数控技术教学改革与应用型数控人才培养探讨

王建平

[摘           要]  通过对数控技术专业相关课程的教学进行改革，对教学模式和教学方法进行创新，使学生的自主学习能力得以加强，学习兴趣得以激发，从而达到培养应用型数控人才的目的。

[关    鍵   词]  教学改革;数控技术;应用型数控人才

[中图分类号]  G715                   [文献标志码]  A                      [文章编号]  2096-0603（2021）17-0194-02

20世纪中期，为了促进机械制造业的发展，数控技术应运而生，其成为集成化、柔性化以及现代化制造业发展的重要基础。我国制造业的不断发展，使得数控机床的普及率越来越高，因此对应用型数控技术人才的需求也随之增加。各高校应发挥自身的作用，不但要将理论基础的相关知识传授给学生，更应该提高其实践操作能力。在此过程中，各高校应该对原有的教学方式进行改革，对教学资源和课程内容加以改革，结合多种教学手段和教学方法，为应用型数控技术人才的培养奠定基础。

一、改革教学手段

数控技术相关专业课程具有较强的实践性和理论性，培养学生的创新能力和实践能力是这些课程的主要目的，通过这些课程的学习，可以使学生的数控加工能力和数控编程能力得以提高。因此为了达到以上目的，应该对教学手段进行改革，提高教学的可行性。

（一）多媒体授课

在授课过程中引入多媒体，可以使学生的学习兴趣得到最大限度的激发，同时还可以促进实践教学与理论教学之间的衔接。在对机床部件运动、机床相关结构以及加工原理等内容进行讲解的过程中，通过多媒体的视频和动画演示功能，可以更加清晰地模拟教学内容。教师可以为学生播放各种复杂零件数控加工的过程视频，使学生更好地理解各种数控加工手段，提高其注意力，最终达到提高学生自主学习能力的目的。

（二）对数控加工仿真软件进行引入

通过微机平台上数控加工仿真系统软件的演示，不但可以节约设备购置成本，还可以解决机床设备不足的问题，数控加工仿真系统软件的优点有如下几点：

1.在教授过程中，系统可以对真实数控机床的控制面板进行模拟，为学生创造机床操作的真实环境，提高其动手能力。

2.使用虚拟机床模拟真实的机床对学生进行培训，在保证培训效果的前提下，达到节约成本的目的。

3.学生可以学习教师的操作过程，而教师也可以指导学生的操作，达到互相交流学习的目的。

4.虚拟机床比较安全，没有工作台超程、工件和刀具碰撞等危险，可以有效规避操作事故。

但是，虚拟机床操作并不能完全代替实际加工过程，因此教师应该为学生讲明两者之间的差别，提高实际操作的准确性。

（三）对数控实训环节进行改进

数控加工编程课程具有较强的实践性，在培养学生动手能力、促进其理论学习的过程中，实训和实验是必不可少的环节，通过实训和实验，可以使理论知识更加生动、具体和直接，从而达到加深学生记忆的目的。

在对数控加工实训实施教学的过程中，除了需要为学生布置必要的数控加工作业，教师还应该鼓励学生进行创新设计，让其自主设计感兴趣的零件并编制出相应的数控加工程序，最后完成零件的加工。

通过实训和实验，可以使学生的创新能力及动手能力得以提高，使学生对新设备的适应能力进一步提高，为机械加工企业的发展提供优质人才，最终达到促进我国制造业发展的目的。

（四）以能力培养为主线对课程教学内容进行整合

学校对课程的定位在一定程度上影响该课程的教学活动，因此，在对数控技术专业相关课程进行定位时，应该以培养能力为主线对课程教学内容加以整合。教师在授课过程中，应该了解数控专业在行业中的作用和地位，对教学目标和授课内容进行规划。在应用型人才培养的过程中，应该以社会需要为目的，以应用能力培养为主，以素质培养为核心，对人才培养的素质结构、能力结构以及知识结构进行设计，从而达到培养具有较强技术应用能力、适用面广和综合素质强的应用型人才。

当前数控专业的相关专业课程教材几乎都是由绪论、机械结构、伺服系统、检测装置、数控系统、插补原理以及数控编程等内容组成，各章节之间衔接性较差，学生不能系统、完整、全面地掌握和了解数控技术。部分课程知识点没有及时更新，内容过于陈旧，不符合当前数控学习的需求。因此，在教学改革过程中，教师应该以培养目标为基础，对课本内容进行选择性地取舍和补充，与此同时，教师还应该将与数控技术相关的新方法、新工艺以及新知识融入教学中。除此之外，教师应该对课程内容进行整合，打破原有的以理论为主线的教学体系，以学校的实训和实验条件为基础，以数控机床应用为主线建立体系，使原理服务于技术，提高学生对数控机床原理和数控机床操作的理解能力。

（五）对教学模式进行创新

数控技术具有知识更新快、应用能力强以及知识密集等特点，因此在数控专业相关课程的学习过程中，学生应该在掌握基础知识的前提下，加强自身的动手能力。大部分学生虽然具有思维敏捷、新事物接受能力强、信息面广等优点，但是其学习持续性较低，在此过程中教师应该注重学生学习兴趣的培养，使学生的学习热情得以提高。

1.以启发式教学为基础，对学生独立思考能力进行培养。教师应以教学任务和目标为基础，对教和学的关系进行妥善处理，利用多种教学手段，对学生的独立思考能力进行引导，使学生的学习积极性和主动性得到充分调动，做到融会贯通。

2.促进理论实践一体化的教学发展。在传统教学模式中，存在生产实践与理论知识分离、教学效能低以及实训课与理论课教材脱节等缺点，因此教师应该对一体化的教学模式进行探索。虽然在进行教学改革时，会将多媒体教学融入理论课教学过程中，但是在理论课中教师通常只会照本宣科，不会考虑知识与实践之间的關系，而在实践课程的指导过程中，实习指导老师往往只是按照自己的经验对学生进行实操指导，主要传授实操技能而忽视和专业理论知识的结合，从而造成理论与实践脱节的现象。为了实现理论与实践一体化教学的目的，学校应该选择理论和实操能力俱佳的“双师”教师，对理论和操作统一指导，教师可以将实验室作为教室，采取边探索、边做、边学、边教的方式完成教学任务，通过理论与实践的交叉教学，使抽象的知识和直观的操作相互交错，做到实践中有理论、理论中有实践，使学生的专业技能得到进一步的提高，从而达到培养理论与实践兼备的专业技术人才的目的。

（六）对实践教学体系进行改革，完善实践技能训练平台

在对实践教学体系进行改革的过程中，应该以我国制造业发展需求为前提，对实践教学内容进行更新、充实和调整。从现有的教学设备和学生的知识水平出发，以学生为本、以岗位要求为导向、以实践技能为核心，构建逐级递进、层次清晰、内容优化的实践教学体系，该体系主要分为如下几个层次：

1.基础层。该层次的主要目的是对学生的基本操作技能进行培养，主要形式为课程实验。对传统的验证性、演示性实验进行改革，使实验的探索性进一步提高，改革传统演示性、验证性实验，使之转变为探索性实验，使学生的职业习惯更加严谨和规范，从而达到提高专业技能水平的目的。

2.提高层。该层次的前提是学生具有一定的技能和知识，主要以设计性和综合性实验为依据，综合训练学生的实验技能，该层次学生可以自主选择命题、设计方案、规划步骤，使学生的自主学习能力得到最大限度的发挥，进而达到培养学生创新实践能力、综合集成能力以及系统设计能力的目的。

3.应用层。以各类学科竞赛以及科技创新活动为主要手段，选择各类技术型课题，组织学生合作或独立完成这些课题，使学生的实践能力得以提高。

二、改革教学方法

在数控技术专业相关课程的教学过程中，为了提高教学水平，应对教学方法进行改革，通过应用项目教学法、案例教学法以及问题导向教学法，达到提高教学质量的目的。

（一）问题导向教学法

每个学生都具有强烈的求知欲，教师应该使用问题导向教学法，提高学生的学习兴趣。比如在对圆弧插补指令进行讲解之前，教师可以先将零件图（包含圆弧面和圆柱面）展示给学生，并让他们独立进行编程设计，由于学生已经有直线编程基础，因此可以轻松地编制出圆柱面，而在对圆弧面程序进行编程的过程中，由于知识的限制会出现困难，这个时候教师可以加以引导，使学生的创造思维和学习兴趣得到激发，从而提高学生独立分析问题和解决问题的能力。

（二）案例教学法

在教学过程中，教师可以案例为基础，有效结合实践和理论，培养学生独立制订计划的能力。例如，在数控车床编程的过程中，其主要目标是让学生能够独立分析典型回转体零件的工艺过程，掌握数控车削加工程序编制，并能正确应用数控车床加工零件。在案例选择过程中，通常应选择典型零件（螺纹、槽球面、端面、圆锥面以及圆柱面等）。在案例教学法的应用过程中，可以提高学生对理论的深层理解能力，不但可以改变课堂氛围、学生学习态度和教师教学理念，还可以改变学生学习方式、教师教学方式以及教材的编写方式。

（三）项目教学法

以项目为依据，对教学章节进行项目划分，通常将每个项目划分为一章，完成项目的每个步骤划分为一节，为了使教学质量进一步提高，教师可以采用项目教学法，提高教学的趣味性，该方法实施步骤如下：

步骤一：明确任务。教师应该先给学生展示零件图纸，确定加工任务，同时对零件图进行分析，引发学生思考，使其了解该零件的大体结构。与此同时，教师应该设置合适的教学情境，将项目引入教学过程中。

步骤二：制订计划。以具体项目为依据，通过对加工图纸和加工内容进行分析，确定加工工序和加工质量，并对夹具和刀具进行选择，最后制订出不同的加工方案。

步骤三：做出决策。学生应在老师的指导下，对加工可行性进行分析，与此同时，通过团队协作的方式，对表面精度控制和工艺选择等内容进行分析，做出最终加工方案的决策。

步骤四：实施计划。以决定和计划为依据，对工作任务实施步骤（加工程序单）进行编写，与此同时，教师应该对编程细节进行指导，防止出现错误。

步骤五：检查控制。先使用仿真软件对所编写程序的正确性进行检测，提高程序编写的质量，在确认编写程序正确无误后再在机床上进行实际加工。

在数控技术专业各专业课程的教学过程中，合理使用项目教学法，不但可以使学生更好地理解书本中的理论知识，还可以使学生的解决问题能力、应变能力、分析能力、动手能力以及实践能力得以提高，达到培养应用型人才的目的。

三、结语

数控技术专业各专业课程教学改革并非一朝一夕就可完成的，因此各高校应不断创新，对教学活动和教学内容进行研究，借鉴成功的教学经验，不断提高自身的教学水平，从而达到培养应用型数控人才的目的。

参考文献：

[1]孙业荣.应用型本科人才培养模式下的数控技术课程教改与探索[J].装备制造技术，2007（1）：164-166.

[2]苗晓鹏，翟雁.基于应用型人才培养的数控技术课程教学改革[J].安阳工学院学报，2012（2）：103-107.

编辑 司 楠