國(guó)家精品教材“機(jī)床數(shù)控技術(shù)”的設(shè)計(jì)思路

李郝林 遲玉倫 白國(guó)振 林建中

上海理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，上海 200093

國(guó)家精品教材“機(jī)床數(shù)控技術(shù)”的設(shè)計(jì)思路

李郝林 遲玉倫 白國(guó)振 林建中

上海理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，上海 200093

本文論述了國(guó)家精品教材“機(jī)床數(shù)控技術(shù)”的設(shè)計(jì)思路。即根據(jù)應(yīng)用性人才培養(yǎng)的要求，提出了以知識(shí)應(yīng)用為主線的教材大綱編寫(xiě)方法；在分析目前工科教材普遍存在的問(wèn)題基礎(chǔ)上，論述了工科類教材內(nèi)容的編排方法。這一設(shè)計(jì)思路可為同類型工科教材的編寫(xiě)提供借鑒。

精品教材；教材建設(shè)；教材大綱

exquisite course; textbook construction; textbook guideline

“機(jī)床數(shù)控技術(shù)”教材第一版于2001年由機(jī)械工業(yè)出版社出版，2006年被評(píng)為普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材，2008年被評(píng)為國(guó)家級(jí)精品教材。由于采用了先進(jìn)的教學(xué)理念，教材出版后，受到廣大讀者的厚愛(ài)，多所院校使用本教材作為教學(xué)教材，據(jù)機(jī)械工業(yè)出版社統(tǒng)計(jì)，在同類書(shū)籍中，本教材銷售量始終居于榜首。精品教材應(yīng)有的示范輻射作用正在顯現(xiàn)。

教材是體現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的知識(shí)載體，是教學(xué)的基本工具，在深化教育教學(xué)改革、全面推進(jìn)素質(zhì)教育、培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的人才中具有重要的作用。教育部在2007年2號(hào)文件《關(guān)于進(jìn)一步深化本科教學(xué)改革全面提高教學(xué)質(zhì)量的若干意見(jiàn)》中強(qiáng)調(diào)，深化教學(xué)內(nèi)容改革，建立與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展相適應(yīng)的課程體系。這要求教材建設(shè)必須根據(jù)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和科技進(jìn)步的需要，及時(shí)更新教學(xué)內(nèi)容，將新知識(shí)、新理論和新技術(shù)充實(shí)到教學(xué)內(nèi)容中，為學(xué)生提供符合時(shí)代需要的課程體系和教學(xué)內(nèi)容。在教材建設(shè)方面，如何將應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)以及培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題能力的教學(xué)理念融入教材內(nèi)容建設(shè)，是工科類精品教材建設(shè)必須考慮的問(wèn)題。本文結(jié)合國(guó)家精品教材“機(jī)床數(shù)控技術(shù)”的建設(shè)，論述了教材大綱以及教材內(nèi)容的設(shè)計(jì)思路，為同類型工科教材的編寫(xiě)提供可借鑒的方法。

1.教材大綱的編寫(xiě)

現(xiàn)代課程改革的一個(gè)重要目標(biāo)是要加強(qiáng)綜合性、應(yīng)用性內(nèi)容，重視聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)際和社會(huì)實(shí)踐；使學(xué)生學(xué)會(huì)運(yùn)用所學(xué)知識(shí)去觀察、分析實(shí)際生產(chǎn)中的問(wèn)題；為學(xué)生解決生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題提供思路與方法，增強(qiáng)應(yīng)用知識(shí)的意識(shí)。按照知識(shí)的應(yīng)用進(jìn)行教材內(nèi)容編排，有利于學(xué)生了解所學(xué)知識(shí)的應(yīng)用價(jià)值，樹(shù)立應(yīng)用知識(shí)的意識(shí)，提高知識(shí)應(yīng)用的能力和水平。

數(shù)控技術(shù)是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)非常重要的一門專業(yè)課，涉及數(shù)控編程、加工工藝、數(shù)控系統(tǒng)操作、精密測(cè)量、伺服控制系統(tǒng)、曲線加工等多方面的知識(shí)點(diǎn)。在教材大綱的編排方面，一般的教材基本上按照知識(shí)的分類，將教材章節(jié)安排為：數(shù)控加工工藝技術(shù)、數(shù)控機(jī)床的程序編制、數(shù)控機(jī)床的工作原理、計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置、位置檢測(cè)裝置、數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng)等。而我們則從知識(shí)的應(yīng)用為出發(fā)點(diǎn)，將“機(jī)床數(shù)控技術(shù)”教材分為上篇“操作知識(shí)”和下篇“技術(shù)基礎(chǔ)”兩個(gè)部分。在概述中從數(shù)控機(jī)床操作者、數(shù)控機(jī)床改造者和特種數(shù)控機(jī)床開(kāi)發(fā)者不同的需要出發(fā)，論述了數(shù)控技術(shù)的學(xué)習(xí)方法?？紤]到數(shù)控機(jī)床操作者所應(yīng)具備的知識(shí)是從事其他兩類工作的基礎(chǔ)，只有熟悉了數(shù)控機(jī)床的功能及操作方法，才能更好地選用和開(kāi)發(fā)新的數(shù)控系統(tǒng)。我們將數(shù)控機(jī)床操作知識(shí)作為上篇內(nèi)容，介紹了數(shù)控程序編制，數(shù)控機(jī)床程序編制中的工藝處理，數(shù)控系統(tǒng)操作以及典型計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)介紹等知識(shí)。下篇的各章節(jié)則重點(diǎn)介紹了數(shù)控系統(tǒng)常用的位移傳感器、數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)、數(shù)控系統(tǒng)插補(bǔ)原理等。書(shū)中除了介紹這些裝置的工作原理外，還重點(diǎn)對(duì)其相應(yīng)的產(chǎn)品及產(chǎn)品的使用方法進(jìn)行了介紹。下篇中的理論知識(shí)對(duì)于僅僅操作數(shù)控機(jī)床的人員并非是必要，而對(duì)于從事數(shù)控改造及數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的工作者是必需的。

總之，教材大綱的編排不僅僅能體現(xiàn)在對(duì)學(xué)生的理論知識(shí)學(xué)習(xí)方面，還應(yīng)體現(xiàn)在學(xué)生實(shí)踐過(guò)程應(yīng)用理論知識(shí)和創(chuàng)造新知識(shí)等特殊功能。如本教材大綱就是在多年實(shí)踐教學(xué)的基礎(chǔ)上綜合考慮了學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)、應(yīng)用知識(shí)和創(chuàng)造知識(shí)多個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行合理編排。

2.教材內(nèi)容的編寫(xiě)

“機(jī)床數(shù)控技術(shù)”的編寫(xiě)立足于數(shù)控應(yīng)用技術(shù)的論述。為了增強(qiáng)應(yīng)用性知識(shí)，作者在編寫(xiě)過(guò)程中，在多家公司進(jìn)行了調(diào)研，搜集了許多應(yīng)用實(shí)例。另外，作者長(zhǎng)期從事數(shù)控技術(shù)的研究工作，承擔(dān)了多項(xiàng)數(shù)控技術(shù)課題的研究工作，熟悉數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)與關(guān)鍵技術(shù)。這些工作為高質(zhì)量地完成“機(jī)床數(shù)控技術(shù)”教材的編寫(xiě)提供了基本保證。

在“機(jī)床數(shù)控技術(shù)”教材編寫(xiě)前，我們認(rèn)真分析了目前工科教材普遍存在的問(wèn)題。一是缺乏實(shí)物圖片，許多關(guān)鍵零部件都用符號(hào)表示，例如“”表示液壓缸，“”表示電機(jī)等，學(xué)生只認(rèn)識(shí)符號(hào)，而不認(rèn)識(shí)實(shí)物。學(xué)習(xí)了編碼器，但不認(rèn)識(shí)編碼器。二是教材內(nèi)容不能反映科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步與變化，例如在位移檢測(cè)傳感器一章，至今多數(shù)教材還在花費(fèi)很大篇幅介紹感應(yīng)同步器、旋轉(zhuǎn)變壓器等內(nèi)容，而實(shí)際上這些傳感器已在市場(chǎng)上消失多年。三是對(duì)檢測(cè)傳感器以及控制電機(jī)等系統(tǒng)，只介紹工作原理，不介紹使用方法。習(xí)題也是圍繞工作原理的理解而設(shè)立。針對(duì)這些問(wèn)題，我們?cè)凇皺C(jī)床數(shù)控技術(shù)”教材編寫(xiě)過(guò)程中，采取了多方面的措施，大力改革教材內(nèi)容的編寫(xiě)方式。首先，借鑒德國(guó)工科教材的寫(xiě)作方法給所有介紹的傳感器與執(zhí)行器都配上實(shí)物照片以增強(qiáng)學(xué)生的工程觀念。為了使學(xué)生在學(xué)習(xí)這些元器件工作原理的同時(shí)，掌握其使用方法，我們從相關(guān)產(chǎn)品公司搜集了產(chǎn)品使用說(shuō)明書(shū)，為每一個(gè)介紹的元器件（數(shù)控機(jī)床檢測(cè)傳感器與伺服系統(tǒng)）都附加了產(chǎn)品應(yīng)用實(shí)例展示，對(duì)產(chǎn)品在實(shí)際中的具體應(yīng)用方法進(jìn)行了說(shuō)明。另外，根據(jù)市場(chǎng)調(diào)研，對(duì)相關(guān)產(chǎn)品在市場(chǎng)上的應(yīng)用情況也給予了說(shuō)明。例如，在位移檢測(cè)裝置一章概述中有如下論述“隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)在工業(yè)控制領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，目前感應(yīng)同步器、旋轉(zhuǎn)變壓器和磁尺在國(guó)內(nèi)已很少使用，許多公司已不再經(jīng)營(yíng)此類產(chǎn)品。然而旋轉(zhuǎn)變壓器由于其抗振、抗干擾性好，在歐美仍有較多的應(yīng)用。數(shù)字式的傳感器使用方便可靠，因而應(yīng)用最為廣泛。”同時(shí)，在內(nèi)容編排順序方面，也將應(yīng)用最為廣泛的編碼器放在最前面，而將市場(chǎng)上少見(jiàn)的感應(yīng)同步器放在最后。教材中工程實(shí)踐性強(qiáng)的內(nèi)容，則聘請(qǐng)具有豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的教師參加編寫(xiě)，例如“數(shù)控機(jī)床程序編制中的工藝處理”一章聘請(qǐng)負(fù)責(zé)培訓(xùn)數(shù)控機(jī)床操作技師的老師編寫(xiě)。教材結(jié)合零件加工實(shí)例，講述了數(shù)控加工零件的工藝性分析、工藝路線設(shè)計(jì)、加工工序設(shè)計(jì)等內(nèi)容。為了讓學(xué)生了解數(shù)控機(jī)床在現(xiàn)代制造系統(tǒng)中的地位與作用以及CAD/CAM技術(shù)在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用情況，在附錄中分別增加了“數(shù)控技術(shù)與制造自動(dòng)化系統(tǒng)”、“CAD/CAM軟件在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用”兩部分內(nèi)容，作為學(xué)生知識(shí)擴(kuò)充的部分。為了保證教材編寫(xiě)內(nèi)容更加符合生產(chǎn)實(shí)際，本教材分別聘請(qǐng)了上海機(jī)床廠有限公司和上海開(kāi)通數(shù)控有限公司的專家作為教材的主審，在知識(shí)的實(shí)用性以及與實(shí)際的相符性兩方面提出修改意見(jiàn)。

3.結(jié)語(yǔ)

在深化教學(xué)改革中，實(shí)現(xiàn)教材建設(shè)的創(chuàng)新是有效地解決教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法存在問(wèn)題的關(guān)鍵。精品教材建設(shè)對(duì)于教師教學(xué)、學(xué)生自主學(xué)習(xí)和能力素質(zhì)的提高和提高教學(xué)質(zhì)量起著重要的作用。教材編寫(xiě)者個(gè)人的科研素質(zhì)和先進(jìn)的教學(xué)理念，決定了教材編寫(xiě)的質(zhì)量。精品教材不再是傳統(tǒng)的一本書(shū)的概念，而是一套完整的教學(xué)解決方案。涉及教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法與手段、教材媒體等方面的綜合建設(shè)。

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Design ideas for Institute Top-quality Course of “Machine tool numerical control technology”

LI Hao-lin,CHI Yu-lun,BAI Guo-zhen,LIN Jian-zhong
College of Mechanical Engineering, University of Shacniegnhcaei afonrd S Technology, Shanghai 200093, China

The paper elaboratets he designi deas for Institu te top-qualityc ourse of “machinte ool numericcal ontrol technology”F. or bringinug p more applietd alent, the methotd hat dependionng the mainl ine of knowledge application is proposed in writing textbook guideline. Based on analyzing the current problem of engineering textbook, the editing methood f engineeritnegx tbooki s discussed. The thoughat nd methood f this paper can be usedi n other engineering textbook writing.

G641

A

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.09.135

遲玉倫 單位：上海市軍工路516號(hào)，上海理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 研究方向：主要從事機(jī)械控制、精密檢測(cè)、數(shù)控技術(shù)研究。