在“數(shù)控機床與編程”教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力

摘要：為了提高學(xué)生適應(yīng)社會的能力，本文針對在“數(shù)控機床與編程”課程教學(xué)中如何培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、思維能力、現(xiàn)場分析問題和解決問題的能力進行探討，期望對提高學(xué)生的綜合能力有所幫助。

關(guān)鍵詞：機械制造基礎(chǔ)；教學(xué)；培養(yǎng)能力

“數(shù)控機床與編程”是工科院校機械類專業(yè)學(xué)生所必修的一門專業(yè)課。它涉及工程制圖、機械制造工藝學(xué)、金屬切削機床、公差、液壓、機械原理、機械零件等專業(yè)課程。因此該課程的教學(xué)方法和教學(xué)質(zhì)量，對于培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)能力將起到重要作用。作者根據(jù)自己的教學(xué)經(jīng)驗，在“數(shù)控機床與編程”課程教學(xué)中圍繞培養(yǎng)學(xué)生的能力作了一些嘗試：

1. 明確觀察對象及目的，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力

觀察能力是一個工程技術(shù)人員必備素質(zhì)之一，要培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力，首先就是要求學(xué)生明確觀察的目的，提高觀察的興趣，然后通過積極思維，從現(xiàn)象看本質(zhì)，達到學(xué)習(xí)新知識，掌握新技能，解決新問題的目的。在講到機床部分的時候，為了提高學(xué)生對機床的感性認識，可以先組織學(xué)生去實驗室參觀。在引導(dǎo)學(xué)生參觀時應(yīng)做到以下幾點：第一，講明本次參觀的目的，即認識三種類型數(shù)控機床即數(shù)控銑床、數(shù)控車床和金屬線切割加工機床，了解各機床在工作時的運動；第二，要求學(xué)生仔細觀察，并作記錄，告訴學(xué)生本次參觀是在老師的帶領(lǐng)下按順序觀察各種機床，要求每個人都要記錄各機床工作時的運動；第三，觀察之后一起總結(jié)各機床的外形特點、運動特點，觀察不具體的學(xué)生可再次觀察。第四，利用觀察結(jié)果分析數(shù)控機床與其他類型機床的不同。通過這樣有明確目的的觀察，使學(xué)生能充分注意機床的運動，最后總結(jié)出各機床的運動特點，再運用觀察后得出的結(jié)論去分析比較其他機床，達到認識各機床，了解各機床運動的目的。因為大多數(shù)學(xué)生之前并沒有接觸過數(shù)控機床，這種教學(xué)方法加深了學(xué)生對機床的感性認識，也加深了學(xué)生對機床有關(guān)知識的理解和記憶，培養(yǎng)了他們的觀察能力，有助于提高學(xué)生對機床的學(xué)習(xí)興趣，為學(xué)好機床部分開辟了良好的開端。

2. 利用啟發(fā)式教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的聯(lián)想思維能力

機械專業(yè)的知識點多而碎，學(xué)生們記憶起來很困難。要解決這個問題，啟發(fā)式教學(xué)是個好的辦法。例如，在講數(shù)控滾齒機時，可先回顧形成齒輪的漸開線齒廓發(fā)生線的方法：有成形法、范成法。講明在滾齒機上加工齒輪，是利用范成法形成漸開線。接著提問：①范成法所需的運動及各運動之間的關(guān)系如何?②形成直齒圓柱齒輪還需什么樣的發(fā)生線?③執(zhí)行件如何運動才能形成該發(fā)生線?提出以上三個問題即可引出直齒圓柱齒輪的傳動原理。這樣就方便學(xué)生掌握這些知識點之間的內(nèi)在聯(lián)系，也就更容易讓學(xué)生形成聯(lián)想。因為數(shù)控機床是無級變速，所以可以和普通機床相比較，接著讓學(xué)生思考兩種機床有何不同?？商崾荆簲?shù)控機床機械結(jié)構(gòu)緊湊，較少傳動鏈。學(xué)生的思維立刻被調(diào)動起來，馬上就有學(xué)生回答電動機和主軸連接方式，有同步帶連接和電主軸等是數(shù)控機床常用的方式，而普通機床大部分是由帶和齒輪多級連接方式。這時再講數(shù)控的傳動原理，可使一個較復(fù)雜的，較難理解的原理容易掌握，起到事半功倍的作用。通過這樣提問、啟發(fā)、再講解的方法可使學(xué)生的思維能力得到進一步的提高。在所學(xué)知識的基礎(chǔ)上開發(fā)學(xué)生的聯(lián)想能力，而聯(lián)想能力又是思維能力的基礎(chǔ)，這樣的教學(xué)方法確實是有助于培養(yǎng)學(xué)生的思維能力。

3. 列出學(xué)習(xí)主線，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力

一個人不可能一生都在教師的指導(dǎo)下進行學(xué)習(xí)。因此，在教學(xué)的同時要注意培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力。例如，在講解數(shù)控編程基礎(chǔ)一章可采用如下學(xué)習(xí)過程：

(1) 自學(xué)內(nèi)容的布置與引導(dǎo)。由于數(shù)控編程基礎(chǔ)一章中有許多數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識，包括基點坐標的計算和節(jié)點坐標的計算，以及插補的理論等，結(jié)合學(xué)習(xí)平面幾何和工程制圖，高等數(shù)學(xué)等內(nèi)容鼓勵學(xué)生先把學(xué)過的知識點總結(jié)再應(yīng)用到數(shù)控編程的理論基礎(chǔ)上來，讓學(xué)生在自學(xué)過程中認識到編程的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)并不復(fù)雜但也不同于計算機數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。

(2) 反復(fù)閱讀。任課教師把本節(jié)主線列出來，讓學(xué)生沿著主線閱讀課本，在閱讀過程中不斷豐富這根主線，把不甚明白的地方劃出來，先不必深究，然后繼續(xù)閱讀。讀完一遍后再重讀，通過這種方法許多前面不理解的問題此時自然而然地明白了。

(3) 答疑與提問、講解。學(xué)生自學(xué)過程中自己不能解決的問題可視具體情況或單獨解答或統(tǒng)一解答。如在學(xué)習(xí)插補原理時，大多數(shù)學(xué)生感覺困難。教師通過多媒體制表講解分步累計計算，了解到插補的過程。

(4) 小結(jié)與練習(xí)。通過上述方法的教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生自學(xué)，相互研討，學(xué)生有問題教師輔導(dǎo)。最后提問練習(xí)以檢查學(xué)習(xí)效果，不僅完成了規(guī)定的基本理論任務(wù)，而且還培養(yǎng)了學(xué)生的自學(xué)能力，這種能力的培養(yǎng)使學(xué)生在今后的工作中可以不斷進步。

4. 理論聯(lián)系實際，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力

在教學(xué)中要講授許多知識和內(nèi)容，而生產(chǎn)實踐中，面臨新的情景，多數(shù)情況下不能用現(xiàn)成的方法和對策加以解決，因此要培養(yǎng)學(xué)生有分析問題、解決問題的能力。例如，在講解數(shù)控機床結(jié)構(gòu)時，先講這樣一個情景：車間在改造一臺普通機床，有一位工人師傅在檢查哪些部件需要改造，當他測量一整體機床主軸時，發(fā)現(xiàn)機床主軸是由多級變速齒輪來傳遞動力的，而數(shù)控機床主軸是無級變速的，所以他就把多個齒輪作為報廢零件處理。他這樣處理是否正確呢?問題提出之后，開始講解機床主運動結(jié)構(gòu)的主要內(nèi)容，當講解到變速問題時提出數(shù)控機床和普通機床的結(jié)構(gòu)區(qū)別，數(shù)控機床主運動必需具備的是伺服檢測系統(tǒng)、機床準停裝置，把普通機床的直流步進電動機改造成交流伺服電動機，安裝光電或電磁檢測是重點，如果報廢多個齒輪勢必浪費資源。所以對于主軸改造來講并不是齒輪的影響，并強調(diào)改造條件之一是：要有伺服檢測。原理掌握之后，讓學(xué)生運用原理分析上面的問題。學(xué)生通過分析后，答案是單憑無級變速就判斷該零件為報廢零件是不正確的，那位工人師傅由于不懂工作原理，就報廢齒輪，所以他的處理不正確。通過這種理論與實際結(jié)合起來的方法，讓學(xué)生掌握原理，并能利用原理分析問題、解決問題，從而提高了學(xué)生分析問題、解決問題的能力；也提高了學(xué)生對基礎(chǔ)理論學(xué)習(xí)的興趣。主運動傳動鏈的分析是學(xué)習(xí)機床機械結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，要求學(xué)生掌握這種分析能力。

5. 創(chuàng)造環(huán)境，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力

創(chuàng)造力是從事創(chuàng)造性活動的一種特殊能力，在教學(xué)過程中應(yīng)設(shè)法激起學(xué)生的好奇心，使他們主動思考，大膽設(shè)想，學(xué)會隨機應(yīng)變。創(chuàng)造良好的環(huán)境，使學(xué)生能發(fā)揮自己的創(chuàng)造能力。在課程設(shè)計和課程練習(xí)中可以把學(xué)生分為多個學(xué)習(xí)小組，培養(yǎng)他們的團隊精神，小組成員集思廣益，增加討論，從相互的觀點中找到最適合的解決辦法，并且可以采取獎勵制度來提高每位學(xué)生發(fā)揮自己創(chuàng)造力的積極性。

（1.焦作大學(xué)；2.焦作大學(xué)機電工程學(xué)院）