劉美娟，張永康

（蘇州市職業(yè)大學(xué)，江蘇蘇州 215011）

《數(shù)控系統(tǒng)的連接與調(diào)試》課程教學(xué)改革與實(shí)踐

劉美娟，張永康

（蘇州市職業(yè)大學(xué)，江蘇蘇州 215011）

隨著現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展，高職教育發(fā)生了深刻的改變，課程體系、教材、教學(xué)內(nèi)容、方法和手段等方面的改變迫在眉睫，文章就以《數(shù)控系統(tǒng)的連接與調(diào)試》課程為例，從多個(gè)方面提出了改革的思路和方法。

數(shù)控系統(tǒng)；改革；教學(xué)內(nèi)容；方法手段

為了適應(yīng)現(xiàn)代制造業(yè)的要求，筆者所在學(xué)校數(shù)控技術(shù)專業(yè)進(jìn)行了課程體系改革，其中，《數(shù)控原理與系統(tǒng)》課程優(yōu)化為《數(shù)控系統(tǒng)的連接與調(diào)試》課程。該課程是數(shù)控技術(shù)專業(yè)的一門核心課程，是涉及多學(xué)科領(lǐng)域的綜合性課程。該課程理論性與實(shí)踐性都非常強(qiáng)，通過(guò)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生全面系統(tǒng)地掌握機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的各組成部分的功能、控制原理。通過(guò)實(shí)踐操作，使學(xué)生掌握機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的安裝與調(diào)試技能，為今后從事數(shù)控設(shè)備應(yīng)用與維護(hù)等工作打下堅(jiān)實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)。其前期課程有電工學(xué)、數(shù)控機(jī)床電器控制與PLC等，后續(xù)課程有數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修。

一、課程大綱的改革

我校有數(shù)控技術(shù)專業(yè)開(kāi)始，就開(kāi)設(shè)了《數(shù)控系統(tǒng)的連接與調(diào)試》（原來(lái)為《數(shù)控原理與系統(tǒng)》）課程，在這十幾年中，數(shù)控技術(shù)專業(yè)的人才培養(yǎng)方向主要是高技能操作性人才和數(shù)控編程技術(shù)人才，但隨著數(shù)控技術(shù)的普及及數(shù)控設(shè)備的大量使用，數(shù)控維修維護(hù)人員的短缺成了制造業(yè)發(fā)展的一個(gè)瓶頸，制造企業(yè)的維修人員遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于未來(lái)數(shù)控維修人才需要。根據(jù)這一發(fā)展趨勢(shì)，我校對(duì)數(shù)控專業(yè)的課程體系作了適時(shí)修改，增加了數(shù)控機(jī)床維修維護(hù)模塊，同時(shí)要求《數(shù)控系統(tǒng)的連接與調(diào)試》課程的授課內(nèi)容要為后續(xù)課程《數(shù)控機(jī)床維修與診斷》課程服務(wù)，為了能和后續(xù)維修課程很好地對(duì)接，要求該課程增加實(shí)際應(yīng)用知識(shí)，加強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力。為此，我校數(shù)控技術(shù)專業(yè)在優(yōu)化課程體系和教學(xué)大綱時(shí)，專門請(qǐng)了企業(yè)高級(jí)工程師和有經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)教師共同商討，在原有教學(xué)大綱中刪除了陳舊、理論性太強(qiáng)的模塊，加大了實(shí)踐的力度，開(kāi)設(shè)了綜合實(shí)訓(xùn)模塊，以期培養(yǎng)更加適合企業(yè)要求的維修技術(shù)人才。

二、教材的改革

隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控系統(tǒng)更新很快，但數(shù)控方面的教材內(nèi)容大都是一些通用的數(shù)控技術(shù)和原理，相對(duì)比較落后，不能反映數(shù)控技術(shù)的最新發(fā)展，所以，教材的改革至關(guān)重要。圍繞高職高專的課程建設(shè)規(guī)劃，教材的改革分理論和實(shí)訓(xùn)兩個(gè)方面。理論教材要選擇適合高職教育，并相對(duì)固定且為最近3年的教材。此外，還要搜索大量新鮮內(nèi)容和實(shí)際案例作為教材補(bǔ)充。實(shí)訓(xùn)教材自行編制，根據(jù)學(xué)校現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)設(shè)備，制定實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)大綱，自編《數(shù)控系統(tǒng)的連接與調(diào)試實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書(shū)》、《數(shù)控系統(tǒng)的連接與調(diào)試實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)》。通過(guò)上兩屆學(xué)生的實(shí)踐，我們編寫(xiě)的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書(shū)能滿足實(shí)踐教學(xué)要求，使用效果良好，并根據(jù)實(shí)際教學(xué)效果不斷更新。

三、教學(xué)內(nèi)容的改革

1.突出實(shí)用性的理論內(nèi)容

《數(shù)控系統(tǒng)的連接與調(diào)試》課程改革的目標(biāo)要求理論內(nèi)容突出實(shí)用性、先進(jìn)性和前沿性。根據(jù)學(xué)校現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)設(shè)備，優(yōu)化重組教學(xué)內(nèi)容，有選擇、有重點(diǎn)地進(jìn)行教學(xué)。理論教學(xué)以“必須”和“夠用”為主導(dǎo)，增強(qiáng)理論內(nèi)容的針對(duì)性，及時(shí)補(bǔ)充，動(dòng)態(tài)調(diào)整。

（1）必需掌握的內(nèi)容。理論教學(xué)內(nèi)容突出在重視專業(yè)性較強(qiáng)的應(yīng)用理論、加強(qiáng)與職業(yè)能力密切相關(guān)的使用理論基礎(chǔ)上，對(duì)這一部分內(nèi)容要詳細(xì)精解、重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)，使學(xué)生易于消化。例如，學(xué)生在工廠做機(jī)床的維修工作，就必須掌握數(shù)控系統(tǒng)、進(jìn)給驅(qū)動(dòng)、主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的組成及控制原理，這部分的重點(diǎn)知識(shí)已經(jīng)在編寫(xiě)新的教學(xué)大綱中體現(xiàn)出來(lái)了。

（2）了解性的內(nèi)容。這部分內(nèi)容主要是理論性較強(qiáng)，實(shí)際工作中應(yīng)用很少，或者只是應(yīng)用到它的結(jié)論。例如插補(bǔ)方法，現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床都是生產(chǎn)廠家固化數(shù)控系統(tǒng)里面通過(guò)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)的，對(duì)于職業(yè)學(xué)校的學(xué)生來(lái)講，只要了解插補(bǔ)的概念就行了，沒(méi)必要進(jìn)行繁瑣的理論推導(dǎo)、證明方面的內(nèi)容。

2.加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)

《數(shù)控系統(tǒng)的連接與調(diào)試》是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程。在課程改革中，我們尤其注重學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)。為了使學(xué)生更好地做到“教、學(xué)、做”合一，我們加強(qiáng)了實(shí)踐教學(xué)條件的建設(shè)，建立了數(shù)控原理實(shí)訓(xùn)室和數(shù)控維修實(shí)訓(xùn)室，購(gòu)買了多臺(tái)不同數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床和多套數(shù)控系統(tǒng)綜合試驗(yàn)臺(tái)，多方面滿足了實(shí)踐教學(xué)的要求。在加大硬件投入建設(shè)的同時(shí)，我們更加注重實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，增加了實(shí)驗(yàn)的個(gè)數(shù)，開(kāi)始了綜合實(shí)訓(xùn)。

（1）該課程開(kāi)設(shè)了6個(gè)實(shí)驗(yàn)：數(shù)控機(jī)床的認(rèn)識(shí)、典型數(shù)控系統(tǒng)的組成與連接、坐標(biāo)軸參考點(diǎn)的設(shè)置和調(diào)整、伺服驅(qū)動(dòng)單元的連接與調(diào)試、主軸變頻單元的連接與調(diào)試；數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)給軸的調(diào)試與性能優(yōu)化。通過(guò)這些實(shí)驗(yàn)，不僅加強(qiáng)了學(xué)生對(duì)課堂理論內(nèi)容的理解，形成了各項(xiàng)基本知識(shí)能力，而且提高了學(xué)生的實(shí)際操作動(dòng)手能力。

（2）綜合實(shí)訓(xùn)（課程設(shè)計(jì)）時(shí)間共一周，是《數(shù)控系統(tǒng)的連接與調(diào)試》課程教學(xué)的延續(xù)，是該課程的綜合應(yīng)用。實(shí)訓(xùn)內(nèi)容主要是數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)的連接與調(diào)試。在實(shí)訓(xùn)過(guò)程中，采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)的方法，給每一組分配不同的任務(wù)，學(xué)生分工合作。首先結(jié)合數(shù)控系統(tǒng)電氣原理圖，包括主電路圖、控制電路圖、信號(hào)電路圖，進(jìn)行分析討論，完成數(shù)控電氣部分的主要連接。通過(guò)這一環(huán)節(jié)，除了讓學(xué)生掌握該數(shù)控系統(tǒng)的電氣原理圖外，還可以讓學(xué)生進(jìn)一步掌握電氣原理圖中各元器件的功能和接線，為以后的實(shí)際工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。然后，把已經(jīng)安裝連接好的電氣實(shí)物板安裝到數(shù)控機(jī)床電氣柜中，進(jìn)行數(shù)控系統(tǒng)其余部分，包括與數(shù)控裝置、伺服或步進(jìn)電機(jī)等的連接，最后進(jìn)行通電調(diào)試。通過(guò)實(shí)訓(xùn)發(fā)現(xiàn)，學(xué)生們?cè)趯?shí)訓(xùn)過(guò)程中積極性高，在一定程度上提高了學(xué)習(xí)效率。

四、教學(xué)方法和手段的改革

《數(shù)控系統(tǒng)的連接與調(diào)試》課程的目的和任務(wù)是使學(xué)生獲得數(shù)控機(jī)床控制技術(shù)的基本理論、知識(shí)和技能，為學(xué)習(xí)后續(xù)課程打下基礎(chǔ)。如何使學(xué)生獲得這些知識(shí)和技能，培養(yǎng)其分析能力、解決問(wèn)題的能力，筆者對(duì)教學(xué)方法和手段進(jìn)行了創(chuàng)新嘗試。

1.教學(xué)方法的改革

在《數(shù)控系統(tǒng)的連接與調(diào)試》教學(xué)實(shí)踐中，筆者體會(huì)到教師在做教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)教學(xué)內(nèi)容安排既要源于教材，又要不局限于教材，強(qiáng)化教學(xué)內(nèi)容的延伸性，注重教學(xué)內(nèi)容的信息量，增強(qiáng)教學(xué)內(nèi)容與實(shí)踐的聯(lián)系，豐富學(xué)生的直觀感受。改變教學(xué)過(guò)程中對(duì)陳舊知識(shí)點(diǎn)的陳述和繁冗的理論推導(dǎo)，采用理論聯(lián)系實(shí)踐、啟發(fā)式的教學(xué)方法。把教學(xué)的重點(diǎn)放在啟發(fā)、引導(dǎo)學(xué)生尋找發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并加以探究解決問(wèn)題的思路、方法上來(lái)，變學(xué)生被動(dòng)接受教材權(quán)威論斷性知識(shí)點(diǎn)的繼承性學(xué)習(xí)為學(xué)生主動(dòng)探索、發(fā)現(xiàn)現(xiàn)象、總結(jié)規(guī)律的開(kāi)拓性學(xué)習(xí)。比如在教學(xué)中，逐步問(wèn)學(xué)生：開(kāi)機(jī)之后回參考的目的？如何回參考點(diǎn)？回參考點(diǎn)的方式有哪些？通過(guò)這些提問(wèn)，學(xué)生會(huì)結(jié)合機(jī)床操作經(jīng)驗(yàn)，積極思考回答，激發(fā)了學(xué)生的興趣，培養(yǎng)了分析問(wèn)題的能力。

在綜合實(shí)訓(xùn)過(guò)程中采用項(xiàng)目教學(xué)方法，以實(shí)際項(xiàng)目的分析、設(shè)計(jì)、操作等來(lái)達(dá)到教學(xué)目的。每個(gè)項(xiàng)目采用“模塊化”設(shè)計(jì)，即在每個(gè)項(xiàng)目?jī)?nèi)部設(shè)置多個(gè)模塊，并形成“漸進(jìn)式”教學(xué)實(shí)施過(guò)程。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)，根據(jù)不同的項(xiàng)目分別在數(shù)控原理實(shí)訓(xùn)中心和數(shù)控維修實(shí)訓(xùn)中心等實(shí)訓(xùn)場(chǎng)所進(jìn)行。學(xué)生能夠綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，積極參與綜合項(xiàng)目建設(shè)，使學(xué)生綜合分析能力及運(yùn)用知識(shí)能力得到顯著提高，學(xué)生也有成就感。

2.教學(xué)手段的改革

教學(xué)手段是多種多樣的，傳統(tǒng)的教學(xué)手段如掛圖、錄像等曾經(jīng)在課堂教學(xué)中發(fā)揮了很大的作用，但是，隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，原有的教學(xué)手段很難適應(yīng)現(xiàn)代化教學(xué)發(fā)展的需要，必須進(jìn)行教學(xué)手段的改革。將多媒體教學(xué)引入課堂中,可以提高教學(xué)效率，優(yōu)化教學(xué)質(zhì)量。教師可以將文本外的各種圖形、動(dòng)畫(huà)和音頻視頻信息有機(jī)地組合在一起，還能把專業(yè)發(fā)展前沿技術(shù)和科研成果融入到多媒體課件里，使課本內(nèi)容表達(dá)更加直觀豐富，重點(diǎn)難點(diǎn)更加突出，信息容量更加廣泛。教學(xué)中，在活躍課堂氣氛、引導(dǎo)學(xué)生積極思考、激發(fā)學(xué)生興趣、提高教學(xué)質(zhì)量等方面比傳統(tǒng)教學(xué)手段更有優(yōu)勢(shì)。比如，在講檢測(cè)元件時(shí)，光柵尺的檢測(cè)原理很難理解，摩爾條紋的形成和放大作用，學(xué)生很難通過(guò)老師的口頭講述搞明白。筆者借助于FLASH軟件，將光柵尺的莫爾條紋的形成和移動(dòng)用動(dòng)畫(huà)的形式清晰、逼真地表現(xiàn)出來(lái)，學(xué)生能很直觀地感受到它的工作原理，加深了學(xué)生對(duì)難點(diǎn)知識(shí)的掌握。

在講述數(shù)控系統(tǒng)這部分內(nèi)容時(shí)，采用在實(shí)訓(xùn)室現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)的方式，邊講授、邊演示，然后分組,讓學(xué)生自己觀摩、動(dòng)手操作。通過(guò)這種學(xué)習(xí)方式，學(xué)生能將學(xué)過(guò)的理論知識(shí)輕松地融入到實(shí)踐中，做到理論和實(shí)踐相結(jié)合，很好地達(dá)到了“學(xué)中做”“做中學(xué)”的教學(xué)目的。

在綜合實(shí)訓(xùn)過(guò)程中，由于學(xué)生多，實(shí)訓(xùn)設(shè)備數(shù)量有限，達(dá)不到人手一臺(tái)，再者實(shí)訓(xùn)時(shí)間短，有些項(xiàng)目無(wú)法通過(guò)實(shí)訓(xùn)完成。為了解決這個(gè)問(wèn)題，今年數(shù)控技術(shù)專業(yè)引入了數(shù)控設(shè)備維修仿真軟件，它可以對(duì)數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行安裝連接、調(diào)試的過(guò)程進(jìn)行模擬，學(xué)生可以反復(fù)在電腦前身臨其境地模擬練習(xí)，熟練之后，再上機(jī)床動(dòng)手實(shí)操。既節(jié)省了實(shí)訓(xùn)時(shí)間，又避免了接線錯(cuò)誤帶來(lái)的安全隱患，非常受學(xué)生歡迎。

［1］張愛(ài)紅.《機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)》課程建設(shè)的探索與實(shí)踐［J］.無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2007，（12）.

［2］宋兆沛.高職《數(shù)控原理與系統(tǒng)》教學(xué)探討［J］.中國(guó)現(xiàn)代教育設(shè)備，2008，(5).

G718.5

A

1673-0046（2010）11-0041-02

［*基金項(xiàng)目：蘇州市職業(yè)大學(xué)教育教學(xué)資助項(xiàng)目（SZDG4-10028C）階段性成果］