新时代下数控技术课程教学改革与研究

林 昌 陈 武 张 妍 郑志霞

1.莆田学院机电工程学院 福建莆田 351100

2.集美大学轮机工程学院集美大学福建省船舶与海洋工程重点实验室 福建厦门 351021 3.福建省高校现代精密测量与激光无损检测重点实验室 福建莆田 351100

1 数控技术

数控技术也称计算机数控技术[1](Computerized Numerical Control，简称CNC)，它是采用计算机实现数字程序控制的技术。数控技术是按照事先存贮在计算机里的控制程序来实现对设备的控制技术。因为采用了计算机替代硬件逻辑电路的控制模式，所以原本由逻辑电路实现的数据存贮、运算、逻辑判断等各种功能，均通过计算机软件完成。

1.1 数控机床技术的发展历史

数控技术的产生可以追溯到电子管时代。1948年，美国帕森斯公司接受美国空军的委托，研制直升飞机螺旋桨叶片轮廓检验用样板的加工设备。1954年11月，第一台数控机床由美国本迪斯公司研发成功。在随后的第二代数控机床(晶体管时代)、第三代数控机床(集成电路时代)中，数控机床都是硬件逻辑数控系统。随着计算机技术的应用普及，目前数控机床已经进入集成化、大型化、柔性化、物联网化的柔性制造系统。

在我国，数控技术与装备的发展不仅得到国务院的高度重视，还取得了相当大的进步。从1958年开始研究数控技术，至今已有六十几年的研究历史，产生了一大批优秀的企业，例如华中数控、沈阳第一机床厂等，研究技术名列世界前列。随着工业4.0概念的提出，数控技术的应用也将越来越广泛[2-4]。

1.2 数控技术课程教学改革重要性

数控技术和数控装备是《中国制造2025》[5]和工业4.0[6]的重要基础，也是国家装备制造业的核心技术，其发展不单单影响国家的整体工业化水平，甚至还关系到国家的整体战略地位。当前正处于产业结构调整以及供应侧改革阶段，对数控技术人才要求越来越高。因此如何提升数控技术专业人才培养、如何教授好相关数控技术课程成为各大高校的一项重大改革课题。

2 数控技术人才需求现状和相关问题

2.1 数控技术的人才培养目标层次亟待提升

经调查研究发现，目前国内大部分企业的数控技术仅停留在数控设备的应用上。因此能够熟练操作数控机床成了企业最大的务工需求。基于此类需求，部分本科高校在数控技术人才培养目标上将培养数控操作技能作为课程的重心。但是此类人才培养模式中高职即可培养，本科高校的这种数控人才培养目标可能是资源的浪费。

随着“互联网+”《中国制造2025》以及“工业4.0”等发展目标的提出，数控技术课程改革有了新的导向标，对高校的转型发展也有了新的要求，即数控技术课程的改革应该从传统加工向“高精尖”方向转变。然而在国内数控技术课程的培养目标中，针对高端数控设备的设计、制造及其应用能力等方面的培养意识还较为薄弱，学生创新能力培养缺失导致用人单位研发力量严重不足，高端数控机床数量稀少等问题尤为凸显。

2.2 传统课程教学手段亟待转变

随着“互联网+”时代的来临，越来越多的学生依赖互联网学习，但互联网学习在国内尚未完全普及，传统课程课堂教学手段仍然在数控技术课程中占据主导地位。传统的课堂教学模式是一种以教师为中心、书本为中心和课堂为中心的教学模式，学生认真听课，积极发言，按时完成作业即可，教育手段单一，难以结合学生兴趣爱好进行教学。学生在整个教学过程中都始终处于被动接受知识的地位，学生学习的主动性被忽视，甚至被压抑。对于理工科类的学生，书本上的知识只能起到引导作用，仅仅掌握书本上的知识内容是远远不够的，更多知识靠学生自己去在实践中探索和举一反三。近几年，慕课(MOOC)、在线开放课程、项目教学、翻转课堂等教育手段虽然也在不断完善，但是教学过程中，资源偏少、内容滞后、学生自主性差等问题导致学生学习的积极性依旧无法被调动。因此，改变传统教学模式、打造适应新课改要求的高效课堂模式势在必行。

2.3 课程教育和企业需求需实时接轨

随着“一带一路”倡议的提出，我国从“世界制造中心”正在逐步向“世界创造中心”转变，国家科技也向着高新技术的目标迈进，企业对毕业生的要求也日益提升，对人才的需求面临一个普遍问题：企业找不到合适的人才，学生找不到合适的岗位。由此可见传统课程教学已经无法满足现阶段社会和企业对人才的要求。因此，如何为国家和社会培养具有复合知识、创新能力的高技能人才，并使得教育和企业需求相接轨，是对高校改革人才培养提出的新要求。

3 数控技术课程教学改革

当前应用型高校的人才培养模式已从传统的知识型人才培养逐渐转变为应用型、技能型、创新型的人才培养。传统讲授为主的课堂教学模式跟不上新时代以及教育发展要求的脚步。在新时代、新课改的背景下，应用型高校的教育着重能力、技术和创新性的培养。那么，在此背景下，数控技术课程教学应当如何进行改革以响应新时代、新课改呢？

3.1 教学模式与社会发展同步

数控技术课程分为理论课程和实践课程两方面。两者具有独立而又相互渗透的存在模式，因此理论教学课时和实践教学课时应该按照合适比例进行分配，实践教学时间应当集中且充分，与理论教学相互结合形成螺旋式循环。这样不仅体现了理论教学和实践教学在培养应用型人才方面的两个支撑点，更促进了学生自身的动手能力。相比于其他专业课程，数控技术课程对于学生的动手能力和知识掌握程度、基本素质都有着极高的要求。设备和技术在日益更新，而教学所用的教材却停滞不前，许多教材上所提到的知识点都还只是停留在机床说明书加普通机床的加工工艺初级阶段，看起来勉强可以过关，但实际进入企业工作，许多问题也就接踵而来。因此教学模式要跟上社会发展的步伐，必须做到以下几方面。

(1)通过理论教学和实践实习让学生了解数控机床、掌握数控操作技能进而可以独立设计数控机床结构。任课教师应该多与社会企业交流以获取行业内的最新科技成果，并将其应用到课堂教学中，同时要多鼓励学生参加数控类的技能竞赛和产品加工竞赛，将比赛成绩作为最后课程考核的一部分，并要求学生将实践中摸索出的经验和技巧做好整理和总结。

(2)第一课堂和第二课堂相结合。为满足新时代、新课改下的课程教学需求，数控技术课程的第一课堂可以从“翻转课堂”“项目式教学”和“微课”等多种方式入手。第一课堂对学生的专业知识进行系统化培养，第二课堂则是学生利用课余时间参加各种社团、企业参观、企业实习等活动，通过这些活动将学生兴趣爱好放大、并强化为特长，在活动中积累经验，并在应用时帮助其转化为创新。任课教师第一课堂与第二课堂的有机结合，对学生系统化培养的同时又兼顾个性化的发展，使学生能够从中找到兴趣点，帮助学生形成创新创业意识，并努力用专业知识实现个性发展目标。

3.2 校内外双平台教学相结合

在应用型高校的数控课程培养模式中，一直以提高学生动手实践能力为核心，强化创新意识为理念，在校内外开展实验以及实训课程，同时鼓励学生参加职业技能竞赛。由于数控设备是高精密设备，价格昂贵，采购周期长，多数学校的设备规模较小，而且设备较为陈旧，导致教学资源无法跟进社会发展的步伐，以至于在校内实践教学过程中，无法形象生动地为学生提供技术示范和技术训练。而校外实践平台的建立依托于行业，通过“卓越人才教育培养计划”[7]“现代学徒制”[8]“产业班”等形式，进行精英培养。在企业平台中，以行业标准来指导学生，接触行业最新技术，推动学生职业能力与岗位需求的对接。通过校内外双平台的教学改革，改善数控专业的实习条件，尽力将实习环境与企业环境相互切合，达到真材实料的实习目的，为学生未来进入企业工作做好充分的准备，也为培养创新型人才打下基础。

3.3 培养学生自主学习能力

面对互联网一代的“95后”学生，他们的“个性化、特色化”总是让授课教师倍感苦恼。面对这样的学生，教师应该积极主动调整思路，运用逆向思维，改变传统教学模式，教师和学生角色互换，改变学生被动接受的形式，以实现某一目标或某一项目为目的。培养学生学习某些相关课程的积极自主性，自己主动掌握相关知识，自己寻找团队成员，教师辅以相应的指导，从而培养学生自主学习能力。

3.4 教师队伍的工匠精神建设

大国工匠精神是以极致的态度对产品精益求精的精神理念。教师是培养数控技术创新型人才的重要点金石，教师应当自我培养极富责任的、永不妥协、追求极致的大国工匠精神，同时具备很强的解决生产实际能力和技术开发能力，才能将学生培养成为新时代下具有新思维、新技术的创新型工匠。因此学校应当建设一支精干的具有较强应用能力、学术水平、技术开发能力和科学技术的双师型师资队伍。同时教师应该做到：(1)教师在提高自己的知识水平的同时，合理利用学校为教师提供学习交流机会，定期进行学术交流或者学术切磋；(2)树立积极良好的形象，积极提高自身的素质能力；(3)加强师资队伍建设，鼓励教师在工程中从事生产、管理和技术工作，切实提高教师的实际能力。聘请有实践经验的工程师协助教师提高学术水平，在师资队伍内形成“比、学、赶、帮、超”的学习氛围。

4 结语

近年来，各大应用型高校都致力于完善自身教育体制的改革，数控技术课程教育亦是如此。但是数控技术课程体系的改革需要在教学时转变相关教学理念，与社会发展并驾齐驱；整合校内外平台资源，提高学生实践动手能力；以学生为中心，激发学生自主学习的热情；完善教师自身能力，提升教师内涵建设，这都是贴合新课改的教学理念。应用型高校通过对教学模式的思考，形成一套成熟的特色教学体系，适应机械专业数控技术课程体系，使学生更好地掌握数控理论知识，培养学生的工程能力和创新能力，让学生找准定位，为企业和国家培养高级数控技术人才。