1、数控技术应用课程教学探讨【摘要】通过对“数控技术及应用”课程的特点分析，以及针对我校当前数控技术及应用课程教学过程中存在的问题, 提出了数控技术应用课程教学质量的途径和方法。【关键词】数控技术；课程特点；教学质量数控技术课程是机械类专业必修的技术基础课程。学习本课程的目的是使学生能掌握数控原理、插补原理、伺服系统、检测原理等基本知识,掌握典型的数控系统的应用与操作，掌握数控车床、铣床、加工中心的编程知识，熟悉相关的仿真软件和自动编程软件，并通过实验、实训、实习增加感性认识，提高学生的动手能力和创新能力，达到知识、能力、素质的全面教育。一、数控机床技术应用课程特点分析1. 涉及基础面宽。数控技术
2、是一门综合性的专业技术，它涉及到设计、工艺、机床、刀具、夹具、切削原理、材料、数字控制、电源技术、电机、检测、计算机技术、软件技术、信息流管理与控制等等。特别是 CAD/CAM 一体化技术、FMS、CIMS ，它们是集设备、信息、物流、能量流于一体的综合的自动化设计与制造系统，经过近十年的发展，数控技术已不单是数字控制，而是一门综合设计、工艺、制造及自动控制的多学科交叉型的科学技术。2. 技术更新快。随着计算机技术的高速发展，传统的制造业开始了根本性变革，各工业发达国家投入巨资，对现代制造技术进行了研究开发，提出了个新的制造模式，例如美国的 NGC 和 OMAC 计划、欧共体的 OSACA 计
3、划、日本的 OSEC 计划等。目前，数控技术正在发生根本性技术更新，由专用型封闭式开环控制模式，向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。在集成化基础上，数控系统实现了超薄型、超小型化；在智能化基础上，综合了计算机、多媒体、模糊控制、神经网络等多学科技术，数控系统实现了高速、高精、高效控制，加上过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数，实现了在线诊断和智能化故障处理；在网络化基础上，CAD/ CAM 与数控系统集成为一体，机床联网，实现了中央集中控制的群控加工。3. 实践性强。数控技术课程是一门实践性很强的课程，数控技术教学中每一个环节，如数控机床结构分析、数控加工工艺分析、数控编程与操作及数控
4、机床一般故障诊断与维修等，都必须用相应的实验或实训教学来加深加强理论教学的效果，通过实验或实训将理论与实践、学习和实操、模仿与创新结合起来。离开实践，既不能培养学生的数控编程能力、数控机床的操作能力以及系统的维护能力，也不能培养学生数控技术的开发能力。这样培养出来的学生，在毕业后走上工作岗位时不能很快地在数控技术的应用与开发方面独当一面。二、当前数控技术课程教学面临的问题我校的数控技术课程教学起步较晚，师资力量相应的匮乏。在实际的教学过程当中，对数控技术课程的认识、课程体系、教学内容和教学方法等方面不同程度的存在一些问题，具体表现在：1. 教学内容不尽规范。先修课程对于数控机床的机械结构、伺服
5、控制系统、刀具及数控加工工艺方面的知识相对较少，知识内容和深度不够，学生对较深入的知识不易理解。此外，数控技术已不单是数字控制，而是一门综合设计、工艺、制造及自动化控制的多学科交叉型的科学技术，知识量过大，在有限时间内很难安排大量需要讲授的内容，影响学生全面理解数控技术的知识体系和内容。2. 课程教学内容不够深入和前沿。数控技术作为一门专业基础课，它具有技术更新快、实践性强的特点，许多实质性技术和最新技术讲授得不够深入，如数控装置的软、硬件结构、伺服控制技术往往停留在概念上，许多新功能、新技术的讲授也跟不上技术的发展。3. 综合性和前沿性教材缺乏。深入反映科技前沿技术的教材缺乏，关键性技术论述
6、较少，适应高层次人才培养的高质量教材更少。另外实验设备的数控系统没有与其配套的教材，编程格式与其它教材又不一致，讲起课来既费劲效果又不好，往往顾此失彼。4. 实习、实训、实验等实践性教学环节条件较差。学生的实验教学达不到要求。实习、实训等环节的内容还存在着很大的缺陷，学生对数控机床的认识还有一定的距离。操作训练也仅仅停留在基本的操作上，对于操作过程当中的具体问题还不能应对。数控技术课程不但具有理论知识面宽，而且具有很强的实践性和应用性，难学难教，需从系统出发，安排学生更多的实验、实训时间，才能达到满意的效果。三、提高数控技术应用课程教学质量的方法和途径1. 合理调整课程教学的内容。从高职教育的
7、培养目标出发，数控机床课教学内容要紧密围绕提高学生的实际操作能力，培养一线高素质的数控技术应用工人这条主线，设计学生的知识、能力、素质结构，注重知识的实用性和能力素质的培养。首先，应恰当取舍教学内容。由于数控技术发展更新快，目前数控机床课程的教材内容，大多数迟滞于数控技术应用的发展，虽然学生学习了这些知识，但在实际工作中已经落伍，实用性不大，因此在教学过程中，对那些陈旧过时的教学内容，教师要及时进行删减，随时更新充实数控技术发展的前沿知识于课堂教学中。例如，在对数控机床的常用控制介质进行讲解时，由于穿孔带作为控制介质在实际生产中已经很少应用，可以将这部分的内容删除，充实比较前沿的控制介质如：U
8、 盘、移动硬盘等。其次，应合理安排教学内容。对于前后联系不够紧密的教学内容，可以划分成若干个教学模块；对于有些教学内容可以将讲解的前后次序作相应调整；对于与实际应用密切相关的理论内容，应与实际应用实例结合起来，这样可以使学生更加深入地理解理论知识。例如，可将数控机床教材中的内容划分成“数控车床、数控铣床、加工中心”三个模块来进行，使教学更加具有系统性和完整性，便于学生的学习理解。在讲解“数控铣床”时，教材内容是先认识设备，再操作，后编程的顺序，笔者结合数控铣床在生产实践中的应用，将内容调整为先认识设备，再编程，后操作的顺序，使教学更加贴近生产实际。2. 改进理论教学的方法和手段，激发学生学习兴
9、趣和动力。数控机床课教学中，如果还是采取老师满堂讲，学生被动听、黑板上开机床的教学方法和手段，就很难体现高职教育的特色，难以培养出适应现代数控应用技术发展需要的高素质人才。好的教学方法和教学手段对于激发学生的学习兴趣，促进教学内容的消化十分重要，有时甚至可以收到事半功倍的效果。数控机床课教学应紧跟现代数控技术发展的需要，采取灵活多样的教学方法和手段，激发学生的学习兴趣和动力。采取比较法教学。数控机床是在普通机床基础上发展起来的，二者在组成、结构、使用性能、操作等方面都有一定的联系与区别。在讲授时，多采取比较法，可以把一系列彼此分散的知识点，系统地联系起来，使整个教学内容清晰有序，使学生在比较、
10、归纳、总结的过程中，加深对数控机床的认识。例如，在介绍数控车床时，可以联系普通车床讲授，通过将二者进行对比使学生对数控车床的组成、结构、使用性能、操作等方面都有了更深刻全面的认识。采取多媒体教学。运用多媒体教学手段，可以使那些用传统的教学手段无法讲清，或难以讲清教学内容，化难为易、化繁为简，使抽象的结构变得直观，使课堂教学获得最大的效率。例如对数控机床结构部分的讲解，可将传统的挂图制作成多媒体课件来演示，既直观，又容易接受，提高学生的学习兴趣及效率。在对数控机床操作应用部分进行讲解时，引入数控加工仿真软件，完全可以改变黑板上开机床的死板局面，使课堂教学变得更加生动、更加具体，而且由于仿真软件不
11、存在安全问题，学生可以大胆地、独立地进行学习和练习，通过与仿真场景的交互，来体验一种接近于真实场景的感觉。因此，采取这种方法能进一步提高学生的实际操作技能。采取互动式教学。互动式教学就是在教学过程中加入学生的作用因素而完成教学的方式。它培养了学生的参与意识、动手能力和思维能力，并能激发学生的学习兴趣，是一种良好的教学方式，符合素质教育所提倡的“教为主导，学为主体”的教学思想，还学生主动思维的空间，让学生主动发展。避免了教师是主角， 少部分学生是配角，大部分学生是听众的教学模式。在教学中，老师和学生可以互相提问，也可以共同研究，启发讨论、答疑解惑，提高教学效果。除此之外，理论课教学中还可以采取设
12、疑式、分层式、任务驱动式等灵活多样的教学方法和教学手段,，调动学生的积极性，使学生感受到学习的乐趣，主动参与其中，变“要我学”为“我要学”，有效提高教学质量。3. 提高任课教师和实验人员的教学水平。由于我院数控技术课程教学起步较晚，师资相应的薄弱，在这种背景下，专业教师在知识更新、业务技能培训、综合素质方面的缺陷和差距是显而易见的，甚至可以说，在接受高新技术、了解掌握技术革新、产业改造方面与学生是同步的。加之地域所限，进行知识的交流和学习也非常困难，使得教师难以适应当前教学改革的要求。因此，搞好数控技术教学与改革，没有一支合格的师资队伍是不可能的。应紧紧抓住现有师资的培训与再进修工作，有计划的
13、选派一部分任课教师和实验教师深入到实验室、实训基地参与数控技能培训，也可以深入工厂进行专业技能培训，弥补我们的教学、实验、实训中存在的缺陷。近两年制造系的老师先后到天津、北京、南京进行数控培训,使得教学效果有了明显的改善。应有计划地支持青年教师攻读硕士和博士研究生，以提高自身的素质，为机械制造专业的发展和数控技术教学提供人才资源。另外教师之间还应相互听课，与实验室教师定期进行教学方法的讨论与研究，总结教学过程中的经验，撰写教学研究报告，互相学习共同提高。同时可以聘请一些专家学者进行科技讲座或从企业聘请技术人员进行辅导讲座，使教师和学生接受新的知识和新的技术。4. 加强实践教学，培养学生应用及创
14、新能力。实践教学是培养高等技术应用型人才的重要途径和保障，在专业培养方案中占有重要地位。教学中要注意实践教学所占比例，并使理论教学与实践教学交叉进行。为使学生对已有知识做到融会贯通，在实习、课程设计、毕业设计等实训环节中充分发挥学生主动性，真正让学生成为主体，从开始的机床结构原理分析、不同类型的机床操作、CAD 建模、加工工艺编制、刀具的选择、CAM 加工路经生成、三坐标测量、到整个实践加工过程，尽量让学生独立来完成。为了充分发挥大学生们的想象力和创造力，培养创新意识和创新能力，提高综合意识，安排学生进行创新综合训练，在掌握编程能力的基础上，要求学生进行综合零件的设计，编程和制作，就是设计制图
15、工艺设计、分析编程加工一条龙。为了满足制造业对数控技术人才的需求，为我国机械制造业的振兴输送大批数控技术合格的人才，我们将在数控技术教学领域作进一步探索与实践。只有培养出知识全面、意识超前、综合性、复合型、创新型的高素质人。5. 注重数控技术课程教学的基础建设和学生素质教育。数控技术课程的理论教学和实践教学固然重要，但与其配套的基础建设也不可缺少。诸如：与教学相关的教案、讲稿、教学日历要齐全并且应该是教师之间共同备课的结果；与实验、实训、实习相关的实验、实训、实习大纲、指导书和报告要规范，要有明确的培养目标和实施方案；与考试、章节复习相关的试题库、试卷库、习题库要完整，内容要全面，难度要适中；
16、与教材相关的多媒体教学课件、多媒体辅助教学软件要随数控技术新的理论知识的增加而不断地进行修改和完善。这些基础性教学文件是指导我们进行教学实施的依据和纲领，既不可缺少也不可随便应付。另外不得不提的是学生素质教育，要想使我们培养的人才紧跟时代的步伐，尽快适应制造业发展的需要，使其成为专业知识和技能的高素质人才，就必须在教学过程当中不仅向学生灌输科学技术知识，更应该培养他们不怕困难勇于吃苦的精神，树立严谨的工作作风和科学的世界观，要鼓励学生学习数控技术的信心和兴趣，工作中应善于钻研，不断创新，用自己的能力在时代发展的大潮中考验自己。只有这样才真正把知识、能力、素质教育融入到教学活动的各环节当中，才能
17、培养出合格的研究型和应用型人才。四、结语总之，数控技术是一门多学科综合性的专业技术基础课，它涉及到多门基础及相关技术课程，同时它又是一门实践性很强、技术更新很快的课程，因此，要大力改善教学条件，抓好教材建设、实验室建设、师资队伍建设、教学基本建设，提高理论教学质量和实验、实训、实习教学效果，从教学过程的各个环节入手，注重学生知识、能力和素质的培养，为我国的制造业发展培养大批优秀数控人才。【参考文献】1方喜峰，张胜文. 数控技术应用实训方案探讨J. 实验室研究与探， 2005，24(6).2魏效玲，姬晓利. 数控技术课程教学浅谈J. 河北建筑科技学院学报 (社科版）2006，23(6).3魏保立. 数控技术课应用课程教学改革与实践J. 郑州铁路职业技术学院学报，2006，15(4).4王永章，韩德东. 数控技术课程体系、教学内容和教学方法的改革 A. 高等教育改革的理论与实践研究黑龙江省高等教育学会 2002 年学术年会交流论文集C.5杨小云. 中职数控技术应用教学探索J. 中职技术， 2007.
