基于工作過程的數(shù)控加工技術(shù)課程教學(xué)改革

摘要：數(shù)控加工技術(shù)是制造業(yè)中的一項(xiàng)關(guān)鍵的迅速發(fā)展的新技術(shù)，為培養(yǎng)高素質(zhì)的生產(chǎn)一線緊缺的技能型數(shù)控應(yīng)用人才。對(duì)《數(shù)控加工技術(shù)》課程進(jìn)行了課程改革，從教改準(zhǔn)備、教改實(shí)施、教改結(jié)果三個(gè)方面對(duì)課程改革進(jìn)行了總結(jié)、分析。

關(guān)鍵詞：數(shù)控加工技術(shù);教學(xué)改革;項(xiàng)目導(dǎo)向;任務(wù)驅(qū)動(dòng);單元教學(xué)

作者簡介：張艷杰(1975－)，女，河北省滄州市人，滄州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，講師，主要研究方向?yàn)闄C(jī)械制造及數(shù)控加工技術(shù)。

中圖分類號(hào)：G712文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1001-7518(2009)08-0053-03

制造業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，它的發(fā)展直接影響到國民經(jīng)濟(jì)各部門的發(fā)展，也影響到國計(jì)民生和國防力量的加強(qiáng)，因此，各國都把制造業(yè)的發(fā)展放在首要位置。21世紀(jì)的制造業(yè)發(fā)展的總趨勢(shì)是柔性化、靈捷化、智能化和信息化，而數(shù)控機(jī)床則是實(shí)現(xiàn)柔性化、靈捷化、智能化和信息化加工制造的基本單元。因此，數(shù)控加工技術(shù)是制造業(yè)中的一項(xiàng)關(guān)鍵的迅速發(fā)展的新技術(shù)之一，在機(jī)械制造行業(yè)中具有重要的地位和作用。

為與世界制造業(yè)接軌，培養(yǎng)高素質(zhì)的生產(chǎn)一線緊缺的技能型數(shù)控應(yīng)用人才，根據(jù)學(xué)院以就業(yè)為導(dǎo)向，堅(jiān)持產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的辦學(xué)方針，結(jié)合專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)和高職學(xué)生生源素質(zhì)狀況，課程組將《數(shù)控加工技術(shù)（單元教學(xué)）》定位為：數(shù)控專業(yè)、自動(dòng)化專業(yè)、機(jī)電一體化專業(yè)、模具設(shè)計(jì)及應(yīng)用等專業(yè)的一門重要的實(shí)踐性、綜合性較強(qiáng)的專業(yè)主干課。

為此，我進(jìn)行《數(shù)控加工技術(shù)》課程教學(xué)改革，課改后《數(shù)控加工技術(shù)》課程內(nèi)容由理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)兩部分組成，總學(xué)時(shí)為120學(xué)時(shí)，其中理論教學(xué)30學(xué)時(shí)，仿真教學(xué)36學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)54學(xué)時(shí)，實(shí)訓(xùn)教學(xué)90學(xué)時(shí)。強(qiáng)調(diào)了學(xué)生的數(shù)控編程能力、數(shù)控機(jī)床操作能力，相對(duì)淡化數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)，提高學(xué)生對(duì)知識(shí)的綜合應(yīng)用能力。為今后從事數(shù)控加工和研究工作奠定一定的基礎(chǔ)。現(xiàn)將課改工作總結(jié)如下：

一、教改實(shí)施前的準(zhǔn)備

(一)課程標(biāo)準(zhǔn)的制定

新的課程標(biāo)準(zhǔn)中明確提出了本課程的任務(wù)是使學(xué)生具備數(shù)控機(jī)床、數(shù)控編程和數(shù)控加工方面的知識(shí)和數(shù)控加工技能；強(qiáng)調(diào)了學(xué)生的職業(yè)能力培養(yǎng)目標(biāo)。對(duì)于課程的教學(xué)內(nèi)容做了較大的改動(dòng)，體現(xiàn)出項(xiàng)目導(dǎo)向及任務(wù)驅(qū)動(dòng)的新的教學(xué)理念，教學(xué)內(nèi)容如下表所示：[1]

本課程采取單元教學(xué)組織方式，學(xué)生在我院多媒體教室、機(jī)房、數(shù)控實(shí)訓(xùn)中心學(xué)習(xí)，內(nèi)容涵蓋了數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)及原理、上機(jī)熟悉機(jī)床結(jié)構(gòu)及日常維護(hù)訓(xùn)練、數(shù)控加工與編程、自動(dòng)編程練習(xí)、上機(jī)校驗(yàn)與加工、數(shù)控中級(jí)工強(qiáng)化訓(xùn)練，突出了“理論”夠用，“實(shí)用”為主的課程原則。

通過本課程的學(xué)習(xí)，大部分學(xué)生通過強(qiáng)化訓(xùn)練后能獲得數(shù)控操作方面的中級(jí)工操作證書，部分優(yōu)異學(xué)生再強(qiáng)化后能獲得數(shù)控操作高級(jí)工操作證書。

（二）授課計(jì)劃的制定

2008-2009學(xué)年根據(jù)教改后的課程標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)設(shè)備使用原則，我制定了新的授課計(jì)劃。相對(duì)課改之前增加了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、手工及自動(dòng)編程內(nèi)容，相對(duì)淡化數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)分析及位置檢測(cè)裝置的工作原理；教學(xué)中以加工任務(wù)為單元，按照任務(wù)進(jìn)行教學(xué)。

（三）教學(xué)內(nèi)容的準(zhǔn)備

思考題及習(xí)題的準(zhǔn)備很有必要，通過題庫的設(shè)置方便學(xué)生課余時(shí)間自主練習(xí)。

在教學(xué)內(nèi)容中強(qiáng)化編程，特別在編程時(shí)讓學(xué)生必須考慮工藝問題，使學(xué)生在學(xué)習(xí)編程時(shí)懂得了工藝路線的確定、刀具的選擇和切削用量的設(shè)定方法，為期末的實(shí)訓(xùn)作好準(zhǔn)備，也為社會(huì)輸送能盡快適應(yīng)數(shù)控機(jī)床操作崗位的人才作好準(zhǔn)備。使理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)交叉進(jìn)行；

結(jié)合我院現(xiàn)有設(shè)備，編制數(shù)控加工實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書,使其更具有可實(shí)用性，理論與實(shí)踐結(jié)合更加緊密，使學(xué)生對(duì)已有知識(shí)做到融會(huì)貫通。畢業(yè)設(shè)計(jì)中充分發(fā)揮學(xué)生主動(dòng)性，真正讓學(xué)生成為主體；在整個(gè)實(shí)踐加工過程，盡量讓學(xué)生來完成，指導(dǎo)老師按照生產(chǎn)實(shí)際要求進(jìn)行輔導(dǎo)，與學(xué)生共同分析問題，盡可能讓學(xué)生獨(dú)立解決問題，以培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用能力，教師只是學(xué)生的引導(dǎo)者和指導(dǎo)者。

二、教改實(shí)施

（一）教學(xué)方法

１．結(jié)合本課程教學(xué)內(nèi)容實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)，采用了“項(xiàng)目導(dǎo)向”“任務(wù)驅(qū)動(dòng)”的教學(xué)方法

本課程為加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力，提高了課程的實(shí)訓(xùn)比例，將教學(xué)內(nèi)容分為四個(gè)大的項(xiàng)目，每個(gè)項(xiàng)目又分為若干個(gè)加工任務(wù)，每個(gè)任務(wù)實(shí)現(xiàn)“教師講授——學(xué)生實(shí)訓(xùn)——發(fā)現(xiàn)問題——教師引導(dǎo)——學(xué)生完成任務(wù)”的教學(xué)步驟[2]，充分挖掘了學(xué)生的學(xué)習(xí)潛力，培養(yǎng)了學(xué)生獨(dú)立解決問題的能力，發(fā)揮了學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，通過“導(dǎo)師式”學(xué)習(xí)方式，增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的自信心，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

２．強(qiáng)化學(xué)生探究性學(xué)習(xí)能力與培育團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，采用小班授課。為使探究性學(xué)習(xí)落到實(shí)處，取消學(xué)生因?yàn)樵撜n程與一般理論課教學(xué)組織模式不一樣而存在“蒙混過關(guān)”的僥幸心理，使學(xué)生得到有力管制；教學(xué)采用小班授課，教師根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)情況，科學(xué)合理地將學(xué)生進(jìn)行分組：根據(jù)學(xué)校機(jī)床設(shè)備的臺(tái)數(shù)，如每個(gè)班車、銑床總計(jì)14臺(tái)，將全班成員按照能力強(qiáng)弱搭配，男女搭配；指派組長，闡明組長責(zé)任、組員與組員之間的協(xié)作關(guān)系，使學(xué)生形成了互幫互學(xué)的風(fēng)氣，增強(qiáng)了學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作和競爭意識(shí)。

３．根據(jù)每個(gè)學(xué)生的個(gè)性差異，因材施教，采用靈活多變的教學(xué)方法。在保證實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的前提下，教學(xué)既面向全體學(xué)生進(jìn)行，向他們提出統(tǒng)一要求的同時(shí)，又承認(rèn)了學(xué)生的個(gè)性差異，根據(jù)學(xué)生的興趣和能力，采取了不同的教學(xué)措施，使學(xué)生的個(gè)性得到充分發(fā)展。

例如對(duì)于機(jī)電一體化專業(yè)學(xué)生，考慮到本課程只是該專業(yè)的一門技術(shù)基礎(chǔ)課程，教學(xué)中主要采用“問題式”教學(xué)方式。在檢查學(xué)生編制的程序時(shí)，對(duì)有關(guān)關(guān)鍵問題同時(shí)又是學(xué)生不重視的問題，在保證加工安全前提下，即使發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，也不立即指出，有時(shí)甚至是故意設(shè)置障礙，讓學(xué)生犯錯(cuò)。當(dāng)學(xué)生加工出的零件與圖紙要求不符時(shí)，再引導(dǎo)學(xué)生尋找問題的癥結(jié)和解決方案，使他們深刻理解該知識(shí)點(diǎn)內(nèi)容，在今后編程中不會(huì)再犯同樣錯(cuò)誤。

針對(duì)機(jī)電專業(yè)學(xué)生的愛學(xué)、想學(xué)的特點(diǎn)，教學(xué)中主要采用“興趣式”教學(xué)方式。學(xué)生根據(jù)自己興趣愛好，結(jié)合教師提供的毛坯尺寸，自行設(shè)計(jì)零件，編程并加工，既鍛煉了學(xué)生的設(shè)計(jì)思想，又加強(qiáng)了專業(yè)綜合能力。

對(duì)于數(shù)控專業(yè)學(xué)生，主要采用“挖掘式”教學(xué)方式。根據(jù)學(xué)生各自能力水平，采用“臺(tái)階式”，一步一步加強(qiáng)難度，充分挖掘?qū)W生的學(xué)習(xí)潛能，使各個(gè)層次學(xué)生的學(xué)習(xí)成績都有所提高，同時(shí)各人難度要求不一，減輕了學(xué)生學(xué)習(xí)的心理負(fù)擔(dān)，數(shù)控編程與加工能力得到最大限度的提高。當(dāng)然對(duì)于上述三種措施有時(shí)會(huì)針對(duì)一個(gè)班學(xué)生學(xué)習(xí)情況同時(shí)用到。

４．加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)。實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)一直是深受學(xué)生喜歡的教學(xué)環(huán)節(jié)．學(xué)生確實(shí)在這一環(huán)節(jié)能鞏固數(shù)控加工知識(shí)并進(jìn)一步學(xué)到一些實(shí)踐知識(shí)。我以行為導(dǎo)向的教學(xué)模式為依據(jù)，盡量多為同學(xué)提供自我參與的機(jī)會(huì)。在批改學(xué)生的數(shù)控程序上，也相對(duì)傳統(tǒng)模式作了改革。對(duì)每位同學(xué)批改所有的數(shù)控程序，將花費(fèi)任課老師大量的時(shí)間，再認(rèn)真也難免會(huì)有所疏漏，沒有指出學(xué)生的錯(cuò)誤，將誤導(dǎo)學(xué)生。為此，充分利用先進(jìn)資源，將更有效地提高教學(xué)質(zhì)量。對(duì)于學(xué)生所編的程序，要求學(xué)生在計(jì)算機(jī)房用仿真軟件進(jìn)行驗(yàn)證，老師在計(jì)算機(jī)房進(jìn)行輔導(dǎo)，并對(duì)驗(yàn)證結(jié)果當(dāng)場(chǎng)評(píng)分。

在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中，我要求每位同學(xué)完成指定的五個(gè)實(shí)驗(yàn)，并完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)的教學(xué)方式采用傳、幫、帶的形式，第一批由老師講解并演示，以后的幾批同學(xué)均由他們上一組中的同學(xué)進(jìn)行帶教，老師只在一旁作指導(dǎo)。這種方式使學(xué)生參與的機(jī)會(huì)更多，發(fā)現(xiàn)的問題也更多，學(xué)到的實(shí)踐知識(shí)也更多，實(shí)驗(yàn)效果良好，得到同學(xué)們的認(rèn)可。

實(shí)訓(xùn)這一環(huán)節(jié)完全貫徹了行為導(dǎo)向的教學(xué)方式。實(shí)訓(xùn)是提高數(shù)控加工技術(shù)、綜合驗(yàn)證數(shù)控加工能力的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。大部分學(xué)生比較重視這一環(huán)節(jié)。因?yàn)樵谶@一環(huán)節(jié)，學(xué)生能學(xué)到很多實(shí)踐知識(shí)．并把所學(xué)知識(shí)融會(huì)貫通。實(shí)訓(xùn)時(shí)，老師布置加工任務(wù)．要求學(xué)生對(duì)所給的零件安排加工工藝路線，設(shè)定切削用量，從毛坯開始，編制合理的程序．獨(dú)立完成整個(gè)零件的加工，并將尺寸和表面粗糙度控制在要求的范圍內(nèi)。為盡量減少事故的發(fā)生，要求學(xué)生必須事先在仿真軟件上驗(yàn)證加工軌跡．再上機(jī)床進(jìn)行加工。通過獨(dú)立完成整個(gè)零件的數(shù)控加工，學(xué)生系統(tǒng)地掌握了數(shù)控機(jī)床的操作和數(shù)控編程及加工知識(shí)，很多同學(xué)在課程結(jié)束之后，參加勞動(dòng)部組織的數(shù)控中級(jí)工能力考試．獲得了數(shù)控中級(jí)工證書。在實(shí)訓(xùn)時(shí)同時(shí)強(qiáng)調(diào)安全知識(shí)及安全的重要性，避免事故的發(fā)生。實(shí)訓(xùn)效果良好，滿意度在逐年增加。

（二）教學(xué)手段

１．計(jì)算機(jī)多媒體現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)體系的應(yīng)用。針對(duì)本課程教學(xué)內(nèi)容多、信息量大、實(shí)踐性強(qiáng)，與其他相關(guān)課程聯(lián)系緊密的特點(diǎn)，教學(xué)中充分利用現(xiàn)代教育技術(shù)手段，制作了電子教案，采用文字、動(dòng)畫、視頻、插圖、背景音樂等多種表現(xiàn)手法，生動(dòng)、形象地展現(xiàn)了走刀路線、加工過程等，調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣、提高了聽課的效率和積極性。

２．網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用。充分利用學(xué)校教學(xué)的硬件設(shè)施和網(wǎng)絡(luò)資源，實(shí)現(xiàn)了數(shù)控程序的網(wǎng)絡(luò)傳送，應(yīng)用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行遠(yuǎn)程操作和可視化控制，課程建設(shè)網(wǎng)頁的教學(xué)資源對(duì)學(xué)生開放，提供了學(xué)生自主學(xué)習(xí)和師生互動(dòng)交流的平臺(tái)。

３.本課程多年來一直堅(jiān)持教學(xué)改革和創(chuàng)新。本課程一直堅(jiān)持理論與實(shí)踐相結(jié)合的原則，通過校企合作，提高了教師的實(shí)踐能力和水平，通過聘請(qǐng)業(yè)界的專家，及時(shí)掌握數(shù)控及相關(guān)技術(shù)的最新發(fā)展動(dòng)態(tài)；堅(jiān)持教學(xué)、考試與

職業(yè)資格證書認(rèn)證考核相掛鉤；通過這一系列的改革和嘗試，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力、理論聯(lián)系實(shí)際的能力和專業(yè)綜合能力，取得了良好的教學(xué)效果。

三、教改結(jié)果分析

教改是否成功，只有通過具體實(shí)施，并進(jìn)行比較研究總結(jié)，才能真正得出結(jié)論。在本學(xué)期進(jìn)行教學(xué)改革之后，我將《數(shù)控加工技術(shù)》課程學(xué)習(xí)情況問卷發(fā)給學(xué)生填寫，得到了一定的信息反饋?，F(xiàn)將教改前和教改后的學(xué)生學(xué)習(xí)情況反饋進(jìn)行比較，結(jié)果如附表一所示。從表中可以看出，通過教改，在學(xué)生的信息反饋中已取得了一些滿意的效果，具體表現(xiàn)為：

教學(xué)改革在總體上得到認(rèn)可，學(xué)生中認(rèn)為學(xué)習(xí)效果很好的同學(xué)由原來的18％提高到51％。

教改中課程內(nèi)容的安排更趨合理，學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容的興趣由原來的30％提高到57％。

教改之前，學(xué)生對(duì)自動(dòng)編程內(nèi)容感興趣，希望學(xué)；教改之后，通過對(duì)自動(dòng)編程內(nèi)容的接觸，學(xué)生們?nèi)员硎境鰪V泛的受歡迎程度。

在實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)時(shí)間和內(nèi)容的安排上，從數(shù)據(jù)就可看出，學(xué)生的滿意度在提高，只是因?yàn)閷W(xué)生人數(shù)較多，實(shí)驗(yàn)設(shè)備較少，以及學(xué)時(shí)的關(guān)系，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)時(shí)間和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容還有更高的要求。

因?yàn)榻谈闹?，學(xué)生學(xué)習(xí)的知識(shí)點(diǎn)有所變化，考卷的形式和知識(shí)點(diǎn)的分值安排也有所變化，考試的總成績不一定能評(píng)價(jià)教改結(jié)果，所以．我們將教改之前學(xué)生編程能力與教改之后學(xué)生的編程能力作了一個(gè)比較。教改之前，學(xué)生在期末的考試中對(duì)編程題的失分率高達(dá)42％，考試成績不太理想。教改之后，學(xué)生在考試中編程題的失分率下降到28％，學(xué)生編程時(shí)能主動(dòng)考慮工藝問題，大大提高了所編程序的實(shí)用性。

參考文獻(xiàn)：

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責(zé)任編輯：葛力力