技工院校數(shù)控專業(yè)學(xué)生數(shù)理能力培養(yǎng)模式構(gòu)建

張發(fā)平

在多年數(shù)控實訓(xùn)教學(xué)實踐中，筆者越發(fā)覺得學(xué)生整體素質(zhì)的提高就體現(xiàn)在教學(xué)的每個細(xì)節(jié)當(dāng)中，其中最重要的是培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)理能力，即運(yùn)用中學(xué)數(shù)理知識解決加工中遇到問題的能力。學(xué)生有了足夠的數(shù)理能力，將來走上工作崗位，就可以形成必要的工程素養(yǎng)。下面從多個方面討論數(shù)控實訓(xùn)教學(xué)中數(shù)理素養(yǎng)培養(yǎng)模式的構(gòu)建。

一、技工院校數(shù)控專業(yè)學(xué)生數(shù)理能力培養(yǎng)模式構(gòu)建的意義

首先，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣?，F(xiàn)在技工院校的許多學(xué)生來自偏遠(yuǎn)山區(qū)、農(nóng)村，他們對數(shù)控專業(yè)的選擇帶有一定的盲目性，隨著課程難度的加大，他們的學(xué)習(xí)興趣就會喪失。因此構(gòu)建數(shù)理能力培養(yǎng)模式，可增強(qiáng)學(xué)生對課程的理解能力，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。其次，可以有效提升課堂教學(xué)效果。教師通過對學(xué)生數(shù)理能力的培養(yǎng)，使得學(xué)生的空間想象力得到極大增強(qiáng)，再輔之以現(xiàn)代多媒體教學(xué)手段，就可以加強(qiáng)教學(xué)的直觀性與針對性，這樣整個課堂教學(xué)緊緊圍繞預(yù)設(shè)的數(shù)控專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)，真正做到了有的放矢，有效地提升了課堂教學(xué)效果。最后，有利于學(xué)生今后的職業(yè)發(fā)展。通過數(shù)理能力的培養(yǎng)，為學(xué)生打下了堅實的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，這對于技校學(xué)生將來進(jìn)一步提升學(xué)歷、尋求發(fā)展無疑具有特殊的意義。

二、技工院校數(shù)控專業(yè)學(xué)生數(shù)理能力培養(yǎng)模式的構(gòu)建

1.在圖樣分析中培養(yǎng)學(xué)生數(shù)理素養(yǎng)

現(xiàn)在的加工圖樣不太用常規(guī)的三視圖，而是用主、側(cè)、后視圖，這種圖樣不斷向右翻滾呈現(xiàn)零件的結(jié)構(gòu)，比常規(guī)三視圖更明白、更清晰。教師指導(dǎo)學(xué)生時，要讓學(xué)生了解這種獨(dú)特的圖樣表達(dá)方法，讓學(xué)生自己展開空間想象，建立空間模型，拓展空間思維能力。

圖樣中每個型腔和形體都有三維的尺寸、二面的視圖，其對應(yīng)關(guān)系一定是清晰明了的，既不少也不會重復(fù)，以此培養(yǎng)學(xué)生思維的完整性和嚴(yán)謹(jǐn)性。

工件中，配合部位精度比較高，其精度高到什么級別，是靠學(xué)生通過上下偏差、基本尺寸計算才能得出，而得出的公差等級又要符合加工工藝的要求，這種計算能力和論證推理能力，必須要有較強(qiáng)的數(shù)理運(yùn)用能力做支撐。

2.在制定數(shù)控加工工藝過程中培養(yǎng)學(xué)生數(shù)理素養(yǎng)

在制定數(shù)控加工工藝的過程中，通常遵循先面后孔再薄壁的加工工藝順序，在這里除了有基準(zhǔn)保精度的工藝方法外，更有材料的熱脹冷縮的機(jī)制。

制定數(shù)控加工工藝一般先加工內(nèi)腔后加工外形，這樣安排工藝是因為內(nèi)腔難加工、費(fèi)力。內(nèi)腔不能是尖角，只能是圓弧過渡。在刀未磨損前把難加工的有過渡圓弧內(nèi)腔先加工好，其有兩個物理思想：其一，轉(zhuǎn)速一定時，刀緣線速度隨刀半徑增大而增大；其二，磨損決定于發(fā)熱，發(fā)熱取決于線速度。

3.在數(shù)控編程中培養(yǎng)學(xué)生數(shù)理能力

手工編程節(jié)點數(shù)學(xué)計算要用到勾股定理、三角函數(shù)、平面幾何等數(shù)學(xué)知識，將這樣的數(shù)學(xué)知識運(yùn)用到實際操作編程中，比單純學(xué)習(xí)這些數(shù)學(xué)知識更能培養(yǎng)數(shù)理素養(yǎng)。

在手工編寫橢圓加工程序時，要用到橢圓一般方程和參數(shù)方程，這里特別強(qiáng)調(diào)的是用橢圓參數(shù)方程加工時，其參數(shù)必須運(yùn)用數(shù)學(xué)中關(guān)于角度的嚴(yán)格定義，且分清角的正負(fù)。當(dāng)橢圓中心不處于工件原點時，也要運(yùn)用到數(shù)學(xué)的坐標(biāo)平移，這些都是數(shù)學(xué)在實際中的運(yùn)用，無形之中提高了學(xué)生的數(shù)理素養(yǎng)。

在一個圓周上分布正弦形狀的加工，是先將圓用參數(shù)形式表達(dá)，再利用參數(shù)和第三坐標(biāo)聯(lián)合編程，方可加工出這種類型的工件，這也迫使學(xué)生要有開拓性思維和運(yùn)用數(shù)學(xué)解決問題的能力。

在加工變截面內(nèi)腔或外形時，引出變量，用宏程序再加上函數(shù)的運(yùn)用方可完成加工，函數(shù)思想既是變量的表達(dá)也是極限的表達(dá)，使得加工更具廣泛性和終極性。

4.在自動編程的過程中培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)理素養(yǎng)

自動編程雖然不用自己編寫程序，但必須人為選擇加工參數(shù)，而加工參數(shù)的選擇直接影響工件加工質(zhì)量。加工參數(shù)中的主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度、切削深度和切削寬度應(yīng)該通盤考慮，主軸轉(zhuǎn)速換成切削線速度，進(jìn)給速度轉(zhuǎn)換成每齒進(jìn)給，都要進(jìn)行數(shù)學(xué)計算。在確保加工精度和表面粗糙度的前提下，要盡量提高工件的加工效率。要提高工件加工效率，最終要考慮機(jī)床的功率、剛度、發(fā)熱以及刀具磨損等多種物理性因素，所以學(xué)生的數(shù)理素養(yǎng)的培養(yǎng)、數(shù)理能力的提高、工程素養(yǎng)的形成都體現(xiàn)在學(xué)生數(shù)控加工的每個細(xì)節(jié)當(dāng)中。

（作者單位：江西省冶金技師學(xué)院）