湯迎紅 邱顯焱 劉 冰

（湖南工業(yè)大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院，湖南 株洲 412008）

0 引言

21世紀(jì)機(jī)械制造業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)，實(shí)質(zhì)是數(shù)控技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)。數(shù)控技術(shù)是影響其制造能力和水平的基本、核心技術(shù)，是國(guó)家科技、生產(chǎn)力水平的重要表現(xiàn)。數(shù)控技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)，歸根到底是數(shù)控創(chuàng)新人才的競(jìng)爭(zhēng)。我國(guó)制造業(yè)要打造“中國(guó)制造”的品牌，要真正成為“世界加工制造中心”，必須有先進(jìn)的制造技術(shù)與一大批掌握先進(jìn)制造技術(shù)的創(chuàng)新人才作為支撐。因此，分析數(shù)控技術(shù)課程教學(xué)現(xiàn)狀，研究教學(xué)改革方案，具有十分重要的意義。

1 數(shù)控技術(shù)課程教學(xué)現(xiàn)狀

數(shù)控技術(shù)是電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)及精密機(jī)械等相互結(jié)合的一門綜合性技術(shù)。其屬于多學(xué)科交叉融合、相互滲透的邊緣學(xué)科，內(nèi)容多而繁雜、實(shí)踐性強(qiáng)而且課時(shí)少，是一門難教且難學(xué)的課程，主要存在以下問題：

1.1 教學(xué)內(nèi)容更新不足

隨著計(jì)算機(jī)及電子技術(shù)的高速發(fā)展，數(shù)控技術(shù)也正在發(fā)生根本性技術(shù)更新，數(shù)控技術(shù)課程教學(xué)內(nèi)容必須與時(shí)俱進(jìn)，必須拋棄一些嚴(yán)重過時(shí)，實(shí)用性低的內(nèi)容，著重?cái)?shù)控技術(shù)領(lǐng)域的新技術(shù)、新趨勢(shì)。例如手工編程環(huán)節(jié)大多停留在編程基本代碼這層次淺、系統(tǒng)性差的層次；插補(bǔ)原理環(huán)節(jié)著重于枯躁繁瑣的數(shù)學(xué)公式的推導(dǎo)；依然保留穿孔帶、軟盤等已經(jīng)過時(shí)基本不用的程序載體……

1.2 教學(xué)內(nèi)容主線不清晰

由于數(shù)控技術(shù)屬于多學(xué)科、多課程內(nèi)容交叉的課程，很多教材在編寫時(shí)顯得內(nèi)容不夠集中、銜接不緊、知識(shí)點(diǎn)雜亂，使得本身就缺乏相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)生更是難以理解。

1.3 教學(xué)方法陳舊，忽視創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

一直以來，本科院校學(xué)生在學(xué)習(xí)數(shù)控技術(shù)課程時(shí)，以老師進(jìn)行理論講授、輔以部分認(rèn)知型實(shí)驗(yàn)、然后進(jìn)行閉卷理論考試為主，一切按部就班。實(shí)驗(yàn)過程則以認(rèn)知性和驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)為主，綜合性、設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn)很少，更沒有自主開發(fā)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與生產(chǎn)脫節(jié)，實(shí)驗(yàn)效果停留在對(duì)理論的加深，學(xué)生沒有獨(dú)立思考和創(chuàng)新的空間，也沒有動(dòng)手的余地，培養(yǎng)出來的人才只能限于紙上開機(jī)床。

1.4 數(shù)控實(shí)訓(xùn)設(shè)備條件數(shù)量嚴(yán)重不足

實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)在整個(gè)課程的教學(xué)中具有舉足輕重的地位，雖然近年來數(shù)控實(shí)驗(yàn)設(shè)備的投入不斷加大，但是學(xué)生人數(shù)更多，每個(gè)學(xué)生的獨(dú)立動(dòng)手實(shí)際操作機(jī)會(huì)很少，很多時(shí)候是老師做實(shí)驗(yàn)、學(xué)生在圍觀、部分學(xué)生在參觀，更談不上對(duì)大型、復(fù)雜的數(shù)控設(shè)備進(jìn)行了解和體會(huì)。

1.5 優(yōu)質(zhì)師資缺乏

數(shù)控技術(shù)是多學(xué)科交叉融合、相互滲透的邊緣學(xué)科，而且新技術(shù)不斷出現(xiàn)，對(duì)理論課老師和實(shí)驗(yàn)課的老師的知識(shí)結(jié)構(gòu)和認(rèn)知能力要求都很高。然而很多院校，理論教學(xué)的老師教理論，實(shí)踐教學(xué)的老師帶實(shí)踐，二者缺乏交集，缺乏必要的數(shù)控技術(shù)專業(yè)技能培訓(xùn)，教師認(rèn)知水平經(jīng)年不改。

針對(duì)以上在數(shù)控系列課程教學(xué)上的不足，需深入進(jìn)行數(shù)控技術(shù)課程改革與實(shí)踐。

2 課程體系和教學(xué)內(nèi)容改革

2.1 課程體系的構(gòu)建

課程體系的改革重點(diǎn)是對(duì)原有的課程體系進(jìn)行優(yōu)化組合，通過整合課程體系，滿足數(shù)控專業(yè)課程教學(xué)的需要。數(shù)控技術(shù)課程中的很多內(nèi)容和其他課程有交集，這就要求在制定教學(xué)大綱的時(shí)候，規(guī)定出側(cè)重點(diǎn)。例如位置檢測(cè)元件主要在機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)課程中講解、計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置主要在微機(jī)原理課程中講解、在機(jī)械CAD/CAM課程中著重三維建模自動(dòng)生成加工程序……，因而數(shù)控技術(shù)課程的教學(xué)重點(diǎn)在數(shù)控編程和數(shù)控操作。在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，從開放性實(shí)驗(yàn)室、認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、金工實(shí)習(xí)、數(shù)控實(shí)訓(xùn)、職業(yè)技能數(shù)控考證到數(shù)控方向畢業(yè)設(shè)計(jì)（包括數(shù)控畢業(yè)實(shí)習(xí)、數(shù)控畢業(yè)設(shè)計(jì)）貫穿于大學(xué)四年。

2.2 教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)

2.2.1 推陳出新，擴(kuò)展新技術(shù)

隨著國(guó)際上計(jì)算機(jī)技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，數(shù)控技術(shù)不斷采用計(jì)算機(jī)、控制理論等領(lǐng)域的最新技術(shù)成就，使其朝著運(yùn)行高速化、加工高精化、功能復(fù)合化、控制智能化、體系開放化、驅(qū)動(dòng)并聯(lián)化、交互網(wǎng)絡(luò)化等方向發(fā)展。因此在教學(xué)過程中，應(yīng)掌握數(shù)控技術(shù)的發(fā)展動(dòng)態(tài)，合理更新教學(xué)內(nèi)容。例如：在手工編程環(huán)節(jié)，可適當(dāng)突出技巧性、實(shí)用性更強(qiáng)的固定循環(huán)指令、子程序、宏程序等知識(shí)；在加工中心教學(xué)時(shí)，突出數(shù)控機(jī)床柔性化、集成化的優(yōu)勢(shì)和趨勢(shì)等。

2.2.2 淡化理論，強(qiáng)調(diào)應(yīng)用性

教學(xué)過程中強(qiáng)化課程應(yīng)用型部分，相對(duì)淡化理論偏深的數(shù)控原理等內(nèi)容，注重基本概念、基本原理、編程技術(shù)的講解。例如在插補(bǔ)原理環(huán)節(jié)，注重原理性介紹，讓學(xué)生了解插補(bǔ)內(nèi)涵，而不必突出枯躁繁瑣的數(shù)學(xué)公式的推導(dǎo)；再如在編程教學(xué)中，可以在現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)，使學(xué)生在實(shí)際操作時(shí)可以靈活運(yùn)用。

2.2.3 模塊化設(shè)計(jì)

對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行整合，使主線更清晰，層次更分明。為此，可以實(shí)現(xiàn)模塊化教學(xué)，數(shù)控技術(shù)課程如可分成[2]：①機(jī)械結(jié)構(gòu)模塊；②工藝模塊；③編程模塊，可分為編程預(yù)備知識(shí)（基本代碼和規(guī)定）、數(shù)控車編程、數(shù)控銑編程、加工中心編程、及數(shù)控編程進(jìn)階（子程序、宏程序）；④控制模塊。模塊化設(shè)計(jì)教學(xué)更加具有系統(tǒng)性和完整性，便于學(xué)生的學(xué)習(xí)理解。

3 教學(xué)方法和教學(xué)手段

3.1 以網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)為核心，構(gòu)建立體化的教學(xué)資源

以網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)為基礎(chǔ)立體化教學(xué)資源建設(shè)是實(shí)現(xiàn)高校信息化教學(xué)的基礎(chǔ)。它是以現(xiàn)代化的信息技術(shù)為手段，以適合遠(yuǎn)程傳輸?shù)臄?shù)字化教育教學(xué)軟件為教材，以Internet或Intranet為學(xué)習(xí)和管理環(huán)境，以自主式、開放式、交互式學(xué)習(xí)為主體的學(xué)習(xí)模式，以媒體素材為基礎(chǔ),，覆蓋教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)而構(gòu)建的教學(xué)資源體系，適用于多層次教學(xué)對(duì)象[3]。

在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)中，包含的教學(xué)資源有教學(xué)大綱、重點(diǎn)難點(diǎn)分析、典型例題精解、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)、案例分析、電子教案、試題庫等，而且有答疑討論、課程問卷、課程論壇等互動(dòng)環(huán)節(jié)，同時(shí)資源體系不是封閉的、一成不變的，而是開放的、不斷豐富的。教師、學(xué)生甚至整個(gè)社會(huì)在經(jīng)過審核后，都可以將教學(xué)資源添加到其中。這些豐富立體化的教學(xué)資源，給教學(xué)、科研帶來極大的支持和幫助。對(duì)于學(xué)生，可以在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)以適合自己的方式進(jìn)行選擇性的學(xué)習(xí),有助于學(xué)生的個(gè)性發(fā)展。

在實(shí)踐教學(xué)方面，引入相應(yīng)配套的計(jì)算機(jī)輔助編程和系統(tǒng)仿真軟件，實(shí)現(xiàn)一體化教學(xué)，仿真軟件可滿足各種不同數(shù)控加工系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)要求，而且虛擬實(shí)驗(yàn)形象生動(dòng)，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣及參與意識(shí)。

3.2 強(qiáng)調(diào)教學(xué)的多元化、構(gòu)建立體化的教學(xué)模式

立體化教學(xué)模式，是以系統(tǒng)科學(xué)等現(xiàn)代教育理論為指導(dǎo)，以課程內(nèi)容整合和優(yōu)化為基礎(chǔ)，以能力培養(yǎng)為核心，以教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體，以多元化教學(xué)方式為手段，依托強(qiáng)大的教學(xué)資源平臺(tái)，利用各種教學(xué)要素，將教與學(xué)融為一體的多元化、立體化、全方位的系統(tǒng)教學(xué)模式。

立體化教學(xué)模式與傳統(tǒng)教學(xué)模式的根本區(qū)別在于把以“教師教學(xué)為中心”轉(zhuǎn)變?yōu)橐浴皩W(xué)生學(xué)習(xí)為中心”。在課堂教學(xué)過程中，采用啟發(fā)式教學(xué)、研究性學(xué)習(xí)和主體式教學(xué)；靈活運(yùn)用任務(wù)驅(qū)動(dòng)法、形象教學(xué)法、互動(dòng)式教學(xué)法指導(dǎo)學(xué)生有效的學(xué)習(xí)，在教學(xué)中以學(xué)生為中心，引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)造性地運(yùn)用知識(shí)和能力，自主地發(fā)現(xiàn)問題、研究問題和解決問題，培養(yǎng)學(xué)生終生能力學(xué)習(xí)。

3.3 發(fā)揮學(xué)生的主體作用，建立立體化的考核力式

寓教于考，以考促學(xué)，這才是現(xiàn)代教育考核的精神[4]。立體化教學(xué)模式的實(shí)施勢(shì)必對(duì)應(yīng)立體化的考核力式，只有讓學(xué)生在考核中體會(huì)到自己的創(chuàng)造性思維和主動(dòng)學(xué)習(xí)態(tài)度及能力能夠創(chuàng)造價(jià)值才能激發(fā)起學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，達(dá)到教學(xué)改革的真正目的[5]。為此在學(xué)生的學(xué)習(xí)成績(jī)?cè)u(píng)定中，改變期末書面考試一次定終身的做法，把單一理論考試變?yōu)閷?shí)驗(yàn)過程測(cè)試，將考試貫穿于課程的全過程，加大平時(shí)成績(jī)所占比例，突出實(shí)際技能和操作能力，而且平時(shí)成績(jī)的評(píng)定與學(xué)生平時(shí)參與教學(xué)過程、科研實(shí)踐活動(dòng)、各種數(shù)控大賽掛鉤。

3.4 發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用，加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)

優(yōu)秀的數(shù)控教師既要專業(yè)理論扎實(shí)，又要精通操作；既要懂機(jī)械結(jié)構(gòu)，又要懂電氣控制，能自行選型、調(diào)試、維修。目前我院主要通過以下三種途徑培養(yǎng)數(shù)控教師：

（1）通過代培研究生或出校出國(guó)訪問學(xué)習(xí)、到企業(yè)掛職鍛煉等形式，提高教師的業(yè)務(wù)水平。

（2）積極從科研院所、高校和企業(yè)中引進(jìn)高素質(zhì)數(shù)控人才，優(yōu)化師資結(jié)構(gòu)。

（3）加強(qiáng)校企聯(lián)合，通過參于數(shù)控技術(shù)相關(guān)的縱、橫向科研課題提高指導(dǎo)教師的數(shù)控理論知識(shí)運(yùn)用能力和工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

4 結(jié)束語

數(shù)控技術(shù)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的技術(shù)學(xué)科，要培養(yǎng)掌握先進(jìn)制造技術(shù)的創(chuàng)新人才，作為主導(dǎo)地位的教師，從教育者角色轉(zhuǎn)變成學(xué)習(xí)者、創(chuàng)造者的角色，在與學(xué)生的溝通互動(dòng)中啟發(fā)學(xué)生，培養(yǎng)他們主動(dòng)學(xué)習(xí)和終生學(xué)習(xí)能力，是我們永遠(yuǎn)追求的目標(biāo)。

［1］孟淑英,續(xù)海峰.基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)數(shù)控實(shí)踐教學(xué)分析與研究[J].機(jī)械管理開發(fā),2011,6:181-183.

［2］陳從平,張發(fā)軍.數(shù)控技術(shù)課程建設(shè)與改革探索[J].科技文匯,2011,8:55-56.

［3］許艷惠.“信號(hào)與系統(tǒng)”精品課程立體化教學(xué)資源的建設(shè)[J].吉林工程技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報(bào),2009,8:2-3.

［4］劉榮富,龍海泉,呂本富.課程考核方式的探索與實(shí)踐[J].宿州學(xué)院學(xué)報(bào),2010(7):103－105.

［5］黃志丹.培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的數(shù)據(jù)庫教學(xué)改革與創(chuàng)新[J].科技信息,2011,3:3.