基于工作过程的数控加工技术课程教学改革

摘要：数控加工技术是制造业中的一项关键的迅速发展的新技术，为培养高素质的生产一线紧缺的技能型数控应用人才。对《数控加工技术》课程进行了课程改革，从教改准备、教改实施、教改结果三个方面对课程改革进行了总结、分析。

关键词：数控加工技术;教学改革;项目导向;任务驱动;单元教学

作者简介：张艳杰(1975－)，女，河北省沧州市人，沧州职业技术学院，讲师，主要研究方向为机械制造及数控加工技术。

中图分类号：G712文献标识码：A文章编号：1001-7518(2009)08-0053-03

制造业是国民经济的基础产业，它的发展直接影响到国民经济各部门的发展，也影响到国计民生和国防力量的加强，因此，各国都把制造业的发展放在首要位置。21世纪的制造业发展的总趋势是柔性化、灵捷化、智能化和信息化，而数控机床则是实现柔性化、灵捷化、智能化和信息化加工制造的基本单元。因此，数控加工技术是制造业中的一项关键的迅速发展的新技术之一，在机械制造行业中具有重要的地位和作用。

为与世界制造业接轨，培养高素质的生产一线紧缺的技能型数控应用人才，根据学院以就业为导向，坚持产学研结合的办学方针，结合专业的培养目标和高职学生生源素质状况，课程组将《数控加工技术（单元教学）》定位为：数控专业、自动化专业、机电一体化专业、模具设计及应用等专业的一门重要的实践性、综合性较强的专业主干课。

为此，我进行《数控加工技术》课程教学改革，课改后《数控加工技术》课程内容由理论教学和实践教学两部分组成，总学时为120学时，其中理论教学30学时，仿真教学36学时，实验教学54学时，实训教学90学时。强调了学生的数控编程能力、数控机床操作能力，相对淡化数控机床结构，加强实验、实训环节，提高学生对知识的综合应用能力。为今后从事数控加工和研究工作奠定一定的基础。现将课改工作总结如下：

一、教改实施前的准备

(一)课程标准的制定

新的课程标准中明确提出了本课程的任务是使学生具备数控机床、数控编程和数控加工方面的知识和数控加工技能；强调了学生的职业能力培养目标。对于课程的教学内容做了较大的改动，体现出项目导向及任务驱动的新的教学理念，教学内容如下表所示：[1]

本课程采取单元教学组织方式，学生在我院多媒体教室、机房、数控实训中心学习，内容涵盖了数控机床结构及原理、上机熟悉机床结构及日常维护训练、数控加工与编程、自动编程练习、上机校验与加工、数控中级工强化训练，突出了“理论”够用，“实用”为主的课程原则。

通过本课程的学习，大部分学生通过强化训练后能获得数控操作方面的中级工操作证书，部分优异学生再强化后能获得数控操作高级工操作证书。

（二）授课计划的制定

2008-2009学年根据教改后的课程标准，结合现有实验设备和实验设备使用原则，我制定了新的授课计划。相对课改之前增加了实验内容、手工及自动编程内容，相对淡化数控机床结构分析及位置检测装置的工作原理；教学中以加工任务为单元，按照任务进行教学。

（三）教学内容的准备

思考题及习题的准备很有必要，通过题库的设置方便学生课余时间自主练习。

在教学内容中强化编程，特别在编程时让学生必须考虑工艺问题，使学生在学习编程时懂得了工艺路线的确定、刀具的选择和切削用量的设定方法，为期末的实训作好准备，也为社会输送能尽快适应数控机床操作岗位的人才作好准备。使理论教学与实践教学交叉进行；

结合我院现有设备，编制数控加工实验指导书,使其更具有可实用性，理论与实践结合更加紧密，使学生对已有知识做到融会贯通。毕业设计中充分发挥学生主动性，真正让学生成为主体；在整个实践加工过程，尽量让学生来完成，指导老师按照生产实际要求进行辅导，与学生共同分析问题，尽可能让学生独立解决问题，以培养学生综合应用能力，教师只是学生的引导者和指导者。

二、教改实施

（一）教学方法

１．结合本课程教学内容实践性强的特点，采用了“项目导向”“任务驱动”的教学方法

本课程为加强学生的实践动手能力，提高了课程的实训比例，将教学内容分为四个大的项目，每个项目又分为若干个加工任务，每个任务实现“教师讲授——学生实训——发现问题——教师引导——学生完成任务”的教学步骤[2]，充分挖掘了学生的学习潜力，培养了学生独立解决问题的能力，发挥了学生学习的主观能动性，通过“导师式”学习方式，增强了学生学习的自信心，激发了学生的学习热情。

２．强化学生探究性学习能力与培育团队协作精神，采用小班授课。为使探究性学习落到实处，取消学生因为该课程与一般理论课教学组织模式不一样而存在“蒙混过关”的侥幸心理，使学生得到有力管制；教学采用小班授课，教师根据学生学习情况，科学合理地将学生进行分组：根据学校机床设备的台数，如每个班车、铣床总计14台，将全班成员按照能力强弱搭配，男女搭配；指派组长，阐明组长责任、组员与组员之间的协作关系，使学生形成了互帮互学的风气，增强了学生团队协作和竞争意识。

３．根据每个学生的个性差异，因材施教，采用灵活多变的教学方法。在保证实现教学目标的前提下，教学既面向全体学生进行，向他们提出统一要求的同时，又承认了学生的个性差异，根据学生的兴趣和能力，采取了不同的教学措施，使学生的个性得到充分发展。

例如对于机电一体化专业学生，考虑到本课程只是该专业的一门技术基础课程，教学中主要采用“问题式”教学方式。在检查学生编制的程序时，对有关关键问题同时又是学生不重视的问题，在保证加工安全前提下，即使发现错误，也不立即指出，有时甚至是故意设置障碍，让学生犯错。当学生加工出的零件与图纸要求不符时，再引导学生寻找问题的症结和解决方案，使他们深刻理解该知识点内容，在今后编程中不会再犯同样错误。

针对机电专业学生的爱学、想学的特点，教学中主要采用“兴趣式”教学方式。学生根据自己兴趣爱好，结合教师提供的毛坯尺寸，自行设计零件，编程并加工，既锻炼了学生的设计思想，又加强了专业综合能力。

对于数控专业学生，主要采用“挖掘式”教学方式。根据学生各自能力水平，采用“台阶式”，一步一步加强难度，充分挖掘学生的学习潜能，使各个层次学生的学习成绩都有所提高，同时各人难度要求不一，减轻了学生学习的心理负担，数控编程与加工能力得到最大限度的提高。当然对于上述三种措施有时会针对一个班学生学习情况同时用到。

４．加强实验、实训环节。实验、实训一直是深受学生喜欢的教学环节．学生确实在这一环节能巩固数控加工知识并进一步学到一些实践知识。我以行为导向的教学模式为依据，尽量多为同学提供自我参与的机会。在批改学生的数控程序上，也相对传统模式作了改革。对每位同学批改所有的数控程序，将花费任课老师大量的时间，再认真也难免会有所疏漏，没有指出学生的错误，将误导学生。为此，充分利用先进资源，将更有效地提高教学质量。对于学生所编的程序，要求学生在计算机房用仿真软件进行验证，老师在计算机房进行辅导，并对验证结果当场评分。

在实验环节中，我要求每位同学完成指定的五个实验，并完成实验报告。实验的教学方式采用传、帮、带的形式，第一批由老师讲解并演示，以后的几批同学均由他们上一组中的同学进行带教，老师只在一旁作指导。这种方式使学生参与的机会更多，发现的问题也更多，学到的实践知识也更多，实验效果良好，得到同学们的认可。

实训这一环节完全贯彻了行为导向的教学方式。实训是提高数控加工技术、综合验证数控加工能力的一个重要环节。大部分学生比较重视这一环节。因为在这一环节，学生能学到很多实践知识．并把所学知识融会贯通。实训时，老师布置加工任务．要求学生对所给的零件安排加工工艺路线，设定切削用量，从毛坯开始，编制合理的程序．独立完成整个零件的加工，并将尺寸和表面粗糙度控制在要求的范围内。为尽量减少事故的发生，要求学生必须事先在仿真软件上验证加工轨迹．再上机床进行加工。通过独立完成整个零件的数控加工，学生系统地掌握了数控机床的操作和数控编程及加工知识，很多同学在课程结束之后，参加劳动部组织的数控中级工能力考试．获得了数控中级工证书。在实训时同时强调安全知识及安全的重要性，避免事故的发生。实训效果良好，满意度在逐年增加。

（二）教学手段

１．计算机多媒体现代教学技术体系的应用。针对本课程教学内容多、信息量大、实践性强，与其他相关课程联系紧密的特点，教学中充分利用现代教育技术手段，制作了电子教案，采用文字、动画、视频、插图、背景音乐等多种表现手法，生动、形象地展现了走刀路线、加工过程等，调动了学生学习的兴趣、提高了听课的效率和积极性。

２．网络技术的应用。充分利用学校教学的硬件设施和网络资源，实现了数控程序的网络传送，应用计算机网络对数控机床进行远程操作和可视化控制，课程建设网页的教学资源对学生开放，提供了学生自主学习和师生互动交流的平台。

３.本课程多年来一直坚持教学改革和创新。本课程一直坚持理论与实践相结合的原则，通过校企合作，提高了教师的实践能力和水平，通过聘请业界的专家，及时掌握数控及相关技术的最新发展动态；坚持教学、考试与

职业资格证书认证考核相挂钩；通过这一系列的改革和尝试，激发了学生学习兴趣，培养了学生的实际动手能力、理论联系实际的能力和专业综合能力，取得了良好的教学效果。

三、教改结果分析

教改是否成功，只有通过具体实施，并进行比较研究总结，才能真正得出结论。在本学期进行教学改革之后，我将《数控加工技术》课程学习情况问卷发给学生填写，得到了一定的信息反馈。现将教改前和教改后的学生学习情况反馈进行比较，结果如附表一所示。从表中可以看出，通过教改，在学生的信息反馈中已取得了一些满意的效果，具体表现为：

教学改革在总体上得到认可，学生中认为学习效果很好的同学由原来的18％提高到51％。

教改中课程内容的安排更趋合理，学生对课程内容的兴趣由原来的30％提高到57％。

教改之前，学生对自动编程内容感兴趣，希望学；教改之后，通过对自动编程内容的接触，学生们仍表示出广泛的受欢迎程度。

在实验、实训时间和内容的安排上，从数据就可看出，学生的满意度在提高，只是因为学生人数较多，实验设备较少，以及学时的关系，学生对实验时间和实验内容还有更高的要求。

因为教改之后，学生学习的知识点有所变化，考卷的形式和知识点的分值安排也有所变化，考试的总成绩不一定能评价教改结果，所以．我们将教改之前学生编程能力与教改之后学生的编程能力作了一个比较。教改之前，学生在期末的考试中对编程题的失分率高达42％，考试成绩不太理想。教改之后，学生在考试中编程题的失分率下降到28％，学生编程时能主动考虑工艺问题，大大提高了所编程序的实用性。

参考文献：

[1]张艳杰.《数控加工技术课程标准》?图书馆目录[Z].沧州：沧州职业技术学院，2008.

[2]姜大源.《关于职业教育课程体系思考》?图书馆目录[J].北京：《中国职业技术教育》，2003（5）.

责任编辑：葛力力