數控技術課程立體化教學模式的探討

車曉毅

摘 要：數控技術是機械類專業一門重要的專業課，本文提出了一種立體化的教學模式，將理論教學與實踐教學相融合，課堂教學與網絡教學相結合的教學新模式，并探討了其具體的實現過程。

關鍵詞：數控技術 立體化教學 理論 實踐

中圖分類號：G71 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）04（b）-0165-02

數控技術是制造業實現自動化、柔性化、集成化生產的基礎，“國家理工類重點領域人才培養機制研究”課題組的研究表明，“機械設計制造及其自動化（數控技術）”在理工類專業中排名第一，而該課題組的另一項研究也表明“機械設計制造及其自動化（數控技術）”的市場需求也是排名第一，國務院最近發布的《促進產業結構調整暫行規定》，《產業結構調整指導目錄》中規定國家在十一五期間將重點發展數控設備，限制傳統制造設備如普通金屬切削機床、普通電火花加工機床和線切割加工機床制造，將淘汰諸如C620、CA630等普通機床。隨著制造技術的發展，數控機床的使用將會越來越普及，因此機械類專業人才的素質應具有多學科知識結構、科學的思維方式、較強的創新創業能力和動手能力。也因此數控技術課程是在機械專業課程中所占的重要地位也日趨明顯[1～3]。

隨著計算機技術、網絡技術和多媒體技術的發展，教育教學模式和教學手段發生了很大的變化，學習空間不斷拓展。學生獲取知識的途徑除從書本和課堂獲取信息外，更多的是從計算機、Internet獲取知識。這就要求教育管理者和教學組織者不僅要抓好課堂教學的組織和實施，更重要的是如何利用現有的教學資源，科學整合，系統開發，努力建設全方位、多層次、系統性的立體化教學資源體系，以適應現代教育的發展需要。立體化教學資源是以現代化的信息技術為手段，以適合遠程傳輸的數字化教育教學軟件為教材，以Internet/Intranet為學習和管理環境，以自主式、開放式、交互式學習為主體的學習模式，以媒體素材為基礎，適用于多層次教學對象，覆蓋教學的全過程各個環節而構建的教學資源體系。立體化教學資源從紙質教材到數字教材，從傳統教室到現代化網絡，從簡單媒體到高技術多媒體；按預定目標設計，對相關的教學資源信息進行全方位、多層次、系統性整合，構建了立體化、數字化、實時性的教學空間。

1 數控教學的特點和要求

數控教學應由理論教學、作業、實驗教學、考試組成。由于《數控技術》是一門實踐性很強的課程，在理論教學的基礎上，應伴隨著大量的實踐教學，如：數控編程及加工、插補原理、伺服系統、檢測系統、機床本體等。其實踐部分通常要求在具有相應功能的實際系統（數控機床）上完成，但由于數控機床價格昂貴，大部分高校都不具備擁有大量數控硬件的條件，再考慮到學生的誤操作還可能會危及機床設備甚至于操作者自身的人身安全，所以完全有必要引入高技術的媒體。充分利用多媒體技術，在課堂教學中引入數控機床切削仿真。

傳統的教學模式是先講理論部分，再講實踐部分，這樣很容易使學生產生理論與實踐不同步的問題，主要是教師講的理論部分與實踐部分結合不夠緊密。

2 數控技術課程立體化教學體系

在數控技術的教學中，以“數控技術”為基礎，將理論教學與實踐教學相結合，課堂教學與網絡教學相結合，軟件（仿真）實驗平臺與硬件（傳統）實驗平臺相結合，建立立體化課程教學體系。

2.1 立體化的理論課教學體系

構建以“數控技術”為依托的“課程群”式教學體系。該課程群為“數控技術”課程的學習提供前期基礎。課程群分理論教學體系和實踐教學體系。理論教學體系由機械制圖、互換性與技術測量、機械制造技術基礎、機械加工工藝與工裝設計、機械CAD

/CAM等課程組成，為數控技術課程的學習提供機械制造類的知識.I選用國家級規劃教材，自制多媒體課件和數控加工的音像作品與數控仿真軟件一起進行整合后，組成立體化理論教學資源包。在教學內容上積極引入先進制造技術的內容，保留傳統的手工編程部分，適當地增加PRO/E、UG的CAM部分。

2.2 立體化的理論教學模式

（1）選用國家級規劃教材，自制多媒體課件和數控加工的音像作品與數控仿真軟件一起進行整合后，組成立體化理論教學資源包。在教學內容上積極引入先進制造技術的內容，保留傳統的手工編程部分，適當地增加PRO/E、UG的CAM部分。

（2）以網絡為平臺組建第二課堂，有效的將課堂從課內延伸至課外，充分利用網絡的優勢，將上述立體化理論教學資源包發布在網上，擴展教學資源，激發學生在教學中的參與意識，擴展教學時空，進而有效的提高教學質量。并利用微博及E-mail、QQ等形式及時與學生交流，解決學生在學習上的困惑。

（3）改革教學方法手段，將“案例教學法”應用到教學中。以充分調動學生的學習積極性和參與性為目的，在教學方法上協調傳統教學手段和現代教育技術應用的關系。充分利用多媒體教室的優勢，以一個個生產實際中的產品實例來講解數控編程與加工的關系，從而提高學生學習的興趣。

2.3 立體式實踐教學體系及模式

（1）改革了原有依附于理論教學的單一實踐教學模式，重新合理定位實踐教學。傳統的實踐教學模式是采用的理論課+實驗的模式，由于數控技術是一門實踐性非常強的課程，采用傳統的分散實驗的模式不利于知識的連貫，因此我們采用理論課+2周數控實踐+4周專業課課程設計的模式。在內容上變以往的由教師擬題為學生自主選題，即從選題—設計—制造的過程均有學生完成，教師只是起真正意義上的指導作用。

（2）建立虛擬數控實驗系統，改變傳統的依賴硬件實驗系統的做法。由于數控機床價格昂貴，精度高，各高校普遍存在著臺套數少的問題（我校就一臺數控加工中心），不可能同時滿足30～40人（一個自然班）的實驗要求，因此必須采用虛擬數控仿真實驗與數控機床相結合的方法。

3 結語

立體化教學模式充分利用了各種媒體，將許多抽象的知識編的生動、形象，學生在課堂上沒搞太清楚地地方，可以在課后利用網絡課堂再學習，也可以通過各種網絡資源與學生互動。虛擬數控實驗系統的建立有效的彌補了數控機床不足的缺點。實踐環節的增加有利于學生加深對數控加工的理解，也增強了動手能力。該方案在我校10級試點以來，取得了良好的效果。

參考文獻

[1] 許曉東.國家理工類重點領域專業目錄與人才培養政策研究[J].高等工程教育研究，2008（2）：27-30.

[2] 李培根.關于中國機械與制造工程本科教育的思考[EB/OL].中國高校機械課程網http：/machinery.cncourse.com.

[3] 國務院發布實施《促進產業結構調整暫行規定》[EB/OL].http：//www.ce.cn/macro/zcfg/cyzc/200512/21/t20051221_5588596.shtml.endprint