数控原理类课程一体化探讨

田东亮 王继武/秦皇岛技师学院



数控原理类课程一体化探讨

田东亮 王继武/秦皇岛技师学院

【摘 要】数控原理类课程是数控加工专业的基础课程，在专业课程教学中有着十分重要的地位和作用，数控原理类课程具有较强的理论性、抽象性、实用性等特点。现实情况中职业院校学生的理论基础薄弱，自学能力不足，使数控技术原理课程在实际教学中的教学效果很难保证。根据本系实际情况，本文就如何通过教学改革，提高数控原理类课程的教学效果和实际操作水平，培养社会需要的实用性和技术性人才进行初步的探讨和研究。

【关键词】数控原理；课程；教学改革；探讨和研究

一、数控加工专业中数控原理类课程的教学现状

数控原理类课程是数控加工专业的专业基础课程，具有较强的理论性、抽象性和实用性，其内容涵盖了电子电工、机床结构、测控技术、微机原理等多种学科，在数控加工技术专业的教学中占有十分重要的地位。而现阶段职业院校的学生普遍存在文化基础薄弱、学习主动性较低的情况。在教学过程中学生普遍感到数控技术的原理枯燥难懂，畏难、厌学情绪普遍，教学效果很不理想。针对数控原理类课程的教育现状，我们必须更新观念，努力学习现代教育理论，大胆探索新时期的教育教学方法，改进教学模式，通过教学改革提高该类课程的教学效果，培养学生的理论水平和实际动手能力，以满足社会对应用型、技术型人才的需求。

根据多年的教学实践和调查了解，分析数控原理类课程教学效果差的原因主要是：教学过程中传统教学模式忽视了对学生能力的培养，没有激发学生的学习兴趣，学生的学习主动性不强；现阶段推行的一体化教学依然单纯的将工艺与编程部分与实际操作有机结合，没有将主要涉及原理等理论性较强的知识融入到一体化教学过程中，一体化教学依然不够深入。简单的说数控原理类知识在一体化教学中被淡化了。

二、我系数控一体化课程实施具体方案

（一）修订教学计划和教学大纲，明确数控原理类课程在一体化教学中的重要性

教学计划和教学大纲，是教学实施的纲领性文件，所有的教学都要以教学大纲和教学计划为依据开展教学。我系经过多年的一体化教学改革实践，结合企业专家座谈会、企业调研、相关院校的学习交流以及本系数控骨干教师等的共同讨论，制定了新的教学计划和教学大纲。将数控原理类课程拆开，遵循循序渐进的原则，融入到一体化教学过程中，改变以往一体化教学以工艺、编程和实践操作为主体的现状。同时，结合课堂实际、注重不同层次的学生教学内容的区别。

（二）修订一体化课程的教材——校本教材及工作页

根据新的教学大纲和教学计划，编写和配备相应完整的教材。根据职业教育立足本地、服务本地的原则、我系数控加工专业教师积极开展对企业调研和学生的走访调查，立足我系实际和学生特点，编写了适合当前教育教学改革的一体化校本教材。教材在原有项目教学的基础上，更加强调了专业理论知识与操作技能的融合，在学生掌握工艺编程等理论知识，锻炼操作能力的基础上，适当的增加数控原理类知识点，将数控原理类知识点有机的融合到一体化教学过程中，将数控原理、机床结构、数控编程、数控工艺与加工操作有机的融合到一起。校本教材有效的避免了数控原理类知识与实践脱节等现象，将数控原理类理论知识贯穿到实践教学过程中，避免了单纯理论课的枯燥无味，而且也可以运用理论知识解决实习过程中遇到的问题。

（三）一体化课堂教学的实施

按照教学大纲和教学目标，确定合理的教学任务是一体化教学的关键。而围绕学习任务，如何组织学生的学习活动以及进行活动策划，将会直接影响到学生的学习效果。

工作任务的设计要从整体出发，从易到难、既要满足学生的认知规律，又要兼顾知识的系统性和完整性，以满足学生的认知规律和职业成长规律。

我系校本教材主要特色是基于工作过程的项目式教学，同时将数控原理的知识点融入到每个教学任务中。书中每个任务都承载着大量知识点和技能点，这些知识点与技能点有机的存在于各任务之中，每个任务以六步法为载体参照由浅入深、循序渐进的原则真正实现“学中做、做中学”。

例如：数控一体化课程大纲要求高技班学生应独立完成数控铣床的加工编程与操作。教学目标为：使学生具备复杂平面、曲面、壳体类零件的加工工艺分析、数控加工程序编制的能力，并能够独立操作数控铣床加工典型零件。即：通过本学期数控一体化课程的学习，学生能够完成复杂平面、曲面、壳体类零件加工的全部过程。在讲授球面加工时，引入“联动轴数和控制轴数的区别”、“坐标插补计算”“三坐标联动加工和两轴半加工的区别”等，将数控铣削加工中三轴同时加工的表象引申到插补加工的实质。让学生深入了解了数控加工的实质，同时通过三轴联动加工和两轴半加工的对比，让学生更加深入的了解了这两种加工方法的各自的优缺点和不同场合的应用，也对学生在工艺制定过程中熟练使用这两种加工方式奠定了理论基础。同时提高了一体化教学的实用价值，提高了学生的成就感和学习兴趣，间接的提高了学生的学习积极性。此项目教学活动安排如下：

教学活动策划：（共60学时）

学习活动1：接受任务及信息收集（10学时）

接受任务和信息收集阶段，不论现在的科技手段多么高超，信息量多么的大，都不能替代教师的理论讲授，教师在此阶段应充分调动学生的积极性，利用学生收集资料过程中遇到的难点，解决学生的疑惑，共性问题和个性典型问题课堂解决、个性问题单独解决。这样往往收到事半功倍的效果。同时在信息收集阶段，有些需要本阶段解决的问题学生没有提出，往往需要教师的引导或提出。这一阶段也充分的考验了教师知识的深度和广度。例如不同数控系统的特点就属于数控原理的内容，我们通过对典型数控系统的资料收集就可以达到学习这一知识点的目的。我系车间主要有西门子、华中和FANUC数控机床，没次都带领学生实地感受和尝试操作不同数控系统的数控机床，对学生实地了解数控系统的特点有很好的教学效果。

学习活动2：球面加工铣削工艺制定（10学时）

一般同一个工件不同的学生会有不同的加工方法，这种现象在学习初期尤其明显，甚至绝大多数的学生的工艺制定方法是错误的。教师在整个教学过程中主要针对错的工艺制定进行讲解和更正，最终引导学生做出正确合理的工艺制定方法。在不影响教学安全的前提下，鼓励学生尝试不同的工艺，例如上面提到的两轴半加工和三轴加工，鼓励学生在编程过程中进行不同的程序编制，并在下一阶段的加工中进行加工比较，方便学生认知。在这一阶段教师的另一个重要任务是督促学生正确全面的填写工艺文件，逐步培养学生科学严谨的学习态度和工作态度。

学习活动3：加工（35学时）

在加工过程往往是问题最突出的阶段，学生会发现很多和模拟或想象不同的地方，例如转角过程中的过切和欠切、留出余量后在精加工阶段仍然会出现粗加工的刀具痕迹等等，这就要求教师现场解决并鼓励学习做好记录。同时也引导学生发现问题，例如在加工过程中引出联动概念，并当做重点进行讲解。在例如我系上半学期在加工过程中出现了主轴漏油的情况，我在实际教学中鼓励学生分析漏油原因，并在此过程中进行主轴结构的分析和讲解，同时组织观摩维修，有效的将数控原理性知识融入到实际教学过程中，收到了良好的教学效果。

在实际教学过程中也会根据学生的认知特点人为设置教学课题，例如通过更换伺服系统电池讲解数控机床的伺服系统，通过机床的一级保养二级保养过程引导学生认知数控系统的信号传输过程和转换过程等，有效的提升了数控原理类课程的学习效果。

学习活动4：精度检验及误差分析（4学时）

在实际教学过程中测量往往是一个最重要又往往最不受重视的阶段，传统的教学方法往往是尺寸合格即为合格。在我系一体化教学过程中引入了测量方案的制定环节，在测量开始前首先明确尺寸公差、形状公差、位置公差和表面质量，针对不同的公差确定不同的测量方法和测量工具。然后一步步有针对性的测量。测量方案的确定能力实际映射的是学生的公差学习水平。教师在测量阶段引导学生认识和学习公差并应用于测量实践。同时针对测量结果倒查加工方法是否合理，以进一步提高学生的综合能力。

学习活动5：工作总结与评价（1学时）

活动结束后，学生按照分组要求分别展示工作成果。 “三爪卡盘软爪的加工项目”学生成果展示如下图所示一般由四部分构成：工件图纸、学习笔记、学生工作页和最终合格的工件。在答辩阶段也可就某一问题让学生现场回答，检验学生的掌握程度。例如问学生你所使用的机床属于什么控制方式，该控制方式的特点是什么？就有效的检验了学生对数控原理中开环、闭环半闭环的了解。

（四）一体化课程的完善与发展

活动结束后，教师必须要对教学过程进行总结与反思。其中包括数控类相关理论知识的梳理，以及教学过程中每个环节的总结、教学活动的再策划、数控理论知识在工作页中所占的比例、内容的调整、数控原理类知识与实践的有机的融入性等。让数控理论知识与实践操作之间完美融合，进而推动一体化课程的不断完善。

三、数控一体化课程实施对教师提出的要求

俗话说，教师有一桶水，才能传授给学生一碗水。一体化教学，关键是教师队伍的一体化、教师思想的一体化。一体化教学需要教师既有扎实的理论知识，又有过硬的操作技能和生产实践经验以及良好的组织策划能力；既要了解本专业和相关专业的发展趋势，又要具有运用新知识、新技能、新手段、新工艺开展教学和教研能力。一体化教师的水平，制约着一体化教学的实施水平与实施效果。所以，做好一体化教学，教师必须不断学习，提升个人文化知识水平、操作能力和企业实践经验，提高个人综合素质，将理论知识完整、全面、有机的与实践教学相互融合才能更好的培养学生。

一体化教学是职业教学发展的趋势，作为职业院校教学改革中的新教学模式，有着极强的生命力与创新力。教育教学的质量在于教师，教师在一体化教学过程中既是教师的角色又是编剧的角色又是导演的角色，如何将数控原理类融入到教学过程中触了除了更完善是教材编写、更科学的合理教学组织，也更要求教师具有更高的责任心和使命感，让我们携手共进，将职业教育改革不断推向前进。

参考文献：

［1］（英）彼得.泰勒 如何设计教师培训课程［M］.北京：北京师范大学出版社，2006.10

［2］华康清 关于中等职业学校定位的几个问题

［3］广州工贸技师学院 行业企业调研报告汇编［M］.北京：中国劳动社会保障出版社，2012.9