《數(shù)控技術(shù)》課程教學(xué)改革探究

毛慧珍

摘要：數(shù)控技術(shù)課程是一門綜合性、實(shí)踐性很強(qiáng)的課程。本文以應(yīng)用型人才培養(yǎng)為目標(biāo)，圍繞數(shù)控技術(shù)的課程目標(biāo)改革、理論教學(xué)改革、實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革和教學(xué)效果評(píng)價(jià)改革進(jìn)行了探究，構(gòu)建了“數(shù)控工藝一數(shù)控編程一數(shù)控原理—數(shù)控系統(tǒng)—機(jī)床結(jié)構(gòu)”的課程內(nèi)容模塊，在教學(xué)實(shí)踐過程中取得了較好的效果。

Abstract： The CNC technology is a highly comprehensiv and practical course. Taking the cultivation of applied talents as the goal， this text do the research on the reform of course target， theoretical lessons， experimental lessons， and teaching process evaluation， and construct the course contents modules including CNC process， CNC programming， CNC principle， CNC system、machine tool structure. The course reform have been achieved a better results in teaching practice.

關(guān)鍵詞：數(shù)控技術(shù);教學(xué)改革;應(yīng)用型人才

Key words： CNC technology;teaching reform;applied talents

中圖分類號(hào)：TG659-4? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-957X（2020）22-0229-02

0? 引言

在學(xué)校教與學(xué)的活動(dòng)中，課程學(xué)習(xí)是學(xué)生獲得知識(shí)、能力、提高素質(zhì)的重要過程，具有不可替代的重要性和基礎(chǔ)性。課程教學(xué)的水平、質(zhì)量直接影響畢業(yè)學(xué)生的質(zhì)量，也是衡量學(xué)校辦學(xué)水平和教學(xué)質(zhì)量的重要標(biāo)志。“數(shù)控技術(shù)”是一門理論性與實(shí)踐性并重的課程，是機(jī)械類和近機(jī)類本科專業(yè)必修的主干專業(yè)課之一，是各高校重點(diǎn)進(jìn)行教學(xué)建設(shè)和教學(xué)改革的課程。

本文以紅河學(xué)院為例，闡述了該校在數(shù)控應(yīng)用型人才培養(yǎng)方面所做的一些改革措施，供大家分享、借鑒。

1? 《數(shù)控技術(shù)》課程教學(xué)現(xiàn)狀分析

數(shù)控技術(shù)的教學(xué)內(nèi)容主要分為以下幾大模塊：①數(shù)控加工程序的編制;②計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置;③進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng);④機(jī)床運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)與典型部件;⑤典型數(shù)控機(jī)床;⑥數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。

1.1 理論教學(xué)現(xiàn)狀分析

在當(dāng)前很多高校進(jìn)行數(shù)控技術(shù)的教學(xué)過程中，主要存在以下問題：①在數(shù)控加工程序編制部分，教學(xué)過程注重編程指令格式及應(yīng)用的講解，而忽視了零件數(shù)控加工工藝的分析，但在實(shí)際編程中數(shù)控編程指令是依附于數(shù)控加工工藝的，離開了數(shù)控加工工藝數(shù)控編程指令也就失去了其意義，這也是很多同學(xué)掌握了編程指令的格式及功能卻仍然編寫不出來好的零件加工程序的原因所在;②在很多數(shù)控技術(shù)的教材中都詳細(xì)闡述了計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置的軟硬件結(jié)構(gòu)、插補(bǔ)和刀補(bǔ)的原理、數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng)、位置檢測(cè)裝置、主運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)及典型功能部件等內(nèi)容。這樣的教材編寫安排強(qiáng)調(diào)和重視了學(xué)科體系的系統(tǒng)性和完整性，強(qiáng)調(diào)了基礎(chǔ)的重要性。但同時(shí)也把數(shù)控技術(shù)割裂開來。學(xué)生即使每一部分內(nèi)容都學(xué)得很好，但是對(duì)數(shù)控技術(shù)難以形成一個(gè)整體的概念，難以把其和數(shù)控技術(shù)聯(lián)系起來。另一方面，其中部分教學(xué)內(nèi)容具有較強(qiáng)的理論深度，或在其他課程中已講解，比如變頻器的電路圖、位置檢測(cè)裝置的信號(hào)處理與傳輸?shù)葍?nèi)容，教師講起來費(fèi)勁，學(xué)生學(xué)起來也覺得枯燥乏味。對(duì)于這些內(nèi)容需要圍繞數(shù)控機(jī)床結(jié)合教學(xué)實(shí)際及學(xué)生需求以應(yīng)用為目標(biāo)重新精選、整合;③隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、傳感器技術(shù)的高速發(fā)展，數(shù)控技術(shù)及其裝備（數(shù)控系統(tǒng)、數(shù)控機(jī)床）也正在發(fā)生根本性技術(shù)更新，并且發(fā)展迅速。因此，有必要查閱文獻(xiàn)，搜集資料，增加先進(jìn)的數(shù)控技術(shù)及設(shè)備等方面的內(nèi)容。

1.2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀分析

學(xué)校目前所設(shè)置的實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要分為兩大模塊，第一大模塊是基于宇龍數(shù)控仿真軟件的數(shù)控車床及銑床的仿真操作教學(xué)，并讓學(xué)生編寫典型零件的車削及銑削加工程序進(jìn)行仿真加工;第二大模塊是在數(shù)控實(shí)驗(yàn)室實(shí)際操作數(shù)控車床及銑床進(jìn)行典型零件的車削及銑削加工。所設(shè)置的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過于側(cè)重?cái)?shù)控機(jī)床的操作。重點(diǎn)培養(yǎng)掌握數(shù)控機(jī)床操作、編程與維護(hù)能力，能夠從事數(shù)控機(jī)床操作、數(shù)控加工工藝和數(shù)控加工程序編制的應(yīng)用型高級(jí)技術(shù)專門人才。而經(jīng)過調(diào)研了解到企業(yè)真正需求的是精通數(shù)控加工工藝、數(shù)控自動(dòng)編程、數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)、維修等工程專業(yè)素質(zhì)。因此，我們需要對(duì)現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模塊做出調(diào)整，縮減數(shù)控機(jī)床操作方面的教學(xué)課時(shí)，增加數(shù)控自動(dòng)編程、復(fù)雜零件數(shù)控加工工藝、進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)等實(shí)驗(yàn)教學(xué)及數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)等方面的內(nèi)容。

2? 課程教學(xué)改革措施

紅河學(xué)院作為應(yīng)用型本科院校，其人才培養(yǎng)模式不能像高職高專一樣，重操作，輕理論，學(xué)生只知其然，而不知其所以然，就業(yè)前景缺乏可持續(xù)性和創(chuàng)新性，也不能像普通本科院校一樣，教學(xué)偏重于理論方面，而應(yīng)該理論與操作并重，在大專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)下，培養(yǎng)出既懂?dāng)?shù)控操作，又懂理論且有一定創(chuàng)新能力的高素質(zhì)數(shù)控應(yīng)用型人才[1][2]。因此，基于應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)在教育理念、培養(yǎng)目標(biāo)理論上的定位，結(jié)合目前的教學(xué)實(shí)際，在以下方面進(jìn)行改革：

2.1 課程目標(biāo)改革

根據(jù)對(duì)企業(yè)崗位及用人需求的調(diào)研分析，結(jié)合學(xué)校培養(yǎng)應(yīng)用型人才的目標(biāo)及學(xué)生的實(shí)際情況，重新明確數(shù)控技術(shù)課程培養(yǎng)目標(biāo)及課程標(biāo)準(zhǔn)。

根據(jù)數(shù)控技術(shù)的教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生的學(xué)習(xí)階段，以應(yīng)用型人才的應(yīng)用技能為培養(yǎng)目標(biāo)，把應(yīng)用技能依據(jù)難易程度劃分為三個(gè)級(jí)別（見表1），即：基礎(chǔ)技能、專業(yè)技能和綜合技能。圍繞此“三級(jí)階梯”式的應(yīng)用技能培養(yǎng)目標(biāo)設(shè)置相對(duì)應(yīng)的理論教學(xué)內(nèi)容和實(shí)訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容。

2.2 理論教學(xué)改革

主要體現(xiàn)在以下三方面：

第一，對(duì)數(shù)控加工編程部分，精選傳統(tǒng)內(nèi)容，注重基本概念、基本原理、編程技術(shù)、原理在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用的講解，強(qiáng)化數(shù)控加工工藝的分析和編程指令的應(yīng)用。

第二，打破原有章節(jié)界限，突出數(shù)控技術(shù)的綜合性，體現(xiàn)了計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)和傳感器技術(shù)及機(jī)械技術(shù)的融合，建立整合性課程。如“數(shù)控技術(shù)”一課包含了工程控制理論和電機(jī)控制、數(shù)控原理、伺服系統(tǒng)、傳感器原理，通過和相關(guān)課程教師交流，避免講述相同內(nèi)容，圍繞數(shù)控機(jī)床和數(shù)控加工控制，理論緊密聯(lián)系實(shí)際，將相關(guān)內(nèi)容整合。

第三，刪除陳舊的教學(xué)內(nèi)容，擴(kuò)展新技術(shù)應(yīng)用的內(nèi)容，使學(xué)生及時(shí)了解專業(yè)前沿動(dòng)態(tài)和應(yīng)用“熱點(diǎn)”，注重課程教學(xué)的實(shí)用性和前瞻性，合理更新教學(xué)內(nèi)容，改變教學(xué)滯后的狀況。

2.3 實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

縮減數(shù)控機(jī)床操作的實(shí)驗(yàn)教學(xué)課時(shí)，依據(jù)應(yīng)用技能的培養(yǎng)目標(biāo)，將實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容設(shè)置為數(shù)控機(jī)床的操作、數(shù)控自動(dòng)編程及加工綜合實(shí)驗(yàn)、數(shù)控系統(tǒng)的插補(bǔ)原理實(shí)驗(yàn)、數(shù)控機(jī)床伺服驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)等模塊，設(shè)計(jì)相對(duì)應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容及案例。在數(shù)控機(jī)床的操作和數(shù)控自動(dòng)編程及加工綜合實(shí)驗(yàn)等模塊的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，教學(xué)手段以數(shù)控加工仿真軟件為主要工具，展示數(shù)控機(jī)床加工及程序運(yùn)行過程，做到理論與實(shí)踐相結(jié)合，使學(xué)生能比較直觀形象地理解理論課堂教學(xué)內(nèi)容。數(shù)控系統(tǒng)的插補(bǔ)原理實(shí)驗(yàn)在斯沃?jǐn)?shù)控插補(bǔ)仿真軟件上進(jìn)行，數(shù)控機(jī)床伺服驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)等模塊的實(shí)驗(yàn)教學(xué)則在虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)上進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)。

數(shù)控編程及加工綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)K按照從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的教學(xué)過程，分別設(shè)計(jì)較簡(jiǎn)單的典型零件、中等復(fù)雜的典型零件、較復(fù)雜且典型的工業(yè)產(chǎn)品的教學(xué)案例，逐步鍛煉并提高學(xué)生的數(shù)控編程及加工能力，并為以后指導(dǎo)學(xué)生參加數(shù)控加工技能大賽積累經(jīng)驗(yàn)和做準(zhǔn)備。

2.4 教學(xué)效果評(píng)價(jià)改革

在教學(xué)效果評(píng)價(jià)上采用理論和實(shí)驗(yàn)分別考核，過程性評(píng)價(jià)與總結(jié)性評(píng)價(jià)相結(jié)合等形式，適當(dāng)擴(kuò)大學(xué)生自主設(shè)計(jì)工作任務(wù)和實(shí)踐等所占比重，通過理論和實(shí)踐相結(jié)合，著力培養(yǎng)學(xué)生熟練掌握數(shù)控技術(shù)的各項(xiàng)能力，以及培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力等綜合能力。

3? 結(jié)語

通過本次課程教學(xué)改革探索構(gòu)建了“數(shù)控工藝一數(shù)控編程一數(shù)控原理—數(shù)控系統(tǒng)—機(jī)床結(jié)構(gòu)”的課程內(nèi)容模塊，在教學(xué)實(shí)踐過程中也取得了較好的效果：

①以數(shù)控加工工藝分析為切入點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)控編程，打破了以前教學(xué)中為了數(shù)控編程而學(xué)習(xí)數(shù)控編程的教學(xué)模式，讓學(xué)生掌握數(shù)控編程的本質(zhì)及方法，使數(shù)控程序不再僅僅是代碼，使學(xué)生學(xué)習(xí)起來不再枯燥;

②不完全依賴教材，對(duì)數(shù)控系統(tǒng)控制原理、進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、位置檢測(cè)裝置、數(shù)控機(jī)床本體結(jié)構(gòu)等部分教學(xué)內(nèi)容圍繞數(shù)控技術(shù)和數(shù)控機(jī)床這兩條主線，以“必須、夠用、應(yīng)用”為原則進(jìn)行整合，讓學(xué)生從應(yīng)用的角度出發(fā)掌握數(shù)控技術(shù)，使學(xué)生學(xué)習(xí)起來變得更容易，也更加符合“應(yīng)用型人才”的培養(yǎng)目標(biāo);

③針對(duì)不同學(xué)習(xí)階段的培養(yǎng)目標(biāo)及應(yīng)獲得的技能設(shè)計(jì)相對(duì)應(yīng)的理論與實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，從基礎(chǔ)到專業(yè)，從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，循序漸進(jìn)，逐漸提高學(xué)生的實(shí)踐應(yīng)用能力，教學(xué)內(nèi)容也更加符合企業(yè)對(duì)應(yīng)用型人才的需求。

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