張亞萍

（泰州職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電技術(shù)學(xué)院，江蘇 泰州 225300）

《機(jī)床數(shù)控原理與系統(tǒng)》課程教學(xué)改革探討

張亞萍

（泰州職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電技術(shù)學(xué)院，江蘇 泰州 225300）

《機(jī)床數(shù)控原理與系統(tǒng)》是數(shù)控技術(shù)專業(yè)的一門核心課程，其課程教學(xué)質(zhì)量將直接影響著學(xué)生今后的崗位實(shí)踐技能和知識(shí)的內(nèi)化、遷移、發(fā)展能力。文章將就如何提高課程的教學(xué)質(zhì)量，從課程內(nèi)容、教學(xué)體系、教學(xué)組織、教學(xué)方法、教學(xué)手段等方面進(jìn)行探討。

數(shù)控原理與系統(tǒng)；教學(xué)質(zhì)量；課程內(nèi)容；教學(xué)體系

《機(jī)床數(shù)控原理與系統(tǒng)》是根據(jù)數(shù)控技術(shù)專業(yè)崗位群的工作任務(wù)和職業(yè)能力分析，而設(shè)置的一門專業(yè)核心課程，主要介紹了數(shù)控機(jī)床的組成，各組成部分的功能及連接、數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)置和調(diào)試，具有很強(qiáng)的實(shí)踐性和系統(tǒng)性。通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)具有數(shù)控機(jī)床的調(diào)試、應(yīng)用和維護(hù)能力。本課程涉及的知識(shí)面廣，理論性較強(qiáng)，很多高職高專院校在教學(xué)過程中采用理論加驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)體系，這就存在理論與實(shí)踐嚴(yán)重脫離的現(xiàn)象，教學(xué)的質(zhì)量和效果也很難得到保證。本文以泰州職業(yè)技術(shù)學(xué)院《機(jī)床數(shù)控原理與系統(tǒng)》課程為例，從課程內(nèi)容、教學(xué)體系、教學(xué)組織、教學(xué)方法、教學(xué)手段等方面進(jìn)行探討。

1 明確課程目標(biāo)，優(yōu)化課程內(nèi)容

高職高專院校開設(shè)《機(jī)床數(shù)控原理與系統(tǒng)》課程的目的，不是培養(yǎng)學(xué)生扎實(shí)的理論功底，而是注重于學(xué)生運(yùn)用數(shù)控理論解決實(shí)際問題的能力，理論知識(shí)的深度和廣度，要本著“以人為本”的思想，充分考慮學(xué)生的理論基礎(chǔ)，以“必需、夠用”為度，將課程重點(diǎn)放在伺服傳動(dòng)控制方法、主軸傳動(dòng)控制方法、梯形圖控制、位置檢測(cè)裝置的應(yīng)用、參數(shù)設(shè)置、數(shù)控系統(tǒng)的連接和調(diào)試等工程應(yīng)用性較強(qiáng)的方面，而對(duì)于復(fù)雜的理論內(nèi)容，如數(shù)控裝置的工作原理，變頻器的工作原理、電機(jī)的工作原理等內(nèi)容應(yīng)該略講，做到重點(diǎn)、難點(diǎn)突出，注重培養(yǎng)學(xué)生用理性思維解釋數(shù)控現(xiàn)象的能力和實(shí)踐創(chuàng)新能力。因此，制定合理的課程目標(biāo)，是保證課程順利實(shí)施的前提條件。

2 基于工作過程，劃分教學(xué)模塊

《機(jī)床數(shù)控原理與系統(tǒng)》牽涉的知識(shí)面比較廣，教學(xué)內(nèi)容比較豐富，要在有限的課時(shí)內(nèi)，達(dá)到課程的教學(xué)目標(biāo)，一方面要求學(xué)生在機(jī)械、電器、液壓和氣壓等方面要有一定的知識(shí)儲(chǔ)備，另一方面要求教師能根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，打破教材原有的知識(shí)體系，分散難點(diǎn)，理論結(jié)合實(shí)踐，基于工作過程，以任務(wù)為導(dǎo)向，劃分教學(xué)模塊。

本課程以CK0628數(shù)控車床和XK160P數(shù)控銑床為載體，以數(shù)控裝置、進(jìn)給系統(tǒng)、輔助裝置三大控制對(duì)象為主線，按照認(rèn)識(shí)數(shù)控系統(tǒng)——連接數(shù)控系統(tǒng)——調(diào)試進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)——調(diào)試主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)——掌握輔助功能和PLC裝置——設(shè)定系統(tǒng)參數(shù)和調(diào)試機(jī)床——數(shù)控機(jī)床的通信與聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的工作過程將課程分為八大模塊，如表1所示。

表1 課程教學(xué)模塊

3 基于工作過程，設(shè)置“教學(xué)做”一體化的教學(xué)體系

基于工作過程，建立“教學(xué)做”一體化的課程教學(xué)體系，理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)相互交錯(cuò)，學(xué)什么理論，相關(guān)的實(shí)踐教學(xué)緊隨其后進(jìn)行，達(dá)到理論與實(shí)踐教學(xué)相融合的目的，徹底改變理論和實(shí)踐相分離的傳統(tǒng)教學(xué)方法，突出相關(guān)理論在工程實(shí)際中的應(yīng)用[1]。以實(shí)際問題作為引導(dǎo)，將完成工作任務(wù)必需的相關(guān)理論知識(shí)構(gòu)建于每個(gè)教學(xué)情景之中，讓學(xué)生先了解有關(guān)技術(shù)的應(yīng)用知識(shí)，然后再學(xué)習(xí)比較抽象的理論，做到重要的專業(yè)理論知識(shí)都在明確的實(shí)踐背景下加以介紹，理性認(rèn)識(shí)與感性認(rèn)識(shí)相結(jié)合。如在學(xué)習(xí)“數(shù)控系統(tǒng)的連接”這一模塊時(shí)，教師先帶學(xué)生到數(shù)控實(shí)訓(xùn)車間參觀數(shù)控機(jī)床，對(duì)照實(shí)物，教師介紹數(shù)控機(jī)床的重要組成單元和各自的主要作用；然后帶學(xué)生到數(shù)控調(diào)試實(shí)驗(yàn)室，對(duì)照系統(tǒng)連接圖紙進(jìn)行連接操作，在這個(gè)過程中教師主要負(fù)責(zé)解答學(xué)生的提出的疑問或進(jìn)行技術(shù)指導(dǎo)，最后由教師應(yīng)用多媒體、錄像等手段對(duì)各單元的接口的作用，連接時(shí)的注意事項(xiàng)進(jìn)行講解。通過這樣的教學(xué)過程，學(xué)生不但對(duì)數(shù)控機(jī)床的組成單元和連接方法有了一定的感性認(rèn)識(shí)，而且也提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和創(chuàng)造性。

4 基于實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)設(shè)備，建設(shè)立體化教材

4.1 教材編寫

目前，所選用的教材存在理論內(nèi)容偏多，教材中講述的數(shù)控系統(tǒng)與本院實(shí)訓(xùn)中心設(shè)備不匹配等問題。因此，我們將組織有經(jīng)驗(yàn)的老師，依據(jù)教學(xué)目標(biāo)，按照教學(xué)內(nèi)容模塊化的思想，編寫適合課程教學(xué)的模塊化教材，刪除無實(shí)用價(jià)值的陳舊內(nèi)容和繁冗計(jì)算，注重與實(shí)際數(shù)控系統(tǒng)的聯(lián)系，將本專業(yè)的新知識(shí)、新技術(shù)、新工藝、新方法，學(xué)科的最新發(fā)展成果寫入教材，體現(xiàn)教材的先進(jìn)性和前瞻性，為現(xiàn)實(shí)一體化教學(xué)提供保障。

4.2 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書編寫

參照教材的內(nèi)容設(shè)置，編寫實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書。實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的編寫應(yīng)結(jié)合我院現(xiàn)有的數(shù)控設(shè)備資源，設(shè)計(jì)與理論知識(shí)相對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。其主要教學(xué)內(nèi)容包括數(shù)控系統(tǒng)的硬件組成、系統(tǒng)的連接、刀具補(bǔ)償原理、數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)給參數(shù)的設(shè)置、進(jìn)給系統(tǒng)控制特性的調(diào)整、坐標(biāo)軸的參考點(diǎn)與工件零點(diǎn)的設(shè)置、主軸齒輪變速與主軸準(zhǔn)停、系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)置和調(diào)試、自動(dòng)換刀裝置的PLC控制梯形圖等。實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的編制，應(yīng)注意理論與實(shí)踐一一對(duì)應(yīng)，使學(xué)生在學(xué)了理論知識(shí)以后，能將理論用于分析，遇到與數(shù)控技術(shù)相關(guān)的問題或故障時(shí)，知道用什么樣的知識(shí)去解釋，使學(xué)與用緊密結(jié)合。

4.3 綜合性實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書編寫

綜合性實(shí)訓(xùn)，是指給學(xué)生下達(dá)一定的設(shè)計(jì)任務(wù)，從資料的查閱、方案的選擇到程序模塊的設(shè)計(jì)、調(diào)試，運(yùn)行結(jié)果的分析都是由學(xué)生自己完成[2]。例如選用西門子公司的數(shù)控裝置、西門子公司的伺服系統(tǒng)、西門子公司的可編程控制器、西門子公司的進(jìn)給電動(dòng)機(jī)和主軸電動(dòng)機(jī)、西門子公司的脈沖編碼器、以及南京第二機(jī)床廠的機(jī)床本體，要求學(xué)生利用所學(xué)的專業(yè)知識(shí)把這些單元對(duì)接裝配起來，并根據(jù)機(jī)床加工工藝流程設(shè)置各個(gè)單元的系統(tǒng)參數(shù)和PLC梯形圖，最終使整個(gè)數(shù)控機(jī)床按要求運(yùn)行起來。

5 加強(qiáng)“雙師型”教師隊(duì)伍的建設(shè)

一支高水平的師資隊(duì)伍是實(shí)現(xiàn)課程教學(xué)目標(biāo)的保證。數(shù)控技術(shù)是近年來興起的專業(yè)和行業(yè)，專業(yè)教師很多都來自于應(yīng)屆的本科生、碩士生，直接從學(xué)校到學(xué)校，缺乏工程實(shí)際應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn),進(jìn)入高職高專院校就立即充實(shí)到教學(xué)崗位上，盡管他們精力充沛，但在教學(xué)過程中，由于自己沒有受過系統(tǒng)教學(xué)方法、教學(xué)技巧等訓(xùn)練，會(huì)導(dǎo)致教學(xué)效果不佳。特別是對(duì)于《機(jī)床數(shù)控原理與系統(tǒng)》這門課程而言，涉及的學(xué)科領(lǐng)域多，要將大量的教學(xué)內(nèi)容在有限的時(shí)間內(nèi)保質(zhì)保量地完成，教師不僅要熟悉數(shù)控系統(tǒng)的產(chǎn)生、發(fā)展以及現(xiàn)況，對(duì)數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用以及將來的發(fā)展前景有著全面的了解，而且要有一定的駕馭知識(shí)的能力，才能夠做到各個(gè)知識(shí)點(diǎn)的糅合，理論與實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合。因此高職院校要通過有計(jì)劃地安排教師參加各類培訓(xùn)班、下廠實(shí)踐，聘請(qǐng)企業(yè)專家擔(dān)任任課教師等途徑，培養(yǎng)一支理論知識(shí)扎實(shí)、具有工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的“專兼結(jié)合、雙師結(jié)構(gòu)”的教學(xué)團(tuán)隊(duì)。

6 根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，靈活應(yīng)用教學(xué)手段

6.1 啟發(fā)式教學(xué)

在啟發(fā)式教學(xué)方面，經(jīng)常采用教師提出問題、學(xué)生帶著問題自學(xué)的方式。在教師的啟發(fā)幫助下，學(xué)生發(fā)揮主觀能動(dòng)性，通過涉獵教材知識(shí)分析問題、解決問題，培養(yǎng)學(xué)生自覺獲取知識(shí)的能力[3]。例如在介紹編碼器的工作原理時(shí)，用提問的方式引入：某配有西門子系統(tǒng)SINUMERIK810D數(shù)控車床,在加工螺紋時(shí)出現(xiàn)亂牙現(xiàn)象，誰能說出產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因可能有哪些？當(dāng)老師提出這樣的與實(shí)際數(shù)控加工密切相關(guān)的故障現(xiàn)象時(shí)，可能有些學(xué)生在前期的數(shù)控實(shí)訓(xùn)時(shí)就遇到過這樣的情況，這樣，學(xué)生對(duì)知識(shí)的好奇感和求知欲一下子就被激發(fā)起來，就會(huì)進(jìn)入主動(dòng)思考的狀態(tài)。老師可以通過啟發(fā)學(xué)生相關(guān)的知識(shí)要點(diǎn)和分析思路，讓學(xué)生上講臺(tái)闡述自己的想法，通過這樣的互動(dòng)方式，不但活躍了課堂氣氛，而且也達(dá)到了預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)。

6.2 提問式教學(xué)法

教學(xué)中，改變以教師為主的教學(xué)模式，而是以學(xué)生為主體，由學(xué)生根據(jù)在數(shù)控機(jī)床操作過程中遇到的問題和不能理解的現(xiàn)象，提出問題，由老師和學(xué)生共同探討。如有學(xué)生提出數(shù)控機(jī)床在回參考點(diǎn)時(shí)，在參考點(diǎn)附近出現(xiàn)了反向運(yùn)動(dòng)的情況。這個(gè)問題剛被提出，就引起了學(xué)生的興趣，他們接著又提出了機(jī)床是怎么確定參考點(diǎn)的，每次回參考的位置是不是都固定不變等一系列問題，在這個(gè)基礎(chǔ)上，再由學(xué)生學(xué)習(xí)教材和查閱參考資料，通過小組討論的方式，讓學(xué)生自行解決問題，最后由老師作相關(guān)理論知識(shí)的講解。這樣的教學(xué)方式，不但能培養(yǎng)學(xué)生注意觀察的習(xí)慣，同時(shí)也激發(fā)了學(xué)生對(duì)知識(shí)的渴望。

6.3 現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)法

對(duì)于一些抽象的、學(xué)生難以掌握的、但在實(shí)際生產(chǎn)中用經(jīng)常用到的理論知識(shí)，可以通過現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)，增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，幫助學(xué)生找到理論與實(shí)踐的結(jié)合點(diǎn)，采用理論指導(dǎo)實(shí)踐、實(shí)踐驗(yàn)證理論的螺旋學(xué)習(xí)法，讓學(xué)生在輕松的環(huán)境中掌握知識(shí)。例如，在介紹刀具半徑補(bǔ)償?shù)脑砗娃D(zhuǎn)接形式時(shí)，可以帶學(xué)生到數(shù)控實(shí)訓(xùn)中心，編寫一段采用刀具半徑補(bǔ)償加工整圓的程序，通過單段執(zhí)行程序讓學(xué)生看到機(jī)床執(zhí)行刀補(bǔ)的三個(gè)過程，然后通過改變刀具的起到點(diǎn)，刀具軌跡發(fā)生了明顯的變化，加工的不是一個(gè)整圓，學(xué)生在觀察后，一定會(huì)產(chǎn)生好奇和疑問，一方面會(huì)積極的思考，另一方面很希望立即從老師那里知道答案，在老師講解數(shù)控系統(tǒng)刀具半徑補(bǔ)償?shù)脑?，學(xué)生自然會(huì)與生產(chǎn)實(shí)際聯(lián)系起來，減輕了理論學(xué)習(xí)的難度。通過這樣的教學(xué)方式，學(xué)生不但在輕松的環(huán)境中學(xué)到了知識(shí)，而且也逐漸掌握了應(yīng)用理論知識(shí)分析實(shí)際問題的方法。

6.4 多媒體教學(xué)法

成功的多媒體課件可以使原先枯燥的、難以表述的理論知識(shí)，用形象生動(dòng)的課件加以表達(dá)，有助于學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和掌握。如在介紹光柵的工作原理時(shí)，關(guān)于莫爾條紋的產(chǎn)生現(xiàn)象和相關(guān)的計(jì)算，如果只憑教材上的圖片和老師的講解，學(xué)生一定很難掌握，如果通過多媒體將莫爾條紋產(chǎn)生的過程演示給學(xué)生看，學(xué)生很快就能掌握，而且不容易忘記。因此，教師因充分利用多媒體技術(shù)，精心準(zhǔn)備課件，提高課堂教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量。

7 總結(jié)

《機(jī)床數(shù)控原理與系統(tǒng)》課程改革效果，直接關(guān)系到高職院校數(shù)控技術(shù)專業(yè)高技能應(yīng)用型人才的培養(yǎng)質(zhì)量。課程的改革是一個(gè)循序漸進(jìn)的過程，需要有實(shí)力雄厚的硬件實(shí)訓(xùn)設(shè)備作為基礎(chǔ)，需要有高素質(zhì)的教學(xué)團(tuán)隊(duì)作為保障，需要有創(chuàng)新的精神和勇于改革的思想作為支撐，才能順利實(shí)現(xiàn)教學(xué)質(zhì)量的提高和創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。

[1]賈相武,俞勁創(chuàng).“數(shù)控技術(shù)專業(yè)”理論與實(shí)踐融合教學(xué)模式研究[J].職教論壇.2009,（1）:26-27.

[2]吳愛萍,汪木蘭.《數(shù)控原理與系統(tǒng)》課程實(shí)踐教學(xué)體系與改革[J].中國(guó)現(xiàn)代教育裝備,2007,（3）:22-23.

[3]金燕.《數(shù)控原理與系統(tǒng)》課程教學(xué)的思考[J].教法學(xué)法新探,2008,（12）:79.

Teaching of Numerical Principle and System

ZHANG Ya-ping
（Taizhou Polytechnic College,Taizhou Jiangsu 225300,China）

Numerical principle and system is a core course for numerical control technology speciality,its teaching quality will affect pupils'practice skills,knowledge Internalization,transfer and develop ability.The paper approaches how to improve the teaching quality mainly in choose course content,teaching system,teaching organizing,teaching method,teaching medium.

numerical principle and system;teaching quality;course content;teaching system

G 642

B

1671-0142（2011）02-0041-03

張亞萍（1978-）,女,江蘇泰興人,講師.

（責(zé)任編輯劉 紅）