数控技术课程立体化教学模式的探讨
中图分类号：G71 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）04（b）-0165-02
数控技术是制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础，“国家理工类重点领域人才培养机制研究”课题组的研究表明，“机械设计制造及其自动化（数控技术）”在理工类专业中排名第一，而该课题组的另一项研究也表明“机械设计制造及其自动化（数控技术）”的市场需求也是排名第一，国务院最近发布的《促进产业结构调整暂行规定》，《产业结构调整指导目录》中规定国家在十一五期间将重点发展数控设备，限制传统制造设备如普通金属切削机床、普通电火花加工机床和线切割加工机床制造，将淘汰诸如C620、CA630等普通机床。随着制造技术的发展，数控机床的使用将会越来越普及，因此机械类专业人才的素质应具有多学科知识结构、科学的思维方式、较强的创新创业能力和动手能力。也因此数控技术课程是在机械专业课程中所占的重要地位也日趋明显[1～3]。
随着计算机技术、网络技术和多媒体技术的发展，教育教学模式和教学手段发生了很大的变化，学习空间不断拓展。学生获取知识的途径除从书本和课堂获取信息外，更多的是从计算机、Internet获取知识。这就要求教育管理者和教学组织者不仅要抓好课堂教学的组织和实施，更重要的是如何利用现有的教学资源，科学整合，系统开发，努力建设全方位、多层次、系统性的立体化教学资源体系，以适应现代教育的发展需要。立体化教学资源是以现代化的信息技术为手段，以适合远程传输的数字化教育教学软件为教材，以Internet/Intranet为学习和管理环境，以自主式、开放式、交互式学习为主体的学习模式，以媒体素材为基础，适用于多层次教学对象，覆盖教学的全过程各个环节而构建的教学资源体系。立体化教学资源从纸质教材到数字教材，从传统教室到现代化网络，从简单媒体到高技术多媒体；按预定目标设计，对相关的教学资源信息进行全方位、多层次、系统性整合，构建了立体化、数字化、实时性的教学空间。
1 数控教学的特点和要求
数控教学应由理论教学、作业、实验教学、考试组成。由于《数控技术》是一门实践性很强的课程，在理论教学的基础上，应伴随着大量的实践教学，如：数控编程及加工、插补原理、伺服系统、检测系统、机床本体等。其实践部分通常要求在具有相应功能的实际系统（数控机床）上完成，但由于数控机床价格昂贵，大部分高校都不具备拥有大量数控硬件的条件，再考虑到学生的误操作还可能会危及机床设备甚至于操作者自身的人身安全，所以完全有必要引入高技术的媒体。充分利用多媒体技术，在课堂教学中引入数控机床切削仿真。
传统的教学模式是先讲理论部分，再讲实践部分，这样很容易使学生产生理论与实践不同步的问题，主要是教师讲的理论部分与实践部分结合不够紧密。
2 数控技术课程立体化教学体系
在数控技术的教学中，以“数控技术”为基础，将理论教学与实践教学相结合，课堂教学与网络教学相结合，软件（仿真）实验平台与硬件（传统）实验平台相结合，建立立体化课程教学体系。
2.1 立体化的理论课教学体系
构建以“数控技术”为依托的“课程群”式教学体系。该课程群为“数控技术”课程的学习提供前期基础。课程群分理论教学体系和实践教学体系。理论教学体系由机械制图、互换性与技术测量、机械制造技术基础、机械加工工艺与工装设计、机械CAD
/CAM等课程组成，为数控技术课程的学习提供机械制造类的知识.I选用国家级规划教材，自制多媒体课件和数控加工的音像作品与数控仿真软件一起进行整合后，组成立体化理论教学资源包。在教学内容上积极引入先进制造技术的内容，保留传统的手工编程部分，适当地增加PRO/E、UG的CAM部分。
2.2 立体化的理论教学模式
（1）选用国家级规划教材，自制多媒体课件和数控加工的音像作品与数控仿真软件一起进行整合后，组成立体化理论教学资源包。在教学内容上积极引入先进制造技术的内容，保留传统的手工编程部分，适当地增加PRO/E、UG的CAM部分。
（2）以网络为平台组建第二课堂，有效的将课堂从课内延伸至课外，充分利用网络的优势，将上述立体化理论教学资源包发布在网上，扩展教学资源，激发学生在教学中的参与意识，扩展教学时空，进而有效的提高教学质量。并利用微博及E-mail、QQ等形式及时与学生交流，解决学生在学习上的困惑。
（3）改革教学方法手段，将“案例教学法”应用到教学中。以充分调动学生的学习积极性和参与性为目的，在教学方法上协调传统教学手段和现代教育技术应用的关系。充分利用多媒体教室的优势，以一个个生产实际中的产品实例来讲解数控编程与加工的关系，从而提高学生学习的兴趣。
2.3 立体式实践教学体系及模式
（1）改革了原有依附于理论教学的单一实践教学模式，重新合理定位实践教学。传统的实践教学模式是采用的理论课+实验的模式，由于数控技术是一门实践性非常强的课程，采用传统的分散实验的模式不利于知识的连贯，因此我们采用理论课+2周数控实践+4周专业课课程设计的模式。在内容上变以往的由教师拟题为学生自主选题，即从选题―设计―制造的过程均有学生完成，教师只是起真正意义上的指导作用。
（2）建立虚拟数控实验系统，改变传统的依赖硬件实验系统的做法。由于数控机床价格昂贵，精度高，各高校普遍存在着台套数少的问题（我校就一台数控加工中心），不可能同时满足30～40人（一个自然班）的实验要求，因此必须采用虚拟数控仿真实验与数控机床相结合的方法。
3 结语
立体化教学模式充分利用了各种媒体，将许多抽象的知识编的生动、形象，学生在课堂上没搞太清楚地地方，可以在课后利用网络课堂再学习，也可以通过各种网络资源与学生互动。虚拟数控实验系统的建立有效的弥补了数控机床不足的缺点。实践环节的增加有利于学生加深对数控加工的理解，也增强了动手能力。该方案在我校10级试点以来，取得了良好的效果。
