湯迎紅 邱顯焱 劉 冰

（湖南工業(yè)大學 機械工程學院，湖南 株洲 412008）

0 引言

21世紀機械制造業(yè)的競爭，實質(zhì)是數(shù)控技術(shù)的競爭。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)，是國家科技、生產(chǎn)力水平的重要表現(xiàn)。數(shù)控技術(shù)的競爭，歸根到底是數(shù)控創(chuàng)新人才的競爭。我國制造業(yè)要打造“中國制造”的品牌，要真正成為“世界加工制造中心”，必須有先進的制造技術(shù)與一大批掌握先進制造技術(shù)的創(chuàng)新人才作為支撐。因此，分析數(shù)控技術(shù)課程教學現(xiàn)狀，研究教學改革方案，具有十分重要的意義。

1 數(shù)控技術(shù)課程教學現(xiàn)狀

數(shù)控技術(shù)是電子技術(shù)、計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)、自動檢測技術(shù)及精密機械等相互結(jié)合的一門綜合性技術(shù)。其屬于多學科交叉融合、相互滲透的邊緣學科，內(nèi)容多而繁雜、實踐性強而且課時少，是一門難教且難學的課程，主要存在以下問題：

1.1 教學內(nèi)容更新不足

隨著計算機及電子技術(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)課程教學內(nèi)容必須與時俱進，必須拋棄一些嚴重過時，實用性低的內(nèi)容，著重數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域的新技術(shù)、新趨勢。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；插補原理環(huán)節(jié)著重于枯躁繁瑣的數(shù)學公式的推導；依然保留穿孔帶、軟盤等已經(jīng)過時基本不用的程序載體……

1.2 教學內(nèi)容主線不清晰

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

1.3 教學方法陳舊，忽視創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

一直以來，本科院校學生在學習數(shù)控技術(shù)課程時，以老師進行理論講授、輔以部分認知型實驗、然后進行閉卷理論考試為主，一切按部就班。實驗過程則以認知性和驗證型實驗為主，綜合性、設計性的實驗很少，更沒有自主開發(fā)的實驗項目，實驗內(nèi)容與生產(chǎn)脫節(jié)，實驗效果停留在對理論的加深，學生沒有獨立思考和創(chuàng)新的空間，也沒有動手的余地，培養(yǎng)出來的人才只能限于紙上開機床。

1.4 數(shù)控實訓設備條件數(shù)量嚴重不足

實踐教學環(huán)節(jié)在整個課程的教學中具有舉足輕重的地位，雖然近年來數(shù)控實驗設備的投入不斷加大，但是學生人數(shù)更多，每個學生的獨立動手實際操作機會很少，很多時候是老師做實驗、學生在圍觀、部分學生在參觀，更談不上對大型、復雜的數(shù)控設備進行了解和體會。

1.5 優(yōu)質(zhì)師資缺乏

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

針對以上在數(shù)控系列課程教學上的不足，需深入進行數(shù)控技術(shù)課程改革與實踐。

2 課程體系和教學內(nèi)容改革

2.1 課程體系的構(gòu)建

課程體系的改革重點是對原有的課程體系進行優(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大綱的時候，規(guī)定出側(cè)重點。例如位置檢測元件主要在機械工程測試技術(shù)課程中講解、計算機數(shù)控裝置主要在微機原理課程中講解、在機械CAD/CAM課程中著重三維建模自動生成加工程序……，因而數(shù)控技術(shù)課程的教學重點在數(shù)控編程和數(shù)控操作。在實踐教學環(huán)節(jié)，從開放性實驗室、認識實習、金工實習、數(shù)控實訓、職業(yè)技能數(shù)控考證到數(shù)控方向畢業(yè)設計（包括數(shù)控畢業(yè)實習、數(shù)控畢業(yè)設計）貫穿于大學四年。

2.2 教學內(nèi)容設計

2.2.1 推陳出新，擴展新技術(shù)

隨著國際上計算機技術(shù)突飛猛進的發(fā)展，數(shù)控技術(shù)不斷采用計算機、控制理論等領(lǐng)域的最新技術(shù)成就，使其朝著運行高速化、加工高精化、功能復合化、控制智能化、體系開放化、驅(qū)動并聯(lián)化、交互網(wǎng)絡化等方向發(fā)展。因此在教學過程中，應掌握數(shù)控技術(shù)的發(fā)展動態(tài)，合理更新教學內(nèi)容。例如：在手工編程環(huán)節(jié)，可適當突出技巧性、實用性更強的固定循環(huán)指令、子程序、宏程序等知識；在加工中心教學時，突出數(shù)控機床柔性化、集成化的優(yōu)勢和趨勢等。

2.2.2 淡化理論，強調(diào)應用性

教學過程中強化課程應用型部分，相對淡化理論偏深的數(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。例如在插補原理環(huán)節(jié)，注重原理性介紹，讓學生了解插補內(nèi)涵，而不必突出枯躁繁瑣的數(shù)學公式的推導；再如在編程教學中，可以在現(xiàn)場教學，使學生在實際操作時可以靈活運用。

2.2.3 模塊化設計

對教學內(nèi)容進行整合，使主線更清晰，層次更分明。為此，可以實現(xiàn)模塊化教學，數(shù)控技術(shù)課程如可分成[2]：①機械結(jié)構(gòu)模塊；②工藝模塊；③編程模塊，可分為編程預備知識（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)控編程進階（子程序、宏程序）；④控制模塊。模塊化設計教學更加具有系統(tǒng)性和完整性，便于學生的學習理解。

3 教學方法和教學手段

3.1 以網(wǎng)絡教學平臺為核心，構(gòu)建立體化的教學資源

以網(wǎng)絡教學平臺為基礎(chǔ)立體化教學資源建設是實現(xiàn)高校信息化教學的基礎(chǔ)。它是以現(xiàn)代化的信息技術(shù)為手段，以適合遠程傳輸?shù)臄?shù)字化教育教學軟件為教材，以Internet或Intranet為學習和管理環(huán)境，以自主式、開放式、交互式學習為主體的學習模式，以媒體素材為基礎(chǔ),，覆蓋教學的各個環(huán)節(jié)而構(gòu)建的教學資源體系，適用于多層次教學對象[3]。

在網(wǎng)絡教學平臺中，包含的教學資源有教學大綱、重點難點分析、典型例題精解、實驗指導、案例分析、電子教案、試題庫等，而且有答疑討論、課程問卷、課程論壇等互動環(huán)節(jié)，同時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、學生甚至整個社會在經(jīng)過審核后，都可以將教學資源添加到其中。這些豐富立體化的教學資源，給教學、科研帶來極大的支持和幫助。對于學生，可以在任何時間、任何地點以適合自己的方式進行選擇性的學習,有助于學生的個性發(fā)展。

在實踐教學方面，引入相應配套的計算機輔助編程和系統(tǒng)仿真軟件，實現(xiàn)一體化教學，仿真軟件可滿足各種不同數(shù)控加工系統(tǒng)的實驗要求，而且虛擬實驗形象生動，提高了學生的學習興趣及參與意識。

3.2 強調(diào)教學的多元化、構(gòu)建立體化的教學模式

立體化教學模式，是以系統(tǒng)科學等現(xiàn)代教育理論為指導，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、學生為主體，以多元化教學方式為手段，依托強大的教學資源平臺，利用各種教學要素，將教與學融為一體的多元化、立體化、全方位的系統(tǒng)教學模式。

立體化教學模式與傳統(tǒng)教學模式的根本區(qū)別在于把以“教師教學為中心”轉(zhuǎn)變?yōu)橐浴皩W生學習為中心”。在課堂教學過程中，采用啟發(fā)式教學、研究性學習和主體式教學；靈活運用任務驅(qū)動法、形象教學法、互動式教學法指導學生有效的學習，在教學中以學生為中心，引導學生創(chuàng)造性地運用知識和能力，自主地發(fā)現(xiàn)問題、研究問題和解決問題，培養(yǎng)學生終生能力學習。

3.3 發(fā)揮學生的主體作用，建立立體化的考核力式

寓教于考，以考促學，這才是現(xiàn)代教育考核的精神[4]。立體化教學模式的實施勢必對應立體化的考核力式，只有讓學生在考核中體會到自己的創(chuàng)造性思維和主動學習態(tài)度及能力能夠創(chuàng)造價值才能激發(fā)起學生學習的興趣，達到教學改革的真正目的[5]。為此在學生的學習成績評定中，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)閷嶒炦^程測試，將考試貫穿于課程的全過程，加大平時成績所占比例，突出實際技能和操作能力，而且平時成績的評定與學生平時參與教學過程、科研實踐活動、各種數(shù)控大賽掛鉤。

3.4 發(fā)揮教師的主導作用，加強師資隊伍建設

優(yōu)秀的數(shù)控教師既要專業(yè)理論扎實，又要精通操作；既要懂機械結(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訪問學習、到企業(yè)掛職鍛煉等形式，提高教師的業(yè)務水平。

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

（3）加強校企聯(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教師的數(shù)控理論知識運用能力和工程實踐經(jīng)驗。

4 結(jié)束語

數(shù)控技術(shù)是一門實踐性很強的技術(shù)學科，要培養(yǎng)掌握先進制造技術(shù)的創(chuàng)新人才，作為主導地位的教師，從教育者角色轉(zhuǎn)變成學習者、創(chuàng)造者的角色，在與學生的溝通互動中啟發(fā)學生，培養(yǎng)他們主動學習和終生學習能力，是我們永遠追求的目標。

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

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

［3］許艷惠.“信號與系統(tǒng)”精品課程立體化教學資源的建設[J].吉林工程技術(shù)師范學院學報,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踐[J].宿州學院學報,2010(7):103－105.

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