“數控技術”課程教學改革思路與實施

摘要：在分析“數控技術”課程特點的基礎上，提出了適應目前社會需求的課程教學改革方案，加強實踐教學環節，建立有效的理論與實踐教學體系。隨后探討了新型教學模式的實施過程，以期提高學生的實踐能力。

關鍵詞：數控技術；教學改革；實踐

作者簡介：吳剛（1978-），男，湖北漢川人，三峽大學機械與材料學院，副教授；陳從平（1976-），男，湖北荊州人，三峽大學機械與材料學院，副教授。（湖北 宜昌 443002）

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）22-0096-02

制造業是一個國家發展的基礎，數控機床的水平標志著本國的制造業水平，也是一個國家綜合國力的重要標志之一。作為數控機床的理論基礎，“數控技術”課程早就是各大院校機械工程專業的專業課程之一。隨著機械行業數控機床的普及，對數控專業人才需求的不斷增加，但企業普遍反映學生的理論水平多于實踐知識，且在工作中難于將理論和實踐結合起來。作為一所以培養應用型人才為根本任務的普通高校，我們有必要從提高學生實際動手能力上出發，改進“數控技術”課程教學過程中的目標和方法，培養具有較強實踐能力的高素質應用型人才。這對于適應現代科學技術發展的要求，增強我國制造業的綜合實力和國際競爭力有著重要意義。

一、“數控技術”課程的特點

與其他機械類課程不同，“數控技術”課程有著如下三個典型的特點：

首先，數控技術是集機械制造技術、材料科學與技術、控制技術、傳感檢測與監測技術、網絡通信技術等于一體的多學科交叉型科學技術，涉及的知識面寬，對教師的知識結構要求較高。

第二，數控技術在最近幾十年中得到了長足的發展，高新技術不斷在數控技術領域被刷新。與其他專業課程相比，數控技術的知識更新速度極快，需要授課教師能及時獲取最新的行業動態，并融合到自己的授課環節中。

第三，“數控技術”是一門實踐性極強的課程。“數控技術”教學中的大多數環節，從機床結構、數控機床的操作、數控加工工藝到數控機床故障診斷等，都應該有相應的實踐環節來支撐，才能加強理論教學的效果，讓學生對數控機床和數控技術有更直觀和深刻的理解。

二、“數控技術”課程改革思路

對于大部分高校而言，本課程的目的是讓學生了解數控技術的理論知識，并具有一定的動手操作能力，以適應社會的實際需求。針對上述“數控技術”課程的特點，應該從教學思路、教材師資隊伍、考核方式等方面進行改革，以應用為主旨和特征，設計能全面發展學生知識、能力及專業素質的培養方案，構建新的教學內容體系。

1.教學思路上的改革

“數控技術”課程中應包含完整的理論教學和實踐教學環節，如圖1所示，在課程設置時就應注重對學生應用能力的培養。本課程的前導課程為CADCAM技術，在授課時可以適當向數控技術方向傾斜，講授數控技術中的部分基礎知識。在“數控技術”課程的理論授課環節中，因學生已有一定基礎，教師可花較少的課程時間講授理論學習，將更多的時間用于課程實踐中，從而突出“實際、實踐和實用”的原則。在教學內容上，目前數控機床均已采用自動編程技術，學生對手工編程原理及技術有所了解即可；對于相對偏深的數控原理、數控機床控制電路等理論內容，學生的興趣不大，而且在實際工作中也很少接觸，可以進行淡化處理；而對于學生今后更有可能接觸的知識，如車削、銑削各種常見零件的加工特點和加工工藝等，則應當結合實際操作來重點組織教學和進行實踐。

圖1 數控技術課程教學體系及內容

2.教材和師資隊伍的改革

目前通用的《數控技術》教材，主要以介紹機床結構、數控原理、控制原理、數控程序編寫及機床的維修與維護等基礎知識為主，對于實踐環節中的車削模塊和銑削模塊則涉及較少，不僅教師講授起來枯燥無味，學生學習的興趣也不大。除理論知識外，數控技術的教材應結合培養目標與學校自身的設備情況，組織教師和實驗人員共同編寫實習教材，選取一些典型的軸套類零件（車削）、盤類零件（銑削）作為例子，通過學習這些實例，學生對數控技術的理解更加深刻。這不僅解決了實習教學中的空白，又推動了教師隊伍的建設，更讓學生能從中學到有用的技能，對數控技術的教學有著積極的作用。此外，也可引進和聘任一批具有豐富數控技術生產實踐經驗的技師、高工擔任實習教師，或定期開展專題講座，使實踐教學達到較高水準。

3.教學手段上的革新

在課程上通過采用多媒體教學手段，學生能充分理解課本上的理論，但對于教學內容中實踐性較強的車削模塊和銑削模塊，必須經過實踐環節的鍛煉，才能讓學生對數控技術有更深刻的理解。但實際中教師不可能為每一個學生提供機床和材料進行實踐。為讓學生能自己動手，加深對數控技術中各類零件從設計到制造的全過程的理解，在教學過程中教師可采用學習和實踐相結合的教學模式，實行理論講解、案例演示、分組練習、小組答辯為一體的培養方式，利用數控仿真軟件的模擬功能，讓學生在計算機上對數控機床進行模擬操作，可有效解決學生多、實驗設備少、機床操作時間短的矛盾。仿真軟件對零件的加工操作流程與實際機床相同，使學生對加工過程及機床實際操作更加熟悉，這不但有利于提高數控理論教學效果，更有助于學生編程能力的提高，也為以后的實際操作奠定良好的基礎。

4.革新課程考核方法

除通過閉卷考試考查學生對相關理論知識的了解外，更應該著重考核學生綜合運用所學知識、解決實際問題的能力。

（1）采取常規考試的方式，考查學生對基礎知識的掌握和理解能力。

（2）提前將課程的考核課題發下去，讓學生利用課余時間完成。利用最后一次課堂時間，采取分組答辯、現場演示和操作等考核方式，重點考查學生專業思維能力、動手能力、獨立/協作解決問題的能力和綜合運用知識的能力。

（3）鼓勵和培養學生獲得數控相關的技能等級證書。如通過等級鑒定取得數控車（銑）床的中、高級工證書，通過參加全國數控工藝員考試取得相應的數控車（銑）床工藝員證書，可獲得額外的學分獎勵。

三、新型教學模式的實施

圖2 數控技術課程的教學模式

根據上述課程改革的思路，新型“數控技術”課程的教學模式如圖2所示。

1.理論講解

在學生能理解的程度上，盡可能只講授理論知識中較難的地方，而一些基礎的、學生能看得懂的地方則讓學生自學。這不僅能節約較多時間用于后面的實踐環節，也能鍛煉學生的自學能力。

2.案例演示

選取難度適中、具有多種教學特征的零件，結合數控技術的相關知識進行講解。為加深學生對數控過程的理解，把數控仿真軟件系統引入教學中，根據加工工藝的原則和給定零件的實際形狀，選擇進行數控加工的工藝，并規劃合適的加工路線，最后利用軟件的演示功能演示零件的加工過程，還可以在加工過程中故意設置錯誤的工藝參數和刀具行走路線，讓學生指出其錯誤原因并進行更正，通過這樣的互動學習和演示，不僅能充分調動學生的學習積極性，更能讓學生在實踐中印證理論教學中的知識點。

3.分組練習

為提高學生的學習積極性，教師應根據教學內容和教學目的，提前尋找難度合適零件的圖紙，讓學生在練習的過程中完成整個零件的加工，使學生學習的目的性更強。為進一步貼合實際，同時鍛煉學生的團隊協作能力，可以按照“車間組織”的教學模式，將班級的學生分成3～5人一組，將“大班”教學“小班”化成車間的班組，每個小組選出一位組長，負責各組的生產、組織與管理。教師充當車間主任的角色，從宏觀上對各小組進行督促和幫助，強化學生的自我管理能力和組織能力，鍛煉學生的合作、溝通能力和責任心，培養學生的綜合職業素養。

教師在進行理論講解的同時，將任務下發給各小組，讓小組成員在課后查閱資料和分組討論，完成指定零件的工藝參數的選擇、刀具夾具的選擇等任務，教師對學生出現的普遍性問題加以詳細講解，在隨后的仿真教學過程中，讓學生利用仿真軟件，按工件實際加工工序完成零件的整個工藝過程： 選擇機床和數控系統、安裝毛坯與刀具、對刀與校驗、工藝參數選擇、仿真加工、零件檢測等，最終實現整個工件或是工件某一部分工序的仿真加工。教師對學生在實踐過程中容易出現問題的夾具設計、工藝參數、走刀路線等環節進行重點指導，以進一步提升學生對數控技術內容的理解程度。

4.小組答辯

經過一段時間的小組討論實踐后，教師可安排時間讓小組進行答辯。答辯時學生須運用仿真軟件，現場演示從毛坯選擇到零件加工完成的整個過程，教師重點考查小組成員對零件各加工工藝選擇的合理性和加工路線的設置的準確性，也可讓其他學生指出其中的優缺點。小組答辯結束后，教師應根據學生的完成情況，針對性地作出評價，并根據各位學生在課題難度、課題完成過程中的貢獻和現場表現進行評分，并作為平時成績。通過理論和實踐相結合的教學模式，能有效增強學生分析問題和解決問題的能力。

四、結束語

“數控技術”課程不僅要學生掌握數控技術的基礎知識，更應該以“實際、實踐、實用”為宗旨，革新課程的教學體系和教學內容，突出實踐、課程設計等教學手段，培養學生的動手能力，使學生成為社會所需要的高級應用型技術人才。

參考文獻：

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（責任編輯：劉輝）