《数控系统的连接与调试》课程教学改革与实践

刘美娟，张永康

（苏州市职业大学，江苏苏州 215011）

《数控系统的连接与调试》课程教学改革与实践

刘美娟，张永康

（苏州市职业大学，江苏苏州 215011）

随着现代制造业的发展，高职教育发生了深刻的改变，课程体系、教材、教学内容、方法和手段等方面的改变迫在眉睫，文章就以《数控系统的连接与调试》课程为例，从多个方面提出了改革的思路和方法。

数控系统；改革；教学内容；方法手段

为了适应现代制造业的要求，笔者所在学校数控技术专业进行了课程体系改革，其中，《数控原理与系统》课程优化为《数控系统的连接与调试》课程。该课程是数控技术专业的一门核心课程，是涉及多学科领域的综合性课程。该课程理论性与实践性都非常强，通过理论知识的学习，使学生全面系统地掌握机床数控系统的各组成部分的功能、控制原理。通过实践操作，使学生掌握机床数控系统的安装与调试技能，为今后从事数控设备应用与维护等工作打下坚实的专业基础。其前期课程有电工学、数控机床电器控制与PLC等，后续课程有数控机床故障诊断与维修。

一、课程大纲的改革

我校有数控技术专业开始，就开设了《数控系统的连接与调试》（原来为《数控原理与系统》）课程，在这十几年中，数控技术专业的人才培养方向主要是高技能操作性人才和数控编程技术人才，但随着数控技术的普及及数控设备的大量使用，数控维修维护人员的短缺成了制造业发展的一个瓶颈，制造企业的维修人员远远低于未来数控维修人才需要。根据这一发展趋势，我校对数控专业的课程体系作了适时修改，增加了数控机床维修维护模块，同时要求《数控系统的连接与调试》课程的授课内容要为后续课程《数控机床维修与诊断》课程服务，为了能和后续维修课程很好地对接，要求该课程增加实际应用知识，加强学生的动手能力。为此，我校数控技术专业在优化课程体系和教学大纲时，专门请了企业高级工程师和有经验的专业教师共同商讨，在原有教学大纲中删除了陈旧、理论性太强的模块，加大了实践的力度，开设了综合实训模块，以期培养更加适合企业要求的维修技术人才。

二、教材的改革

随着数控技术的发展，数控系统更新很快，但数控方面的教材内容大都是一些通用的数控技术和原理，相对比较落后，不能反映数控技术的最新发展，所以，教材的改革至关重要。围绕高职高专的课程建设规划，教材的改革分理论和实训两个方面。理论教材要选择适合高职教育，并相对固定且为最近3年的教材。此外，还要搜索大量新鲜内容和实际案例作为教材补充。实训教材自行编制，根据学校现有的实验实训设备，制定实验实训大纲，自编《数控系统的连接与调试实训指导书》、《数控系统的连接与调试实验指导书》。通过上两届学生的实践，我们编写的实验实训指导书能满足实践教学要求，使用效果良好，并根据实际教学效果不断更新。

三、教学内容的改革

1.突出实用性的理论内容

《数控系统的连接与调试》课程改革的目标要求理论内容突出实用性、先进性和前沿性。根据学校现有的实验实训设备，优化重组教学内容，有选择、有重点地进行教学。理论教学以“必须”和“够用”为主导，增强理论内容的针对性，及时补充，动态调整。

（1）必需掌握的内容。理论教学内容突出在重视专业性较强的应用理论、加强与职业能力密切相关的使用理论基础上，对这一部分内容要详细精解、重点强调，使学生易于消化。例如，学生在工厂做机床的维修工作，就必须掌握数控系统、进给驱动、主轴驱动系统的组成及控制原理，这部分的重点知识已经在编写新的教学大纲中体现出来了。

（2）了解性的内容。这部分内容主要是理论性较强，实际工作中应用很少，或者只是应用到它的结论。例如插补方法，现代数控机床都是生产厂家固化数控系统里面通过软件来实现的，对于职业学校的学生来讲，只要了解插补的概念就行了，没必要进行繁琐的理论推导、证明方面的内容。

2.加强实践教学环节

《数控系统的连接与调试》是一门实践性很强的课程。在课程改革中，我们尤其注重学生实践能力的培养。为了使学生更好地做到“教、学、做”合一，我们加强了实践教学条件的建设，建立了数控原理实训室和数控维修实训室，购买了多台不同数控系统的机床和多套数控系统综合试验台，多方面满足了实践教学的要求。在加大硬件投入建设的同时，我们更加注重实践教学内容，增加了实验的个数，开始了综合实训。

（1）该课程开设了6个实验：数控机床的认识、典型数控系统的组成与连接、坐标轴参考点的设置和调整、伺服驱动单元的连接与调试、主轴变频单元的连接与调试；数控系统进给轴的调试与性能优化。通过这些实验，不仅加强了学生对课堂理论内容的理解，形成了各项基本知识能力，而且提高了学生的实际操作动手能力。

（2）综合实训（课程设计）时间共一周，是《数控系统的连接与调试》课程教学的延续，是该课程的综合应用。实训内容主要是数控机床电气控制系统的连接与调试。在实训过程中，采用任务驱动的方法，给每一组分配不同的任务，学生分工合作。首先结合数控系统电气原理图，包括主电路图、控制电路图、信号电路图，进行分析讨论，完成数控电气部分的主要连接。通过这一环节，除了让学生掌握该数控系统的电气原理图外，还可以让学生进一步掌握电气原理图中各元器件的功能和接线，为以后的实际工作打下坚实的基础。然后，把已经安装连接好的电气实物板安装到数控机床电气柜中，进行数控系统其余部分，包括与数控装置、伺服或步进电机等的连接，最后进行通电调试。通过实训发现，学生们在实训过程中积极性高，在一定程度上提高了学习效率。

四、教学方法和手段的改革

《数控系统的连接与调试》课程的目的和任务是使学生获得数控机床控制技术的基本理论、知识和技能，为学习后续课程打下基础。如何使学生获得这些知识和技能，培养其分析能力、解决问题的能力，笔者对教学方法和手段进行了创新尝试。

1.教学方法的改革

在《数控系统的连接与调试》教学实践中，笔者体会到教师在做教学设计时，对教学内容安排既要源于教材，又要不局限于教材，强化教学内容的延伸性，注重教学内容的信息量，增强教学内容与实践的联系，丰富学生的直观感受。改变教学过程中对陈旧知识点的陈述和繁冗的理论推导，采用理论联系实践、启发式的教学方法。把教学的重点放在启发、引导学生寻找发现问题并加以探究解决问题的思路、方法上来，变学生被动接受教材权威论断性知识点的继承性学习为学生主动探索、发现现象、总结规律的开拓性学习。比如在教学中，逐步问学生：开机之后回参考的目的？如何回参考点？回参考点的方式有哪些？通过这些提问，学生会结合机床操作经验，积极思考回答，激发了学生的兴趣，培养了分析问题的能力。

在综合实训过程中采用项目教学方法，以实际项目的分析、设计、操作等来达到教学目的。每个项目采用“模块化”设计，即在每个项目内部设置多个模块，并形成“渐进式”教学实施过程。通过现场教学，根据不同的项目分别在数控原理实训中心和数控维修实训中心等实训场所进行。学生能够综合运用所学知识，积极参与综合项目建设，使学生综合分析能力及运用知识能力得到显著提高，学生也有成就感。

2.教学手段的改革

教学手段是多种多样的，传统的教学手段如挂图、录像等曾经在课堂教学中发挥了很大的作用，但是，随着信息技术的不断发展，原有的教学手段很难适应现代化教学发展的需要，必须进行教学手段的改革。将多媒体教学引入课堂中,可以提高教学效率，优化教学质量。教师可以将文本外的各种图形、动画和音频视频信息有机地组合在一起，还能把专业发展前沿技术和科研成果融入到多媒体课件里，使课本内容表达更加直观丰富，重点难点更加突出，信息容量更加广泛。教学中，在活跃课堂气氛、引导学生积极思考、激发学生兴趣、提高教学质量等方面比传统教学手段更有优势。比如，在讲检测元件时，光栅尺的检测原理很难理解，摩尔条纹的形成和放大作用，学生很难通过老师的口头讲述搞明白。笔者借助于FLASH软件，将光栅尺的莫尔条纹的形成和移动用动画的形式清晰、逼真地表现出来，学生能很直观地感受到它的工作原理，加深了学生对难点知识的掌握。

在讲述数控系统这部分内容时，采用在实训室现场教学的方式，边讲授、边演示，然后分组,让学生自己观摩、动手操作。通过这种学习方式，学生能将学过的理论知识轻松地融入到实践中，做到理论和实践相结合，很好地达到了“学中做”“做中学”的教学目的。

在综合实训过程中，由于学生多，实训设备数量有限，达不到人手一台，再者实训时间短，有些项目无法通过实训完成。为了解决这个问题，今年数控技术专业引入了数控设备维修仿真软件，它可以对数控机床电气控制系统进行安装连接、调试的过程进行模拟，学生可以反复在电脑前身临其境地模拟练习，熟练之后，再上机床动手实操。既节省了实训时间，又避免了接线错误带来的安全隐患，非常受学生欢迎。

［1］张爱红.《机床数控系统》课程建设的探索与实践［J］.无锡职业技术学院学报，2007，（12）.

［2］宋兆沛.高职《数控原理与系统》教学探讨［J］.中国现代教育设备，2008，(5).

G718.5

A

1673-0046（2010）11-0041-02

［*基金项目：苏州市职业大学教育教学资助项目（SZDG4-10028C）阶段性成果］