基于項目的參與式項目教學法在數控加工課程中的應用

劉偉成 蔣校輝

《國家中長期教育改革與發展規劃綱要》（2010-2020）提出，“著力提高學生服務國家、服務人民的社會責任感、勇于探索的創新精神和善于解決問題的實踐能力”。2012 年，教育部、財政部等 7 部委聯合下發《關于進一步加強高校實踐育人工作的若干意見》，將中國院校實踐育人提升到前所未有的高度。

湖南工程學院作為一所地方應用型本科院校，一直堅持實踐教學與理論教學并重，是湖南省首批實施“卓越計劃”專業強調構建了“三層次、三結合、多模塊、開放式”的實踐教學模式，組建了“校院兩級”、“校內與校外”雙重實踐教學平臺，全面提高學生的創新實踐能力，為國家和社會培養了一大批應用型高級專門人才。

作為工科類應用型本科院校“卓越計劃”機械專業學生在數控車削工程訓練中，如何應用項目教學法來提高教學質量，使學生在較短的時間內能了解數控加工設備的工作原理，掌握典型數控系統的編程和操作，以增強工科“卓越計劃”機械專業學生的工程實踐能力，和創新能力。

數控車削加工是數控加工中最為常見的加工方法之一，廣泛應用于機械制造的各種零件加工中，不但能完成普通車削加工的全部內容，而且還能完成普通車削加工難以完成的加工工序，達到普通車削加工難以達到的加工精度。數控車削加工設備主要使用廣州機床廠西門子802C數控車床?？梢酝瓿绍囅?、鉆、擴、鉸、鏜孔及攻絲等多個加工工序，是解決零件品種多變、批量小、形狀復雜、精度高等問題和實現高效化和自動化加工的有效途徑之一。

在工科院校開設的課程中，工程訓練是一門必修的技術基礎課，通過工程訓練，使學生初步接觸機械制造生產實際、學習機械制造工藝知識，為學習后續課程及以從事機械設計工作準備了機械制造的工藝基礎知識。數控車削實訓涉及機械設計、機械加工、材料、數控技術等多個學科。數控車削實訓教學中的每一個環節，從數控車削加工的工藝分析到數控車削加工編程與操作等，運用相應的實訓教學來加深加強理論教學的效果，可以有機地將基本工藝理論和基本工藝實踐結合起來， 增強工程實踐能力，提高工程綜合素質，培養創造精神和創新能力。

1.當前數控車削課程教學面臨的問題

1.1教學內容不盡規范

先修課程對于數控加工的數控加工工藝方面的知識相對較少，知識內容和深度不夠，學生對較深入的知識不易理解。需要學習知識量過大，在有限時間內很難安排大量需要講授的內容，影響學生全面理解數控加工技術的知識體系和內容。

1.2前沿性教材缺乏

深入反映科技前沿技術的教材缺乏，實驗設備的數控系統沒有與其配套的教材，編程格式與其教材又不一致，學生難于使用教材自學。

1.3實訓教學環節條件較差

實習、實訓數控車床使用時間長，故障頻繁。學生對數控機床的認識還有一定的距離。操作訓練也僅停留在基本的操作上，對于操作過程中的具體問題還不能有效應對，數控技術課程不但具有理論知識面寬，而且具有很強的實踐性和應用性，需從學生學習實際需要出發，安排學生更多的實驗、實訓時間，才能達到滿意的效果。

2.提高數控車削實訓應用課程教學質量的方法和途徑

為了進一步提高“卓越計劃”機械專業學生的數控車削實訓的教學質量，按照《金工實習大綱》合理調整課程教學的內容，使得教學內容進一步緊密圍繞提高學生的實際操作能力，注重知識的實用性和能力素質的培養。

2.1根據現今科技發展的狀況修訂教學大綱，恰當取舍教學內容

由于數控技術發展更新快，對那些陳舊過時的教學內容，教師要及時進行刪減，隨時更新充實數控技術發展的前沿知識于課堂教學中。例如，在對數控機床的常用控制介質進行講解時，由于穿孔帶作為控制介質在實際生產中已經很少應用，充實比較前沿的傳輸控制介質。其次，應合理安排教學內容。對于有些教學內容可以將講解的前后次序作相應調整；對于與實際應用密切相關的理論內容，應與實際應用實例結合起來，這樣可以使學生更加深入地理解理論知識。

2.2改進理論教學的方法和手段，激發學生學習興趣和動力

數控車削實訓教學中，如果還是采取老師滿堂講，學生被動聽、理論上開機床的教學方法和手段，就很難體現工科類院校對本科生實訓教育的特色，難以培養出適應現代數控應用技術發展需要的高素質人才。好的教學方法和教學手段對于激發學生的學習興趣，促進教學內容的消化十分重要，有時甚至可以起到事半功倍的效果。數控車削實訓教學應緊跟現代數控技術發展的需要，采取靈活多樣的教學方法和手段，激發學生的學習興趣和動力。

例如：比較法教學。數控車床是在普通車床基礎上發展起來的，二者在組成、結構、使用性能、操作等方面都有一定的聯系與區別。在講授時，運用比較法，可以把一系列彼此分散的知識點，系統地聯系起來，使整個教學內容清晰有序，使學生在比較、歸納、總結的過程中，加深對數控車床的認識。

除此之外，數控車削教學中還可以采取項目教學法、設疑式、分層式等靈活多樣的教學方法和教學手段，調動學生的積極性，使學生感受到學習的樂趣，主動參與其中，變“要我學”為“我要學”，有效提高教學質量。

2.3運用多媒體和仿真軟件教學

運用多媒體教學手段可以使那些用傳統的教學中無法講清，或難以講清的內容，化難為易、化繁為簡，使抽象的結構變得直觀，使課堂教學獲得最大的效率。

提高任課教師的教學水平，加強實踐教學，培養學生應用及創新能力是培養應用型人才的重要途徑和保障，在專業培養方案中占有重要地位。

上述的教學方法都是現今在金工實習過程中運用的最多的教學方法，從事學生金工實訓教學多年，通過一段時期的實踐，我認為運用項目教學法在數控車削實訓過程中有著更為有效的效果。

3.項目教學法在工程訓練數控加工中的具體實踐

現今湖南工程學院機械專業本科生在金工實習的時間為3周。按《教學大綱》的要求分配到各個工種實訓的時間是有限的，就拿數控車削加工來說，學生在本工種實習的總時間為4天，要想在有限的時間內把數控車削所有的知識教會給學生顯然是不可能的，通過長時間的實踐證明，利用項目教學法教學，能讓學生們在有限的時間內很好的、有效的掌握數控設備的操作，學會如何進行手工編程，從而達到完成教學任務和培養學生的創新能力。

項目教學法，是指將傳統學科體系中的知識點轉化為若干個教學項目，圍繞著項目進行教學，使學生直接參與項目完成全過程的一種教學方法。項目是指以加工二個零件為任務，根據難易程度進行。在教學過程中，老師以項目的形式幫助學生分析問題，學生則在一起討論，最終完成任務，通過實踐掌握課程要求的知識和技能。

由于教學設備的限制，在數控車削實訓時不可能每位學生單獨配備一臺機床，在這種情況下，就必須根據學校的現有設備，有效合理利用資源，將實訓的學生分成若干小組開展實訓教學，按數控車床的臺數分組。

數控車削基本訓練，包括以下內容：

①數控車削操作、面板的基本使用。

②坐標系的建立，工件和刀具的裝夾，基準刀具的對刀找正 。

③基本編程指令（G代碼和M代碼）及編程格式掌握，手工編程與程序輸入訓練，空運行校驗。

④外圓、臺階、錐面、圓弧、螺紋車削編程訓練與上機調試，掌握程序校驗方法。

⑤刀具補償及編程訓練。手工換刀基本操作，多把刀具的對刀。

⑥子程序和循環指令的基本編程格式。

⑦實際車削訓練，合理設置、調整校核工藝參數，排除基本故障。

⑧了解潤滑與冷卻系統，機床的維護與保養。

數控車削加工的操作不當，輕者會撞刀、重者會發生安全事故，為使學生更好地掌握數控機床的基本操作，我們對實訓的每一個內容的練習都分解成許多細小的步驟，采用循序漸進、螺旋上升的漸進式教學方法，讓學生先分解后總合，在實踐中穿插必要的理論講解，彌補課堂教學的不足。

在實訓過程中任課教師要仔細觀察每組學生的情況，將動手能力強、反映快、專業知識扎實的學生選出，并將他們作為小組骨干，由于這些學生的接受能力較強，能很快掌握老師教授的內容，這樣在實訓的過程中他們就可以實時地輔導其他學生。這種以學生輔導學生的教學方法，既保證了實訓教學的質量，又減輕了教師的負擔，同時還降低了實訓安全事故的發生，增強了學生的學習興趣，收到了較好的教學效果。

4.結束語

利用項目教學法進行數車車削加工實訓，激發了學生對數控技術和及其相關知識點的學習熱情，有效地達到了數控車削實訓學習的目的，并給學生們留下深刻的印象，并自覺地探求與數控車削編程加工有關的知識，來解決在實訓過程中遇到的各種問題。這一方法的運用真正做到了先做后學，邊做邊學，以點帶面，使整個班級學生都能掌握所學內容。

同時，在利用項目教學法實訓指導過程中，為了能解決學生們提出的各種新問題和不斷提高教學質量，指導老師也必須不斷更新和充實知識，不斷提升教學理念和教學方法，從而也可以不斷促進教學隊伍人員的素質提高。

參考文獻 ：

[1]《金工實習》，李建明，高等教育出版社，2010年

[2]《機械工程實踐與創新》，劉永平，清華大學出版社，2010年

[3]《機械工程訓練基礎》，車建明，天津大學出版社，2008年