地方应用型大学《数控应用技术》课程实践教学改革与探索
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【摘要】结合地方应用型大学的自身特点与办学定位，以提高学生的实践能力及创新能力为核心目标，对《数控应用技术》课程实践教学进行了一系列改革。通过改革实验教学的内容与方法、合理安排实习教学内容及建立现代数控技术实践基地，使实验、实习、实训形成相互交叉、相互融合、相互渗透的有机整体。经实践证明，对培养具有实践动手能力、创新意识的高层次应用型人才有较为显著的成效，
【关键词】数控应用技术 实践教学 改革
1.前言。随着制造业的迅猛发展，数控机床以其高效、高质量的加工技术逐渐取代了普通机床，得到了广泛的应用。数控应用技术是数控专业一门实践性很强的学科基础必修课程，仅靠理论教学和少量的实验实习内容，而没有对学生进行全方位的、系统的培养，学生的实际操作能力难以达到地方应用型本科院校的人才培养方案和企业的实际要求，为此课程组在北华大学机械工程学院总体教学改革的思想框架下，结合学院自身特点，通过认真分析行业、地方和区域经济发展对数控专业本科人才素质的新要求，对《数控应用技术》课程的实践教学进行了一系列的改革与探索。
2.实验教学环节改革。实验教学在“数控应用技术”课程教学中占有非常重要的地位，是培养创新人才的重要手段之一。因此，课程组从实验教学内容及教学方法与手段两大方面入手，提出了实验教学环节改革的思路，并进行了探索与实践。
2.1 改革实验教学内容。数控技术是一门实践性很强的综合技术，在实验内容的设置上一方面要侧重于培养学生运用实验方法研究、分析数字控制技术的初步能力，另一方面要培养学生的实践动手能力、创新思维意识、分析与解决实际问题的综合能力及提高工程实践的素质，以适应社会、行业和企业对数控技术人才需求的变化。因此，实验教学内容的探索与实践采取了以下三个层面的原则。
2.1.1 将认知性、验证性、综合性实验紧密结合。这种结合使学生将课堂所学的数控系统及理论知识与真实数控系统对应起来，把数控系统的复杂结构形态信息转化为能够被人的感观接收的具有客体特征的信息，然后再将其转化为适于主体思维进行操作的观念编码信息，有了这样一些信息，不但加深对理论知识的理解及数控系统的感性认识，并对培养学生的实践动手能力及创新意识奠定了扎实的基础。
2.1.2 利用数控仿真系统加强对数控操作技能的训练。数控仿真系统能够完全模拟零件的切削过程，检验数控指令正确与否，具有齐全的调试、编辑、修改和跟踪执行等功能。虚拟数控机床与真实机床具有完全相同的结构。虚拟数控机床能模仿真实机床的任何功能而不致因为采用某种近似替代而导致某种结构和信息的失真或丢失，并与真实机床有完全相同的界面风格。虚拟数控机床还具有强大的网络功能，加强基于网络环境下学生创新能力及动手能力的培养。自从我院引入南京宇航数控仿真系统后，使学生消除了初次直接面对真实数控系统的恐惧感，而且增加了学生学习兴趣，使学生可以自主的完成实验内容，部分优秀同学能够创新性地提出自己的想法。通过此类实验锻炼学生的工艺分析能力、编程能力及解决突发事件的能力，即完成了从零件工艺分析、制定工艺路线和加工内容、编制程序、程序输入到模拟零件加工，将充分发挥学生的自主学习能力，提高学生的实践动手能力。
2.1.3 设计性、创新性实验相结合。这对于激发学生主动参与实践的热情，培养学生的实践动手能力及创新思维能力具有较好的促进作用。经历了前面的理论知识的学习、认知实验的学习及模拟实验的操作，学生一方面已经具备了一定的感性知识和分析问题、解决问题的能力，另一方面学生内心蓄积了“自己动手实现自己的设计”这样一种力量与激情，这个时候开设一些具有设计性与创新性的实验，可以充分发挥学生的主观能动性和创造性，恰当地利用学生的热情与好奇心，挖掘潜能，培养创新意识与严谨的工作态度，提高学生的实际操作数控机床的能力。
结合以上所提出的探索性改革原则，结合我院的实验条件，在实验内容的安排和设置上进行了改进与调整，使实验内容和实验顺序更具合理性、科学性，更好地完成理论与实践相结合，我院的数控技术实验项目见表1。
2.2 改革实验教学方法。在实验教学方法上，将教师传授实验技术和知识为主的教学方法变为以学生为主体的实验教学方法，充分发挥学生的主体作用。我院一直以来实行实验指导教师与任课教师共同参与指导实验的制度，故任课教师可根据课堂教学的情况对参与实验的学生进行分组，并挑出知识掌握较好学生参与实验答疑。例如在实际加工类及设计类实验教学中，选出班级的“数控能手”给其他同学解答一些问题，检查加工工艺的安排及程序代码的编制，解决操作中遇到的部分突况，甚至由他们进行操作演示等，极大地调动了学生的学习兴趣，形成了良好的学习氛围。经过实际运行，这种实验教学方法效果非常显著。
3.改革实习教学环节。实习环节对于提高学生的感性认识和操作能力有重要的作用，我院的实习教学环节包括校内实习与校外实习两部分。校内实习项目有CAD／CAE／CAM软件实习(2周)、先进制造技术(3周)。先进制造技术实习在第6学期开设，与数控技术课程同步，更好地将理论与实践相结合。
为能够让学生深入了解工厂中数控设备及生产状况，在培养计划中，还安排了2周的校外生产实习，时间安排在第7学期。实习内容主要有：第一、了解各种先进数控加工设备的种类、工作原理及组成部分，掌握数控加II艺、常用数控系统、典型数控机床的机械结构，将理论与实践相结合；第二、了解工厂实际采用何种CAD、CAM软件进行建模和自动编程，掌握CAM软件后处理过程。第三、与工人师傅及工程师们进行问题探讨、交流，为将来的就业指引方向。为提高实习效果，我们提前给学生印发实习指导书，布置了一定量的思考题，并配备经验丰富的老教师作为带队指导教师，这样学生才能提出针对性较强的问题，从而能更好地加深理解、验证和巩固理论知识。
4.建立现代数控技术实践基地。应用型本科院校在办学理念上，把“学以致用”作为学校的核心理念，主要强调通过实验、科研等过程加强工程实践环节，提高学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，培养具有创业创新意识的应用型人才。因此，我院大胆创新，于2002年开始实行招收本科生作为教师课题组科研助理的培养模式，并建立了大学生科技创新实践基地。2006年，该基地被吉林省教育厅确定为吉林省第一个也是当时唯一的示范基地。目前。该基地共有14个研究室，总面积736m2。其中现代数控技术研究室以培养学生数控操作技能为主，经过几年的运行，形成了较为完备的运行与管理模式。迄今为止该研究室已招收数控加工方向的科研助理100余人，并通过参与教师科研课题(如普通机床数控化改造项目等)以及参加各种竞赛，如数控机床操作技能竞赛、“挑战杯”竞赛、机械创新设计大赛等，培养出了一大批“上手快、业务精、后劲足”的优秀学生。
5.结束语。通过对数控应用技术课程的实验教学环节、实习教学环节的改革以及建立了内涵丰富的数控实践教学基地，逐步形成了理论与实践相结合、课内与课外相结合、导师指导与学生自主相结合、共性与个性相结合的教学模式，全方位地培养了学生的认识问题、解决问题的能力、表达沟通的能力、团队合作的能力、创新实践能力。通过用人单位和毕业学生的反馈证明，我们目前的理论教学体系和实践教学体系使学生在学校里养成的“规范做事、吃苦耐劳、刻苦钻研、团队意识、奉献精神”等个人品质在人才就业市场上具有明显的优势。毕业生踏实肯干的作风以及上手快、业务精湛、技术过硬的特点深受用人单位的好评。