“数控编程及操作”课程教学改革的研究与实践

丁 刚

（济源职业技术学院机电工程系，河南 济源459000）

0 前言

对于高职高专院校，培养人才是根本任务，当今社会，科技日新月异，产品的更新换代速度加快，新技术、新工艺、新设备不断产生，相应地，社会对人才的需求也必定不断发生变化，所以为适应社会对人才的需求，教学改革非常必要。现结合“数控编程及操作”课程教学改革的研究与实践谈下自己的体会。

1 教学改革的必要性

新的技术、工艺及生产设备的不断出现带来人才需求的不断变化，要培养出适应社会需要的人才，就必须加强教研教改，高职学生大部分对理论性强的内容不感兴趣，如果采用传统的教学方法讲授许多理论的教学方法，会导致学生产生厌学情绪。但高职学生们大多活泼好动，喜欢动手实践，所以在教学中必须针对他们的特点，对教学内容及教学方法进行改革，要通过教学改革让他们愿意学，学得会。

2 教学改革的思路

笔者认为图1可以反映人才培养的基本运作过程。首先，社会、企业需要各种类型的人才，并对不同岗位的人才有不同的能力需求，而学校为培养出符合社会要求的人才，在课程设置、教学内容安排、师资配备、教学设施准备及教学手段等方面就必须有针对性，以培养出具备这些能力的人才，即所谓有的放矢。

人才从学校进入社会后能否满足社会需求，胜任岗位工作，就是对学校教学成果的检验。同时随着社会的发展，设备、工艺等的不断变化，对人才需求是不断动态变化的，所以这种人才情况也应及时反馈到学校，以能及时动态调整适应。基于这个思路，在“数控编程及操作”课程的教学中进行了教学内容及教学手段改革。

图1 人才培养过程

2.1 教学内容改革

教学内容改革是教学改革的重点和难点。教学内容的安排应首先考虑人才培养目标及社会需求。可以说课程内容的安排就是为实现培养目标服务的，离开了培养目标的课程设置是没有依据的。所以，在安排数控编程及操作课程的教学内容时，结合企业生产调研情况，安排了实用的内容。

另外，在教学实施过程中教学内容的选择和安排还应考虑到学生的认知规律、各个知识点技能点的衔接融合、如何激发学生的学习兴趣等因素[1]。引导学生达到喜欢学、学得会、学得顺的状态。

比如在“数控编程及操作”课程的数控车削部分教学过程中，传统的教材一般是先安排加工工艺，然后是编程指令，最后安排一些综合实例。但这种安排方法，工艺知识和编程指令不能很好地结合，学生感觉到一些工艺知识是些概念及理论性的东西，比较空洞，不感兴趣。另外如果一开始就以图2上方所示的几个零件为教学内容给学生讲解车削编程的各种指令及工艺安排，则学生会感觉很复杂，一下子需要面对大量的程序指令和刀具、装夹等工艺问题，很可能会因为不能很好地跟上节奏而产生厌学情绪。

图2 零件形体的分解组合

考虑到复杂的物体都可视为若干个基本形体按不同形式组合而成，图2上方所示的零件尽管形状各异，但其实都可以分解成圆柱面、锥面、圆弧面、环槽面、螺纹、非圆曲线等几何要素，如果这些几何要素的编程加工方法都掌握了，那么再来面对复杂零件的编程加工就会水到渠成了。所以在教学过程中采用表1所示的由简单到复杂、由分解到综合的模块化的教学模式来安排教学，每个任务中的教学素材难度合适，并能和编程指令、软件及机床操作有机结合[2]。这样，编程指令及工艺知识不是一股脑儿地呈现，而是随着教学素材的变化逐步加入进来，学生就能够逐步掌握，能够学得会、学得顺。

表1 数控车削学习任务表

2.2 教学手段改革

“数控编程及操作”是一门实践性较强的课程，涉及到的具体操作方法、安全规范及工艺知识较多，所以对于本课程采用理实一体化的教学手段，授课都采用理论讲解加教师的现场操作演示加学生亲自动手操作练习的教学方法。

数控加工实训基地在数控机床布置区的旁边就是数控CAD/CAM机房加多媒体教室，教师可根据教学内容需要随时切换教学场景，根据教学内容选择理论讲解或加工软件仿真或数控机床实操训练的教学手段，这对于理实一体化教学的教学效果的取得是很有帮助的。

在教学中应积极采用现代教育技术及手段，在学生操作机床前充分利用计算机数控编程加工仿真软件进行大量的编程及操作训练，仿真软件完全模拟实际机床的功能及操作，这样便可提高学生编程及操作的水平和熟练度，为后续的实际机床编程及操作提供良好准备[2]。

3 教学的组织与实施

教学实施，即指教学活动的展开过程，是教师根据一定的社会要求和学生身心发展的特点，借助一定的教学条件，指导学生通过认识教学内容从而认识客观世界，并在此基础之上发展自身的过程。教学实施对教学目的的达成是至关重要的。

3.1 教学过程设计

在教学过程中应因材施教，依据教学内容特点及教学目标合理采用讲授法、讨论法、现场操作演示法、练习法、任务驱动法等教学方法[3]。

如在“数控编程及操作”课程的理实一体化教学过程中，可根据教学内容的需要灵活采用多种教学方法。在讲到数控编程基础部分的“数控机床坐标系”知识点时，应直接带领学生到实实在在的机床前，通过教师的现场操作讲解结合学生的亲自动手操作练习，学生会很快很好地理解“数控机床坐标系”，相反的，如果在教室里进行教学，任凭老师的手舞足蹈的比划加滔滔不绝、口干舌燥的描述，也不能达到好的教学效果，类似于企图通过语言加比划去教会一个没有接触过汽车的人学会汽车驾驶。而学生对“数控机床坐标系”知识点的理解对于后续的“数控编程指令”的教学是非常重要的。

在学生对“数控机床坐标系”知识点有了很好的理解之后，后续的“数控编程指令”的教学则可以顺利地采用讲授法、计算机仿真法、分组练习法等方法进行了。否则，后续教学也会没有效果、难以进行。

3.2 教学素材选择

为激发学生学习的兴趣，让学生喜欢学，可结合教学内容安排一些合适的有趣的练习图形让学生进行编程加工，如图3所示的小酒杯、小葫芦、糖葫芦等，也可让学生发挥自己的创造性，设计一些自己喜欢的个性化的练习图形进行编程加工，教学实践表明这样可以提升学生的成就感，学习积极性会越来越高。

图3 部分趣味练习作品

3.3 教学过程的组织

分组教学有助于养成学生的合作互助的习惯，有利于后进生的转化，也有利于优等生的更好提高。可以指定或民主选举小组长，在学习过程中小组成员要人人参与，相互协调帮助。比如大家可以一起讨论一个零件的工艺方案、在操作机床及编程时可以相互提醒监督以避免错误发生等（提醒监督别人的同时对自己也是复习巩固提高的过程）。这样知识点或技能点就在相互交流讨论的思维碰撞中融入学生的能力之中了。另外，可以采用小组之间相互交流及竞赛的方式，对于表现好的小组及时给予表扬鼓励，号召大家向他们学习。这样，学生在学习过程中充满激情和成就感，学习效果自然会得到提高。

4 结束语

经教学改革及实践，取得了较好的教学效果，学生对循序渐进的项目化教学内容比较适应，对自己动手编程加工自己喜欢的小工件很感兴趣，学习积极性很高，能较好地掌握数控加工的编程方法及机床操作技能。对于高职高专院校，培养人才是根本任务，教学工作是中心工作，教学改革是各项改革的核心。在专业教学中，一定要坚持坚持教研教改，进行合理的教学内容及教学方法，这样才能不断提高人才培养质量。