数控加工技术课程教学论文

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摘要:根据“数控加工技术”课程的特点，结合国内外数控技术教学现状的调研反馈，从强化实践教学环节、改革考核方式、科学评价新教学模式下教学效果、注重教师队伍的优化组合、加强课程资源建设等方面入手，探讨“数控加工技术”课程教学改革实践的基本思路。通过不断改革创新，使学生较好地掌握数控加工技术的应用。

关键词:数控加工技术;教学改革;应用

“数控加工技术”是机械设计制造及其自动化专业培养学生理论与实践综合能力的一门专业技能课程，先行需开设“画法几何与机械制图”“工程材料及成形技术”“金属工艺学”“模具技术”等课程，其对后续“UGCAD/CAM”“数控加工与编程实验”以及“毕业设计”课程的综合实践考核也起到关键作用。因此，优化“数控加工技术”课程内容，改革课程实践考核方法，对培养学生的创新能力和实践应用能力尤为重要。针对该课程教学改革需要，成立了课题组，经过3年的改革实践与探索，“数控加工技术”课程改革在教学大纲修订、教学内容优化、教学方法和考核方式改革等方面都取得了显著的效果。

1课程特点及国内外教学调研

1．1课程特点。“数控加工技术”课程实践性较强，不仅要求学生熟悉数控加工工艺、数控编程的基本理论知识，还需要学生掌握手工编程和自动编程的技巧，从而培养学生调试加工程序的能力以及操作机床的实践能力。1．2国内外教学调研。新加坡非常重视数控技术教育的发展。课题组成员赴新加坡游学，了解中外教学理念，结合数控技术课程教学改革，在调研新加坡人才培养模式的基础上，重点关注新加坡数控技术人才培养工作，其显著特点为对研究生、大学生和其他层次的学生均非常重视学生实践能力的培养。与新加坡相比，我国的数控技术人才的培养工作则极为薄弱，为满足中国制造业对数控技术应用型人才的迫切需求，培养大批既懂数控加工工艺又懂数控机床编程与操作的高素质应用型人才是目前数控技术的教学方向。本文根据青岛工学院(以下简称本校)人才培养目标以及学生特点，借鉴新加坡人才培养模式，调整“数控加工技术”课程教学模式，以“数控加工技术”实践教学改革为主线、数控加工模块课程群建设为突破口，进一步探索提升数控技术人才综合素质的教学模式，使教学过程更贴近社会需求、贴近生产，帮助学生建立先进加工制造技术的完整设计制造理念，使学生较系统地掌握数控加工技术的应用。

2深化数控加工技术课程教学改革

2．1修订专业人才培养方案。本校“数控加工技术”是一门3学分48学时的课程，针对课题研究反馈情况，调整数控课程内容结构，突出实践性，仿真学时由原8学时(占数控课程总学时的1/6)，增加到12学时(占数控课程总学时的1/4)。课程考核方式改为平日成绩+技能考核成绩+末考成绩三部分。总结“数控加工技术”课程教学改革实践情况，以及本校目前拥有的数控机床条件，在新版专业人才培养方案中专业课程实践部分增设0．5学分(12学时)的“数控加工与编程实验”课程，进一步验证仿真加工结果，实现理论与实践一体化，真正做到“学用结合”，为实现产、学、研一体化教学打下坚实基础。2．2采取“项目驱动”教学方法。课程采取“项目驱动”的方式授课，能有效促使学生在做中学，在程序仿真调试中发现问题、分析问题、解决问题，促进学生自主学习，培养学生对数控加工的手工编程能力、仿真操作能力和自动编程能力。为了达到“项目驱动”授课的效果，教师一题多用，对比讲解，并且配有针对授课内容自制的大量对应实例仿真加工视频，创设情境，授课过程形象直观。为了进一步解决学生对疑难点的困惑，教师把往届学生做的数控加工仿真项目作为课堂演示案例，有正面案例也有反面案例，让学生来分析各个案例的优缺点，通过深入浅出的讲解，使疑难点变得通俗易懂［1］。2．3构建新型教学模式。本文针对应用型本科院校学生的特点，在“数控加工技术”课程教学改革的道路上，探索构建新型教学模式。2015年7月，课题组在2012级机械专业学生中成立数控技术兴趣小组，针对小组成员个人能力，组织学生学习生产中较难加工典型案例的数控加工程序的编制(如叶轮叶片案例的数控加工、宏指令的应用等)，师生之间定期见面交流反馈，并通过微信群、QQ群等方式在线解答，有效解决学生遇到的疑难问题。2016年3月，从2013级机械专业各个班级中选取对数控加工感兴趣的学生组建30人数控项目班。相比“数控加工技术”课程普通班，项目班的教学改革具有如下特色:1)实施理论与实践一体化教学，将理论教学由教室改到实训室，实行理论教学与仿真教学相结合方式，充分发挥仿真软件在实践教学初期的指导作用，完成从理论知识到数控仿真加工全过程的讲授［2］。2)每次课两学时，一学时老师授课，一学时实施“混合课堂式”教学模式，增加老师与学生之间和学生与学生之间互动的时间，包括答疑解惑、知识的运用等问题的探讨。通过“混合课堂式”教学模式获取学生对专业知识的关注方向，捕捉学生学习的兴趣点，为进一步做好课堂管理、课堂互动等工作搜集大量素材。3)依据学生课堂对加工案例的程序编写质量、程序调试时间长短、对刀操作准确程度、加工质量高低等情况打分，作为技能考核成绩评分的重要参考依据［3］。4)为了进一步拓展学生数控知识的学习，在课余时间适当留一些有利于学生能力提升、发挥主动性和创造性的作业，并鼓励学生自由组建不同形式的学习小组，教师适时指导，充分满足学生的学习需求［4］。根据提交作业的质量情况，平日成绩酌情给予加分奖励，加强过程学习考核的合理性。2．4优化考核及教学效果分析。现行的学习考核方式采取期末考试一票制，有许多弊病，不能较准确地反映学生对知识的掌握情况。在2015～2016学年第二学期，“数控加工技术”项目班考核方式采取平日成绩(40%)+技能考核成绩(30%)+末考成绩(30%)三部分评定的方法;普通班考核方式采取平日成绩(40%)+末考成绩(60%)两部分评定的方法。项目班与普通班考核成绩对比见表1。项目班、普通班1班和2班成绩分布如图1、图2、图3所示。分析表1及图1、图2、图3中的数据信息可知，项目班卷面成绩标准差σ=9．35，综合成绩标准差σ=4．78;其他两个普通班卷面成绩标准差分别为10．87，15．83，综合成绩标准差分别为6．89，11．02。图表中数据表明，项目班考虑了技能成绩的考核，增加了课程的趣味性，促进了学生自觉主动学习，学生的综合平均成绩为88．23分，并且学生之间的分数差距相对于普通班学生之间的分数差距小，说明学生学习积极性都很高，教学改革的措施有效果。但是，卷面平均成绩与普通班级差异不够显著，需针对该结果做进一步分析;再者，项目班人数相比普通班级要少，是普通班级人数的1/2，研究数据有一定的局限性。但从各考核数据分析可知，以实践实训促进理论学习的教学方法行之有效。因此，教学改革的实施方案需要进一步完善，“数控加工技术”课程教学改革需要长期进行。2．5营造和谐课堂。课题组成员赴新加坡游学参观，认识到在“数控加工技术”课程教学改革中，课堂管理同样是一门授课艺术，营造和谐课堂非常重要。对工科课程的授课，要营造“学生喜欢”的和谐课堂，教师需结合实践及时发现新知识，注重知识的更新，不能仅停留在知识点理论的讲解上，应紧跟技术革新的步伐。对教师而言，要积极关注最新文献资料，把握行业最新发展动态，不断提升自身专业水平。与此同时，通过开展“学生成绩预警登记”的管理制度，督促学生保证课堂出勤率和听课效果。对课堂学习表现不佳的学生开展定期约谈，并跟踪改进效果，使学生摒弃浮躁，丰富自身知识，为未来良好发展做好知识储备。

3培养专业教师团队

教师团队的优化组合是课程建设的必要前提，为进一步提高教师团队理论与实践一体化教学水平，加强课程教师团队的科研能力，教师团队的组建需要满足可持续发展，形成梯队。既有教师系列的教授、副教授、讲师、助教，又有工程、技工系列的工程师、技师等，吸纳不同系列和层次的人才，优势互补，分工明确。目前课题组有教授1名、高级技师1名、技师1名、讲师2名、助教1名，实验教师队伍有待加强。

4加强实践教学的探索与实践

近3年来，课题组老师在开展教研活动的同时积极开展应用技术研究，取得了丰硕的研究成果［5］:1)依据“数控加工技术”课程教学大纲的实践性、先进性，针对以往数控技术教学欠缺实践可行性验证环节，课题组成员主持编写了“数控加工技术”教材，教材实用性强，使学生对数控加工技术手工编程、仿真操作、自动编程有了更系统、更全面的认识，并制作了与教材配套的课件，已上传至电子工业出版社华信教育资源网，供大家下载使用。2)考虑切削加工的发展现状，在“金属工艺学”课程注重讲授传统机床及其加工工艺特点的基础上，完善数控机床及数控加工工艺内容的讲授。目前，在原教材内容的基础上已完成数控相关知识内容的补充工作，新版教材已在高等教育出版社出版。3)针对“UGCAD/CAM”课程的教学大纲内容，课题组教师参与UG软件教材的撰写工作，教材已在清华大学出版社出版，解决了因讲解CAD和CAM两部分教学内容，“UGCAD/CAM”课程选择教材困难的问题。4)为了加强学生数控自动编程加工中三维建模知识的学习，课题组教师组织学生参加了青岛市大学生先进成图技术与产品信息建模创新大赛，学生熟练运用UG等三维软件，获得二等奖2项、三等奖1项。同时组织学生考取三维CAD工程师职业证书。5)教改期间，针对研究成果已发表6篇核心论文，第一作者均为课题组教师。

5结束语

本文以学生为主体，以应用为导向，采取“项目驱动”教学方法，实施“混合课堂式”教学模式，注重教师资源和课程资源建设，在理论与实践一体化教学改革中，围绕社会需求开展教学，使学生在提升专业能力的同时，实现全方面素质的培养。但在校企协同育人方面，有待持续改革创新，进一步实现高素质应用型数控技术人才培养。

参考文献:

［1］王秋红，张涛．《数控编程与加工》课程教学改革与实践探讨［J］．兰州文理学院学报(自然科学版)，2016(3):107－110．

［2］牛吉梅．应用型本科数控技术专业课程体系及教学内容改革探索［J］．装备制造技术，2016(4):250－253．

［3］陶波，范成杰，徐巍．以数控技术为主线的实践课程改革探索［J］．实验室研究与探索，2014(4):224－227．

［4］姬瑞海，李存霞，潘荣江．“教、学、做、赛融合”，培养数控高端技能型人才［J］．高等工程教育研究，2014(1):140－144．

［5］高斌．数控加工(技师)专业课程体系和教学模式改革探索［J］．中国制造业信息化，2010，39(12):72－75，78．

作者:陈艳 胡丽娜 戚洪峰 单位:青岛工学院机电工程学院