數控原理類課程一體化探討

田東亮　王繼武

【摘 要】數控原理類課程是數控加工專業的基礎課程，在專業課程教學中有著十分重要的地位和作用，數控原理類課程具有較強的理論性、抽象性、實用性等特點。現實情況中職業院校學生的理論基礎薄弱，自學能力不足，使數控技術原理課程在實際教學中的教學效果很難保證。根據本系實際情況，本文就如何通過教學改革，提高數控原理類課程的教學效果和實際操作水平，培養社會需要的實用性和技術性人才進行初步的探討和研究。

【關鍵詞】數控原理；課程；教學改革；探討和研究

一、數控加工專業中數控原理類課程的教學現狀

數控原理類課程是數控加工專業的專業基礎課程，具有較強的理論性、抽象性和實用性，其內容涵蓋了電子電工、機床結構、測控技術、微機原理等多種學科，在數控加工技術專業的教學中占有十分重要的地位。而現階段職業院校的學生普遍存在文化基礎薄弱、學習主動性較低的情況。在教學過程中學生普遍感到數控技術的原理枯燥難懂，畏難、厭學情緒普遍，教學效果很不理想。針對數控原理類課程的教育現狀，我們必須更新觀念，努力學習現代教育理論，大膽探索新時期的教育教學方法，改進教學模式，通過教學改革提高該類課程的教學效果，培養學生的理論水平和實際動手能力，以滿足社會對應用型、技術型人才的需求。

根據多年的教學實踐和調查了解，分析數控原理類課程教學效果差的原因主要是：教學過程中傳統教學模式忽視了對學生能力的培養，沒有激發學生的學習興趣，學生的學習主動性不強；現階段推行的一體化教學依然單純的將工藝與編程部分與實際操作有機結合，沒有將主要涉及原理等理論性較強的知識融入到一體化教學過程中，一體化教學依然不夠深入。簡單的說數控原理類知識在一體化教學中被淡化了。

二、我系數控一體化課程實施具體方案

（一）修訂教學計劃和教學大綱，明確數控原理類課程在一體化教學中的重要性

教學計劃和教學大綱，是教學實施的綱領性文件，所有的教學都要以教學大綱和教學計劃為依據開展教學。我系經過多年的一體化教學改革實踐，結合企業專家座談會、企業調研、相關院校的學習交流以及本系數控骨干教師等的共同討論，制定了新的教學計劃和教學大綱。將數控原理類課程拆開，遵循循序漸進的原則，融入到一體化教學過程中，改變以往一體化教學以工藝、編程和實踐操作為主體的現狀。同時，結合課堂實際、注重不同層次的學生教學內容的區別。

（二）修訂一體化課程的教材——校本教材及工作頁

根據新的教學大綱和教學計劃，編寫和配備相應完整的教材。根據職業教育立足本地、服務本地的原則、我系數控加工專業教師積極開展對企業調研和學生的走訪調查，立足我系實際和學生特點，編寫了適合當前教育教學改革的一體化校本教材。教材在原有項目教學的基礎上，更加強調了專業理論知識與操作技能的融合，在學生掌握工藝編程等理論知識，鍛煉操作能力的基礎上，適當的增加數控原理類知識點，將數控原理類知識點有機的融合到一體化教學過程中，將數控原理、機床結構、數控編程、數控工藝與加工操作有機的融合到一起。校本教材有效的避免了數控原理類知識與實踐脫節等現象，將數控原理類理論知識貫穿到實踐教學過程中，避免了單純理論課的枯燥無味，而且也可以運用理論知識解決實習過程中遇到的問題。

（三）一體化課堂教學的實施

按照教學大綱和教學目標，確定合理的教學任務是一體化教學的關鍵。而圍繞學習任務，如何組織學生的學習活動以及進行活動策劃，將會直接影響到學生的學習效果。

工作任務的設計要從整體出發，從易到難、既要滿足學生的認知規律，又要兼顧知識的系統性和完整性，以滿足學生的認知規律和職業成長規律。

我系校本教材主要特色是基于工作過程的項目式教學，同時將數控原理的知識點融入到每個教學任務中。書中每個任務都承載著大量知識點和技能點，這些知識點與技能點有機的存在于各任務之中，每個任務以六步法為載體參照由淺入深、循序漸進的原則真正實現“學中做、做中學”。

例如：數控一體化課程大綱要求高技班學生應獨立完成數控銑床的加工編程與操作。教學目標為：使學生具備復雜平面、曲面、殼體類零件的加工工藝分析、數控加工程序編制的能力，并能夠獨立操作數控銑床加工典型零件。即：通過本學期數控一體化課程的學習，學生能夠完成復雜平面、曲面、殼體類零件加工的全部過程。在講授球面加工時，引入“聯動軸數和控制軸數的區別”、“坐標插補計算”“三坐標聯動加工和兩軸半加工的區別”等，將數控銑削加工中三軸同時加工的表象引申到插補加工的實質。讓學生深入了解了數控加工的實質，同時通過三軸聯動加工和兩軸半加工的對比，讓學生更加深入的了解了這兩種加工方法的各自的優缺點和不同場合的應用，也對學生在工藝制定過程中熟練使用這兩種加工方式奠定了理論基礎。同時提高了一體化教學的實用價值，提高了學生的成就感和學習興趣，間接的提高了學生的學習積極性。此項目教學活動安排如下：

接受任務和信息收集階段，不論現在的科技手段多么高超、信息量多么的大，都不能替代教師的理論講授，教師在此階段應充分調動學生的積極性，利用學生收集資料過程中遇到的難點，解決學生的疑惑，共性問題和個性典型問題課堂解決、個性問題單獨解決。這樣往往收到事半功倍的效果。同時在信息收集階段，有些需要本階段解決的問題學生沒有提出，往往需要教師的引導或提出。這一階段也充分的考驗了教師知識的深度和廣度。例如不同數控系統的特點就屬于數控原理的內容，我們通過對典型數控系統的資料收集就可以達到學習這一知識點的目的。我系車間主要有西門子、華中和FANUC數控機床，沒次都帶領學生實地感受和嘗試操作不同數控系統的數控機床，對學生實地了解數控系統的特點有很好的教學效果。

一般同一個工件不同的學生會有不同的加工方法，這種現象在學習初期尤其明顯，甚至絕大多數的學生的工藝制定方法是錯誤的。教師在整個教學過程中主要針對錯的工藝制定進行講解和更正，最終引導學生做出正確合理的工藝制定方法。在不影響教學安全的前提下，鼓勵學生嘗試不同的工藝，例如上面提到的兩軸半加工和三軸加工，鼓勵學生在編程過程中進行不同的程序編制，并在下一階段的加工中進行加工比較，方便學生認知。在這一階段教師的另一個重要任務是督促學生正確全面的填寫工藝文件，逐步培養學生科學嚴謹的學習態度和工作態度。

在加工過程往往是問題最突出的階段，學生會發現很多和模擬或想象不同的地方，例如轉角過程中的過切和欠切、留出余量后在精加工階段仍然會出現粗加工的刀具痕跡等等，這就要求教師現場解決并鼓勵學習做好記錄。同時也引導學生發現問題，例如在加工過程中引出聯動概念，并當做重點進行講解。在例如我系上半學期在加工過程中出現了主軸漏油的情況，我在實際教學中鼓勵學生分析漏油原因，并在此過程中進行主軸結構的分析和講解，同時組織觀摩維修，有效的將數控原理性知識融入到實際教學過程中，收到了良好的教學效果。

在實際教學過程中也會根據學生的認知特點人為設置教學課題，例如通過更換伺服系統電池講解數控機床的伺服系統，通過機床的一級保養二級保養過程引導學生認知數控系統的信號傳輸過程和轉換過程等，有效的提升了數控原理類課程的學習效果。

在實際教學過程中測量往往是一個最重要又往往最不受重視的階段，傳統的教學方法往往是尺寸合格即為合格。在我系一體化教學過程中引入了測量方案的制定環節，在測量開始前首先明確尺寸公差、形狀公差、位置公差和表面質量，針對不同的公差確定不同的測量方法和測量工具。然后一步步有針對性的測量。測量方案的確定能力實際映射的是學生的公差學習水平。教師在測量階段引導學生認識和學習公差并應用于測量實踐。同時針對測量結果倒查加工方法是否合理，以進一步提高學生的綜合能力。

活動結束后，學生按照分組要求分別展示工作成果。 “三爪卡盤軟爪的加工項目”學生成果展示如下圖所示一般由四部分構成：工件圖紙、學習筆記、學生工作頁和最終合格的工件。在答辯階段也可就某一問題讓學生現場回答，檢驗學生的掌握程度。例如問學生你所使用的機床屬于什么控制方式，該控制方式的特點是什么？就有效的檢驗了學生對數控原理中開環、閉環半閉環的了解。

（四）一體化課程的完善與發展

活動結束后，教師必須要對教學過程進行總結與反思。其中包括數控類相關理論知識的梳理，以及教學過程中每個環節的總結、教學活動的再策劃、數控理論知識在工作頁中所占的比例、內容的調整、數控原理類知識與實踐的有機的融入性等。讓數控理論知識與實踐操作之間完美融合，進而推動一體化課程的不斷完善。

三、數控一體化課程實施對教師提出的要求

俗話說，教師有一桶水，才能傳授給學生一碗水。一體化教學，關鍵是教師隊伍的一體化、教師思想的一體化。一體化教學需要教師既有扎實的理論知識，又有過硬的操作技能和生產實踐經驗以及良好的組織策劃能力；既要了解本專業和相關專業的發展趨勢，又要具有運用新知識、新技能、新手段、新工藝開展教學和教研能力。一體化教師的水平，制約著一體化教學的實施水平與實施效果。所以，做好一體化教學，教師必須不斷學習，提升個人文化知識水平、操作能力和企業實踐經驗，提高個人綜合素質，將理論知識完整、全面、有機的與實踐教學相互融合才能更好的培養學生。

一體化教學是職業教學發展的趨勢，作為職業院校教學改革中的新教學模式，有著極強的生命力與創新力。教育教學的質量在于教師，教師在一體化教學過程中既是教師的角色又是編劇的角色又是導演的角色，如何將數控原理類融入到教學過程中觸了除了更完善是教材編寫、更科學的合理教學組織，也更要求教師具有更高的責任心和使命感，讓我們攜手共進，將職業教育改革不斷推向前進。

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