基于工作過程的數控加工技術課程教學改革

摘要：數控加工技術是制造業中的一項關鍵的迅速發展的新技術，為培養高素質的生產一線緊缺的技能型數控應用人才。對《數控加工技術》課程進行了課程改革，從教改準備、教改實施、教改結果三個方面對課程改革進行了總結、分析。

關鍵詞：數控加工技術;教學改革;項目導向;任務驅動;單元教學

作者簡介：張艷杰(1975－)，女，河北省滄州市人，滄州職業技術學院，講師，主要研究方向為機械制造及數控加工技術。

中圖分類號：G712文獻標識碼：A文章編號：1001-7518(2009)08-0053-03

制造業是國民經濟的基礎產業，它的發展直接影響到國民經濟各部門的發展，也影響到國計民生和國防力量的加強，因此，各國都把制造業的發展放在首要位置。21世紀的制造業發展的總趨勢是柔性化、靈捷化、智能化和信息化，而數控機床則是實現柔性化、靈捷化、智能化和信息化加工制造的基本單元。因此，數控加工技術是制造業中的一項關鍵的迅速發展的新技術之一，在機械制造行業中具有重要的地位和作用。

為與世界制造業接軌，培養高素質的生產一線緊缺的技能型數控應用人才，根據學院以就業為導向，堅持產學研結合的辦學方針，結合專業的培養目標和高職學生生源素質狀況，課程組將《數控加工技術（單元教學）》定位為：數控專業、自動化專業、機電一體化專業、模具設計及應用等專業的一門重要的實踐性、綜合性較強的專業主干課。

為此，我進行《數控加工技術》課程教學改革，課改后《數控加工技術》課程內容由理論教學和實踐教學兩部分組成，總學時為120學時，其中理論教學30學時，仿真教學36學時，實驗教學54學時，實訓教學90學時。強調了學生的數控編程能力、數控機床操作能力，相對淡化數控機床結構，加強實驗、實訓環節，提高學生對知識的綜合應用能力。為今后從事數控加工和研究工作奠定一定的基礎。現將課改工作總結如下：

一、教改實施前的準備

(一)課程標準的制定

新的課程標準中明確提出了本課程的任務是使學生具備數控機床、數控編程和數控加工方面的知識和數控加工技能；強調了學生的職業能力培養目標。對于課程的教學內容做了較大的改動，體現出項目導向及任務驅動的新的教學理念，教學內容如下表所示：[1]

本課程采取單元教學組織方式，學生在我院多媒體教室、機房、數控實訓中心學習，內容涵蓋了數控機床結構及原理、上機熟悉機床結構及日常維護訓練、數控加工與編程、自動編程練習、上機校驗與加工、數控中級工強化訓練，突出了“理論”夠用，“實用”為主的課程原則。

通過本課程的學習，大部分學生通過強化訓練后能獲得數控操作方面的中級工操作證書，部分優異學生再強化后能獲得數控操作高級工操作證書。

（二）授課計劃的制定

2008-2009學年根據教改后的課程標準，結合現有實驗設備和實驗設備使用原則，我制定了新的授課計劃。相對課改之前增加了實驗內容、手工及自動編程內容，相對淡化數控機床結構分析及位置檢測裝置的工作原理；教學中以加工任務為單元，按照任務進行教學。

（三）教學內容的準備

思考題及習題的準備很有必要，通過題庫的設置方便學生課余時間自主練習。

在教學內容中強化編程，特別在編程時讓學生必須考慮工藝問題，使學生在學習編程時懂得了工藝路線的確定、刀具的選擇和切削用量的設定方法，為期末的實訓作好準備，也為社會輸送能盡快適應數控機床操作崗位的人才作好準備。使理論教學與實踐教學交叉進行；

結合我院現有設備，編制數控加工實驗指導書,使其更具有可實用性，理論與實踐結合更加緊密，使學生對已有知識做到融會貫通。畢業設計中充分發揮學生主動性，真正讓學生成為主體；在整個實踐加工過程，盡量讓學生來完成，指導老師按照生產實際要求進行輔導，與學生共同分析問題，盡可能讓學生獨立解決問題，以培養學生綜合應用能力，教師只是學生的引導者和指導者。

二、教改實施

（一）教學方法

１．結合本課程教學內容實踐性強的特點，采用了“項目導向”“任務驅動”的教學方法

本課程為加強學生的實踐動手能力，提高了課程的實訓比例，將教學內容分為四個大的項目，每個項目又分為若干個加工任務，每個任務實現“教師講授——學生實訓——發現問題——教師引導——學生完成任務”的教學步驟[2]，充分挖掘了學生的學習潛力，培養了學生獨立解決問題的能力，發揮了學生學習的主觀能動性，通過“導師式”學習方式，增強了學生學習的自信心，激發了學生的學習熱情。

２．強化學生探究性學習能力與培育團隊協作精神，采用小班授課。為使探究性學習落到實處，取消學生因為該課程與一般理論課教學組織模式不一樣而存在“蒙混過關”的僥幸心理，使學生得到有力管制；教學采用小班授課，教師根據學生學習情況，科學合理地將學生進行分組：根據學校機床設備的臺數，如每個班車、銑床總計14臺，將全班成員按照能力強弱搭配，男女搭配；指派組長，闡明組長責任、組員與組員之間的協作關系，使學生形成了互幫互學的風氣，增強了學生團隊協作和競爭意識。

３．根據每個學生的個性差異，因材施教，采用靈活多變的教學方法。在保證實現教學目標的前提下，教學既面向全體學生進行，向他們提出統一要求的同時，又承認了學生的個性差異，根據學生的興趣和能力，采取了不同的教學措施，使學生的個性得到充分發展。

例如對于機電一體化專業學生，考慮到本課程只是該專業的一門技術基礎課程，教學中主要采用“問題式”教學方式。在檢查學生編制的程序時，對有關關鍵問題同時又是學生不重視的問題，在保證加工安全前提下，即使發現錯誤，也不立即指出，有時甚至是故意設置障礙，讓學生犯錯。當學生加工出的零件與圖紙要求不符時，再引導學生尋找問題的癥結和解決方案，使他們深刻理解該知識點內容，在今后編程中不會再犯同樣錯誤。

針對機電專業學生的愛學、想學的特點，教學中主要采用“興趣式”教學方式。學生根據自己興趣愛好，結合教師提供的毛坯尺寸，自行設計零件，編程并加工，既鍛煉了學生的設計思想，又加強了專業綜合能力。

對于數控專業學生，主要采用“挖掘式”教學方式。根據學生各自能力水平，采用“臺階式”，一步一步加強難度，充分挖掘學生的學習潛能，使各個層次學生的學習成績都有所提高，同時各人難度要求不一，減輕了學生學習的心理負擔，數控編程與加工能力得到最大限度的提高。當然對于上述三種措施有時會針對一個班學生學習情況同時用到。

４．加強實驗、實訓環節。實驗、實訓一直是深受學生喜歡的教學環節．學生確實在這一環節能鞏固數控加工知識并進一步學到一些實踐知識。我以行為導向的教學模式為依據，盡量多為同學提供自我參與的機會。在批改學生的數控程序上，也相對傳統模式作了改革。對每位同學批改所有的數控程序，將花費任課老師大量的時間，再認真也難免會有所疏漏，沒有指出學生的錯誤，將誤導學生。為此，充分利用先進資源，將更有效地提高教學質量。對于學生所編的程序，要求學生在計算機房用仿真軟件進行驗證，老師在計算機房進行輔導，并對驗證結果當場評分。

在實驗環節中，我要求每位同學完成指定的五個實驗，并完成實驗報告。實驗的教學方式采用傳、幫、帶的形式，第一批由老師講解并演示，以后的幾批同學均由他們上一組中的同學進行帶教，老師只在一旁作指導。這種方式使學生參與的機會更多，發現的問題也更多，學到的實踐知識也更多，實驗效果良好，得到同學們的認可。

實訓這一環節完全貫徹了行為導向的教學方式。實訓是提高數控加工技術、綜合驗證數控加工能力的一個重要環節。大部分學生比較重視這一環節。因為在這一環節，學生能學到很多實踐知識．并把所學知識融會貫通。實訓時，老師布置加工任務．要求學生對所給的零件安排加工工藝路線，設定切削用量，從毛坯開始，編制合理的程序．獨立完成整個零件的加工，并將尺寸和表面粗糙度控制在要求的范圍內。為盡量減少事故的發生，要求學生必須事先在仿真軟件上驗證加工軌跡．再上機床進行加工。通過獨立完成整個零件的數控加工，學生系統地掌握了數控機床的操作和數控編程及加工知識，很多同學在課程結束之后，參加勞動部組織的數控中級工能力考試．獲得了數控中級工證書。在實訓時同時強調安全知識及安全的重要性，避免事故的發生。實訓效果良好，滿意度在逐年增加。

（二）教學手段

１．計算機多媒體現代教學技術體系的應用。針對本課程教學內容多、信息量大、實踐性強，與其他相關課程聯系緊密的特點，教學中充分利用現代教育技術手段，制作了電子教案，采用文字、動畫、視頻、插圖、背景音樂等多種表現手法，生動、形象地展現了走刀路線、加工過程等，調動了學生學習的興趣、提高了聽課的效率和積極性。

２．網絡技術的應用。充分利用學校教學的硬件設施和網絡資源，實現了數控程序的網絡傳送，應用計算機網絡對數控機床進行遠程操作和可視化控制，課程建設網頁的教學資源對學生開放，提供了學生自主學習和師生互動交流的平臺。

３.本課程多年來一直堅持教學改革和創新。本課程一直堅持理論與實踐相結合的原則，通過校企合作，提高了教師的實踐能力和水平，通過聘請業界的專家，及時掌握數控及相關技術的最新發展動態；堅持教學、考試與

職業資格證書認證考核相掛鉤；通過這一系列的改革和嘗試，激發了學生學習興趣，培養了學生的實際動手能力、理論聯系實際的能力和專業綜合能力，取得了良好的教學效果。

三、教改結果分析

教改是否成功，只有通過具體實施，并進行比較研究總結，才能真正得出結論。在本學期進行教學改革之后，我將《數控加工技術》課程學習情況問卷發給學生填寫，得到了一定的信息反饋。現將教改前和教改后的學生學習情況反饋進行比較，結果如附表一所示。從表中可以看出，通過教改，在學生的信息反饋中已取得了一些滿意的效果，具體表現為：

教學改革在總體上得到認可，學生中認為學習效果很好的同學由原來的18％提高到51％。

教改中課程內容的安排更趨合理，學生對課程內容的興趣由原來的30％提高到57％。

教改之前，學生對自動編程內容感興趣，希望學；教改之后，通過對自動編程內容的接觸，學生們仍表示出廣泛的受歡迎程度。

在實驗、實訓時間和內容的安排上，從數據就可看出，學生的滿意度在提高，只是因為學生人數較多，實驗設備較少，以及學時的關系，學生對實驗時間和實驗內容還有更高的要求。

因為教改之后，學生學習的知識點有所變化，考卷的形式和知識點的分值安排也有所變化，考試的總成績不一定能評價教改結果，所以．我們將教改之前學生編程能力與教改之后學生的編程能力作了一個比較。教改之前，學生在期末的考試中對編程題的失分率高達42％，考試成績不太理想。教改之后，學生在考試中編程題的失分率下降到28％，學生編程時能主動考慮工藝問題，大大提高了所編程序的實用性。

參考文獻：

[1]張艷杰.《數控加工技術課程標準》?圖書館目錄[Z].滄州：滄州職業技術學院，2008.

[2]姜大源.《關于職業教育課程體系思考》?圖書館目錄[J].北京：《中國職業技術教育》，2003（5）.

責任編輯：葛力力