獨立學(xué)院數(shù)控技術(shù)教學(xué)改革與探索

陳飛，范揚波，魏碧霞

摘要： 數(shù)控技術(shù)是理論性和實踐性緊密結(jié)合的一門課程。文章通過分析該課程的教學(xué)現(xiàn)狀，提出了一系列的教學(xué)改革措施；通過改進教學(xué)方法、加強實踐教學(xué)、提高師資水平，可進一步提高獨立學(xué)院學(xué)生的應(yīng)用能力和實踐動手能力。

關(guān)鍵詞：數(shù)控技術(shù)；教學(xué)改革；獨立學(xué)院；實踐能力

隨著計算機技術(shù)、微電子技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)、傳感器及檢測技術(shù)、信息處理技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和制造技術(shù)等多學(xué)科領(lǐng)域的發(fā)展，數(shù)控技術(shù)已成為現(xiàn)代制造系統(tǒng)中不可或缺的基礎(chǔ)技術(shù)。數(shù)控技術(shù)在制造業(yè)中的日益普及，也極大地推動了計算機輔助設(shè)計與制造的發(fā)展，并已成為機電一體化高新制造技術(shù)的基礎(chǔ)和重要組成部分。

獨立學(xué)院作為應(yīng)用型的本科高校，開設(shè)的數(shù)控技術(shù)課程體現(xiàn)了理論性和實踐性緊密結(jié)合的特點，是機械類專業(yè)學(xué)生必修的一門專業(yè)課，旨在為社會培養(yǎng)一批數(shù)控技術(shù)人才。合格的數(shù)控技術(shù)人才既要具備扎實的綜合知識基礎(chǔ)，又必須具有解決實際問題的能力。因此，如何培養(yǎng)高素質(zhì)的應(yīng)用型數(shù)控技術(shù)人才成為數(shù)控技術(shù)課程教學(xué)的目標(biāo)。目前，這門課程的教學(xué)大部分還是以課堂講授為主，輔以練習(xí)和實驗，使學(xué)生鞏固所學(xué)的理論知識，并以最終的考試成績來評定學(xué)生對這門課的掌握情況。但是，這種模式存在一定的不足，它只適合傳授知識，而不利于提高學(xué)生的數(shù)控技術(shù)應(yīng)用能力，不利于激發(fā)學(xué)生的主動性、積極性和創(chuàng)新意識，這與高等教育改革的目標(biāo)相悖。因此，有必要從培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力出發(fā)，對數(shù)控技術(shù)的教學(xué)做一些改革，使其更符合應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)。

1 數(shù)控技術(shù)教學(xué)現(xiàn)狀

我院開設(shè)的數(shù)控技術(shù)課程近年來將原來的40個學(xué)時提高到48個學(xué)時，其中課堂教學(xué)42個學(xué)時，實驗教學(xué)6個學(xué)時，涵蓋了數(shù)控機床的傳動系統(tǒng)、數(shù)控編程、數(shù)控插補原理、進給伺服系統(tǒng)等。課程容量較大，分配到每一個章節(jié)的學(xué)時其實很少，對理論知識的講解也大多停留在基礎(chǔ)知識的講授，無法面面俱到，也很難深入講解。課堂的教學(xué)模式也比較單一，僅靠課堂的說教，學(xué)生只能掌握一些簡單的編程指令，進而完成簡單零件的程序編寫，而無法獨立進行數(shù)控加工設(shè)計。另外，受到學(xué)時及教學(xué)模式的影響，課堂很難結(jié)合實際生產(chǎn)案例及項目對數(shù)控的編程技術(shù)進行深入的講解和討論，導(dǎo)致學(xué)生僅僅停留在理論知識的掌握上，無法將其應(yīng)用到實踐當(dāng)中。當(dāng)真正遇到實際的問題時，學(xué)生會出現(xiàn)無從下手的情況，不利于學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)。

從學(xué)時分配情況來看，實踐環(huán)節(jié)太少，存在著“重理論輕實踐”的現(xiàn)象，理論與實踐存在一定的脫節(jié)現(xiàn)象。由于實踐才6個學(xué)時，實驗的內(nèi)容比較簡單，僅僅只是完成簡單零件的車削編程和銑削編程，題目單一，選擇性太少，而且在實驗過程中偏重于教師指導(dǎo)，學(xué)生自己動手實踐和自主創(chuàng)新的機會并不多，造成一部分學(xué)生的實驗僅僅只是走馬觀花、流于形式，很難提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新實踐的能力。

2 教學(xué)改革舉措

2.1 改進教學(xué)方法

在教學(xué)內(nèi)容上，教師要優(yōu)化原有的教材內(nèi)容，對于一些復(fù)雜的原理闡述要盡量簡化，對于已經(jīng)陳舊過時的理論知識要少講甚至不講，可以適當(dāng)增加數(shù)控技術(shù)新的發(fā)展趨勢，如新的加工方法及工藝等，對于與實踐操作有關(guān)的應(yīng)用型的內(nèi)容要重點講解，這直接關(guān)系到學(xué)生如何將理論知識進行有效應(yīng)用。另外，教師在教學(xué)中要豐富教學(xué)手段，除了常用的板書和PPT以外，還要多結(jié)合動畫和視頻，將抽象的知識直觀化，使學(xué)生能更快更容易接收新的知識。教師還可利用畢業(yè)實習(xí)的機會在企業(yè)錄制一些現(xiàn)場加工的視頻，在上課時進行播放，講解數(shù)控加工過程，使學(xué)生對企業(yè)的生產(chǎn)流程有一定的了解。

由于數(shù)控技術(shù)是一門實踐性很強的課程，所以在理論教學(xué)時教師要注重多結(jié)合實際生產(chǎn)案例。在教學(xué)中多采用項目教學(xué)法、案例教學(xué)法、任務(wù)驅(qū)動法等教學(xué)方法，并在課堂講授時結(jié)合啟發(fā)式、探討式的方法，充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。需要注意的是，在選擇教學(xué)方法時一定要根據(jù)數(shù)控技術(shù)專業(yè)教學(xué)的實際要求，不可生搬硬套，要靈活選用，以達到提高教學(xué)質(zhì)量的目的。在教學(xué)中注重以學(xué)生為主體，觀察學(xué)生上課的反應(yīng)，并隨時做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，從而在提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性的同時增強師生的良好互動。

2.2 加強實踐教學(xué)

原有的6個學(xué)時實驗已經(jīng)遠遠無法滿足學(xué)生提高實踐能力的要求，因此，我們進行了改革，專門開設(shè)了數(shù)控加工實訓(xùn)環(huán)節(jié)，共計32個學(xué)時，讓學(xué)生能夠真正完成零件從工藝分析、編寫程序、制造加工一系列的完整過程，模擬生產(chǎn)的環(huán)境進行綜合型的一體化訓(xùn)練。由于學(xué)生一開始對數(shù)控機床的操作并不熟練，擔(dān)心誤操作造成機床損壞、學(xué)生受傷等現(xiàn)象發(fā)生，我們采取了先仿真訓(xùn)練，后實際加工的實踐過程。

作為數(shù)控技術(shù)實踐教學(xué)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，數(shù)控加工仿真系統(tǒng)能夠演示數(shù)控車床、數(shù)控銑床和加工中心對零件加工的全過程。目前，我們采用的是宇龍數(shù)控仿真教學(xué)系統(tǒng)，除了可以模擬機床完成毛坯與刀具夾緊選擇、對刀操作和程序輸入及檢驗外，還具有教師機功能，對學(xué)生的完成情況進行記錄評分甚至考試。數(shù)控仿真訓(xùn)練可以做到人手一臺電腦，每一個學(xué)生都有同等的時間和機會進行獨立操作，完成零件編程、調(diào)試、仿真加工的訓(xùn)練過程，大大促進了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，培養(yǎng)了獨立編程和解決問題的能力，提高了實踐教學(xué)的效果。目前，我們安排了有針對性的典型仿真加工項目，包含軸類零件、孔及溝槽的車削加工編程、簡單與復(fù)雜零件的銑削或加工中心編程。這些項目有的是典型的教學(xué)案例，有的是來自于企業(yè)的實際零件，讓學(xué)生貼近生產(chǎn)實際，在學(xué)中做，在做中學(xué)，達到理論聯(lián)系實際的效果。

同時，我們也不能忽視學(xué)生對實際機床的加工訓(xùn)練。經(jīng)歷了仿真系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)對機床的按鍵功能、對刀操作等比較熟悉，這時候再安排他們在真實的機床進行操作，既可以增強學(xué)生的信心，也可以減少一些低級的操作失誤和撞刀現(xiàn)象，增加機床的使用壽命。在實際機床上，學(xué)生可以學(xué)會如何進行工件及夾具裝夾、刀具安裝、對刀、尺寸檢測等。學(xué)生只有不斷地反復(fù)訓(xùn)練，才能減少誤操作，保證加工質(zhì)量。在這個過程，學(xué)生要學(xué)會解決在實際加工中遇到的各種意外情況，從而提高實際加工及解決問題的能力，從真正意義上提高學(xué)生的實踐動手能力。

2.3 提高師資水平

教師是教學(xué)改革的關(guān)鍵，也是改革的推進者，只有教師的素質(zhì)提高了，改革中才能顯示出良好效果。為此，我們采取了一系列的措施來提高教師的總體師資水平，努力打造一批“雙師型”的教師隊伍。首先，要求專任老師不僅要完成理論課的教學(xué)，還要自身具備一定的數(shù)控機床操作水平，并且可以與實驗教師一樣獨自帶領(lǐng)學(xué)生完成實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，從而保證教師理論教學(xué)的深度和廣度，避免僅僅停留在照本宣科的傳統(tǒng)模式上。實驗教師除了要完成學(xué)生的實踐教學(xué)任務(wù)外，也要參與到教學(xué)教師的科研當(dāng)中，了解數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢及前沿技術(shù)，進一步充實自身的學(xué)術(shù)科研。其次，要給教師提供更多的培訓(xùn)機會，外派到其他高校進修或培訓(xùn)機構(gòu)強化學(xué)習(xí)，鼓勵他們參加學(xué)術(shù)會議，加強與兄弟院校的溝通與交流，從而提高教師隊伍的實踐能力和學(xué)術(shù)水平。最后，還要制定一系列的激勵制度，鼓勵教師指導(dǎo)學(xué)生的學(xué)科競賽和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項目，在職稱評定和評優(yōu)中適當(dāng)加分提高教師的積極性。教師在幫助學(xué)生解決實際問題的同時也提高了自身的水平，形成“雙師型”教師培養(yǎng)的長效機制。

3 小結(jié)

數(shù)控技術(shù)是當(dāng)代制造業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)，也是培養(yǎng)學(xué)生實踐能力的重要環(huán)節(jié)。近兩年，我們對數(shù)控技術(shù)的教學(xué)進行了一系列的改革，也取得了比較明顯的效果。教學(xué)方法的改進，使課堂教學(xué)的互動氛圍增強；實踐教學(xué)的改革，全方位提高了學(xué)生的數(shù)控技術(shù)應(yīng)用能力，增強了學(xué)生參加學(xué)科競賽的信心，并且多次獲得福建省工程訓(xùn)練競賽和福建省機械創(chuàng)新設(shè)計大賽的獎項，培養(yǎng)了學(xué)生的實踐動手能力和團隊合作能力；師資隊伍的提高，使教師更加注重理論與實踐的有效及高效結(jié)合，為培養(yǎng)綜合型應(yīng)用型的人才奠定了更加堅實的基礎(chǔ)。

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編輯/岳鳳