周嚴(yán)　肖書浩　張和平

摘要：針對(duì)應(yīng)用型本科院校機(jī)電專業(yè)學(xué)生專業(yè)能力培養(yǎng)目標(biāo)，本文以《數(shù)控加工工藝與編程》實(shí)訓(xùn)為研究對(duì)象，探討本科機(jī)電專業(yè)《數(shù)控加工工藝與編程》實(shí)訓(xùn)課程的教學(xué)改革設(shè)想和思路，分析了數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)中存在的不足，著重強(qiáng)調(diào)學(xué)生工程意識(shí)和工程素質(zhì)培養(yǎng)，提出了將機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)理論與數(shù)控實(shí)訓(xùn)的融合，并優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)，規(guī)范教學(xué)流程，以獲得更好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：機(jī)電專業(yè)；數(shù)控實(shí)訓(xùn)；工程意識(shí)和工程素質(zhì)培養(yǎng)；優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2017）17-0120-02

一、引言

《數(shù)控加工工藝與編程》課程是應(yīng)用型本科機(jī)電專業(yè)的主干課程，其工藝性和實(shí)操性要求極高，因此，一般在理論課程結(jié)束后安排有3周的數(shù)控實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)。數(shù)控實(shí)訓(xùn)通常是以編程和實(shí)操訓(xùn)練為主，教學(xué)流程一般按照安全教育、仿真教學(xué)、數(shù)控車床和數(shù)控銑床面板操作練習(xí)、試切對(duì)刀和確定工件坐標(biāo)系訓(xùn)練、典型零件的數(shù)控加工工藝實(shí)訓(xùn)等步驟來(lái)完成。按照這一教學(xué)流程，大部分學(xué)生可以初步掌握數(shù)控加工技術(shù)，并提高數(shù)控編程能力。從這一教學(xué)環(huán)節(jié)實(shí)施結(jié)果來(lái)看，盡管學(xué)生在該實(shí)訓(xùn)之前學(xué)習(xí)了通識(shí)課程及部分專業(yè)課程，初步掌握了一定的機(jī)電工程實(shí)踐技能及計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件，但之前課程實(shí)踐環(huán)節(jié)完成的是對(duì)應(yīng)課程的教學(xué)任務(wù)，鞏固的是知識(shí)點(diǎn)，缺乏交叉綜合訓(xùn)練，因此，學(xué)生經(jīng)過數(shù)控實(shí)訓(xùn)后，其能力處在數(shù)控操作的層面，其工程意識(shí)不強(qiáng)，工程素質(zhì)培養(yǎng)有限，達(dá)不到既定的應(yīng)用型專業(yè)技術(shù)人才培養(yǎng)目標(biāo)。為此，我們對(duì)原有的數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式改革進(jìn)行了有益的探索。

二、實(shí)訓(xùn)規(guī)劃

《數(shù)控加工工藝與編程》實(shí)訓(xùn)計(jì)劃基于項(xiàng)目（校教研課題：“數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式的改革探討”）展開，按照典型零件的實(shí)際制造程序規(guī)劃實(shí)訓(xùn)流程，在教學(xué)內(nèi)容上改變單純編程和操作訓(xùn)練，增加學(xué)生從理論到實(shí)踐的體驗(yàn)，充分認(rèn)識(shí)到數(shù)控技術(shù)在生產(chǎn)加工中的作用和地位。為此，將原實(shí)訓(xùn)過程分為二個(gè)階段，第一階段：數(shù)控實(shí)訓(xùn)，目的是強(qiáng)化數(shù)控實(shí)訓(xùn)編程和數(shù)控加工工藝訓(xùn)練，時(shí)間占比60%；第二階段：工程訓(xùn)練，也為機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，學(xué)生按班分組，利用各種基本的構(gòu)件及組合，設(shè)計(jì)出能夠?qū)崿F(xiàn)某種運(yùn)動(dòng)功能的機(jī)械機(jī)構(gòu)或裝置，并在數(shù)控設(shè)備上完成該設(shè)計(jì)的實(shí)物產(chǎn)品加工制作，時(shí)間占比40%。這兩個(gè)階段的運(yùn)作流程見圖1。

三、項(xiàng)目實(shí)施

1.數(shù)控實(shí)訓(xùn)階段。此環(huán)節(jié)對(duì)于機(jī)電專業(yè)本科生掌握數(shù)控技術(shù)至關(guān)重要，必須扎實(shí)訓(xùn)練，打好這個(gè)基礎(chǔ)。項(xiàng)目按照?qǐng)D1所示的數(shù)控實(shí)訓(xùn)流程進(jìn)行實(shí)施，重點(diǎn)強(qiáng)化數(shù)控加工工藝的綜合訓(xùn)練。學(xué)生首先通過仿真軟件學(xué)習(xí)及車削、銑削加工練習(xí)，熟練掌握數(shù)控機(jī)床的操作，在此基礎(chǔ)上能順利完成典型零件的車削和銑削加工。學(xué)生在完成典型零件的數(shù)控車削和銑削后，需對(duì)實(shí)訓(xùn)效果進(jìn)行總結(jié)，同時(shí)做出評(píng)價(jià)，并把加工精度檢測(cè)納入到評(píng)價(jià)指標(biāo)中。

2.工程訓(xùn)練階段。工程訓(xùn)練的重心是培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)。這一階段的目標(biāo)是：學(xué)生能設(shè)計(jì)出能夠?qū)崿F(xiàn)某種運(yùn)動(dòng)功能的機(jī)械機(jī)構(gòu)或裝置，并通過數(shù)控加工，把構(gòu)思變成實(shí)物，實(shí)現(xiàn)數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用和升華。其實(shí)施過程如圖1所示。（1）學(xué)生按小組提出構(gòu)思，經(jīng)分析和討論，確定機(jī)械機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案；（2）按目標(biāo)進(jìn)行機(jī)構(gòu)的分析與計(jì)算，驗(yàn)證可行性；（3）繪制工作圖，并仿真，進(jìn)一步確認(rèn)機(jī)構(gòu)的可行性；（4）制定各構(gòu)件加工的工藝路線，并編制數(shù)控程序，為零件加工做準(zhǔn)備；（5）零件加工及檢驗(yàn)，進(jìn)一步鞏固數(shù)控實(shí)訓(xùn)的操作技能；（6）組裝及功能測(cè)試，完成實(shí)物制作；（7）撰寫說明書。通過工程訓(xùn)練過程，使學(xué)生對(duì)以前學(xué)習(xí)過的機(jī)械設(shè)計(jì)理論課程有了更深刻的認(rèn)識(shí)。如連桿機(jī)構(gòu)、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)、間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)（槽輪機(jī)構(gòu)和棘輪機(jī)構(gòu)等）、螺旋機(jī)構(gòu)及其組合機(jī)構(gòu)等。通過設(shè)計(jì)和制作，學(xué)生們懂得了專業(yè)理論是創(chuàng)新的基礎(chǔ)，工程應(yīng)用是創(chuàng)新的目的，構(gòu)想和實(shí)現(xiàn)融為一體則是創(chuàng)新的保障，同時(shí)也是本項(xiàng)目所追求的目標(biāo)。在工程訓(xùn)練階段所分配的時(shí)間雖然不是很長(zhǎng)，但學(xué)生的積極性非常高，他們充分利用時(shí)間，甚至加班自發(fā)延長(zhǎng)實(shí)訓(xùn)時(shí)間，確保機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和制作完成。圖2、圖3為學(xué)生在工程訓(xùn)練階段完成的作品。當(dāng)他們看到裝配好的機(jī)構(gòu)，經(jīng)測(cè)試運(yùn)轉(zhuǎn)順暢，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求后，臉上洋溢著成功的喜悅，實(shí)實(shí)在在有了獲得感，也切身體會(huì)到只有付出才有收獲。答辯是這個(gè)階段的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，在答辯現(xiàn)場(chǎng)，學(xué)生詳細(xì)介紹了從方案的擬定到制作出實(shí)物等各個(gè)技術(shù)環(huán)節(jié)，并與現(xiàn)場(chǎng)的老師和同學(xué)做了比較深度的技術(shù)交流。答辯現(xiàn)場(chǎng)生動(dòng)活潑，在交流中互受啟發(fā)。在輕松的互動(dòng)環(huán)境中，學(xué)生的工程意識(shí)和工程素質(zhì)得到了鍛煉提高。同時(shí)，學(xué)生的嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度從側(cè)面上反映出本項(xiàng)目的實(shí)施——改革教學(xué)模式也取得了很好的效果。

四、結(jié)論

在數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)中引入工程訓(xùn)練內(nèi)容，并做合理地延伸，實(shí)踐證明實(shí)訓(xùn)效果明顯優(yōu)于原來(lái)的教學(xué)方式。最為突出的是把學(xué)生被動(dòng)接受訓(xùn)練變?yōu)閷W(xué)生積極主動(dòng)參與，把原來(lái)只是為了掌握工具，變?yōu)槭褂霉ぞ呷?shí)現(xiàn)自己的設(shè)計(jì)。盡管拓展了實(shí)訓(xùn)內(nèi)容，增加了實(shí)訓(xùn)難度，但是學(xué)生獨(dú)立操作的空間更大了。學(xué)生通過應(yīng)用機(jī)械原理和機(jī)械設(shè)計(jì)理論，大膽創(chuàng)新，擬定機(jī)械機(jī)構(gòu)方案、生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)、繪制工程圖、編制數(shù)控加工程序、操作數(shù)控機(jī)床加工機(jī)械零件、參與精度檢測(cè)、按設(shè)計(jì)要求組裝和調(diào)試機(jī)構(gòu)、撰寫技術(shù)說明書等環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計(jì)意識(shí)、綜合工程應(yīng)用能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，促進(jìn)了學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)理論知識(shí)的鞏固和應(yīng)用與綜合能力的培養(yǎng)，養(yǎng)成理論與實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合和良好的學(xué)風(fēng)。在實(shí)踐中我們深感數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)改革還有很大的提升空間，作為指導(dǎo)教師只要本著對(duì)學(xué)生的強(qiáng)烈責(zé)任感，實(shí)事求是，腳踏實(shí)地，不斷追求，一定能夠培養(yǎng)出大批優(yōu)秀的工程技術(shù)人才。

參考文獻(xiàn)：

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