数控技术课程项目教学浅析

摘要：针对数控技术课程教学中存在的问题，阐述了项目教学法特点、实施步骤。以数控技术课程中数控加工坐标系为例，介绍了项目教学法在教学中的具体应用及注意事项。

关键词：数控技术；项目教学法；应用

数控技术作为现代制造业的关键技术之一，是实现智能制造的重要基础，涉及机械、电气、自动控制及计算机等领域的知识[1]。《中国制造2025》提出开发一批精密、高速、高效、柔性数控机床与基础制造装备及集成制造系统，加快高档数控机床、增材制造等前沿技术和装备的研发[2]。中国制造业的快速发展对数控技术人才培养提出了更高的要求，数控技术作为机械类专业学生的一门重要专业课，具有很强的实践性。如何通过该课程的学习培养适应社会发展的人才成为数控教学工作者面临的严峻问题，对该课程的教学方法进行研究，对提高教学质量具有重要的现实意义。本文通过分析数控技术课程教学中存在的问题，介绍了项目教学法在教学中的应用，提出改进措施，供同行参考。

一、教学目标及存在问题

数控技术作为机械类专业学生的一门专业必修课，涉及多学科领域的知识点，对学生的动手能力要求较高，实践性较强，理论讲授为24课时，实验为6课时，共计30课时。通过本课程学习，应使学生了解数控技术基本概念、发展、应用及数控机床的工作原理及结构，掌握数控加工编程的理论基础知识。结合工程教育专业认证要求，制定具体教学目标：掌握数控技术基本原理，能将机床数控技术应用于机械制造技术领域；掌握数控加工技术基本方法，复杂机械零件数控加工工艺设计，复杂机械零件数控加工程序设计；掌握先进数控编程方法，能够利用计算机辅助编程软件编程，并对数控加工过程进行模拟、加工。总体来看，数控技术课程教学方式主要根据教学计划和教学大纲，以课堂教师讲授为主，理论授课时间被大幅压缩，教学中存在的主要问题如下。

（一）学生学习积极性不高

在教学安排上，本课程在大三下学期即第六学期上课，虽然学生已学过一些专业基础课程，仍有部分专业课没有开展，如机械制造技术课程的学习也在同步进行，学生的先修课程知识不足。数控技术是一门对机械制造、机械识图、工艺分析及计算机控制等知识综合应用的课程，需要学生综合应用所学知识对加工零件图进行加工工艺分析和编写数控加工程序，对综合应用所学知识的能力要求较高。多数学生前期只是被动接受相关知识，对知识的综合应用能力较差。部分学生对该课程的重要性认识不足，学习积极性不高。

（二）理论和实践脱节

数控技术是一门实践性非常强的课程，部分内容如数控机床结构及程序具体执行过程需要在数控机床上现场教学才能取得良好的效果。由于数控机床价格相对较高，很多学校受资金制约，用于学生实验的数控设备较少，实践教学环节比较薄弱。多数情况下只是象征性安排一些认知实验，且实验课分组人数较多，很难保证每一位学生都能操作数控机床，学生的实际动手时间得不到保证。多数教师在授课过程中仍然以理论讲授为主，学生普遍缺少实践工作经历，对实际生产中的具体情况了解较少，影响教学效果。

（三）课堂授课课时少

该课程涉及数控原理与系统、计算机数字控制、数控机床坐标系、数控插补原理、数控加工工艺及数控编程等知识点，内容较多。随着教学改革的深入，数控技术课程课时调整为理论讲授24课时，实验6课时，共计30课时。课时较少，教师在授课时很难对所有内容进行讲解，只能有选择地对部分内容进行讲解，影响授课质量。

二、项目教学法

（一）基本特点

项目教学法（Project-BasedLearning）又称PBL教学法，起源于德国，强调学生的自主性、探索性学习，通过师生共同实施一个“完整的项目”来完成授课内容，以达到培养学生综合能力的目标。作为一种新的教学理念，项目教学法将授课内容以项目的形式提出，通过让学生参与完成项目工作，打破了传统教师讲授为主，学生被动学习的教学方式，增加了师生之间的互动，极大的激发了学习兴趣和学习积极性，有利于培养学生对所学知识的综合应用能力[3-4]。

（二）具体应用

总目标是通过该项目的学习，掌握常用数控编程指令的格式及其用法。项目终极学习目标是初步掌握数控编程的方法，并能编写简单零件的数控加工程序。促成目标是进一步掌握数控编程指令的作用，学习常用数控编程指令格式的组成及应用，复习数控加工工艺知识点。确定工作任务：学习直线插补和圆弧插补指令的应用，主要包括指令的作用及指令格式的组成。根据实际情况将学生分成若干个小组，分别完成工作任务中的各个部分，如分为直线插补指令和圆弧插补指令两大部分。每一部分也可以根据实际情况进行再划分，如做直线插补指令的学生可以首先分析直线插补指令的功能就是控制刀具沿直线方向进行切削；了解在这个过程中需要确定的切削尺寸、进给量、吃刀量、切削速度及切削液等要求；根据数控加工的特点确定这些控制量的数控代码，再结合零件的数控加工编程特点，确定直线插补指令的具体格式。分组时可以先让学生自由组合，注意保持各组综合能力平衡。比如，每个小组至少要有一名责任心强、能力突出的学生担任小组长，负责本小组与教师的联系及本小组的指导和技术支持。

（三）项目实施效果及评价

对项目的实施结果进行评估主要考虑是否按规定完成了项目内容和项目完成的质量两个方面。可以采用小组答辩的形式，成立答辩小组，请每组选一个学生代表上台介绍该组项目实施过程及完成情况，回答答辩小组和同学们的提问，检查对知识的理解和掌握情况。教师对项目完成过程中存在的问题进行点评，并和学生一起分析问题产生的原因及解决方法。通过比较和总结各组的特点，对学生的学习情况做出总体评价。

三、注意事项

首先，设计教学项目时除了考虑教学内容外，还要考虑教学难点和教学重点，结合学校实际教学条件将知识点穿插安排在项目中。教师需要提前结合学生数量、授课课时数、计划授课内容及学校具体情况设计教学项目，通过该项目的教学实施，使学生达到复习旧知识、学习新知识及对所学知识综合应用能力的目的。其次，项目教学法的主要目的是调动学生学习积极性，培养自主分析问题、解决问题能力。在授课过程中，教师应注意自己的角色是指导性、辅助性的。在项目实施前，教师负责设计项目，在教学实施过程中，学生自己讨论项目、分析项目条件、搜集资料寻找解决问题方法途径，直至最后解决问题。整个过程中，教师的角色是在关键点上引导学生、启发学生，甚至可以参与学生讨论。第三，整个项目是通过小组所有学生共同努力完成的，是小组全体成员的智慧结晶，在成绩评定时注意公平性，有所区别。对于确实做出贡献的学生，给予充分鼓励，特别优秀的甚至可以协助、指导学生形成自己的成果公开发表。对那些只是跟在别的同学后面整理资料，没有对项目实质性问题做出贡献的学生，打分时可适当低一些。第四，正确处理项目教学法和传统教学方法的关系，任何一种教学方法都有局限性，项目式教学法作为一种新的教学方法，有许多优点，但不能完全取代传统教学方法。比如，当教学班学生数量在40人以上时就不太适合采用项目教学法了，一些理论性较强的课程也不太适合采用项目式教学法。

参考文献：

[1]王眇，张振明，李龙，等.数控技术发展状况及在智能制造中的作用[J].航空制造技术，2021，64（10）：20-26.

[2]李志刚，王良，车晓毅，等.新工科背景下数控技术课程教学改革[J].高教学刊，2019（5）：148-150.

[3]闫存富.项目教学法在“数控机床故障诊断与维修”中的应用[J].中国电力教育，2011（11）：120-121.

[4]蔡佳丽，蔡丽娟.项目教学法在机械制图课程教学中的应用[J].现代农机，2021（5）：68-69.

作者:闫存富 乔雪涛 贺红勋 张素香 王文博 单位:中原工学院机电学院