高校本科数控技术教学改革

摘 要： 数控技术是现造业的核心技术,作者从培养满足社会需求的数控专业技术人才出发,分析了本科数控技术教学的现状及存在的问题.以数控应用创新型人才培养为主线,介绍了数控教学环节在我校的改革与探索.提出并实践了以自主学习和项目教学为依托、将数控加工综合实践和数控技术课堂教学相融合的松散和集中相结合的教学模式.通过一系列有效措施,有力促进了卓越工程师应用创新能力的提高.

关 键 词 ： 本科数控教学 存在的问题 数学改革

一、序言

数控技术是现造业的核心,是机械制造自动化的重要基础技术.在生产中采用数控技术使生产工艺过程实现自动化,不仅能提高产品的质量,提高生产效率,降低生产成本,还能够大大改善工人的劳动条件.在发达国家中,数控机床已经大量普遍使用.我国与国际先进工业国家相比存在着一定的差距,机床数控化率还不到20％,原因是多方面的,数控专业人才匮乏无疑是主要原因之一.最新调查显示,我国数控工程技术人才严重不足,尤其是专业理论知识层次较高和具备一定动手能力的高级工程技术人才更显紧缺.以发达地区为例,数控高层次复合型人才目前在企业中所占比例仅为4.83%.数控人才特别是既有数控专业技术理论,又熟悉编程技术,能够解决生产一线工艺难题,且能进行数控设备维修维护、相关技术的开发与设备制造的创新应用型人才成为我国的迫切需求.

二、本科数控教学的现状

对数控本科人才的培养,我国自1996年起在华北工学院等几所高校开展了数控本科教育的探索,1998年本科专业调整（合并）为机械制造及其自动化,实际上取消了数控本科专业.数控专业学习一门课程和整个相关专业系列课程的学习是完全不一样的.现在数控技术课程是机械类专业学生必不可少的重要课程,也是一门多学科交叉,理论性和实践性要求都很高的课程,尤其是数控实验、实训教学对实现课程教学的目标起着不可或缺的关键作用,是学生掌握数控机床基本操作技能,了解数控机床的基本结构原理、故障现象和常规维护技术,熟悉现代CAD/CAM自动加工技术的应用方法和基本流程的有效途径,培养学生理论联系实际、分析问题和解决问题的能力,以及启迪学生的创新思维、发掘其创新潜力的重要手段.当前本科数控教学主要存在的问题有以下几点.

1.课堂教学时间短,任务重.

目前机械本科专业对数控技术的教学普遍仅开设一门如“数控技术”的综合课程,通过48—60学时来完成从数控技术基础理论到应用等相关内容的教学,内容涵盖了原数控专业的“数控原理与伺私服系统”、“数控编程技术”、“数控机床”、“数控机床故障诊断与维修”等多门课程相关知识.课程内容繁多,分配给每个教学模块的教学时间很少.

2.课堂教学内容单一.

现有的本科数控技术教学由于受到课时及教学条件的限制,课堂和实践教学内容单一.课堂教学重点放在了指令的讲解上,机床操作仅是“按钮”的简单功能讲解,实践教学如实验和实训则是对指令和按钮应用的验证和熟练程度的训练,数控机床维护与维修教学仅是走过场.学生学习完成后仅能进行指令代码的编写,无法独立进行数控加工设计,也不具备机床维护与维修的基本能力.

3.教学模式陈旧

目前本科数控教学仍多沿袭传统的教学模式,结合具体的案例、项目对数控编程技术进行深入讲解的教学内容很少,在高职高专大量应用的现场教学模式在本科数控教学依然少见,机床维修、维护也仅是课堂上的照本宣科,导致学生在生产实际中遇到问题时无从下手.

4.实践教学过于简化,缺乏维护与维修基本能力的培养.

实践教学具有直观性、实践性、综合性与创新性的特点,是高等学校实现创新人才培养目标的重要教学环节.目前本科院校的数控实践教学中,数控基础理论方面如检测、调速、位置控制等方面的实践环节很少；数控编程实验仅是编程指令的简单训练,而工艺设计内容几乎没有,实验报告书写的仅是所编的简单程序；实训教学中把实训重点放在数控机床的简单操作上,而对机床维护、维修方面的专业技能训练不够,导致学生在生产实际中动手能力差,机床工作过程中一旦出现故障,便只能等待专业维修人员来解决.

三、本科数控教学改革的探索

1.明确教学目标.

结合本校的具体情况,针对本科教学的目标和特点,以及本科学生今后的就业定位和社会对本科毕业生的要求,在本科学生的教学方案的设计过程中,在充分借鉴专科和高职院校的数控实验、实训的宝贵经验的基础上,明确本科数控技术教学的创新型应用人才的培养目标,使学生既掌握基本的数控机床编程、操作和维护、CAD/CAM技术等专业应用技能,同时又具备数控基础知识,具有从事数控系统开发、工艺设计及数控设备集成制造等方面的创新能力,培养具有应用创新能力的本科特色人才.

2.自主学习模式和项目学习相结合.

在课堂教学中,由于受教材篇幅和学时的限制,讲授的内容多而广,但涉及的具体内容又显得不够.针对这种情况,我们在课程开始第1周就把实践的项目任务下发给学生,使学生明确课堂教学的内容和为完成本实践环节需要同学自主学习的内容.使学生在课程学习中带有明确的任务和目的,在课程学习到相关章节时对于实践需要而课堂教学又没有讲到的内容在课后自学,同时在随堂答疑时学生也可以就自主学习中遇到的问题向老师请教,从而使学生在训练项目的指导下有目的性地学习,在自主学习中主动发现问题,自主解决问题,也使学生在解决工程实践问题的过程中完成对应用创新能力的培养.

3.松散、集中相结合的实践模式.

综合实践是在数控技术课程结束后进行的独立的实践教学环节,所训练的内容包括数控加工工艺过程设计、程序编写、机床操作、维护与维修等,一般需要用4—6周的实践时间来完成.而目前机械制造本科专业数控综合实践环节沿袭了传统的2周的习惯,因而时间短任务重,需要采用一种全新的模式来完成实践.根据学生平时时间相对比较充裕的情况,本实践环节和课堂教学相结合,在课程开始就下发实践任务,把实践中原需要集中的环节分散在课程教学过程中来完成,而在集中实践时把时间更多地用上机实践上,从而形成一种松散和集中相结合的实践教学模式来解决集中实践时间不足的问题.

4.开放式实践教学模式.

开放实验室是一种具有科学性、综合性和创造性的教学实验方法.借助实验室开放的经验和模式,我院数控技术的实践教学也采用开放式的管理模式.学生根据实践任务安排,以培养兴趣为切入点,结合自身的特点和时间安排,自觉主动地去完成实践任务.从而提高学生的动手能力、创造能力、分析问题和解决问题的能力,将现有的教学实验条件与自身的特长和兴趣有机结合起来.

四、结语

数控技术教学决定了本科院校所培养的创新应用型数控专业技术人才在生产实践中的实用性.本文分析了本科院校数控教学的现状和存在的问题,并在本科数控技术教育的现有条件下,以数控应用创新型人才培养为主线,介绍了数控教学环节在我院的改革与探索.我在多年内从事数控教学的实践基础上,借鉴职业数控技术教育的成功经验,对教学方法、培养手段和教学内容进行了改革,提出并实践了以自主学习和项目教学为依托、将数控加工综合实践和数控技术课堂教学相融合的松散和集中相结合的实践教学模式,在教学实践中取得了良好的教学效果.通过一系列有效措施,有力促进了学生应用创新能力的提高.