在“数控机床与编程”教学中培养学生的综合能力

1、在“数控机床与编程”教学中培养学生的综合能力“数控机床与编程”是工科院校机械类专业学生所必修的 一门专业课。它涉及工程制图、 机械制造工艺学、 金属切削机床、 公差、液压、机械原理、机械零件等专业课程。因此该课程的教 学方法和教学质量，对于培养学生的专业能力将起到重要作用。 作者根据自己的教学经验， 在“数控机床与编程”课程教学中围 绕培养学生的能力作了一些尝试：1. 明确观察对象及目的，培养学生的观察能力 观察能力是一个工程技术人员必备素质之一， 要培养学生的 观察能力，首先就是要求学生明确观察的目的， 提高观察的兴趣， 然后通过积极思维，从现象看本质，达到学习新知识，掌握新技 能，解决新问

2、题的目的。在讲到机床部分的时候，为了提高学生 对机床的感性认识， 可以先组织学生去实验室参观。 在引导学生 参观时应做到以下几点：第一，讲明本次参观的目的，即认识三 种类型数控机床即数控铣床、数控车床和金属线切割加工机床， 了解各机床在工作时的运动；第二，要求学生仔细观察，并作记 录，告诉学生本次参观是在老师的带领下按顺序观察各种机床， 要求每个人都要记录各机床工作时的运动； 第三， 观察之后一起 总结各机床的外形特点、 运动特点， 观察不具体的学生可再次观 察。第四，利用观察结果分析数控机床与其他类型机床的不同。通过这样有明确目的的观察， 使学生能充分注意机床的运动， 最 后总结出各机床的运

3、动特点， 再运用观察后得出的结论去分析比 较其他机床，达到认识各机床，了解各机床运动的目的。因为大 多数学生之前并没有接触过数控机床， 这种教学方法加深了学生 对机床的感性认识，也加深了学生对机床有关知识的理解和记 忆，培养了他们的观察能力， 有助于提高学生对机床的学习兴趣， 为学好机床部分开辟了良好的开端。2. 利用启发式教学，培养学生的联想思维能力 机械专业的知识点多而碎， 学生们记忆起来很困难。 要解决 这个问题， 启发式教学是个好的办法。 例如，在讲数控滚齿机时， 可先回顾形成齿轮的渐开线齿廓发生线的方法： 有成形法、 范成 法。讲明在滚齿机上加工齿轮，是利用范成法形成渐开线。接着 提

4、问：范成法所需的运动及各运动之间的关系如何 孑形成直 齿圆柱齿轮还需什么样的发生线孑执行件如何运动才能形成该 发生线 ?提出以上三个问题即可引出直齿圆柱齿轮的传动原理。 这样就方便学生掌握这些知识点之间的内在联系， 也就更容易让 学生形成联想。 因为数控机床是无级变速， 所以可以和普通机床 相比较，接着让学生思考两种机床有何不同。可提示：数控机床 机械结构紧凑，较少传动链。学生的思维立刻被调动起来，马上 就有学生回答电动机和主轴连接方式， 有同步带连接和电主轴等 是数控机床常用的方式， 而普通机床大部分是由带和齿轮多级连 接方式。这时再讲数控的传动原理，可使一个较复杂的，较难理 解的原理容易掌

5、握， 起到事半功倍的作用。 通过这样提问、 启发、 再讲解的方法可使学生的思维能力得到进一步的提高。 在所学知 识的基础上开发学生的联想能力， 而联想能力又是思维能力的基 础，这样的教学方法确实是有助于培养学生的思维能力。3. 列出学习主线，培养学生的自学能力 一个人不可能一生都在教师的指导下进行学习。 因此，在教 学的同时要注意培养学生的自学能力。 例如， 在讲解数控编程基 础一章可采用如下学习过程：(1) 自学内容的布置与引导。 由于数控编程基础一章中有许 多数学基础知识， 包括基点坐标的计算和节点坐标的计算， 以及 插补的理论等， 结合学习平面几何和工程制图， 高等数学等内容 鼓励学生先

6、把学过的知识点总结再应用到数控编程的理论基础 上来，让学生在自学过程中认识到编程的数学基础并不复杂但也 不同于计算机数学基础。(2) 反复阅读。 任课教师把本节主线列出来， 让学生沿着主 线阅读课本， 在阅读过程中不断丰富这根主线， 把不甚明白的地 方划出来，先不必深究，然后继续阅读。读完一遍后再重读，通 过这种方法许多前面不理解的问题此时自然而然地明白了。(3) 答疑与提问、 讲解。 学生自学过程中自己不能解决的问 题可视具体情况或单独解答或统一解答。如在学习插补原理时， 大多数学生感觉困难。教师通过多媒体制表讲解分步累计计算， 了解到插补的过程。(4) 小结与练习。通过上述方法的教学，引导

7、学生自学，相互研讨，学生有问题教师辅导。最后提问练习以检查学习效果， 不仅完成了规定的基本理论任务，而且还培养了学生的自学能 力，这种能力的培养使学生在今后的工作中可以不断进步。4. 理论联系实际，培养学生分析问题和解决问题的能力 在教学中要讲授许多知识和内容， 而生产实践中， 面临新的 情景，多数情况下不能用现成的方法和对策加以解决， 因此要培 养学生有分析问题、解决问题的能力。例如，在讲解数控机床结 构时，先讲这样一个情景：车间在改造一台普通机床，有一位工 人师傅在检查哪些部件需要改造，当他测量一整体机床主轴时， 发现机床主轴是由多级变速齿轮来传递动力的， 而数控机床主轴 是无级变速的，

8、所以他就把多个齿轮作为报废零件处理。 他这样 处理是否正确呢 ?问题提出之后，开始讲解机床主运动结构的主 要内容，当讲解到变速问题时提出数控机床和普通机床的结构区 别，数控机床主运动必需具备的是伺服检测系统、 机床准停装置， 把普通机床的直流步进电动机改造成交流伺服电动机， 安装光电 或电磁检测是重点， 如果报废多个齿轮势必浪费资源。 所以对于 主轴改造来讲并不是齿轮的影响， 并强调改造条件之一是： 要有 伺服检测。原理掌握之后，让学生运用原理分析上面的问题。学 生通过分析后， 答案是单凭无级变速就判断该零件为报废零件是 不正确的，那位工人师傅由于不懂工作原理，就报废齿轮，所以 他的处理不正确。 通过这种理论与实际结合起来的方法， 让学生 掌握原理，并能利用原理分析问题、解决问题，从而提高了学生分析问题、 解决问题的能力； 也提高了学生对基础理论学习的兴 趣。主运动传动链的分析是学习机床机械结构的基础， 要求学生 掌握这种分析能力。5. 创造环境，培养学生的创造能力 创造力是从事创造性活动的一种特殊能力， 在教学过程中应 设法激起学生的好奇心，使他们主动思考，大胆设想，学会随机 应变。创造良好的环境，使学