工程实践类课程教学体系改革的探讨

宋芳

摘要：以《数控机床与编程实践课》为例，探讨工程实践类课程的教学改革。由于其专业技术性很强，又包括实验与实训部分，所以是高职高专机械专业的必修课。但因其实践性、综合性很强，学生在学习的过程中，普遍感觉内容难度高，缺乏实践信心。在本篇文章中作者结合自己多年的教学经验，对工程实践课程教学提出自己的一些改革观点和实践分析。

关键词：工程实践；数控；改革；实训

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）32-0098-02

为了突出培养学生良好的自学能力，科学的思维方式，提出问题、分析问题和解决问题的能力，在工程实践中使学生成长为具有专业基础扎实、具有创新能力、综合素质高、发展潜力大、社会适应能力强的专业技术型人才。随着现在数控技术的迅猛发展，机加工工艺得到了很大的改进，特别是处于极速发展的数控操作系统不断更新与改进。因此，工程实践教学体系的改革迫切性很强。

一、改革的原因与必要性

工程实践教学体系中要求理论先行，要求学生具备较为全面的专业知识。所以要求教学体系中既必须突出实践操作的特点，又必须能够联系已学知识点。在授课时一方面要结合各个相关学科的理论知识另一方面又要结合实践，因为作为高职高专的毕业生应能上能下，可以继续接受本科或研究生教育，所以理论知识上也必须有相应基础。以《数控机床与编程实验、实训》的课程设置为例，由于其综合应用的重要性，所以设置了相当学时实训、实验课即机床操作的练习。我们现有的教学方法依然沿袭着传统的教学模式，具体表现在以下几个方面：

1.教师演示、学生观摩，造成学生“眼高手低”的教学方式，未能突出实践教学的特色，极大限制学生动手能力的培养及理论联系实际的能力。

2.数控机床的故障处理及维修模拟在教学内容上体现不明显，学生不能很好地联系其他课程，创造性、开拓性的培养也无从谈起。学生操作集中在对于实物加工阶段，限制学生获取更多更新的知识。

3.实训课程安排在期末，学生忙于复习理论考试课影响了对于实训课的精力投入，实训课程的实践既是知识应用高度集中也是体力体能高消耗的时期。

4.场地化教学方式的落后，学生只能收集到某一类型数控机床的操作知识，难于了解各种机床的统观情况，从教师那里学到知识，有时往往不是最先进的知识。所以，高职教学的改革势在必行。

二、实践教学方法与手段

1.联合多门实践课程，制定出贯穿多个学期的实践教学计划。以培养学生的创新能力为主要目标，重新修订教学计划，调整实践性教学环节的课程内容和设置时间，设计综合性的作业，注重与其他相关课程结合，使学生的理论知识水平、动手能力和创新能力得到协调发展。学生在先修课程中如《机械设计》会有一周的典型机械设备课程设计，学生会自行设计出轴系部件和箱体类零件，这两类零件又恰恰是数控车削与数控铣削编程与操作中的典型加工内容。所以结合数控实训、机械加工工艺实训和金工实训，可以让学生把自己设计的零件在多门实训课上分步骤加工出来，这样就可以形成完整的实训链条，使学习承上启下，同时也激发学生实训的积极性。这种方法经过这几学年的实践，收到了很好的教学效果，学生熟练掌握了一个零件从毛坯到成品的设计方法、工艺分析方法、机加工制造方法。并且在进行制造时，也同时采用手工编程与借助Pro/e自动生成程序的多种编程方法。让学生掌握正规，完整的数控加工方法。

2.提高工程实践质量，在实验教学中引入軟件模拟单元。学生边看边操作，熟练程度决定着机床操作水平。针对本课程教学，采用多媒体教学非常必要，因为有大量的机构和机械设备，通过动画和其他多媒体形式体现出来，效果非常明显，节省了大量时间，节省的时间可以用于拓展性教学。比如增加数控实践中后置处理器的学习。

经教学实践证明上机课时的增加符合工程实践的特点，能提高学生自主学习的主动性，在不增加学时和教师人数的情况下提高教学质量。在实验、实训中通过多媒体演示，自动编程软件的应用，树立了信心，通过上机也使之前并没有深化印象的知识点强化了起来，因为自动编程软件的使用实际上是理论知识的一次实践。学生能够全面地掌握整个数控加工工艺流程，并且对于各种常用数控操作系统有了整体的掌握和认识。把工程实践的范围扩大到编程软件的区域。

3.在工程实践中引入故障处理与维护操作单元。很多学生刚开始操作机床时，还未编程，就被装夹工价的方式方法难倒了，学校的实验设备多提供通用夹具，对于教课书上的很多装夹方法很多不理解，所以在实验、实训前组织学生到机加工工厂参观实习。这项内容并不需数控课程上直接安排，因为在机械类专业课程中，大一便有金工实训课程，学生要联系金工实训中所应用到的钳工和普通机床操作方法与知识来加强对于工序高度集中的数控机床的操作与维护知识。当然数控实践课程内容有新的知识点，主要集中在PLC与单片机的应用上，需要广泛采用优秀的教学示范仪器。实验设备中，有数控检测维修平台，在实践上让学生动手拆卸实物机床的电气设备、液压设备等，学生反映热烈，能够对机床控制系统有深刻的了解与认识，学生们觉得受益匪浅。教学资料呈现方式多样化，增加了信息量，学生既可以理解数控课程与其他课程的关联紧密度也可以接触到今后工作中可能预见的难题。大幅度提高学生学习质量，也使毕业生增加竞争力。

加强实验教学的针对性，使每一次实验课是一期数控机床主题，突出某一环节的理论实践。学生在接受了数控车固定循环应用操作、数控车内孔表面加工编程操作、数控车常见电气、液压故障实践操作、数控铣复杂轮廓编程操作、数控铣曲面加工编程操作、数控铣常见电气、液压故障实践操作等一系列的主题训练，加强了实训教学的全面性。同时在实训环节、在工作强度和难度适当的前提下让学生自主研发加工零件，脱离“命题作文”的局限。

针对各个专业的特点，选择的教学角度是不一样的，首先对于机械制造及自动化专业学生应以实践动手操作为主旨，强调数控技术的应用，尤其以联系电气控制类课程的应用。对于计算机辅助制图专业学生应以自动编程应用为主旨，让学生联系各种平面与三维制图软件应用在数控机床中，以求掌握和能够处理机床程序。

三、把考试改革引入到实践环节，把理论课笔试成绩与实验、实训成绩综合评定，不再割裂开来

以数控实践课程为例，主要学习了数控机床的编程基础、数控机床的机械结构认识、数控机床的基础操作，其中编程部分（包含手工编程与自动编程）和操作部分需要计算机辅助，编程过程中需要零件加工精度分析、加工表面质量、装配工艺及机床夹具等工艺知识，实践性很强；操作部分只能在实训中考核。单纯的笔试只能考察基础知识，零件的数控加工工艺、装配工艺和夹具选择等重点知识，需要查手册、做计算，考核时间长，不能真正体现学生的综合掌握程度。同时，也不便于学生对于后续知识的学习。为更好地提高学生学习效果，提高学生编制数控程序和操作机床能力，所申请该课程考试改革，拟采用开卷考试，通过考查对实际零件编写加工程序的情况和分析数控工艺的能力，并结合平时考勤，综合评定学生成绩。本考试改革得到了学院教务部门的大力支持，得以顺利进行。学生反映觉得通过学习数控课程，专业综合应用能力提高了，掌握了实实在在的专业技能。

四、工程实践教学离不开安全理论

现代化的实践教学不能割裂和企业联系。作为企业要有切实可行的安全生产原则，为了使学生了解企业运转规律，增加就业机会，广泛开展形式多样的安全生产教育。作为院校要让学生学习先进有效的安全生产原理，比如对于杜邦企业安全理论的学习。在教学计划环节中安排形式多样的学習，可以让学生到企业中去，也要聘请优秀的企业管理人员到学校进行安全理论讲座，增强安全生产的认识和提高自身在工程实践中安全意识。只有明白真正的实践是在今后的以安全生产为前提的条件下进行的，学生才能在工程实践课程中抱着严谨的、审慎的态度去学习。大中专院校的学生已经具有自己的价值观，我们要正确有效地引导，才能使学生接受到完整的工程实践教育。

综上所述，改革目标是大幅度提高学生动手实践能力，我们培养的学生应该既面向一线操作工作，也能够处理各种工程机械加工中的现实故障与难题，在工作中能够把专业理论知识灵活应用的高级人才。

参考文献：

[1]彭晓南.数控技术[M].北京：机械工业出版社，2001.

[2]沈建峰.数控车床编程与操作实训[M].北京，国防工业出版社，2005.

[3]丁晓竟.数控实训[M].北京：科学出版社，2005.

[4]杨叔子.机械加工工艺师手册[M].北京：机械工业出版社，2002.