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摘要：本文针对我校数控技术与编程的课程实践教学环节薄弱、实验教学设施严重缺乏、实验课时占课程比例很小、实训环节人学时远远不足的现状，通过引进德国凯勒SYMplus CNC仿真软件，对数控技术与编程课程从教学内容、课程体系、教学方法、考核方法和师资建设各方面进行全面改革，提高了教学质量。
关键词：数控技术；实践教学；教学改革
中图分类号：G642.3 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）15-0038-02
数控技术与编程课程是机械工程学科的重要专业基础课，以培养学生熟练掌握数控设备基本编程技能和数控设备的应用能力为目标。本课程具有很强的实践性，在整个机械专业教学计划中占有相当重要的地位[1]。根据我校2010版机械工程学科培养方案和指导性教学计划，为机械专业学生开设了48学时的数控技术与编程课程，其中理论授课44学时，实验课程4学时，每年学生约有400人。目前，数控技术与编程的课程教学中存在着较多问题，最为突出的是实践教学环节薄弱，实验教学设施严重缺乏，实验课时占课程比例很小，实训环节人学时远远不足。我院现有的实验室条件是，只有两台数控加工中心，远远不能满足全体学生的实训需求。目前该课程授课方式以课堂讲授为主，实验环节以观看为主，学生实际编程与操作的机会很少[2]。教学内容主要以理论授课为主，教学效果不够理想，学生很难真正掌握数控技术知识与实际编程能力。目前，数控技术与编程的课程教材也存在着很多问题，如数控系统原理部分知识内容陈旧，不能反映数控技术的发展现状；数控加工程序编制部分存在较多错误，脱离数控加工生产实际等。因此非常有必要对数控技术与编程课程进行教学改革，从教学内容、课程体系、教学方法、考核方法和师资建设各方面进行全面改革，以提高教学质量，培养掌握数控技术的应用型、技能型人才，满足市场对该类人才的需求。
一、实践教学改革内容
1.课程体系。改革教学内容，精简理论课时，增加实训环节，使理论与实训课时比例达到1∶1。以Fanuc、Siemense数控编程手册为参考依据，完善数控技术与编程的教学大纲，纠正、排除现有教材中错误，对许多数控教材中关于数控系统的软硬件结构、位置检测装置、伺服系统以及数控机床的机械结构等内容进行精简。精简后的理论课时内容主要包括：（1）数控机床的组成、分类、基本原理、插补原理以及数控技术的发展现状和趋势。（2）数控加工工艺基础。一个好的程序员必须是一个好的工艺员。目前机械加工基础课程很少，甚至完全没有介绍数控加工工艺知识，因此数控加工工艺基础知识是理论课的重点内容之一。（3）数控编程基础。对于任何种类的数控机床或数控系统，存在一些共同的编程基础知识，如机床坐标系、工件坐标系、基本指令代码、程序结构等。（4）数控车床及车削加工中心的数控编程。（5）数控车床及车削加工中心的数控编程。（6）数控自动编程。学习德国在工程教育和应用型专业技能培训方面的理念、方法、教学模式，引进德国凯勒CNC仿真模拟软件，增加实训教学环节。德国凯勒CNC仿真模拟软件是德国凯勒软件有限公司开发的产品，它将数控机床工作过程、CAD/CAM、车铣削加工、系统控制编程等，利用三维模拟技术，并配以大量的图表、数据、解释、习题，进行演示与训练。实训教学环节分为二个阶段：①利用凯勒SYMplus CNC仿真软件，学习数控编程基础知识，熟练掌握各种编程指令，学习数控机床的基本操作，熟练掌握机床的各种功能；②利用两台数控加工中心，学生分组完成零件的数控加工，强化数控编程技术和数控机床操作技能。具体内容包括：零件加工程序传输，装卡毛坯，设置刀具，建立工件坐标系，启动机床，完成零件加工，检验零件的尺寸精度等。
2.教学方法。针对以往授课主要采用理论教学方式，与实践教学完全脱节，教学过程枯燥，学生抓不住学习重点，兴趣不浓，厌学现象严重，教学效果不理想的问题，改革教学方法。采用启发教学法、问答教学法、讲练结合法，将被动学习转变为自主学习，变我听为我练，变我学为我用，激发学生的学习兴趣。采用案例教学法、项目教学法等多种方式，提高学生主动思考能力，分析、解决实际问题能力[3]。将多媒体教室授课改为计算机机房授课，大班授课改为小班授课，增加学生实际练习时间，改善教师指导效果。采用多媒体课件与视频相结合方法，讲授数控编程基本知识，通过德国凯勒SYMplus CNC仿真软件，强化理解、掌握各种编程指令功能、程序结构及编程技巧。增加数控加工中心操作的实训环节，使学生熟悉数控机床的各种功能，具备数控机床的基本操作能力。
3.考核方法。以往将课程成绩分为平时成绩、实验成绩、期末考核成绩三项，其中，平时成绩10%，实验成绩10%，期末考核成绩占80%。平时成绩包括出勤情况、课堂表现、作业完成情况[4]。实验成绩为在加工中心实际加工零件的完成情况。改革后保持成绩考核比例，但是将期末闭卷考核改为上机开卷考核。结合生产实际，建立丰富的涵盖车削、铣削以及加工中心内容的考核试题库。要求学生根据生产实际零件图纸，设计制定加工工艺，选择合理刀具和切削参数，编制程序，仿真运行。评分标准依据加工工艺制定、刀具和切削参数选择的合理性，程序的完整性，仿真结果的正确性来进行，同时考查学生操作的熟练程度。上机开卷考核避免了单一的试卷模式，更有利于对学生的能力进行综合考核。
4.师资建设。教师是教学改革的实行者，只有教师的素质提高了，改革才能取得最好的效果。鉴于教师具有较高的数控技术与编程理论水平，但是缺少实践经验，安排现有在职在岗理论课教师和实训指导教师到企业参观学习，了解企业数控生产实际，进行数控技能强化培训。派出了6名教师到德国凯勒公司接受IHK教师培训，学习德国先进的数控教学理念、方法，全部获得了德国IHK颁发的数控培训师证书，提升了教师业务素质，开阔了国际化视野。
二、改革效果
通过一学期的教学实践，我校数控技术与编程的实践教学改革取得很好的效果。（1）改善了教学氛围，激发了学生的学习兴趣，提高了出勤率。（2）通过大量的编程训练，强化了学生对数控编程理论知识的理解和掌握，提高了学生的实际应用能力。（3）培养了多名青年教师，增加了他们的实践经验，提高了课程组教师专业素质。（4）建立了德国凯勒公司授权的凯勒CNC实验室以及为企业培养应用型人才和创新型人才的中德培训基地。
参考文献：
[1]明兴祖，何国旗，熊显文.数控系列课程教学改革与建设的探索与实践[J].当代教育论坛（管理研究），2011，（09）：73-75.
[2]魏岩，阎长罡，陈天旗，等.数控机床计算机编程及切削加工实验教学的改革与实践[J].教育教学论坛，2012，（20）：112-113.
[3]韩振宇，富宏亚，付云忠，王永章.“数控技术”课程教学改革的探讨与实践[J].中国大学教学，2012，（7）：41-42.
[4]董晓威，金中波，刘天祥.机床数控技术课程教学改革的研究与探索[J].黑龙江教育，2012，（4）：48-49
关键词：数控技术；实践教学；教学改革
中图分类号：G642.3 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）15-0038-02
数控技术与编程课程是机械工程学科的重要专业基础课，以培养学生熟练掌握数控设备基本编程技能和数控设备的应用能力为目标。本课程具有很强的实践性，在整个机械专业教学计划中占有相当重要的地位[1]。根据我校2010版机械工程学科培养方案和指导性教学计划，为机械专业学生开设了48学时的数控技术与编程课程，其中理论授课44学时，实验课程4学时，每年学生约有400人。目前，数控技术与编程的课程教学中存在着较多问题，最为突出的是实践教学环节薄弱，实验教学设施严重缺乏，实验课时占课程比例很小，实训环节人学时远远不足。我院现有的实验室条件是，只有两台数控加工中心，远远不能满足全体学生的实训需求。目前该课程授课方式以课堂讲授为主，实验环节以观看为主，学生实际编程与操作的机会很少[2]。教学内容主要以理论授课为主，教学效果不够理想，学生很难真正掌握数控技术知识与实际编程能力。目前，数控技术与编程的课程教材也存在着很多问题，如数控系统原理部分知识内容陈旧，不能反映数控技术的发展现状；数控加工程序编制部分存在较多错误，脱离数控加工生产实际等。因此非常有必要对数控技术与编程课程进行教学改革，从教学内容、课程体系、教学方法、考核方法和师资建设各方面进行全面改革，以提高教学质量，培养掌握数控技术的应用型、技能型人才，满足市场对该类人才的需求。
一、实践教学改革内容
1.课程体系。改革教学内容，精简理论课时，增加实训环节，使理论与实训课时比例达到1∶1。以Fanuc、Siemense数控编程手册为参考依据，完善数控技术与编程的教学大纲，纠正、排除现有教材中错误，对许多数控教材中关于数控系统的软硬件结构、位置检测装置、伺服系统以及数控机床的机械结构等内容进行精简。精简后的理论课时内容主要包括：（1）数控机床的组成、分类、基本原理、插补原理以及数控技术的发展现状和趋势。（2）数控加工工艺基础。一个好的程序员必须是一个好的工艺员。目前机械加工基础课程很少，甚至完全没有介绍数控加工工艺知识，因此数控加工工艺基础知识是理论课的重点内容之一。（3）数控编程基础。对于任何种类的数控机床或数控系统，存在一些共同的编程基础知识，如机床坐标系、工件坐标系、基本指令代码、程序结构等。（4）数控车床及车削加工中心的数控编程。（5）数控车床及车削加工中心的数控编程。（6）数控自动编程。学习德国在工程教育和应用型专业技能培训方面的理念、方法、教学模式，引进德国凯勒CNC仿真模拟软件，增加实训教学环节。德国凯勒CNC仿真模拟软件是德国凯勒软件有限公司开发的产品，它将数控机床工作过程、CAD/CAM、车铣削加工、系统控制编程等，利用三维模拟技术，并配以大量的图表、数据、解释、习题，进行演示与训练。实训教学环节分为二个阶段：①利用凯勒SYMplus CNC仿真软件，学习数控编程基础知识，熟练掌握各种编程指令，学习数控机床的基本操作，熟练掌握机床的各种功能；②利用两台数控加工中心，学生分组完成零件的数控加工，强化数控编程技术和数控机床操作技能。具体内容包括：零件加工程序传输，装卡毛坯，设置刀具，建立工件坐标系，启动机床，完成零件加工，检验零件的尺寸精度等。
2.教学方法。针对以往授课主要采用理论教学方式，与实践教学完全脱节，教学过程枯燥，学生抓不住学习重点，兴趣不浓，厌学现象严重，教学效果不理想的问题，改革教学方法。采用启发教学法、问答教学法、讲练结合法，将被动学习转变为自主学习，变我听为我练，变我学为我用，激发学生的学习兴趣。采用案例教学法、项目教学法等多种方式，提高学生主动思考能力，分析、解决实际问题能力[3]。将多媒体教室授课改为计算机机房授课，大班授课改为小班授课，增加学生实际练习时间，改善教师指导效果。采用多媒体课件与视频相结合方法，讲授数控编程基本知识，通过德国凯勒SYMplus CNC仿真软件，强化理解、掌握各种编程指令功能、程序结构及编程技巧。增加数控加工中心操作的实训环节，使学生熟悉数控机床的各种功能，具备数控机床的基本操作能力。
3.考核方法。以往将课程成绩分为平时成绩、实验成绩、期末考核成绩三项，其中，平时成绩10%，实验成绩10%，期末考核成绩占80%。平时成绩包括出勤情况、课堂表现、作业完成情况[4]。实验成绩为在加工中心实际加工零件的完成情况。改革后保持成绩考核比例，但是将期末闭卷考核改为上机开卷考核。结合生产实际，建立丰富的涵盖车削、铣削以及加工中心内容的考核试题库。要求学生根据生产实际零件图纸，设计制定加工工艺，选择合理刀具和切削参数，编制程序，仿真运行。评分标准依据加工工艺制定、刀具和切削参数选择的合理性，程序的完整性，仿真结果的正确性来进行，同时考查学生操作的熟练程度。上机开卷考核避免了单一的试卷模式，更有利于对学生的能力进行综合考核。
4.师资建设。教师是教学改革的实行者，只有教师的素质提高了，改革才能取得最好的效果。鉴于教师具有较高的数控技术与编程理论水平，但是缺少实践经验，安排现有在职在岗理论课教师和实训指导教师到企业参观学习，了解企业数控生产实际，进行数控技能强化培训。派出了6名教师到德国凯勒公司接受IHK教师培训，学习德国先进的数控教学理念、方法，全部获得了德国IHK颁发的数控培训师证书，提升了教师业务素质，开阔了国际化视野。
二、改革效果
通过一学期的教学实践，我校数控技术与编程的实践教学改革取得很好的效果。（1）改善了教学氛围，激发了学生的学习兴趣，提高了出勤率。（2）通过大量的编程训练，强化了学生对数控编程理论知识的理解和掌握，提高了学生的实际应用能力。（3）培养了多名青年教师，增加了他们的实践经验，提高了课程组教师专业素质。（4）建立了德国凯勒公司授权的凯勒CNC实验室以及为企业培养应用型人才和创新型人才的中德培训基地。
参考文献：
[1]明兴祖，何国旗，熊显文.数控系列课程教学改革与建设的探索与实践[J].当代教育论坛（管理研究），2011，（09）：73-75.
[2]魏岩，阎长罡，陈天旗，等.数控机床计算机编程及切削加工实验教学的改革与实践[J].教育教学论坛，2012，（20）：112-113.
[3]韩振宇，富宏亚，付云忠，王永章.“数控技术”课程教学改革的探讨与实践[J].中国大学教学，2012，（7）：41-42.
[4]董晓威，金中波，刘天祥.机床数控技术课程教学改革的研究与探索[J].黑龙江教育，2012，（4）：48-49