潘克強 周知進 陶亮

摘 要：數(shù)控技術(shù)是機械設(shè)計制造及其自動化的專業(yè)核心課程之一，在整個課程體系中處于極其重要的地位。在新工科人才培養(yǎng)目標指導(dǎo)下，應(yīng)通過引入CDIO工程教育理念，以學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向，注重工程實踐能力的培養(yǎng)。同時，在教學(xué)模式上進行積極的改革探索，開展數(shù)控技術(shù)工程應(yīng)用為驅(qū)動的教學(xué)過程，以適應(yīng)國家和社會發(fā)展對高素質(zhì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的要求。

關(guān)鍵詞：CDIO；工程應(yīng)用；數(shù)控技術(shù)；教學(xué)改革

作者簡介：潘克強，碩士，貴州理工學(xué)院講師，研究方向為數(shù)字化設(shè)計與制造技術(shù)；周知進，博士，貴州理工學(xué)院教授，研究方向為機械系統(tǒng)動力學(xué)；陶亮，碩士，貴州理工學(xué)院講師，研究方向為數(shù)字化設(shè)計與制造技術(shù)。（貴州 貴陽 550003）

基金項目：本文系2017年貴州省教育廳省級一流專業(yè)“機械設(shè)計制造及自動化”（編號：YLDX201602）與2016年貴州省教育廳項目“機械制造及其自動化省級重點支持學(xué)科”（編號：黔學(xué)位合字ZDXK[2016]22號）的研究成果。

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1671-0568（2018）35-0036-02

隨著貴州工業(yè)強省戰(zhàn)略的深入推進，工程應(yīng)用型技術(shù)人才短缺和應(yīng)用型工程教育質(zhì)量問題是貴州發(fā)展面臨的新問題。項目組針對如何面向工業(yè)化戰(zhàn)略，面向制造產(chǎn)業(yè)化升級培養(yǎng)具備良好創(chuàng)新實踐能力，適應(yīng)社會發(fā)展需求的高質(zhì)量應(yīng)用型工程技術(shù)人才進行了深入研究，對“數(shù)控技術(shù)”課程引入CDIO工程教育模式在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、評估方式等方面進行了積極的改革、探索和實踐，取得了初步的成效?！皵?shù)控技術(shù)”是機械類專業(yè)一門核心課程，具有很強的工程屬性和實踐性質(zhì)。課程通以對典型的制造自動化設(shè)備——數(shù)控機床為主要研究對象，研究數(shù)字控制系統(tǒng)的工作原理、組成及數(shù)控加工工藝分析、數(shù)控機床程序編制的學(xué)習(xí)實踐，旨在使學(xué)生獲得關(guān)于數(shù)控技術(shù)在數(shù)控機床應(yīng)用方面的基本理論和技能。

一、理論知識教學(xué)模式改革

傳統(tǒng)的數(shù)控技術(shù)教學(xué)只是向?qū)W生講解一個完整的數(shù)控技術(shù)知識體系，要改變傳統(tǒng)的以教師講課為主的教育理念，應(yīng)樹立CDIO工程教育理念，結(jié)合現(xiàn)有教學(xué)基礎(chǔ)設(shè)施，從以下幾方面引導(dǎo)學(xué)生開展學(xué)習(xí)：

1.教學(xué)過程中，根據(jù)學(xué)生以往的學(xué)習(xí)成績，有針對性地將學(xué)生分成不同小組，通過小組成員分工協(xié)作，在每一堂課承擔(dān)不同的任務(wù)角色，共同完成教學(xué)任務(wù)。并根據(jù)課堂競課效果，由小組成員內(nèi)部和不同的小組進行現(xiàn)場評分和課堂負責(zé)教師從前期準備、教學(xué)任務(wù)實施、教學(xué)效果等方面對小組成員團隊協(xié)作、完成任務(wù)的表現(xiàn)進行全面考評。

2.采用以工程應(yīng)用問題為導(dǎo)向的學(xué)生自主學(xué)習(xí)模式，針對教學(xué)內(nèi)容引導(dǎo)學(xué)生提出問題并對問題所涉及的工程知識進行應(yīng)用分析，在小組范圍內(nèi)開展研討活動，最后總結(jié)得出結(jié)論。基于這樣的教學(xué)思路，在數(shù)控加工工藝分析的教學(xué)過程中，引入工程實際問題“高鎖螺母的加工”。引導(dǎo)學(xué)生提出問題“數(shù)控加工與傳統(tǒng)機械加工的不同”。并在老師的指導(dǎo)下開展對數(shù)控加工工藝方案、數(shù)控加工工藝技術(shù)路線、數(shù)控加工切削參數(shù)等進行選取、優(yōu)化的小組研討會，要求學(xué)生對每一種加工方案及其工程應(yīng)用中的優(yōu)缺點提出自己的見解。

3.項目組為學(xué)生提供較為開放的教學(xué)環(huán)境，如通過學(xué)校的在線課堂教學(xué)網(wǎng)絡(luò)，建立“數(shù)控技術(shù)”課程學(xué)習(xí)平臺，提供電子學(xué)習(xí)資源，國內(nèi)外優(yōu)秀書籍等學(xué)習(xí)參考資料。與學(xué)生分享授課教師的授課PPT、教學(xué)大綱、教案、教學(xué)日歷、實驗指導(dǎo)書，試卷庫建設(shè)資料等，并在教學(xué)過程中開展在線答疑指導(dǎo)，網(wǎng)絡(luò)考查學(xué)生平臺訪問、知識搜集、練習(xí)題自檢等自學(xué)情況。

二、實踐應(yīng)用教學(xué)模式改革

在CDIO工程教育理念下開展實踐教學(xué)，讓學(xué)生在“做中學(xué)”的寬松環(huán)境下開展實踐學(xué)習(xí)，項目組從知識水平層面構(gòu)建不同層次的實踐教學(xué)平臺，不僅搭建了知識應(yīng)用體系，還培養(yǎng)了學(xué)生工程應(yīng)用能力。主要表現(xiàn)為：

1.數(shù)控技術(shù)相關(guān)實驗室綜合平臺都是圍繞課程大綱、知識重點難點開設(shè)。為有別于傳統(tǒng)教學(xué)過程中實驗室主要開展演示、驗證、綜合等單一實驗的功能，項目組結(jié)合教學(xué)評估需要、教學(xué)改革需求，設(shè)置基于CDIO工程教育理念的實驗、實踐場所。合理利用專業(yè)科研平臺和學(xué)校實習(xí)實訓(xùn)基地，為學(xué)生開展自主實習(xí)和創(chuàng)新學(xué)習(xí)提供場所。

2.讓學(xué)生從知識學(xué)習(xí)、資料查詢、參數(shù)選取、方案制定、方案實施、過程監(jiān)控、數(shù)據(jù)處理到實驗報告撰寫等方面，獨立自主設(shè)計全過程的數(shù)控加工綜合實驗方案，培養(yǎng)學(xué)生從局部到全面的大局觀意思。

3.鼓勵學(xué)生積極參與各級各類的學(xué)科知識競賽和加入到教師的科研活動中。指導(dǎo)學(xué)生開展創(chuàng)新性實驗的研究工作，申報各級各類的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目。

三、評估體系改革

當(dāng)前高等教育對學(xué)生的考評模式陳舊，仍以考試成績?yōu)橹饕u估依據(jù)對學(xué)生知識學(xué)習(xí)、掌握情況進行考核，忽略了對學(xué)生實踐能力和綜合素質(zhì)的評估。項目組以CDIO工程教育理念為指導(dǎo)，將教師作為學(xué)生學(xué)習(xí)效果的評估主體，綜合學(xué)生基本能力、團隊協(xié)作、實踐創(chuàng)新、專業(yè)知識與工程應(yīng)用等方面的表現(xiàn)全面地評價學(xué)生學(xué)習(xí)“數(shù)控技術(shù)”課程前后的學(xué)習(xí)效果、淡化考試評估的弊端。

1.基礎(chǔ)知識評估（40%）。項目組基于CDIO教學(xué)理念，針對工程應(yīng)用要求，對期末考試的知識內(nèi)容、出題方法進行重新整合，使其盡可能反映學(xué)生對知識掌握的真實水平。雖然評價方式還需進一步探索發(fā)展，但基于現(xiàn)在的學(xué)生數(shù)量，考試仍是現(xiàn)階段最客觀、最主要的評估方式。

2.實踐能力評估（40%）。主要通過作業(yè)完成的完整度和質(zhì)量進行考察，一般學(xué)習(xí)能力越強的學(xué)生作業(yè)完成質(zhì)量越好；試驗過程及實驗報告（不但要對學(xué)生在實驗過程中的團隊意識、動手實踐能力進行考核，還要對實驗報告的書面表達能力、實驗結(jié)果的分析處理等進行評定）；通過教學(xué)過程中課堂競課全過程的表現(xiàn)，對學(xué)生個人能力、人際關(guān)系、團隊精神等進行綜合考核。學(xué)生綜合素質(zhì)的評估要貫穿整個“數(shù)控技術(shù)”課程的學(xué)習(xí)過程。通過學(xué)習(xí)態(tài)度、出勤情況、課堂表現(xiàn)、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)和社會實踐等方面進行考察，主要目的是通過考核來促進學(xué)生提升自我綜合素養(yǎng)。

綜上所述，通過在“數(shù)控技術(shù)”課程的教學(xué)實踐中有意識引入CDIO工程教育理念是可行的，有利于提升學(xué)生的個人能力和解決工程問題的綜合素質(zhì)。由于開展研究時間短、教學(xué)改革的探索還存在許多不足，如在評價方式上怎么為學(xué)生在整個學(xué)習(xí)過程中提供一個更加客觀公正的方法，對學(xué)生的個人能力和綜合素質(zhì)進行跟蹤和評估。在后續(xù)的“數(shù)控技術(shù)”教學(xué)改革中，還需借鑒和參考成功案例，結(jié)合“CDIO教學(xué)大綱”“CDIO標準”和地方教育特色，培養(yǎng)學(xué)生CDIO全過程能力，使“數(shù)控技術(shù)”課程乃至整個機械工程專業(yè)的教學(xué)改革更加系統(tǒng)，以面向工業(yè)強省戰(zhàn)略目標培養(yǎng)更多的工程應(yīng)用型技術(shù)人才。

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責(zé)任編輯 陳 莉