獨立學(xué)院數(shù)控課程教學(xué)改革的探索

摘要：隨著社會的進(jìn)步，接受過高等教育的人越來越多，同時大學(xué)畢業(yè)生就業(yè)難問題也凸顯出來，為滿足獨立學(xué)院培養(yǎng)社會需要的應(yīng)用型人才的需求，本文對數(shù)控課程教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的改革進(jìn)行一些探索和思考。

關(guān)鍵詞：數(shù)控課程；教學(xué)內(nèi)容；教學(xué)方法；教學(xué)改革

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）38-0034-03

獨立學(xué)院是近10多年為滿足我國高等教育的社會需求而發(fā)展起來的新生事物，由“985”、“211”和一些地方公辦大學(xué)利用社會資源興辦的獨立于本部的高校，培養(yǎng)應(yīng)用型人才，利用本部的品牌、師資、管理、專業(yè)等優(yōu)勢資源和社會資金合作辦學(xué)。由于社會需求旺盛，發(fā)展非常迅速，獨立學(xué)院要培養(yǎng)高層次、復(fù)合型的應(yīng)用人才，在我國高等教育事業(yè)中，是新生事物，沒有什么現(xiàn)存的模式好借鑒，很多獨立學(xué)院在辦學(xué)之初照搬本部的教學(xué)計劃，隨著辦學(xué)規(guī)模和師資隊伍的穩(wěn)定，獨立學(xué)院已經(jīng)認(rèn)識到進(jìn)行教學(xué)改革的必要性和可行性，有部分獨立學(xué)院已經(jīng)對教學(xué)計劃、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法進(jìn)行改革。

一、現(xiàn)狀

在全國的獨立學(xué)院中，有50%左右的學(xué)校開設(shè)機械類、機電類、模具類、數(shù)控類專業(yè)或者專業(yè)方向，在這些專業(yè)或者專業(yè)方向中，都要開設(shè)數(shù)控類理論課和實踐課。在研究型高校中開設(shè)的數(shù)控類課程教學(xué)內(nèi)容偏重與理論，忽視實踐和應(yīng)用，現(xiàn)有高校數(shù)控課程的內(nèi)容也比較陳舊，不符合社會實際的需要。另外，獨立學(xué)院的學(xué)生高考成績普遍低于“985”、“211”以及其他公辦高校的學(xué)生，這部分學(xué)生對理論學(xué)習(xí)不是很擅長，但是對于實踐性環(huán)節(jié)的教學(xué)內(nèi)容普遍感興趣，也能很好地掌握所學(xué)內(nèi)容。根據(jù)這些學(xué)生的學(xué)習(xí)特點，因材施教，在教學(xué)內(nèi)容上進(jìn)行了一些改革。

二、數(shù)控課程內(nèi)容面廣、量大

數(shù)控課程包括數(shù)控原理、數(shù)控機床、數(shù)控加工編程等內(nèi)容，這些內(nèi)容需要如下一些先修課程。

1.為數(shù)控機床機械結(jié)構(gòu)、數(shù)控加工編程提供知識基礎(chǔ)的先修課程：機械制圖、工程材料及機械制造基礎(chǔ)、機械設(shè)計基礎(chǔ)、互換性與技術(shù)測量等。

2.為數(shù)控原理提供知識基礎(chǔ)的先修課程：高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、電路、模擬電路、數(shù)字電路、控制工程基礎(chǔ)、單片機與接口技術(shù)等。

數(shù)控課程對應(yīng)工作崗位較多，如數(shù)控系統(tǒng)的研發(fā)、數(shù)控機床的設(shè)計與制造、數(shù)控系統(tǒng)的調(diào)試、數(shù)控機床的調(diào)試與驗收、數(shù)控系統(tǒng)或數(shù)控機床的銷售及售后服務(wù)、用數(shù)控機床加工機械零件等。國內(nèi)外數(shù)控系統(tǒng)有很多種，如日本的FANUC、德國的西門子、國內(nèi)的華中數(shù)控，國內(nèi)外的數(shù)控機床生產(chǎn)廠家也是多如牛毛。國內(nèi)外用于數(shù)控加工的CAD/CAM軟件也有很多，如：Pro/E、Master CAM、UG、CATIA、Cimatron、Solid WORKS、Power MILL、CAXA等。數(shù)控機床的種類有數(shù)控車床、數(shù)控銑床、加工中心、數(shù)控線切割、數(shù)控電火花、多軸數(shù)控加工中心等很多種。

三、根據(jù)教學(xué)時數(shù)選擇合適的教學(xué)內(nèi)容

數(shù)控課程涉及的內(nèi)容眾多，各個學(xué)校數(shù)控課程的理論學(xué)時數(shù)有：32、30、48、64學(xué)時不等，實踐環(huán)節(jié)安排有1、2、3、4周不等，有限的教學(xué)時數(shù)，要保質(zhì)保量地完成如此多的教學(xué)內(nèi)容還不現(xiàn)實，所以要根據(jù)社會實際需要和已有的教學(xué)時數(shù)進(jìn)行取舍，保證核心培養(yǎng)目標(biāo)的實現(xiàn)。下面以數(shù)控加工知識和能力的培養(yǎng)目標(biāo)為例，說明數(shù)控課程教學(xué)內(nèi)容的取舍及課時分配（總課時為48課時）。①數(shù)控機床概述。數(shù)控機床的組成、工作原理、特點、分類和發(fā)展，分為2課時。②數(shù)控系統(tǒng)。數(shù)控系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)及各部分功能、硬件、軟件、插補原理，分為4課時。③數(shù)控伺服系統(tǒng)。進(jìn)給伺服系統(tǒng)的驅(qū)動元件、檢測元件，主軸驅(qū)動，位置控制，分為4課時。④數(shù)控機床機械結(jié)構(gòu)。數(shù)控機床機械結(jié)構(gòu)的組成、特點及要求，進(jìn)給運動及傳動機構(gòu)，主傳動及主軸部件，自動換刀機構(gòu)，分為4課時。⑤數(shù)控機床編程基礎(chǔ)。數(shù)控機床坐標(biāo)系、數(shù)控編程中的數(shù)值處理、數(shù)控加工編程內(nèi)容與方法，分為2課時。⑥數(shù)控加工工藝。數(shù)控車削（車削中心）加工工藝、數(shù)控銑削（鏜銑削中心）加工工藝，分為4課時。⑦數(shù)控車床手工編程。選擇FANUC、西門子、華中數(shù)控等系統(tǒng)中的一個來講解數(shù)控車床基本編程指令和編程實例，分為4課時。⑧數(shù)控銑床手工編程。選擇FANUC、西門子、華中數(shù)控等系統(tǒng)中的一個來講解數(shù)控銑床基本編程指令和編程實例，分為4課時。⑨數(shù)控車削自動編程。選擇Master CAM、UG等CAD/CAM軟件之一來講解車削加工刀具、幾何體的創(chuàng)建，以及粗加工、精加工、斷面加工、槽加工、螺紋加工等刀路的創(chuàng)建，NC加工程序的產(chǎn)生方法，分為2課時理論和2課時實驗。在計算機上進(jìn)行教學(xué)。⑩數(shù)控銑削自動編程。選擇Master CAM、UG、CATIA、Cimatron等CAD/CAM軟件之一來講解平面銑、鉆孔加工、型腔銑、固定軸曲面輪廓銑加工的刀具、幾何體、刀路的創(chuàng)建，NC加工程序的產(chǎn)生方法，分為8課時理論和8課時實驗。在計算機上進(jìn)行教學(xué)。隨著計算機的普及，比較復(fù)雜的機械零件和各種模具的數(shù)控加工編程都采用CAD/CAM軟件進(jìn)行自動編程，所以減少手工編程課時數(shù)，增加自動編程課時數(shù)。自動編程都在計算機上進(jìn)行教學(xué)，每個學(xué)生都有操作練習(xí)的機會，能夠調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性。數(shù)控機床的操作主要放在實踐環(huán)節(jié)中進(jìn)行，這樣在有限的教學(xué)時間內(nèi)能夠達(dá)到教學(xué)目標(biāo)。

四、教學(xué)方法的改革

為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，必須改革教學(xué)方法，把學(xué)生被動式地接受陳舊知識的教學(xué)方式變?yōu)閷W(xué)生主動學(xué)習(xí)新知識、新方法、新能力的教學(xué)方式，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，拓寬學(xué)生的知識面，提高動手能力。主要有以下幾方面的探索和思考。

1.變大班教學(xué)為小班教學(xué)。把一個100人左右的教學(xué)班，改為40人左右的小班進(jìn)行教學(xué)，便于進(jìn)行教學(xué)改革。

2.根據(jù)學(xué)生的興趣點和就業(yè)目標(biāo)分類進(jìn)行培養(yǎng)和發(fā)展。

3.項目（任務(wù)或者案例）驅(qū)動式教學(xué)法。比如，講解數(shù)控系統(tǒng)，可以講解具體的FANUC或者西門子或者華中數(shù)控系統(tǒng)，進(jìn)行各組成部分、功能和實現(xiàn)方法的講解。數(shù)控機床機械結(jié)構(gòu)，可以講具體的哪一臺數(shù)控車床、數(shù)控銑床、加工中心的進(jìn)給傳動機構(gòu)、主傳動部件和自動換刀裝置的組成、功能和特點等，限于篇幅，不一一枚舉，這樣就有針對性、具體化。老師盡量少講，通過布置課題或者任務(wù)，讓學(xué)生主動去學(xué)習(xí)相關(guān)的知識和方法，可操作、有條件可實現(xiàn)的內(nèi)容，讓學(xué)生做出仿真模型或者產(chǎn)品。

4.積極創(chuàng)造條件增加實踐環(huán)節(jié)。讓學(xué)生在做中學(xué)，在實踐中發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題，提高學(xué)生處理問題的能力，提高學(xué)生的就業(yè)競爭力。

5.改變考核方式。變結(jié)果考核為過程考核，只要學(xué)生積極認(rèn)真參與做課題或者任務(wù)了，即使是失敗的，也要給予肯定，培養(yǎng)學(xué)生的實干精神。

6.重視提前和后續(xù)環(huán)節(jié)的不斷線的培養(yǎng)和訓(xùn)練。在開設(shè)本課程之前，可以通過相關(guān)協(xié)會和興趣小組對數(shù)控原理、數(shù)控機床、數(shù)控加工等有關(guān)內(nèi)容提前涉足，對有關(guān)CAD/CAM軟件可以提前學(xué)習(xí)，要熟練甚至精通一門技術(shù)，不可能僅僅靠課堂上的幾十節(jié)課的教學(xué)來達(dá)到目的，還需要在課余花大量的學(xué)習(xí)和練習(xí)時間。在畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)，還可以結(jié)合畢業(yè)設(shè)計課題進(jìn)行更深入、綜合地應(yīng)用所學(xué)的知識和方法來解決問題，比如，負(fù)責(zé)零件的多軸加工、數(shù)控產(chǎn)品的設(shè)計開發(fā)等。也可以通過參加與數(shù)控有關(guān)的競賽來強化有關(guān)內(nèi)容的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練。

筆者所在的學(xué)院通過對2006、2007、2008、2009級機械和機電專業(yè)的數(shù)控課程進(jìn)行了四輪教學(xué)，對教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法進(jìn)行了一些探索和思考，獲得了一些經(jīng)驗，取得了一些成績，有不少同學(xué)從事與數(shù)控有關(guān)的工作。但是，距離社會對人才培養(yǎng)質(zhì)量的要求還是有點差距，要繼續(xù)努力，還要向國內(nèi)外的同行學(xué)習(xí)，不斷總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)，提高教學(xué)質(zhì)量，通過本文希望起到拋磚引玉的作用。

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作者簡介：吳明友，江蘇人，北京理工大學(xué)珠海學(xué)院機械與車輛學(xué)院，副教授，工學(xué)碩士，主要研究方向：數(shù)控、CAD/CAM。