數(shù)控技術(shù)課程教學(xué)方法改革與探索

◇黃山學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院 董 旗 汪洪峰 劉勝榮

隨著我國(guó)大力發(fā)展智能制造裝備技術(shù)，高檔數(shù)控機(jī)床得到了迅猛發(fā)展。國(guó)家對(duì)數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域高端人才的需求越來(lái)越迫切，數(shù)控技術(shù)課程在機(jī)械類專業(yè)課程中的重要性也日益突出。本文結(jié)合數(shù)控技術(shù)課程教學(xué)過(guò)程中，在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式、考核模式等方面存在不足，對(duì)課程教學(xué)改革與探索進(jìn)行了深入探討，旨在提升數(shù)控技術(shù)課程教學(xué)效果和質(zhì)量，為培養(yǎng)數(shù)控技術(shù)高端人才夯實(shí)基礎(chǔ)。

數(shù)控技術(shù)與國(guó)計(jì)民生行業(yè)息息相關(guān)，已成為一個(gè)國(guó)家生產(chǎn)制造業(yè)的基石，其發(fā)展體現(xiàn)了一個(gè)國(guó)家的綜合國(guó)力[1,2]。我國(guó)綜合國(guó)力位居世界前列，為實(shí)現(xiàn)制造業(yè)大國(guó)向制造業(yè)強(qiáng)國(guó)轉(zhuǎn)變，智能制造裝備技術(shù)得到了迅猛的發(fā)展。

我國(guó)加快推進(jìn)制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)改造升級(jí)提速[3]。企業(yè)對(duì)簡(jiǎn)易編程和操作人員的需求逐漸減少，而高檔數(shù)控機(jī)床加工與編程、設(shè)備維護(hù)、系統(tǒng)集成等方面高端人才出現(xiàn)短缺[4]。數(shù)控技術(shù)相關(guān)行業(yè)領(lǐng)域就業(yè)前景廣闊，數(shù)控技術(shù)課程不但引領(lǐng)機(jī)械類專業(yè)學(xué)生理論與實(shí)踐結(jié)合較強(qiáng)的必修課程，也在專業(yè)課程教學(xué)體系中與其他課程聯(lián)系較為廣泛，如圖1所示。通過(guò)數(shù)控技術(shù)課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生熟練掌握數(shù)控技術(shù)課程內(nèi)容，同時(shí)夯實(shí)相關(guān)專業(yè)課程知識(shí)。

圖1 數(shù)控技術(shù)與相關(guān)課程聯(lián)系

1 課程教學(xué)方法存在的不足

（1）教學(xué)內(nèi)容單一乏味。課程講授缺乏多樣性和趣味性。數(shù)控技術(shù)包括數(shù)控加工程序編制、CNC裝置及軌跡控制原理、數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng)與機(jī)械結(jié)構(gòu)、數(shù)控機(jī)床的故障診斷等章節(jié)。但受到課時(shí)數(shù)和教學(xué)設(shè)施的限制，教師會(huì)選擇性的講授數(shù)控加工程序編制的章節(jié)，課程內(nèi)容枯燥乏味。由于學(xué)生在接觸數(shù)控程序編制知識(shí)時(shí)，對(duì)課程整體沒(méi)有直觀的認(rèn)識(shí)，內(nèi)心有畏難情緒，存在死記硬背知識(shí)點(diǎn)的現(xiàn)象，學(xué)習(xí)積極性不高。

（2）課程脫離生產(chǎn)實(shí)際。教師實(shí)際操作技能薄弱，課程知識(shí)脫離工程生產(chǎn)實(shí)際。有些教師基本沒(méi)有企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)企業(yè)生產(chǎn)一線現(xiàn)狀沒(méi)有足夠的認(rèn)識(shí)和了解。甚至部分教師不能熟練掌握機(jī)床的基本操作，課堂上時(shí)常會(huì)出現(xiàn)紙上談兵的情況。教師在課程講授過(guò)程中，會(huì)采用以典型例題進(jìn)行講解，隨后學(xué)生練習(xí)與典型例題類似題目的形式，但當(dāng)練習(xí)編制工程實(shí)際產(chǎn)品程序時(shí)，學(xué)生卻無(wú)從下手。學(xué)生所具備的專業(yè)理論知識(shí)和實(shí)踐操作能力，無(wú)法滿足工程實(shí)際生產(chǎn)對(duì)人才培養(yǎng)的需求。

（3）課程內(nèi)容陳舊。理論知識(shí)陳舊，不能滿足現(xiàn)代社會(huì)對(duì)人才的技能要求。課程仍以手工編程作為編程的主要內(nèi)容來(lái)講授，很少涉及自動(dòng)編程相關(guān)知識(shí)點(diǎn)；同時(shí)受到教材內(nèi)容的限制，課程重點(diǎn)講解數(shù)控機(jī)床、數(shù)控銑床等內(nèi)容，而關(guān)于加工中心的講授缺很少，但加工中心應(yīng)用越來(lái)越廣泛。教師教和學(xué)生的學(xué)，與社會(huì)發(fā)展、工程實(shí)際應(yīng)用有不同程度的滯后性。由于學(xué)生編制的程序質(zhì)量參差不齊、數(shù)控車床數(shù)量不足等條件限制，且考慮到學(xué)生人身安全，學(xué)生在校期間很少有機(jī)會(huì)進(jìn)行數(shù)控機(jī)床操作。學(xué)生課程知識(shí)操作技能掌握不扎實(shí)，在畢業(yè)找工作時(shí)，常常出現(xiàn)眼高手低的情況。

（4）考核評(píng)價(jià)體系不完善。課程考核缺乏完善的機(jī)制，難以調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。數(shù)控技術(shù)課程以考察為主，導(dǎo)致了部分學(xué)生對(duì)待本課程的重視度不夠，課堂紀(jì)律不理想。同時(shí)，以期末大作業(yè)等作為期末主要考核形式，甚至?xí)霈F(xiàn)學(xué)生之間作業(yè)內(nèi)容雷同的情況，無(wú)法對(duì)學(xué)習(xí)效果做出公正的評(píng)判，課程考核缺乏合理的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。致使學(xué)生日常的學(xué)習(xí)積極性不高、參與度不強(qiáng)，部分學(xué)生希望期末突擊復(fù)習(xí)來(lái)取得高分?jǐn)?shù)，極大的損害了課程教學(xué)質(zhì)量。

2 課程教學(xué)方法改革與探索

（1）教學(xué)內(nèi)容的多元化。在課程教學(xué)內(nèi)容的多元化方面進(jìn)行創(chuàng)新。在講授數(shù)控程序編制的基礎(chǔ)上，要對(duì)機(jī)床本體、數(shù)控裝置等章節(jié)進(jìn)行更加深入的講授。不但能夠擴(kuò)展學(xué)生的知識(shí)面，而且有利于學(xué)生對(duì)數(shù)控技術(shù)課程知識(shí)體系形成一個(gè)立體架構(gòu)，而不是孤立的學(xué)習(xí)數(shù)控程序編程知識(shí)，同時(shí)，注重培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生的程序識(shí)讀能力。針對(duì)某個(gè)知識(shí)點(diǎn)，可采用抽查的形式，讓學(xué)生進(jìn)行十分鐘左右的課程知識(shí)講解，既能培養(yǎng)學(xué)生課前預(yù)習(xí)的習(xí)慣，又能提高學(xué)生心理素質(zhì)和增強(qiáng)臨場(chǎng)表達(dá)能力。加大數(shù)控技術(shù)課程與其他課程之間的聯(lián)系，將有關(guān)專業(yè)課程內(nèi)容作為擴(kuò)展知識(shí)進(jìn)行講解，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和熱情，也能復(fù)習(xí)相關(guān)專業(yè)知識(shí)。

采用數(shù)控機(jī)車仿真軟件（平臺(tái)），讓學(xué)生練習(xí)數(shù)控編程技能和數(shù)控加工操作，可提高學(xué)生動(dòng)手能力、鞏固課程知識(shí)，為后續(xù)數(shù)控實(shí)訓(xùn)及工作打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。將數(shù)控技術(shù)課程中間涉及到企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)觀察、最能解決學(xué)生困惑的部分內(nèi)容，直接到企業(yè)進(jìn)行邊觀察邊講解學(xué)習(xí)，充分提高學(xué)生的認(rèn)識(shí)能力和應(yīng)用能力，保證應(yīng)用型人才的培養(yǎng)符合企業(yè)需求。

（2）緊密結(jié)合工程實(shí)踐。加大課程教學(xué)內(nèi)容與工程實(shí)踐的結(jié)合緊密度。采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、邀請(qǐng)企業(yè)一線技術(shù)人員作為外聘教師進(jìn)行分段授課等措施。使學(xué)生對(duì)課程和數(shù)控加工生產(chǎn)流程有完整的認(rèn)識(shí)，擺脫畏難情緒。而在例題分析、練習(xí)和布置課下作業(yè)時(shí)，應(yīng)與企業(yè)生產(chǎn)一線產(chǎn)品的生產(chǎn)加工相關(guān)。

同時(shí)，授課教師應(yīng)轉(zhuǎn)變教學(xué)思維和模式，以企業(yè)需求為目標(biāo)。定期要深入企業(yè)生產(chǎn)一線，進(jìn)行市場(chǎng)調(diào)研，虛心聽(tīng)取生產(chǎn)一線的技術(shù)人員和能工巧匠對(duì)提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的意見(jiàn)和建議。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和教育教學(xué)理念的不斷更新，符合現(xiàn)代機(jī)械類專業(yè)應(yīng)用型本科教學(xué)理念的教材卻幾乎沒(méi)有。通過(guò)不斷的收集企業(yè)、行業(yè)需求信息，將數(shù)控技術(shù)課程依據(jù)企業(yè)需求編寫相應(yīng)的教材，指導(dǎo)學(xué)生邊學(xué)邊做，提升創(chuàng)新能力，并打造建設(shè)成校級(jí)和省級(jí)精品課程。

授課教師應(yīng)積極與數(shù)控技術(shù)課程相關(guān)企業(yè)開(kāi)展產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的教學(xué)活動(dòng)，參與企業(yè)新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)工作。一方面教師獲得社會(huì)新科技知識(shí)，提升教學(xué)專業(yè)技能，另一方面提高學(xué)生專業(yè)綜合工程實(shí)踐能力。讓教師職業(yè)能力成功轉(zhuǎn)化為學(xué)生的專業(yè)技能。

（3）內(nèi)容緊跟社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。課程內(nèi)容要隨社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展而適時(shí)轉(zhuǎn)變。如講解自動(dòng)編程知識(shí)時(shí)，不能僅通過(guò)文字、圖片或播放視頻介紹自動(dòng)編程，更要嚴(yán)格要求學(xué)生親自進(jìn)行自動(dòng)編程操作，熟練掌握自動(dòng)編程的基本步驟，并對(duì)比總結(jié)自動(dòng)編程和手動(dòng)編程的優(yōu)缺點(diǎn)，使學(xué)生對(duì)自動(dòng)編程有更加直觀的認(rèn)識(shí)，從而真正掌握自動(dòng)編程。在著重提高學(xué)生的數(shù)控程序編制技術(shù)的同時(shí)，也要培養(yǎng)學(xué)生在機(jī)床本體設(shè)計(jì)、數(shù)控系統(tǒng)開(kāi)發(fā)等方面的能力，促使學(xué)生的各項(xiàng)技能得到均衡發(fā)展。

以學(xué)生就業(yè)、擇業(yè)等感興趣的話題，結(jié)合數(shù)控技術(shù)智能裝備制造業(yè)對(duì)國(guó)家航空、航天、國(guó)防、醫(yī)療等領(lǐng)域的重要意義，來(lái)講授數(shù)控加工機(jī)床的前沿技術(shù)。以五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床加工飛機(jī)葉輪為例，介紹數(shù)控加工過(guò)程，講解數(shù)控機(jī)床構(gòu)造及基本原理。同時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生規(guī)劃職業(yè)發(fā)展時(shí)，要緊密結(jié)合國(guó)家經(jīng)濟(jì)、科技的發(fā)展趨勢(shì)和社會(huì)轉(zhuǎn)型。

（4）考核方式階段性和合理性。增加期中測(cè)試考核，并將成績(jī)納入總成績(jī)，使考核更有階段性。布置習(xí)題作業(yè)時(shí)，教師準(zhǔn)備大量題目供學(xué)生選擇練習(xí)，做到每位學(xué)生的題目各異，以避免抄襲。在后續(xù)的教學(xué)過(guò)程中，適當(dāng)調(diào)整數(shù)控技術(shù)課程教學(xué)大綱，將數(shù)控技術(shù)作為考試科目，以提高學(xué)生對(duì)課程的重視程度。為活躍課堂氣氛，除了教師風(fēng)趣幽默的語(yǔ)言，詳實(shí)的課件，還應(yīng)增大課堂表現(xiàn)在平時(shí)成績(jī)中的權(quán)值。增加數(shù)控機(jī)床操作考核項(xiàng)，檢驗(yàn)學(xué)生的數(shù)控程序編制和機(jī)床實(shí)際操作能力。

3 結(jié)語(yǔ)

數(shù)控技術(shù)隨著經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展而不斷進(jìn)步，我國(guó)高檔數(shù)控機(jī)床的研制和生產(chǎn)發(fā)展迅猛，亟需數(shù)控技術(shù)高端人才。文章對(duì)數(shù)控技術(shù)課程教學(xué)中出現(xiàn)的若干問(wèn)題，以及解決思路和方案進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。教師自身首先要對(duì)課程相關(guān)知識(shí)有深刻的認(rèn)識(shí)，更要圍繞教學(xué)目標(biāo)，精心選擇教學(xué)內(nèi)容，采用一定的教學(xué)方法，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、改善教學(xué)質(zhì)量、提高教學(xué)效果，為培養(yǎng)高端數(shù)控技術(shù)人才夯實(shí)基礎(chǔ)。