王全龙 武美萍 吕彦明

摘要：“中国制造2025”提出了实现制造强国战略目标，其本质要求是实现数字化制造和智能制造。未来十年，制造行业对数控机床和数控技术人才的需求将会大幅度增加，这就对《数控技术》课程的教学提出更高要求。针对《数控技术》课程传统教学体系中存在的问题，《数控技术》教研组开展了基于“卓越课程”的《数控技术》教学改革实践，提出了采用“基于课题的启发式教学、基于课程知识的循序渐进式教学、多效合一的双语教学以及实践型链式教学”的创新型综合教学模式，通过分层次、多元化的教学实践活动、数控编程训练、上机实验操作和数控加工比赛等丰富的学生能力培养手段，建设具有综合实验体系和双语教学的《数控技术》卓越课程。卓越课程的教学改革实践激发了学生的学习兴趣和潜能，提升了学生的自我学习探索数控技术前沿知识的能力和科技信息的利用能力，为培养创新型人才奠定基础。

关键词：中国制造2025；卓越课程；数控技术；教学改革；智能制造

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）37-0096-03

当前中国经济正经历产业结构调整升级，对制造业的总体要求是由“制造大国”转变为“制造强国”，其本质是实现数字化制造和智能制造[1]。未来一段时间内，数控机床的普及率必将会大幅度提高[2，3]。同时“中国制造2025”提出了坚持“创新驱动、质量为先、绿色发展、结构优化、人才为本”的基本方针，因此能否实现中国的“制造强国”梦的关键在于培养一批具有深厚的理论基础和扎实的实践能力的数控人才[4-5]。这就对本科生《数控技术》的教学提出了更高的要求，不仅要实现数控技术理论知识的传授和实践能力的锻炼，而且应紧跟国际数控技术的发展，培养学生国际化交流的能力，同时还需注重对创新性研究课题的引入及研究问题的深入探讨，激发学生的创新能力和创新意识，以适应国家对高级数控技术人才的要求。显然，沿用传统的教学方式和方法无法达到这样的教学目的，同时《数控技术》的教学内容本身涵盖了机床、机械加工工艺、机电控制和计算机编程等机电一体化等课程知识，是一门综合性、实践性非常强的课程，涉及到的专业词汇具有代表性和通用性[6-8]。在这样的自身课程特点和国际国内背景下，对《数控技术》课程传统的教学体系进行“卓越课程”改革，采用双语教学、启发式教学、实践型链式教学的创新型混合教学模式授课，在人才培养方面起到了事半功倍的效果。

一、卓越课程教学模式的改革创新

根据传统的《数控技术》课程教学模式中暴露出来的学生在学习过程中“主动性不强、互动性很少、实践性较差”等问题，课程组成员通过多次研讨交流，结合实践教学经验，革新数控技术的教学模式，采用基于课题的启发式教学、多效合一的双语教学、基于课程知识与科研成果的循序渐进式教学及实践型链式教学等多种教学模式相结合，提出创新型综合教学模式，通过分层次、多元化的课堂教学和实验教学实践活动，建设了具有综合实验体系和双语教学的数控技术卓越课程。利用比较完善的教学实验与实践条件，在本课程教学的后期举办了数控编程和数控加工比赛，对优胜者给予奖励，进一步激发了学生学习的积极性。

通过数控技术卓越课程教学模式的改革，采用多种创新教学模式结合，既能使学生掌握系统扎实的基础知识，同时还能拓展完善数控技术或机电一体化知识的体系结构，提高了解决实际工程应用问题的能力，拓展了学生的国际视野，提升自我学习探索数控技术前沿知识的能力，提高了科技信息的利用能力，为培养国际型创新人才奠定了基础。

二、卓越课程教学内容的改革

（一）从注重知识传递过渡到注重对能力的培养

通过分层次、多元化的教学实践活动，使学生不仅掌握本课程的理论知识，而且还掌握了知识的应用方法；通过基于课题的启发式教学和加工实例研究等形式的教学方法，培养学生的学习兴趣，培养学生将理论知识应用到工程实践的能力，并能使学生积极主动地投入到课程的学习过程，进而使学生深入理解课程教学内容，在此基础上锻炼学生的动手实践能力。

（二）采用现代化教学手段和科学的教学方法

课程教学中逐步采用电视录像片、电子教案、CAI课件、模拟软件、网络课件等多种方式；实践教学过程中采用仿真、浓缩、多媒体软件等手段，把图像、二维和三维动画、音频、视频等表现形式集于一体，并创造机会让学生自己动手编写数控程序并进行机床加工操作，实现课程教学改革的突破与创新。授课教师制作和搜集了大量动画、数控机床及其部件实物图片、加工过程的录像等素材，制作的课件内容丰富、图文并茂、条理清晰醒目，有效地解决课时少与知识量大的矛盾，提升课程教学质量，增强学生的学习能力和实践操作能力。

（三）构建适应《数控技术》课程教学的综合实验体系

加快实验教学的改革与建设，构建一个适应课程教学、体现实验特色的《数控技术》课程综合实验体系。把数控实验教学环节，由单一的课内验证性实验，建设成既有认知、验证性实验，又包含综合性、提高和创新性的实验教学；既有紧密围绕课程内容的课内必做實验，也有延伸课程内容的课外选做实验；既有培养专业兴趣、开拓知识面的观摩性实验，也有自行设计、操作的研究创造性实验，努力提高学生的数控实践、动手能力，加深对学习内容的理解。增加计算机自动编程与加工内容，灌输计算机辅助设计、编程与制造的思想。

（四）在双语教学中要立足于以学生发展为本

通过激发学生学习兴趣，逐步推进课程教学内容，不仅要确保双语教学与中文授课同等教学水平，还要提高学生的专业英语应用能力，在扩充专业词汇量的基础上，锻炼学生英语思维的能力，培养学生英语表达能力，拓展学生的国际视野，提升自我学习能力，鼓励学生探索数控技术前沿知识，提高其科技信息的检索和利用能力，有利于学生专业素质的增强和综合能力的提高，为国际创新型人才的培养奠定了基础。

三、卓越课程教学改革的实施过程

（一）课堂教学过程采用多种现代化教学方法与创新型综合教学模式

传统板书、板演是十分有效的传授知识的方式。但是，对于数控加工过程以及数控程序仿真等“动态”效果，传统教学方法表现出不足。作为现代化教学方法之一的多媒体教学，可以用逼真、形象、生动的效果演示原理、过程，而且知识传递速度快，单位时间传递的信息量丰富，日益被教育界所接受和使用。本课程恰当地利用PPT课件、录像、投影、动画等多媒体手段，使教学形式活泼生动，信息量和直观性增加。有利于调动学生学习的积极性和主动性，激发学生的创造性思维，提高对本课程的兴趣。

（二）灵活运用课堂授课语言

在双语教学过程中，灵活使用英文形式多媒体课件和英文板书辅助教学，视学生英语水平和学科知识的难易程度不同，调整英语授课比例，达到双语教学的最优目的。教师力求做到不仅在形式上符合双语教学对英语授课比例的规定，在英语授课的内涵上注意用英语讲解学科知识内容而非朗读英文原版教材的内容。我们在课程开始时安排学生熟悉专业词汇，用英文讲授一些较容易理解的原理和定义，以锻炼学生用母语之外的语言去理解和思考专业知识的能力。在培养起学生用外语学习专业知识的兴趣和能力之后，用英文讲授部分教学内容，对于难理解的教学内容，用英文讲授之后，仍进行必要的中文解释，以确保学生学习质量。

（三）富有特色的多媒体课件

利用英语为主的课堂授课语言讲授《数控技术》，并将专业英语知识有机地融入到学科知识中，必须将教学内容进行提炼和浓缩，并有效地利用多媒体等现代化教学手段，才能在有限的课堂时间内，保证学科知识的传授和正常的教学进度。

（四）教学方式的革新

由于本课程涉及面广而学时数有限，在双语教学过程中，注重先简练地描绘出某章节整体框架，用清晰的语言讲明整体与各组成部分之间的逻辑关系，以及需要掌握的重点，然后逐步展开深入，充实必要的实例和图片动画。变单纯施教为教学相长，注意与学生有更多的互动，课堂讨论、习题讲解及分析总结等内容，加强学生对知识要点的理解和分析问题能力的提高。章节结束时让学生有准备的自我总结，并在课堂上交流等做法活跃课堂气氛，促进学生运用英语表达自己和参与讨论。由于近年来大学生英语水平相比以前有较大提高，对双语教学模式大多数学生很快就能够较好的适应，而且学习积极性很高，绝大多数学生能用英文完成作业。

四、卓越课程教学改革的实施效果

通过卓越课程的实施，学生学习能力和实践能力得到了显著提升。

1.学生学习的主动性明显提升。通过课后作业、上机编程实践与数控加工实验教学等多种实践环节，提高了学生学习的兴趣，加深了学生对教学内容的理解和掌握，同时培养和加强学生解决实际问题和动手实践的能力。利用本课程比较完善的教学实验与实践条件，在本课程的后期举办了数控编程和数控加工比赛，并对优胜者给予奖励，进一步激发了学生的学习积极性。在江苏省大学生先进制造技术创新制作大赛上，参赛学生以熟练的编程和数控加工操作赢得奖项。

2.学生的专业英语水平显著提高。课程改革前，很多学生存在这样的观念：认为《数控技术》课程最有用的知识是数控编程。实际上数控知识包括了机械、电气、电子、控制等多门学科丰富的知识，是多门学科知识的综合应用，更是多门学科知识的集成提高。通过双语教学实践，学生的多学科综合知识和本专业外语水平得到明显提高，提升了学生综合学习阅读英文文献的能力，扩展了学生对国际数控技术发展现状的认识，并通过教师的关注与讲解，让学生更好的了解数控技术发展前沿，有利于培养学生的创新思维和创新意识。

3.学生的工程素养得到了提升。在教学实践中，贯穿了鲜活的工程应用案例，并通过对工程案例的剖析和综合，让学生自己动手实践，系统地了解工程实施过程，培养学生的工程实践能力；并可以使学生从教学过程中体会到数控知识对机械工程系统各方面作用的效果，使学生自觉形成从工程应用系统的角度，考虑数控知识及机电一体化知识在工程实际中的应用，培养学生的工程实践思维，提升学生的工程素养。

五、总结

通过《数控技术》卓越课程教学改革，创新了教学模式，丰富了教学内容，加强了实践教学过程，并探索性的开展了双语教学，取得了良好的教学效果。《数控技术》教学过程的实施，激发了学生学习兴趣和潜能，提高了学生的数控实践、动手能力和解决实际工程应用问题的能力；同时双语教学过程的实施，拓展了学生的国际视野，有利于学生素质的增强和竞争能力的提高，为国际创新型人才的培养奠定了基础。

1.课程建设以学生为出发点、中心和目的，以激发学生的兴趣为基础，同时培养学生的自信心和创造力，进一步促进学生的个性发展和全面发展。创新教学模式，倡导启发式、探究式、讨论式、参与式教学，鼓励研究性教学，并通过合作学习、小组讨论、项目学习等方式，营造开放、协作、自主的学习氛围和批判性的学习环境。

2.精心组织、设计与课程理论部分相配套的课程实验、案例分析、课程大作业等，鼓励学生参与相关课题研究、课外科技活动等创新活动。丰富教学内容，引入具有先进性、科学性和经典性的教学内容，广泛吸收先进教学经验和优秀教学改革成果，能及时反映本学科领域最新科技成果，同时体现社会经济发展对人才培养提出的新要求。

参考文献：

[1]杨叔子，周济，吴昌林，等.面向21世纪机械工程教学改革[J].高等工程教育研究，2002，（1）：11-13.

[2]《中国制造2025》与工程技术人才培养研究课题组.《中国制造2025》与工程技术人才培养[J].高等工程教育研究，2015，（6）：6-10.

[3]錢宁，李斌.培养数控人才，适应现代化建设需求[J].高等工程教育研究，2000，（3）：25-28.

[4]韩振宇，富宏亚，付云忠，等.“数控技术”课程教学改革的探讨与实践[J].中国大学教学，2012，（7）：41-42.

[5]李拓宇，李飞，陆国栋.面向“中国制造2025”的工程科技人才培养质量提升路径探析[J].高等工程教育研究，2015，（6）：17-23.

[6]王道累，王昊，杨峰.基于MOOCS的数控技术课堂教学改革的探讨[J].教育教学论坛，2015，（21）：121-122.

[7]陈为国.虚拟仿真技术在数控加工编程教学中应用研究[J].制造业自动化，2009，31（6）：106-109.

[8]宋海勇.浅议数控教学中的“软硬兼施”[J].经贸实践，2015，（15）.