《数控技术》课程教学改革探讨

徐兵，王玉勤

摘要：文章分析数控技术教学过程中数控技术的理论知识过多、实践教学设施受限制、实践课程效率低等几点不足之处，提出了以理论教学为基础，软件教学、实践教学相结合的教学方式，建立数控技术的课程体系。该体系中增加了软件教学，旨在建立理论教学和实践教学的桥梁，提高理论到实践应用能力的培养，增强学生的学习积极性，提高学生的实践能力，取得较好的教学效果。

关键词：数控技术；实践教学；课程改革

1引言

数控技术是现代机械制造工业化得以实现的重要基础，作为现代制造领域的重要技术，在工业生产中的应用十分广泛，直接影响到国家经济的发展和综合国力。数控技术是工科院校机电类专业必修或选修的一门技术基础课，它是CAD/CAM制造加工过程中应用最为重要的一门理论和实践结合紧密的课程，其主要目的是培养学生掌握数控机床的基本手动及自动编程方法，了解普通机床、数控机床的相关结构、工作原理等方面的知识以及初步的调试、使用、维护的基本技能。数控车床、数控铣床、加工中心等各类机床都是基于数控技术，并在自动化生产中应用广泛，大到航天航空飞行器的制造，小到基本生活的各类产品的加工都是在数控机床上完成的。因此，对于机电学生而言，学好数控技术这门课程，可以为以后的工作打下良好的基础。

数控技术是一门实践性较强的课程，传统的理论知识的讲解以及较少的实践教学很难达到良好的教学效果。本文根据数控技术课程相关特点，对教学内容和方法方式、实践教学改革做了研究和探索，通过软件教学搭建理论教学和实践教学之间的桥梁，从理论知识的学习到实践能力的培养，提高学生的学习兴趣和动手能力，改善教学效果。

2课程的教学现状

2.1理论教学

数控技术课程内容较多，涉及到数控技术基础知识、加工工艺学、编程基础、数控加工程序的编制、数控装置、运动轨迹的控制、伺服系统、机床机械结构等众多内容，同时针对机械设计制造及其自动化的学生，课堂内容着重在机械加工工艺和数控编程方法等方面，不能很好地兼顾各方面知识的学习。课堂教学的抽象性不利于学生对知识的掌握，学生把握不好重点，同时我校数控技术理论课时40学时，相对于较多的课本内容必须有所取舍，难以在短时间内对数控技术进行深入理解。另外一方面，教材更新速度远慢于数控技术发展的速度，而且很多教材的更新实际就是旧教材的翻版，实质内容更新较少。

2.2实践教学

偏重理论教学是现代教学的常见问题，而数控技术是实践性很强的一门课程，我校数控技术实践课程8课时，上课前10～15分钟需要老师讲解以及实践操作，受教学场所以及学生数量较多的影响，不能保证每位学生都能够对教学内容立刻掌握，同时学校教学设备数量有限，学生实际操作时间很短，难以一次上机操作就达到较熟练的程度，需要教师继续指导才能保证学生有更深刻的理解。所以目前的实践课程教学难以保证所有学生对机床加工的操作能力的锻炼，更不用说把理论知识运用到实践中去，不利于学生整体能力的发展。

数控加工只有在企业实际生产中才能体现价值，而企业生产加工过程与学校的实践教学存在一定的差距，学生如果不能在工厂中进行实践学习，难以真正了解零件从图纸到最终的产品是怎样通过数控技术来实现。因此把学生送到企业进行实践教学也是目前高校面临的主要问题。

3课程教学内容与方法改革讨论

3.1理论教学

理论教学一直是高校教育偏重的部分，传统的板书教学内容枯燥乏味，目前大部分高校都会采用板书结合多媒体教学的方式来提高学生的学习兴趣。

针对数控技术这门课程，教师要积极关注数控技术的发展方向，课程内容的选择，重点放在加工工艺、编程知识、数控装置、差补原理以及伺服系统等实际契合度较高的内容上，选择更适合机械学生的教材。

理论性太强的知识要把握深度，不能只通过板书和多媒体教学，要适当扩展一些知识并结合视频、录像和动画等方式，使教学内容更加生动形象，让学生更直观。同时侧重理论偏实践部分的讲解和分析，积极与学生互动，因材施教，引导学生学习。

随着数控技术的发展，目前很多生产加工以自动编程为主，适当增加自动编程软件的学习，避免与实际生产脱节，提高学生数控加工能力的培养。

3.2 教学互动

以学生为主体，积极引导学生参与到学习中来，课程学习之前，通过目录将本门课程的重点章节、主要学习内容、教学计划分享给学生，让学生对数控技术有个总体认识。在编程部分学习的时候，让学生在学习课本内容基础上查阅资料，了解不同数控系统编程的差异，巩固已学到的知识，并在课堂上进行互动交流，充分发挥学生的主观能动性。

在课堂进行案例分析加工具体某个零件时时，让学生以小组的形式分开讨论，让每位学生参与进来，最终对每组进行考核，给出各组的零件加工工艺路线，并针对不同工艺路线下的程序编制代码以及零件加工质量的差异，引导学生进行讨论，让每位学生认识到自己也参与到学习这件事中，提高其积极性。

3.3自动编程软件和数控加工仿真软件教学

自动编程软件（CAXA制造工程师）可以对加工的零件进行建立模型、选定加工的机床、设置毛坯尺寸、设定切削用量、选择工艺路线等，然后生成刀具路线，最后通过后处理以得到不同系统对应的数控加工程序代码。目前很多零件的程序加工单都是用通过自动编程软件得到的，学生可以通过CAXA制造工程师对自动编程有初步的了解。CAXA制造工程师中数控车床和数控铣床中从建模、选定机床、设定毛坯、设定起刀、退刀位置等自动编程部分的学习，让学生了解自动编程的流程，通过某个零件完成车削加工和铣削加工的自动编程，并对得到的程序单进行校验，模拟切削运动，提高学生的自动编程和程序解读能力。

数控加工仿真软件（虚拟工厂）可以在计算机中模拟实训中心加工的整个过程。它能够调用实训中心中的数控车床、数控铣床、加工中心等多套设备，对各种机床的功能介绍和操作方法详细介绍，对机床的控制面板以及各功能区域进行操作，以仿真加工的方式代替机床实际操作运行。虚拟工厂对各部分功能有详细的视频讲解和详细的练习操作，学生对于自己不了解的部分可以通过视频学习和练习。在机床基础功能介绍部分，学生可以根据自己的兴趣爱好对各部分进行充分认识，为后续实践课程的学习缩短时间。通过之前自动编程或手动编程编好的程序导入虚拟工厂中进行模拟加工可以及时发现程序或者机床运行存在的各种问题，这样可以在保证学生安全的前提下扎扎实实地掌握理论知识并提高操作技能。

数控加工仿真软件可以在实践教学课时较少的情况下，让学生提前了解机床的各部分功能，以及加工程序单的正确与否，为后续实践课程节约更多时间。

3.4实践教学

实践课程教学是为了让学生把理论知识应用到实际生产中，可以培养学生实际动手能力，处理实际问题的能力，在实践教学中不断改进、完善理论和实践教学环节。通过理论知识和数控加工仿真软件教学以及自动编程软件的学习，学生对数控机床的机械机构、数控装置、操作面板上各部分功能都有了较为深刻的认识，通过实践教学，让学生可以更有效地吸收教学内容，去实践理论学习的内容，再加上指导教师在上课的时候可以把握好重点，便于掌控每个学生的加工过程，让学生更有效地完成实践训练，教学效果得到较大的改善。

4结束语

总而言之，为了进一步提高机械设计制造及其自动化专业学生的综合能力，通過课堂教学、软件教学、实践教学一体化，加强从理论到实践过程的训练，在实践中摸索，努力进行数控技术的课程改革，以培养更多工程实践能力强的工程技术人才为目标。每一种改革方法都有自身的不足，后续仍然须在实践中摸索，加强学生实践能力的锻炼，力求培养出真正的数控技术人才。

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编辑/岳凤