田東亮 王繼武/秦皇島技師學(xué)院

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數(shù)控原理類課程一體化探討

田東亮 王繼武/秦皇島技師學(xué)院

【摘 要】數(shù)控原理類課程是數(shù)控加工專業(yè)的基礎(chǔ)課程，在專業(yè)課程教學(xué)中有著十分重要的地位和作用，數(shù)控原理類課程具有較強(qiáng)的理論性、抽象性、實(shí)用性等特點(diǎn)?，F(xiàn)實(shí)情況中職業(yè)院校學(xué)生的理論基礎(chǔ)薄弱，自學(xué)能力不足，使數(shù)控技術(shù)原理課程在實(shí)際教學(xué)中的教學(xué)效果很難保證。根據(jù)本系實(shí)際情況，本文就如何通過教學(xué)改革，提高數(shù)控原理類課程的教學(xué)效果和實(shí)際操作水平，培養(yǎng)社會(huì)需要的實(shí)用性和技術(shù)性人才進(jìn)行初步的探討和研究。

【關(guān)鍵詞】數(shù)控原理；課程；教學(xué)改革；探討和研究

一、數(shù)控加工專業(yè)中數(shù)控原理類課程的教學(xué)現(xiàn)狀

數(shù)控原理類課程是數(shù)控加工專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，具有較強(qiáng)的理論性、抽象性和實(shí)用性，其內(nèi)容涵蓋了電子電工、機(jī)床結(jié)構(gòu)、測(cè)控技術(shù)、微機(jī)原理等多種學(xué)科，在數(shù)控加工技術(shù)專業(yè)的教學(xué)中占有十分重要的地位。而現(xiàn)階段職業(yè)院校的學(xué)生普遍存在文化基礎(chǔ)薄弱、學(xué)習(xí)主動(dòng)性較低的情況。在教學(xué)過程中學(xué)生普遍感到數(shù)控技術(shù)的原理枯燥難懂，畏難、厭學(xué)情緒普遍，教學(xué)效果很不理想。針對(duì)數(shù)控原理類課程的教育現(xiàn)狀，我們必須更新觀念，努力學(xué)習(xí)現(xiàn)代教育理論，大膽探索新時(shí)期的教育教學(xué)方法，改進(jìn)教學(xué)模式，通過教學(xué)改革提高該類課程的教學(xué)效果，培養(yǎng)學(xué)生的理論水平和實(shí)際動(dòng)手能力，以滿足社會(huì)對(duì)應(yīng)用型、技術(shù)型人才的需求。

根據(jù)多年的教學(xué)實(shí)踐和調(diào)查了解，分析數(shù)控原理類課程教學(xué)效果差的原因主要是：教學(xué)過程中傳統(tǒng)教學(xué)模式忽視了對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)，沒有激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性不強(qiáng)；現(xiàn)階段推行的一體化教學(xué)依然單純的將工藝與編程部分與實(shí)際操作有機(jī)結(jié)合，沒有將主要涉及原理等理論性較強(qiáng)的知識(shí)融入到一體化教學(xué)過程中，一體化教學(xué)依然不夠深入。簡(jiǎn)單的說數(shù)控原理類知識(shí)在一體化教學(xué)中被淡化了。

二、我系數(shù)控一體化課程實(shí)施具體方案

（一）修訂教學(xué)計(jì)劃和教學(xué)大綱，明確數(shù)控原理類課程在一體化教學(xué)中的重要性

教學(xué)計(jì)劃和教學(xué)大綱，是教學(xué)實(shí)施的綱領(lǐng)性文件，所有的教學(xué)都要以教學(xué)大綱和教學(xué)計(jì)劃為依據(jù)開展教學(xué)。我系經(jīng)過多年的一體化教學(xué)改革實(shí)踐，結(jié)合企業(yè)專家座談會(huì)、企業(yè)調(diào)研、相關(guān)院校的學(xué)習(xí)交流以及本系數(shù)控骨干教師等的共同討論，制定了新的教學(xué)計(jì)劃和教學(xué)大綱。將數(shù)控原理類課程拆開，遵循循序漸進(jìn)的原則，融入到一體化教學(xué)過程中，改變以往一體化教學(xué)以工藝、編程和實(shí)踐操作為主體的現(xiàn)狀。同時(shí)，結(jié)合課堂實(shí)際、注重不同層次的學(xué)生教學(xué)內(nèi)容的區(qū)別。

（二）修訂一體化課程的教材——校本教材及工作頁(yè)

根據(jù)新的教學(xué)大綱和教學(xué)計(jì)劃，編寫和配備相應(yīng)完整的教材。根據(jù)職業(yè)教育立足本地、服務(wù)本地的原則、我系數(shù)控加工專業(yè)教師積極開展對(duì)企業(yè)調(diào)研和學(xué)生的走訪調(diào)查，立足我系實(shí)際和學(xué)生特點(diǎn)，編寫了適合當(dāng)前教育教學(xué)改革的一體化校本教材。教材在原有項(xiàng)目教學(xué)的基礎(chǔ)上，更加強(qiáng)調(diào)了專業(yè)理論知識(shí)與操作技能的融合，在學(xué)生掌握工藝編程等理論知識(shí)，鍛煉操作能力的基礎(chǔ)上，適當(dāng)?shù)脑黾訑?shù)控原理類知識(shí)點(diǎn)，將數(shù)控原理類知識(shí)點(diǎn)有機(jī)的融合到一體化教學(xué)過程中，將數(shù)控原理、機(jī)床結(jié)構(gòu)、數(shù)控編程、數(shù)控工藝與加工操作有機(jī)的融合到一起。校本教材有效的避免了數(shù)控原理類知識(shí)與實(shí)踐脫節(jié)等現(xiàn)象，將數(shù)控原理類理論知識(shí)貫穿到實(shí)踐教學(xué)過程中，避免了單純理論課的枯燥無味，而且也可以運(yùn)用理論知識(shí)解決實(shí)習(xí)過程中遇到的問題。

（三）一體化課堂教學(xué)的實(shí)施

按照教學(xué)大綱和教學(xué)目標(biāo)，確定合理的教學(xué)任務(wù)是一體化教學(xué)的關(guān)鍵。而圍繞學(xué)習(xí)任務(wù)，如何組織學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)以及進(jìn)行活動(dòng)策劃，將會(huì)直接影響到學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

工作任務(wù)的設(shè)計(jì)要從整體出發(fā)，從易到難、既要滿足學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，又要兼顧知識(shí)的系統(tǒng)性和完整性，以滿足學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律和職業(yè)成長(zhǎng)規(guī)律。

我系校本教材主要特色是基于工作過程的項(xiàng)目式教學(xué)，同時(shí)將數(shù)控原理的知識(shí)點(diǎn)融入到每個(gè)教學(xué)任務(wù)中。書中每個(gè)任務(wù)都承載著大量知識(shí)點(diǎn)和技能點(diǎn)，這些知識(shí)點(diǎn)與技能點(diǎn)有機(jī)的存在于各任務(wù)之中，每個(gè)任務(wù)以六步法為載體參照由淺入深、循序漸進(jìn)的原則真正實(shí)現(xiàn)“學(xué)中做、做中學(xué)”。

例如：數(shù)控一體化課程大綱要求高技班學(xué)生應(yīng)獨(dú)立完成數(shù)控銑床的加工編程與操作。教學(xué)目標(biāo)為：使學(xué)生具備復(fù)雜平面、曲面、殼體類零件的加工工藝分析、數(shù)控加工程序編制的能力，并能夠獨(dú)立操作數(shù)控銑床加工典型零件。即：通過本學(xué)期數(shù)控一體化課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠完成復(fù)雜平面、曲面、殼體類零件加工的全部過程。在講授球面加工時(shí)，引入“聯(lián)動(dòng)軸數(shù)和控制軸數(shù)的區(qū)別”、“坐標(biāo)插補(bǔ)計(jì)算”“三坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)加工和兩軸半加工的區(qū)別”等，將數(shù)控銑削加工中三軸同時(shí)加工的表象引申到插補(bǔ)加工的實(shí)質(zhì)。讓學(xué)生深入了解了數(shù)控加工的實(shí)質(zhì)，同時(shí)通過三軸聯(lián)動(dòng)加工和兩軸半加工的對(duì)比，讓學(xué)生更加深入的了解了這兩種加工方法的各自的優(yōu)缺點(diǎn)和不同場(chǎng)合的應(yīng)用，也對(duì)學(xué)生在工藝制定過程中熟練使用這兩種加工方式奠定了理論基礎(chǔ)。同時(shí)提高了一體化教學(xué)的實(shí)用價(jià)值，提高了學(xué)生的成就感和學(xué)習(xí)興趣，間接的提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。此項(xiàng)目教學(xué)活動(dòng)安排如下：

教學(xué)活動(dòng)策劃：（共60學(xué)時(shí)）

學(xué)習(xí)活動(dòng)1：接受任務(wù)及信息收集（10學(xué)時(shí)）

接受任務(wù)和信息收集階段，不論現(xiàn)在的科技手段多么高超，信息量多么的大，都不能替代教師的理論講授，教師在此階段應(yīng)充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，利用學(xué)生收集資料過程中遇到的難點(diǎn)，解決學(xué)生的疑惑，共性問題和個(gè)性典型問題課堂解決、個(gè)性問題單獨(dú)解決。這樣往往收到事半功倍的效果。同時(shí)在信息收集階段，有些需要本階段解決的問題學(xué)生沒有提出，往往需要教師的引導(dǎo)或提出。這一階段也充分的考驗(yàn)了教師知識(shí)的深度和廣度。例如不同數(shù)控系統(tǒng)的特點(diǎn)就屬于數(shù)控原理的內(nèi)容，我們通過對(duì)典型數(shù)控系統(tǒng)的資料收集就可以達(dá)到學(xué)習(xí)這一知識(shí)點(diǎn)的目的。我系車間主要有西門子、華中和FANUC數(shù)控機(jī)床，沒次都帶領(lǐng)學(xué)生實(shí)地感受和嘗試操作不同數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床，對(duì)學(xué)生實(shí)地了解數(shù)控系統(tǒng)的特點(diǎn)有很好的教學(xué)效果。

學(xué)習(xí)活動(dòng)2：球面加工銑削工藝制定（10學(xué)時(shí)）

一般同一個(gè)工件不同的學(xué)生會(huì)有不同的加工方法，這種現(xiàn)象在學(xué)習(xí)初期尤其明顯，甚至絕大多數(shù)的學(xué)生的工藝制定方法是錯(cuò)誤的。教師在整個(gè)教學(xué)過程中主要針對(duì)錯(cuò)的工藝制定進(jìn)行講解和更正，最終引導(dǎo)學(xué)生做出正確合理的工藝制定方法。在不影響教學(xué)安全的前提下，鼓勵(lì)學(xué)生嘗試不同的工藝，例如上面提到的兩軸半加工和三軸加工，鼓勵(lì)學(xué)生在編程過程中進(jìn)行不同的程序編制，并在下一階段的加工中進(jìn)行加工比較，方便學(xué)生認(rèn)知。在這一階段教師的另一個(gè)重要任務(wù)是督促學(xué)生正確全面的填寫工藝文件，逐步培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度和工作態(tài)度。

學(xué)習(xí)活動(dòng)3：加工（35學(xué)時(shí)）

在加工過程往往是問題最突出的階段，學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)很多和模擬或想象不同的地方，例如轉(zhuǎn)角過程中的過切和欠切、留出余量后在精加工階段仍然會(huì)出現(xiàn)粗加工的刀具痕跡等等，這就要求教師現(xiàn)場(chǎng)解決并鼓勵(lì)學(xué)習(xí)做好記錄。同時(shí)也引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，例如在加工過程中引出聯(lián)動(dòng)概念，并當(dāng)做重點(diǎn)進(jìn)行講解。在例如我系上半學(xué)期在加工過程中出現(xiàn)了主軸漏油的情況，我在實(shí)際教學(xué)中鼓勵(lì)學(xué)生分析漏油原因，并在此過程中進(jìn)行主軸結(jié)構(gòu)的分析和講解，同時(shí)組織觀摩維修，有效的將數(shù)控原理性知識(shí)融入到實(shí)際教學(xué)過程中，收到了良好的教學(xué)效果。

在實(shí)際教學(xué)過程中也會(huì)根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)人為設(shè)置教學(xué)課題，例如通過更換伺服系統(tǒng)電池講解數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng)，通過機(jī)床的一級(jí)保養(yǎng)二級(jí)保養(yǎng)過程引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)知數(shù)控系統(tǒng)的信號(hào)傳輸過程和轉(zhuǎn)換過程等，有效的提升了數(shù)控原理類課程的學(xué)習(xí)效果。

學(xué)習(xí)活動(dòng)4：精度檢驗(yàn)及誤差分析（4學(xué)時(shí)）

在實(shí)際教學(xué)過程中測(cè)量往往是一個(gè)最重要又往往最不受重視的階段，傳統(tǒng)的教學(xué)方法往往是尺寸合格即為合格。在我系一體化教學(xué)過程中引入了測(cè)量方案的制定環(huán)節(jié)，在測(cè)量開始前首先明確尺寸公差、形狀公差、位置公差和表面質(zhì)量，針對(duì)不同的公差確定不同的測(cè)量方法和測(cè)量工具。然后一步步有針對(duì)性的測(cè)量。測(cè)量方案的確定能力實(shí)際映射的是學(xué)生的公差學(xué)習(xí)水平。教師在測(cè)量階段引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)和學(xué)習(xí)公差并應(yīng)用于測(cè)量實(shí)踐。同時(shí)針對(duì)測(cè)量結(jié)果倒查加工方法是否合理，以進(jìn)一步提高學(xué)生的綜合能力。

學(xué)習(xí)活動(dòng)5：工作總結(jié)與評(píng)價(jià)（1學(xué)時(shí)）

活動(dòng)結(jié)束后，學(xué)生按照分組要求分別展示工作成果。 “三爪卡盤軟爪的加工項(xiàng)目”學(xué)生成果展示如下圖所示一般由四部分構(gòu)成：工件圖紙、學(xué)習(xí)筆記、學(xué)生工作頁(yè)和最終合格的工件。在答辯階段也可就某一問題讓學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)回答，檢驗(yàn)學(xué)生的掌握程度。例如問學(xué)生你所使用的機(jī)床屬于什么控制方式，該控制方式的特點(diǎn)是什么？就有效的檢驗(yàn)了學(xué)生對(duì)數(shù)控原理中開環(huán)、閉環(huán)半閉環(huán)的了解。

（四）一體化課程的完善與發(fā)展

活動(dòng)結(jié)束后，教師必須要對(duì)教學(xué)過程進(jìn)行總結(jié)與反思。其中包括數(shù)控類相關(guān)理論知識(shí)的梳理，以及教學(xué)過程中每個(gè)環(huán)節(jié)的總結(jié)、教學(xué)活動(dòng)的再策劃、數(shù)控理論知識(shí)在工作頁(yè)中所占的比例、內(nèi)容的調(diào)整、數(shù)控原理類知識(shí)與實(shí)踐的有機(jī)的融入性等。讓數(shù)控理論知識(shí)與實(shí)踐操作之間完美融合，進(jìn)而推動(dòng)一體化課程的不斷完善。

三、數(shù)控一體化課程實(shí)施對(duì)教師提出的要求

俗話說，教師有一桶水，才能傳授給學(xué)生一碗水。一體化教學(xué)，關(guān)鍵是教師隊(duì)伍的一體化、教師思想的一體化。一體化教學(xué)需要教師既有扎實(shí)的理論知識(shí)，又有過硬的操作技能和生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)以及良好的組織策劃能力；既要了解本專業(yè)和相關(guān)專業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，又要具有運(yùn)用新知識(shí)、新技能、新手段、新工藝開展教學(xué)和教研能力。一體化教師的水平，制約著一體化教學(xué)的實(shí)施水平與實(shí)施效果。所以，做好一體化教學(xué)，教師必須不斷學(xué)習(xí)，提升個(gè)人文化知識(shí)水平、操作能力和企業(yè)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，提高個(gè)人綜合素質(zhì)，將理論知識(shí)完整、全面、有機(jī)的與實(shí)踐教學(xué)相互融合才能更好的培養(yǎng)學(xué)生。

一體化教學(xué)是職業(yè)教學(xué)發(fā)展的趨勢(shì)，作為職業(yè)院校教學(xué)改革中的新教學(xué)模式，有著極強(qiáng)的生命力與創(chuàng)新力。教育教學(xué)的質(zhì)量在于教師，教師在一體化教學(xué)過程中既是教師的角色又是編劇的角色又是導(dǎo)演的角色，如何將數(shù)控原理類融入到教學(xué)過程中觸了除了更完善是教材編寫、更科學(xué)的合理教學(xué)組織，也更要求教師具有更高的責(zé)任心和使命感，讓我們攜手共進(jìn)，將職業(yè)教育改革不斷推向前進(jìn)。

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