數控技術教學改革與應用型數控人才培養探討

王建平

[摘? ? ? ? ? ?要]? 通過對數控技術專業相關課程的教學進行改革，對教學模式和教學方法進行創新，使學生的自主學習能力得以加強，學習興趣得以激發，從而達到培養應用型數控人才的目的。

[關? ? 鍵? ?詞]? 教學改革;數控技術;應用型數控人才

[中圖分類號]? G715? ? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻標志碼]? A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? [文章編號]? 2096-0603（2021）17-0194-02

20世紀中期，為了促進機械制造業的發展，數控技術應運而生，其成為集成化、柔性化以及現代化制造業發展的重要基礎。我國制造業的不斷發展，使得數控機床的普及率越來越高，因此對應用型數控技術人才的需求也隨之增加。各高校應發揮自身的作用，不但要將理論基礎的相關知識傳授給學生，更應該提高其實踐操作能力。在此過程中，各高校應該對原有的教學方式進行改革，對教學資源和課程內容加以改革，結合多種教學手段和教學方法，為應用型數控技術人才的培養奠定基礎。

一、改革教學手段

數控技術相關專業課程具有較強的實踐性和理論性，培養學生的創新能力和實踐能力是這些課程的主要目的，通過這些課程的學習，可以使學生的數控加工能力和數控編程能力得以提高。因此為了達到以上目的，應該對教學手段進行改革，提高教學的可行性。

（一）多媒體授課

在授課過程中引入多媒體，可以使學生的學習興趣得到最大限度的激發，同時還可以促進實踐教學與理論教學之間的銜接。在對機床部件運動、機床相關結構以及加工原理等內容進行講解的過程中，通過多媒體的視頻和動畫演示功能，可以更加清晰地模擬教學內容。教師可以為學生播放各種復雜零件數控加工的過程視頻，使學生更好地理解各種數控加工手段，提高其注意力，最終達到提高學生自主學習能力的目的。

（二）對數控加工仿真軟件進行引入

通過微機平臺上數控加工仿真系統軟件的演示，不但可以節約設備購置成本，還可以解決機床設備不足的問題，數控加工仿真系統軟件的優點有如下幾點：

1.在教授過程中，系統可以對真實數控機床的控制面板進行模擬，為學生創造機床操作的真實環境，提高其動手能力。

2.使用虛擬機床模擬真實的機床對學生進行培訓，在保證培訓效果的前提下，達到節約成本的目的。

3.學生可以學習教師的操作過程，而教師也可以指導學生的操作，達到互相交流學習的目的。

4.虛擬機床比較安全，沒有工作臺超程、工件和刀具碰撞等危險，可以有效規避操作事故。

但是，虛擬機床操作并不能完全代替實際加工過程，因此教師應該為學生講明兩者之間的差別，提高實際操作的準確性。

（三）對數控實訓環節進行改進

數控加工編程課程具有較強的實踐性，在培養學生動手能力、促進其理論學習的過程中，實訓和實驗是必不可少的環節，通過實訓和實驗，可以使理論知識更加生動、具體和直接，從而達到加深學生記憶的目的。

在對數控加工實訓實施教學的過程中，除了需要為學生布置必要的數控加工作業，教師還應該鼓勵學生進行創新設計，讓其自主設計感興趣的零件并編制出相應的數控加工程序，最后完成零件的加工。

通過實訓和實驗，可以使學生的創新能力及動手能力得以提高，使學生對新設備的適應能力進一步提高，為機械加工企業的發展提供優質人才，最終達到促進我國制造業發展的目的。

（四）以能力培養為主線對課程教學內容進行整合

學校對課程的定位在一定程度上影響該課程的教學活動，因此，在對數控技術專業相關課程進行定位時，應該以培養能力為主線對課程教學內容加以整合。教師在授課過程中，應該了解數控專業在行業中的作用和地位，對教學目標和授課內容進行規劃。在應用型人才培養的過程中，應該以社會需要為目的，以應用能力培養為主，以素質培養為核心，對人才培養的素質結構、能力結構以及知識結構進行設計，從而達到培養具有較強技術應用能力、適用面廣和綜合素質強的應用型人才。

當前數控專業的相關專業課程教材幾乎都是由緒論、機械結構、伺服系統、檢測裝置、數控系統、插補原理以及數控編程等內容組成，各章節之間銜接性較差，學生不能系統、完整、全面地掌握和了解數控技術。部分課程知識點沒有及時更新，內容過于陳舊，不符合當前數控學習的需求。因此，在教學改革過程中，教師應該以培養目標為基礎，對課本內容進行選擇性地取舍和補充，與此同時，教師還應該將與數控技術相關的新方法、新工藝以及新知識融入教學中。除此之外，教師應該對課程內容進行整合，打破原有的以理論為主線的教學體系，以學校的實訓和實驗條件為基礎，以數控機床應用為主線建立體系，使原理服務于技術，提高學生對數控機床原理和數控機床操作的理解能力。

（五）對教學模式進行創新

數控技術具有知識更新快、應用能力強以及知識密集等特點，因此在數控專業相關課程的學習過程中，學生應該在掌握基礎知識的前提下，加強自身的動手能力。大部分學生雖然具有思維敏捷、新事物接受能力強、信息面廣等優點，但是其學習持續性較低，在此過程中教師應該注重學生學習興趣的培養，使學生的學習熱情得以提高。

1.以啟發式教學為基礎，對學生獨立思考能力進行培養。教師應以教學任務和目標為基礎，對教和學的關系進行妥善處理，利用多種教學手段，對學生的獨立思考能力進行引導，使學生的學習積極性和主動性得到充分調動，做到融會貫通。

2.促進理論實踐一體化的教學發展。在傳統教學模式中，存在生產實踐與理論知識分離、教學效能低以及實訓課與理論課教材脫節等缺點，因此教師應該對一體化的教學模式進行探索。雖然在進行教學改革時，會將多媒體教學融入理論課教學過程中，但是在理論課中教師通常只會照本宣科，不會考慮知識與實踐之間的關系，而在實踐課程的指導過程中，實習指導老師往往只是按照自己的經驗對學生進行實操指導，主要傳授實操技能而忽視和專業理論知識的結合，從而造成理論與實踐脫節的現象。為了實現理論與實踐一體化教學的目的，學校應該選擇理論和實操能力俱佳的“雙師”教師，對理論和操作統一指導，教師可以將實驗室作為教室，采取邊探索、邊做、邊學、邊教的方式完成教學任務，通過理論與實踐的交叉教學，使抽象的知識和直觀的操作相互交錯，做到實踐中有理論、理論中有實踐，使學生的專業技能得到進一步的提高，從而達到培養理論與實踐兼備的專業技術人才的目的。

（六）對實踐教學體系進行改革，完善實踐技能訓練平臺

在對實踐教學體系進行改革的過程中，應該以我國制造業發展需求為前提，對實踐教學內容進行更新、充實和調整。從現有的教學設備和學生的知識水平出發，以學生為本、以崗位要求為導向、以實踐技能為核心，構建逐級遞進、層次清晰、內容優化的實踐教學體系，該體系主要分為如下幾個層次：

1.基礎層。該層次的主要目的是對學生的基本操作技能進行培養，主要形式為課程實驗。對傳統的驗證性、演示性實驗進行改革，使實驗的探索性進一步提高，改革傳統演示性、驗證性實驗，使之轉變為探索性實驗，使學生的職業習慣更加嚴謹和規范，從而達到提高專業技能水平的目的。

2.提高層。該層次的前提是學生具有一定的技能和知識，主要以設計性和綜合性實驗為依據，綜合訓練學生的實驗技能，該層次學生可以自主選擇命題、設計方案、規劃步驟，使學生的自主學習能力得到最大限度的發揮，進而達到培養學生創新實踐能力、綜合集成能力以及系統設計能力的目的。

3.應用層。以各類學科競賽以及科技創新活動為主要手段，選擇各類技術型課題，組織學生合作或獨立完成這些課題，使學生的實踐能力得以提高。

二、改革教學方法

在數控技術專業相關課程的教學過程中，為了提高教學水平，應對教學方法進行改革，通過應用項目教學法、案例教學法以及問題導向教學法，達到提高教學質量的目的。

（一）問題導向教學法

每個學生都具有強烈的求知欲，教師應該使用問題導向教學法，提高學生的學習興趣。比如在對圓弧插補指令進行講解之前，教師可以先將零件圖（包含圓弧面和圓柱面）展示給學生，并讓他們獨立進行編程設計，由于學生已經有直線編程基礎，因此可以輕松地編制出圓柱面，而在對圓弧面程序進行編程的過程中，由于知識的限制會出現困難，這個時候教師可以加以引導，使學生的創造思維和學習興趣得到激發，從而提高學生獨立分析問題和解決問題的能力。

（二）案例教學法

在教學過程中，教師可以案例為基礎，有效結合實踐和理論，培養學生獨立制訂計劃的能力。例如，在數控車床編程的過程中，其主要目標是讓學生能夠獨立分析典型回轉體零件的工藝過程，掌握數控車削加工程序編制，并能正確應用數控車床加工零件。在案例選擇過程中，通常應選擇典型零件（螺紋、槽球面、端面、圓錐面以及圓柱面等）。在案例教學法的應用過程中，可以提高學生對理論的深層理解能力，不但可以改變課堂氛圍、學生學習態度和教師教學理念，還可以改變學生學習方式、教師教學方式以及教材的編寫方式。

（三）項目教學法

以項目為依據，對教學章節進行項目劃分，通常將每個項目劃分為一章，完成項目的每個步驟劃分為一節，為了使教學質量進一步提高，教師可以采用項目教學法，提高教學的趣味性，該方法實施步驟如下：

步驟一：明確任務。教師應該先給學生展示零件圖紙，確定加工任務，同時對零件圖進行分析，引發學生思考，使其了解該零件的大體結構。與此同時，教師應該設置合適的教學情境，將項目引入教學過程中。

步驟二：制訂計劃。以具體項目為依據，通過對加工圖紙和加工內容進行分析，確定加工工序和加工質量，并對夾具和刀具進行選擇，最后制訂出不同的加工方案。

步驟三：做出決策。學生應在老師的指導下，對加工可行性進行分析，與此同時，通過團隊協作的方式，對表面精度控制和工藝選擇等內容進行分析，做出最終加工方案的決策。

步驟四：實施計劃。以決定和計劃為依據，對工作任務實施步驟（加工程序單）進行編寫，與此同時，教師應該對編程細節進行指導，防止出現錯誤。

步驟五：檢查控制。先使用仿真軟件對所編寫程序的正確性進行檢測，提高程序編寫的質量，在確認編寫程序正確無誤后再在機床上進行實際加工。

在數控技術專業各專業課程的教學過程中，合理使用項目教學法，不但可以使學生更好地理解書本中的理論知識，還可以使學生的解決問題能力、應變能力、分析能力、動手能力以及實踐能力得以提高，達到培養應用型人才的目的。

三、結語

數控技術專業各專業課程教學改革并非一朝一夕就可完成的，因此各高校應不斷創新，對教學活動和教學內容進行研究，借鑒成功的教學經驗，不斷提高自身的教學水平，從而達到培養應用型數控人才的目的。

參考文獻：

[1]孫業榮.應用型本科人才培養模式下的數控技術課程教改與探索[J].裝備制造技術，2007（1）：164-166.

[2]苗曉鵬，翟雁.基于應用型人才培養的數控技術課程教學改革[J].安陽工學院學報，2012（2）：103-107.

編輯 司 楠