《多軸數控編程與加工》校企合作雙語教學改革研究

王秋紅　葛勝蘭

【摘 要】本文探討了《多軸數控編程與加工》課程雙語教學改革的依據，闡明了改革目標及具體實施過程，引入經典控制負反饋原理建立優化教學模型，依據單元體系、課時分配、外語比例及方式、雙語教材等有關教學實施的權重分析，進行課程教學的持續改進。

【關鍵詞】機制專業；雙語教育；校企合作；訂單式培養

0 引言

《多軸數控編程與加工》課程我們是與校企合作共同開發的“3+2”高職-本科分段培養教學中的一門接口課程。該課程使學生具備數控車銑復合機床、數控四軸加工中心和數控五軸加工中心的數控加工工藝、程序編制與機床操作能力，教學環節共計64課時。除了在機制專業“3+2”分段培養中開設，同時在計算機輔助設計業制造、數控技術應用、機械制造與自動化等5個專業開設。該課程反應實際生產動向，順應數控技術新發展的前沿課程，所涉專業知識與技能比較復雜，該專業人才非常緊缺，該課程開設以來，學生對這門課程很感興趣、期望值也很高。由于課程的專業知識體系、實踐操作環境涉及大量英文的使用，為了保證教學質量管理，驅使我們進行雙語教學的試點改革。高職院校的雙語教學不同于普通的高等學校教學，滿足學生的職業需求是教學的主要目標。如何弱化英文使用障礙、強化專業知識技能的掌握是我們重點研究和解決的問題。我們與企業緊密合作開展雙語教學改革，并且依據負反饋控制原理，基于學生課程考核成績和師生校企三方面問卷數據來建立優化教學模型，從而作為今后優化雙語教學模式的參考。

1 構造《多軸數控編程與加工》雙語教學負反饋模型

基于校企合作的《多軸數控編程與加工》雙語教學改革，涉及在多個專業方向，我們依據不同專業特點和生源基礎，對課程標準、課程單元體系、教材、教學實施等進行不同程度改革。改革研究需要構造研究模型、解決5個任務：1）搭建教學改革研究模型框架。如圖1所示，簡化歸一化影響因素，初步建立教學負反饋研究模型；2）確立主要影響因素作為變量輸入模型。變量的設定必須具有典型性，不相干性；3）影響因素的數據化。例如主觀評價、期望的數據化，大量考核成績的統計、分類和比較；4）影響因素權重的確立。結合專家經驗和數據相關性分析，決定因素的權重大??；5）依據研究結果，改進模型結構以及影響因素。

圖1 教學負反饋研究模型

圖1所示負反饋研究模型中，教師的教學行為作為輸入，受到課程標準與實施過程標準的影響，作用于學生，企業專家、教師、學生三方對課程標準與實施過程進行評價反饋，從而對課程標準和實施過程標準進行相應調整，實現課程質量的最優化。

1）模型中學生對知識的接納過程為一階階躍響應過程，可以表達為■，τ反映了學生的響應時間，τ越小學習響應能力越好；

2）模型中教師的教學行為的影響在此模型中可以表述為“比例-積分”環節K■+■，K■為教師的比例調節常數，越大表示教學能力越強，K2為教師的積分調節常數，1/K2反應了調節頻率，可以近似認為K2越小教師的調節能力越強；

3）中間變量為改革后的課程標準和實施過程評價，課程質量是輸出變量，作為評定改革效果的依據。課程質量是考核成績與教學效果評價的綜合，參與教學效果三方評價的是企業專家、教師、學生，權重比為3：2：1，按滿分為1來折算實際得分（評分為1，表示滿分，得分越低越需要改進）；考核成績是5個班學生考核成績的平均得分。影響考核成績的有課程標準和實施過程2個變量，將實施過程簡化為單元體系、課時分配、外語比例及方式、雙語教材、教學設施、教學設施方法6個分量，確定7個變量的權重矢量V1～V7十分關鍵。

2 《多軸數控編程與加工》雙語教學問卷過程

基于以上分析，我們進行評價及期望的問卷調查，問卷對象為學生、教師、企業專家三類人群，問題涉及五大部分：1）課程標準評價（課程知識、能力、素質要求；課時；教學場地；考核方式）；2）單元體系評價（多軸加工的典型任務、課時分配、外語比例及方式、實踐設施、教學設施、教學方法等）3）校企合作評價（師資、時間、課時、場地等）；4）教學效果評價（單元體系、外語比例及方式、教材、教學方式、考核方式等）；5）改進意見（單元體系、外語比例及方式、教材、教學方式）。針對不同人群，使用不同的卷面。企業專家和教師問卷主要涉及4）以外部分，學生問卷主要涉及教學效果評價和改進意見部分。所有問題均為客觀題形式，將選項與實際情況的吻合程度作為該選項的分值，例如“哪個總課時比較合理？1）32；2）48；3）64；4）76；5）92”，64是實際課時數，選項3）的分值為1，而選項1）32的分值則為|32-64|/64=0.5。

面向與課程相關的三類人群，回收有效問卷263份，其中企業專家9份，教師問卷11份，學生問卷243份；問卷有效率達74.5%。企業專家反饋信息顯示認為學生學完課程《多軸數控編程與加工》后：66.67%的專家認為對將來工作有用，用處不大的達到22.22%，認為無用的為11.11%。這說明該課程的重要性已得到企業認同；66.67%的專家肯定了采用雙語教學的必要性，并且55.56%的專家認為外語比例應控制在30%左右，這與教師問卷結果比較吻合；學生有66.67%的人認為雙語教學有必要，但對現有教學比較滿意的僅為41.15%。可見學生肯定了雙語教學的必要性，但具體實施上還有很大改進空間。

3 基于數據分析結果的持續改進

企業專家、教師和學生三類不同問卷對象的卷面不同，所以必須對數據進行歸一化處理，把問卷結果按照問卷對象3：2：1的權重計算綜合平均得分。分析7個變量所涉問卷數據與課程階段性考核結果的相關程度，確定負反饋模型中的權重矢量V1～V7；進而以評價矩陣與實施矩陣間的偏差矩陣作為反饋矩陣，例如“單元1典型花鍵零件四軸加工應該占用課時？”的問卷課時若為6，實際課時為8，則偏差值計算為：（6-8）/8=-0.25。

我們統計實施《多軸數控編程與加工》雙語改革的2014級5個班級問卷數據，利用STATA14對83題的得分與考核成績進行二元序次Logit回歸檢驗分析，分析影響因素與考核成績間的相關程度。如表1所示，分析了“外語使用比例及方式”9個問題與考核成績間相關程度，相關系數的大小說明了該問卷項與考核成績的相關性。

從序次Logit回歸檢驗結果看出涉及外語使用方式的9個因素中，使用適當比例的雙語教學、增加實踐操作中的口語交流、通過實操培養英文思維能有效改進教學質量，會有效提高考核成績，其作用排序呈現遞增的態勢。按照9個問題的問卷得分和相關系數計算綜合得分為0.683<1 ，因此現行“外語使用比例及方式”存在較大改進空間。我們以這9個方面的得分及不同權重為指導，以評價矩陣與實施矩陣間的偏差矩陣作為反饋矩陣，在2015級課程6個項目實施過程中，根據實際教學條件對外語使用方式進行持續階段性改進，逐步提高《多軸數控編程與加工》雙語課程教學質量。同理，針對課程標準、單元體系、課時分配雙語教材、教學設施、教學設施方法6個分量，采用同樣方法確定7個變量的權重矢量V1～V7，進而以各自評價矩陣與實施矩陣間的偏差矩陣作為反饋矩陣，對有關教學幾個方面進行持續改進?！抖噍S數控編程與加工》課程6個項目經過持續改進，對學生的各項能力按五分制進行評價，與2014級未進行持續改進時對比，學生在英文界面軟件操作熟練度、英文操作的表述能力和英文界面功能按鈕的理解程度上得到顯著提升。

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