基于產(chǎn)教融合模式的“數(shù)控技術(shù)”課程建設(shè)改革探索*

孔令蕾 ，張鎖榮 ，陳國(guó)炎 ，曹 健 ，唐 明

（1.江蘇理工學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院，江蘇 常州 213001；2.江蘇特貝爾精密機(jī)械科技有限公司，江蘇 常州 214414）

0 引言

數(shù)控技術(shù)是將機(jī)械、現(xiàn)代控制、計(jì)算機(jī)等技術(shù)集成于一體的現(xiàn)代化機(jī)械制造技術(shù)，是社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展水平的重要標(biāo)志[1]。為此，眾多應(yīng)用型本科高校機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)，或機(jī)械相關(guān)專業(yè)都設(shè)有“數(shù)控技術(shù)”課程[2-5]?！皵?shù)控技術(shù)”課程的任務(wù)是滿足社會(huì)對(duì)高素質(zhì)應(yīng)用型人才的需求，培養(yǎng)出一批具有堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)和較高的應(yīng)用技能的綜合型人才。然而，隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，“數(shù)控技術(shù)”課程傳統(tǒng)教學(xué)偏重理論和研究型教學(xué)的方式，已不能適應(yīng)當(dāng)前社會(huì)對(duì)高素質(zhì)應(yīng)用型工程技能人才的需求。

組織校企開展產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人，以產(chǎn)業(yè)需求為導(dǎo)向，以學(xué)生能力培養(yǎng)為核心，采用項(xiàng)目式、模擬式等教學(xué)方式，融合虛擬仿真技術(shù)、實(shí)施理論實(shí)驗(yàn)一體化和混合式教學(xué)，注重培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、實(shí)踐操作、創(chuàng)新思維等綜合能力，將傳統(tǒng)課程延伸到社會(huì)，將產(chǎn)業(yè)和教育融為一體，已是應(yīng)用型本科院校高質(zhì)量發(fā)展的方向[6-10]。

課題組將“數(shù)控技術(shù)”課程依托于產(chǎn)教融合育人模式，從應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)目標(biāo)出發(fā)，聚焦高端數(shù)控裝備產(chǎn)業(yè)，立足江蘇省，面向長(zhǎng)三角經(jīng)濟(jì)建設(shè)與機(jī)械行業(yè)發(fā)展需求，注重學(xué)生實(shí)踐能力，培育高素質(zhì)應(yīng)用型工程技能人才，對(duì)傳統(tǒng)“數(shù)控技術(shù)”教學(xué)模式進(jìn)行改革。

1 課程教學(xué)改革目標(biāo)

“數(shù)控技術(shù)”是一門理論與實(shí)踐相并重的課程，應(yīng)用型本科院校的傳統(tǒng)“數(shù)控技術(shù)”課程教學(xué)偏重于理論基礎(chǔ)教學(xué)，而實(shí)踐應(yīng)用教學(xué)比重偏小，已不適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需求。隨著“中國(guó)制造”向“中國(guó)智造”轉(zhuǎn)型升級(jí)，數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用必然會(huì)越來(lái)越廣泛，相應(yīng)的數(shù)控技術(shù)人才需求也會(huì)大增。作為應(yīng)用型本科院校，應(yīng)當(dāng)為社會(huì)培養(yǎng)既具有堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)又具有過(guò)硬的實(shí)踐能力的數(shù)控技術(shù)人才。因此，需要遵循理論與實(shí)踐并重的原則，采取新的教學(xué)模式，進(jìn)行基于產(chǎn)教融合育人模式的教學(xué)改革，整合課程教學(xué)內(nèi)容和企業(yè)資源，采用“線上線下混合教學(xué)”“項(xiàng)目式教學(xué)”等教學(xué)方法，培養(yǎng)出數(shù)控技術(shù)基礎(chǔ)理論知識(shí)掌握扎實(shí)，加工編程與實(shí)操能力強(qiáng)，具備數(shù)控機(jī)床重構(gòu)和伺服系統(tǒng)等設(shè)計(jì)與分析能力的高素質(zhì)應(yīng)用型工程數(shù)控技術(shù)人才。

2 教學(xué)改革設(shè)計(jì)思路

以江蘇理工學(xué)院為例，“數(shù)控技術(shù)”課程是江蘇理工學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)的核心課程，課程根據(jù)工程教育專業(yè)認(rèn)證理念及目標(biāo)要求，堅(jiān)持立德樹人，以高端數(shù)控裝備產(chǎn)業(yè)的知識(shí)能力素質(zhì)要求，培養(yǎng)學(xué)生在真實(shí)環(huán)境下解決復(fù)雜工程問(wèn)題的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力，將教學(xué)任務(wù)細(xì)分化、具體化，課程教學(xué)改革設(shè)計(jì)思路如圖1所示。在授課內(nèi)容上，強(qiáng)調(diào)理實(shí)并重，提高課程的高階性；在授課主體上，以學(xué)生能力培養(yǎng)為中心，采用任課教師、企業(yè)教師和實(shí)驗(yàn)教師三維一體式開展不同的教學(xué)內(nèi)容任務(wù)，任課教師以教授理論知識(shí)為主，企業(yè)和實(shí)驗(yàn)教師以教授編程、實(shí)踐能力為主，而三者相輔相成、互相配合；在授課方法上，積極探索新型教學(xué)方法，如采用項(xiàng)目式、線上線下混合式等方式教學(xué)。教學(xué)課程改革始終圍繞著學(xué)生開展，旨在培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新、團(tuán)隊(duì)協(xié)作、探索研究等具有實(shí)踐意義的能力，為社會(huì)輸送高素質(zhì)應(yīng)用型工程數(shù)據(jù)技術(shù)人才。

圖1 課程教學(xué)改革設(shè)計(jì)思路

3 課程內(nèi)容建設(shè)

“數(shù)控技術(shù)”課程內(nèi)容主要由數(shù)控編程、數(shù)控原理、伺服系統(tǒng)及數(shù)控機(jī)床（機(jī)械）等部分組成，授課由任課教師、企業(yè)教師和實(shí)驗(yàn)教師共同完成。課時(shí)將按照3∶1∶1∶3分配。數(shù)控編程、數(shù)控裝置與控制原理及機(jī)床結(jié)構(gòu)、自動(dòng)化技術(shù)等理論教學(xué)課時(shí)占比為3，主要由任課教師完成；CAD/CAM虛擬仿真、程序編制等內(nèi)容教學(xué)占比為1，主要由任課教師和實(shí)驗(yàn)教師完成；數(shù)控原理實(shí)驗(yàn)及機(jī)床重構(gòu)模塊等實(shí)踐授課占比為1，主要由實(shí)驗(yàn)教師和企業(yè)教師完成；數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)、重構(gòu)及復(fù)雜數(shù)控編程與故障診斷等部分采用理實(shí)一體教學(xué)，課時(shí)占比為3，主要由企業(yè)教師與任課教師合作完成，總的實(shí)踐教學(xué)占比37.5%。

課程教學(xué)過(guò)程基于江蘇特貝爾精密機(jī)械科技有限公司和江蘇常發(fā)實(shí)業(yè)集團(tuán)有限公司產(chǎn)教協(xié)同實(shí)施，將理論學(xué)習(xí)、知識(shí)轉(zhuǎn)化、能力培養(yǎng)有機(jī)貫穿于課程整體教學(xué)中。課程緊扣以數(shù)控機(jī)床及機(jī)器人等為代表的高端裝備產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用的主流態(tài)勢(shì)和前沿知識(shí)，及時(shí)將數(shù)控技術(shù)科學(xué)研究新進(jìn)展和社會(huì)需求新變化融入課程教學(xué)內(nèi)容，逐年更新課程內(nèi)容，保持課程內(nèi)容的先進(jìn)性。將江蘇特貝爾精密機(jī)械科技有限公司及校企團(tuán)隊(duì)合作的高速數(shù)控磨機(jī)床、產(chǎn)品成套生產(chǎn)線等橫向項(xiàng)目設(shè)計(jì)作為載體，采用案例式教學(xué)、項(xiàng)目化教學(xué)和任務(wù)式教學(xué)等實(shí)踐驅(qū)動(dòng)的新型教學(xué)方式方法，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性、主動(dòng)性和創(chuàng)造性，培養(yǎng)學(xué)生批判性思維方法、分析解決復(fù)雜問(wèn)題以及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的能力。

1）教學(xué)內(nèi)容。該課程以習(xí)近平新時(shí)代中國(guó)特色社會(huì)主義思想為指導(dǎo)，全面貫徹黨的教育方針，以立德樹人為根本，以社會(huì)主義核心價(jià)值觀為引領(lǐng)，不忘初心、牢記使命，把思想政治工作貫穿教育教學(xué)全過(guò)程，深入挖掘課程的思政教育資源，堅(jiān)持知識(shí)傳授與價(jià)值引領(lǐng)相結(jié)合，充分發(fā)揮課程的德育功能，在課程中融入創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育思想和勞動(dòng)教育目標(biāo)。課程各知識(shí)單元內(nèi)容和融入的課程思政元素如表1所示。

表1 教學(xué)內(nèi)容與課程思政

2）教學(xué)方法。探索諸如線上線下混合式、項(xiàng)目式、翻轉(zhuǎn)課堂等新型教學(xué)方法，應(yīng)用在課程教學(xué)中。相對(duì)于傳統(tǒng)教學(xué)方式而言，新型教學(xué)方法不僅保留了傳統(tǒng)教學(xué)模式中的優(yōu)點(diǎn)，又兼顧互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)的優(yōu)點(diǎn)；以學(xué)生為中心，由以前的單一的理論知識(shí)傳授向全方位培養(yǎng)學(xué)生能力進(jìn)行轉(zhuǎn)變，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的自主創(chuàng)新和學(xué)習(xí)能力以及分析解決問(wèn)題的能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。①針對(duì)不同的教學(xué)內(nèi)容，不同的教師采用不同的教學(xué)方式才能事半功倍，達(dá)到課程教學(xué)改革的目的。課程內(nèi)容多而課時(shí)少，幾乎是所有專業(yè)課程教學(xué)面臨的問(wèn)題，相對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)方式線上線下混合式教學(xué)的優(yōu)勢(shì)就彰顯出來(lái)，其基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)容納了各種學(xué)習(xí)資源、忽略了學(xué)習(xí)環(huán)境、豐富了學(xué)生的學(xué)習(xí)方式。線上線下混合教學(xué)不僅任課教師可以采用，企業(yè)教師和實(shí)驗(yàn)教師也可以采用。關(guān)于數(shù)控編程、數(shù)控裝置及控制原理等理論內(nèi)容，任課教師依托實(shí)踐合作企業(yè)實(shí)際零部件加工生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行視頻展示，并可對(duì)相關(guān)知識(shí)難點(diǎn)和重點(diǎn)進(jìn)行演示講解。企業(yè)教師和實(shí)驗(yàn)教師也可以對(duì)相關(guān)編程信息和機(jī)床操作進(jìn)行視頻構(gòu)建，供學(xué)生自主學(xué)習(xí)，有助于實(shí)操技能的提高。該授課方式教師既可對(duì)學(xué)生進(jìn)行引導(dǎo)啟發(fā)、實(shí)時(shí)指導(dǎo)，又能激勵(lì)學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中主動(dòng)思考、積極參與，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性。②項(xiàng)目化教學(xué)方式是“行為導(dǎo)向”教學(xué)法的一種，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)以致用，將學(xué)習(xí)到的理論基礎(chǔ)知識(shí)融合到實(shí)際的項(xiàng)目中去，并掌握項(xiàng)目中需要的技能知識(shí)。因此，本課程基于產(chǎn)教融合式的教學(xué)改革，項(xiàng)目教學(xué)是以企業(yè)教師為實(shí)施主體，以企業(yè)實(shí)際加工零部件為載體，如江蘇常發(fā)實(shí)業(yè)集團(tuán)有限公司生產(chǎn)的啟動(dòng)軸、江蘇國(guó)茂減速機(jī)集團(tuán)有限公司生產(chǎn)的減速機(jī)齒輪軸等，將數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)與機(jī)構(gòu)、加工程序編制等理論內(nèi)容融入實(shí)際項(xiàng)目中去。遵循以理論教學(xué)為主體，以技能掌握為中心，創(chuàng)設(shè)真實(shí)的學(xué)習(xí)情境的教學(xué)思路，提升學(xué)生對(duì)數(shù)控技術(shù)理論知識(shí)的理解及實(shí)踐環(huán)節(jié)能力。項(xiàng)目的完成需要分組多人合作完成，以任務(wù)驅(qū)動(dòng)的形式，學(xué)生在學(xué)中做、在做中學(xué)，在此過(guò)程中企業(yè)和任課教師都參與指導(dǎo)，以前者為主、后者為輔合作完成，及時(shí)解決學(xué)生遇到的困難問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生分析解決問(wèn)題的能力及團(tuán)結(jié)合作的能力。

3）課程考核評(píng)價(jià)體系。為了全方位、科學(xué)地對(duì)學(xué)生的整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程及學(xué)習(xí)效果進(jìn)行考查和評(píng)價(jià)，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能動(dòng)性。本課程分別以任課教師、實(shí)驗(yàn)室教師、企業(yè)教師及學(xué)生自己為課程評(píng)價(jià)主體，分別以不同的考核評(píng)價(jià)形式進(jìn)行評(píng)價(jià)。各評(píng)價(jià)主體既相互獨(dú)立，又相互關(guān)聯(lián)，公平公正且相互之間不能有干擾，但是為了全過(guò)程地督促學(xué)生學(xué)習(xí)，相互之間又通過(guò)不同的評(píng)價(jià)方式串聯(lián)起來(lái)，任課教師要全程參與或輔助指導(dǎo)?？偝煽?jī)分配比例為任課教師評(píng)價(jià)成績(jī)60%、實(shí)驗(yàn)教師評(píng)價(jià)成績(jī)15%、企業(yè)教師評(píng)價(jià)成績(jī)15%、分組學(xué)生評(píng)價(jià)成績(jī)10%。

任課教師可以通過(guò)平時(shí)作業(yè)、綜合大作業(yè)、隨堂練習(xí)及期末考試等形式對(duì)學(xué)生進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，根據(jù)學(xué)生的課程學(xué)習(xí)情況不斷優(yōu)化各方面權(quán)重，以科學(xué)的手段制定加權(quán)平均分?jǐn)?shù)來(lái)反映學(xué)生對(duì)本課程的學(xué)習(xí)掌握情況；實(shí)驗(yàn)教師通過(guò)隨堂作業(yè)（實(shí)驗(yàn)表現(xiàn)）、實(shí)踐環(huán)節(jié)過(guò)程及實(shí)驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行評(píng)價(jià)考核，在此過(guò)程中任課教師也要參與輔助指導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)，考查學(xué)生的隨堂學(xué)習(xí)情況，以便全過(guò)程了解學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)；企業(yè)教師可以通過(guò)隨堂問(wèn)答（實(shí)踐表現(xiàn)）、操作過(guò)程、作品與實(shí)踐報(bào)告的形式進(jìn)行評(píng)價(jià)；鑒于學(xué)生人數(shù)多、設(shè)備少的情況，采取小組形式做出作品，分組學(xué)生通過(guò)大作業(yè)、實(shí)踐作品、實(shí)踐報(bào)告來(lái)互相評(píng)價(jià)，最終結(jié)果由小組組長(zhǎng)評(píng)定，在企業(yè)實(shí)踐過(guò)程中任課教師也要參與輔助指導(dǎo)學(xué)生。課程評(píng)價(jià)考核體系如圖2所示。

圖2 課程評(píng)價(jià)考核體系

4 結(jié)語(yǔ)

“數(shù)控技術(shù)”課程不僅是一門有理論深度的課程，同時(shí)也是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)核心課程，諸如數(shù)控機(jī)床加工工藝與加工編程及其機(jī)床結(jié)構(gòu)、伺服控制系統(tǒng)等內(nèi)容，在工廠現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)比在教室教課效果好?；诋a(chǎn)教融合模式的“數(shù)控技術(shù)”課程改革，旨在傳統(tǒng)教學(xué)模式的基礎(chǔ)上堅(jiān)持將知識(shí)、能力和素質(zhì)有機(jī)結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題、與團(tuán)隊(duì)協(xié)作的能力等。課程教學(xué)的改革能否成功在于改革措施是否能正確執(zhí)行，在執(zhí)行的過(guò)程中要正確處理學(xué)校與企業(yè)之間的合作關(guān)系，將傳統(tǒng)教學(xué)與項(xiàng)目教學(xué)有機(jī)結(jié)合，才能實(shí)現(xiàn)學(xué)校、學(xué)生和企業(yè)三贏，達(dá)到教學(xué)改革的目的。