--=== 课程概况 ===--

    在学校办学定位的指导下,本课程的教学以培养德智体美等全面发展,基础扎实、实践创新能力强的应用型人才。《数控技术与数控机床》是专业课,主要讲授数控技术及数控机床的工作原理、应用。数控机床是现代化的机械加工设备,涉及到精密机械、模拟电路、数字电路、传感器技术、电力电子技术、驱动技术、计算机软硬件、信息处理、通信技术、自动控制原理与系统等多门学科的内容,融合了当今许多最先进的科学技术。其技术含金量高,涉及知识面广,综合性强,在生产中应用广泛。开设数控技术与数控机床课程,不仅能使学生掌握数控机床的工作原理,而且能使其具备数控机床的编程、加工及相关设计等方面的高级技能。本课程是主要技术专业课,对于培养学生科技开发、应用研究、知识综合应用、创新能力等方面有着至关重要的作用。

    本课程使学生在短时间内掌握数控机床加工零件的加工原理和数控加工过程实现的基本要求,掌握数控系统、数控原理、插补原理、伺服系统、检测原理、数控编程概念、数控机床结构等有关基本知识。多年来,搜集了大量的动画、数控机床及其部件实物图片、加工过程的录相等素材,并将这些素材有机的结合在课件中,加大了授课信息量,激发了学生的学习兴趣,使得教学效果明显提高;建立了教学网站,学生可有效利用现有的网络资源,根据个人兴趣进行自主性学习,达到因材施教的目的;介绍大数控机床公司的网站、数控技术应用讨论网站以及利用大作业引导学生检索文献,鼓励学生利用课外时间,扩展视野,了解数控技术最新的技术发展动态。利用我们的学科优势,确定以建立一整套科学、合理的新型教学模式为目标,把培养创新人才,提高学生综合素质作为教学改革的主要目的。以理论教学为基础,实验教学为重点,以实验教学带动理论教学,引导启发学生建立起正确的思维方式和学习方法。加强学生观察、分析、创新和综合能力的培养。于摸索中建立一种有利于学生创新意识和创新能力的教学模式及考核方法。集理论性、实践性、科研性、综合性为一体的研究性实践教学模式及考核方法。实践表明,效果良好。

    教育部进行了大规模的专业调整,将机械工程下设的诸多专业归类为:机械设计制造及其自动化、材料成型及控制工程、工业设计、过程装备与控制工程4个专业,我校于1998年将原有的机械类专业调整为机械设计制造及其自动化专业, 2002年招收材料成型及控制工程专业,当时两个专业的6个班都开设了数控技术与数控机床课程。随着机械类专业学生就业形势的越来越好,近几年机械设计制造及其自动化、材料成型及控制工程两个专业的招生规模不断扩大,从2006年开始,这两个专业招生达11个班。

    面对青岛成为半岛制造业基地龙头的新时期,我院教育既面临着严峻的挑战,又拥有难得的机遇。我院以学科建设为龙头,狠抓“机械设计制造及其自动化”主干学科的建设工作。“机械设计制造及其自动化”专业先后被批准为山东省特色专业、国家级特色专业、卓越工程师培养计划专业。在学校大力支持下,机械工程中心投入近1000万元,购入数控车、铣床、加工中心等数控设备、数控机床机电综合实训系统以及构建数控机床的主要元件及模块,已建成一个集教学、科研、产品开发为一体的培养以机为主,机、电、计算机相结合的新世纪掌握先进制造技术的复合型人才的基地。该中心先后被评为山东省机械工程实验教学示范中心、山东省教育厅重点实验室、青岛市重点实验室以及快速制造国家工程研究中心青岛示范中心。为数控技术与数控机床提供了良好的实践教学环境。

    随着“数控技术与数控机床”课程的改革与发展,课程的建设水平也不断提高,2007年该课程被评为院级精品课程,2009年被评为校级精品课程建设项目。数控技术与数控机床是我校国家特色专业机械设计制造及其自动化的主要课程,课程依托的学科专业基础雄厚。

    近年来,课题组在教学内容、教学方法、教学手段等方面进行了教学研究工作,表现在:

    1)在课程体系方面,从单纯理论教学为主的课堂授课,到注重实践教学环节,再到理论教学与实践教学的融合。

    2)不断更新课程内容,将数控技术发展前沿融入课堂教学。

    3)教学方法上也从单纯板书教学到多媒体课件,我们在现代教学中的探索从未停止,如案例剖析教学、师生互动教学、多媒体教学、讲练结合教学以及课内学习与课外自主学习相结合教学等。

一、课程在本专业的定位与课程目标

    本校办学定位为服务于地方经济建设和面向全国的人才培养。毕业生要有坚实的人文、自然、工程科学的理论基础与应用能力,有良好的创业意识和创业精神,能运用所学知识创造性地进行科技开发、应用研究、设计制造和解决工程实际的问题。

    《数控技术与数控机床》是机械制造及自动化专业和材料成型及控制工程专业(生源为一本)的专业课,主要讲授数控技术及数控机床的工作原理、控制技术及应用。数控机床是现代化的机械加工设备,涉及到精密机械、模拟电路、数字电路、传感器技术、电力电子技术、驱动技术、计算机软硬件、信息处理、通信技术、自动控制原理与系统等多门学科的内容,融合了当今许多最先进的科学技术。其技术含金量高,涉及知识面广,综合性强,在生产中应用广泛。开设数控技术与数控机床课程,不仅能使学生掌握数控机床的工作原理,而且能使其具备数控机床的编程、加工及相关设计等方面的高级技能。因此本课程是机械制造及自动化专业的主要技术专业课,对于培养学生科技开发、应用研究、知识综合应用、创新能力等方面有着至关重要的作用。

    学习本课程的目的是使学生在短时间内掌握数控机床工作原理和控制技术,掌握数控系统、数控原理、插补原理、伺服系统、检测原理、数控编程方法、数控机床结构等有关基本知识,并通过基本实验及实践课题培养学生综合应用知识的能力。

二、知识模块顺序及对应的学时

知识模块

教学时数

绪论

2

零件加工程序的编制

10

轮廓加工的数学基础

6

数控机床的检测装置

4

数控机床的进给伺服系统

6

数控机床的结构设计

6

实验

6

合计

40

 

三、课程的重点、难点及解决办法

    本课程难度大、知识点比较多、涉及的知识面广、实践性强。

    本课程的重点:插补、检测系统、伺服系统的工作原理、数控程序编制、数控机床的结构。

    本课程的难点:插补原理,伺服系统及程序编制是难点;

    解决办法:在教学内容设计时详略得当;充分利用课堂教学的各种媒体把问题深入浅出的讲清楚;将实验环节和课堂教学、大作业有机的结合起来,通过实践环节进一步加深对问题的理解,激发学生的学习兴趣,将老师知识讲授与学生自主型学习相结合。从而多途径加深学生对理论知识中的难点和疑点的理解及应用,提高教学质量。

四、实践教学的设计思想与效果

    数控技术与数控机床研究的主要对象是现代化的机械加工设备——数控机床,具有很强的实践性,实践教学是课程教学的重要组成部分。在大二的认识实习及金工实习时,充分利用实习企业及我校数控设备先进的有利条件,由专业教师和工厂技术人员给学生讲解有关数控机床加工和工作的原理,学生在教师的指导下进行操作,使学生在课程开设前对数控机床有一个感性认识,并能激发他们的学习激情;在课程开设过程,根据进度设置大作业及实验,加强学生对课堂讲授内容的理解程度及应用能力;大四的工艺实习及生产实习的一个重点内容也是数控机床;部分同学的毕业设计也涉及到数控机床。这样通过一系列的实践教学不仅仅将数控机床的学习局限在课堂内,而是将学习有效的分散在整个大学学习的各个阶段,从而强化了知识的掌握程度,拓宽了知识面,提高了学生理论联系实际和实际动手能力。

    本课程在教学过程中重视学生在学习活动中的主体地位,改变传统的填鸭式的教学方式,针对不同内容采用不同教学方法,如讲练结合教学法、师生互动教学法、案例剖析教学法、实践课题由学生去讲的教学方法,变单纯传授知识为学生主动去学、去实践、去创新。
    1.讲练结合教学:将“教、学、练”融为一体,教师在讲清基本概念、基本理论与方法后,就布置学生进行实践训练。如在讲解“插补原理”时,老师介绍了插补方法后,就布置大作业,由学生应用C语言或VB编写插补程序,不仅使学生掌握了如何将加工轨迹转换成驱动元件的控制指令,而且锻炼学生将高级语言应用到专业中。这种即学即练的教学方式,加深了对知识点的理解,增强学生学习的兴趣。
    2.师生互动教学:教师授课中,善于提出问题,学生可进行讨论或争论,提出解决方案,教师适时引导,使学生从中领会教师思路,学会分析解决问题的能力。这种方法体现了以学生为主体的教育理念。如在讲解“加工路线确定”时,教师可让学生思考不同的加工路线下数控系统的状态、工件的加工质量,引发同学们讨论。
    3.案例剖析教学:数控机床加工的零件是千差万别的,我们通过介绍典型零件的加工方法,使学生能做到举一反三,重点培养学生解决问题的能力。如介绍“数控铣床编程加工”时,我们仅剖析一个典型的加工案例,使学生能做到对同类零件加工的触类旁通。
    4.实践课题由学生去讲:大作业完成后,学生到课堂上进行讲解,一方面深化了学生对知识点的理解,锻炼了学生的表达能力,另一方面不同的学生思路不一样,可以拓宽学生理解问题的角度。
    课程团队积极采用现代教育手段,提出了明确的要求,构建实物照片、录像、多媒体课件、网络课堂等多维一体的教学平台,采用多维立体的教学手段和授课方式,激发学生学习兴趣。
    1.将板书等传统的教学手段与现代化教学手段相结合
针对不同的教学内容和教师的个性化教学需要,将板书等传统的教学手段与现代化教学手段(搜集了大量的动画、数控机床及其部件实物图片、加工过程的录相等素材,并将这些素材有机的结合在课件中,加大了授课信息量)相结合,使课堂教学形式由单调呆板变得丰富生动,激发了学生学习的积极性和主动性,加深了对所学内容的理解。
    2.由学生被动接受转为主动学习
    设置大作业,引导学生开展自主设计和研究性学习、独立撰写报告并制作PPT进行汇报交流,极大地调动了学生自主学习的积极性,并为学生的自主学习和独立思考留出足够的时间和空间,使课堂内与课堂外的教学活动形成有机的整体。
    积极进行现代信息技术支撑课程建设,为了建立良好的学生自学环境,构建了开放式教学网络学习平台。课程团队积极采用现代教育手段,提出了明确的要求,构建实物照片、录像、多媒体课件、网络课堂等多维一体的教学平台,采用多维立体的教学手段和授课方式,激发学生学习兴趣。将相应的教学资源存放在Web服务器上,网上资源全部公开,学生通过上网浏览主页进行异步学习,下载教学资源进行个别化自主学习,拓展了知识传授的空间,方便学生们对教学内容的难点和重点的理解和消化。
    充分利用学生期望提高数控技术实际技能的积极性,介绍著名数控机床公司的网站、数控技术应用网站等方式,鼓励学生利用课外时间自主学习,扩展视野,了解数控技术最新的技术发展动态,提高数控技术应用的实际技能。
    建立了互动平台,学生有问题可随时提问,教师给予解答。

1.目标:

    为适应新世纪科技日新月异的发展需要,本课程的建设目标应向培养适应新世纪需要的具有厚基础、宽口径、高素质、强能力,特别是以培养具有工程实践能力和创新能力的工程技术人才,以教育思想、教学观念转变为先导,以教学内容、课程体系、教学方法及教学手段为核心,建立一支具有教学水平高、学术水平强的结构合理的课程教学师资队伍,建设具有高质量的课程教学立体化系列教材和完备的课程教学与实验环境,以及完善规范的教学管理体系。

2.步骤:

    1)继续保持和建设结构合理、人员稳定、教学水平高、教学效果好的教师梯队。

    2)科学规范教学过程,进一步完善和提高教学质量,坚持教学改革,使教学内容教学方法和教学手段更加现代化、信息化,不断提高教学水平、质量和效果。

    3)进一步完善课程体系、实践教学体系,更新课程理论教学和实践教学的内容。利用先进的教学实验条件,提高开设综合性、创新性、研究性实验的能力,创立培养创新人才的教学机制。