摘 要 针对数控技术课程特点，采用多元化教学模式，包括合理使用多媒体技术、利用数控仿真软件、采用案例教学和启发式教学、有条件地开展实践教学。实践证明，多元化教学模式能有效提高教学质量，强化学生的理论水平、创新能力和实践能力。
关键词 数控技术；多元化；教学模式
中图分类号：G642.0 文献标识码：B 文章编号：1671-489X(2012)06-0057-02
Practice and Exploration of Diversified Teaching Mode on Numerical Control Technology Course//Fan Suxiang
Abstract According to characteristics of the course numerical control technology, the diversified teaching mode was proposed. In this model, by rational using multimedia technology, numerical simulation software, case teaching and heuristic teaching, and fully carrying out practice teaching, the innovation and practical abilities of students was greatly improved. The teaching practice shows that the diversified teaching mode can effectively promote the teaching quality, and enhance interest in learning.
Key words numerical control technology; diversification; teaching model
Author’s address Mechanical College, North China University of Water Resources and Electric Power, Zhengzhou, China 450011
目前数控技术的趋势是向高速、高精、复合化、智能化、开放化、并联化及网络化方向发展，传统的制造技术正在向数字化制造技术过渡。数控技术课程是机械设计制造及其自动化专业的重要专业课程之一，内容多，范围广，不但融合了机械制造、计算机、自动控制、电气传动、精密测量等学科的最新技术，而且具有很强的实践性。本文结合数控技术课程这几年的教学实践，改变单一教学模式为多元化教学模式，充分利用现代教育技术手段，合理运用多媒体技术和数控仿真软件，调动学生的学习积极性，锻炼学生分析和解决实际问题的能力。
1 多元化教学模式内涵
多元化教学是在多个元素（即多个主题、多种媒介、多种途径）参与下的综合教学方法[1]。“授人以鱼不如授人以渔。”作为高校教师，其教学目的不仅是向学生传授知识，更重要的是传授学习方法和思维方式。所以数控技术课程的教学不应只局限于讲述一门技术，而应该体现整个机械专业的课程体系和方向，培养学生的独立思考能力、动手能力、解决问题能力以及创新能力，而单一教学模式很难达到这个目的。
2 多元化教学模式内容
教学内容决定教学模式，不同的课程可以选择不同的教学模式，同一课程，根据不同内容，也可以选择不同的教学模式。对于概论、数控编程、插补原理、CNC装置、数控检测装置及数控伺服系统[2]，根据内容和各部分特点，采用相宜的教学方法。
2.1 合理使用多媒体
传统的以教师板书口授和理论讲解为主体的填鸭式教学模式，信息量小，欠生动和直观，难以表达清楚，教学效果较差，而采用多媒体教学就可以弥补这些缺点。比如第一章概论部分，介绍数控的发展趋势及数控前沿技术时，首先提出问题：在普通机床上一周的时间才能加工出来的零件，采用加工中心只需30分钟就能完成，这是真的吗？7秒钟时间就能换一把刀具可能吗？有专家学者声称只有设计不出来的零件，没有加工不出来的零件，确有其事吗？学生的兴趣马上就被调动起来。然后播放一些先进的数控加工中心的图片和视频，观看零件高速加工的全过程录像，让学生充分体验到数控的高速、高精、高复合化，再将往届学生做的三维作品演示给大家看，学生就极为惊讶，这么高科技的作品难道自己也能做出来吗？鼓励学生只要认真学习，勇于实践，最后大家也能做出这么漂亮的作品，这样极大地调动学生的学习积极性。
2.2 充分利用数控仿真软件
第二章“数控编程”讲授数控编程指令、数控工艺、数控操作，这部分内容实践性强，如果采用传统教学方法，教师即使使出浑身解数，学生依然是一脸茫然，不知所云。随着计算机技术和虚拟现实技术（Virtual Realty）[3]的不断发展，用于数控编程与数控教学的虚拟仿真软件不断涌现。目前这类软件有上海宇龙数控加工仿真系统、南京斯沃数控仿真软件（SSCNC）、南京宇航数控仿真软件（YHCNC）等。数控仿真软件可以模拟出实际机床三维加工环境及其工作状态，变静态教学为动态教学，能使理论教学的效果得到明显改善。俗话说“百闻不如一见”，在三维数控环境下进行模拟操作演示，让学生亲眼目睹如何在“机床”上操作，学生就一目了然了，教学效果大大增强。
数控仿真软件可以减少实验费用及改善高校数控机床数量不足的局面。数控机床是高精度精密设备，价格昂贵，投资较大，有限的机床数量难以保证学生有足够的实验时间。此外学校的数控设备更新换代慢，往往滞后于企业，造成教学与社会需要脱节。数控仿真软件更新速度快，和先进的数控机床及数控技术同步。学习数控技术是一个循序渐进的过程，程序不经验证，直接在数控设备上操作难免会出现各种意想不到的错误，从而导致安全事故，轻则损坏机床刀具，重则造成人员伤亡。采用数控仿真软件可大大减少误操作引起的机床故障、刀具损耗、冷却液润滑油的浪费等导致的资金消耗，而且可以根据课程的需要随时调整实验、实训项目。
2.3 适当采用案例教学
教学过程中，在具体要确定工艺路线、选择合适切削用量以及根据尺寸公差选择合适的加工方式时，发现学生综合运用先修知识来解决实际问题的能力较弱，数控编程工艺基础这部分内容如果按部就班，泛泛而谈，学生就会感觉很枯燥。如果将这些理论知识贯穿到实际案例中，形成边讲解理论边讲解实例的授课方式，将理论用于实践，可大大提高学生分析问题和解决问题的能力。例如，给一张零件图，引导学生分析零件加工工艺，确定加工路线，选择刀具和切削用量，编制数控程序，导入数控仿真软件进行虚拟加工，最后加工出合格零件。案例教学方法可以很好地解决学生对理论知识缺乏学习兴趣的现状，可以做到理论和实际紧密结合，提高学生的学习积极性。
2.4 采用启发式教学
学生中还存在一种不正确的认识：重实践轻理论，认为只要把数控编程与操作学好就行了，不需要学习数控插补原理、CNC装置、数控伺服系统这些“枯燥无用”的知识。数控理论是数控编程的基石，只有掌握了数控原理，数控编程与加工的大厦才能屹立不倒。为了纠正学生的错误认识，要求教师以引导启发为主，通过提问、交流、答疑等方式，让学生意识到理论学习与实践密不可分。比如在讲解第五章“数控检测装置”时，提出问题：先修课程中学习过传感器，那么数控机床上用的传感器有什么不同呢？有什么特殊要求？工作原理如何？学生带着这些问题，在教师的引导下逐渐找到答案，由此意识到数控检测装置的重要性。如此在教学过程中精心设计每一个教学环节，由此及彼地发现新旧知识之间的联系，充分发挥学生自主学习的能力和创新能力。
2.5 有条件地开展实践教学
为了让学生真正掌握数控加工的基本原理、工艺知识与编程技巧，实践环节必须加强。数控技术的实践教学内容分数控上机实验和课程实验两部分进行。教师布置加工任务，要求学生对所给的零件选择毛坯，安排加工工艺路线，设定切削用量，从毛坯开始，编制合理的程序，在数控仿真软件上进行虚拟加工，验证无误后，由教师指导学生在机床上操作。实验中采取分组协同合作的方式，让大家通过相互讨论，变被动学习为主动学习，增加学习兴趣，并且在实践的过程中综合运用所学知识。
3 结语
根据数控技术课程特点和内容，采用多元化教学模式，应用数控仿真软件，合理利用多媒体，采用启发式和案例教学，理论和实践相结合，激发学生兴趣，培养学生实践能力、创新能力和解决实际问题的能力。该课程经过6年的实践，取得良好的教学效果，深得师生好评。
参考文献
[1]周凤岗.建立多元化教学模式的设想[J].高等理科教育,2001(1):49-52.
[2]王永章,杜君文,程国全.数控技术[M].北京:高等教育出版社,2000.
[3]申蔚,曾文琪.虚拟现实技术[M].北京:清华大学出版社,2009.