面向“卓越計劃”的數控技術課程改革

季國順

[摘 要]分析“卓越計劃”對數控技術課程提出的新要求，以及為此而進行的數控技術課程改革，可為推進我校工程專業的卓越工程師教育提供有益經驗。我校數控技術課程教學難以實現“卓越計劃”追求卓越的人才培養目標。應該實行面向“卓越計劃”的數控技術課程教改方案，明確教改方案的思路、實現步驟、目標及內容。教學實踐證明，該教改方案可以較好地溝通理論教學與實踐教學之間的聯系，對培養卓越機械工程師具有重要的借鑒意義。

[關鍵詞]“卓越計劃”;數控技術;工程專業

[中圖分類號] G424 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2016）01-0121-02

教育部推出“卓越工程師教育培養計劃”簡稱“卓越計劃”，是貫徹落實《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010-2020年）》和《國家中長期人才發展規劃綱要（2010-2020年）》的重大改革項目，旨在使工科學生在校期間就能接受工程師職業能力訓練。分析“卓越計劃”對數控技術課程提出的新要求，以及為此而進行的數控技術課程改革，可為推進我校工程專業的卓越工程師教育提供有益經驗。

一、“卓越計劃”提出數控技術教學改革

（一）我校數控教學硬件條件

數控技術是一門理論與實踐都很強的課程。與國內一般本科高校相似，我校也建立了工程訓練中心，以強化學生數控知識的應用能力。因為數控機床的成本較普通機床高得多，受到教學經費限制，所以工程訓練中心配備的數控機床數量還是相對有限，實際配備更多的則是普通機床，因此只能滿足學生一般的金工實習。

（二）“卓越計劃”凸顯數控技術教學不足

我校機械設計制造及自動化作為“卓越計劃”實施專業，目前的培養方式為：首先，在大二第二學期末，將參加“卓越計劃”的學生單獨組建為卓越班。其次，卓越班學生大四時進入企業進行前期三個月和后期九個月兩個階段，共為期一年的實踐教學，前期三個月結束后，企業和學生進行雙向選擇，以確定是否進行后續的企業實踐學習。

在卓越計劃實施過程中，數控技術課程是一邊實施“卓越計劃”，一邊進行教學內容向側重于實踐知識方向改進。“縉云縣高新機械制造有限公司”是我校“卓越計劃”參與企業，該企業的技術人員就直言不諱的談及，技術崗位實習的學生對數控系統乃至機電系統的單個工作模塊工作原理了解不深入，對機械、電氣及控制系統集成的成套的數控或機電設備的工作方式及設計思路基本處于茫然無知狀態。

（三）數控技術教學不適應“卓越計劃”的原因

1.原有人才培養模式下數控技術課程的內容體系不能滿足“卓越計劃”培養要求。2.學生對數控技術涉及的機電一體化各子系統知識，主要停留在了解與記憶層面，部分處于課程設計層面，缺乏對所學知識的實際應用能力。3.“卓越計劃”班級的數控或機電一體化成套實踐環節不足，影響學生對數控機床乃至機電系統集成知識的理解與應用。

二、數控技術課程改革思路、實施步驟及目標

（一）課程改革思路

根據“卓越計劃”學生實踐過程中暴露出來的問題，結合教育部“卓越計劃”培養的若干意見，制訂了數控技術課程改革的基本思路，即在掌握扎實基礎知識的基礎上，以若干工程案例進行數控技術或機電一體化單元知識及其集成能力的訓練。

（二）課程改革實施步驟

第一步，根據“卓越計劃”學生的實踐性強的特點，課堂教學中精講基礎知識后，以企業已經開發的典型數控機床或機電一體化設備為載體，條分縷析地向學生介紹數控技術所涉及的各單元知識及其集成情況，采用以實際工程項目強化基礎知識的教學模式，將學習過程轉化為模擬企業工程開發過程，以使學生實現將理論知識轉化為專業技能的學習目標。

第二步，將企業目前正在開發產品的工程典型案例引入教學內容，在授課教師的指導下，讓學生以大作業的形式進行實踐訓練并進行課堂討論，使學生掌握數控技術所涉及知識和集成應用的思路和基本法，最后將學生的作業結果反饋給企業，請企業技術人員評價學生的學習效果，以提高學生分析問題和綜合應用機電一體化知識的能力。

第三步，引導學生參與教師的應用型科研項目，指導學生進行科研任務分解及協調，分階段實施科研工作的解決問題方法，鍛煉學生今后在企業里進行新產品開發的能力。

第四步，基于工程實踐項目分解，按組分配任務，分組進行實踐教學，討論項目實施方法，查閱資料。各組分工協作，培養各組之間的團隊協作精神，以鍛煉學生的協作的職業能力及職業素養。

第五步，強化理論知識應用能力、實踐過程的考核，采取實踐考核與理論考核相互結合，形式上做到有機統一。

（三）課程改革目標

通過數控技術課程改革，以期達到的目標為：使學生在掌握系統扎實基礎知識的同時，明白數控技術或機電一體化知識的系統結構，同時具備解決實際工程為主的正確思路和初步能力，為在企業進行卓越計劃的實踐學習提供基礎。

三、課程改革內容及實施效果

（一）課程改革內容

1.精選數控核心知識

精選數控技術基礎的知識。要求學生掌握數控機床的工作原理、數控程序的手工編程、脈沖增量插補及數據采樣插補、逐點比較插補及數字積分插補、刀具半徑補償原理、數控系統軟件及硬件構成、進給伺服系統構成原理、編碼器工作原理、光柵的工作原理。了解數控技術的編程標準、數控編程的數學計算、加減速控制、數控系統軟件及硬件工作方式、典型的數控機床結構。結合學校的實驗中心，進行數控原理基本實驗，這部分采用考試的方式進行課程學習考核。

2.立足工程實踐

選擇工程實踐項目進行實踐訓練。目前主要選擇我校“卓越計劃”合作企業“縉云縣高新機械制造有限公司”的工程實例，如立式雙工位數控外拉床設計、中間突緣內長鍵專用數控內拉床設計、中間突緣端面齒專用數控外拉床設計等項目，同時結合學校數控研究室的科研積累，如基于運動控制卡的數控系統開發、基于PLC的專用數控機床開發等項目，進行工程案例教學，這部分以學生實踐效果考核為主。

對實踐表現優秀的學生，讓其介入教師科研項目，以鍛煉其分析問題和解決問題的能力。如組織學生參加討論光學懸絲架的控制系統設計、儀表自動化裝配系統開發、掛鎖自動化裝配設備開發等，培養學生設計開發機電一體化系統的興趣，鼓勵學生通過自身調研、自我設計提高解決工程問題的能力。這部分以學生團隊的研究報告作為考核內容。

（二）課程改革實施效果

1.提高了課堂教學質量

精簡了理論教學內容，使學生不再覺得課堂教學枯燥無味。課程改革后，確定的理論教學內容，主要側重于數控技術的基礎知識，概念很明晰，內容的結構層次及前后聯系的邏輯性強，學生在學習過程中很容易掌握知識體系，普遍認為理論教學內容與他們的前期基礎課程及生活實際聯系密切，因而提高了學生學習數控技術基礎知識的興趣。

2.強化了課程內容價值

學生真實體會了數控知識的應用價值。課程改革前，眾多本科學生存在這樣的觀念，認為數控技術課程最有用的知識是數控編程，這只是一種停留在高等職業院校學生的認識層次，實際上數控知識包括了機械、電氣、電子、控制等多門學科豐富的知識，是這幾門學科知識的綜合應用，更是多門學科知識的集成提高，數控編程只是數控知識應用的基礎層次，如果僅僅學習數控編程就失去了本科生學習數控技術課程的意義。課程改革后，學生從自身的學習實踐中，顯著認識到了數控技術涉及的各學科在數控技術中的層次結構及其集成的體系結構，明白了數控技術課程在于鍛煉學生機電一體化知識綜合應用的能力。

3.鍛煉了學生工程素養

鍛煉了學生從工程應用的角度看待數控技術的能力。因為，在教學實踐中，貫穿了鮮活的工程應用案例，并從對工程案例以剖析和綜合的方式讓學生自己實踐，學生可以從教學過程中，隨時能夠體會到數控知識各方面對系統作用的效果，因而學生自覺形成了從工程應用系統的角度，考慮數控知識及機電一體化知識的應用能力。

4.課程改革需逐步完善

將課程改革方案實施于最近一屆“卓越計劃”學生，經過一年時間與“卓越計劃”企業的合作，發現改革后的方案比較貼近學生在企業實踐的需求，學生在企業實踐中能夠自覺從工程實際考慮工作內容，其團隊協作能力也得到顯著提高。但是，也暴露了一些諸如學生忽視理論知識學習的缺陷，這個問題說明數控技術教改內容還需要進一步完善，其實施過程將需要不斷地動態調整。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 劉元林，張增鳳，李洪濤.基于“卓越計劃”的機械類“3+1”人才培養模式改革[J].黑龍江教育，2013（1）：41-42.

[2] 高為國，董麗君，吳安如.基于卓越工程師培養的“機械工程材料”課程建設[J].湖南工程學院學報，2010（3）：74-77.

[3] 陳國金.工科類大學生創新教學實踐[J].實驗室研究與探索，2010（3）：95-97.

[責任編輯：鐘 嵐]