理论体系的有效途径。教学过程中，增强理论课程的针对性，及时补充，动态调整，突出教学内容的应用性、先进性和对技术发展的前沿动态的反映。

2、掌握性内容。

对与实践应用结合紧密的教学内容进行详细解剖，反复

强调。例如：在工厂中为能与工人师傅交流，就必须重点掌握基本概念和名词术语；实现理论联系实际，就必须掌握数控机床基本程序编制方法和数控系统、伺服系统的工作原理等等。

3、了解性内容。

了解性内容主要是理论性较强、实际工作中原理应用较少、更多应用其结论的教学内容。对于这部分内容，公式推导一律从略，主要强调结果以及这些结果的影响因素和实际应用。

4、拓展性内容。

根据数控技术的发展实际和市场的需求，逐渐删除了陈旧的知识，及时将新技术、新工艺引进课堂。可以增加开放式数控系统、电主轴、直线电机、并联机床等方面的有关数控技术的新内容。有力地保证了教学内容的先进性和适用性。

5、教学内容的组织与安排

结合高职教育的特点，按照“实际、实用、实践”的原则，妥善处理好能力、知识、素质等方面协调发展的关系。理论教学以具备数控加工技术应用能力为目的，以编程基础知识和典型数控设备编程使用知识的“必需、够用”为度，实践教学以项目实训为载体，着重加强职业能力和职业素质的培养；理论知识穿插于每个项目的准备知识中，确保教学

中理论先行，实训操作紧随其后的项目化教学的要求，使加工实训与课程内容完全融合为一体；理论教学既围绕实践教学环节中对理论的要求，又结合生产实际进行生产案例的讲解，实践教学紧紧围绕劳动部数控职业资格证书的要求开展实训，满足双证制的要求，形成既符合教育教学普遍规律又兼顾生产现场操作规范的较完整体系，体现高职教育特色。

二、教学方法与手段改革

改革传统的以教师为中心，以书本为中心，以课堂为中心的单一教学方法，按照以学生为主体的现代教学模式，注重学生在做中学、学中做，“教学做合一”，学练并重，采用启发式教学法、问答式教学法、案例式教学法、项目式教学法等多种方式方法。结合数控加工编程与操作课程的特点，教师可将课堂转移到数控加工技术实训室，实行理实一体化教学。面对真实的设备和真实的产品，做到真实的“境”；在专业实训中将理论课教师和实践教师的身份合二为一，做到真正的“双师”；将企业的生产任务作为教学任务，让学生加工企业产品，做到真实的“品”；从而让实训学生在真实的生产情境下做到将理论付诸实践，用理论指导实践，通过实践结果验证理论，做到理论与实践的有机融合。解决了传统教学手段只动嘴不动手的教学状况，提高了实训教学的质量。

教学过程中，采用“讲—演—练—评”教学方法。把“讲”

融合到实训教学中，即在演练之前讲解理论基础知识、设备原理、功能结构。根据具体情况可以在教室“讲”、用多媒体“讲”，像在介绍自动编程内容时充分利用多媒体的教学手段，使同学们能在计算机上直接看到自动编程及模拟仿真加工的全过程，对于抽象的数控机床结构的讲授则采用多媒体动画技术，可以有效地吸引学生注意力，提高学习效果；可以在实训车间对着真实设备“讲”，如：数控编程章节中，对于坐标系定义、对刀概念、刀具补偿、固定循环等内容，教学时采用边讲边操作、直接面对机床讲课的手段，使所讲的内容直观、具体、容易接受。在教学过程中，根据不同的教学内容，适当地采用多种教学手段，不仅能激发学生的学习兴趣，更能收到事半功倍的效果。讲一讲，说一说，给学生示范操作，然后让学生自己亲自动手练一练，在实际的操作过程中自己去发现问题、解决问题，把死知识在实际操作中真正掌握并灵活运用起来。讲、演、练后的每一环节主要采用点评与测评相结合的方式。点评即在单项项目进行后，教师用口头提问、答辩等方式进行评定成绩；测评即在学生完成相对综合项目后，教师事先出好试卷进行现场测试。采用“讲-演-练-评”的教学方法，充分挖掘了学生的学习潜力，培养了学生独立解决问题的能力，发挥了学生学习的主观能动性，增强了学生学习的自信心，激发了学生的学习热情。

三、考核评价方式改革

高职院校的人才培养目标是具有较高岗位职业能力的高素质、高技能应用型人才。其标志是既达到高等学历教育水平，又达到高级操作技能水平的“两高”水平；表现形式为既获得高等教育学历证书，又获得高级操作技能等级证书的“两高”证书。

为适应这种趋势，必须要设计好课程体系结构、教学内容组织方式以及综合评价体系。教学计划将行业标准同高职教育目标有机地结合起来，逐步引入职业资格证书制度，实现“双证书”培养模式。增强了学生就业的准确定位，也提高了学生就业竞争力。因此我们将过去单一的理论测试改为理论知识考核与操作技能考核相结合的模式，采用职业技能鉴定的方式对学生的核心职业能力进行综合评价，形成了层次化的以职业核心能力培养为目标的评价体系，即“课题技能考核———项目过程考核———综合技能考核———课程最终考核（评价）———职业资格鉴定”。

在项目考核中，每个项目都基于工作过程设计了项目考核评价表，内容包括工件加工、基本操控、安全文明生产、工艺合理、程序编制、完成时间、合作性及其他安全文明生产项目。综合任务的测试具有岗位工作任务的针对性，紧紧围绕国家职业资格标准设置有回转体零件、平面轮廓类零件及曲面类零件的综合任务测试题。在课程的评价过程中，突出项目考核与综合考核相结合、理论与实践考核相结合、教

师评价与企业评价和学生自评、互评相结合。充分调动了学生的学习积极性，培养了其团队合作精神，实现了对学生专业能力、方法能力和社会能力的综合评价。通过这种考核方式，最终培养出适应能力强，技术水平高，素质良好的技能人才。

由于数控技术发展的日新月异,《数控加工编程与操作》课程的教学也始终处在不断摸索的过程中，在有限的教学时间内让学生学到更多的相关知识，得到最大的能力提高，是我们追求的目标。我们在此方面也做了一些尝试，通过这些努力调动了学生的学习积极性，充分利用了实验室的资源和设备，提高了学生独立思考的能力，同时对教师也提出了更高的要求。我们仍将积极实践与探索，以推动教学改革，提高教学质量。

参考文献：

5.C语言高级编程及实例剖析 篇五

第一章：内存管理

c语言对程序精心编译时，将函数中命令、语句编译成相应序列的机器指令代码，放在代码段；将已初始化的数据，如已赋值的全局变量、静态局部变量等，放在数据段；将未初始化的数据放在BBS段内；将临时数据，如函数调用时传递的参数、局部变量、返回调用时的地址等放在栈段内；而对一些动态变化的数据，如在程序执行中建立的一些数据结构，如链表，动态数组等，则放在堆结构中。

内存管理系统是操作系统的重要部分。C语言中使用malloc（）函数和free（）函数来分配和释放内存。再次释放已经释放的内存和释放未被分配的内存都会造成系统的崩溃。

1.1.1 PC存储器结构

PC机存储器结构分为主存储器、外存储器和高速缓存几个部分。

1.1.4 内存编译模式

编译模式是指如何在内存中放置程序代码及数据，如何分配堆栈，并确认占用的内存大小及如何存取它们，当指定内存模式以后，语言编译程序将按事先选择好的内存模式编译组织程序。C语言提供了6种编译模式，分别是：微模式，小模式，紧凑模式，中模式，大模式和巨模式。

1.1.5 堆概念和结构

堆是一种动态的存储结构（存储链表，动态数组等），实际上就是数据段的自由存储区。

1.1.6 堆管理函数

1.malloc（）函数

用来分配内存。函数原型为void *malloc（unsigned size）

如：int *p；

P=（int*）malloc（sizeof（int））；

如果要分配100个int型的空间时，表示为：int*p=（int*）malloc（sizeof（int））；

2.free（）函数

用来释放内存。函数原型为void *free（指针变量）

如：int *p=（int *）malloc（4）；

*p=100；

free（p）；

3.realloc（）函数

用来重调空间的大小，函数声明为：void *realloc（void *block，int size）；

block是指向要扩张或缩小的内存空间的指针。Size指定新的大小。

4.calloc（）函数

用来分配一个能容纳n个元素，每个元素长度为size的内存空间。函数声明为void *calloc（size_t nelem，size_t elsize）。该函数将分配一个容量为nelem *size大小的空间，并用0初始化该内存区域，即每个地址装入0.该函数将返回一个指向分配空间的指针。如果没有空间可用，则返回NULL指针。若在大数据模式下建立远堆，则可用farmalloc函数。

1.2.2 函数剖析函数init_Heap（）

实现了初始化内存分配程序的功能

2函数My_Free（）

完成函数释放内存的功能函数Allocate（）

实现了分配按指定大小分配内存块的功能

第三章：文件高级操作

字符型（文本型）文件和二进制文件{有什么区别？}

标准库函数

①文件打开（fopen）

函数原型FILE *fopen(char *filename,char *mode)

②文件关闭（fclose）

函数原型int *fclose(FILE *fp)

字节（字符）读写函数fgetc和fputc

字符串读写函数fgets和fputs

数据块读写函数 fread和fwrite

格式会读写函数 fscanf和fprint

①字符串读函数fgets

Char *fgets（char *s，int n，FILE *filepointer）;

②字符串写函数fputs

Int fputs(char *s,FILE *filepointer)

③数据块读函数fread

Unsigned fread(void *ptr,unsigned size,unsigned n,FILE *filepointer)④数据块写函数fwrite

Unsigned fwrite(void *ptr,unsigned size,unsigned n,FILE filepointer)

①格式化读fscanf

Int scanf(FILE *filepointer,const char *format,[&a,&b,...])

②格式化写fprintf

Int fprintf(FILE *filepointer,const char *format,[表达式列表，...]);

文件定位操作

①rewind函数

函数原型：void rewind(FILE *filepointer);

功能：将filepointer所指向的文件的位置指针重新置回到文件的开头 ②fseek函数

函数原型：int fseek(FILE *fp,long offset,int whence)

功能：whence 基准点；offset从基准点开始移动的字节数； ③ftell函数

函数原型：long ftell(FILE *filepointer);

功能：返回文件的当前位置；

④feof函数

原型：int feof(FILE *fp);

功能：判断fp所代表的文件是否结束

Stdin 标准输入（键盘）

Stdout 标准输出（显示器）

Stdaux 标准辅助输入输出（异步串行口）

Stdprn 标准打印（打印机）

Stderr标准错误输出（显示器）

简单的来说，++i 和 i++,在单独使用时，就是 i=i+1。而 a = ++i，相当于 i=i+1;a = i;

6.加工中心操作编程实例 篇六

⒈找到CAD图档另存为DXF档(注：只默认为DXF档)→在AP100（数据管理）里面建立“新活页夹”→打开软件AP100主菜单→2D--CAD(编织组件)(编辑图形­­---CAM)→进入“新活页夹”，输入板材尺寸→从“DXF档倒入档案”倒入CAD图档DXF档（单击鼠标右键确定打开图档进行编缉加模具）。

2.CAM零件加工（排版）→SPCC 加工设置中输入（展开、输入板材尺寸与夹爪的尺寸）→插入组件进行排版（如多块较小材料排列在一块较大的板上插入组件要到AP100主菜单的板材加工中进行插入）；修改或删除排列的组件（如有模具不合适之处，进入修改组件删除不合适之模具重新添加模具，确定无误后返回排版区）→CAM零件加工（中进行删刀与加刀）→创建NC的界面-加工顺序替换模具（修改加工顺序）→创建NC—保存。

3.AP100（模拟）→模拟演示可—重画（走刀模似）→重画→自动（走刀模似）可检查夹爪的正确性→退出→OK(即所编程的程序已保存)。

4.数据管理注：删除编程的程序或零件，新建文件夹。

7.加工中心操作编程实例 篇七

“数控铣加工工艺、编程与操作”是中职数控技术应用专业的核心课程,课程的实施注重理论知识与操作技能的紧密结合。课程改革突出三个重点: 一是教师团队化。专业理论教师与实践指导教师融合为一团体,教学互相融合,取长补短。二是教材一体化。理论课教材和实践课教材融合为一体,将原来的机械加工工艺、数控加工工艺与编程、数控机床操作实训三门课程教材综合为数控加工工艺、编程与操作教材。三是教室一体化。多功能教室设在实训车间内,在教学过程中根据学生接受程度教学地点随机变化。在整个教学环节中由同一教师主讲,两位实践教师辅助,教学场所可在多功能教室或实训车间,为完成某个教学目标和教学任务,师生可边教、边学、边做,理论知识点和实践技能的传授交替进行,直观和抽象交错出现,没有固定的先实践后理论或先理论后实践,而是理中有实,实中有理。

二、课程教学内容的构建

课程内容在构建过程中主要从培养实用型、技能型、技术应用型人才出发,结合数控铣工国家职业标准( 四级) 中的应知应会内容,按照必需、够用的原则,力求做到“有用、实用、好用”,突出职业教育的实用性特点。本课程以项目、任务为引领,进行基于工作过程的课程设计。将机械制造工艺知识、数控铣加工工艺编程知识与数控铣床操作技能有机融入到项目任务中,以零件加工要素来确定课程框架和课程内容及教学资源的利用,采用理论教学、数控仿真教学和实际操作教学相结合的教学模式,在执行任务的过程中,培养学生规范操作、自主学习的能力和团队合作、吃苦耐劳的精神,为后续课程的学习和适应工作岗位奠定良好的基础。本课程共分八个项目( 见表1) 。

三、教学组织的构建

1. 师资配置

教师作为教学的三大要素之一,既是教学内容的设计者,又是学生学习过程的组织者和协调者。在师资配置时,配一位主讲教师,两位辅助教师,主讲教师应是一名双师型教师,既具有较扎实的数控加工理论知识和实际操作能力,又具有课堂组织管理协调能力,教学经验比较丰富,最好有机械行业企业一线工作经历。

2. 教学评价设计

结合职业教育的特点,设计以人为本的综合性评价、理论和实践一体化评价在教学情境设计中不可缺少。通过建立过程评价与目标评价并重的评价体系,能引导学生具有严谨的学风和认真负责的态度。整个评价由理论知识评价、在仿真软件上零件虚拟加工评价和在实际机床上零件加工评价、学习态度四者相结合( 见表2) ,实际机床上零件加工评价是按任务加工评价表( 见表3) 累计得分,既考虑作品的精度还考虑学生的工作态度、文明生产等要素。

3. 学习环境设计

学习环境还要注重“一体化”学习场所建设,既要有集理论教学、小组工作、仿真加工练习的多功能教室,还要配置足够的实训设备和工位数量。两个教学点距离比较近,根据教学需要,学生掌握情况,不断在两个教学点交替,理论与实践没有明确的固定时间。

四、课程改革的启示与思考

( 1) 开展“数控铣加工工艺、编程与操作”课程的改革,体现了理论知识的实用性和操作能力的职业性。通过将本课程的主要知识进行项目化为导向,通过任务引领课程为主体,以理中有实、实中有理的交替教学,并将国家职业技能鉴定考核要求,实际生产产品的加工要求与课程教学内容有机结合,形成新的课程内容。

( 2) 本次教改取得了出乎意料的效果。学生的学习兴趣和热情空前高涨,教师也体验到久违的成就感。通过本课程内容的构建、教学组织的构建,为其他学习领域提供启示和借鉴。

( 3) 教学安排灵活多样。教师的教学可以先理后实,也可以先实后理,学生有足够时间解决问题和实践训练,教师更多地给予示范、引导和点拨。

8.加工中心操作编程实例 篇八

“数控车加工工艺与编程操作”是一门涉及数控技术应用专业的方向课程，学生只有通过本门课程的学习，才能对零件加工做出工艺分析，编写零件的程序，从而在数控车床上加工出产品。所以，该课程具有具足轻重的地位，建设质量直接影响人才培养质量。

【关键词】教学模式；数控车；课程建设；加工工艺与编程操作

一、国内“数控车加工工艺与编程操作”课程建设现状

在国内，许多院校借鉴德国、日本等发达国家的先进职业教育理论和课程建设成果，对“数控车加工工艺与编程操作”课程进行了初步的开发。但由于国情不同，国家宏观政策环境和学校内部管理机制严重滞后于课程体系改革的要求，地区经济社会发展的差异性导致改革效果不理想。在中职“数控车加工工艺与编程操作”课程内容几乎千篇一律，不能反应最新数控知识，理论和实践课时比例严重失调，数控机床系统落后，现代化数控设备较少，实训指导教师无企业工作经验，技能水平低，考核形式单一，不能正确反映学生水平，达不到教学做一体化的现代教学模式。

二、基于以工作过程为导向的教学模式“数控车加工工艺与编程操作”课程建设思路

根据产业发展实际需要，和企业专家共同研究数控加工行业人才需求，岗位职业标准，以学生职业能力培养为目标，共同制定课程标准。以工作过程为导向重构课程内容，根据岗位典型工作任务提炼出学习情境。教学时间按照项目任务化开展，项目涉及进阶式的实际设计案例为线索来进行。通过“教学做”一体化的课堂教学，创新教学模式。变革教学方法，改革考核评价工作运行机制，激发学生学习主动性和兴趣，开发出基于工作过程为导向的“数控车加工工艺与编程操作”课程。

三、基于以工作过程为导向的教学模式下的“数控车加工工艺与编程操作”课程开发设计

（一）企业专家和教师共同制定课程标准

我们数控技术专业组邀请企业技术专家和相关行业的能工巧匠，与专业教师一起开展了“数控车加工工艺与编程操作”课程建设研讨会。从数控车床操作工工职业岗位的实际工作任务所需的专业知识、专业技能与职业素养要求、数控车床操作工等职业技能鉴定要求、学生今后可持续发展要求等发面，共同确定了本课程的培养目标，制定了课程标准，并在专业人才培养计划中加以实施，实现课程与岗位对接。

（二）以工作过程为导向重构课程内容

本课程以典型工作任务转化而来的学习情境为教学内容，把学习情境分解为若干个工作任务，以此为载体设计教学环节，形成能营造真实工作情境、高度仿真企业工作环境的教学案例。

具体方法是对相应岗位技术核心能力要素加以提炼，将职业标准融入到课程中。整合该课程内容，构建了“数控车加工工艺与编程操作”课程的学习项目。

在学习情境中，设计了多个工作过程的学习任务单元。这些工作任务既包含了零件加工系统的相关基础知识，也包含了数控车加工工艺，机械制造的原理。

（三）创新教学模式

理实结合，以“教学做”一体化的教学形式开展课程教学，“数控车加工工艺与编程操作”实践性非常强。授课在“理实一体化”教室有利于理论与实践的结合。通过以学生为主体，老师为主导的教学模式改革，可以使学生变被动为主动，提高学习兴趣和积极性。

具体教学过程按照项目教学六步法，每个“项目”又分解为六个任务，每个任务包含了完成任务所需的专业知识、专业技能和职业素养要求。主要包括零件图样的识读与车削工艺分析、零件工艺及编程知识准备（其中包含拓展知识）、数控车工艺文件填写与识读、程序编写及优化、车床操作及加工、项目过程评价及零件的检测、每个项目都配有思考与练习。

让学生自主思考、分组讨论、给出方案，最后动手操作。通过这样容融“教学做”为一体的教学方式，学生获得解决实际问题的能力。使学生感受真实工作情境，体验企业工作流程，岗位操作规程和职业素质，保证了学生学习与实际工作的一致性。学生学习目的性更明确，主动性更强，学习效果也大大提高。

（四）变革教学方法和教学手段

为了提高“数控车加工工艺与编程操作”课程的教学效果，除了在教学内容、小学组织、教学设计上下功夫外，还采用多种教学方法，开展了启发式、互动式教学的研究与实践，探讨应用了角色扮演法，头脑风暴法，项目教学法，小组讨论法等多种教学方式交叉进行，调动学生积极性。以学生为主体，加强独立学习和操作技能，注重培养学生独立分析和解决问题的能力。

本课程采用课件、录像、动画、微课等多种教学手段，解决学习的难点与和重点，演示操作步骤和操作规范，扩展行业新的动态信息，达到事半功倍的效果。

同时，依靠现代网络信息技术，利用网络课程平台进行课程教学。网络课程平台中的教案、课件、教学录像等教学资源都是免费的，供学生自学。除此之外，学生还可以与任课教师进行交流，提出对课程的提问和建议，极大地提高了学生学习的的积极性和主动性，同时也扩大了学生的知识面，学生自学能力明显提高。

（五）构建多元化考核评价工作运行机制

建立过程考核（任务考核）与期末考核（课程考核）相结合的方式，过程考核占70%，期末考核占30%（见表1）。

采取评价主体多元化和评价内容多元化的方式，考核分为过程评价与期末考核两部分。将教师评价和学生自评、小组互评相结合，将职+业素养和专业知识、专业技能相结合。

四、总结

9.数控操作与编程作业三答案03 篇九

一、名词解释（每题4分，共16分）

1、机床坐标系原点: 也称为机床零点或机床原点，是由机床厂家在设计时确定的。

2、工序分散: 将工件的加工分散在较多的工序内进行，每道工序的加工内容很少。

3、固定循环指令:为简化编程机床数控装置具备的不同形式的可进行多次重复切削循环的功能。

4、加工中心：是指备有刀库，并能自动更换刀具，对工件进行多工序加工的数字控制机床。

二、填 空（每空2分，共20分）

1、只在写有该代码的程序段中才有效的代码为 非模态 代码。

2、用于确定几何图形上各几何要素的位置而建立的坐标是_ 工件坐标系____。

3、用数控机床加工工件时，工件装夹到机床上，通过对刀求得工件原点与机床原点间的距离，这个距离称为 工件原点偏置。

4、数控机床上的坐标系是采用__右手笛卡尔_____坐标系，大拇指的方向为___X _正方向。

5、加工中心常用的刀库有 鼓（盘）式 刀库和 链式 刀库两种。

6.粗车时，选择切削用量的次序是___背吃刀量、_进给量__、_切削速度_。

7、数控机床按控制系统功能特点分类分为： 点位控制、直线控制 和 轮廓控制 机床。

8、(CIMS)的含义是计算机集成制造系统。FMS则是指柔性制造系统。

9、伺服系统包括(驱动装置)和(执行机构)两大部分。

10、数控机床每次接通上电后在运行前首先应做的是(回参考点)。

三、判 断（每题1分 共10分）

1、不同的数控系统，其指令代码是有差别的。T

2、陶瓷刀具是含有金属氧化物或淡化物的无机非金属材料。F

3、直接选择加工表面的设计基准为定位基准，称为基准重合。T

4、快速走丝线切割的可控加工精度高于低速走丝线切割的加工精度。F

5、程序都是由程序号、程序内容和程序结束三部分组成。T

6、除了换刀程序外，加工中心的编程方法和数控铣床的编程方法基本相同。T

7、恒线速控制的原理是当工件的直径越大，工件转速越慢。T

8、经济型数控机床一般采用半闭环系统。F

9、当数控加工程序编制完成后即可进行正式加工。F

10、在程序中F只能用于表示进给速度。F

四、选 择 题（每题2分 共20分）

1．数控系统所规定的最小设定单位就是（C）。

A．数控机床的运动精度 B．数控机床的加工精度 C．数控机床的脉冲当量 D．数控机床的传动精度 2．（A）代码是国际标准化组织机构制定的用于数控和控制的一种标准代码。

A ．ISO B ．EIA C． G D． B 3．闭环控制系统的位置检测装置装在（C）。

A．传动丝杠上 B．伺服电动机轴上 C．机床移动部件上 D．数控装置中

4．数控机床CNC系统是（A）。

A ．轮廓控制系统 B．动作顺序控制系统 C．位置控制系统 D．速度控制系统

5．下列功能指令中不是数控车床所特有的是（）功能。

A．G B．M C．S D． T 6．在现代数控系统中，系统都有子程序功能，并且（C）子程序嵌套。

A．只能有一层 B．可以无限层 C．可以有限层 D．不允许有

7．若未考虑车刀刀尖半径的补偿值，会影响车削工件的（D）精度。

A．外径； B．内径； C．长度； D．锥度及圆弧。8．数控机床中的“CNC”的含义是（B）。

A．数字控制 B．计算机数字控制 C．网络控制

D．中国网通 9．程序校验与首件试切的作用是（C）。

A．检查机床是否正常； B．提高加工质量； C．检验程序是否正确及零件的加工精度是否满足图纸要求； D．检验参数是否正确。

10.工件定位时，仅限制四个或五个自由度，没有限制全部自由度的定位方式称（C）。

A.完全定位 B.欠定位 C.不完全定位

五、简答题(每题8分，共24分)1.什么是顺铣？什么是逆铣？数控机床的顺铣和逆铣各有什么特点？ 答：顺铣—铣刀对工件的作用力在进给方向上的分力与工件进给方向相同的铣削方式。

逆铣—铣刀对工件的作用力在进给方“向上的分力与工件进给方向相反的铣削方式。

顺铣的特点：需要的加紧力比逆铣要小，刀具磨损慢，工件加工表面质量较好。

逆铣的特点：工件需要较大的夹紧力，容易使加工的工件表面产生加工硬化，降低表面加工质量，刀齿磨损加快，降低铣刀的耐用度。2．简述加工中心的特点。答：（1）.具有刀库和自动换刀装置，能够通过程序或手动控制自动更换刀具，在一次装夹中完成铣、镗、钻、扩、铰、攻丝等加工，工序高度集中。（2）加工中心通常具有多个进给轴（三轴以上），甚至多个轴。(3)加工中心上如果带有自动交换工作台，一个工件在加工的同时，另一个工作台可以实现工件的装夹，从而大大缩短辅助时间，提高加工效率。

3．简述M00指令与M01指令的相同点与不同点。

答：当使用M00时，机床主轴、进给及切削液等全部进入停止状态。而当使用M01时，只有当面板上“选择停止”按钮被按下时，M01才有效。

六、编程题（10分）

R利用绝对值编程和相对值编程编制下图中圆弧a和圆弧b的程序。(2)使用I,J利用绝对值编程和相对值编程编制下图中圆弧a和圆弧b的程序

10.加工中心操作编程实例 篇十

◆ 第1讲：Cimatron E基础

◆ 第2讲：草图曲线绘制

◆ 第3讲：草图曲线编辑与操作

◆ 第4讲：草图约束

◆ 第5讲：拉伸实体创建

◆ 第6讲：拉伸参数设置

◆ 第7讲：旋转与导动

◆ 第8讲：放样、扫描与管道

◆ 第9讲：细节特征创建

◆ 第10讲：复制图素

◆ 第11讲：实体设计应用实例

◆ 第12讲：零件设计实例

◆ 第13讲：曲线绘制

◆ 第14讲：曲面曲线与组合曲线

◆ 第15讲：曲面绘制

◆ 第16讲：曲面圆角与曲面编辑

◆ 第17讲：曲线曲面设计应用实例

◆ 第18讲：分模设计

◆ 第19讲：分型面分析

◆ 第20讲：装配设计

◆ 第21讲：工程图设计

◆ 第22讲：数控编程基础

◆ 第23讲：2.5轴加工

◆ 第24讲：平行切削

◆ 第25讲：环绕切削

◆ 第26讲：轮廓铣

◆ 第27讲：程序管理器

◆ 第28讲：钻孔加工

◆ 第29讲：平行粗铣

◆ 第30讲：环绕粗铣

◆ 第31讲：精铣所有

◆ 第32讲：根据角度精铣

◆ 第33讲：曲面轮廓铣

◆ 第34讲：流线铣

◆ 第35讲：清角

11.加工中心操作编程实例 篇十一

概念解析

1.直观化编写流程

直观化编写流程是Scratch区别于其他代码式编程语言的一个重要方面, 具体体现在多个方面。

一是指令积木化, 不需要记忆抽象的程序语句。在Scratch中, 指令集、数据与运算符及程序结构均以积木式呈现, 免去了枯燥的语句记忆, 无疑为使用者减轻了负担。

二是语法直观化, 不需要记忆抽象的语法规则。Scratch的程序元素被具化成形状各异的积木, 这些积木不仅直观易懂, 而且将语法规则固化在积木的形状之中, 只有接口“相洽”的积木才能被连接。这样别具匠心的设计, 消弭了因各种语法规则而形成的隐形壁垒, 学生几乎是在忘却语法规则存在的状态下, 自然习得规范编程的方法。

三是程序流程化, 不需要理解抽象的程序逻辑。脚本的搭建与执行均符合自顶向下的顺序, 符合日常的做事经验, 程序意图和功能不仅方便实现, 而且易于理解。

这些特点带来的好处也是显而易见的:其一, 学生的创作想法, 通过自然语言表达可以较为容易地转化成Scratch编程语言, 完成脚本搭建实现其创意;其二, 为学生运用指令集按照一定的“程序”去解决问题提供了便利;其三, 这种逻辑清晰的表达在一定程度上已经替代了流程图的功能, 即便是小学生在阅读他人的脚本时也能较好地理解;此外, 直观化编写流程的特点, 对于学生体验抽象与建模的过程, 促进抽象思维与可视化思维的发展都提供了极大的帮助。

2.直观化调试过程

Scratch直观化特点还表现在直观化的调试过程, 其特点体现在:一是具有按“块”执行的功能, Scratch的每一个积木块都可以单击运行, 直观地看到代码段的运行结果;二是具有分“段”调试的功能, 在Scratch中, 一个脚本可以完成多个功能, 我们可以将积木块按功能分段, 分段排查。

这种直观化调试体验不仅便于初学者快速接受和熟悉一门新的编程语言, 对于熟练者也可以轻松自由地调试复杂程序实现各种创意, 而直观的分块分段调试过程也有助于学生模块化思维的培养。

应用举例

本文以Scratch程序设计的部分课例教学为例, 试说明上述特点在实际教学中是如何应用的。

1.利用“任务—指令—序化”程序设计思想理解直观化编写流程的本质

尽管Scratch具有直观化的编写流程, 但对于新手而言, 依然需要在教学中进行适当的引导, 以理解这种直观化的脚本编写方式的实质。就基础教育阶段的程序设计教育而言, 必须以儿童能够理解的方式来介绍程序设计的本质。我们认为, 建立在“任务—指令—序化”概念之上的程序设计和面向对象的程序设计 (对象—事件—行为) 都可以称之为程序设计的“思想”。[3]实际上, Scratch直观化的编写流程充分体现了由任务到指令再到序化的脚本编写流程。

例1:《智能倒车》之方案获得

【情境描述】小汽车已成为我们生活中重要的交通工具, 但倒车对于很多新手司机来说不是件容易的事, 在给定车位和倒车引导线的情况下, 你能设计出智能倒车系统吗?今天我们尝试利用Scratch来模拟实现这一任务。程序界面如图1所示。

【案例解析】问题情境中有确定的条件即固定车位和倒车引导线, 解决方案可尝试由学生讨论获得。学生讨论的结果大致可归纳如下:智能倒车系统要能使小汽车在倒车过程中自动调整方向, 到达车位后可自动停止。这需要Scratch可以做出以下判断:小汽车左后侧碰到黄色线可左转;右后侧碰到黄色线可右转;后部碰到蓝线时停车;转换成Scratch语言就是“如果侦测到……就……”“接收到……广播……”按照这样的“程序”去解决问题, 可能需要用到的积木块有:重复、条件、侦测、广播、旋转、停止等。由此可见, Scratch的直观化编写流程特点对于“任务—指令—序化”这一程序设计思想的实践也是很好的支持。

2.利用学习支架支持直观化编写流程的实现

学生不仅要理解直观化编写流程的实质, 而且要真正熟练做到利用直观化流程编写脚本。这就需要教师采用某种方式来帮助学生梳理“任务—指令—序化”的内容, 即帮助学生梳理问题解决的过程, 并从自然语言的描述转化为Scratch的脚本编写流程。在这里, 学习支架的使用就显得极为必要。从使用目的来看, 学习支架可以分为接收支架、转换支架和输出支架。其中, 转换支架用来帮助学生转换所获得的信息, 使所学的知识更为清晰、易于理解, 或使劣构的信息结构化, 尤其适用于支持原理性和方法性内容的学习, 如算法与程序设计类知识的学习。[4]我们利用任务分析表作为转换支架, 帮助学生梳理任务元素和解决过程, 使之与Scratch的直观化编写流程产生关联。

例2:《狐假虎威》之任务分析表

【情境描述】

任务分析表1

任务分析表2

【案例解析】狐假虎威是学生都很熟悉的寓言故事, 学生用自然语言描述该故事完全没有问题, 任务分析表通过对角色行为的分析与操作步骤的罗列, 完成了自然语言与Scratch编程脚本之间的转换。在学生每次动手制作之前进行这种转换训练, 很好地锻炼了学生的逻辑分析能力。事实上, 这种自然语言转换为编程语言的过程, 也是抽象与建模的过程, Scratch特有的直观化编写流程特点对于学生抽象与建模能力的培养大有裨益。

3.利用“分块”调试程序

例3:颜色侦测

【情境描述】通过颜色侦测, 判断大嘴巴是否与豆子相遇。如相遇, 广播被抓获, 并计1分。有A生求助, 其程序与小组内B生的完全一样, B生程序运行正常, 他却没有成功。我检查了他的脚本 (如图2) , 确实无误。问他:“分‘块’检查了吗?”他答:“能查的都查了。”再问:“侦测也查过了?”他茫然:“这怎么查?”问组内其他学生, 均告不知。我示意全班一起看这个问题。“怎样单独调试某一侦测控件?”C生举手说:“我知道!”于是向全班转播A生屏幕, C生操作:将A生程序中的颜色侦测控件从条件中拉出, 单击, 控件右上方出现提示框“false”。我问学生是何故, 再问:“如何验证A生的侦测是否正确?”他又将大嘴巴和豆子拖曳至一起, 再次单击颜色侦测控件, 仍然提示“false”。C生:“这就是大嘴巴不吃豆子的原因, 这个侦测并不能起到判断相遇的作用, 应该是颜色选取有问题。”他重新提取大嘴巴和豆子的颜色, 再次单击颜色侦测, 出现提示“true”, 说:“应该没问题了。”测试程序, 成功执行。至此, 问题解决。

【案例解析】因为色差较小的缘故, 学生肉眼观察确实不易发现颜色不对。正是Scratch的“分块”调试特点, 帮助我们“明察秋毫”, 将这些原本很难发现的错误直观地展示出来。在平常的学习中, 学生可能较多关注动作、外观等模块控件的“分块”调试, 忽略了侦测等其他模块的应用。教师在教学中应多加提示, 充分运用Scratch的直观调试功能, 对我们调试程序很有帮助。

4.利用“分段”调试程序

例4:侦测之变量困惑

【情境描述】要求为飞行器添加脚本, 使之可以在有限空间躲避若干无序飞行的障碍物, 若飞行器被击中4次, 游戏结束。在搭建飞行器的过程中, 有不少学生都出现了共性问题:被1个障碍物击中后, 游戏立即结束。其脚本如图3所示。

【案例解析】我先请学生将这段程序按功能分成3段:跟随鼠标移动, 碰到障碍物侦测, 游戏结束侦测。随后进行分段测试, 飞行器能够执行跟随鼠标移动, 操控程序没有问题。当健康度为0时, 游戏可以正常停止, 结束侦测也没有问题。显而易见的是, 碰到障碍物侦测出了问题。为便于调试, 我们将结束侦测模块断开, 再次将飞行器移过障碍物, 发现在此过程中, 健康度一直在减少。问题找到了:从碰到障碍物到离开障碍物的这一瞬间, 循环体内的控件会不停地执行。有了明确的问题, 就可以想办法解决了:添加控件。直观的分段调试过程使得“自下而上的修补”这一看似随意的探索实验式学习方式, 在带给学生舒适学习体验的同时, 也获得了解决问题的方法。正如美国MIT终身幼儿园研究小组主任雷斯尼克教授在2012年TED主题演讲《让我们教孩子学编程吧》中指出, 学习编程的意义在于“学习编程, 并在编程中学习 (Learning to code, coding to learn) ”。

Scratch软件作为一款优秀的儿童编程工具, 进入中小学信息技术课堂的时间并不算长, 其教材教法仍有很多值得我们探寻之处。本文仅从Scratch程序之直观化编写流程与直观化调试过程的特点出发, 试举例说明其在实际教学中的应用方法, 以期抛砖引玉, 共同提高。

参考文献

[1]Resnick, M., Maloney, J.etc.Scratch:Programming for All[DB/OL].http://cacm.acm.org/magazines/2009/11/48421-scratch-programming-for-all/fulltext, 2015-10-01.

[2]李艺, 钟柏昌.重构信息技术课程——从经验选择走向思想投射[J].电化教育研究, 2015 (10) .