《數控技術》課程教學改革探討

徐兵，王玉勤

摘要：文章分析數控技術教學過程中數控技術的理論知識過多、實踐教學設施受限制、實踐課程效率低等幾點不足之處，提出了以理論教學為基礎，軟件教學、實踐教學相結合的教學方式，建立數控技術的課程體系。該體系中增加了軟件教學，旨在建立理論教學和實踐教學的橋梁，提高理論到實踐應用能力的培養，增強學生的學習積極性，提高學生的實踐能力，取得較好的教學效果。

關鍵詞：數控技術；實踐教學；課程改革

1引言

數控技術是現代機械制造工業化得以實現的重要基礎，作為現代制造領域的重要技術，在工業生產中的應用十分廣泛，直接影響到國家經濟的發展和綜合國力。數控技術是工科院校機電類專業必修或選修的一門技術基礎課，它是CAD/CAM制造加工過程中應用最為重要的一門理論和實踐結合緊密的課程，其主要目的是培養學生掌握數控機床的基本手動及自動編程方法，了解普通機床、數控機床的相關結構、工作原理等方面的知識以及初步的調試、使用、維護的基本技能。數控車床、數控銑床、加工中心等各類機床都是基于數控技術，并在自動化生產中應用廣泛，大到航天航空飛行器的制造，小到基本生活的各類產品的加工都是在數控機床上完成的。因此，對于機電學生而言，學好數控技術這門課程，可以為以后的工作打下良好的基礎。

數控技術是一門實踐性較強的課程，傳統的理論知識的講解以及較少的實踐教學很難達到良好的教學效果。本文根據數控技術課程相關特點，對教學內容和方法方式、實踐教學改革做了研究和探索，通過軟件教學搭建理論教學和實踐教學之間的橋梁，從理論知識的學習到實踐能力的培養，提高學生的學習興趣和動手能力，改善教學效果。

2課程的教學現狀

2.1理論教學

數控技術課程內容較多，涉及到數控技術基礎知識、加工工藝學、編程基礎、數控加工程序的編制、數控裝置、運動軌跡的控制、伺服系統、機床機械結構等眾多內容，同時針對機械設計制造及其自動化的學生，課堂內容著重在機械加工工藝和數控編程方法等方面，不能很好地兼顧各方面知識的學習。課堂教學的抽象性不利于學生對知識的掌握，學生把握不好重點，同時我校數控技術理論課時40學時，相對于較多的課本內容必須有所取舍，難以在短時間內對數控技術進行深入理解。另外一方面，教材更新速度遠慢于數控技術發展的速度，而且很多教材的更新實際就是舊教材的翻版，實質內容更新較少。

2.2實踐教學

偏重理論教學是現代教學的常見問題，而數控技術是實踐性很強的一門課程，我校數控技術實踐課程8課時，上課前10～15分鐘需要老師講解以及實踐操作，受教學場所以及學生數量較多的影響，不能保證每位學生都能夠對教學內容立刻掌握，同時學校教學設備數量有限，學生實際操作時間很短，難以一次上機操作就達到較熟練的程度，需要教師繼續指導才能保證學生有更深刻的理解。所以目前的實踐課程教學難以保證所有學生對機床加工的操作能力的鍛煉，更不用說把理論知識運用到實踐中去，不利于學生整體能力的發展。

數控加工只有在企業實際生產中才能體現價值，而企業生產加工過程與學校的實踐教學存在一定的差距，學生如果不能在工廠中進行實踐學習，難以真正了解零件從圖紙到最終的產品是怎樣通過數控技術來實現。因此把學生送到企業進行實踐教學也是目前高校面臨的主要問題。

3課程教學內容與方法改革討論

3.1理論教學

理論教學一直是高校教育偏重的部分，傳統的板書教學內容枯燥乏味，目前大部分高校都會采用板書結合多媒體教學的方式來提高學生的學習興趣。

針對數控技術這門課程，教師要積極關注數控技術的發展方向，課程內容的選擇，重點放在加工工藝、編程知識、數控裝置、差補原理以及伺服系統等實際契合度較高的內容上，選擇更適合機械學生的教材。

理論性太強的知識要把握深度，不能只通過板書和多媒體教學，要適當擴展一些知識并結合視頻、錄像和動畫等方式，使教學內容更加生動形象，讓學生更直觀。同時側重理論偏實踐部分的講解和分析，積極與學生互動，因材施教，引導學生學習。

隨著數控技術的發展，目前很多生產加工以自動編程為主，適當增加自動編程軟件的學習，避免與實際生產脫節，提高學生數控加工能力的培養。

3.2 教學互動

以學生為主體，積極引導學生參與到學習中來，課程學習之前，通過目錄將本門課程的重點章節、主要學習內容、教學計劃分享給學生，讓學生對數控技術有個總體認識。在編程部分學習的時候，讓學生在學習課本內容基礎上查閱資料，了解不同數控系統編程的差異，鞏固已學到的知識，并在課堂上進行互動交流，充分發揮學生的主觀能動性。

在課堂進行案例分析加工具體某個零件時時，讓學生以小組的形式分開討論，讓每位學生參與進來，最終對每組進行考核，給出各組的零件加工工藝路線，并針對不同工藝路線下的程序編制代碼以及零件加工質量的差異，引導學生進行討論，讓每位學生認識到自己也參與到學習這件事中，提高其積極性。

3.3自動編程軟件和數控加工仿真軟件教學

自動編程軟件（CAXA制造工程師）可以對加工的零件進行建立模型、選定加工的機床、設置毛坯尺寸、設定切削用量、選擇工藝路線等，然后生成刀具路線，最后通過后處理以得到不同系統對應的數控加工程序代碼。目前很多零件的程序加工單都是用通過自動編程軟件得到的，學生可以通過CAXA制造工程師對自動編程有初步的了解。CAXA制造工程師中數控車床和數控銑床中從建模、選定機床、設定毛坯、設定起刀、退刀位置等自動編程部分的學習，讓學生了解自動編程的流程，通過某個零件完成車削加工和銑削加工的自動編程，并對得到的程序單進行校驗，模擬切削運動，提高學生的自動編程和程序解讀能力。

數控加工仿真軟件（虛擬工廠）可以在計算機中模擬實訓中心加工的整個過程。它能夠調用實訓中心中的數控車床、數控銑床、加工中心等多套設備，對各種機床的功能介紹和操作方法詳細介紹，對機床的控制面板以及各功能區域進行操作，以仿真加工的方式代替機床實際操作運行。虛擬工廠對各部分功能有詳細的視頻講解和詳細的練習操作，學生對于自己不了解的部分可以通過視頻學習和練習。在機床基礎功能介紹部分，學生可以根據自己的興趣愛好對各部分進行充分認識，為后續實踐課程的學習縮短時間。通過之前自動編程或手動編程編好的程序導入虛擬工廠中進行模擬加工可以及時發現程序或者機床運行存在的各種問題，這樣可以在保證學生安全的前提下扎扎實實地掌握理論知識并提高操作技能。

數控加工仿真軟件可以在實踐教學課時較少的情況下，讓學生提前了解機床的各部分功能，以及加工程序單的正確與否，為后續實踐課程節約更多時間。

3.4實踐教學

實踐課程教學是為了讓學生把理論知識應用到實際生產中，可以培養學生實際動手能力，處理實際問題的能力，在實踐教學中不斷改進、完善理論和實踐教學環節。通過理論知識和數控加工仿真軟件教學以及自動編程軟件的學習，學生對數控機床的機械機構、數控裝置、操作面板上各部分功能都有了較為深刻的認識，通過實踐教學，讓學生可以更有效地吸收教學內容，去實踐理論學習的內容，再加上指導教師在上課的時候可以把握好重點，便于掌控每個學生的加工過程，讓學生更有效地完成實踐訓練，教學效果得到較大的改善。

4結束語

總而言之，為了進一步提高機械設計制造及其自動化專業學生的綜合能力，通過課堂教學、軟件教學、實踐教學一體化，加強從理論到實踐過程的訓練，在實踐中摸索，努力進行數控技術的課程改革，以培養更多工程實踐能力強的工程技術人才為目標。每一種改革方法都有自身的不足，后續仍然須在實踐中摸索，加強學生實踐能力的鍛煉，力求培養出真正的數控技術人才。

參考文獻：

[1]李大勝， 楊麗， 王賢才. 基于數控技術課程的機械類應用型本科人才培養模式研究[J]. 廊坊師范學院學報（自然科學版）， 2017， 17（1）：121-124.

[2] 姚建安. 技能大賽和專業教學有機結合創新教學模式的新嘗試——以數控技術應用專業為例[J]. 現代職業教育， 2017（5）：158-158.

[3]劉國華，曹立文，張海兵.“數控技術”課程教學改革路徑探索[J].黑龍江教育（高教研究與評估版）， 2016（9）：26-27.

[4]莫玉梅.數控技術專業人才培養模式的改革與實踐[J].湖北函授大學學報， 2016， 29（16）：122-123.

[5]林玲，楊嵩.開放式數控技術實訓課程教學模式研究[J].北華航天工業學院學報， 2016， 26（3）：61-62.

編輯/岳鳳