应用型本科教育背景下的数控技术课程教学改革与实践

梁宏斌    

(辽宁科技大学 机械工程与自动化学院  辽宁 鞍山 114051)

[摘  要］针对很多普通高校由研究型向应用型转变，以更好地服务国家及地方经济建设的现状，分析了应用型本科在培养目标、课程体系上的固有特点，并据此给出了加强数控技术课程教学基础建设的方法，构建了多种教学方法相互融合的新型教学模式，建立了完备的实践教学平台。实践表明，教学改革很好地适应了高校转型要求，取得了显著成果。

[关键词]数控技术；教学改革；应用型人才

[作者介绍] 梁宏斌(1967-)，男，辽宁喀左人，博士，教授，硕士生导师，研究方向为数控系统开发。

Teaching Reform and Practice of Numerical Control Technology Course under the Background of Applied Undergraduate Education

LIANG Hongbin

(School of Mechanical Engineering and Automation, University of Science and Technology Liaoning, Anshan 114051)

Abstract: according to the current situation of many colleges and universities changing from research-oriented to application-oriented, in order to better serve the national and local economic construction, this paper analyzes the inherent characteristics of applied undergraduate course in training goal and curriculum system, and gives the method of strengthening the teaching foundation of numerical control technology course, constructs a new teaching of various teaching methods, and establishes a complete practical teaching platform. Practice shows that the teaching reform is well adapted to the requirements of college transformation and has achieved remarkable results.

Keywords: CNC technology; teaching reform; applied talents

近些年来，我国高等教育事业蓬勃发展，高校数量众多，招生人数逐年递增。伴随这个高等教育大众化的进程，高校的类型也逐渐发生了分化，很多普通本科院校走出了“精英教育”的圈子，着力培养面向地方、服务行业的本科层次应用型人才^[1]。为引领这一潮流，教育部、国家发展改革委和财政部于2015年联合印发了《关于引导部分地方普通本科高校向应用型转变的指导意见》（教发[2015]7号）^[2]。根据这一意见精神，并结合地方实际情况，辽宁省于2015年印发了《辽宁省人民政府办公厅关于推动本科高校向应用型转变的实施意见》（辽政办发[2015]89号）^[3]，并于2016年发布了《关于启动2016年度高等教育内涵发展——转型与创新创业教育项目建设工作的通知》（辽教发[2016]23号）^[4]，我校被列为第二批省内11所转型发展试点高校之一。为适应这种转型，我们自2016年起在学校的支持下开展了数控技术课程的教学改革。

一. 应用型本科教育的特点

若想使数控技术课程的教学改革取得成功，我们应该首先明晰应用型本科在培养目标、课程体系上的固有特点^[5-7]。

表1  各类型本科教育培养要求

应用型本科人才的培养要根据表1中应用型本科教育的特点制定出多层次系列训练方案，构建完整有效的实践教学体系，兼顾培养学生的技术应用能力和理论应用能力，我们的教学改革就是依据这个原则展开的。

二. 转型背景下的数控技术课程教学改革

1. 加强课程基础建设

1) 提高学生对课程的重视程度，激发学习兴趣，无论什么课程，无论如何改革，都要牢牢抓住教学过程的主体——学生。若想教改取得成功，首先要了解应用型本科高校学生的基本情况。目前应用型高校的学生普遍存在下述问题：

A. 全员考研的影响，应用型高校的很多学生认为自己的“出身”不好，影响了自己的就业前景，想通过读研来改变这一状况，因此应用型高校普遍存在“全员考研”现象。而很多考研生只重视与考研有关的课程学习，对其它课程敷衍了事，这也影响了学校的正常教学秩序。

B. 部分学生学习习惯不好，学习兴趣不高，由于生源的特点，应用型高校的很多学生学习基础一般，学习习惯不好，缺乏自主学习能力。加之学习无用论的影响、娱乐活动（如电子游戏）的诱惑、就业焦虑产生的心理压力等因素，造成学生学习兴趣减弱，学习动力不足。若不能解决学生思想上的这些问题，则教改注定不会成功。而这些问题是学生的共性问题，不是哪一位老师在课堂上能够解决得了的。我们的做法是把教改的努力延伸到教学过程外：加强班风建设，利用集体的力量帮助同学逐渐改正学习上的不良习惯，提高学习兴趣。

2) 教师队伍建设，传统观念认为教师的教学和科研是一对矛盾，在目前的高校教师职称评定体制下，教师将更多的精力投入科研，影响了本科教学。而我们通过多年的教学科研实践认为：好的专业课教师应该具备良好的科研背景，站在研究领域的前沿，时时进行知识更新，这样才能授人以渔，而不仅仅是授人以鱼。一个教师如果只是将课备的很熟，而没有较为丰富的研究经历，其对课程的讲解往往会流于形式，很难做到深入浅出、真正激发学生的学习兴趣。

3) 教材选用，过去的大学分类没有应用型大学，大学都极力倾向于研究。因此目前本科教材侧重于理论分析，而高职教材侧重于应用，很少有将两者合理取舍，兼顾理论及应用的教材。而且依赖于计算机的数控技术发展很快，教材更新速度赶不上数控技术的发展，大多数数控技术教材中的系统架构及范例还是老旧的FANUC 6系统，不能展现数控技术发展的最新成果。

2. 改革课堂教学方法，一谈到教学方法改革，很多人就想到将过去的填鸭式教学方法改为互动式的教学方法，这种想法本身没有问题。但我们也应该知道水无定势、法无常形，教师应该掌握多种教学方法、形成独特的教学风格，以便更好地促进学生的发展。没有必要过分地强调教学方法、拘泥于具体的教学方法，因为教学是门艺术，方法内在于材料之中。我们在教改过程中，结合数控技术课程各章节的内容特点，设计了多种教学方法（见表2）。

表2 数控技术课程主要内容及相应教学方法

第一章绪论的内容包括数控技术的基本概念、学习数控技术的现实意义、数控机床的发展沿革以及数控技术的发展方向等。这一章的教学内容繁多，但逻辑性强，适合采用讲授法教学。但在具体的教学过程中，由于学生刚进入本课程的学习，感性认识较少，所以我们在这章教学中利用多种多媒体教学手段，通过我们在北京机床展上自己录制的录像、沈阳机床厂及大连机床厂的机床结构图片等，直观地讲授数控机床的结构及数控技术的发展方向，增强学生的感性认识并激发学生对本课程的学习兴趣。

第二章数控加工程序编制是数控技术应用的主要内容，是典型的应用环节，实用性强。我们在教学中采用案例教学及加工实验的方法来提高学生的技术应用能力。以一个铣削加工程序编制和一个车削加工程序编制为主线贯穿本章教学，将加工工艺和编程指令有机地结合起来，着力提升学生的实践技能。

第三章插补方法是数控技术的核心，需要学生开动脑筋深入领会。因此我们在这章采用问题教学法，提出了三个问题：1) 刀具怎样运动才能加工出所需的工件形状？2) 在计算机控制系统中，怎样才能实现这样的运动？3) 这样的运动轨迹如何运算才能更有效率，以保证插补的实时性？这三个问题是逐层递进的关系，通过引导学生对这三个问题进行渐进式思考，使学生逐渐加深对插补方法的理解，掌握数控的核心技术。

第四章及第五章的数控装置和伺服装置的内容特点是知识覆盖面广，涉及现代控制理论、计算机控制、电机拖动及PLC控制等多学科理论，内容抽象，不易理解。为此，我们从大连机床厂购置了两台培训用的数控机床（外罩透明，可以很清晰地看到控制系统的内部结构），在强化理论教学的同时进行现场教学，使学生增强感性认识，增进对数控系统的深入理解。

3. 强化实践教学环节

向应用型本科教育转型的重点是在保持知识体系完整性的前提下着力提高学生的技术应用能力，这就要求在教学过程中强化实践教学环节。这个问题是老生常谈，但实现起来并不容易，一般学校并举具备那么多的数控机床。如我们学校可供学生实验的只有四台数控车床和四台数控铣床，而每年约有六个班240人左右的学生需要做数控加工实验。在课程教改前，我们的数控加工实验设计得很复杂，实验过程基本都是教师操作，以演示为主。学生的参与度不高，兴趣不大，实验效果不好。在教改过程中我们采用两种办法解决这个问题：1) 重新设计实验方案，实验时学生分小组，加工简单零件，节约加工时间。但要求人人动手进行机床的实际操作，以强化编程加工能力和培养本课程学习兴趣为主；2) 学生实验前在计算机房利用仿真软件模拟加工过程，预先发现零件加工程序错误并加以改正，从而提高数控实验机床的利用效率。

三. 教学改革的效果

教改前（2016学年）及教改后（2017学年以后）的学生学习情况如表3所示。

表3  机械电子专业四年成绩对比

从表3可以看出，教改后学生的成绩明显提高，不及格率显著下降。更重要的是教改前的2016学年应考人数是64人，实考人数是53人，缺考人数达到了11人，都是因为考研的原因而缺考，可见教改之前考研对课程学习造成的影响。而教改后的三个学年，缺考的人数很少甚至没有。由此可见，教改的成功之处不仅在于学生的成绩得到了提高，更重要的是转变了学生的学习态度，树立了正确的学习目标，养成了良好的学习习惯。因此我们的教学改革很好地适应了高校转型要求，达到了教学改革的目标，取得了显著成果。

参考文献：

[1] 韩振宇, 富宏亚, 付云中, 等. 数控技术课程教学改革的探讨与实践[J]. 中国大学教育, 2012(7):41-42

[2] 教育部, 国家发展改革委, 财政部. 教育部、国家发展改革委和财政部关于引导部分地方普通本科高校向应用型转变的指导意见：教发[2015]7号[EB/OL]. (2015-10-23). http://www.moe.gov.cn/srcsite/A03/moe_1892/moe_630/201511/t20151113_218942.html

[3] 辽宁省. 辽宁省人民政府办公厅关于推动本科高校向应用型转变的实施意见: 辽政办发[2015]89号[EB/OL]. (2015-11-06). http://www.ln.gov.cn/zfxx/zfwj/szfbgtwj/zfwj2011_106025/ 201511/t20151119_1963463.html

[4] 辽宁省. 辽宁省教育厅关于启动2016年度高等教育内涵发展—转型与创新创业教育项目建设工作的通知:辽教发[2016]23号[EB/OL]. (2016-03-21). http://www.lnen.cn/zwgk/zwtz/ 284720.shtml

[5] 娄海峰, 杨金林, 潘翔伟, 等. 基于项目驱动的“闭环”实践教学改革与实践[J]. 浙江理工大学学报(社会科学版), 2017,38(6):577-584

[6] 冯涛, 邱昕洋, 刘志杰, 等. 基于创新能力培养的数控技术课程教学改革与实践[J]. 教育教学论坛. 2016,(13):64-65

[7] 潘克强, 周知进, 陶亮. 基于CDIO的“数控技术”课程教学改革探究[J]. 新课程研究. 2018(12):36-37