“數控技術”教學改革的研究與探索

王志明++李永康??

摘要：本文從分析數控技術課程的教學體系出發，提出了課程教學過程產生的矛盾，以上海大學機電工程與自動化學院（以下簡稱“我院”） 數控技術課程的教學為例，闡述了數控技術在理論教學與實驗實踐教學中進行的改革，重點敘述了網絡平臺的組成及在教學中的作用。

關鍵詞：教學模式；網絡教學平臺；教學改革；數控技術

中圖分類號：G712文獻標識碼：A文章編號：1674-120X（2016）17-0081-02收稿日期：2016-05-11

作者簡介：王志明（1967—），男，上海人，上海大學機電工程與自動化學院精密機械工程系副教授，博士，研究方向：數控技術。

一、緒論

數控技術是一門實踐性與工程性很強的課程，是前面所學課程的整合與應用。通過對十幾所高等學校的調研，數控技術的教學狀況不容樂觀，教學模式大致可分為兩種：①由于數控系統、數控機床等設備價格昂貴，數控技術的教學基本只限于課堂教學。即其教學模式是以理論教學為主的課堂授課。②由于學校實訓基地的建設與數控模擬器的應用，講理論課的同時適當增加了數控實踐教學的比重，課內實驗采用模擬編程器，實習可以上機床實際操作。這種教學模式為理論教學結合實踐教學。上海大學通過四五年的摸索，將網絡平臺應用于數控理論與實踐教學，取得了較好的效果。采用廠校結合實現理論與實踐的緊密結合。經過兩年的實踐與調研，結果顯示，在增加學生的學習興趣與工程能力方面均取得了較好的效果。

二、數控技術課程的教學改革

1課程理論的網絡教學改革

本課程在兩年之前建立了數控技術課程網絡教學平臺。該平臺為公共網，學生在家里與學校均能登錄。在數控網絡平臺上設立下面幾個板塊：數控技術的課程大綱、數控技術的學習要求與參考文獻、數控技術的前沿課題、數控技術的相關課程、數控技術的基礎知識、數控技術課件、數控技術視頻與圖片，網絡教室、網上答疑、課程公告、課程作業、數控雜志等內容。這些內容可分為三層結構，它們分別是知識理解層、知識應用層與研究學習層。

數控技術大綱主要讓學生明確學習的目標、內容等，將以前只有老師指定的內容放到學生面前，使得學生一開始就知道本課程該達到的目的是什么。如課程大綱中提到學習本課程要與機電一體化的工程實踐相結合，該內容一方面使得學生在學習的過程中會將所學的理論與實踐結合去思考，另一方面也督促教師在講課時采用理論與實踐相結合的方法去講解。數控技術的前沿課題板塊中，介紹一些與數控技術相關的技術內容如無人化工廠（FMF）、計算機集成制造（CIMS）、工業機器人、納米技術等，以及這些數控技術在國防工業、機電工程等方面的典型應用，使得學生大大增加了學習興趣和愛國激情，由此產生危機感與緊迫感。數控技術相關課程板塊主要介紹數控技術包含了哪幾門課的內容，即要學好數控技術，必須將相關課程學好，使得學生一下就明白了數控技術在課程中的地位。網絡教室板塊是將相關課程的教學課件或授課視頻掛于網上，使得學生能在網上將相關課程的內容再進行一次補習。如講到數控系統的時候，網絡教室板塊上就上傳了微機原理的講稿，學生將微機原理的復習與數控系統的學習有機地結合起來，一方面能對所學的知識進行一次復習，另一方面理解了原來所學知識的工程應用。網上答疑是老師與學生聯系的橋梁，老師每天上網，將學生在作業中、學習中產生的問題作及時回答，同時，老師也及時了解了講課的效果。數控技術的基礎知識板塊，是老師讓學生自學的內容板塊，在40課時中沒講到的內容，老師在基礎知識中詳細地講述，學生只要根據老師布置的自學內容，上該板塊就可以網上學習。數控雜志內容，主要與外網鏈接，在每期雜志上，能閱讀到數控技術的動態、關鍵技術的突破狀況、典型數控系統的培訓等相關內容，大大激發了學生的學習興趣。技術前沿、網絡教室、數控基礎知識、網上答疑等板塊均為互動板塊。如在技術前沿板塊，如學生發現最新的內容，可以將其摘錄下來，上傳到該板塊，內容就可以實現共享。為了鼓勵更多的學生參與到該學習活動中，將平時成績的評定與在網上發的帖子相結合，使學生從不自覺到自覺，潛移默化地影響學生的學習方法與學習態度。

2課程實驗的網絡教學改革

教學實驗是對理論學習的有效補充，是培養學生動手能力與思考問題能力的重要環節。一般的學校對實驗相當重視，我們也不例外。在數控機床的實驗環節的網絡教學有兩個方面的內容，一種為虛擬實驗，另外一種為操作實驗。數控技術課程的實驗教學，采用虛擬實驗與操作實驗相結合的方式。

在實驗教學中，采用軟件實現虛擬的實驗教學，如數控機床換刀機械手的機構組成實驗。實驗采用虛擬實驗的形式，教師主要是制訂實驗的工況、零部件及要實現的目標，學生可以在零件庫中選取零件進行組裝，最終形成實驗目標所要求的換刀機械手形式與功能。

數控編程有其特殊性，數控系統多種多樣，雖然系統的性能等方面不同，但其系統指令大同小異，所以，老師在講理論課的時候一般重點講授編程方法與技巧。在編程時，學生編制的程序五花八門，各不相同，當然也存在很多的錯誤，實驗老師如果察看每個學生的問題，可能來不及。網絡平臺就起到了相當大的作用，老師可以將實驗的要求、示范編程等內容通過網絡實時傳送到每臺學生機上，學生可以通過講解與編程切換的方式，將屏幕切到編程界面，就可以進行編程。如果有問題，根據優先原則，可以上傳到教師機上，老師可以將修改好的內容發送到該臺學生機上，實現了實驗中與學生的實時互動。

3課程實踐環節的教學改革

實踐教學環節，是學生從課本、實驗室走向工程實踐的一個重要環節，到工廠、生產第一線去，了解數控設備及加工情況，豐富課堂教學內容。課程的實踐環節分為兩個部分，一為參觀型，另外一種為操作型。由于紀律及生產任務等原因，不允許學生親自動手使用工廠的設備，但通過參觀工人的操作與編程，同樣得到許多知識與經驗。如上海柴油機股份有限公司從國外進口的數控鏜床能實現上下、左右、前后及旋轉運動，學生通過參觀加工與編程，了解了加工過程中指令與動作之間的關系，了解了編程工藝與加工路線之間的關系，理解了對刀點、換刀點、機床原點、編程原點、坐標平移等內容。又如學生在參觀上海機電一體工程有限公司的美國辛辛那堤10-VC數控銑削加工中心時，機械手能實現自動換刀，了解了機械手在數控機床上的應用，通過現場教學，學生掌握了數控加工工藝的制訂等內容，同時也了解了10-VC銑削加工中心的工作原理、編程與操作方法，理解了直流伺服在數控機床上的應用。

學生每年的暑期均前往上海市職業培訓指導中心進行為期一周的操作實習，針對的是真正的數控設備，教師一對一教學。學生通過操作實習，不但掌握了數控系統各部分的功能、數控系統中的速度環與位置環之間的關系、不同系統的數控編程，而且體會了伺服系統的控制的優勢。

三、結束語

通過對“數控技術”課程的教學模式的思考，形成了一套較成熟的具有研究型本科特色的適應機電專業教學要求的課程理論體系與實踐體系，使學生能更好地掌握數控的理論知識，培養了學生的工程能力。

參考文獻：

[1]郭廣靈數控專業實踐環節的綜合改革實驗室研究與探索，2004，（4）：62—64.

[2]張麗華數控機床課程改革遼寧高職學報，2002，（2）：34—36.