周嚴(yán)　肖書浩　張和平

摘要：針對應(yīng)用型本科院校機電專業(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》實訓(xùn)為研究對象，探討本科機電專業(yè)《數(shù)控加工工藝與編程》實訓(xùn)課程的教學(xué)改革設(shè)想和思路，分析了數(shù)控實訓(xùn)教學(xué)中存在的不足，著重強調(diào)學(xué)生工程意識和工程素質(zhì)培養(yǎng)，提出了將機械原理、機械設(shè)計理論與數(shù)控實訓(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：機電專業(yè)；數(shù)控實訓(xùn)；工程意識和工程素質(zhì)培養(yǎng)；優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)

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

一、引言

《數(shù)控加工工藝與編程》課程是應(yīng)用型本科機電專業(yè)的主干課程，其工藝性和實操性要求極高，因此，一般在理論課程結(jié)束后安排有3周的數(shù)控實訓(xùn)環(huán)節(jié)。數(shù)控實訓(xùn)通常是以編程和實操訓(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)控加工工藝實訓(xùn)等步驟來完成。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)實施結(jié)果來看，盡管學(xué)生在該實訓(xùn)之前學(xué)習(xí)了通識課程及部分專業(yè)課程，初步掌握了一定的機電工程實踐技能及計算機應(yīng)用軟件，但之前課程實踐環(huán)節(jié)完成的是對應(yīng)課程的教學(xué)任務(wù)，鞏固的是知識點，缺乏交叉綜合訓(xùn)練，因此，學(xué)生經(jīng)過數(shù)控實訓(xùn)后，其能力處在數(shù)控操作的層面，其工程意識不強，工程素質(zhì)培養(yǎng)有限，達不到既定的應(yīng)用型專業(yè)技術(shù)人才培養(yǎng)目標(biāo)。為此，我們對原有的數(shù)控實訓(xùn)教學(xué)模式改革進行了有益的探索。

二、實訓(xùn)規(guī)劃

《數(shù)控加工工藝與編程》實訓(xùn)計劃基于項目（校教研課題：“數(shù)控實訓(xùn)教學(xué)模式的改革探討”）展開，按照典型零件的實際制造程序規(guī)劃實訓(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)生從理論到實踐的體驗，充分認(rèn)識到數(shù)控技術(shù)在生產(chǎn)加工中的作用和地位。為此，將原實訓(xùn)過程分為二個階段，第一階段：數(shù)控實訓(xùn)，目的是強化數(shù)控實訓(xùn)編程和數(shù)控加工工藝訓(xùn)練，時間占比60%；第二階段：工程訓(xùn)練，也為機械創(chuàng)新設(shè)計環(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)計出能夠?qū)崿F(xiàn)某種運動功能的機械機構(gòu)或裝置，并在數(shù)控設(shè)備上完成該設(shè)計的實物產(chǎn)品加工制作，時間占比40%。這兩個階段的運作流程見圖1。

三、項目實施

1.數(shù)控實訓(xùn)階段。此環(huán)節(jié)對于機電專業(yè)本科生掌握數(shù)控技術(shù)至關(guān)重要，必須扎實訓(xùn)練，打好這個基礎(chǔ)。項目按照圖1所示的數(shù)控實訓(xùn)流程進行實施，重點強化數(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，需對實訓(xùn)效果進行總結(jié)，同時做出評價，并把加工精度檢測納入到評價指標(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。這一階段的目標(biāo)是：學(xué)生能設(shè)計出能夠?qū)崿F(xiàn)某種運動功能的機械機構(gòu)或裝置，并通過數(shù)控加工，把構(gòu)思變成實物，實現(xiàn)數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用和升華。其實施過程如圖1所示。（1）學(xué)生按小組提出構(gòu)思，經(jīng)分析和討論，確定機械機構(gòu)設(shè)計方案；（2）按目標(biāo)進行機構(gòu)的分析與計算，驗證可行性；（3）繪制工作圖，并仿真，進一步確認(rèn)機構(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，進一步鞏固數(shù)控實訓(xùn)的操作技能；（6）組裝及功能測試，完成實物制作；（7）撰寫說明書。通過工程訓(xùn)練過程，使學(xué)生對以前學(xué)習(xí)過的機械設(shè)計理論課程有了更深刻的認(rèn)識。如連桿機構(gòu)、曲柄滑塊機構(gòu)、凸輪機構(gòu)、齒輪機構(gòu)、間歇運動機構(gòu)（槽輪機構(gòu)和棘輪機構(gòu)等）、螺旋機構(gòu)及其組合機構(gòu)等。通過設(shè)計和制作，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)想和實現(xiàn)融為一體則是創(chuàng)新的保障，同時也是本項目所追求的目標(biāo)。在工程訓(xùn)練階段所分配的時間雖然不是很長，但學(xué)生的積極性非常高，他們充分利用時間，甚至加班自發(fā)延長實訓(xùn)時間，確保機構(gòu)的設(shè)計和制作完成。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構(gòu)，經(jīng)測試運轉(zhuǎn)順暢，達到了設(shè)計要求后，臉上洋溢著成功的喜悅，實實在在有了獲得感，也切身體會到只有付出才有收獲。答辯是這個階段的最后一個環(huán)節(jié)，在答辯現(xiàn)場，學(xué)生詳細(xì)介紹了從方案的擬定到制作出實物等各個技術(shù)環(huán)節(jié)，并與現(xiàn)場的老師和同學(xué)做了比較深度的技術(shù)交流。答辯現(xiàn)場生動活潑，在交流中互受啟發(fā)。在輕松的互動環(huán)境中，學(xué)生的工程意識和工程素質(zhì)得到了鍛煉提高。同時，學(xué)生的嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度從側(cè)面上反映出本項目的實施——改革教學(xué)模式也取得了很好的效果。

四、結(jié)論

在數(shù)控實訓(xùn)教學(xué)中引入工程訓(xùn)練內(nèi)容，并做合理地延伸，實踐證明實訓(xùn)效果明顯優(yōu)于原來的教學(xué)方式。最為突出的是把學(xué)生被動接受訓(xùn)練變?yōu)閷W(xué)生積極主動參與，把原來只是為了掌握工具，變?yōu)槭褂霉ぞ呷崿F(xiàn)自己的設(shè)計。盡管拓展了實訓(xùn)內(nèi)容，增加了實訓(xùn)難度，但是學(xué)生獨立操作的空間更大了。學(xué)生通過應(yīng)用機械原理和機械設(shè)計理論，大膽創(chuàng)新，擬定機械機構(gòu)方案、生產(chǎn)工藝設(shè)計、繪制工程圖、編制數(shù)控加工程序、操作數(shù)控機床加工機械零件、參與精度檢測、按設(shè)計要求組裝和調(diào)試機構(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)計意識、綜合工程應(yīng)用能力、團隊協(xié)作精神，促進了學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)理論知識的鞏固和應(yīng)用與綜合能力的培養(yǎng)，養(yǎng)成理論與實踐的有機結(jié)合和良好的學(xué)風(fēng)。在實踐中我們深感數(shù)控實訓(xùn)教學(xué)改革還有很大的提升空間，作為指導(dǎo)教師只要本著對學(xué)生的強烈責(zé)任感，實事求是，腳踏實地，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：

[1]陳助振.數(shù)控實訓(xùn)教學(xué)改革探討[J].機電技術(shù)，2009，（3）：59-62.

[2]黃楚鵬.數(shù)控實訓(xùn)教學(xué)方式的改進實踐[J].教育教學(xué)論壇，2015，（6）.