国家精品教材“机床数控技术”的设计思路

李郝林 迟玉伦 白国振 林建中

上海理工大学机械工程学院，上海 200093

国家精品教材“机床数控技术”的设计思路

李郝林 迟玉伦 白国振 林建中

上海理工大学机械工程学院，上海 200093

本文论述了国家精品教材“机床数控技术”的设计思路。即根据应用性人才培养的要求，提出了以知识应用为主线的教材大纲编写方法；在分析目前工科教材普遍存在的问题基础上，论述了工科类教材内容的编排方法。这一设计思路可为同类型工科教材的编写提供借鉴。

精品教材；教材建设；教材大纲

exquisite course; textbook construction; textbook guideline

“机床数控技术”教材第一版于2001年由机械工业出版社出版，2006年被评为普通高等教育“十一五”国家级规划教材，2008年被评为国家级精品教材。由于采用了先进的教学理念，教材出版后，受到广大读者的厚爱，多所院校使用本教材作为教学教材，据机械工业出版社统计，在同类书籍中，本教材销售量始终居于榜首。精品教材应有的示范辐射作用正在显现。

教材是体现教学内容和教学方法的知识载体，是教学的基本工具，在深化教育教学改革、全面推进素质教育、培养具有创新精神和实践能力的人才中具有重要的作用。教育部在2007年2号文件《关于进一步深化本科教学改革全面提高教学质量的若干意见》中强调，深化教学内容改革，建立与经济社会发展相适应的课程体系。这要求教材建设必须根据经济社会发展和科技进步的需要，及时更新教学内容，将新知识、新理论和新技术充实到教学内容中，为学生提供符合时代需要的课程体系和教学内容。在教材建设方面，如何将应用型人才的培养目标以及培养学生解决实际问题能力的教学理念融入教材内容建设，是工科类精品教材建设必须考虑的问题。本文结合国家精品教材“机床数控技术”的建设，论述了教材大纲以及教材内容的设计思路，为同类型工科教材的编写提供可借鉴的方法。

1.教材大纲的编写

现代课程改革的一个重要目标是要加强综合性、应用性内容，重视联系生产实际和社会实践；使学生学会运用所学知识去观察、分析实际生产中的问题；为学生解决生产实际问题提供思路与方法，增强应用知识的意识。按照知识的应用进行教材内容编排，有利于学生了解所学知识的应用价值，树立应用知识的意识，提高知识应用的能力和水平。

数控技术是机械设计制造及其自动化专业非常重要的一门专业课，涉及数控编程、加工工艺、数控系统操作、精密测量、伺服控制系统、曲线加工等多方面的知识点。在教材大纲的编排方面，一般的教材基本上按照知识的分类，将教材章节安排为：数控加工工艺技术、数控机床的程序编制、数控机床的工作原理、计算机数控装置、位置检测装置、数控机床的伺服系统等。而我们则从知识的应用为出发点，将“机床数控技术”教材分为上篇“操作知识”和下篇“技术基础”两个部分。在概述中从数控机床操作者、数控机床改造者和特种数控机床开发者不同的需要出发，论述了数控技术的学习方法。考虑到数控机床操作者所应具备的知识是从事其他两类工作的基础，只有熟悉了数控机床的功能及操作方法，才能更好地选用和开发新的数控系统。我们将数控机床操作知识作为上篇内容，介绍了数控程序编制，数控机床程序编制中的工艺处理，数控系统操作以及典型计算机数控系统介绍等知识。下篇的各章节则重点介绍了数控系统常用的位移传感器、数控机床伺服系统、数控系统插补原理等。书中除了介绍这些装置的工作原理外，还重点对其相应的产品及产品的使用方法进行了介绍。下篇中的理论知识对于仅仅操作数控机床的人员并非是必要，而对于从事数控改造及数控系统设计的工作者是必需的。

总之，教材大纲的编排不仅仅能体现在对学生的理论知识学习方面，还应体现在学生实践过程应用理论知识和创造新知识等特殊功能。如本教材大纲就是在多年实践教学的基础上综合考虑了学生学习知识、应用知识和创造知识多个环节进行合理编排。

2.教材内容的编写

“机床数控技术”的编写立足于数控应用技术的论述。为了增强应用性知识，作者在编写过程中，在多家公司进行了调研，搜集了许多应用实例。另外，作者长期从事数控技术的研究工作，承担了多项数控技术课题的研究工作，熟悉数控技术的发展趋势与关键技术。这些工作为高质量地完成“机床数控技术”教材的编写提供了基本保证。

在“机床数控技术”教材编写前，我们认真分析了目前工科教材普遍存在的问题。一是缺乏实物图片，许多关键零部件都用符号表示，例如“”表示液压缸，“”表示电机等，学生只认识符号，而不认识实物。学习了编码器，但不认识编码器。二是教材内容不能反映科学技术的进步与变化，例如在位移检测传感器一章，至今多数教材还在花费很大篇幅介绍感应同步器、旋转变压器等内容，而实际上这些传感器已在市场上消失多年。三是对检测传感器以及控制电机等系统，只介绍工作原理，不介绍使用方法。习题也是围绕工作原理的理解而设立。针对这些问题，我们在“机床数控技术”教材编写过程中，采取了多方面的措施，大力改革教材内容的编写方式。首先，借鉴德国工科教材的写作方法给所有介绍的传感器与执行器都配上实物照片以增强学生的工程观念。为了使学生在学习这些元器件工作原理的同时，掌握其使用方法，我们从相关产品公司搜集了产品使用说明书，为每一个介绍的元器件（数控机床检测传感器与伺服系统）都附加了产品应用实例展示，对产品在实际中的具体应用方法进行了说明。另外，根据市场调研，对相关产品在市场上的应用情况也给予了说明。例如，在位移检测装置一章概述中有如下论述“随着计算机技术在工业控制领域的广泛应用，目前感应同步器、旋转变压器和磁尺在国内已很少使用，许多公司已不再经营此类产品。然而旋转变压器由于其抗振、抗干扰性好，在欧美仍有较多的应用。数字式的传感器使用方便可靠，因而应用最为广泛。”同时，在内容编排顺序方面，也将应用最为广泛的编码器放在最前面，而将市场上少见的感应同步器放在最后。教材中工程实践性强的内容，则聘请具有丰富实践经验的教师参加编写，例如“数控机床程序编制中的工艺处理”一章聘请负责培训数控机床操作技师的老师编写。教材结合零件加工实例，讲述了数控加工零件的工艺性分析、工艺路线设计、加工工序设计等内容。为了让学生了解数控机床在现代制造系统中的地位与作用以及CAD/CAM技术在实际生产中的应用情况，在附录中分别增加了“数控技术与制造自动化系统”、“CAD/CAM软件在产品开发中的应用”两部分内容，作为学生知识扩充的部分。为了保证教材编写内容更加符合生产实际，本教材分别聘请了上海机床厂有限公司和上海开通数控有限公司的专家作为教材的主审，在知识的实用性以及与实际的相符性两方面提出修改意见。

3.结语

在深化教学改革中，实现教材建设的创新是有效地解决教学内容和教学方法存在问题的关键。精品教材建设对于教师教学、学生自主学习和能力素质的提高和提高教学质量起着重要的作用。教材编写者个人的科研素质和先进的教学理念，决定了教材编写的质量。精品教材不再是传统的一本书的概念，而是一套完整的教学解决方案。涉及教学内容、教学方法与手段、教材媒体等方面的综合建设。

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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

迟玉伦 单位：上海市军工路516号，上海理工大学机械工程学院 研究方向：主要从事机械控制、精密检测、数控技术研究。