數控技術教學模式

　　數控技術教學模式【1】

　　摘 要：針對數控加工技術類相關專業人才培養方案，結合用人單位對人才的需求模式和我校教學實際，對《數控技術》課程的教學進行了深入的研究和分析，從教學內容、教學方法以及考核方式和師資隊伍建設等幾方面提出了改進措施，同時強調必須結合單位需求加強實踐環節。

　　這些改進措施對提高課程的教學質量，培養高技能、高素質人才具有重要意義。

　　關鍵詞：教學內容;教學方法; 考核方式

　　《數控技術》作為機械制造自動化、數控技術應用等機械相關專業的一門重要專業課程，其所講授的內容在實際企業的生產中有廣泛的應用。

　　由于現有教學方法的陳舊及教學條件的局限性，學生畢業后普遍反映在學校學的東西用得很少，平時的理論教學與實訓嚴重脫節。

　　本文結合企業對人才的需求模式和我校教學實際，從教學內容、教學方法和考核方式等幾方面提出了改進措施，同時強調必須結合企業需求加強實踐環節。

　　1 《數控技術》課程教學特點及我校教學現狀

　　《數控技術》課程的目標是：使學生對數控技術的基本理論，基本知識和基本編程方法有一定的認識，為以后從事數控機床加工技術工作及開拓新的技術領域打下必要的基礎。

　　該課程涉及的知識面廣，需要信息量大，且實踐性強。

　　同時由于該課程在整個機械類課程體系中一般在最后一學期講解， 相應的學生的學習積極性不高，致使學生畢業后接觸到數控加工時感覺很吃力。

　　我校《數控技術》課程的教學采用先純理論教學，后實訓教學的方法。

　　講解理論時基本上使用靜止的圖片解釋復雜的電氣組成和機械組成的時空關系，而學生對機床的電氣元件和機械零件理解不深，沒有感性認識，所以理解就很困難。

　　例如在講述機床的電氣控制工作原理時，其復雜內部控制以及在工作狀態下的控制關系是非常抽象的，單憑教師的口述，根本無法連貫地將元件及系統運動情況展現，而現有的數控電氣實訓設備也由于師資力量的薄弱而無法發揮應有的作用。

　　學生對結構、工作原理的理解還是存在很大的問題，對于想象能力較差的學生根本無法提高其學習的興趣，給教師的教學也帶來了很大的壓力。

　　所以，如何提高《數控技術》課程的教學質量，已成為我校課程教學改革研究的一個重點。

　　2 《數控技術》課程教學改革的幾項措施

　　2.1 合企業需求和職業學校學生特點，合理安排教學內容

　　我校作為一所職業學校，學生來源廣泛，學習基礎參差不齊，對知識的理解和掌握能力有差距，這給教學工作帶來了一定的難度。

　　《數控技術》課程目前采用的教材一般先對電氣和機械部分講解，理論知識強調過多，到后面的電器控制回路和機械系統控制分析時，感覺聯系不大;同時學生基礎較差，對高深理論知識的理解也很有限。

　　我校數控專業學生大多數畢業后進入一些從事機械加工和電子產品生產的公司，而目前的《數控技術》教學數控技術理論部分的知識內容和實踐知識部分分開在不同的學期進行教學，學生學完理論知識不能及時的付諸實踐，等到另外一學期上實訓時，理論的內容基本上都遺忘了，兩者嚴重脫節。

　　因此，結合生產實際，應將理論和實訓操作部分放在同一學期內建議分前十周后十周的教學方式，增強學生學習的連貫性。

　　2.2 過程中多媒體課件的廣泛使用，提高課堂教學效果

　　多媒體以其全面生動的聲、像、圖、文等綜合課程信息顛覆傳統的干巴巴的文字教學，有利于提升學生學習的注意力。

　　同時，豐富多彩的多媒體課件也能激發學生的學習興趣，提高學生學習的主動性。

　　因此教學中應制作大量易于學生學習和理解的電器和機械控制系統課程動畫素材，運用多樣的教學載體，從掛圖、教具到實物、動畫;從板書到多媒體課件;努力營造真實的教學環境以追求最好的教學效果。

　　2.3 強實訓教學，提高學生的創新能力

　　課程實訓教學的目標是通過加強實訓環節的教學，使學生掌握基本的實訓方法和實訓技能，能熟練地運用電器基本回路和機械系統組合滿足實際需要的數控加工系統以及編制數控程序和進行加工操作。

　　同時加強實訓教學，能加深學生對一些基本理論的理解。

　　在理論講解過程中穿插實訓教學環節，使學生更容易更直觀地理解復雜、難懂的結構和原理，同時在理解的基礎上可以引導進行改進設計，提高學生的創新能力。

　　我校現有的機械加工設備和電氣實訓設備為我們的實訓教學提供了有力保證。

　　比如介紹機床的結構及工作原理時，由于內部具有復雜的結構，學生僅僅通過看圖和教師的講授往往不易看懂、弄明白，可以在課堂講授過程中穿插進行機床結構拆裝實訓，變抽象為具體，使學生形象的了解各類零件工作的實質。

　　同時數控技術應緊跟時代潮流，與時俱進，充分利用計算機設備及軟件進行仿真加工，對復雜零件利用計算機仿真軟件進行自動編程，通過相應的數據傳送通道將其輸入到數控機床內，進行自動加工。

　　2.4 建立試題庫，學習評價，考核標準多樣化

　　通常在機械類專業及其它相關學科專業的班級開設《數控技術》課程，工作量由幾位老師承擔，考試一般是各任課教師各自出題，難免具有片面性，且題目保密性差，因此各班成績也無可比性，教學效果不明顯。

　　考試的目的是通過教師的“教”與學生的“學”的雙向互動過程，通過考試學生、教師以及教學管理人員可以及時發現教學中存在的問題，進而改進課程教學，提高教育質量。

　　通常實行教考分離是比較有效的措施。

　　因此建立試題庫并使用試題庫進行考試是非常必要的。

　　建立試題庫既能為課程教學改革服務，使的考試科學化、規范化，減輕教師的工作強度，又有利于監控教學質量，是加強教學管理工作的重要手段之一。

　　在考教分離同時還必須注重平時學習成績考核，利用理論成績、課堂表現、課后作業和實訓并重的學習評價考核方式。

　　例如對學生平時課堂參與狀況、回答問題情況、作業完成情況，特別是實踐教學中的能力表現等情況進行全面考核，記入成績。

　　3 總結

　　本文針對數控技術相關專業人才培養方案，結合企業對人才的需求模式和我校的教學實際情況，通過對《數控技術》課程教學內容、教學方法和考核方式的改革，加強實踐教學環節，可提高學生的實踐動手能力，分析和解決問題的能力，將使課程教學質量得到很大提高。

　　參考文獻：

　　[1]陳明潤.智能化數控技術的未來發展方向探究[J].煤炭技術， 2013(06).

　　[2]明哲.基于數控技術的機械設計制造及其自動化專業應用型本科人才培養模式的研究與實踐[R].2012.

　　數控技術專業項目式教學模式【2】

　　摘 要 針對傳統教學方法的不足，探討將項目式教學模式引入到數控技術專業的教學中。

　　對數控技術專業教學內容、特點進行了分析，闡述了項目教學模式教學設計的原則和要點。

　　在項目教學模式的具體實施中，將教學與項目掛鉤，注重對學生創新精神和綜合能力的培養。

　　實踐表明，作為一種全新的教學觀念，項目教學有效提高了學生的自主學習能力和知識運用能力，同時推動了專業課程設置的改革調整。

　　關鍵詞 數控技術 項目教學法 項目式教學模式

　　目前，大多工科高等院校都開設有數控技術專業，其培養目標大多是針對從事一線數控加工的工人，機械產品的設計、制造人員， 或者是從事車間生產技術管理的人員。

　　這些人員都要求能在生產現場進行相應的設計、制造、工藝、 管理工作。

　　這就要求教師在數控技術專業的教學中注重學生實踐動手能力創新思維能力的培養，然而，在傳統的數控技術專業的教學中，教師主要采用集中授課的方式進行理論知識的傳授，學生被動地接受知識，從而使學生缺乏自主獲取知識信息的主動性、探求知識的積極性以及解決問題的能力。

　　以致當前許多高校開設的數控技術專業的畢業生上崗后，有相當一部分數控技術專業學生就業后不能勝任工作崗位，這表明傳統的教學方法已無法適應制造企業對數控人才的需求，也不能順應數控技能人才的發展，因而對傳統教學方法的改革勢在必行。

　　根據我國國情，國內有關教育專家和學者在德國課程教學實踐成效的基礎上，提出了項目教學模式。

　　該教學模式以學生的自主性、探索性學習為基礎，以培養學生綜合能力為目標，采用類似科學研究的方法，師生通過共同實施一個完整的“項目”而進行教學活動，是促進學生主動積極發展的一種新型教學方法。

　　項目教學模式體現了職教和應用型本科教育的特色，是我國職教和應用型本科教育教改的發展方向。

　　針對傳統教學方法的不足，本文將項目教學模式引入到數控技術專業的教學過程中，具體對數控技術專業的項目式教學模式進行詳細探討。

　　1 數控技術專業教學內容及特點

　　數控技術專業教學包括理論和實踐兩部分內容。

　　理論內容主要有機械制圖、機械設計基礎等基礎課程，專業方面主要有數控編程、數控機床編程與操作、機床加工工藝等課程的教學。

　　與教學內容對應，數控技術專業的課程體系包括通用平臺課和專業平臺課。

　　從課程所屬模塊方面看，通用平臺課與基本素質、能力模塊相對應，專業平臺課主要針對學生基礎崗位能力的培養，包括手工編程、普通車削和普通銑削等技能。

　　專業方向課主要培養學生的核心崗位能力和拓展崗位能力，包括數控車削加工、數控銑削加工、車間管理等技能。

　　數控技術專業中基礎崗位能力、核心崗位能力和拓展崗位能力和相關教學課程如圖1所示。

　　圖1 數控技術專業崗位能力培養與教學內容

　　然而，目前數控技術專業的相關課程基本上是單獨開設的，各課程內容知識相對獨立。

　　在專業實踐技能方面，很多院校側重于培養學生對數控機床的簡單操作技能，而對數控加工工藝規程的編制，如工藝路線安排、刀具選擇、切削用量的設置等專業技術能力的訓練不夠。

　　實際上，考慮到數控技術專業的特點、現有教學條件，可以將相關的理論與實踐技能結合在一起，通過完成項目的方式來對學生進行綜合、全面的培養。

　　隨著科學技術的提高，制造業中提高產品質量、提高勞動生產率是必然趨勢。

　　數控技術作為一種重要手段已開始廣泛普及于各大中小企業。

　　因此數控技術專業的培養目標不僅在德智體美全面發展，還在于在專業上具有較強的動手能力，能將數控技術的基本理論知識用于數控加工、編程以及對數控設備的維護管理上。

　　2 數控技術專業項目教學模式

　　2.1 項目教學模式

　　項目教學法是由美國著名兒童教育家、伊利諾易大學教授凱茲博士和加拿大兒童教育家、阿爾伯特大學教授查德博士共同推創的一種以學生為本的活動教學法。

　　項目教學法打破了學科化的知識體系，從職業崗位工作任務分析出發，通過選取生產實踐中具有典型意義的若干“項目”作為載體或者借用生產實踐中的“項目”概念，根據項目的基本特征和形式，為達到教學目標的要求而設計出若干個與教學要求相一致的“教學項目”，并把課程教學內容融合在這些項目中。

　　在具體的教學過程中，項目教學法以學生為主體、教師為輔(教師主要扮演咨詢專家、仲裁者角色)，學生通過自主完成這些項目中規定的每一項工作任務，在有目標的行動化學習中積累實踐知識、獲取理論知識。

　　教學模式是教學方法的上位概念，是風格獨特的教學樣式，一般指在多樣化的教學活動中形成的相對穩定的、獨具風格的基本教學理論框架，它能掌控整個教學活動的有序進行，使其具有可執行性，也能突出教學目標。

　　在項目教學模式下，學生以完成工作化的學習任務為基礎，其學習過程是以行動為主的自我構建過程。

　　2.2 項目教學設計

　　在項目的教學過程中，教師的教學側重點將有所變化，不再是簡單地將知識傳授給學生，學生被動地接受，而是要讓學生在項目的完成過程中，自主獲取相關知識，并運用到項目實踐中，即學生是教學中認知的主體，知識的主動構建者，因此在進行項目教學的設計中，不能忽略以下兩個原則：

　　(1)學生是項目教學的主體。

　　在項目教學的過程中，學生針對問題主動建構相關知識，在自己已有知識、經驗的基礎上，自主地選擇、處理、加工信息從而來獲取相應的知識和能力。

　　因此，在采用項目教學的過程中，要充分調動學生的學習主動性，開發學生的創新精神，讓學生在自主的學習過程中不斷自我學習和歸納總結。

　　(2)建立有效的學習效果評價機制。

　　由于在項目教學法中，教學的進行是以一個個任務的完成來開展的，每個任務涉及的知識點比較散而且有限，因此，需在項目完成后在各組成員間進行討論總結，將知識系統化。

　　同時，對學習的評價，不再采用傳統的期末卷面考試評定，而是通過學生對項目的完成過程情況進行綜合評價，既要考核團結協作，也要考核知識的獲取與運用過程。

　　根據項目教學法的意義和內涵，在項目教學法的實施有以下三個要點：(1)教學項目的合理選取。

　　教師選擇項目時，既要注意難度適中，還要體現教學內容，同時還需來源于現實生活，這樣才能既調動學生學習和解決問題的積極性，又能突出教學知識點，完成教學目標。

　　(2)項目教學情境的創設。

　　教師要充分有效利用學校現有的教學條件與資源(如實習工廠、計算機仿真軟件等)創建接近真實的項目實施環境。

　　(3)注意團隊協作精神的培養。

　　實際項目往往不能夠只靠一個成員來完成，在實施項目教學時，要注意團隊協作能力的培養。

　　讓各成員充分交流，在清楚表達自己想法的同時還要能夠虛心聽取他人的意見、共同解決各種困難，從而充分發揮整個團隊的思維與智慧，實現全體學生共同協作意義的建構。

　　2.3 項目教學模式的實施

　　根據項目教學法的教學思路以及考慮到項目教學的設計原則和要點，結合筆者具體的教學，數控技術專業項目教學模式的具體實施步驟如下：

　　(1)選取項目。

　　筆者整合了機械設計基礎、數控加工與編程等課程內容，選取、編排了若干教學項目，如“垃圾焚燒爐爐排的設計與制作”，在項目具體的實施過程中，不同學生進行設計和制作所得最終裝置有所區別，而不同裝置對應的組成部分大體相同，均包括傳動機構和推料機構，具體組成零件有傳動軸、連桿、推料爪等。

　　爐排的設計、制作內容與專業課程知識間的聯系如圖2所示。

　　圖2 爐排的設計、制作內容與專業課程知識間的聯系

　　以上項目與人們實際生活關系緊密，涉及的專業課程知識較多，綜合性強，具有一定的難度。

　　但由于實現功能、各組成零件并不復雜，在現有設備和條件下學生完全可以制作出來，將其引入具體的數控技術專業教學，容易引起學生興趣，同時還具有明顯的實際意義。

　　在實際選擇項目時，也可以選擇一些綜合性較低的項目，如針對數控加工與編程技能的培養，可以選取一些典型軸類、平面類零件加工，綜合性強的如手機外殼、復雜鍛模等作為學生的學習項目。

　　(2)學生分組。

　　確定合適項目后，要對學生進行分組，小組采用協作學習的方式以更好地調動學生的主動性，由組長負責全面統籌安排。

　　分組后各小組成員根據項目要求對項目進行方案分析設計，此時，各小組要多查閱國內外文獻，并深入學校實習工廠，使設計的方案更貼切實際。

　　確定方案后，制定時間、任務分配表，將項目根據設計方案分解成多個子任務分配給各成員來完成，最后匯總達到完成整個項目的目的。

　　(3)項目實施，即各小組根據項目要求對項目完成過程的具體實施。

　　各小組成員拿到任務后要經常碰頭，對自己的任務完成情況及遇到的問題進行通報討論，有必要時對設計方案進行調整，以保證項目的按時完成。

　　同時，指導老師要盡可能利用學校現有的資源創設與學習內容相應的教學情境，使學生在盡可能真實的情境中學習、解決問題。

　　如在進行數控加工之前，可以通過實訓室現有虛擬仿真加工軟件進行模擬加工，這樣可以在具體加工前發現工序安排和具體數控程序中的錯誤。

　　另外，學生在完成任務過程中，不能忽略教師的指導作用，教師需提供及時咨詢和幫助。

　　(4)評價總結。

　　項目教學以項目為核心，圍繞著項目的完成、知識的構建而展開，教學的評價也應以項目的完成過程情況來評定。

　　主要評價方面包括教師評價、學習小組評價和自評三部分。

　　同時，各小組要對項目的完成情況進行分析總結，并形成總結報告進行提交，各小組還需集中向指導老師匯報各自項目設計制造過程，并相互討論各自方案的優劣，指導老師進行最后的評議總結，并對知識點進行歸納。

　　(5)教學反饋。

　　通過學生反饋，查找項目式教學實施過程中的不足并加以修正，有助于更好地實施項目教學，同時還有利于教師教學技能的提高。

　　3 結論

　　本文將基于項目的教學模式引入到數控技術專業的教學過程中。

　　在教學中將學習與項目掛鉤，通過具體的項目來培養學生獲取和處理信息的能力、獨立分析和解決問題的能力以及與團隊協作的能力等。

　　筆者已經將項目式教學方法運用于數控技術專業課程的教學中，并在全國大學生創新設計與制作大賽廣西賽區中多次獲獎。

　　實踐教學表明，采用項目教學模式能夠將理論和實踐進行有機結合，有助于培養學生的創新精神和提高學生的實踐能力、工程意識，這是傳統的教學方法所達不到的效果。

　　作為一種全新的教學觀念，項目教學模式的應用可以幫助教師實施整體教學，推動教研教改及課程設置的改革。

　　基金項目： 2012年度廣西高等教育教改工程項目《能力本位視角下數控技術專業項目式教學的研究與實踐》(編號：2012JG281);桂林航天工業學院教改項目《CAD/CAM技術應用項目式教學改革》(編號：2011JA06)

　　參考文獻

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