在“數控機床與編程”教學中培養學生的綜合能力

摘要：為了提高學生適應社會的能力，本文針對在“數控機床與編程”課程教學中如何培養學生的觀察能力、思維能力、現場分析問題和解決問題的能力進行探討，期望對提高學生的綜合能力有所幫助。

關鍵詞：機械制造基礎；教學；培養能力

“數控機床與編程”是工科院校機械類專業學生所必修的一門專業課。它涉及工程制圖、機械制造工藝學、金屬切削機床、公差、液壓、機械原理、機械零件等專業課程。因此該課程的教學方法和教學質量，對于培養學生的專業能力將起到重要作用。作者根據自己的教學經驗，在“數控機床與編程”課程教學中圍繞培養學生的能力作了一些嘗試：

1. 明確觀察對象及目的，培養學生的觀察能力

觀察能力是一個工程技術人員必備素質之一，要培養學生的觀察能力，首先就是要求學生明確觀察的目的，提高觀察的興趣，然后通過積極思維，從現象看本質，達到學習新知識，掌握新技能，解決新問題的目的。在講到機床部分的時候，為了提高學生對機床的感性認識，可以先組織學生去實驗室參觀。在引導學生參觀時應做到以下幾點：第一，講明本次參觀的目的，即認識三種類型數控機床即數控銑床、數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，要求學生仔細觀察，并作記錄，告訴學生本次參觀是在老師的帶領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，觀察之后一起總結各機床的外形特點、運動特點，觀察不具體的學生可再次觀察。第四，利用觀察結果分析數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，使學生能充分注意機床的運動，最后總結出各機床的運動特點，再運用觀察后得出的結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。因為大多數學生之前并沒有接觸過數控機床，這種教學方法加深了學生對機床的感性認識，也加深了學生對機床有關知識的理解和記憶，培養了他們的觀察能力，有助于提高學生對機床的學習興趣，為學好機床部分開辟了良好的開端。

2. 利用啟發式教學，培養學生的聯想思維能力

機械專業的知識點多而碎，學生們記憶起來很困難。要解決這個問題，啟發式教學是個好的辦法。例如，在講數控滾齒機時，可先回顧形成齒輪的漸開線齒廓發生線的方法：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系如何?②形成直齒圓柱齒輪還需什么樣的發生線?③執行件如何運動才能形成該發生線?提出以上三個問題即可引出直齒圓柱齒輪的傳動原理。這樣就方便學生掌握這些知識點之間的內在聯系，也就更容易讓學生形成聯想。因為數控機床是無級變速，所以可以和普通機床相比較，接著讓學生思考兩種機床有何不同。可提示：數控機床機械結構緊湊，較少傳動鏈。學生的思維立刻被調動起來，馬上就有學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。這時再講數控的傳動原理，可使一個較復雜的，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、再講解的方法可使學生的思維能力得到進一步的提高。在所學知識的基礎上開發學生的聯想能力，而聯想能力又是思維能力的基礎，這樣的教學方法確實是有助于培養學生的思維能力。

3. 列出學習主線，培養學生的自學能力

一個人不可能一生都在教師的指導下進行學習。因此，在教學的同時要注意培養學生的自學能力。例如，在講解數控編程基礎一章可采用如下學習過程：

(1) 自學內容的布置與引導。由于數控編程基礎一章中有許多數學基礎知識，包括基點坐標的計算和節點坐標的計算，以及插補的理論等，結合學習平面幾何和工程制圖，高等數學等內容鼓勵學生先把學過的知識點總結再應用到數控編程的理論基礎上來，讓學生在自學過程中認識到編程的數學基礎并不復雜但也不同于計算機數學基礎。

(2) 反復閱讀。任課教師把本節主線列出來，讓學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。學生自學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一解答。如在學習插補原理時，大多數學生感覺困難。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) 小結與練習。通過上述方法的教學，引導學生自學，相互研討，學生有問題教師輔導。最后提問練習以檢查學習效果，不僅完成了規定的基本理論任務，而且還培養了學生的自學能力，這種能力的培養使學生在今后的工作中可以不斷進步。

4. 理論聯系實際，培養學生分析問題和解決問題的能力

在教學中要講授許多知識和內容，而生產實踐中，面臨新的情景，多數情況下不能用現成的方法和對策加以解決，因此要培養學生有分析問題、解決問題的能力。例如，在講解數控機床結構時，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，發現機床主軸是由多級變速齒輪來傳遞動力的，而數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構的主要內容，當講解到變速問題時提出數控機床和普通機床的結構區別，數控機床主運動必需具備的是伺服檢測系統、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，并強調改造條件之一是：要有伺服檢測。原理掌握之后，讓學生運用原理分析上面的問題。學生通過分析后，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合起來的方法，讓學生掌握原理，并能利用原理分析問題、解決問題，從而提高了學生分析問題、解決問題的能力；也提高了學生對基礎理論學習的興趣。主運動傳動鏈的分析是學習機床機械結構的基礎，要求學生掌握這種分析能力。

5. 創造環境，培養學生的創造能力

創造力是從事創造性活動的一種特殊能力，在教學過程中應設法激起學生的好奇心，使他們主動思考，大膽設想，學會隨機應變。創造良好的環境，使學生能發揮自己的創造能力。在課程設計和課程練習中可以把學生分為多個學習小組，培養他們的團隊精神，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生發揮自己創造力的積極性。

（1.焦作大學；2.焦作大學機電工程學院）