基于行為導向教學理念的《數控技術課程設計》

趙慶志++許云理++李佳欣

【摘要】本文論述了基于行為導向教學理念的數控技術課程設計教學改革，指導教師以CL6132普通車床數控改造進給伺服系統、動力伺服系統設計、安裝、施工和調試這一工作過程為參照物，指導學生拆卸、組裝，掌握涉及的機械、電氣知識點后再進行設計工作，學生設計思路非常清晰，明顯提高了大學生的專業能力和素質。

【關鍵詞】行為導向教學理念 數控技術 課程設計 進給伺服系統 動力伺服系統

【中圖分類號】G424.1 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2014）11 -0004-03

1. 引言

應用型本科教育是高等教育發展趨勢，旨在促進我國高等工程教育更好地與社會工程技術接軌，讓工程教育不再只局限于書本和有限的校內實驗，而是回歸工程自然，強調學生的工程設計能力、現場解決問題的能力培養和鍛煉，其實質就是貫徹行為導向教學理念組織教學，更好地面向社會需求培養人才。2013年作者輔導機制專升本20位學生的《數控技術課程設計》，本文介紹了用行為導向教學理念進行課程設計的、實施要點和實施過程，教學效果很好。

2. 傳統的以學科理論體系為主導的教學理念和行為導向教學理念的區別

2.1 傳統的以學科理論體系為主導的教學理念

我國的高等教育傳統上是以學科理論體系為主導的教學理念，教師的教學過程是先理論后實驗。數控技術課程設計因受條件限制，也往往是教師給題目，學生查手冊和參考書畫進給私服系統裝配圖，計算機接口電路圖，動力伺服系統原理圖，計算有關參數，寫說明書，一般沒有實驗實訓教學環節，學生畢業后與工作接軌差距很大，很難承擔企業數控技術機械和電氣控制設計、安裝、調試等工作，這種純理論性的設計沒有以學生就業后的工作過程為導向，就業后工作能力差。

2.2 行為導向教學理念的內涵

行為導向教學理念也叫以工作過程為導向的教學理念[1][2]，在很多國家的職業教育和本科教育教學中，取得比較好的教學效 果[3][4][5]。培養的學生最終要從事專業技術工作，所以教學目標應該是以專業工作能力為本位，教學活動就應該是以教給學生工作過程相關能力為核心，所以教學過程應該以工作過程作為參照體系，強調通過對工作過程中的“教學”，強調“行動即學習、學中干，干中學”。

2.3 行為導向教學理念的心理學根據

認知心理學認為，人對客觀事物的認識，聽到的不如看到的，而看到的不如親自去做到的，人的耳朵、視力、骨骼、肌肉和動作都具有更好的記憶功能，親臨其境做事，把學習者置于工作現場發揮耳朵聽、眼睛看、頭腦思考、肌肉、骨骼和情感全身心動作投入到事物上的教學過程，教學效率和效果最好，這就是行為導向教學理念的心理學根據。

3. 以行為導向教學理念為導向的《數控技術課程設計》實施過程和實施要點

3.1 分為4組布置4個設計題目，強調進給伺服系統和動力伺服系統綜合設計

（1） 題目1： CA6140普通車床 Z 坐標進給私服系統設計及主軸和冷卻電機控制設計。

（2） 題目2： CA6140普通車床 X 坐標進給私服系統設計及主軸和冷卻電機控制設計。

（3） 題目3： CA6150普通車床 Z 坐標進給私服系統設計及主軸和冷卻電機控制設計。

（4） 題目4： CA6150普通車床 X 坐標進給私服系統設計及主軸和冷卻電機控制設計。

學生對如何設計心中沒有感覺，指導教師以行為導向教學理念的組織實訓，學生引人入勝后再開展課程設計工作。

3.2 以CL6132普車數控改造后的數控車床為參照物，理實一體化講解、調試、運行車床

在實驗室以圖1所示一臺CL6132普通車床數控改造后的設備為案例，組織學生現場調試、運行，增加學生對車床整體、進給伺服系統和動力伺服系統的感性認識，對照進給伺服系統裝配圖、帶功能區圖區的動力伺服系統原理圖和安裝接線圖向學生講解、拆卸X、Z兩坐標進給伺服系統及圖2所示電氣控制柜，讓學生充分認識理解機械、電氣控制組成和原理，掌握電氣控制原理圖、電氣安裝接線圖的畫法，認識聯軸器、法蘭、齒輪變速箱、低壓電器、接線端子排、導軌、號碼管等等設備及其用途。

3.3 按照企業電氣控制原理圖、安裝接線圖的畫法，畫出電氣控制原理圖、安裝接線圖

讓20位學生畫出CL6132車床數控改造后帶功能區、圖區的電氣控制原理圖和安裝接線圖，注意畫安裝接線圖要與圖3所示在底板上現場擺布設備同時進行，擺放最合理即為畫安裝接線圖的依據，接線端子排在底板最下一橫排，注意：

（1） 在電氣安裝接線圖中，所有電氣元件的相對位置與實際安裝的位置要一致，接線座的標注應與電氣控制原理圖中標注一致。

（2） 電氣安裝接線圖上應將同一個電器元件中的各帶電部分（如線圈、常開觸點和常閉觸點等）畫在一起，并用細實線框入，線圈和觸點接線端標號與原理圖一致。

（3） 在電氣控制柜外的電氣設備要通過接線端子與電氣控制柜內部的設備相連，動力線和測量信號線可以直接接到電氣柜的接線端子上。

（4） 畫安裝接線圖完畢，要每個學生寫出完整的普通車床數控改造電氣控制材料表。

3.4 進行電氣柜底板上設備的安裝接線

畫完電氣安裝接線圖后就進行底板上設備接線，注意每條線兩端要有與原理圖、安裝接線圖對應一致的號碼管，底板上設備近處貼上與原理圖、安裝接線圖上一致的設備符號，如KM1、FR1等，如圖4所示為CL6132車床數控改造電氣柜底板設備接線完畢照片。

3.5 將電氣柜底板安裝到電氣柜中，進行外部設備與底板上接線端子的接線

如圖5所示，將底板安裝到電氣柜中，按照安裝接線圖進行外部設備與底板上接線端子的接線，注意接線兩端要有與原理圖、安裝接線圖對應一致的號碼管，接線安裝完畢的照片如圖2所示，檢查無誤后就可進行通電調試階段。endprint

3.6 通電調試步驟

把三個電機的接線從接線端子上撤下，在數控系統執行M03、M04、M05、M08、M09觀察相應的直流繼電器、接觸器和交流繼電器帶電是否正確，若有誤則檢查接線故障進行改正，無誤后把三個電機接到接線端子上，再次執行上述指令，觀察相應電機運行情況是否正確，無誤后把主電機三角皮帶接上，通電運行車床運行狀態，調試機械方面的問題，如機械剎車等。

4. 學生開始進行4個題目的設計工作

前述對運行、調試、拆卸、安裝和調試過程就是企業數控機床進給伺服系統和動力伺服系統安裝調試工作過程的主要步驟，就是按照行為導向教學理念進行教學的主要過程，因篇幅所限，有些知識點沒有述及。經過這個理實一體化教學過程學生就自然掌握了課程設計題目的內容、設計方法、安裝調試方法和步驟，再進行4個題目的設計工作學生自己就水到渠成了，并清晰地明白圖紙內容、圖紙畫法、圖紙之間的關系。

4.1 進給伺服系統設計

發揮學生的想像力，畫出進給伺服系統裝配圖，要測量普通車床有關尺寸進行設計，思路更加清晰。

4.2 動力伺服系統設計

畫出帶功能區、圖區的動力伺服系統原理圖、安裝接線圖、整理材料表。

4.3 評價及答辯考評階段

以往答辯往往是學生匯報設計內容，教師給出成績，是教師與學生之間的檢查與考核。今改革為學生自評、互評和教師點評。自評讓學生展示學生設計思路和內容，指出自己的不足，培養學生的表達和概括能力，增強學生的自信心；互評能使學習的整個過程都確實以學生為主體，傾聽別人發言，進行評價交流，為學生提供了發現、研究、探索知識的更大發展空間；教師點評對學生的思路方向是否正確，思路范圍是否廣闊，起到大海中的航標的作用；從而激發學生再思考，再創新，再完善。按照企業工作過程最后還有設計圖紙整理和建檔工作[6]，在此略。這次教學改革也培養了大學生的團隊協作精神，畢業后就能很快進入工作角色，行為導向教學理念取得了十分明顯的教學效果，受到學生普遍好評。

參考文獻：

[1] 張彥娜. 行為導向教學理念的應用探討， 學理論，2010（15）：213-214

[2] 劉雨蘭. 基于工作過程的《機床電氣的安裝與調試》課程建設， 課程教育研究，2013（6期中旬刊）：249-250

[3] 姜大源 著. 職業教育學研究新論， 教育科學出版社， 2007年1月第1版

[4] 朱曉海，李婭莉，駱勇. 行為導向教學法及其在交通工程專業教學中的應用， 高等教育研究， 2014（1）：40-41

[5] 宋婀娜，李娜. 行為導向教育理念在電子技術課程中的應用， 高教論壇， 2008，25（4）：74-75

[6] 趙慶志，魏修亭，趙玉剛. 在畢業設計過程中注重培養大學生人文素質的理論與實踐， 中國校外教育， 2014，（4期下旬刊）：33-35

1. 山東省2006年《數控技術》精品課程建設研究項目

2. 教育部、財政部中等職業學校教師素質提高計劃機電設備安裝與維修專業師資培訓包研究開發項目（LBZD016）endprint

3.6 通電調試步驟

把三個電機的接線從接線端子上撤下，在數控系統執行M03、M04、M05、M08、M09觀察相應的直流繼電器、接觸器和交流繼電器帶電是否正確，若有誤則檢查接線故障進行改正，無誤后把三個電機接到接線端子上，再次執行上述指令，觀察相應電機運行情況是否正確，無誤后把主電機三角皮帶接上，通電運行車床運行狀態，調試機械方面的問題，如機械剎車等。

4. 學生開始進行4個題目的設計工作

前述對運行、調試、拆卸、安裝和調試過程就是企業數控機床進給伺服系統和動力伺服系統安裝調試工作過程的主要步驟，就是按照行為導向教學理念進行教學的主要過程，因篇幅所限，有些知識點沒有述及。經過這個理實一體化教學過程學生就自然掌握了課程設計題目的內容、設計方法、安裝調試方法和步驟，再進行4個題目的設計工作學生自己就水到渠成了，并清晰地明白圖紙內容、圖紙畫法、圖紙之間的關系。

4.1 進給伺服系統設計

發揮學生的想像力，畫出進給伺服系統裝配圖，要測量普通車床有關尺寸進行設計，思路更加清晰。

4.2 動力伺服系統設計

畫出帶功能區、圖區的動力伺服系統原理圖、安裝接線圖、整理材料表。

4.3 評價及答辯考評階段

以往答辯往往是學生匯報設計內容，教師給出成績，是教師與學生之間的檢查與考核。今改革為學生自評、互評和教師點評。自評讓學生展示學生設計思路和內容，指出自己的不足，培養學生的表達和概括能力，增強學生的自信心；互評能使學習的整個過程都確實以學生為主體，傾聽別人發言，進行評價交流，為學生提供了發現、研究、探索知識的更大發展空間；教師點評對學生的思路方向是否正確，思路范圍是否廣闊，起到大海中的航標的作用；從而激發學生再思考，再創新，再完善。按照企業工作過程最后還有設計圖紙整理和建檔工作[6]，在此略。這次教學改革也培養了大學生的團隊協作精神，畢業后就能很快進入工作角色，行為導向教學理念取得了十分明顯的教學效果，受到學生普遍好評。

參考文獻：

[1] 張彥娜. 行為導向教學理念的應用探討， 學理論，2010（15）：213-214

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[3] 姜大源 著. 職業教育學研究新論， 教育科學出版社， 2007年1月第1版

[4] 朱曉海，李婭莉，駱勇. 行為導向教學法及其在交通工程專業教學中的應用， 高等教育研究， 2014（1）：40-41

[5] 宋婀娜，李娜. 行為導向教育理念在電子技術課程中的應用， 高教論壇， 2008，25（4）：74-75

[6] 趙慶志，魏修亭，趙玉剛. 在畢業設計過程中注重培養大學生人文素質的理論與實踐， 中國校外教育， 2014，（4期下旬刊）：33-35

1. 山東省2006年《數控技術》精品課程建設研究項目

2. 教育部、財政部中等職業學校教師素質提高計劃機電設備安裝與維修專業師資培訓包研究開發項目（LBZD016）endprint

3.6 通電調試步驟

把三個電機的接線從接線端子上撤下，在數控系統執行M03、M04、M05、M08、M09觀察相應的直流繼電器、接觸器和交流繼電器帶電是否正確，若有誤則檢查接線故障進行改正，無誤后把三個電機接到接線端子上，再次執行上述指令，觀察相應電機運行情況是否正確，無誤后把主電機三角皮帶接上，通電運行車床運行狀態，調試機械方面的問題，如機械剎車等。

4. 學生開始進行4個題目的設計工作

前述對運行、調試、拆卸、安裝和調試過程就是企業數控機床進給伺服系統和動力伺服系統安裝調試工作過程的主要步驟，就是按照行為導向教學理念進行教學的主要過程，因篇幅所限，有些知識點沒有述及。經過這個理實一體化教學過程學生就自然掌握了課程設計題目的內容、設計方法、安裝調試方法和步驟，再進行4個題目的設計工作學生自己就水到渠成了，并清晰地明白圖紙內容、圖紙畫法、圖紙之間的關系。

4.1 進給伺服系統設計

發揮學生的想像力，畫出進給伺服系統裝配圖，要測量普通車床有關尺寸進行設計，思路更加清晰。

4.2 動力伺服系統設計

畫出帶功能區、圖區的動力伺服系統原理圖、安裝接線圖、整理材料表。

4.3 評價及答辯考評階段

以往答辯往往是學生匯報設計內容，教師給出成績，是教師與學生之間的檢查與考核。今改革為學生自評、互評和教師點評。自評讓學生展示學生設計思路和內容，指出自己的不足，培養學生的表達和概括能力，增強學生的自信心；互評能使學習的整個過程都確實以學生為主體，傾聽別人發言，進行評價交流，為學生提供了發現、研究、探索知識的更大發展空間；教師點評對學生的思路方向是否正確，思路范圍是否廣闊，起到大海中的航標的作用；從而激發學生再思考，再創新，再完善。按照企業工作過程最后還有設計圖紙整理和建檔工作[6]，在此略。這次教學改革也培養了大學生的團隊協作精神，畢業后就能很快進入工作角色，行為導向教學理念取得了十分明顯的教學效果，受到學生普遍好評。

參考文獻：

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[4] 朱曉海，李婭莉，駱勇. 行為導向教學法及其在交通工程專業教學中的應用， 高等教育研究， 2014（1）：40-41

[5] 宋婀娜，李娜. 行為導向教育理念在電子技術課程中的應用， 高教論壇， 2008，25（4）：74-75

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1. 山東省2006年《數控技術》精品課程建設研究項目

2. 教育部、財政部中等職業學校教師素質提高計劃機電設備安裝與維修專業師資培訓包研究開發項目（LBZD016）endprint