李郝林 遲玉倫 白國振 林建中

上海理工大學機械工程學院，上海 200093

國家精品教材“機床數(shù)控技術”的設計思路

李郝林 遲玉倫 白國振 林建中

上海理工大學機械工程學院，上海 200093

本文論述了國家精品教材“機床數(shù)控技術”的設計思路。即根據應用性人才培養(yǎng)的要求，提出了以知識應用為主線的教材大綱編寫方法；在分析目前工科教材普遍存在的問題基礎上，論述了工科類教材內容的編排方法。這一設計思路可為同類型工科教材的編寫提供借鑒。

精品教材；教材建設；教材大綱

exquisite course; textbook construction; textbook guideline

“機床數(shù)控技術”教材第一版于2001年由機械工業(yè)出版社出版，2006年被評為普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材，2008年被評為國家級精品教材。由于采用了先進的教學理念，教材出版后，受到廣大讀者的厚愛，多所院校使用本教材作為教學教材，據機械工業(yè)出版社統(tǒng)計，在同類書籍中，本教材銷售量始終居于榜首。精品教材應有的示范輻射作用正在顯現(xiàn)。

教材是體現(xiàn)教學內容和教學方法的知識載體，是教學的基本工具，在深化教育教學改革、全面推進素質教育、培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐能力的人才中具有重要的作用。教育部在2007年2號文件《關于進一步深化本科教學改革全面提高教學質量的若干意見》中強調，深化教學內容改革，建立與經濟社會發(fā)展相適應的課程體系。這要求教材建設必須根據經濟社會發(fā)展和科技進步的需要，及時更新教學內容，將新知識、新理論和新技術充實到教學內容中，為學生提供符合時代需要的課程體系和教學內容。在教材建設方面，如何將應用型人才的培養(yǎng)目標以及培養(yǎng)學生解決實際問題能力的教學理念融入教材內容建設，是工科類精品教材建設必須考慮的問題。本文結合國家精品教材“機床數(shù)控技術”的建設，論述了教材大綱以及教材內容的設計思路，為同類型工科教材的編寫提供可借鑒的方法。

1.教材大綱的編寫

現(xiàn)代課程改革的一個重要目標是要加強綜合性、應用性內容，重視聯(lián)系生產實際和社會實踐；使學生學會運用所學知識去觀察、分析實際生產中的問題；為學生解決生產實際問題提供思路與方法，增強應用知識的意識。按照知識的應用進行教材內容編排，有利于學生了解所學知識的應用價值，樹立應用知識的意識，提高知識應用的能力和水平。

數(shù)控技術是機械設計制造及其自動化專業(yè)非常重要的一門專業(yè)課，涉及數(shù)控編程、加工工藝、數(shù)控系統(tǒng)操作、精密測量、伺服控制系統(tǒng)、曲線加工等多方面的知識點。在教材大綱的編排方面，一般的教材基本上按照知識的分類，將教材章節(jié)安排為：數(shù)控加工工藝技術、數(shù)控機床的程序編制、數(shù)控機床的工作原理、計算機數(shù)控裝置、位置檢測裝置、數(shù)控機床的伺服系統(tǒng)等。而我們則從知識的應用為出發(fā)點，將“機床數(shù)控技術”教材分為上篇“操作知識”和下篇“技術基礎”兩個部分。在概述中從數(shù)控機床操作者、數(shù)控機床改造者和特種數(shù)控機床開發(fā)者不同的需要出發(fā)，論述了數(shù)控技術的學習方法?？紤]到數(shù)控機床操作者所應具備的知識是從事其他兩類工作的基礎，只有熟悉了數(shù)控機床的功能及操作方法，才能更好地選用和開發(fā)新的數(shù)控系統(tǒng)。我們將數(shù)控機床操作知識作為上篇內容，介紹了數(shù)控程序編制，數(shù)控機床程序編制中的工藝處理，數(shù)控系統(tǒng)操作以及典型計算機數(shù)控系統(tǒng)介紹等知識。下篇的各章節(jié)則重點介紹了數(shù)控系統(tǒng)常用的位移傳感器、數(shù)控機床伺服系統(tǒng)、數(shù)控系統(tǒng)插補原理等。書中除了介紹這些裝置的工作原理外，還重點對其相應的產品及產品的使用方法進行了介紹。下篇中的理論知識對于僅僅操作數(shù)控機床的人員并非是必要，而對于從事數(shù)控改造及數(shù)控系統(tǒng)設計的工作者是必需的。

總之，教材大綱的編排不僅僅能體現(xiàn)在對學生的理論知識學習方面，還應體現(xiàn)在學生實踐過程應用理論知識和創(chuàng)造新知識等特殊功能。如本教材大綱就是在多年實踐教學的基礎上綜合考慮了學生學習知識、應用知識和創(chuàng)造知識多個環(huán)節(jié)進行合理編排。

2.教材內容的編寫

“機床數(shù)控技術”的編寫立足于數(shù)控應用技術的論述。為了增強應用性知識，作者在編寫過程中，在多家公司進行了調研，搜集了許多應用實例。另外，作者長期從事數(shù)控技術的研究工作，承擔了多項數(shù)控技術課題的研究工作，熟悉數(shù)控技術的發(fā)展趨勢與關鍵技術。這些工作為高質量地完成“機床數(shù)控技術”教材的編寫提供了基本保證。

在“機床數(shù)控技術”教材編寫前，我們認真分析了目前工科教材普遍存在的問題。一是缺乏實物圖片，許多關鍵零部件都用符號表示，例如“”表示液壓缸，“”表示電機等，學生只認識符號，而不認識實物。學習了編碼器，但不認識編碼器。二是教材內容不能反映科學技術的進步與變化，例如在位移檢測傳感器一章，至今多數(shù)教材還在花費很大篇幅介紹感應同步器、旋轉變壓器等內容，而實際上這些傳感器已在市場上消失多年。三是對檢測傳感器以及控制電機等系統(tǒng)，只介紹工作原理，不介紹使用方法。習題也是圍繞工作原理的理解而設立。針對這些問題，我們在“機床數(shù)控技術”教材編寫過程中，采取了多方面的措施，大力改革教材內容的編寫方式。首先，借鑒德國工科教材的寫作方法給所有介紹的傳感器與執(zhí)行器都配上實物照片以增強學生的工程觀念。為了使學生在學習這些元器件工作原理的同時，掌握其使用方法，我們從相關產品公司搜集了產品使用說明書，為每一個介紹的元器件（數(shù)控機床檢測傳感器與伺服系統(tǒng)）都附加了產品應用實例展示，對產品在實際中的具體應用方法進行了說明。另外，根據市場調研，對相關產品在市場上的應用情況也給予了說明。例如，在位移檢測裝置一章概述中有如下論述“隨著計算機技術在工業(yè)控制領域的廣泛應用，目前感應同步器、旋轉變壓器和磁尺在國內已很少使用，許多公司已不再經營此類產品。然而旋轉變壓器由于其抗振、抗干擾性好，在歐美仍有較多的應用。數(shù)字式的傳感器使用方便可靠，因而應用最為廣泛?！蓖瑫r，在內容編排順序方面，也將應用最為廣泛的編碼器放在最前面，而將市場上少見的感應同步器放在最后。教材中工程實踐性強的內容，則聘請具有豐富實踐經驗的教師參加編寫，例如“數(shù)控機床程序編制中的工藝處理”一章聘請負責培訓數(shù)控機床操作技師的老師編寫。教材結合零件加工實例，講述了數(shù)控加工零件的工藝性分析、工藝路線設計、加工工序設計等內容。為了讓學生了解數(shù)控機床在現(xiàn)代制造系統(tǒng)中的地位與作用以及CAD/CAM技術在實際生產中的應用情況，在附錄中分別增加了“數(shù)控技術與制造自動化系統(tǒng)”、“CAD/CAM軟件在產品開發(fā)中的應用”兩部分內容，作為學生知識擴充的部分。為了保證教材編寫內容更加符合生產實際，本教材分別聘請了上海機床廠有限公司和上海開通數(shù)控有限公司的專家作為教材的主審，在知識的實用性以及與實際的相符性兩方面提出修改意見。

3.結語

在深化教學改革中，實現(xiàn)教材建設的創(chuàng)新是有效地解決教學內容和教學方法存在問題的關鍵。精品教材建設對于教師教學、學生自主學習和能力素質的提高和提高教學質量起著重要的作用。教材編寫者個人的科研素質和先進的教學理念，決定了教材編寫的質量。精品教材不再是傳統(tǒng)的一本書的概念，而是一套完整的教學解決方案。涉及教學內容、教學方法與手段、教材媒體等方面的綜合建設。

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Design ideas for Institute Top-quality Course of “Machine tool numerical control technology”

LI Hao-lin,CHI Yu-lun,BAI Guo-zhen,LIN Jian-zhong
College of Mechanical Engineering, University of Shacniegnhcaei afonrd S Technology, Shanghai 200093, China

The paper elaboratets he designi deas for Institu te top-qualityc ourse of “machinte ool numericcal ontrol technology”F. or bringinug p more applietd alent, the methotd hat dependionng the mainl ine of knowledge application is proposed in writing textbook guideline. Based on analyzing the current problem of engineering textbook, the editing methood f engineeritnegx tbooki s discussed. The thoughat nd methood f this paper can be usedi n other engineering textbook writing.

G641

A

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.09.135

遲玉倫 單位：上海市軍工路516號，上海理工大學機械工程學院 研究方向：主要從事機械控制、精密檢測、數(shù)控技術研究。