基于应用型本科“数控实训”课程教学开发研究

摘要：为了适应新工科背景下的社会需求，提高教学质量，本文针对应用型本科“数控实训”课程进行教学改革，主要从教学对象、教学内容、教学设计、教学方法、教学目标及课程成绩评定等方面，开发了新的教学模式和教学评价机制，应用到具体行政班开展教学实施。实践效果表明：新的课程教学方案合理，教学效果较好，学生评价效果较好，值得推广使用。

关键词：应用型本科；数控；实训

中图分类号：G642.3文献标识码：A

随着航空、航天、汽车等领域的快速高质量发展，当今社会对工程应用型人才的需求量迅速增长，对高校也提出了新的要求，新理念、新模式、新方法、新内容是新工科背景下的要求，培养具备创新精神、实践能力、国际化视野和多学科交叉融合的新型工程技术人才，以满足新兴制造产业发展的需要是新时代的要求［13］。然而，高等学校传统的教学模式却忽视了学生的主体，教学内容简单枯燥，教学方法单一，无法满足培养学生分析、解决工程实际问题能力的要求。“数控实训”课程是机械类专业的核心课程，其既具有基础学科的性质，又具有工程应用学科的特点，本课程的教学目标是让学生掌握数控编程基础知识及其加工方法、加工工艺等，达到一定的技能水平。因此，在“数控实训”课程建设中建立新的教学模式具有重要意义。

针对应用型本科“数控实训”教学模式建立的问题，国内外学者进行了相关研究：刘明明等［4］以马铃薯杀秧机螺纹轴作为课程中的项目教学案例，从项目设计、项目实施、课程评价体系等方面展开详细论述，通过积极探索数控编程及加工课程项目化教学模式，为培养满足新工科背景下的数控工程技术人才提供一定参考；罗金刚等［5］通过研究分析贵阳学院在“数控编程与应用实践”课程教学过程中的现状和存在的主要问题，寻求教学改革的有效路径，注重学生在实际工程中的问题和技能培养，改革后的效果较好。本文基于以上研究，开展了“数控实训”课程教学开发研究，综合传统教学方法、教学特点和仿真模拟技术应用，进行教学方案探索。在此基础上，以具体行政班为例进行教学方案实施，通过优化考核评价体系，科学地评价学生对知识点的掌握程度。

1教学对象研究

1.1应用型本科院校职责

应用型本科院校培养以就业为导向，理论和实践综合能力突出，面向设计、制造、管理、服务需求的应用型人才。对于“数控实训”课程的教学职责是重点强化数控理论知识，达到识图、制定工艺、编程多方面知识融合；辅助学习数控机床操作，通过不断强化技能训练，使学生达到中级工水平，对学习优秀的学生提供重点特色培训，达到数控机床高级工水平。

1.2学生特色

“数控实训”是一门理论与实践教学相结合的典型课程，为了突出专业特色，我校重视“数控实训”的教育，着重培养数控特长的专业应用人才，力求“理论用得了，技术拿得出”的专业特色优势。然而，学生对于“数控技术”这门课程基本均为零基础，未接触数控编程理论知识，也没有了解过数控机床的基本操作，所以课程的教学安排应遵循从无到有、循序渐进的教学方式。

2课程教学的开发

2.1遵循认知规律确定课程教学内容

从学生认知规律考虑课程项目内容的顺序，使教学内容循序渐进，符合认知规律。首先，从数控车床安全防护措施、数控基本概况、编程基本指令出发，让学生对数控知识有一个基本的认识；其次，对特殊编程指令、典型零件训练进行教学，让学生进一步掌握数控编程理论知识；最后，控制零件的加工尺寸，形成一个完整系统的零件加工闭环和工程技术创新能力的培养链，确保了课程教学顺序符合学生的认知规律。

2.2基于教学过程设计教学项目

课程以突出学生知识的应用和实践能力的培养为主线，注重结合数控铣床加工领域的实际项目，精心设计教学内容。遵循以项目为主线的课程体系，以项目任务的分析、加工工艺制定和零件质量控制的项目化流程设计典型数控铣床教学项目，具体项目化教学安排如图1所示。

2.3教学方法设计

如图2所示，将互联网技术与计算机斯沃仿真模拟技术引入传统教学中，对“数控实训”课程进行多元化教学方法设计。课前要求学生通过网络数控视频、慕课资源、课程资料等进行预习，提前掌握学习的重点；理论课程讲解包含PPT、板书、斯沃仿真模拟等内容，该过程可有效增强学生对知识点的正确认识，并减少操作过程中发生错误和危险的概率；实践教学环节包含具体零件仿真模拟、零件实操、实践报告撰写等内容，从多方面检测学生的学习成效。

2.4项目化教学培养目标

本课程的教学目标为三项，分别如下：

课程目标1：初步熟悉刀具的选择、加工路线的确定、程序编制的误差处理、平面轮廓零件的加工方法，在工艺安排上能够考虑安全、环保等因素并选出合适的加工工艺路线。

课程目标2：对数控程序有初步的了解，针对简单零件能进行工艺安排和数控编程，并能够通过机床将零件加工出来。

课程目标3：在进行总结的时候，思考在未来的职业生涯中该如何完成作为一个机械工程师的责任，并能够理解多学科团队合作对解决材料成型复杂工程问题的重要性；实践过程中进行分组学习，在团队中承担不同的团队角色，了解自己所承担的作用和完成的工作，以此锻炼同学们的团队协作能力。

2.5课程考核方式与成绩评定

2.5.1课程考核成绩组成

本门课程的考核方式将由平时作业成绩和实践报告组成。平时作业根据课程教学过程中零件加工表现来考核；实践报告将由零件加工和工作总结组成，零件加工部分需包含零件图设计、加工工艺制定、程序编写、斯沃虚拟仿真模拟截图、实际操作加工零件实物图等五个部分；工作总结将分为社会责任、贯彻环保及可持续发展意识、认知并执行本专业的社会责任三部分。最后总成绩中，平时作业成绩占20%，零件加工占50%，工作总结占30%。

总成绩=平时作业成绩×20%+零件加工×50%+工作总结×30%。

2.5.2课程考核比例与课程目标关系

3项目化教学实践效果评价

3.1教学实施

我校数控教学教研组实施了课程教学方案，第一阶段教学安排了一个行政班，总人数为32人，8台数控铣床，12台数控车床，实行了为期五周的数控实训教学，严格按照项目化教学的安排，具体如下：

项目1安全文明教育：安全教育首先从着装上进行了规范，学生的精神风貌焕然一新；其次强化了学生的安全意识，摆正了学习态度，对整个教学过程有促进作用。文明教育规范了卫生问题，这使学生得到培训的同时，也进行了数控设备的维护。

项目2数控机床概况：本次教学以现场教学为主，斯沃仿真教学软件为辅，在一天之内让学生了解了数控机床，并且能够简单操作，观察学生学习情况。

项目3数控基本编程：编程是该项目化教学的重点、难点所在，主要是分模块分别进行理论课讲解和实践操作，分别以数控铣床、数控车床进行“数控实训”课程教学，时长总共20天，基本保证一个模块2小时理论讲解、10小时实践操作，循序渐进，从实施效果观察学生掌握情况。

项目4技能综合训练：在学生综合掌握数控铣床理论和基本操作之后，多次的综合训练达到技能的强化和理论知识的深入理解，同时注重细节，控制尺寸和质量。本阶段安排5天的时间，在项目最后学生自主设计一个综合零件。

3.2教学效果评价

根据课程设置要求，进行课程考核并进行课程达成度情况分析，各课程目标达成度计算方法如下：

各课程目标达成度=总评成绩中支撑该课程目标相关考核环节平均得分之和/总评成绩中支撑该课程目标相关考核环节目标总分。

根据上述评价方法，该行政班的课程支撑的指标点达成评价值如表2所示。

课程目标1：通过平时加工表现考核学生课程目标1的达成情况，本轮该课程目标达成度为0.863。在本轮教学过程中，同学们能够分析工艺，确定可行的加工方案，合理设定加工路线并进行刀具补偿。在后续教学中拟让学生采用更多的加工手段，分析产品质量。

课程目标2：通过加工零件考核学生课程目标2的达成情况，本轮该课程目标达成度为0.888。在本轮教学过程中，同学们能够设计出符合要求的零件图，制定加工工艺路线，编写加工程序完成加工。在后续教学中拟增加设计元素，给予学生更多设计训练的机会。

课程目标3：通过实践报告中工作总结考核了学生课程目标3的达成情况，本轮该课程目标达成度为0.850。在本轮教学中，学生在设计加工过程中思考生产设计加工过程对环境保护和可持续发展的影响，思考了本行业所需承担的社会职责。在后续教学中拟将同学们设计和加工时的环保意识纳入计分中去，考核同学们对职业责任感的认知。

综上所述，该项目化教学方法基本能够适应应用型本科的数控铣床实训教学，效果良好。

3.3学生自我评价

为了更好地了解学生对课程知识学习的自我评价情况，设计了课程目标达成情况调查问卷，围绕3个课程目标进行统计分析。

具体评价方法：

达成度=（选择“好”的人数+选择“较好”的人数）/总人数；

发出问卷32份，收回32份，具体的统计结果见表3所示。

通过学生对课程目标达成情况问卷调查结果分析可知，学生自评结果：1，1，0.9375。学生对于平时教学过程和零件设计部分满意度非常高，对课程的学习有着浓厚的兴趣，学生对斯沃模拟仿真软件兴趣强，自我设计阶段也乐于创新，设计比较有趣的图案。对比课程达成度情况也发现，课程目标1和课程目标2达成度较好；对于课程目标3，学生对于课程的应用展望不够，环保意识和可持续发展意识不强，所以对于总结报告的撰写都是浮于表面，不能深层次发出感悟，所以，在以后的教学中应增加课程思政元素，增强学生的使命感、信念感，进一步激发本课程学习兴趣。

4总结

本文基于传统“数控实训”课程的教学方法，进行了课程的教学开发研究，主要从教学对象、教学内容、教学设计、教学方法、教学目标及课程成绩评定等方面设计新的课程教学模式。同时，选择一个行政班进行课程教学实施、教学成果评定、并让学生进行自我评价，得到结论如下：

（1）新的课程教学方案合理，教学效果较好，学生评价效果较好，值得推广使用；

（2）学生对于未来数控就业的预期不好，需要增加课程思政元素，激发学生的社会使命感。

参考文献：

［1］陈业航.基于Unity3D的数控车床拆装虚拟真实验课程探究［J］.教育观察，2023（4）：7881.

［2］周华祥，陶晶，华文林，等.新工科背景下机械类人才培养模式的改革与实践［J］.湖北理工学院学报，2022（5）：6972.

［3］黄西娜.新工科背景下机械类专业“创新创业”课程实践的探究［J］.科技风，2022（26）：8789.

［4］刘明明，孙居彦，贾孝伟，等.新工科背景下数控编程及加工课程项目化教学模式探索［J］.汽车教育，2022（26）：8789.

［5］罗金刚，吴家福.新工科背景下数控编程与应用实践课程教学改革研究［J］.现代制造技术与装备，2023（3）：222224.

项目名称：应用型本科《数控铣床专业技能训练》课程教学改革（11613412302）；新工科背景下《数控车床实训》课程教学改革与实践（230703711130348）

作者简介：丁立红（1990—），女，汉族，江苏东台人，硕士研究生，实验师，研究方向：先进再制造工艺与装备。