數(shù)控技術教學改革與應用型數(shù)控人才培養(yǎng)探討

王建平

[摘? ? ? ? ? ?要]? 通過對數(shù)控技術專業(yè)相關課程的教學進行改革，對教學模式和教學方法進行創(chuàng)新，使學生的自主學習能力得以加強，學習興趣得以激發(fā)，從而達到培養(yǎng)應用型數(shù)控人才的目的。

[關? ? 鍵? ?詞]? 教學改革;數(shù)控技術;應用型數(shù)控人才

[中圖分類號]? G715? ? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻標志碼]? A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? [文章編號]? 2096-0603（2021）17-0194-02

20世紀中期，為了促進機械制造業(yè)的發(fā)展，數(shù)控技術應運而生，其成為集成化、柔性化以及現(xiàn)代化制造業(yè)發(fā)展的重要基礎。我國制造業(yè)的不斷發(fā)展，使得數(shù)控機床的普及率越來越高，因此對應用型數(shù)控技術人才的需求也隨之增加。各高校應發(fā)揮自身的作用，不但要將理論基礎的相關知識傳授給學生，更應該提高其實踐操作能力。在此過程中，各高校應該對原有的教學方式進行改革，對教學資源和課程內(nèi)容加以改革，結(jié)合多種教學手段和教學方法，為應用型數(shù)控技術人才的培養(yǎng)奠定基礎。

一、改革教學手段

數(shù)控技術相關專業(yè)課程具有較強的實踐性和理論性，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和實踐能力是這些課程的主要目的，通過這些課程的學習，可以使學生的數(shù)控加工能力和數(shù)控編程能力得以提高。因此為了達到以上目的，應該對教學手段進行改革，提高教學的可行性。

（一）多媒體授課

在授課過程中引入多媒體，可以使學生的學習興趣得到最大限度的激發(fā)，同時還可以促進實踐教學與理論教學之間的銜接。在對機床部件運動、機床相關結(jié)構以及加工原理等內(nèi)容進行講解的過程中，通過多媒體的視頻和動畫演示功能，可以更加清晰地模擬教學內(nèi)容。教師可以為學生播放各種復雜零件數(shù)控加工的過程視頻，使學生更好地理解各種數(shù)控加工手段，提高其注意力，最終達到提高學生自主學習能力的目的。

（二）對數(shù)控加工仿真軟件進行引入

通過微機平臺上數(shù)控加工仿真系統(tǒng)軟件的演示，不但可以節(jié)約設備購置成本，還可以解決機床設備不足的問題，數(shù)控加工仿真系統(tǒng)軟件的優(yōu)點有如下幾點：

1.在教授過程中，系統(tǒng)可以對真實數(shù)控機床的控制面板進行模擬，為學生創(chuàng)造機床操作的真實環(huán)境，提高其動手能力。

2.使用虛擬機床模擬真實的機床對學生進行培訓，在保證培訓效果的前提下，達到節(jié)約成本的目的。

3.學生可以學習教師的操作過程，而教師也可以指導學生的操作，達到互相交流學習的目的。

4.虛擬機床比較安全，沒有工作臺超程、工件和刀具碰撞等危險，可以有效規(guī)避操作事故。

但是，虛擬機床操作并不能完全代替實際加工過程，因此教師應該為學生講明兩者之間的差別，提高實際操作的準確性。

（三）對數(shù)控實訓環(huán)節(jié)進行改進

數(shù)控加工編程課程具有較強的實踐性，在培養(yǎng)學生動手能力、促進其理論學習的過程中，實訓和實驗是必不可少的環(huán)節(jié)，通過實訓和實驗，可以使理論知識更加生動、具體和直接，從而達到加深學生記憶的目的。

在對數(shù)控加工實訓實施教學的過程中，除了需要為學生布置必要的數(shù)控加工作業(yè)，教師還應該鼓勵學生進行創(chuàng)新設計，讓其自主設計感興趣的零件并編制出相應的數(shù)控加工程序，最后完成零件的加工。

通過實訓和實驗，可以使學生的創(chuàng)新能力及動手能力得以提高，使學生對新設備的適應能力進一步提高，為機械加工企業(yè)的發(fā)展提供優(yōu)質(zhì)人才，最終達到促進我國制造業(yè)發(fā)展的目的。

（四）以能力培養(yǎng)為主線對課程教學內(nèi)容進行整合

學校對課程的定位在一定程度上影響該課程的教學活動，因此，在對數(shù)控技術專業(yè)相關課程進行定位時，應該以培養(yǎng)能力為主線對課程教學內(nèi)容加以整合。教師在授課過程中，應該了解數(shù)控專業(yè)在行業(yè)中的作用和地位，對教學目標和授課內(nèi)容進行規(guī)劃。在應用型人才培養(yǎng)的過程中，應該以社會需要為目的，以應用能力培養(yǎng)為主，以素質(zhì)培養(yǎng)為核心，對人才培養(yǎng)的素質(zhì)結(jié)構、能力結(jié)構以及知識結(jié)構進行設計，從而達到培養(yǎng)具有較強技術應用能力、適用面廣和綜合素質(zhì)強的應用型人才。

當前數(shù)控專業(yè)的相關專業(yè)課程教材幾乎都是由緒論、機械結(jié)構、伺服系統(tǒng)、檢測裝置、數(shù)控系統(tǒng)、插補原理以及數(shù)控編程等內(nèi)容組成，各章節(jié)之間銜接性較差，學生不能系統(tǒng)、完整、全面地掌握和了解數(shù)控技術。部分課程知識點沒有及時更新，內(nèi)容過于陳舊，不符合當前數(shù)控學習的需求。因此，在教學改革過程中，教師應該以培養(yǎng)目標為基礎，對課本內(nèi)容進行選擇性地取舍和補充，與此同時，教師還應該將與數(shù)控技術相關的新方法、新工藝以及新知識融入教學中。除此之外，教師應該對課程內(nèi)容進行整合，打破原有的以理論為主線的教學體系，以學校的實訓和實驗條件為基礎，以數(shù)控機床應用為主線建立體系，使原理服務于技術，提高學生對數(shù)控機床原理和數(shù)控機床操作的理解能力。

（五）對教學模式進行創(chuàng)新

數(shù)控技術具有知識更新快、應用能力強以及知識密集等特點，因此在數(shù)控專業(yè)相關課程的學習過程中，學生應該在掌握基礎知識的前提下，加強自身的動手能力。大部分學生雖然具有思維敏捷、新事物接受能力強、信息面廣等優(yōu)點，但是其學習持續(xù)性較低，在此過程中教師應該注重學生學習興趣的培養(yǎng)，使學生的學習熱情得以提高。

1.以啟發(fā)式教學為基礎，對學生獨立思考能力進行培養(yǎng)。教師應以教學任務和目標為基礎，對教和學的關系進行妥善處理，利用多種教學手段，對學生的獨立思考能力進行引導，使學生的學習積極性和主動性得到充分調(diào)動，做到融會貫通。

2.促進理論實踐一體化的教學發(fā)展。在傳統(tǒng)教學模式中，存在生產(chǎn)實踐與理論知識分離、教學效能低以及實訓課與理論課教材脫節(jié)等缺點，因此教師應該對一體化的教學模式進行探索。雖然在進行教學改革時，會將多媒體教學融入理論課教學過程中，但是在理論課中教師通常只會照本宣科，不會考慮知識與實踐之間的關系，而在實踐課程的指導過程中，實習指導老師往往只是按照自己的經(jīng)驗對學生進行實操指導，主要傳授實操技能而忽視和專業(yè)理論知識的結(jié)合，從而造成理論與實踐脫節(jié)的現(xiàn)象。為了實現(xiàn)理論與實踐一體化教學的目的，學校應該選擇理論和實操能力俱佳的“雙師”教師，對理論和操作統(tǒng)一指導，教師可以將實驗室作為教室，采取邊探索、邊做、邊學、邊教的方式完成教學任務，通過理論與實踐的交叉教學，使抽象的知識和直觀的操作相互交錯，做到實踐中有理論、理論中有實踐，使學生的專業(yè)技能得到進一步的提高，從而達到培養(yǎng)理論與實踐兼?zhèn)涞膶I(yè)技術人才的目的。

（六）對實踐教學體系進行改革，完善實踐技能訓練平臺

在對實踐教學體系進行改革的過程中，應該以我國制造業(yè)發(fā)展需求為前提，對實踐教學內(nèi)容進行更新、充實和調(diào)整。從現(xiàn)有的教學設備和學生的知識水平出發(fā)，以學生為本、以崗位要求為導向、以實踐技能為核心，構建逐級遞進、層次清晰、內(nèi)容優(yōu)化的實踐教學體系，該體系主要分為如下幾個層次：

1.基礎層。該層次的主要目的是對學生的基本操作技能進行培養(yǎng)，主要形式為課程實驗。對傳統(tǒng)的驗證性、演示性實驗進行改革，使實驗的探索性進一步提高，改革傳統(tǒng)演示性、驗證性實驗，使之轉(zhuǎn)變?yōu)樘剿餍詫嶒?，使學生的職業(yè)習慣更加嚴謹和規(guī)范，從而達到提高專業(yè)技能水平的目的。

2.提高層。該層次的前提是學生具有一定的技能和知識，主要以設計性和綜合性實驗為依據(jù)，綜合訓練學生的實驗技能，該層次學生可以自主選擇命題、設計方案、規(guī)劃步驟，使學生的自主學習能力得到最大限度的發(fā)揮，進而達到培養(yǎng)學生創(chuàng)新實踐能力、綜合集成能力以及系統(tǒng)設計能力的目的。

3.應用層。以各類學科競賽以及科技創(chuàng)新活動為主要手段，選擇各類技術型課題，組織學生合作或獨立完成這些課題，使學生的實踐能力得以提高。

二、改革教學方法

在數(shù)控技術專業(yè)相關課程的教學過程中，為了提高教學水平，應對教學方法進行改革，通過應用項目教學法、案例教學法以及問題導向教學法，達到提高教學質(zhì)量的目的。

（一）問題導向教學法

每個學生都具有強烈的求知欲，教師應該使用問題導向教學法，提高學生的學習興趣。比如在對圓弧插補指令進行講解之前，教師可以先將零件圖（包含圓弧面和圓柱面）展示給學生，并讓他們獨立進行編程設計，由于學生已經(jīng)有直線編程基礎，因此可以輕松地編制出圓柱面，而在對圓弧面程序進行編程的過程中，由于知識的限制會出現(xiàn)困難，這個時候教師可以加以引導，使學生的創(chuàng)造思維和學習興趣得到激發(fā)，從而提高學生獨立分析問題和解決問題的能力。

（二）案例教學法

在教學過程中，教師可以案例為基礎，有效結(jié)合實踐和理論，培養(yǎng)學生獨立制訂計劃的能力。例如，在數(shù)控車床編程的過程中，其主要目標是讓學生能夠獨立分析典型回轉(zhuǎn)體零件的工藝過程，掌握數(shù)控車削加工程序編制，并能正確應用數(shù)控車床加工零件。在案例選擇過程中，通常應選擇典型零件（螺紋、槽球面、端面、圓錐面以及圓柱面等）。在案例教學法的應用過程中，可以提高學生對理論的深層理解能力，不但可以改變課堂氛圍、學生學習態(tài)度和教師教學理念，還可以改變學生學習方式、教師教學方式以及教材的編寫方式。

（三）項目教學法

以項目為依據(jù)，對教學章節(jié)進行項目劃分，通常將每個項目劃分為一章，完成項目的每個步驟劃分為一節(jié)，為了使教學質(zhì)量進一步提高，教師可以采用項目教學法，提高教學的趣味性，該方法實施步驟如下：

步驟一：明確任務。教師應該先給學生展示零件圖紙，確定加工任務，同時對零件圖進行分析，引發(fā)學生思考，使其了解該零件的大體結(jié)構。與此同時，教師應該設置合適的教學情境，將項目引入教學過程中。

步驟二：制訂計劃。以具體項目為依據(jù)，通過對加工圖紙和加工內(nèi)容進行分析，確定加工工序和加工質(zhì)量，并對夾具和刀具進行選擇，最后制訂出不同的加工方案。

步驟三：做出決策。學生應在老師的指導下，對加工可行性進行分析，與此同時，通過團隊協(xié)作的方式，對表面精度控制和工藝選擇等內(nèi)容進行分析，做出最終加工方案的決策。

步驟四：實施計劃。以決定和計劃為依據(jù)，對工作任務實施步驟（加工程序單）進行編寫，與此同時，教師應該對編程細節(jié)進行指導，防止出現(xiàn)錯誤。

步驟五：檢查控制。先使用仿真軟件對所編寫程序的正確性進行檢測，提高程序編寫的質(zhì)量，在確認編寫程序正確無誤后再在機床上進行實際加工。

在數(shù)控技術專業(yè)各專業(yè)課程的教學過程中，合理使用項目教學法，不但可以使學生更好地理解書本中的理論知識，還可以使學生的解決問題能力、應變能力、分析能力、動手能力以及實踐能力得以提高，達到培養(yǎng)應用型人才的目的。

三、結(jié)語

數(shù)控技術專業(yè)各專業(yè)課程教學改革并非一朝一夕就可完成的，因此各高校應不斷創(chuàng)新，對教學活動和教學內(nèi)容進行研究，借鑒成功的教學經(jīng)驗，不斷提高自身的教學水平，從而達到培養(yǎng)應用型數(shù)控人才的目的。

參考文獻：

[1]孫業(yè)榮.應用型本科人才培養(yǎng)模式下的數(shù)控技術課程教改與探索[J].裝備制造技術，2007（1）：164-166.

[2]苗曉鵬，翟雁.基于應用型人才培養(yǎng)的數(shù)控技術課程教學改革[J].安陽工學院學報，2012（2）：103-107.

編輯 司 楠