數(shù)控加工技術(shù)課程教學(xué)改革

韓訓(xùn)梅

摘? 要 根據(jù)數(shù)控加工技術(shù)課程的特點(diǎn)，結(jié)合市場對(duì)于數(shù)控人才的需求，強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，加強(qiáng)課程資源建設(shè)，改革考核方式，優(yōu)化課程教師隊(duì)伍組合，提煉出該課程的教學(xué)改革思路。改革旨在使學(xué)生能更好地掌握本門課程的相關(guān)理論知識(shí)與實(shí)踐技能，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的工程應(yīng)用能力。

關(guān)鍵詞 數(shù)控加工技術(shù);師資隊(duì)伍;實(shí)踐教學(xué);智能制造;課內(nèi)實(shí)驗(yàn);仿真軟件

中圖分類號(hào)：G642.0? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2019）20-0094-03

Teaching Reform of NC Machining Technology//HAN Xunmei

Abstract According to the characteristics of the course NC Machining

Technology， combined with the market demand for NC talents， the teaching reform ideas of this course are refined by strengthening the practical teaching links， strengthening the construction of curriculum resources， reforming the assessment methods and optimizing the combination of curriculum teachers. This curriculum reform aims to enable students to better grasp the relevant theoretical knowledge and practical skills of this course， while cultivating students engi-neering application ability.

Key words NC machining technology; teachers; practical teaching; intelligent manufacturing; in-class experiment; simulation software

1 前言

數(shù)控加工技術(shù)是三江學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化（數(shù)控技術(shù)）專業(yè)的一門專業(yè)核心課程[1]，主要解決與數(shù)控加工直接相關(guān)的工藝與編程兩大主要問題，并直接與工程應(yīng)用相結(jié)合，是前期工程制圖、互換性技術(shù)基礎(chǔ)、機(jī)械制造工程學(xué)、機(jī)械制造基礎(chǔ)、材料學(xué)等課程的綜合交融，同時(shí)為后續(xù)的CAD/CAM等課程以及畢業(yè)設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。傳統(tǒng)的教學(xué)模式偏向于理論知識(shí)的灌輸。因此，為了適應(yīng)目前智能制造技術(shù)的發(fā)展需求，提高學(xué)生綜合實(shí)踐的水平與創(chuàng)新設(shè)計(jì)制造的能力，對(duì)這門課程教學(xué)方法和教學(xué)模式的改革與探索顯得尤為重要。

2 課程特點(diǎn)與現(xiàn)狀

課程特點(diǎn)? 數(shù)控加工技術(shù)是一門要求學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)理論和實(shí)踐能力綜合掌握的課程。不僅要求學(xué)生對(duì)于數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用對(duì)象及特點(diǎn)、數(shù)控加工的工藝基礎(chǔ)、數(shù)控編程指令等理論知識(shí)充分理解，還要求學(xué)生通過本課程的學(xué)習(xí)，熟練掌握數(shù)控車床和數(shù)控銑床的手工編程的方法與技巧，具備在數(shù)控機(jī)床上調(diào)試程序的能力和加工零件的能力。因此，這門課程的理論要求和實(shí)踐要求都很高，內(nèi)容面廣量大。各個(gè)學(xué)校因?yàn)榛径ㄎ缓偷赜虿町?，所選擇的數(shù)控機(jī)床的系統(tǒng)各不相同，故一般教材的通用性比較差，難以體現(xiàn)本門課程對(duì)學(xué)生理論知識(shí)和實(shí)踐技能的培養(yǎng)要求。

課程現(xiàn)狀? 本課程傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容設(shè)置重理論、輕實(shí)踐。原先教研組制訂的教學(xué)培養(yǎng)方案設(shè)計(jì)了64個(gè)總學(xué)時(shí)，其中課內(nèi)實(shí)驗(yàn)占16學(xué)時(shí)。根據(jù)大綱的安排，通過課內(nèi)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生需要掌握數(shù)控機(jī)床的基本界面操作、車削刀具和銑削刀具的對(duì)刀操作、程序的輸入和調(diào)試、程序的運(yùn)行和零件的加工，而這么多的教學(xué)安排，學(xué)生通過16學(xué)時(shí)是很難掌握的。而且民辦本科院校的學(xué)生學(xué)習(xí)能力和知識(shí)積累都不及一般本科院校學(xué)生，因此，對(duì)于三江學(xué)院的學(xué)生，應(yīng)該針對(duì)他們的特點(diǎn)來修訂課程大綱，適當(dāng)減少理論教學(xué)，增加實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，加強(qiáng)實(shí)踐能力的培養(yǎng)。

傳統(tǒng)的教學(xué)多數(shù)是以教師講解理論知識(shí)為主，灌輸式的教學(xué)方法配合相應(yīng)指令編程課堂練習(xí)[2]，顯得十分枯燥乏味。理論知識(shí)講完，才全部轉(zhuǎn)移到實(shí)訓(xùn)室進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)，理論講解與實(shí)訓(xùn)在教學(xué)階段安排上完全分離。同時(shí)，理論教學(xué)和實(shí)訓(xùn)教學(xué)又是由不同的教師來完成。這種教學(xué)模式就造成理論講解與實(shí)踐訓(xùn)練出現(xiàn)斷層，學(xué)生很難將理論和實(shí)踐有機(jī)地融合。

同時(shí)，之前的考核方式偏向?qū)碚撝R(shí)的考核，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果的評(píng)價(jià)采取綜合最終期末考試卷面成績（占70%）和平時(shí)成績（占30%）的方法，其中學(xué)生的實(shí)踐成績只占平時(shí)成績的三分之一，也就是占總成績的10%。這樣的評(píng)價(jià)體系造成學(xué)生死讀書、讀死書的學(xué)習(xí)狀態(tài)，影響學(xué)生提高實(shí)踐技能的積極性，同時(shí)影響學(xué)生對(duì)理論知識(shí)掌握的牢固程度和靈活應(yīng)用程度[3]。

3 課程改革探索

教學(xué)培養(yǎng)方案的修訂? 在原有的數(shù)控加工技術(shù)課程64學(xué)時(shí)的基礎(chǔ)上，另外增加一門數(shù)控加工實(shí)踐課，獨(dú)立開課，共32學(xué)時(shí)，穿插在平時(shí)的教學(xué)周中，原本數(shù)控加工技術(shù)的課時(shí)構(gòu)成（48學(xué)時(shí)理論講授+16學(xué)時(shí)課內(nèi)實(shí)驗(yàn)）保持不變。這樣就在平時(shí)的教學(xué)過程中大大增加了學(xué)生動(dòng)手的課時(shí)，真正做到理論與實(shí)踐相結(jié)合。最后在學(xué)期末再安排兩周的數(shù)控綜合加工實(shí)訓(xùn)，將一學(xué)期所學(xué)的內(nèi)容整合起來，讓學(xué)生有一個(gè)綜合能力的鍛煉和提升。最終，本系列課程調(diào)整為三部分，分別是課內(nèi)講授、課內(nèi)實(shí)驗(yàn)和綜合實(shí)踐，在保證理論學(xué)時(shí)不變的前提下，大幅度增加實(shí)踐環(huán)節(jié)的配比。

教學(xué)模式改革? 在教學(xué)過程中，在之前充分采用現(xiàn)代教學(xué)手段，應(yīng)用多媒體課件和加工操作視頻的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步按照具體案例的加工過程所需的知識(shí)點(diǎn)和技能要求來組織教學(xué)內(nèi)容，并深入廣泛地借助數(shù)控仿真軟件進(jìn)行輔助教學(xué)。教學(xué)模式的改革具體從以下幾個(gè)方面進(jìn)行。

1）理論課程穿插實(shí)際演練。將理論知識(shí)的教學(xué)由教室改到加工車間和實(shí)訓(xùn)室，例如：對(duì)于數(shù)控加工刀具的講解，不再是在教室里通過圖片和動(dòng)畫讓學(xué)生進(jìn)行刀具知識(shí)的學(xué)習(xí)，而是來到車間，通過刀具的實(shí)物觀察對(duì)比，進(jìn)行刀具類別、特點(diǎn)以及選用的內(nèi)容學(xué)習(xí);對(duì)于坐標(biāo)系內(nèi)容的講解，不僅僅借助圖片和語言描述去闡述工件坐標(biāo)系和機(jī)床坐標(biāo)系之間的聯(lián)系，更結(jié)合實(shí)際的試切法對(duì)刀，讓學(xué)生直觀理解兩種坐標(biāo)系之間的偏差距離和如何建立兩者坐標(biāo)系之間的關(guān)聯(lián);對(duì)于編程的知識(shí)講解，不單純?cè)诮淌依镞M(jìn)行指令的介紹和例題的講解板書，還在實(shí)訓(xùn)室借助數(shù)控加工仿真軟件，采用理論教學(xué)與仿真練習(xí)相結(jié)合的方式。學(xué)生課內(nèi)編寫的程序直接可以在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行程序調(diào)試，這樣能讓學(xué)生更加直觀方便地發(fā)現(xiàn)自己在編程中出現(xiàn)的問題，便于實(shí)時(shí)調(diào)整程序。

2）課內(nèi)實(shí)驗(yàn)部分，實(shí)行每課一考評(píng)。為了達(dá)到比較好的教學(xué)效果，本課程需要學(xué)生有較多的動(dòng)手實(shí)踐。但實(shí)訓(xùn)中心現(xiàn)有數(shù)控車床和數(shù)控銑床臺(tái)套數(shù)較少，無法滿足每個(gè)學(xué)生都能自己獨(dú)立操作、調(diào)試、加工。因此，課內(nèi)實(shí)驗(yàn)采取借助仿真軟件的方法，針對(duì)目前市場上的主流數(shù)控系統(tǒng)西門子和發(fā)那科，讓學(xué)生在機(jī)房利用仿真軟件對(duì)加工案例進(jìn)行程序編寫、調(diào)試、模擬對(duì)刀和模擬加工。這樣不僅能調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，還能為后續(xù)的機(jī)床實(shí)際操作打下良好的基礎(chǔ)。仿真實(shí)踐部分依據(jù)學(xué)生課堂上程序編寫的正確性、程序調(diào)試的情況、對(duì)刀的準(zhǔn)確性與熟練度、零件模擬加工的結(jié)果等情況打分，并由此綜合得出學(xué)生的課內(nèi)實(shí)驗(yàn)成績。

3）綜合實(shí)踐部分，因材施教。教學(xué)內(nèi)容設(shè)置基本技能模塊和拓展技能模塊兩個(gè)方面：基本技能模塊要求每一個(gè)學(xué)生不折不扣地達(dá)到教學(xué)要求，即完成規(guī)定的車削綜合件、車削配合件和銑削綜合件的實(shí)際機(jī)床加工，加工質(zhì)量符合圖紙粗糙度要求和尺寸公差要求;拓展技能模塊需完成的內(nèi)容不做強(qiáng)制要求，旨在滿足不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，引導(dǎo)學(xué)生自行設(shè)計(jì)車削和銑削的復(fù)雜零件，完成加工工藝設(shè)計(jì)、程序編寫和實(shí)物加工。對(duì)于完成較好的學(xué)生，可以給予平時(shí)成績的適當(dāng)附加分，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

師資隊(duì)伍建設(shè)? 教師是課程改革的實(shí)施者，教育部提出的新工科的概念，要求教師樹立工程教育的新理念，積極探索工程教育人才培養(yǎng)的新模式，打造工程教育的新質(zhì)量。為了實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)，教研組需要不同系列和層次的人才，優(yōu)勢互補(bǔ)，分工協(xié)作[4]。

同時(shí)，本課程理論性與實(shí)踐性要求并存，這就要求任課教師不僅要具備扎實(shí)的理論知識(shí)，還要具備較強(qiáng)的實(shí)踐技能。針對(duì)這一要求，主要采取兩大措施：

1）理論教師與實(shí)踐教師在平時(shí)的教學(xué)過程中互相切磋學(xué)習(xí)，共同指導(dǎo)課內(nèi)實(shí)驗(yàn)與綜合實(shí)踐，理論教師偏重于知識(shí)點(diǎn)的講解，實(shí)踐教師偏重于具體操作過程的指導(dǎo)，互相學(xué)習(xí)，共同進(jìn)步;

2）有計(jì)劃地安排理論教師與實(shí)踐教師在教學(xué)工作之余，定期參加相關(guān)對(duì)口機(jī)構(gòu)組織的實(shí)踐技能培訓(xùn)，提升實(shí)踐能力，或安排到相關(guān)產(chǎn)學(xué)研合作企業(yè)、教學(xué)實(shí)踐基地等進(jìn)行階段性學(xué)習(xí)，在企業(yè)的真實(shí)環(huán)境中進(jìn)行工程訓(xùn)練，全方位提高綜合實(shí)踐技能。

同時(shí)，為了適應(yīng)高水平高技能人才的培養(yǎng)，學(xué)院也一直致力于“雙師型”教師隊(duì)伍的建設(shè)。目前，課題組成員共計(jì)八名，其中副教授兩名，高級(jí)實(shí)驗(yàn)師一名，講師兩名，實(shí)驗(yàn)師三名，基本滿足本課程教學(xué)的需求。

考核方式優(yōu)化? 課程考核是檢驗(yàn)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的主要措施。傳統(tǒng)考核方式的最終成績主要取決于期末考試成績，這種評(píng)價(jià)方式不能綜合體現(xiàn)出學(xué)生對(duì)于本門課程的掌握情況以及相應(yīng)的實(shí)踐能力。本課程是理論與實(shí)踐并重的課程，在對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，需要從理論知識(shí)的掌握情況和實(shí)踐能力的培養(yǎng)情況兩方面進(jìn)行綜合考查。針對(duì)理論學(xué)習(xí)的考查，采用平時(shí)課堂提問、“愛課程”線上章節(jié)測試和最終的期末考試相結(jié)合的方式，占總成績的50%。而對(duì)于實(shí)踐能力的考查，可以布置給學(xué)生兩個(gè)綜合的圖形，車削、銑削各一個(gè)，要求學(xué)生分析零件特點(diǎn)、擬定加工步驟、確定每一加工步驟的切削三要素、選擇刀具、編寫加工程序、模擬仿真、進(jìn)行實(shí)際機(jī)床加工，最后提交綜合報(bào)告;再結(jié)合之前課內(nèi)實(shí)驗(yàn)每課一測的情況，綜合得出學(xué)生的實(shí)踐能力成績，占總成績的50%。這種考核方式的改革將會(huì)以考促學(xué)，極大提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性與主動(dòng)性。

4 結(jié)語

“中國制造2025”提出傳統(tǒng)制造業(yè)向智能制造轉(zhuǎn)變的要求，而本課程的改革正是高校在智能制造領(lǐng)域進(jìn)行人才培養(yǎng)的具體專業(yè)教學(xué)方法上的改革。如今，專業(yè)課程教學(xué)的目的不再是簡單地培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，而是要全面培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)，提高學(xué)生的工程能力[5]。本課程的教學(xué)改革，通過虛擬仿真軟件與實(shí)際機(jī)床操作結(jié)合、理論教學(xué)與實(shí)踐訓(xùn)練學(xué)時(shí)配比調(diào)整、考核評(píng)價(jià)方式優(yōu)化等，充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，提高學(xué)生對(duì)數(shù)控加工技術(shù)的掌握和運(yùn)用能力，增強(qiáng)學(xué)生的就業(yè)競爭力。

參考文獻(xiàn)

[1]陳艷，胡麗娜，戚洪峰.“數(shù)控加工技術(shù)”課程教學(xué)改革的實(shí)踐與探索[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造工程，2018（5）：123-126.

[2]王秋紅，張濤.《數(shù)控編程與加工》課程教學(xué)改革與實(shí)踐探討[J].蘭州文理學(xué)院學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2016（2）：107-110.

[3]牛吉梅.應(yīng)用型本科數(shù)控技術(shù)專業(yè)課程體系及教學(xué)內(nèi)容改革探索[J].裝備制造技術(shù)，2016（4）：250-253.

[4]陶波，范成杰，徐巍.以數(shù)控技術(shù)為主線的實(shí)踐課程改革探索[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2014（4）：224-227.

[5]高斌.數(shù)控加工（技師）專業(yè)課程體系和教學(xué)模式改革探索[J].中國制造業(yè)信息化：學(xué)術(shù)版，2010，39（12）：72-75，78.