數控及伺服技術” 課程教學實踐探索-刀具網-數控（kòng）機床（chuáng）市場網

您現在（zài）的位置：數控係統網> 技術前沿>數控及伺服技術” 課程教學實踐探索

數控（kòng）及伺服技術” 課程（chéng）教學實踐（jiàn）探索（suǒ）

2015-8-6 來源：作者（zhě）：南京（jīng）工程學院陳荷燕賈茜

摘（zhāi）要:基於CDIO的核心理念（niàn）“做中學（xué）”和（hé）“基於項目教育和學習”，對機械（xiè）設計製造及其自（zì）動化專業(數控加工與維修方向)的專業核心課程數控及伺服技術的教學內容、授課方（fāng）法和教學質量監（jiān）控方法等進行實踐探索，建立常規的課內（nèi）理論和實驗教學、課外項目研究小組、網絡教學平台、教師 + 小助教模（mó）式為一體的（de）授課方法體係，旨在能滿足當前教學發展的需要，更有利於全麵提升（shēng）學生的綜合工程素質。

關鍵詞:CDIO;教（jiāo）學內容;授課方法;教學質量（liàng）監控

工程教（jiāo）育與工程（chéng）生產實踐的關係經曆了否定之（zhī）否定的螺旋式發展，從以師徒傳承式的經驗指（zhǐ）導實踐到專家學（xué）者（zhě）傳授式的工程科學理論知識（shí）的教育，進而發展到融合理（lǐ）論知識學習與工程實踐（jiàn）為（wéi）一體的CDIO 模式。CDIO 是英文（wén）單詞構（gòu）思 Conceive、設計 Design、實施 Implement、運行 Operate，其（qí）核心理（lǐ）念是“做中學”和 “基於（yú）項目（mù）教育和學（xué）習”，在繼續加強基礎理論學習的（de）基礎上，向關注生產實（shí）踐回歸（guī），以全生命周期的項目開發形式為載（zǎi）體來培養學生（shēng）多（duō）元能力。

本文對我校工（gōng）業中心機（jī）械設計製造及其自動化專業(數控加工與維修方向)的專業核（hé）心課程數控及伺服技術進行教學實踐探索，著眼（yǎn）於該課程需要學生學到（dào）哪些知識，形成和（hé）提高哪些能力，采用什麽樣的教學方法和手段保證學生更好地掌握這些知識和能力，即工程教育者（zhě）要麵對的“做什（shí）麽（me）” 和“如何（hé）做” 的問題，以及如何建立能更客觀、公（gōng）正、提高學生學習積極主動性的教（jiāo）學考核機製。

1 CDIO 理念下的課程內（nèi）容體係

“數控及伺服技術” 課程的前身是“數控原理與係統” 和“伺服係統” 兩門課程（chéng），這兩門課程授課次序有先後，但數控裝（zhuāng）置與伺服係統之（zhī）間信息關聯緊密，另外，機床檢測裝置也與機床的（de）各運動驅動係統緊（jǐn）密相（xiàng）關。課程整合前，學生習得的知（zhī）識呈零（líng）散化和碎片化，無法對某（mǒu）一項目有（yǒu）整體性和係統性的認知與把握。整合後，教師把較抽象的、難理（lǐ）解掌握的伺服係統課程中的理論知識貫穿到學生較熟悉的數控機床上，讓學生充分體會（huì）伺服係（xì）統的橋梁作用，加強了課程的專業針對性（xìng），減少了課時，進而（ér）形成係（xì）統、整體的（de）知識體係。

數控（kòng）及伺服技（jì）術課程內容分為 3 大組成部分:

1) 數控機床的控製原理。數（shù）控機床的控（kòng）製原理是本課程的基礎（chǔ），使學生了解數控係統的基本結構，掌握數控係統（tǒng）本部分主（zhǔ）要介紹數控機床常用的檢測裝置:旋轉變壓（yā）器、感應同步器（qì）、光柵、編（biān）碼器和磁柵，根據學時多少靈活分配（pèi）。

3)數控機床的伺服驅動技（jì）術。數控機床伺服驅動係統是以機床移動部件(如工作（zuò）台、主軸或刀架（jià）)的位置和速度為（wéi）控製量的自動控製係統242，是一（yī）種精密（mì）的位置跟蹤與定（dìng）位係統201，伺服進給運動和主軸運動是機床的基本成形運動。本部分要求理解和掌握步進伺服係統、直流伺服係統、交流伺（sì）服係統的相關知識，學（xué）會（huì）采用仿真（zhēn）和基於實驗台（tái）的方式理解各係統的靜、動態性能，基於實驗室已有設備了解驅（qū）動裝置與數控裝置（zhì）之間的信號連接，以及進（jìn）給運動參數（shù）設置。

2 CDIO 理念下的課程授課方法體（tǐ）係探索（suǒ）

在傳統教學模式中，學生提問（wèn）、建立假設並驗證其假設的機會較少（shǎo），將（jiāng）所學理論知識與工（gōng）業現場操作相結合（hé）的機（jī）會更少。CDIO 的教學理念則是讓學生以主動的、實踐的、課程之間有機聯係的（de）方（fāng）式學習工程，以綜實驗教學、課（kè）外項目研究小組和網絡教（jiāo）學平台組合為體的授（shòu）課（kè）體係。

2． 1 課內理論與實驗教（jiāo）學（xué）

從學習效果出發（fā），將常規的理論課（kè）堂適（shì）度地搬到實（shí）驗室，避免理（lǐ）論知識講解過程中抽象（xiàng）的“空對空”。但由於實驗室裏（lǐ）的實驗裝置大多是成套（tào）完善的，給予二次開發的空（kōng）間不足（zú），導（dǎo）致綜合性實（shí）驗項（xiàng）目難以開展。數控及伺服（fú）技術課程探索將課內實驗項目與課外項目相結合，把較係統的、涉及知（zhī）識麵較多的課外項目分（fèn）解成若幹（gàn）個實驗項目，平時學生（shēng）以小組（zǔ）的形式在小助教的協助下完成所選（xuǎn）實驗（yàn）項目。逐項完成若幹實驗項目後，就（jiù）具（jù）有（yǒu）了完（wán）成較（jiào）係統的（de）課（kè）外項目的基本理論知識（shí）和相關實驗儀器操作能力。

2． 2 “課外項目研究小組” 教學方法

為了貫徹 CDIO“做中學”和“基於項（xiàng）目教育和學習” 的教學理念，我校工（gōng）業中心開（kāi）展了基於 CDIO教學（xué）理念的課外能力進階的係列化探究式項目教（jiāo）學，以（yǐ）項目教學為載（zǎi）體（tǐ），培養學生的係統（tǒng）觀。依據項目（mù）涉及的專業知識和項目的規（guī）模，設置了一級、二級和（hé）三級（jí）項目，其中二（èr）級項目引導課程模塊(相關核課（kè）程組)的學習，三級項目引導單門（mén）課程內容的學（xué）習。

數控及伺服技術課（kè）程將課（kè）外項目研究小組（zǔ）作為課堂教學的有力補充，充分利用學生課餘時間和實驗室設備，以專業方向涉及的真實工業領域的項目為基礎，根據項目生命周期進行係統設計，讓學生體驗一個項目完成的全過程，培養其人際（jì）交往和團隊協作能力。同時，教師可以把學生親身參與的項（xiàng）目作為教學案例，既能有的放矢地進行教學，又能增強教學互動性。

比如緊扣本專業方向的項目“兩軸（zhóu）數控係統實驗係統設計”，該係統主要由計算機、高（gāo）速運動控製器\交流伺（sì）服驅動（dòng）係統和機床機械本體組成，通過上位機控製（zhì）軟件處（chù）理加工程序代碼，生成與伺服驅動器控製模式相對應的有效脈衝信號或模擬電壓信（xìn）號，驅動伺（sì）服電（diàn）機（jī）運行，實現（xiàn）對工（gōng）作台的運動控製。此項目可以把數控加工程序的譯碼與診斷、刀具半徑補償計算、二維各種插補算法實現輪廓控製、數控機床伺服軸（zhóu）的驅（qū）動與控製和閉環（huán）數控係統位置（zhì）控製器設（shè）計與實現等實驗項目囊括在內，正好滿（mǎn）足數控及伺服技術課程的三（sān）級實（shí）驗項目要求，而項目“數控係統兩軸實驗係統設計”可作為包括了數控及（jí）伺服（fú）技術課程的 “數（shù）控機床（chuáng）綜合運用模塊” 的二級項目。通過這些項目的（de）實施，貫徹了 CDIO 的理念（niàn），強化（huà）了實踐環（huán）節，使得學生有機會在產品/係統生命周期的情境中運用專業理論知（zhī）識，並加深理解和牢固掌握（wò）專業基礎理（lǐ）論知識。

2． 3 “網絡教學平台” 教學方法

網絡（luò）教（jiāo）學平台能解決（jué）教學內容多與課時有限的矛盾，延伸（shēn）了課堂教學。網絡教學平台結構包括教學大綱、授課計劃、教學材料、課程通（tōng）知、答疑（yí）討（tǎo）論、教學筆（bǐ）記、課外（wài）項目研究小組、課程作業、學生（shēng）團（tuán）隊學習（xí）成果等。其中“答疑討論” 以論壇（tán）形式開展與本課程相（xiàng）關專業話題（tí）的（de）討論 ;“教學筆記” 有利於教師和學生及時對教學、研究（jiū）活動進行經驗總結和反思 ;“課外項目研究小組” 對應於 2．2 節所述內容（róng），以網絡為媒介加強了教師與學生的（de）溝通 ;“課程作業” 欄目以問題為導向，要求學生自主收集和整理資料，對問題進行分析並提出（chū）解決方案，從而將課堂（táng）教學活動延伸到課堂（táng）之外 ;“學生（shēng）團隊學習成果” 展示（shì）學生們在學習本課程中團隊學習的成果，包括項目方案、樣機製作過程視頻和相關圖片、研究報告等。網絡教學平台為師生提供了一個共同參與、互動（dòng）交流的虛擬空間。該（gāi）空間內，教師為（wéi）主導（dǎo），學生為（wéi）主體，改（gǎi）變 “封閉式教育” 為 “開放式教育” ，改變“接受式學習” 為“探究式學（xué）習” ，由“要我學” 轉為“我要學”，充分（fèn）提高學生的學習能力和綜合素質，進而（ér）提升（shēng）崗位（wèi）勝任力。

2． 4 “教師 + 小助教模式” 教學方法

以“教師 + 小助教模式”的教學（xué）方法來激發學生的內驅力和培（péi）養學生的自主學習能力。教師選（xuǎn）擇（zé）優秀學生加入小助教團隊，先對小助教開展教學實驗（yàn）、實訓、項目的培（péi）訓，然後讓小助教（jiāo）在教學中輔助教師。這既能鍛煉參與做小（xiǎo）助教的優秀學生，激發其內驅力和自主學習能力，又可（kě）緩解有限教學資源（yuán）與較大學生規模之間的矛盾。此外，教師有更多時間鑽研教（jiāo）學、自我提高，不斷改進教學方（fāng）法，提升（shēng）教學質量和效果。

依上所述，該教學方法體係的構建，使學生不僅能在以項目為載體的工程領域的具體情境中掌握本課程的相關知識、提高個人職（zhí）業技能，還能在項目實施過程中參與團隊合作，掌握人際交往技能。

3 CDIO 理念（niàn）下課程的教學質量監控

數控及伺服技術課程理論知識及其應用實（shí）踐采用了課外項目的形式，對該課程的教學質（zhì）量監控則采用（yòng）純理（lǐ）論的課程考核（hé）和項目的考核。1)純理論的課程考核。采用常規的紙質閉卷（juàn）考試，考查學生對本（běn）課程知識的掌握和理解程度。2)項目的考核。課外項目的考核考查學生對本（běn）課程理論（lùn）知識的實踐（jiàn）應用的熟練程度。考核（hé）不僅對項目成果質量（liàng）有要求（qiú），還對項目的完成（chéng）過程（chéng）質量有要求。成果質（zhì）量和過程質量相（xiàng）結合，可以更客觀地評定學生（shēng），也可（kě）鞭策學生。平時，教（jiāo）師不（bú）定時地對學生（shēng）進行輔導和（hé）過程考核。結項時，教師隨機抽檢項目方案過程（chéng）中的一部分，學生（shēng）要想通過考核，則必須把握整個方案實現過程所涉及的理論層麵上的知識和實驗（yàn）技（jì）能。這種考核方式在（zài）一定程度上能促進學生提升團隊合作能力、溝通能（néng）力和係統思維能力。

4 結語

本文對數控及伺服技術課程進行基於 CDIO 理念下的教學內容、授課方法體係和教學質量監控方法的實踐探索，使課程教學由抽象變為更實際，由枯燥學（xué）習（xí）轉為生動學習（xí），由被動學習轉為探（tàn）索學習。但仍有一些問題亟需解決:1)教學資源(師資隊伍和教學設備)的有限與學生規模比較大之間的矛盾;2) 課程教學對工（gōng）程經驗要求較高（gāo）與教師工程實踐能力較弱之（zhī）間的（de）矛（máo）盾。因此，學校需積極培養“雙師型”教師，使教師能適應工業技術創（chuàng）新的快速步伐，確保課程教學過程與（yǔ）生產科研不脫節（jiē），讓教師能不斷地更新工程知（zhī）識，提高（gāo）項目解決能力，同時為學生提供較好（hǎo）、較（jiào）新的（de）一線（xiàn）工程實踐案例，使 CDIO 的教育理念與創新型工程應用人才的培養得到有機契合。

投稿箱：
如果您有機床行業（yè）、企業相關新聞稿件發表（biǎo），或進行資訊合作，歡迎（yíng）聯係本網編輯部，郵箱：skjcsc@vip.sina.com

更多相關信息（xī）

名企推薦

業界視點

| 更多

行業數（shù）據

| 更多

博（bó）文選萃

| 更多（duō）