基于新工科背景的数控技术课程教学改革策略.pdf

187造纸装备及材料 第 53 卷 总第 226 期 2024 年 1 月 科研课题基于新工科背景的数控技术课程教学改革策略*及冲冲1，李自强2，卢艳楠11.华北理工大学迁安学院，河北 唐山 0644002.唐山职业技术学院 机电系，河北 唐山 063000摘要：在新工科背景下，高等院校工科专业学生数控技术课程的教学存在一定问题，需要提出改进数控技术课程的教学策略。因此，有必要利用产学研深度融合、师资培训等手段，提高课程教学水平，以满足当前社会对高素质、复合型工程技术人才的需求。关键词：数控技术课程；新工科；教学改革分类号：TG659；G642随着我国社会经济的快速发展和产业结构的调整，高等教育领域进行着变革和创新，以适应新时代的需求。新工科专业方向更加注重交叉融合，强调理论与实践的紧密结合，以及与产业的深度融合。因此，新工科强调培养具有创新思维、实践能力和跨学科综合能力的高素质人才，以满足新时代的经济和社会发展需求1。数控课程教学改革是在新工科背景下针对数控技术课程的内容调整，理论教学方式与手段的改革、考核方式的变化、课堂实践教学内容的整合规划、技能训练的安排，以及师资队伍的建设等方面都是数控技术课程教学改革的重点，并注重各部分之间的融合。具体来说，数控技术课程内容主要可以分为数控原理与系统部分和数控编程部分。其中，数控编程又包含手工编程和自动编程两个部分。总的来说，数控技术课程的教学改革目标是研究出高效率、高质量的数控课程，为国家培养一代又一代全面发展的应用型人才。1 数控技术课程概述随着我国制造业的飞速发展，数控技术在我国已得到了广泛使用。数控设备的使用程度及数控设备操作者的数控技术水平已成为决定企业生产制造水平的关键因素。鉴于此，培养数控技术人才已成为我国制造业人才培养的迫切需求，高等院校设置数控技术课程，并将其作为机械专业学生的必修科目。通过学习数控技术课程，学生将掌握数控机床编程及应用的基本知识和技能，为日后成为一名卓越的数控编程操作工程师奠定坚实的基础2。2 数控技术课程教学现存的问题2.1 教学资源分配不均由于各地的经济条件和教育投入的差异，导致某些地区的学校在数控技术教学设备上的投资不足，缺乏先进的数控设备和实验环境，从而无法提供足够的实践机会，限制了学生的实践能力，影响学生的学习效果。2.2 教学内容落后数控技术是一门实践性很强的学科，而快速变化的技术环境使传统的课程体系和教材往往无法及时跟进，导致教学内容过于落后，无法满足学生对最新技术的学习需求。与企业实际需求的脱节，导致学生毕业后难以适应实际的工作环境。2.3 理论与实践脱节在课程教学中，理论与实践的教学常常脱节。一方面，某些院校存在重理论、轻实践的问题，过于注重理论知识的传授，而忽略了实践技能的训练。这样可能导致学生在实际应用中遇到困难，在面对实际生产任务时，无法有效应对。另一方面，某些院校提出“实践第一，理论第二”的教学思路，存在过分强调实践的倾向，导致理论与实践的占比严重失衡，学生参与实践教学的积极性不高。2.4 教学方法单一随着科学技术的快速发展，制造业中数控技术的应用越来越广泛。因此，学校开设数控技术课程，以文章编号：2096-3092（2024）01-0187-03*基金项目：2023 年唐山市社会科学界联合会“提高职业院校就业质量的劳动实践优化研究”（TSSKL2023-078）作者简介：及冲冲，女，硕士，讲师，研究方向为机械制造及其自动化。188 科研课题 2024 年 第 1 期 总第 226 期 造纸装备及材料培养更多的数控技术人才。然而，由于数控技术课程的特殊性，传统的教学方法往往不能取得良好的教学效果。传统的教学方法主要依赖于理论讲解和实践操作，缺乏多元化和互动性。这使学生在学习过程中容易感到枯燥、乏味，缺乏学习的兴趣和动力，忽略了学生的主体地位，难以激发学生的学习兴趣。同时，由于数控技术在实际应用中需要不断更新和升级，传统的教学方法也难以满足实际需求。2.5 师资队伍水平不高教师的质量直接影响学生的学习效果和专业技能的提升。这就要求数控技术专业的教师需要既懂理论知识，又具备丰富的实践经验和技能。然而，这样的师资队伍很难培养，导致教学水平参差不齐。2.6 学生基础差异大大学生虽然朝气蓬勃、思想活跃、精力旺盛，求知欲望强并擅长运用网络，但是学生的入学背景和学习经历各不相同，基础和主动学习能力也参差不齐。因此，在学习数控技术时，他们对课程的重视程度和学习兴趣不同，对基础和理解程度也会有很大的差异，这给教师的教学带来了很大的挑战3。3 数控技术课程教学改革策略3.1 创建资源共享平台为了解决各地教学资源分配不均的问题，可以充分利用网络平台创建优质课，并录制上传高质量的课程视频，使各地学生都能获取到高质量的教学资源；还可以通过建立资源共享平台，将学校教学资源进行分享，比如共享数控设备的使用权、共享实验室设备，使学生可以通过网络技术实现对数控设备的远程操作和控制。3.2 优化教学内容数控技术课程主要面向高等专科院校的机械制造及自动化专业学生，根据新工科的要求，数控技术课程的教学目标是全面提升学生的理论知识、实践能力和创新思维。因此，理论知识从数控机床的基本概念入手，熟悉数控机床的基本结构和工作原理，掌握数控加工工艺和编程方法，最终能够独立完成数控加工任务，包括零件加工、刀具选择、切削参数设置等，以培养学生具备一定丰富的机械、控制、检测、数控工艺等数控机床编程及应用的基础理论和综合技能，为将来培养一名优秀的数控工程师打下良好基础。同时，引导学生思考数控技术的发展趋势和未来应用方向，以培养社会需要的数控技术人才、创新型工程人才为宗旨。因此，课程内容不再是传统的按章节目录按部就班地讲授，而是将所学内容重新化整为零，以项目驱动分模块进行教学，突出高等专科院校的教育特点，遵循传授新技术、推广应用新技术为主，围绕数控机床编程技术组织内容，注重培养学生的编程技术应用能力。在教材选择方面，以 FANUC 系统数控机床的编程为主，主要内容包括数控机床的编程与操作方法以及常规零件的加工方法4。在内容安排方面，增加前沿技术和实际案例的分析，融“学”“做”“写”于一体，即按照实践中的编程与操作方法组织编写，各教学情境既有相对独立性，又紧密联系、互相渗透。为了便于学生在课堂上学习和讨论，讲授过程中融入了大量的实际生产典型案例和实操图片，以通俗易懂的语言介绍数控编程的方法。将项目任务和实际生产实践典型案例相关联，结合模块中的理论知识，让课堂理论、实训、生产车间一体化，学生不仅具备扎实的数控技术知识和技能，还能具备创新意识和团队协作能力，适应快速变化的数控技术市场需求。3.3 理论与实践相结合数控技术是实践性很强的课程，只有将理论与实践相结合，才能使学生真正掌握数控技术的精髓。因此，在教学方法上，将课堂教学与实践教学有机地结合起来，根据教学内容的实际情况合理安排理论教学和实践教学时间和内容的比例，即在保证实践教学质量的同时，加强对理论知识的讲解，帮助学生深入理解数控技术的原理。同时，应尽可能地为学生提供实践操作的机会，如实验、项目仿真实践等，以提高学生的实践能力和动手能力5。3.4 丰富教学方法3.4.1 启发式教学针对学生基础知识不足的现状，调整教学大纲和教学内容，偏重程序编制和应用，而对于控制系统部分，则降低难度，避免过多地讲授理论知识，注重学生编程实践能力的培养。在数控课程教学中，采用启发式教学方法，根据课程教学目标和内容，依据学生的实际认知结构调动学生的积极性，引导学生主动发现、思考和解决问题，培养学生自主获取知识的能力。例如，在课堂教学中引入问题，引导学生自主探究和讨论。在解决启发式问题的过程中，融合所学知识点，以学生为主体，给予学生充分的自主学习空间和时间；189造纸装备及材料 第 53 卷 总第 226 期 2024 年 1 月 科研课题注重培养学生的思维能力和创新能力，以提高学生的综合素质6。3.4.2 线上线下交互式教学线上线下充分结合，利用网络优秀示范课程达到最优化的教学效果，充分体现新时代新型教学模式的有效性。（1）线下多媒体授课。采用多媒体教学可以有效地提高教学质量和效率。利用多媒体技术制作具有视觉冲击力和吸引力的多媒体课件，将教学内容进行生动形象的呈现，如利用动画演示、视频教学等方式，使抽象的概念和技术更直观、形象地呈现在学生面前，以帮助学生更好地理解和掌握数控技术的相关知识。同时，可以利用多媒体技术实现教学资源共享和互动交流，方便学生进行自主学习和合作学习。（2）线上平台学习。建立数控技术在线学习平台，提供丰富的学习资源和互动交流功能，让学生随时随地进行学习和讨论。结合虚拟仿真技术开展线上教学，学生可以在实际操作前进行模拟，借助计算机模拟真实的数控加工过程，让学生在虚拟环境中进行实验和操作，从而掌握数控技术的基本原理和操作技巧，降低了实验成本，同时增强了学习的趣味性和互动性。3.4.3 项目驱动式教学在数控课程教学中引入项目式教学，将数控技术的理论知识与实践操作相结合，把教学内容设计成一个个具体的项目，让学生参与实际的数控加工项目，引导学生通过完成项目来掌握教学内容。在项目式教学过程中，学生不仅需要对所学知识进行系统地梳理和应用，还需要发挥自己的创造力，鼓励学生进行分组合作，让他们共同完成数控加工项目，培养团队协作精神和沟通能力7。3.5 加强师资队伍建设在课程教学改革中，师资队伍建设是非常关键的。院校为教师提供培训机会，使教师能够紧跟数控技术的最新发展和趋势；鼓励教师积极参与实际的生产和研发项目，积累丰富的实践经验，有助于更好地理解数控技术的应用场景，更好地指导学生；建立科学的教师评价体系，鼓励优秀教师，并通过奖励和晋升等方式激发教师的积极性和创造性；鼓励教师进行教学反思，总结教学经验，找出不足之处，并提出改进方案，这将有助于教师不断完善教学方法和策略，提高教学效果8。此外，与企业的技术人员、工程师等建立联系，开展合作项目，以便教师了解产业需求和技术前沿，从而更好地培养符合市场需求的人才。3.6 实施个性化分层教学面对学生基础差异大的问题，可以根据学生基础情况、学习能力和兴趣划分不同层次，有针对性地开展教学。对于基础较差的学生，可以增加基础知识的学习和巩固内容；对于基础较好的学生，则可以提供深入的内容和挑战性的任务，或鼓励其参与学科竞赛。同时，鼓励学生成立小组，进行团队合作。让基础较差的学生可以在学习过程中得到基础好的学生的帮助，同时能让基础好的学生有发挥自己才能的机会。此外，还应定期对学生的学习情况进行评估考核，了解学生的学习状况，及时发现问题并调整教学方案，确保每个学生都能以适合自己的方式接受知识。4 结束语数控课程教学采用理论与实践相结合、注重启发式教学、采用多媒体教学结合虚拟仿真以及引入项目式教学等多样化的教学方法，有效提高了教学质量和学生的学习体验，同时鼓励学生尝试新思路、新方法，培养其创新意识和解决问题的能力。通过实践操作，增强学生的动手能力、实践能力和团队合作精神等多方面的素质，对其将来更好地适应工作岗位，培养更符合产业需求的高素质优秀的数控技术人才具有重要的意义。总之，数控课程教学改革是必然趋势，既有助于提升学生的专业素质，也能推动产业的升级与发展，其做法值得推广。参考文献1 孔月.基于泛雅平台的混合式教学模式探索研究:以数控技术专业课程为例J.造纸装备及材料,2022,51(10):218-220.2 聂拓.中职数控技术应用专业实训课程混合式教学实践研究D.天津:天津职业技术师范大学,2022.3 张国梁,黄秋娴,邢义虎.“数控编程与加工”课程教学改革探索与实践J.实验技术与管理,2021,38(12):192-196.4 李晶,姜歌东,陶岳.面向智能制造的数控技术实验教学探索与实践J.实验室研究与探索,2021,40(10):219-222.5 李淑颖,刘增文,杜付鑫,等.基于虚拟仿真技术与实际操作相结合的数控加工实验教学设计J.工具技术,2021,55(3):58-61.6 赵文辉,杨赫然,孙兴伟,等.面向新工科的数控技术课程改革实践J.机械设计,2020,37(增刊2):265-267.7 杨宏蕾.行为导向教学理念下的在线课程交互设计研究D.西安:西安工程大学,2019.8 石林榕,赵武云,孙伟,等.农业院校基于自主学习课堂数控技术的探讨J.中国农机化学报,2019,40(4):233-236.