面向工程教育認(rèn)證的數(shù)控技術(shù)課程建設(shè)

高建設(shè) 丁順良

摘? ?要：數(shù)控技術(shù)課程是機(jī)械工程專業(yè)的一門基礎(chǔ)課程，在工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)下，完善數(shù)控技術(shù)課程建設(shè)需要設(shè)置科學(xué)合理的大綱，并通過多元化的教學(xué)模式和方法來實(shí)現(xiàn)教學(xué)創(chuàng)新和發(fā)展，從而提高學(xué)生學(xué)習(xí)能力、動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力。針對(duì)面向工程教育認(rèn)證的數(shù)控技術(shù)課程建設(shè)進(jìn)行了分析和討論，為推進(jìn)數(shù)控技術(shù)課程建設(shè)的發(fā)展提出建議，為新形勢(shì)下我國數(shù)控行業(yè)培養(yǎng)更多優(yōu)秀的人才提供參考。

關(guān)鍵詞：工程教育認(rèn)證? 數(shù)控技術(shù)? 課程建設(shè)

中圖分類號(hào)：TG659? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-098X（2020）06（c）-0213-03

經(jīng)濟(jì)全球化發(fā)展對(duì)制造業(yè)要求越來越高，也對(duì)培養(yǎng)制造業(yè)工程師的高等工程教育學(xué)制和質(zhì)量提出了更高要求，因此在課程教學(xué)方面需要重點(diǎn)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量進(jìn)行保障，加強(qiáng)工程設(shè)計(jì)的實(shí)踐教學(xué)[1]，培養(yǎng)更多優(yōu)秀人才，為國家和社會(huì)的發(fā)展提供人才保障，提高我國制造業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。

數(shù)控技術(shù)是現(xiàn)階段機(jī)械制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)中最關(guān)鍵的技術(shù)之一。數(shù)控技術(shù)是結(jié)合了計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、微電子、自動(dòng)檢測(cè)以及精密機(jī)械等多學(xué)科的一門綜合性技術(shù)，其可以為國家和社會(huì)培養(yǎng)數(shù)控加工、模具設(shè)計(jì)和制造、CAM/CAD等多方面的具有很強(qiáng)實(shí)踐能力以及創(chuàng)新能力的數(shù)控技術(shù)人才?？梢哉f，數(shù)控技術(shù)是一門多學(xué)科交叉融合的綜合性學(xué)科。因此，高等學(xué)校需要得達(dá)到工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，這就需要對(duì)數(shù)控技術(shù)課程教學(xué)進(jìn)行不斷的改革創(chuàng)新，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容和方法[2]，從而為社會(huì)培養(yǎng)出更多的、更加優(yōu)秀的應(yīng)用型人才和專業(yè)工程師，為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展添磚加瓦。

1? 工程教育認(rèn)證下數(shù)控技術(shù)課程教學(xué)要求和人才培養(yǎng)目標(biāo)

數(shù)控技術(shù)是機(jī)械制造業(yè)中的關(guān)鍵性技術(shù)和核心技術(shù)。工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)下對(duì)高等院校數(shù)控技術(shù)課程人才的培養(yǎng)目標(biāo)主要是：系統(tǒng)地掌握數(shù)控技術(shù)理論，了解數(shù)控系統(tǒng)相關(guān)原理，能夠針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)問題進(jìn)行分析，并具有解決問題的正確思維和能力?；谠撃繕?biāo)，工程教育認(rèn)證對(duì)學(xué)生畢業(yè)要求、專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)、課程體系、是否持續(xù)改進(jìn)、師資隊(duì)伍、支持條件等提出了一系列要求。隨著全球產(chǎn)業(yè)化的不斷創(chuàng)新和發(fā)展，生產(chǎn)制造行業(yè)對(duì)數(shù)控技術(shù)人才的需求在不斷增加，并且從原來的操作機(jī)床為主向著操作數(shù)控機(jī)床、數(shù)控程序編寫、數(shù)控機(jī)床安裝調(diào)試以及維修維護(hù)的方向上發(fā)展，此外，集設(shè)計(jì)數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)、進(jìn)行數(shù)控系統(tǒng)的選型、電氣系統(tǒng)、實(shí)現(xiàn)機(jī)床數(shù)控化改造等多項(xiàng)技能于一身的復(fù)合型高級(jí)人才的需求量也在不斷增加。但是一些高校并沒有嚴(yán)格按照工程教育認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行數(shù)控技術(shù)課程教學(xué)，這樣就導(dǎo)致教學(xué)及學(xué)生今后工作過程中存在很多問題，例如目前數(shù)控技術(shù)課程教學(xué)中一些院校的教師對(duì)數(shù)控編程更加重視，他們認(rèn)為數(shù)控技術(shù)中數(shù)控編程是最重要的內(nèi)容，因此就造成了對(duì)數(shù)控技術(shù)課程中機(jī)電一體化綜合知識(shí)的不重視，使得學(xué)生的機(jī)電知識(shí)掌握水平不高[2-3]。

2? 面向工程教育認(rèn)證的數(shù)控技術(shù)課程建設(shè)中存在的問題

2.1 理論教學(xué)方面的問題

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控技術(shù)也得到了不斷的創(chuàng)新和發(fā)展，但是在數(shù)控技術(shù)的教材中仍然還保留了穿孔帶、軟盤等應(yīng)不再適用的程序載體，這些教材過于老舊，并沒有及時(shí)進(jìn)行更新，這與工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)及數(shù)控技術(shù)教學(xué)需求嚴(yán)重不符。另外，在數(shù)控技術(shù)的理論知識(shí)中，有一些比較深?yuàn)W和很難理解的數(shù)控原理和公式，如數(shù)控裝置的行動(dòng)軌跡和控制原理，在日常的課程教學(xué)中，教師很難對(duì)這些原理和公式系統(tǒng)地講解清楚，學(xué)生也很難理解清楚，更談不上掌握所學(xué)的知識(shí)，這樣就造成學(xué)生對(duì)數(shù)控技術(shù)知識(shí)的學(xué)習(xí)缺乏動(dòng)力，興趣不足，甚至產(chǎn)生厭學(xué)情緒。此外，受到數(shù)控技術(shù)學(xué)科種類多、內(nèi)容交叉性大等特點(diǎn)的影響，在教學(xué)的過程中，教師并不容易把要教授的所有內(nèi)容都講解楚，造成知識(shí)點(diǎn)復(fù)雜、不清晰、銜接不緊湊等問題。

2.2 實(shí)踐教學(xué)方面的問題

實(shí)踐教學(xué)是數(shù)控技術(shù)課程教學(xué)中最為重要的過程，實(shí)踐教學(xué)直接影響到學(xué)生在今后工作中知識(shí)和技術(shù)的應(yīng)用。近些年，中央財(cái)政撥付了大批資金來支持地方院校進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，加大了對(duì)數(shù)控技術(shù)實(shí)驗(yàn)室相關(guān)設(shè)備設(shè)施的投入力度，但是在一些院校中，因?yàn)閷W(xué)生多，使得高校數(shù)控技術(shù)實(shí)訓(xùn)設(shè)備設(shè)施的數(shù)量仍然不能滿足課程教學(xué)的需求，出現(xiàn)數(shù)控技術(shù)課程實(shí)訓(xùn)設(shè)備設(shè)施嚴(yán)重不足的問題，學(xué)生實(shí)際動(dòng)手操作的機(jī)會(huì)非常少，大部分的時(shí)候是兩三個(gè)學(xué)生共同使用一臺(tái)設(shè)備，甚至一些院校中還出現(xiàn)一個(gè)班學(xué)生共同使用一臺(tái)設(shè)備的問題。另外，數(shù)控實(shí)驗(yàn)室中的設(shè)備設(shè)施并不是現(xiàn)代化大中型企業(yè)使用的主流產(chǎn)品，因此也會(huì)對(duì)學(xué)生將來在實(shí)際工作中對(duì)數(shù)控技術(shù)的學(xué)習(xí)和掌握產(chǎn)生影響。此外，在數(shù)控技術(shù)課程的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容方面，一些學(xué)校只設(shè)置了數(shù)控機(jī)床部分調(diào)控和維修維護(hù)操作內(nèi)容，或者是一些數(shù)控編程、上機(jī)操作的演示，又或者是只設(shè)置了數(shù)控車床和數(shù)控銑床、數(shù)控加工中心中某一項(xiàng)數(shù)控機(jī)床的演示操作，并沒有針對(duì)所有數(shù)控機(jī)床操作實(shí)踐課程進(jìn)行設(shè)置，這樣就不能讓所有學(xué)生掌握全面的數(shù)控機(jī)床操作技能，這對(duì)培養(yǎng)學(xué)生數(shù)控技術(shù)實(shí)踐技能非常不利。

2.3 師資隊(duì)伍方面的問題

長(zhǎng)期以來，在高等學(xué)校教學(xué)中，教師對(duì)課程進(jìn)行教授的方式主要是以課堂理論教學(xué)為主的傳統(tǒng)教學(xué)方式[4]，即便是在數(shù)控技術(shù)這樣實(shí)踐性很強(qiáng)的課程教學(xué)中也是以驗(yàn)證型、認(rèn)知型或演示型的實(shí)驗(yàn)為主，而設(shè)計(jì)型和綜合性的實(shí)驗(yàn)教學(xué)較少，自主進(jìn)行一些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的創(chuàng)新研發(fā)更少之又少，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)際生產(chǎn)聯(lián)系不夠緊密，并且在教學(xué)過程中還忽視了對(duì)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和能力的培養(yǎng)，忽略了學(xué)生在課堂教學(xué)中的主體地位。

此外，數(shù)控技術(shù)課程對(duì)教師的理論知識(shí)和實(shí)踐知識(shí)結(jié)構(gòu)以及認(rèn)知能力等方面的結(jié)合要求較高。在一些高等院校數(shù)控技術(shù)課程教學(xué)中，大部分教師都是機(jī)械類專業(yè)畢業(yè)的，對(duì)數(shù)控技術(shù)中的數(shù)學(xué)原理和編程理論掌握比較薄弱，而既懂理論教學(xué)又具備實(shí)踐教學(xué)技能的教師較少，甚至一些教師都沒有相關(guān)的數(shù)控技術(shù)專業(yè)技能培訓(xùn)資格，在這種情況下，學(xué)生對(duì)數(shù)控技術(shù)課程的學(xué)習(xí)效果必然會(huì)受到較大影響，這對(duì)學(xué)生數(shù)控技術(shù)知識(shí)和技能的掌握是非常不利的。

2.4 考核方式方面的問題

數(shù)控技術(shù)教學(xué)的考核方式一般情況下采取的是傳統(tǒng)的日常成績(jī)+卷面成績(jī)的考核方式，其中日常成績(jī)?cè)诳偝煽?jī)中占據(jù)了約20%的比例，卷面成績(jī)占據(jù)了約80%的比例?？梢姅?shù)控技術(shù)課程的最終成績(jī)主要取決于卷面成績(jī)。這種考核方式并不科學(xué)，并且這種考核方式還會(huì)造成學(xué)生日常學(xué)習(xí)不認(rèn)真，考前進(jìn)行突擊背誦的現(xiàn)象，這樣并不能準(zhǔn)確檢驗(yàn)出學(xué)生對(duì)數(shù)控技術(shù)知識(shí)真實(shí)的掌握情況，也不利于教師針對(duì)學(xué)生掌握知識(shí)的情況進(jìn)行重點(diǎn)教學(xué)。

數(shù)控技術(shù)實(shí)踐教學(xué)考核的主要原則應(yīng)是以上機(jī)考試成績(jī)?yōu)閰⒖嫉?，但在一些院校中因?yàn)閿?shù)控技術(shù)學(xué)科機(jī)床數(shù)量比較少，使得大部分學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手操作的機(jī)會(huì)比較少，而這種現(xiàn)象不能更好地反映出學(xué)生真正的實(shí)踐操作能力。即便是在一些實(shí)驗(yàn)條件比較好的院校中，由于實(shí)踐教學(xué)教師數(shù)量少，實(shí)踐教學(xué)考核成績(jī)只是以加工出來的工件是否符合標(biāo)準(zhǔn)來評(píng)判，而不是考慮工件加工的整個(gè)過程，由于工件的質(zhì)量會(huì)受到多方面因素的影響，如機(jī)床本身的精準(zhǔn)度情況、刀具的質(zhì)量情況以及各種工藝的參數(shù)等，只依靠工件是否符合標(biāo)準(zhǔn)來決定成績(jī)忽視了數(shù)控技術(shù)課程考核的真正目的，同時(shí)也不能真實(shí)地反映出學(xué)生的實(shí)際操作能力，因此這種考核方法是不科學(xué)的。

3? 面向工程教育認(rèn)證的數(shù)控技術(shù)課程建設(shè)舉措

3.1 加強(qiáng)理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)相統(tǒng)一

工程教育認(rèn)證的重要目的是促進(jìn)相關(guān)專業(yè)行知合一[5]。在數(shù)控技術(shù)課程理論知識(shí)的教學(xué)過程中可以在多媒體智慧教室中進(jìn)行教學(xué)，通過借助于數(shù)控加工仿真軟件來讓學(xué)生對(duì)數(shù)控機(jī)床操作面板進(jìn)行了解和熟悉，在這個(gè)過程中還可以讓學(xué)生掌握參考點(diǎn)、對(duì)刀、刀具補(bǔ)償、程序?qū)氲纫恍┗A(chǔ)性的操作方法等，另外通過仿真軟件還可以幫助學(xué)生了解走刀路線，對(duì)指令進(jìn)行深入的理解和掌握。

另外，在實(shí)踐教學(xué)中可以為學(xué)生設(shè)計(jì)出各種零件加工項(xiàng)目，并讓學(xué)生在數(shù)控實(shí)踐訓(xùn)練中進(jìn)行獨(dú)立制作和完成，之后針對(duì)學(xué)生加工好的零部件來進(jìn)行分析，并幫助學(xué)生更好地了解和掌握該怎樣選擇夾具和刀具，以及走刀路線和切削用量等一些數(shù)控技術(shù)的理論性知識(shí)，從而掌握指令對(duì)加工效率和加工精度的影響。

加強(qiáng)理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)相統(tǒng)一，可以讓學(xué)生一邊學(xué)習(xí)，一邊練習(xí)，不僅可以激發(fā)起學(xué)生的熱情和興趣，同時(shí)還可以讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到理論和實(shí)踐是同等重要的，不僅提高了學(xué)生的實(shí)踐操作能力，同時(shí)還幫助學(xué)生掌握理論知識(shí)，讓學(xué)生對(duì)今后工作和研究的自信心更強(qiáng)，更有能力去為未來數(shù)控技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行創(chuàng)新和創(chuàng)造。

3.2 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)

工程教育認(rèn)證不僅對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)過程提出了要求，也對(duì)教師隊(duì)伍提出了要求。數(shù)控技術(shù)課程是一門綜合性非常強(qiáng)的課程，因此需要數(shù)控技術(shù)教師不僅要掌握扎實(shí)的理論知識(shí)，同時(shí)還需要具備很強(qiáng)的實(shí)踐操作技能。教師不僅需要掌握機(jī)械結(jié)構(gòu)，同時(shí)還需要掌握電氣控制、編程、數(shù)學(xué)、檢測(cè)、計(jì)算機(jī)、機(jī)械加工等相關(guān)知識(shí)。因此一名合格的數(shù)控技術(shù)教師需要掌握比較多的理論知識(shí)和實(shí)踐技能，需要不斷加強(qiáng)數(shù)控技術(shù)師資隊(duì)伍的建設(shè)。首先，學(xué)校應(yīng)該積極從相關(guān)企業(yè)和科研院所引入一些既懂理論知識(shí)又具有很強(qiáng)的實(shí)踐操作技能的高素質(zhì)數(shù)控技術(shù)人才來不斷優(yōu)化師資隊(duì)伍，為數(shù)控技術(shù)課程教學(xué)水平的提高提供重要的師資保障。

其次，學(xué)?，F(xiàn)有的數(shù)控技術(shù)方面的教師應(yīng)該不斷提升自身的綜合素質(zhì)，通過參與科研活動(dòng)和企業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐活動(dòng)來提升自己的理論知識(shí)水平和實(shí)踐操作技能，讓自己成為一名雙師型的數(shù)控技術(shù)教師。

另外，學(xué)校還應(yīng)該針對(duì)數(shù)控技術(shù)課程教師的實(shí)際情況來制定出科學(xué)合理的培訓(xùn)方案，針對(duì)理論知識(shí)比較薄弱的教師多進(jìn)行理論知識(shí)方面的培訓(xùn)工作;針對(duì)實(shí)踐操作技能匱乏的教師多進(jìn)行實(shí)踐操作技能方面的培訓(xùn)工作，從而保證數(shù)控技術(shù)教師的理論知識(shí)和實(shí)踐操作能力的協(xié)調(diào)發(fā)展，為提高數(shù)控技術(shù)課程教學(xué)水平做出重要的師資保障。

3.3 優(yōu)化課程考核方式

在一些院校數(shù)控技術(shù)課程的培養(yǎng)方案中，針對(duì)數(shù)控技術(shù)知識(shí)的教學(xué)一般包括了理論知識(shí)和實(shí)訓(xùn)兩個(gè)方面，在考核的時(shí)候也是以這兩部分內(nèi)容為主的[6]。在進(jìn)行數(shù)控技術(shù)理論知識(shí)課程考核的時(shí)候，應(yīng)該調(diào)整學(xué)生考核內(nèi)容的比例關(guān)系，從原來日常成績(jī)占20%，試卷考核占80%的比例，大致調(diào)整為考勤和課堂表現(xiàn)成績(jī)（10%）、大作業(yè)成績(jī)（10%）、期末卷面成績(jī)（50%）、平時(shí)作業(yè)成績(jī)（10%）、實(shí)踐能力（10%）和學(xué)習(xí)能力（10%）的比例關(guān)系上，這樣就增加了學(xué)生日常學(xué)習(xí)情況的成績(jī)比例，不僅可以反映出學(xué)生日常的學(xué)習(xí)情況，同時(shí)還減少了一些學(xué)生臨陣磨槍的問題，更加真實(shí)地反映出學(xué)生對(duì)理論知識(shí)和實(shí)踐知識(shí)的掌握情況。

此外，在對(duì)實(shí)訓(xùn)課程的考核反面，應(yīng)該采取項(xiàng)目考核的方式，對(duì)學(xué)生查找資料、撰寫開題報(bào)告以及擬定研究計(jì)劃和分析零部件的圖樣、確定加工工藝、加工程序、數(shù)值計(jì)算、程序檢驗(yàn)加工、制作控制介質(zhì)、實(shí)操加工、撰寫研究報(bào)告等內(nèi)容進(jìn)行考核。這樣就可以讓學(xué)生更加清楚地了解數(shù)控技術(shù)完整的研究過程，不僅有助于學(xué)生綜合能力的提高，同時(shí)還保證學(xué)生對(duì)整個(gè)數(shù)控加工過程進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)，實(shí)現(xiàn)成績(jī)考核的針對(duì)性、全面性和科學(xué)性。

4? 結(jié)語

數(shù)控技術(shù)課程建設(shè)是一項(xiàng)長(zhǎng)期的、不斷完善和創(chuàng)新的過程，只有立足需求，將理論和實(shí)踐相結(jié)合才能讓課堂教育和工業(yè)生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)接軌，才可以培養(yǎng)出更多社會(huì)需要的人才。

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