时间：2022-08-18 10:35:07
关键词:数控技术，实训，教学模式
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1673－7938(2016)03－0061－02
引言
数控技术是现代制造业生产的基础，能方便实现自动化、柔性化、集成化，同时也是提高制造业中产品质量和劳动效率的重要技术之一。数控技术实训是现代职业技术院校实训教学课程安排的重要环节，为保证数控技术实训的教学质量和实训效果，确保毕业人才的培养质量，学院现代制造业实训中心(以下简称“中心”)将数控技术实训课程改革作为教学的重中之重，那么就要努力寻找一条更适合中心当前发展形势的教学模式，必须要深化教学改革，打破传统的教学模式，在具体教学过程中，遵循理论指导实训，手脑并用，科研成果与实训内容相结合的启发式教学。
1学院数控技术实训课程存在的主要问题
1．1普通实训课安排周期短
学生普通金工实训课一般都安排在基础专业课之后，数控实训课一般都要安排在专业课和金工实训课之后进行。这样学生先在基础理论上有所认识，有所掌握，进行金工实训时就有很强的针对性，避免实训过程中的盲目性。目前中心安排的普通实训课周数远不及数控技术实训课程安排的多，没能突显普通实训课锻炼基本功的用途。
1．2数控技术实训课实训内容不丰富
数控技术是工科类专业必修课，也是一门实训性很强的技术基础课，通过实验、实训的方式增加感性认识，提高学生的动手能力和创新能力，达到预期的教学效果。
1．3实训难培养学生的创新精神
数控技术涉及到机械、电子、计算机、信息控制等多学科交叉型科学技术，是一门综合性的专业技术。随着计算机技术的高速发展，数控技术的更新速度也很快，而数控技术的掌握又需很强的实训性，这就给实训内容带来很大的困难，先进的、前沿的，深入的教学内容没有办法实现，大大制约了数控技术实训课程的发展。
2数控实训采取开放式教学手段
2．1多媒体与网络技术
目前中心也在积极探讨制作重点突出文字精练的多媒体课件，课件的制作要小巧、方便、简捷，例如数控机床的自动换刀、自动装夹、对刀操作等内容，应用flas代替繁琐的文字叙述，也可以设计制作交互式课件，方便学生在实训中实现人机交互，形象生动模拟机床的加工状态，学生深深体会到机床在加工过程中受自主控制的感觉。
2．2软件仿真技术
数控加工的仿真技术现在已经很成熟，在学生的实验课中都已多次涉及，在踏入实训中心进行真机床数控技术实训训练之前，还是很有必要进行仿真技术的应用学习。
2．3实际操作训练
学院一直以来都是很重视工科实际操作训练的环节，数控技术实训最终还要靠实际机床操作来完成。对于数控专业的学生我们有实际的教学计划安排实训，对于跨专业选修和社会化培训学员，我们在实际操作训练中采取事先应用我们的网络资源构建实习的虚拟机床做好加工前的所有准备。
3开放式数控实训教学模式的实施过程和结果
开放式数控技术实训课程的试运行选择了机械工程学院数控专业学生，让学生选择数控实训的内容正好与岗位需要相关，在实训的过程中锻炼学生能力来满足工作岗位的基本要求，这样既完成了教学任务，又很好的结合实际需要，不但能有目的的学习，而且还具有很强的针对性。实训时间安排比较人性化，学生提前来预约好实训时间，实训内容以及选择实习指导老师等相关事宜，利用校园互联网中心网页上相关内容，学生先做好实习前的准备功课，最后按预约时间内在指定数控机床上完成自己的加工任务。
4发展数控技术实训教学的几点思考
4．1强化管理，统筹学院教务处、各系部和中心各职能部门发挥各自的作用
数控实习实施的具体计划由各系各专业教研室负责，这样可能就需要一个有效的沟通协调的过程，必须梳理好各院系各专业教研室与中心的关系，整合资源，强化管理，把教学计划的制定者和执行者有机结合起来，积极发挥各职能部门的建设作用，让数控专业理论更扎实，促使实训质量不断提高。
4．2“因企制宜"，加大引企共建实训中心的力度
学院引进技术服务型企业进驻，共建学院校内实训基地，充分利用企业的资金、设备、资质、技术指导力量以及相对稳定的产品，利用真实的零件加工和加工环境来提高学生技能，培养学生严谨认真的工作态度和崇尚技术的理念。
4．3大力推行产品式数控实习教学新举措
实训中心就是以提高技能，提高工程实训能力为宗旨的教学单位，所属教学设备都是实际生产型。提高这些设备的利用率，最大限度发挥这些设备的价值，就是要做到培养出更多高技能人才，创造出最多的劳动产品。让两者结合在一起就是让消耗型的数控实习变成生产型的产品加工，这样能解决数控实习成本高纯消耗的问题，又从一线零件加工中学到很多工程实训方面的知识，可能还能创造出一定的经济价值。
4．4投身科研，在项目中提高学生的实训能力
现在工程中心利用独特的资源优势大力提高科研能力，推行科研强化师资战略。让学生参与进各个科研课题中，从研究的角度引导学生独立思考，进行专业知识的融合，也可以动手参与加工，理解专业知识在科研中的重要性，从实训出发检验了老师和学生的知识与技能，交流互补，相互学习，这就是科研项目培养学生实训能力最大的益处。
参考文献:
［1］刘京秋．金工实习的管理模式研究［J］．科学教育，2008，14(6):1－3．
［2］方喜峰，张胜文．数控技术应用实训方案探讨［J］．实验室研究与探，2005，24(6)．
［3］魏保立．数控技术课应用课程教学改革与实训［J］．郑州铁路职业技术学院学报，2006，15(4)．
［4］刘春生．职教课程改革目标取向研究［M］．北京:高等教育出版社，2007．
【关键词】数控技术 程序编制 实践性教学模式
1引言
数控技术是 现代 机械加工制造中的关键和基础技术，是装备国民 经济 的重要手段。随着 计算 机技术的飞速 发展 和 工业 现代化进程逐步加快，培养和充实既懂理论又会操作的技能型数控人员，已经成为发展现代制造业的首要任务。为此，《数控技术》课程的教学方法研究和改革，具有重大的现实意义，也是高等院校面临的紧迫任务。
2实践性教学模式
在十余年的数控技术教学实践中，作者以从知识到能力的转化为契机，在传授数控理论知识的同时，更加注重学生实践能力的培养，逐步摸索出一套适合学生能力发展的数控技术实践性教学模式。
2.1实践性教学方法的提出
《数控技术》是比较偏重实践性的课程，特别是一些相关的程序、概念，比较抽象，学生不容易理解，听起来比较枯燥，学生兴趣不是很高。在教学中加强课程与专业的联系、课程与实际应用的联系，开展实践性教学改革是全面提高教学质量和教学效果的有效方法和手段。笔者认为，运用现代教学理论，积极探索实践性教学模式，切实提高应用性学科教学质量，是《数控技术》教学改革的一种有效尝试。
2.2实践性教学的指导思想
“教学活动必须建立在学生的认知发展水平和已有的知识经验基础之上。教师应激发学生的学习积极性，向学生提供充分从事学习、活动的机会，帮助他们在自主探索和合作交流的过程中真正理解和掌握基本的知识与技能和方法，获得广泛的活动经验。”这是开展实践性教学模式研究的指导思想。
2.3实践性教学三法
授课过程中，除了讲解、提问和答疑等常用的方法外，笔者结合《数控技术》课程本身的特点，探索并完善了以案例式教学法、探讨式教学法和现场式教学法为代表的实践性教学三法。
2.3.1案例式教学法
案例式教学法主要是通过列举实例，提高学生临场解决实际问题的能力，引导学生对一些特殊情境进行思考的一种教学方法。
案例教学的目标是让学生像一个真正的老师那样去思考问题、分析问题、解决问题，用综合的观点来审视 教育 现象，案例答案的不确定性增强了学生面对教学实践中的不可预期性问题的应对策略和能力。通过各种各样的案例演示，学生不仅接触到各种社会现象，而且这些针对性的演练对于学生毕业后走上社会，在经济的大舞台上施展才华无疑具有很强的使用价值。
本文介绍在《数控技术》授课过程中，案例教学法的一个典型应用。如图1所示的切削零件，通过示例，介绍数控编程的基本方法。用螺纹切削复合循环g76指令编程，加工螺纹为m60×2，工件尺寸见图，其中括弧内尺寸根据标准得到。
%2451
n1 t0101（换一号刀，确定其坐标系）
n2 g00 x100 z100（到程序起点或换刀点位置）
n3 m03 s400（主轴以400r/min正转）
n4 g00 x90 z4（到简单循环起点位置）
n5 g80 x61.125 z-30 i-0.94 f80（加工锥螺纹外表面）
n6 g00 x100 z100 m05（到程序起点或换刀点位置）
n7 t0202（换二号刀，确定其坐标系）
n8 m03 s300（主轴以300r/min正转）
n9 g00 x90 z4（到螺纹循环起点位置）
n10 g76c2r-3e2a60x58.15z-24i-0.94k1.299u0.1v0.1q0.4f2
n11 g00 x100 z100（返回程序起点位置或换刀点位置）
n12 m05（主轴停）
n13 m30（主程序结束并复位）
2.3.2探讨式教学法
探讨式教学法的实质，首先就在于它不仅是“教”或“学”的过程，而且是一种全体参与的过程。要充分发挥学生的主体性，让他们参与到你的整个教学中去，激发他们的学习兴趣，才能提高教学质量。其次，教学的本质是一种师生交往、交流、互动、对话的活动。在这样的活动中，老师作为一种知识资源出现在学生面前，应成为学生学习的合作者、促进者，而不是教材的代言人。所以教师应该学会在适当的时候设计适当的问题，从而有效地提高学生的学习兴趣，激发学生的学习动机，提高教学效果。
《数控技术》这门课知识点多，相辅相成，完成一个项目需要较严密的逻辑思维能力。在编程学习阶段，可以把学生分为几个学习小组，共同完成。实践的结果表明，在互相讨论又各有其责的学习氛围中，对知识的提高与巩固有很大的帮助，同时也培养了他们的团队合作精神。
例如，在讲授绝对坐标编程和增量坐标编程两种编程方法之前，通过学生讨论，预测出其不同的用法，在这个预测和探讨的过程中，学生已经对两种编程方法的不同有了初步认识。此时讲授起来，学生易于接受，学习的积极性也高。
方法一：用绝对坐标编程
n001 g92 x0 y18 lf
n002 g90 g02 x18 y0 r18
f100 s300 m03 lf
n003 g03 x68 y0 r25 lf
n004 g02 x88 y20 r-20 m02 lf
方法二：用增量坐标编程
n001g91 g02 x18 y-18 r18
f100 s300 m03 lf
n002 g03 x50 y0 r25 lf
n003 g02 x20 y20 r-20 m02 lf
2.3.3现场式教学法
因数控技术本身的特点，要求我们必须做到理论与实践相结合，加大现场式教学力度，突出技术的应用性，并要强调教学内容的可操作性。
对于机床操作教学，应尽可能地让学生多摸、多动机床，尤其是手动(jog、ing)工作方式，对于缺乏实际经验的学生来说，其效果是显而易见的，而且便于控制手动的安全性。
数控编程是数控机床学习的重点，在了解数控手工编程指令的基础上，可由教师指导学生装夹工作，指明欲加工的内容和将要使用的刀具，用单步运行的方式逐段运行程序，边运靠边讲解，可收到事半功倍的效果。
3应解决的几个问题
3.1学生学习观念的转变
首先，学生应转变被动的学习观念，树立自主学习的理念，增强主体意识和自我建构意识，主动参与教学、积极思考、大胆探究。其次，要加强合作意识和能力的培养，学生之间应建立良好的学习合作关系，沟通交流，共同探究。
3.2教师综合素质的提高
教师本人要具备 科学 研究和创新的基本能力，而且教师必须站在知识的前沿，用自身的创新成果不断丰富和补充教学内容。教师还应提高教学的专业化程度，组织好研究性课程。
3.3 网络 教学资源的建设
实践性教学的形式与内容是开放的，因此优质的网络教学资源是实施研究性教学的重要保障。网络教学资源的建设应保证内容丰富、开放和动态，以提供研究性教学需要的资料和信息。教学网站中应当构建一个开放、互动的教学平台，并创建各种虚拟的研究环境，为学生参与和自主开展课题研究创造条件。
3.4数控仿真实践教学
由于数控设备投资较大，并且操作过程具有较大的危险性，通过引入数控仿真教学，使学生在机房能够模拟数控机床加工工件，并且基本上与实践加工现场相似，这既能节约数控实践教学的成本，又满足了大量学生实践能力培养的需求。具体教学过程：运用caxa、solid edge、mastercam等三维软件进行零件建模，并自动生成刀具轨迹和nc代码(或者根据图纸手工编程)后在南京宇航、vnuc仿真软件上进行仿真加工，以验证程序是否正确，同时又能熟悉机床操作面板各个按键的作用；此仿真实践教学过程既体现先进制造技术内涵，又充分培养学生设计、分析和动手操作的能力。
4结束语
作者主要从事数控技术等课程的教学，并主持相关科研活动。多年来，通过实践 总结 ，摸索出实践性教学模式在数控技术教学中的应用。实践性的教学模式，教师应根据课堂教学的学习内容，创设教学情境，提供必要的学习材料，让课堂充满研讨、探究、思考的气氛。在实践活动中，让学生享受把所学的知识运用到生活实际中去的体验感受和乐趣。培养学生灵活运用、解决实际问题、大胆创新等综合能力。2004年，作者获新疆大学《数控技术》讲课比赛一等奖，《数控技术》课被评为新疆大学精品课程，并于2006年申报自治区精品课程，这是实践性教学模式在数控教学领域成功的一个例子。
参考 文献 ：
[1]赵庆聪，张键，陈元凤.数据库原理与应用.实践性教学方法研究[j].科技信息，2007，(35)：224.
Key words： Numerical control technology specialty；core curriculum；Take the employment as the guidance；Task driving
中图分类号：G42 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）08-0275-02
1 研究背景、意义及内容
目前高职院校数控专业核心课程的教学既增加了理论学习的难度，又造成了理论与实践的严重脱节；教学模式无法适应学生的职业特点；现在所学知识绝大部分主要为学校学科教学所需，而非为社会职业所需。这样的教育现状最终结果就是或者毕业生能力达不到工作岗位的实际要求，或者企业对我们学生的实操水平不很满意。要改变高等职业教育的教学现状必须进行课程改革，开发出适应企业的要求、适应学生的特点、提高学生职业能力培养的专业课程。
传统的教学模式是以教师的课堂讲解为主，学生被动的接受知识，学生的学习目标不是很明确，学习主动性和学习效果差；实行新的教学模式后教师和学生在教学中的位置发生了改变，学生成为了教学过程的主体，教师的作用不再是普通的讲，而是转变为提出主体任务、进行适当引导、讲授课程原理、提供实物示范、评估教学结果，学生的学习转变为在教师指导下，独立的进行任务相关信息查询、制定任务计划、完成任务。新的教学模式下，学生始终处于教学阶段的主体地位，整个学习阶段以实际的工作过程为基础，学生在任务的驱动下学习理论知识和操作技能，学习的主动性积极性高，学习效果好。
数控技术专业是我院示范校建设的重点专业之一。《工程图识读与绘制》、《机械零件与测绘》、《AUTOCAD图纸设计》、《数控机床编程与操作》、《数控机床维护与拆装》、《数控加工工艺编制》等课程为重点专业的核心课程。《工程图识读与绘制》这门课程已作为首批建设学课于2010年完成其课程标准的制订和完善工作，并被定为首批编写示范校建设校内讲义之一，已于2010年9月开始使用。为了更好建设其它核心课程，有必要对已开始建设的课程的教学模式进行分析、总结及不断完善，带动其它核心课程的建设。
通过相关课题研究，构建“情境”氛围，以“就业为导向，以任务驱动为核心”的教学模式，将教育教学过程和内容无限延伸。
整个教学实施的过程中，学生是绝对的“主角”，这是课程教学效果的保证，学习态度决定一切，而学习兴趣决定了学习态度。
①充分改革教学的组织形式和手段，鼓励学生主动参与教学。整个课程教学过程设计中，重点以“企业评价”方式进行考核，激励学生主动的投入到课程教学中；更重要的是，通过一系列教学新措施的引入以及“以就业为导向、以任务驱动为核心”贯穿到教学过程中，充分的激发了学生的学习兴趣。由于采用发布任务形式组织教学，每个任务组成员间的紧密配合和充分研讨、交流并共同学习是保证任务成功的关键，同时也达到了学习过程中暂时落后的同学能够有随时、方便的学习和交流，间接地使得学生在项目实践中尝到了学习的乐趣。
②使教学环境和未来的工作环境相统一。在教学过程中，采用真实的情境，把传统的课堂教学转移到实训中心中进行。随着学生学习、实践的不断深入，所涉及到的基本知识和专业知识越来越广，所遇到的实际问题也越来越多，对于专业知识的探知欲使得学习内容也得以无限扩展。使学生在“学中做，做中学”的过程中建立起了他们的知识框架和学习能力。
2 面临的问题
以就业为导向、以任务驱动为核心”教学模式的实践过程中，有如下几个问题必须值得关注：
①师资队伍建设是保障：师资队伍尤其是双师队伍的建设，是本教学模式的关键。它要求教师要有丰富的实际项目设计、研发经验和能力，必须具备较强的教学组织协调能力，能够关注学生的个体特征并且积极调动学生的学习兴趣和动力，能够关注学生的创新意识和创新能力培养。由于项目实践而引发的众多实际现场问题更是对老师实践经验和能力的严峻考验。
②课程开发是重中之重：本教学模式的核心是课程体系重构。在教学实践中，应该按照“以就业为导向、以任务驱动为核心”的思想，打破目前高职课程体系中理论系统性，突出以应用、实践为主的以职业能力为单位划分的课程模块化结构体系。最典型的特征就是应该积极组织开发以“以就业为导向、以任务驱动为核心”为主要思想的、以能力为本位的一门课程或课程模块的教材建设。
③“以学生为主体”是中心：由于高职学生的普遍特点，其基本功、学习能力和主观能动性差是本教学模式面临的挑战之一。由此，更要求教师在教学过程中必须时刻“以学生为中心”，非常关注学生学习目标的正确性、学习兴趣的浓厚性、学习能力的成长性等，不是简单灌输、传授，而是积极帮助、鼓励。
关键词：数控 项目化 实践 探讨
中职学生的文化水平低，有些学生虽然上过了初中，但是自己的知识水平连小学毕业都达不到。在这种情况下，中职传统的以知识传授为重点的教学理念，以及以教学为主体的教学模式已经难以适应目前的中职教学形势。比如在一些理论知识的教授中，由于学生的知识储备不够，他们根本就听不懂老师讲的内容。为了更好地进行中职教育，并实现中职人才培养目标的实现，数控专业开展了课程体系以及教学内容的改革，在课程体系方面，减少了理论知识的份额，增加了培养学生实践动手能力的培养，在就业为导向的指导下，培养具有专业技能的中职学生。改变传统的以教师为中心，以书本为中心，以课堂为中心，以知识传授为主要任务的教学观，树立学生主体、能力本位、综合素质教育思想。在具体教学中与课程的应用性、实践性、职业性相吻合。
我们学校数控技术应用专业在项目化教学是在四门课进行改革，第一学年，改革两门课，车工工艺与技能训练、数控车操作与编程。第二学年，改革两门课，铣工工艺与技能训练、数控铣操作与编程。
伴随着我国职业教学的发展，我国关于职业教育的研究在不断地深入，中职教师们也认识到，作为职业教育，应当以职业能力的培养为重点，以就业为导向，在日常的中职教学中，按照就业的要求，多传授有用的知识，讲究知识的实用性，对于理论知识传授够用就可以了，重点要培养学生的职业操作能力，让学生在动手实践的过程中就掌握职业工作岗位上的各种操作。
“项目法教学模式”是以学生的职业能力培养为重点的，通过理论和实训教学的结合，来将课堂教学，实训教学以及生产实习来组建成一个一体化的教学模式。这种模式根据我国的职业技术等级标准为目标，将标准中应该掌握的职业技能都作为教学的目标，考虑到工作的实际需要，按照现代化的生产中，职业技术人员应当具备的水平，来制定课程和教学。
下面以数控专业的《数控车削编程与操作》为例，来说明项目化教学模式的具体实施。
1 明确培养目标
加工工艺，编程，加工操作是这门课程的三部分主要内容。这门课程的教学目的是通过对这门课程的学习，学生能够对零件图做出工艺分析，并自主设计出科学合理的加工方法，运用指令编制加工程序，最终用车床加工出合格的零件。这门课程在培养学生这些动手能力的同时，还培养了学生发现问题，分析问题，并解决问题的能力。
2 设计教学模块和项目
在确定了培养目标之后，就需要在单项上进行分析，并确定教学项目，教学模块，职业学校的教学设计思路必须要遵循学生的知识和技能的学习规律，不要急于求成，要按照从简单到复杂的顺序，通过对每一个模块，模块下分列很多的项目，学生对这些项目进行针对性的学习，并掌握相关的理论和职业技能。具体的模块和项目参见下表：
在以前的教材中，编者在进行编写的时候，通常是按照传统的编写顺序，基本原理，指令，应用等等分成很多个独立的章节，这样的编写结构确实是比较严谨，但是在日常的应用中，如果教师按照这样的顺序来教书的话，学生会感觉到学习教材的枯燥无味，在学习完所有这些概念之后，难以给学生留下深刻的印象，教学的效果就大打折扣。
项目教学采用对策：打破原来以教学的知识点为基础的教材顺序，改为以课题或者模块为单元，并以项目为主线，通过不同的项目，将理论和实践的教学，与项目结合在一起。通过对工程项目相关的工艺的教学，引导学生进行实践活动，不仅能够加深学生学习的兴趣，还提升了学生理论和实践相互结合的能力。
如编写圆柱外三角螺纹加工这个项目的内容见下表：
教案的主要特点是一个零件的加工过程为主线，并将一系列的活动按照程序进行有机地结合，不仅有理论知识的学习还包括了专门的职业技能训练，体现了理论和实践相互结合，课堂教学与实践教学相互结合的特点。
3 项目教学的实施
首先，项目法教学模式，在实施的时候，可以实行课堂，实训，生产实习等三个方面交叉进行的教学，追求的是教学，观察，学习，动手四合一，这与我国著名的教育家陶行知先生所主张的”教，学，做合一“有着相同的地方。
其次，项目教学模式需要广泛地选择一些民主式的教学方法，比如，情景式，讨论式以及互动式等等。以上这些教学方法的共性是，学生成为了教学活动的主体，增加了学生学习的积极性，提升了学生在学习过程中的思考意识。在教学内容上，要尽量降低难度，并对知识点进行优化整合，突出教学的针对性和实效性。在必须，够用，实用的原则上，将理论和实践相互结合，更突出职业技能的培养。在教学的组织形式上，要实现理论学习，职业技能培训，职业道德培养融为一体。
项目教学的开展，对教师提出了更高的要求，不仅要求教师必须掌握丰富的专业理论知识，还要掌握熟练的职业操作技能，以及职业经验，当然还需要能够在实训课堂中，具有一定的组织才能。实训过程中指导教师的提示要“吝啬”一些，鼓励要“大方”一些，尽量启发学生提出自己的加工方法和思路，一旦学生提出了想法，要详细点评，好在哪里，不足之处又在哪里都要讲解清楚，老师还要善于通过列举所有废品情况（尺寸稳定性、尺寸超差、坏刀、表面质量安全事故）集体讨论废品形成的原因，强调工艺优化，防止类似错误再次发生，并在学生心中树立“不合格就是废品，保证出优良品”的加工理念。
最后，在项目教学模式的考核方法中，与传统的考核方法不同，要在每一个项目结束之后，由教师对这一段时间内所学习的内容进行考核，考核的内容不只是笔试，还包括日常的表现，实践能力等等。在通过该项目的考核之后，就可以进行下一个项目，这样一个项目一个项目地考核，能够让学生的水平稳步地提升。
等到学生完成了专业的全部项目考核之后，就完成了本专业的学习，并掌握了本专业所有的理论知识以及职业技能，胜任以后在企业的岗位，并成为职业院校为社会输送的合格技能型人才。
4 结束语
项目教学法是师生通过共同实施一个完整的、具有实际生产、应用价值的产品即工程项目而进行的教学活动。它既是课程的组织形式，也是开展引导学生学习的方法；它是“以项目为主线、教师为主导、学生为主体”的一个人人参与的创造性的实践活动，它注重的不是最终的结果，而是完成项目的过程；它强调的是教师的“导”而不只是“授”，学生主动“探究”，运用新的知识、技能，解决过去从未遇到过的实际问题而不是过去被动地接受教师的“灌输”。
通过项目教学，充分发挥了学生的主体性作用，调动了学生学习的积极性，学习热情高涨，取得良好的教学效果。
参考文献：
[1]李建鹏.运用项目教学法，加强学生关键能力的培养[J].现代经济信息，2008（09）.
[2]李冰.《数控机床》教学方法的探索与实践[J].沿海企业与科技，2005（11）.
[3]余丽.数控机床在机械基础实验教学中的应用研究[J].现代商贸工业，2010（19）.
[4]贺小武.我国机床数控技术发展现状及发展途径探讨[J].科技咨询导报，2007（21）.
[5]杨伟.项目教学法在《数控车床操作与编程》教学中的应用[J].科技创新导报，2009（14）.
[6]张映故.数控机床改造的发展概况浅析[J].科技创新导报，2009（06）.
[7]徐立新.对我国数控机床领域专利信息的分析[J].机电产品开发与创新，2008（02）.
Abstract CNC technology courses is the compulsory course at the mechanical specialty of undergraduate， is the key to develop innovative applications of numerical control personnel. The article first analyzes the CNC teaching status quo of colleges and vocational colleges， the problems of CNC teaching in colleges were analyzed. Combined with the main problem of CNC technology courses in college teaching， integration of CNC technology courses teaching mode is proposed， and proposed five measures suited to undergraduate CNC teaching reform， for cultivating innovative and practical undergraduate CNC talents has a positive role in promoting.
Key words CNC technology； courses； integrated teaching； undergraduate education
0 引言
机械制造业一直以来就是一个国家工业和国民经济的基石，数控机床则是其关键。作为制造业大国的中国，大批高素质的数控人才更是国家所需要的。因此肩负着人才培养重大责任的高校教育中，数控教学和培训显得更为重要。如何提高学生的数控技术理论知识以及数控编程能力、数控实训能力，并将三者有机结合在一起，实现数控技术系列课程一体化教学，便成为数控技术的教学环节中的一个重要课题。
1 高职教育与本科教育的数控技术教学现状之对比
1.1 高职教育中数控技术教学现状
高职院校中，一般均有独立的数控专业，数控专业所设置的课程更为全面，涉及数控编程、数控机床、数控培训、数控机床故障诊断与维修等多门数控系列课程。对于高职院校而言，数控人才培养的目标主要是为制造企业培养数控机床的一线操作工人。学生经过数控专业的学习后，即能在工作岗位上学有所用。因此高职院校的数控技术教学应以提高学生的操作动手能力为教学中心。与本科教育中数控技术教学相比，高职教育更注重培养学生的实践动手及应用综合能力。
1.2 本科教育中数控技术教学现状
本科院校中，一般不会独立设置数控专业，数控技术课程只是机械类专业学生的必修课程。数控技术系列课程是多学科交叉，理论性和实践性要求都很高，尤其是数控实验、实训教学对实现课程教学的目标起着不可或缺的关键作用。在本科院校中，数控技术类课程一般仅限于数控技术与数控编程，且课程间相互独立。数控技术类课程和数控实验设备的普及程度不及职业院校，在数控技术实践这方面，只能依赖一些数控教学实验课程来达到实训的目的。但多数本科院校未能足够重视数控实践教学，并存在数控实验及数控实习的条件不完善，数控机床数量有限及设备比较落伍等问题。而且大多都是将封闭式数控系统用于教学实践中，学生不能够直观地认识到数控系统的组成结构及各功能模块，严重束缚了学生的创造性思维。这种模式培养出来的数控技术人才注重了理论知识体系构建，而忽略了能力本位的培养目标，很难满足国家对于数控人才的需求。
2 数控技术系列课程教学中存在的主要问题
2.1 课程间独立性太强
虽然数控技术系列课程共有五门，总学时数多达120学时，课程设置相对其他本科院校较为全面，但数控各课程分别是由不同教师承担，各课程之间独立性太强，课程组织以及协调关系还需进一步优化。
2.2 教学模式传统陈旧
目前本科数控教学仍多沿袭传统的教学模式，主要依赖教师在课堂上传授知识，很少有高职院校大量应用的现场教学模式，结合具体的案例或数控机床实物进行深入讲解的教学内容很少。数控机床维修及维护方面的知识也只是课堂中的理论授课，缺乏实际动手操作的教学安排，因此学生在使用数控机床遇到问题时却无从下手。
2.3 课堂教学内容单一
本科数控技术教学由于数控技术教学条件不够完善，课堂和实践教学内容单一。课堂教学数控技术、数控编程主要是理论上对数控机床的结构、工作原理以及数控编程指令的讲解，实践教学如数控技术实验和数控培训主要是对指令和按钮应用的验证和熟练程度的训练。学生学习数控技术系列课程后，仅能进行简单的指令代码编写，而缺少独立进行数控加工设计的能力。
2.4 实践教学过于简化
实践教学是高等学校实现创新人才培养目标的重要教学环节，具有直观性、实践性、综合性与创新性的特点。在本科院校的数控实践教学中，数控技术理论方面如位置检测技术、调速装置、位置控制等方面的实践环节太少，甚至没有；数控编程实验只是简单编写指令代码，而不考虑工艺设计；数控实训教学中把重点放在了数控机床的简单操作上，而对机床维护、维修方面的专业技能几乎没有。
因此，结合自身数控技术教学中存在的以上问题，应该及时对数控技术系列课程的教学进行改革。以培养学生的数控能力为核心的、基于教学目标一体化、理论教学与实践教学一体化、学生与教师和教材一体化的数控技术系列课程一体化教学模式，也是我们需要思考的问题。
3 本科教育中数控技术系列课程教学改革的措施
本科教育中如何让数控技术系列课程能够有效结合，实现一体化教学模式则是至关重要的问题。构建数控技术系列课程一体化教学模式对于教学工作将起着积极推动作用，有利于教学质量的大幅提高。
3.1 改革数控系列课程的培养目标、教学大纲以及考核方式
教学模式的改革和研究有利于教学质量的提高。构建数控系列课程的一体化教学模式，以学生掌握系统数控专业理论知识，以及获得较强的实践动手能力为培养目标。结合数控系列课程的培养目标修改教学大纲以及考核方式等，比如数控课程考核不只局限于试卷考核，可以适当增设数控技能考核，将三门课程成绩合为一体等；设置一门数控技术系列课程的综合课程设计，锻炼和考核学生的数控综合应用能力。
3.2 提高学生对数控知识的学习兴趣，重视学生的能力本位培养
打破理论课和实训课的界限，将数控课程的理论教学、实践教学融于一体，在金工厂的数控车间进行现场教学，老师利用数控机床授课，学生也可利用数控机床边学边实践，理论和实践交替进行，将复杂的内容更直接和生动地展现出来，使学生易于掌握，避免使学生感到学习单调乏味，产生厌学情绪。也可通过录像、动画等多媒体教学手法，提高学生对数控知识的学习兴趣。
3.3 避免数控系列课程间的独立问题，协调好数控各课程间的关系
数控各课程分别是由不同教师承担，各任课教师只精通自己所教的课程，对相关的其他数控专业课程只是了解，不可能非常清楚自己所担任数控课程的知识、能力和情感态度将以何种形式在什么样的条件下起到怎样的作用，也就不可能通过课程教学使学生获得有效支持后续数控专业课程学习的知识和能力。
3.4 打造一支可交叉教学的高水平的数控专业教师队伍
要求担任数控系列课程的各位教师互相学习相关数控知识，达到可以进行数控系列课程交叉教学的能力，以便让学生实现不同数控专业课程之间学习的“无缝联接”，做到知识学习和能力形成的教育连续性原则，利于数控专业人才培养目标的实现。
3.5 放弃封闭式数控教学系统，设置开放式数控教学系统和教学模式
传统的数控教学实验平台基本都是封闭式，不利于学生进行动手练习、拆装等更为详细的学习，应采购合适开放式数控教学平台，便于学生动手操作并拆装。设置开放的数控实验室，并实施开放式的管理模式。让更多有数控兴趣的学生可以在课下根据自己的时间安排，自觉主动地去完成实践任务。
关键词：数控加工技术 课程改革 探索与实践
课程一般指学校或培训单位为实现一定的培养目标而精心选择的教育与培训内容的范围及其安排的总和，它是实现培养目标最基本的途径。课程教学改革是高等教育教学改革的核心内容，作为机电类专业的主干课程――数控加工技术，其教学改革需从背景分析出发，研究数控加工技术课程改革的原则与结构模式、内容和课堂教学改革等方面。
1 数控加工技术课程教学改革的背景
数控加工是机械制造中的先进加工技术，作为CIMS核心技术基础，其应用和发展水平已是衡量一个国家科技和现代化制造水平的重要标志。据市场需求分析表明：除急需一大批数控技术应用型人才外，还需一批具有数控技术基本知识和能力的高素质创新人才。
多年的数控加工技术课程教学实践发现，存在对该课程的社会调研深入不够、课程体系与内容的改革还不深入、教学方法欠当、实践性教学加强不够等方面问题，需深入进行课程教学改革，对于满足社会对数控加工人才的急需、培养创新人才具有重要的意义。
2 数控加工技术课程教学改革的原则与课程教学结构模式
（1）课程教学改革的基本原则
数控加工技术课程的改革必须以需求为前提，体现课程特色。在该课程改革过程中，注意坚持以下基本原则：
①创新性原则。在对机电类专业的职业岗位（群）进行调研和分析后，确定数控加工技术课程的知识、能力和素质结构，其课程改革要体现创新性要求，具体表现为：打破单一的“学科本位型”课程模式，处理好“就业竞争能力”和“发展后劲”之间的关系，形成新的合理的课程结构和内容体系；课程改革的目标定位在数控加工技术应用能力的培养，注重发展学生的创新能力和个性。
②科学性和综合性原则。在合理制订好机电类专业课程体系的基础上，根据学生的认知规律，确定好本门课程的前导开设课程，以及本门课程章节内容的顺序安排，使其具有一定的系统性，从简单到复杂，从单一到综合，使学生易于理解和接受。对于数控加工技术课程的前导开设课程有微机原理与应用、机械制造基础、机械设计、检测技术等。其内容顺序安排一般为先介绍数控技术基础和控制原理，后分别讲授数控车、铣、加工中心加工和数控特种加工；先介绍工艺及工装、程序编制，后讲授各数控加工方法的综合应用；先学手工编程，后学自动编程等。
③实用性和应用性原则。该课程要体现实用性和应用性，具体表现为：数控加工技术理论基础要“浅、用、新”，理论教学与实践教学要紧密结合，逐步形成课程所要求的职业岗位（群）综合能力，加强复杂零件工艺、编程、加工操作、数控设备维护等方面的综合应用。
④先进性原则。课程内容要能够及时反映数控加工新知识、新工艺、新技术发展的趋势；从未来社会的需求和从学生接受终身教育的角度出发，注重学生良好的学习习惯、能力和素质的培养。由于数控加工技术的发展迅速，因此课程内容需不断更新。
（2）课程教学结构模式
课程教学结构模式是来自于某种课程类型并以其课程观为主要指导思想，为设计课程方案和编制课程文件，提供具体思路和操作方法的标准样式。目前主要有四种课程类型：以学科为中心的学科课程，以儿童为中心的活动课程，以人类基本活动为中心的核心课程，吸纳前三种课程优点的综合性课程。基于以上四种课程类型衍生出来的课程教学结构模式，有单科分段式课程、核心阶梯式课程（德国的双元制）、矩阵能力模块课程（CBE）、组合技能模块课程（MES）、单位行业训练课程和集群模块式课程等形式。根据高等教育的要求，以及数控加工技术课程的特点和多年的教学实践，数控加工技术课程选择综合性课程类型，采用集群模块式课程教学结构模式，教学效果良好。
3 数控加工技术课程分析与课程设计
数控加工技术课程改革包括课程分析、课程设计、课堂教学改革等方面。
（1）数控加工技术课程分析
数控加工技术课程分析包括数控人才市场分析、职业分析、培训对象分析等方面。
①数控人才市场需求分析。传统的机械制造技术同信息科技、管理科技等紧密结合而形成的数控加工技术已作为我国面向新世纪优先发展领域之一，得到了普遍的应用，急需大量的面向生产一线的数控加工技术应用型高级专门人才。
②职业分析。数控加工技术的职业工作领域和技术领域主要有：数控系统和数控设备设计人员，数控加工工艺员，数控加工编程员，数控加工操作员，数控系统与设备维修人员，数控化改造技术人员，数控辅助技术人员（含数控设备及加工产品销售、调试、技术文档管理等）等7种。
根据以上7种职业岗位，数控加工技术课程在知识、能力和素质结构方面的具体要求是：了解数控加工技术的基本知识，理解计算机数控系统的硬件与软件结构、数控机床各组成部分的结构及其控制原理，掌握数控车床、铣床、加工中心、数控电火花线切割加工机床和数控电火花成形机床的主要功能、分类与结构特点、主要加工对象、加工工艺与工装、程序编制；具备编制中等复杂零件的数控加工工艺和数控程序的编制能力（自动编程系统的运用）；常用数控机床和其它数控设备的操作能力；选用和调试工装的能力；初步具备数控加工应用技术（数控机床的故障诊断与维修、选用、安装与调试、检测、验收与设备管理应用）的一般能力；具备数控加工的一般工程素质。
③教学对象分析。该课程的教学对象为全日制本科的大三或大四学生、专科的三年级学生、数控加工技术短训班学员等。由于全日制专科的学生基础较差，该课程教学的课时要相应增加；对于数控加工技术短训班学员，要求在以前从事过相关的数控加工技术工作。
（2）数控加工技术课程设计
①课程教学目的与结构设计
数控加工技术的课程教学目的是：通过本课程的理论和实践教学，使学生学习以下8个“活模块”的内容：①理解数控加工技术基础知识；②熟悉数控机床各组成部分的结构及其控制原理；③掌握数控车削加工技术、④数控铣削加工技术；⑤加工中心加工技术；⑥数控特种加工技术；⑦数控自动编程技术；⑧数控加工应用技术。该课程应遵循“理论联系实际，体现实用性、应用性、综合性和先进性，激发创新”的教学原则，紧紧围绕数控加工技术的应用能力培养，以适应现代制造技术的需要。
该课程采用集群模块式课程教学结构模式，即理论和实践性教学采用模块式结构，理论教学内容包括课程教学目的中的8个“活模块”，实践性教学内容包括以下3个“活模块”内容：①数控原理与系统实验；②数控加工综合实训（数控车削、铣削、加工中心加工、数控电火花线切割、数控电火花成形加工的工艺设计与数控编程综合训练、数控机床故障诊断与维修综合实训等）；③职业技能考证（数控车床、铣床、加工中心、线切割等操作工）。根据机电类不同的专业和教学对象需求，可灵活选择这些“活模块”进行教学。
职业技能考证模块的具体做法是：理论教学课程应综合相应工种的应知部分，实践教学环节要融合相应工种的技能部分，通过正常的理论和实践教学，自然达到相应工种的职业技能鉴定标准，经过考试与鉴定，获得相应工种的职业资格证书，实现职业资格零培训，达到“零距离上岗”目标。
②考核标准确定
该课程的成绩考核方法是以目标控制为主，同时严格过程控制。理论教学采用笔试与实验考核相结合的方法；实训教学采用实训报告、答辩和实训操作考核相结合的方法；职业技能考证采用应知、应会相结合的方法。
该课程的理论教学的成绩评定标准是笔试占70％，实验考核占30％；实训部分教学的成绩评定标准是实训报告占20％，答辩占20％，实训操作考核占60％；职业技能考证采用劳动部门或鉴定单位的标准进行，一般应知、应会单独计算成绩，均需合格。
4 数控加工技术课堂教学改革
课堂教学改革即为课程实施和评价，是课程开发及课程教学改革的最终落实环节，它包括课程授课计划、教案设计、课堂讲授、教学日志与辅导和课堂评价等环节。
课程授课计划是根据专业教学计划中各课程之间的衔接关系、以及课程教学大纲的要求，制订该课程的学期授课计划与授课进度具体安排。数控加工技术课程一般安排一学期讲授完，课时为48学时（含实验），另安排1周的数控加工集中实训，职业技能考证安排在课外进行。
教案设计是课堂教学改革的关键。应根据课程授课计划的安排，在学期教案的前页，设计出数控加工技术的能力结构分解图，用符号在分解图中标出某能力的讲授课次号和位置；备课一般采用分课次的形式（2学时/课次）；每课次的备课内容一般包含课次序号、课次内容简称、教学手段和教学方法说明、重点、难点分析、讲授内容叙述（知识点、能力结构）、作业布置等。数控加工技术课程的教学手段，可采用CAI课件、电子教案与多媒体软件操作教学相结合的形式，以增加教学信息量和可操作性。在教法上，可结合实际讲授内容，灵活运用启发式、讨论式、案例式、归纳式、现场教学和模块式等教学方法。
课堂讲授在遵循基本的教学规范和规律的基础上，要体现先进的教育理念，能“触境生情”，注重培养学生的个性和创造性，使教与学联动，真正做到“课堂有效”，即课堂面向职业岗位（群）的知识传授和技能训练使课堂教学有效果、采用先进的教学手段和方法使课堂教学有效率、培养具有创造性的高素质人才使课堂教学有效益。
在教学日志上要对课堂教学后的情况进行记录，包括对学生的考勤、课堂纪律情况、作业检查情况等记录，以确定今后课堂如何组织和采取哪些相应措施。辅导是在课后对学生进行答疑和沟通，应针对不同的学生层次进行。
课堂评价必须建立科学的评价机制，它包含课堂评价标准与听评课管理制度。课堂评价标准要处理好“规范”与“创新”的关系，应删减传统课堂评价标准中统得过多、限得过死的规则，在方式方法上体现一个“活”字，在课堂目标上体现一个“效”字，鼓励课堂教学创新。听评课管理制度要加强日常的监督作用，形成学校、学院和系的三级督导评价管理机制，每学期对教师进行课程教学评定。
通过近年来数控加工技术课程教学改革的研究与实践，使我校机电类专业的教学，主动适应了企业就业岗位（群）的需求，完善形成了该课程的集群模块式课程结构，经过多次修订的课程教学大纲等课程文件科学，主编《数控加工技术》（第二版），成为普通高等教育“十一五”国家级规划教材，得到了有关高校的采用，该课程的课堂教学改革的实践效果良好，有效促进了该课程教学改革的深入，加强了该课程的国家级精品课程建设。
参考文献：
[1]于雷.“机床数控技术”课程建设与改革[J].中国电力教育，2009，128(1)：104-106.
关键词：数控技术方向 数控机床编程 职业能力 培养模式
随着数控技术及其数控机床的广泛应用，社会对其相应技术人才的需求量越来越多，而且对数控类人才的要求也越来越高。因此，数控技术人才的培养是一件非常重要，而且也是一项极其艰巨的任务。
数控技术职业能力培养及其培养模式是近年来一直被关注的问题。本文对机械设计制造及其自动化专业数控技术方向（以下简称数控技术方向）职业能力培养及其教学模式，其中主要对数控机床编程及其操作控制职业能力培养作些探讨。
一、以人才市场需求为依据，确定学生数控技术方向能力结构
随着数控技术在各个领域的应用和应用领域的不断深入和扩大，社会对数控类人才的需求情况在不断变化，不仅是需求种类，而且对数控人才的质量要求都在不断变化。根据各种市场需求信息，数控技术方向相关就业类型有：数控机床设计制造，数控设备的操作使用，数控设备的调试与维护，数控工艺人员及数控程序调试员，数控设备及其零部件的生产管理与营销等。同时，数控技术方向相关各类人才十分短缺，大型数控设备和特种数控设备的操作使用等方面的人才尤为缺乏。据2008年有关部门统计，未来5年上海市全市的“灰领”人才缺口将达到50万人次。
学生通过在校的四年学习之后，将一一步入社会，因此，学生能力结构应与市场需求相吻合。作为数控技术方向职业能力，主要有：数控机床设计能力、数控机床编程和操作控制能力、机械识图及计算机辅助设计绘图能力、计算机辅助编程与制造能力、PLC控制编程及其机床维护能力、数控技术方向相关生产管理及营销能力等。其中，数控机床编程及其操作控制能力，主要又可分为：识图能力、工艺设计能力、数控编程能力、数控机床操作使用能力和零件数控加工质量控制能力。
二、以数控机床编程与操作控制能力为核心的课程建设
作为技术应用型本科，以技术能力培养为主线开展教学非常重要。在建立课程体系和进行技能培养模式探讨时，应该尊重教育规律，重视技术应用。首先，必须强调实践环节教学，以提高学生分析和解决实际问题的能力。其次，注意课程设置的科学性、实用性，在安排课程上采用逆向手法，即以培养目标为导向，确定能力模块和与能力相关的理论课程和实践课程，确定主要专业课，然后以专业课为主线，科学地设置相关专业基础课及其他相关课程，其中每门课的设置都应该符合能力模块的需要。同时在课程设置时，应注意知识结构和学生的知识积累，应处理好每门课之间的内在关系，避免重复教学。表1为数控技术方向数控机床编程与操作控制能力分解与开设课程之间的对应关系。
表1 数控机床编程与操作控制能力分解及其相关课程
数控机床编程与操作控制能力是机械设计制造及其自动化专业数控技术方向重要能力之一，其技术含量高，核心课程内容包括：机械制造技术基础、机械制造装备设计、数控机床与编程等。主要就业方向如表1所示。表中还列出了数控机床编程与操控制作能力及其相关证书、主要课程等。
由上可见，数控技术方向学生培养目标应该是既懂数控机床操作，又能识图绘图，又能根据工艺要求编写零件数控加工程序乃至进行数控加工和质量控制，又对数控设备的维护有所了解的“灰领”人才。下面主要围绕数控技术方向数控机床编程与操作控制职业能力培养进行讨论。
三、促进数控机床编程与操作控制能力提高的教学改革
在数控技术方向的多个能力模块中，数控机床编程和操作控制能力是重点能力之一。为了提高数控机床编程和操作控制能力，同时在教学过程中取得良好的教学效果，我们做了各方面的举措和尝试。
数控机床编程和操作控制能力的提高，可以通过识图能力、工艺设计能力、数控编程能力和零件数控加工质量控制能力等的提高来实现。为把学科发展和职业能力培养与市场需求、技术应用挂钩，将组织学生参加国家劳动保障部职业技能鉴定中心相关职业技能证书考试作为教学目标的一部分纳入教学计划。
1.整合教学内容，提高学生识图绘图能力
机械识图绘图能力培养是数控机床编程与操作控制职业技能培养的重要内容之一。进行机械制图及其CAD教学，安排CAD实训，通过让学生读解和绘制各种零件图、装配图，不只是能让学生掌握AutoCAD操作系统的使用，更重要的可以提高学生机械识图和计算机辅助设计绘图的能力。
为了提高机械读图或识图能力，在识图绘图能力培养相关课程的学习期间，安排1～2周的车工、钳工等内容的认识性传统金工实习，由此将零件图与加工联系在一起，非常有助于识图绘图能力的提高。同时，通过安排实训和适当的培训，组织学生参加CAD认证考试，可以增强学生对职业技能的认知度。
2.加强数控工艺教学，提高学生加工工艺编制能力
实现数控加工，编程是关键。然而在编程前，首先要求学生了解工件、刀具、切削机床和夹具工艺系统四要素，同时编制出数控工艺。工艺系统设计能力的培养是一项极其长期的任务。
通过开设机械制造技术、机械制造工艺及其装备、数控加工工艺等课程，使学生学习到有关工艺方面的理论知识。同时，通过开设金工实习和专门的工艺系统设计训练课，培养学生的工艺系统设计能力。主要内容包括：图样分析，加工工艺方案设计，工艺规程编制，刀具或刀具系统的设计或选择，工艺装备的设计，等等。
学生在校期间，开始进入相关工艺知识的学习，同时通过各种工艺编制实践环节的学习，不断得到工艺设计能力的培养。随着数控工艺教学的不断深入，进一步按照数控工艺师考试的要求，针对典型案例进行数控工艺编制训练，组织学生参加数控工艺师认证考试。
3.改革数控编程教学模式，提高学生数控机床编程能力
与机械识图能力和工艺编制能力息息相关的数控机床编程能力是数控机床编程与操作控制职业技能中另一重要能力之一。要加工出合格的零件，就需要编制出可行的数控加工程序。而学生数控机床加工程序编制能力的培养则有其独特的地方。数控机床编程课是一门操作性比较强的课程，在该门课的教学过程中，理论环节与实践环节是不可分割的。
以往的授课形式，理论课和实训课相互独立，实训课一般安排在理论课完全结束之后进行。然而，这样做，学生对课堂内容难以理解和接受，理论学的枯燥无味，进入实训课时能想起的寥寥无几，导致重复教学过多，课时浪费较多，教学效率低下。
为了提高数控机床编程教学效果，改变以往理论满堂灌的填鸭式教学形式，把理论教学与学生实际动手紧密结合起来。编程能力的提高，最终离不开操作使用数控机床。然而，由于数控机床的昂贵和操作使用上的安全性，学习编程理论初期，不便直接在数控机床上进行。为此，我们引进实验课，即在理论课教学中安排实验教学。这样做改变了传统的教师一味地讲，学生一味地听的教学惯例，学生变被动为主动，直接参与到教学中来，学生与教师共同完成教学任务。
所谓实验课就是利用数控编程软件直观地认识和理解各个数控指令，并运用各种数控指令编写数控程序。数控实验以作业或课题的形式布置给学生，让学生自行完成，要求书写实验报告。在编制某种零件的加工程序时，会遇到各种问题，同学需要找出原因并加以解决。在实验过程中教师只起到辅助作用。这种方法，教、学、练交叉进行，学一学练一练，效果很好。
四、围绕数控机床编程与操作控制职业技能教育，切实搞好实践基地建设
通过金工实习，学生已经基本掌握了一般机床的操作使用方法。再通过以上各个环节的能力培养，学生已具有基本编制典型形状特征零件程序的能力。但由于还停留在模拟阶段，所以必须实际上数控机床进行实战数控机床编程和操作控制能力训练。在掌握数控操作技能的同时，进行零件分析，编制数控加工工艺路线，编制数控加工程序并进行调试，最后加工出尺寸精度和表面质量等都合格的零件。
同时，为了检验学生数控机床编程及其操作控制能力是否能适应市场，在学生综合学习理论与实际知识的前提下，通过大量典型零件的编程练习，安排统一的课题进行实战编程与操作训练，最后组织学生参加数控机床工职业技能认证考试。
然而，要全面提高数控机床编程及其操作控制能力，进行数控机床编程与操作控制职业能力培养，就离不开数控技术实践教学，离不开有效利用实训基地开展实战训练，因此就必须充分重视实训室建设。数控机床技术含量高，实训室建设应作为一个关键项目立项来抓，从实践教学内容、投资的经济合理性、设备的市场通用性、实用性和发展的前瞻性出发，配置中、高档的数控车床、数控铣床和加工中心等硬件设备，同时配备相关的软件设备，形成一个较好的数控技术职业技能教学的软、硬件环境。
按照这一要求，配备高层次的齐全的CAD/CAM机房电脑设备及软件系统。不仅满足数控编程实验和上机实训的需要，同时也为学生能自由上机练习提供方便的场所。
同时，为了大案例教学的需要，购置一台综合性强的数控机床，以方便学生拆装数控设备和开展数控设备相关课程教学的需要。
五、结语
本文以就业方向、市场需求为切入点，讨论数控技术方向职业能力内涵，探讨解决学生各方面职业能力培养问题的途径，摸索教学模式新思路。作为技术应用型本科机械设计制造及其自动化专业数控技术方向数控机床编程与操作控制职业能力培养模式，从理论课、实验课和实训课的互补关系出发，将其有效结合，穿行，使其融为一体，同时以国家职业技能鉴定中心相关数控技能考证要求为能力目标，进行综合能力培养，取得了良好的效果。
1.实训基地建设是职业能力培养的保证。
2.将考证内容作为技能培养的参考，目标明确。
3.在数控编程理论教学中引进实验课，使教、学、练交叉进行，有效地提高了教学效果。
4.将数控机床编程与操作控制职业能力分成各个不同职业能力模块，按能力模块的互补关系有层次地开展教学，取得了能力培养的综合效果，提高学生综合思考问题和解决问题的能力。
参考文献：
[1]顾京.数控技术专业人才培养模式改革的研究与实践[J].机械职业教育，2008（11）.
[2]柳永念.创新教育观下高校计算机基础课程教学模式探讨[J].教育与职业，2008（12）.
关键词 数控专业 人才培养模式 教学改革
中图分类号：G718 文献标识码：A
1中职数控技术专业人才的需求状况
通过市场人才需求分析可知，制造行业除需要一部分具有数控技术基本知识和能力的高素质人才去研究和开发新技术外，还急需一大批从事数控技术应用人才，特别是能够同时掌握数控加工工艺、数控编程、数控机床操作与维修技术的综合应用型人才更是严重不足。从目前数控技术应用现状来看，我国数控技术应用比率仅为1-2%，而国外工业发达国家平均水平已达到25%。由此可见，其市场潜在需求相当巨大。由于数控技术应用人才的定位是介于工程师和高级技术工人两者之间，所以学生在毕业时既要具备一定的数控技术理论知识，更应具备熟练的编程和操作及维修技能。因此，中职院校必须深入开展教育教学改革，不断探索适应数控专业人才培养的办学模式。
2中职专业人才培养目标
2.1中职专业人才培养目标的基本特征
（1）培养技术应用型人才是中职专业人才培养目标的基本内涵，中职教育的主体是培养科学、工程设计转化为现实生产力的高等技术专门人才。（2）中职专业人才培养目标应当突出职业性、行业性的特点，教育要面向地方或行业所需要的职业岗位群，教学过程要为学生从业服务。（3）中职专业人才培养目标的重心下移是专业教学改革的一个方向，要面向基层一线培养“下得去，留得住，用得上”的技术或管理人才。
2.2中职数控技术专业人才培养目标
（1）不仅要体现出德智体全面发展的特征，同时还应具备相应的职业素质、文化素质、身心素质以及学习能力、社交和创业能力。（2）具备数控编程、数控机床操作以及数控设备管理和维修技术于一体的综合能力。（3）具备普通机床操作能力、机械加工工艺设计与规划能力、数控加工工艺编制能力、数控加工技术管理能力、计算机操作及应用能力、CAD/CAD/CAE一体化软件以及数控专业外语的使用能力，具备一定的研究开发能力和可持续发展能力。
3积极探索数控技术专业人才培养模式
人才培养模式的改革与创新是中职专业教学改革的目标与核心问题，几年来，不少中职院校在总结教学改革实践经验的基础上，提出了具有创新意识和中职特色的数控技术专业教学改革的基本思路。即以主动适应社会需求为目标，以培养数控技术应用能力和综合素质为主线，设计专业教学知识、能力、素质结构；以数控技术职业岗位群的实际需要为出发点，制定专业人才培养方向和教学计划，重点突出实践教学环节，整合构建理论教学体系、实践教学体系和素质教学体系。根据多年的教学研究和实践经验表明，一些中职院校（尤其是民办中职院校）的数控专业（三年制）选择“分段教学、学做结合”的人才培养模式不失为一条很好的办学途径，基本思路和做法是：
（1）“准毕业”阶段：学生在校内学年，主要完成教学计划中所规定的理论和实践教学内容，使学生取得“准毕业”资格后进入社会实践阶段。
（2）实习阶段：最后一年，取得“准毕业”资格的学生在合作办事单位（主要是数控专业生产厂家）完成社会实践教学内容，为学生后续从业打好基础。
4数控专业教学改革的设想与探索
4.1控专业办学的指导思想
以培养数控技术应用人才为根本任务，以适应市场对数控高等应用人才的需求为目标，以培养学生数控技术应用能力为主线，设计学生的知识、能力、素质培养方案，使毕业生具有适度的基础理论知识，过硬的数控专业技能，以数控应用技术特征整合构建理论和实践教学体系，注重实践环节对学生应用能力的培养作用，加强“双师型”师资队伍建设，采用“分段教学，学做结合”的人才培养模式，充分发挥校企合作的优势。
4.2控专业教学改革的基本思路
中职数控专业教学改革的核心是课程体系和教学内容的改革，也是本专业教学改革的难点和重点，课程体系和教学内容改革的力度，表明专业教学改革的深度，其最显著的特点是它突出强调了教育的结果。
4.3程体系，改革教学方法，注重实践教学环节
根据数控专业人才培养规格的要求，对传统的基础课与专业课的教学内容进行必要的选择与整合，既对学生进行基本素质教育，又突出能力的培养，为此，我们应当适时调整课程体系，不断改革教学方法，注重和加强实践教学环节，使学生对专业课程知识的学习目的更加明确，那么教学效果不仅能够得到明显提高，而且教学成本也会随之降低。
在教学方法上，尽可能采用边讲边练，现场教学等多种灵活手段，为了保证教学效果，凡是能在现场边讲边练组织教学的内容，绝不在教室里用黑板、投影仪及挂图讲解。例如，在讲授数控机床编程中“坐标系定义”、“刀具补偿”、“固定循环”等内容时，均要求主讲教师在数控机床上或在数控模拟加工实训室来完成，使学生对所讲授内容能够彻底了解和真正的认识。教学实践证明，这种方式在减少教学时数的同时，还较大幅度地提高了教学效率。
总之，中职数控专业人才培养模式绝非一成不变，也不是某种固定形式，各中职院校可视具体情况有选择性地加以研究和探索，通过不断深化教学改革，培养出更加适销对路的数控技术应用型人才。
参考文献
[1] 赵云霞，史洪云，魏玉洁.高职教育“工学结合”人才培养模式探究[J].天津职业院校联合学报，2007（1）.
关键词： 数控模具 教学改革 专业教学
数控加工技术是一种具有代表性的制造技术，它在模具及汽车等其他各个领域都得到了广泛应用。最近几年，随着高职教育的迅猛发展，关于数控模具方向的人才模式培养已经有了很大发展，其主要任务是培养以能力为根本，以素质作为基础，同时面向各个企业就业岗位的高级技术人才。为了能够适应就业市场的广大需要，我们必须不断进行数控模具的教学改革，探索新的教学模式满足市场需求。
一、对数控模具人才需求的现状分析
随着中国经济的飞速发展，我国数控模具的总产值仅次于日本和美国，已跃居世界第三，成为了数控模具加工中心及研发中心的首选地。随着我国数控模具市场需求的不断增大，中国模具已经得到了高速发展。根据有关部门的调查显示，目前我国企业对数控模具人才的需求量不断增大。自从中国加入世界贸易组织之后，中国就变成了制造产业的大国。因此，中国的制造业开始应用更为先进的数控技术，媒体不断报道“高薪难找高技术水平的数控技工”。据有关数据显示，在企业中，“蓝领阶层”的数控人才在整个数控人才的需求中占到70%，“灰领阶层”占到25%。企业对于数控人才的需求非常多，且数控人才分工明确，不仅需要专业化的数控人才，还需要优秀的复合型人才。但是，就目前情况看，我国数控模具的人才并不能够满足企业和市场的需求。因此，有关数控模具的教学改革是一项十分艰巨的任务。
对于数控模具人才，由于所要掌握的知识体系不同，因此有如下三个方面的需求层次：一是数控通才：指具备模具设计、编程工艺、维修机床和数控操作等方面的综合知识，而且在实际工作中有了大量实际经验积累。能够自行完成数控系统选型和数控机床的安装维修等工作。掌握数控机床的机电联调，精通数控系统的电气设计和数控机床的结构设计。二是数控编程员：掌握数控模具设计和制造专业的知识，掌握数控机床的操作和数控模具知识，熟练掌握数控手工和自动编程技术，熟练掌握计算机辅助设计软件，如Pro/E、CAD、Masteream等。三是数控操作技工：简单了解数控机床的简单维修，掌握机械加工和数控加工知识，精通数控机床的手工编程和操作。
二、数控模具教学过程中存在的问题
过去实施数控模具教学是传统的教学实践模式，针对理论课和实训课是分开教学的，理论实践进度出现不同步、理论脱离实践等现象，从整个数控模具专业的角度衡量，知识与技能，理论与实践衔接不够好。各门课程项目化教学自成体系，所以在教学效果、学生掌握技能方面都产生了弊端，学生缺少实际生产的锻炼，而且在传统教学实践模式中突出的是基本操作技能的训练，导致所学所练的与企业工作需求脱节，理论和技能脱节，导致学生在就业时不能满足企业的实际生产需求。
三、有关数控模具教学模式的改进
针对在数控模具教学过程中暴露出的问题，主要问题解决方案包括：数控模具教学模式的一体化、教师队伍的双师化与课程设置的模块化这三个方面。
对于数控模具教学模式的一体化来讲：数控模具新的教学模式是在传统的教学实践模式上加以改进，将原来先理论后实践，以及分科教学，单科独进，分阶段学习，单科结业等的传统教学模式转变为了理论课与实践课相结合，一边学习一边实践，理论和实践穿行，即老师和学生一起对照实物边讲理论边进行实践，也可以是老师在讲授完理论知识原理构造以后，就指导学生进行实践，动手操作，这样便突破了数控模具传统的教学讲授的弊端，改变了课堂学习与学生实践分离的学习形式，形成了数控模具学习实践的专业教室，通过这种方式，极大程度地将学生的学习课堂与他们的实践场地有效结合，使得学生可以高效率地学习，提高学习效率，而且使学习变得更加有趣。
对于教师队伍的双师化来讲，教师必须通过努力，成为双师型教师，不断适应新的教学模式。教师是数控模具教学的主导，而学生则是教学的主体，因此对于教师来讲，必须利用“一体化模块式”教学体系的优势，并结合现代化、特色化的数控模具的新型教学模式，努力成为脱下工作服就能上讲台，而穿上工作服就能从事生产的，具有良好综合能力的“双师型”教师。因为，这种新的教学模式对教师有了更高要求，所以，教师必须具有熟练的实践技能，还要有扎实的专业理论功底，更加重要的是，他们必须具有理论实践相结合的教材分析能力和过程整合的能力。只有这样，才能轻松控制教学课程。否则，教学过程就很难控制，那样学生就无法高效率地学习，降低课堂教学效率。因此，培养一支“双师型”教师队伍，才是提高数控模具专业学生教学质量的关键所在。
对于课程设置的模块化来说，其课程设置思路主要包括：数控模具职业岗位能力分析，数控模具典型工作任务分析归纳，数控模具课程内容整合重构及教学的计划制订，数控模具课程模块内容的制定、教学设计、课程建设及动态反馈等几个方面。公共基础模块、专业拓展模块、专业核心模块、专业基础模块是数控模具的四个主要模块。对于公共基础模块来讲，它的主要作用是培养学生在数控模具方面的基本素质，它的原则是必须够用，将其内容放置到相关一体化课程中，进行详细讲解，达到增强学生的美誉度和竞争力的目的。对于专业基础模块来讲，该模块是数控模具加工的基础，因此，它也占据相当重要的地位。专业核心模块，主要注重学生的实用能力的培养，培养学生的职业素质与人文素质。专业拓展模块，主要是在对学生进行专业化培养的基础上，增加职业素质训练等内容，进行知识的扩展训练，增强学生的动手能力及创新能力。
当然，数控模具的教学改革过程中，存在的很多问题还需要我们通过摸索实践，不断完善和克服。一体化模块式的新型教学模式与其他教学模式相似，都具有优点及适用性。因此，我们需要将就业单位作为导向，通过面向社会及面向市场的方式培养具有数控模具的专业人才，深化教学模式的改革，积极探索适合数控模具专业教学发展的规律，不断提高教学质量，培养出更多具有高素质的应用型人才。这样教学才能更好地适应市场的生产，学生才能满足企业的需求，毕业生才能被企业接受，学校才能生存与发展。
参考文献：
关键词：数控技术；教学改革；实践
作者简介：吴刚（1978-），男，湖北汉川人，三峡大学机械与材料学院，副教授；陈从平（1976-），男，湖北荆州人，三峡大学机械与材料学院，副教授。（湖北 宜昌 443002）
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）22-0096-02
制造业是一个国家发展的基础，数控机床的水平标志着本国的制造业水平，也是一个国家综合国力的重要标志之一。作为数控机床的理论基础，“数控技术”课程早就是各大院校机械工程专业的专业课程之一。随着机械行业数控机床的普及，对数控专业人才需求的不断增加，但企业普遍反映学生的理论水平多于实践知识，且在工作中难于将理论和实践结合起来。作为一所以培养应用型人才为根本任务的普通高校，我们有必要从提高学生实际动手能力上出发，改进“数控技术”课程教学过程中的目标和方法，培养具有较强实践能力的高素质应用型人才。这对于适应现代科学技术发展的要求，增强我国制造业的综合实力和国际竞争力有着重要意义。
一、“数控技术”课程的特点
与其他机械类课程不同，“数控技术”课程有着如下三个典型的特点：
首先，数控技术是集机械制造技术、材料科学与技术、控制技术、传感检测与监测技术、网络通信技术等于一体的多学科交叉型科学技术，涉及的知识面宽，对教师的知识结构要求较高。
第二，数控技术在最近几十年中得到了长足的发展，高新技术不断在数控技术领域被刷新。与其他专业课程相比，数控技术的知识更新速度极快，需要授课教师能及时获取最新的行业动态，并融合到自己的授课环节中。
第三，“数控技术”是一门实践性极强的课程。“数控技术”教学中的大多数环节，从机床结构、数控机床的操作、数控加工工艺到数控机床故障诊断等，都应该有相应的实践环节来支撑，才能加强理论教学的效果，让学生对数控机床和数控技术有更直观和深刻的理解。
二、“数控技术”课程改革思路
对于大部分高校而言，本课程的目的是让学生了解数控技术的理论知识，并具有一定的动手操作能力，以适应社会的实际需求。针对上述“数控技术”课程的特点，应该从教学思路、教材师资队伍、考核方式等方面进行改革，以应用为主旨和特征，设计能全面发展学生知识、能力及专业素质的培养方案，构建新的教学内容体系。
1.教学思路上的改革
“数控技术”课程中应包含完整的理论教学和实践教学环节，如图1所示，在课程设置时就应注重对学生应用能力的培养。本课程的前导课程为CADCAM技术，在授课时可以适当向数控技术方向倾斜，讲授数控技术中的部分基础知识。在“数控技术”课程的理论授课环节中，因学生已有一定基础，教师可花较少的课程时间讲授理论学习，将更多的时间用于课程实践中，从而突出“实际、实践和实用”的原则。在教学内容上，目前数控机床均已采用自动编程技术，学生对手工编程原理及技术有所了解即可；对于相对偏深的数控原理、数控机床控制电路等理论内容，学生的兴趣不大，而且在实际工作中也很少接触，可以进行淡化处理；而对于学生今后更有可能接触的知识，如车削、铣削各种常见零件的加工特点和加工工艺等，则应当结合实际操作来重点组织教学和进行实践。
图1 数控技术课程教学体系及内容
2.教材和师资队伍的改革
目前通用的《数控技术》教材，主要以介绍机床结构、数控原理、控制原理、数控程序编写及机床的维修与维护等基础知识为主，对于实践环节中的车削模块和铣削模块则涉及较少，不仅教师讲授起来枯燥无味，学生学习的兴趣也不大。除理论知识外，数控技术的教材应结合培养目标与学校自身的设备情况，组织教师和实验人员共同编写实习教材，选取一些典型的轴套类零件（车削）、盘类零件（铣削）作为例子，通过学习这些实例，学生对数控技术的理解更加深刻。这不仅解决了实习教学中的空白，又推动了教师队伍的建设，更让学生能从中学到有用的技能，对数控技术的教学有着积极的作用。此外，也可引进和聘任一批具有丰富数控技术生产实践经验的技师、高工担任实习教师，或定期开展专题讲座，使实践教学达到较高水准。
3.教学手段上的革新
在课程上通过采用多媒体教学手段，学生能充分理解课本上的理论，但对于教学内容中实践性较强的车削模块和铣削模块，必须经过实践环节的锻炼，才能让学生对数控技术有更深刻的理解。但实际中教师不可能为每一个学生提供机床和材料进行实践。为让学生能自己动手，加深对数控技术中各类零件从设计到制造的全过程的理解，在教学过程中教师可采用学习和实践相结合的教学模式，实行理论讲解、案例演示、分组练习、小组答辩为一体的培养方式，利用数控仿真软件的模拟功能，让学生在计算机上对数控机床进行模拟操作，可有效解决学生多、实验设备少、机床操作时间短的矛盾。仿真软件对零件的加工操作流程与实际机床相同，使学生对加工过程及机床实际操作更加熟悉，这不但有利于提高数控理论教学效果，更有助于学生编程能力的提高，也为以后的实际操作奠定良好的基础。
4.革新课程考核方法
除通过闭卷考试考查学生对相关理论知识的了解外，更应该着重考核学生综合运用所学知识、解决实际问题的能力。
（1）采取常规考试的方式，考查学生对基础知识的掌握和理解能力。
（2）提前将课程的考核课题发下去，让学生利用课余时间完成。利用最后一次课堂时间，采取分组答辩、现场演示和操作等考核方式，重点考查学生专业思维能力、动手能力、独立/协作解决问题的能力和综合运用知识的能力。
（3）鼓励和培养学生获得数控相关的技能等级证书。如通过等级鉴定取得数控车（铣）床的中、高级工证书，通过参加全国数控工艺员考试取得相应的数控车（铣）床工艺员证书，可获得额外的学分奖励。
三、新型教学模式的实施
图2 数控技术课程的教学模式
根据上述课程改革的思路，新型“数控技术”课程的教学模式如图2所示。
1.理论讲解
在学生能理解的程度上，尽可能只讲授理论知识中较难的地方，而一些基础的、学生能看得懂的地方则让学生自学。这不仅能节约较多时间用于后面的实践环节，也能锻炼学生的自学能力。
2.案例演示
选取难度适中、具有多种教学特征的零件，结合数控技术的相关知识进行讲解。为加深学生对数控过程的理解，把数控仿真软件系统引入教学中，根据加工工艺的原则和给定零件的实际形状，选择进行数控加工的工艺，并规划合适的加工路线，最后利用软件的演示功能演示零件的加工过程，还可以在加工过程中故意设置错误的工艺参数和刀具行走路线，让学生指出其错误原因并进行更正，通过这样的互动学习和演示，不仅能充分调动学生的学习积极性，更能让学生在实践中印证理论教学中的知识点。
3.分组练习
为提高学生的学习积极性，教师应根据教学内容和教学目的，提前寻找难度合适零件的图纸，让学生在练习的过程中完成整个零件的加工，使学生学习的目的性更强。为进一步贴合实际，同时锻炼学生的团队协作能力，可以按照“车间组织”的教学模式，将班级的学生分成3～5人一组，将“大班”教学“小班”化成车间的班组，每个小组选出一位组长，负责各组的生产、组织与管理。教师充当车间主任的角色，从宏观上对各小组进行督促和帮助，强化学生的自我管理能力和组织能力，锻炼学生的合作、沟通能力和责任心，培养学生的综合职业素养。
教师在进行理论讲解的同时，将任务下发给各小组，让小组成员在课后查阅资料和分组讨论，完成指定零件的工艺参数的选择、刀具夹具的选择等任务，教师对学生出现的普遍性问题加以详细讲解，在随后的仿真教学过程中，让学生利用仿真软件，按工件实际加工工序完成零件的整个工艺过程： 选择机床和数控系统、安装毛坯与刀具、对刀与校验、工艺参数选择、仿真加工、零件检测等，最终实现整个工件或是工件某一部分工序的仿真加工。教师对学生在实践过程中容易出现问题的夹具设计、工艺参数、走刀路线等环节进行重点指导，以进一步提升学生对数控技术内容的理解程度。
4.小组答辩
经过一段时间的小组讨论实践后，教师可安排时间让小组进行答辩。答辩时学生须运用仿真软件，现场演示从毛坯选择到零件加工完成的整个过程，教师重点考查小组成员对零件各加工工艺选择的合理性和加工路线的设置的准确性，也可让其他学生指出其中的优缺点。小组答辩结束后，教师应根据学生的完成情况，针对性地作出评价，并根据各位学生在课题难度、课题完成过程中的贡献和现场表现进行评分，并作为平时成绩。通过理论和实践相结合的教学模式，能有效增强学生分析问题和解决问题的能力。
四、结束语
“数控技术”课程不仅要学生掌握数控技术的基础知识，更应该以“实际、实践、实用”为宗旨，革新课程的教学体系和教学内容，突出实践、课程设计等教学手段，培养学生的动手能力，使学生成为社会所需要的高级应用型技术人才。
参考文献：
[1]叶邦彦，刘建萍，张承忠，等.面向数控技术课程的创新教学模式研究[J].现代教育技术，2010，11（20）：140-143.
[2]邓遵义，李攀峰.数控仿真软件在数控教学中的应用浅析[J].中国电力教育，2010，（6）：81-82.
（山西机电职业技术学院 山西 长治 046011）
摘要：数控技能大赛强调项目与行业、企业、岗位的对接，职业标准和专业课程内容的对接。山西机电职业技术学院数控技术专业以数控技能大赛为引领，在创新人才培养模式、改革课程体系、改进课程内容和教学方法等方面进行了改革探索，收到了良好的效果。
关键词 ：高职高专教育；数控技能大赛；教学改革；数控技术专业
中图分类号：G718 文献标识码：A 文章编号：1672-5727（2014）01-0042-03
当前，全国职业院校技能大赛越来越受到社会的广泛关注，但技能大赛如何发挥对课程的引领作用，需要进行深入的研究。
从2004年第一届全国数控技能大赛以来，我院高度重视教师学生的参赛工作，打出了“以赛促学、以赛促教、以赛促改”的口号。在连续代表山西省参加全国数控技能大赛锻炼教师队伍的同时，我院数控技术专业在创新人才培养模式、改革课程体系、改进课程内容和教学方法等方面进行了探索，以培养受企业欢迎的高端技能型人才为培养目标，进一步提高了数控专业建设水平。
大赛引领创新人才培养模式
当前，我国高职高专人才培养目标定位在高端技能型人才。高端不仅体现在高技能，还体现在高素质。然而，由于高职院校学生在校时间短，学习任务重，一些学校在实践技能培养上往往只强调单一专项技能的训练，忽视了技能训练过程中职业素质的培养，这使得学生在刚接触工作岗位时很难适应。数控技能大赛在考查具体岗位技能的同时，十分注重安全意识、计划组织能力、团队协助能力、交流沟通能力等综合能力的检验。因此，把技能大赛的要求融入专业培养目标，是培养受企业欢迎的人才的有效途径，也是培养目标与企业、行业要求无缝对接的保障。
（一）形成新的办学模式
几年来，全国数控技能大赛的赛题每年都有新变化，从刚开始单一的零件加工过渡到了配合面加工，如今竞赛赛题逐步走向完成一定功能的组合装配件加工，竞赛赛件越来越贴近企业生产实践，且来源于企业典型零件特征，外形借鉴航天、液压及模具行业零件特征。可见，校企联合已不能仅仅停在简单的沟通上面，深度融合势在必行，而技能大赛正逐渐成为校企深度融合的纽带，成为职业院校与企业合作的平台。
我院数控技术专业与苏州勤美达有限责任公司的合作，是“厂中校”人才培养模式的成功范例。具体的合作方式是：在第四学期，基础课、专业基础课教学已经完成，专业课即将开始之际，数控技术专业选派两个班的学生到苏州勤美达公司进行工学交替。工学交替为期一年，两个班的学生轮流上岗和上课。上岗期间，学生与公司员工同等待遇，上课期间，学生还享有全勤补助和食宿费用全免等优惠。具体的教学实施步骤是：学校与企业双方共同制定人才培养方案，共同开发课程。学校根据课程安排选派教师到公司进行理论课程授课以及学生管理工作。学生在完成学校既定教学内容的同时，企业根据自身需要加入自己的课程，并由企业资深技术人员对学生进行针对性的实践指导。就业政策上，工学交替期满一年，学生返校进行进一步的理论拓展学习和考取技能等级证书。毕业后，在双方自愿的基础上学生可以优先到企业就业，也可以另外择选学校提供的就业岗位。到目前为止，已有50多人充实到苏州勤美达公司的各个技术岗位和管理部门，成为新办学模式的真正受益者。
在学院“2+1”办学模式的基础上，本着服务企业、锻炼学生的原则，通过创新形成了新的“1.5+1+0.5”的办学模式。这样一种全新办学模式的形成，受到了家长、学生和企业三方的高度认可。
（二）合作模式多样化
在加强与苏州勤美达公司合作的同时，与山西防爆集团的合作则是一种典型的“校中厂”的人才培养新模式。2010年，“中央财政支持的职业教育数控实训基地项目”数控实训中心成立，对外独立经营，主要用于在校学生实训和企业职工培训。在校学生可以深入企业的其他工厂进行生产实习，了解公司产品工艺流程；企业职工可以深入学校教室随班上课。实训中心的布置引入山西防爆集团人才评价标准和企业文化，真正实现了校企良性互动，共同构建校企参与人才培养全过程的“校中厂”合作新模式。
2009年，与山西煤机有限公司和山西多智管模公司的合作则是合作模式的又一种创新。由于多年来向企业输送了大量的高素质技能人才，企业积极主动与学校达成高端技能型人才订单培养协议，企业出资为学生承担全部学费，并设立奖学金，在学校订单培养各个专业的技能人才，学生毕业后便可成为公司正式员工。这种形式的合作，不仅为学生提供了就业岗位，而且为学生提供了经济保障。
大赛引领创新课程体系
从2004 年的全国数控技能大赛、 2008年的职业院校技能大赛，到2012年的世界数控技能大赛，与数控技术专业相关的项目主要有数控车、数控铣、加工中心、加工中心三轴、四轴、五轴师生组合项目，注塑模具CAD设计与主要零件加工、数控机床装调维修与升级改造、零部件3D测量与制造、机械部件创新设计与制造、数控机床装配、调试与维修、复杂部件造型、多轴联动编程与加工产品部件的数控编程、加工与装配、注塑模具CAD设计与主要零件加工等。这些大赛项目在强调数控操作技能的同时，十分强调工艺设计、零部件的创新三维设计。同时，更加注重竞赛项目与现代前沿技术的引入。根据数控技术专业典型工作任务和相应职业岗位的职业能力要求，借助于学院示范院校建设的契机，在2011年的人才培养方案中数控技术专业对原有的课程体系进行了重组，构建了公共学习领域、基本能力学习领域、岗位能力学习领域、拓展能力学习领域、综合能力学习领域五大领域的课程体系（见图1），授课方式也根据领域中每门课程的不同分别采用讲授、任务驱动、理实一体、讲座、整周实训等不同的方式。
其中，岗位能力学习领域的课程可根据校企合作模式的不同而由双方共同制定，如应苏州勤美达公司的要求，我们加入了夹具与量具设计相关课程等；在拓展能力学习领域，采用模块化课程设置，把相关的前沿技术和各级各类竞赛赛题融入到相应模块，开设相关课程，采用教师指导小组合作方式进行，体现出“做中学，学中教”的高职教育特点，同时也符合企业“师傅带徒弟”的实际情况，能够有效检验学生的团队协作能力、计划组织能力、交流能力。这样，在综合能力学习领域安排相关考证实训，实现与职业技能要求、企业岗位需求和前沿技术的良好对接。
大赛引领课程内容改革
技能大赛项目都是针对企业对各类人才的素质与能力要求设计的。技能大赛为教学内容的确立提供了明确的方向。我院数控技术专业，坚持大赛引领“创新课程体系、整合教学内容、改革教学方法”的课程改革思路，将原来的“数控加工工艺与编程”课程开发建成“数控车床的典型零件加工与编程”、“加工中心的典型零件加工与编程”、“数控加工工艺”等3门优质专业核心课程。课程采用项目化教学模式，建立相应的课程标准，在课程标准中制定课程总体教学方案和课程单元学习方案。每一个课程单元又采用任务驱动的方式划分相应的任务，并配备相应的任务单。各学习单元及任务的具体内容如表1、表2所示。
此外，技能大赛的引领在教学方法和手段、教学考核等方面都发挥了一定的作用。例如，在教学过程中，要求教师把大赛中学到的新软件、新知识点融入教学内容中，采用新颖的教学方法，如引入案例教学、启发式教学、项目教学、仿真训练、学生分组讨论等教学方法进行教学，引导学生积极思考，鼓励教师根据实际编写适合的教材；在教学手段上通过把课堂建在实训室、企业车间等形式，充分利用多媒体教学设备和实验实训设备，学生不但可以通过多媒体课件进行学习，还可以通过实物来直观了解现场工作环境，亲自动手操作，师生互动性强，教学效果好。学校还建立了校内竞赛机制，在丰富学生课余生活的同时，培养了学生的专业技能和创新能力。通过对历届课程设计、技能大赛成果与产品展示、宣传和观摩等，营造了学习氛围，激发了学习兴趣。在考核中实现理论考核、操作考核和过程考核并举，注重过程考核，保证考核的公平性和科学性。
数控技能大赛强调项目与行业、企业、岗位的对接，职业标准和专业课程内容的对接，正成为职业教育教学效果检验和职业院校学生事业发展的平台，也正成为全国职业教育改革的风向标。实践证明，山西机电职业技术学院数控技术专业通过改革，缩小了教学内容与企业需求的差距，实现了与企业的深度融合和教学过程的多样化；经过不断的教学改革和创新，缩短了参赛学生的强化培训时间，保证了教学资源的利用率；在多次获得各类大奖的同时，提高了学院的知名度，保证全体学生的专业技能和综合素质提高。
参考文献：
[1]李国华，钱逸秋.浅析职业院校技能大赛对数控技术专业教学改革的引领作用[J].天津职业大学学报，2012，21（3）：65-67.
[2]苏宏志，王彦宏.从数控技能大赛看数控专业教学改革[J].中国职业技术教育，2007（33）：32-33.
[3]夏继军苗.依托电子设计大赛促进电子专业建设[J].黄冈职业技术学院学报，2010（6）：37-39.
[4]陈冰.理实一体化教学在数控专业中的实践与应用[J].职教论坛，2007（3）：16－18.
[5]韩加好.数控编程与操作课程一体化模式教学改革与实践[J].连云港职业技术学院学报，2006，19（4）：62-64.
【关键词】开放式数控 实验教学 课程研究
【中图分类号】G424.31 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2015）11-0048-03
The Development of an Open CNC Experimental Teaching Platform
HAN De-dong， FU Yun-zhong， HAN Zhen-yu， LIU Jian-kang
（Mechanical Manufacturing and Automation Department， Harbin Institute of Technology， Harbin 150001， China）
【Abstract】To improve the teaching effect of practical course of numerical control technology， and to promote practical ability of students， an open CNC experimental teaching platform based on motion control card was developed combining important knowledge points in the course of numerical control technology. The developed teaching platform was applied in the teaching of practical course of numerical control technology and achieved good effect.
【Keywords】open CNC; experimental teaching; curriculum research
引言
改革开放以来，我国制造业已经取得了显著的成就，但是仍然处于工业现代化的进程中，与发达国家相比还有相当大差距[1]。数控技术是现代制造业的核心技术，是机械制造自动化的重要基础技术，数控机床的品种、水平和生产制造能力，直接反映一个国家工业的综合实力。现阶段我国国产数控机床基本以低档经济型和中档普及型数控机床为主，高档数控机床市场份额的70%～80%、数控系统（普及型、高级型）的90%都被发达国家占领[2]。我国数控技术专业人才的缺乏是导致该现状的主要原因之一，最新调查显示，我国数控工程技术人才严重不足，尤其是专业知识层次较高并且具备一定动手能力的高级工程技术人才更显紧缺[3]。
数控技术课程是本科教学中机械类专业必不可少的重要课程，是一门多学科交叉，涉及机械设计、机械制造、电工电子学、计算机程序设计、自动控制原理、力学等多门学科知识，是一门理论性和实践性要求都很高的课程。其中数控技术实践课对实现课程教学目标起着重要的作用，是学生掌握数控机床基本操作技能，了解数控机床的基本机构原理，熟悉现代CAD/CAM自动加工技术的应用方法和基本流程的有效途径。是培养学生理论联系实际、分析问题和解决问题的能力，以及启迪学生的创新思维、发掘其创新潜力的重要手段[3]。
由于数控技术课程的特殊性，目前本科学校对数控技术专业人才的培养，普遍缺乏一个系统的、全面的培养方案，虽然很多高校对数控技术课程教学模式进行了一系列改革和创新[4-7]，但是仅仅停留在教学模式或授课方式的调整创新层面，对于具体的课程内容规划以及重要专业知识点如何在教学中体现，相关的研究则非常少。
本文针对数控技术课程中数控机床本体结构原理、电气系统原理、控制系统原理、G代码译码、插补原理、运动控制、人机界面等重点知识点的讲授问题，设计搭建了基于运动控制卡的开放式数控系统实验平台，编写了相应的教学用数控软件系统，并应用在数控实践课程教学中。
一、数控实验平台硬件系统设计
1.机床本体结构设计
传统数控技术实验教学中，大多使用商业数控机床演示给学生看，但是商业数控机床机械结构大都有保护外壳，学生无法观看其内部结构组成，所以为了将数控机床机械结构展现给学生，本文自行设计了数控机床的机械本体。学生可以从对机床机械本体的参观和学习中，学习到数控机床坐标系的设置、工作台驱动原理、进给轴限位和回原点原理等基础知识。
数控实验平台机床机械本体采用传统三轴铣床结构，XY轴工作台采用双座标工作台，Z轴工作台采用单轴工作台，每个轴都对应安装了限位开关和原点开关。工作台工作行程150mm，滚珠丝杠导程4mm。工作台滚珠丝杠与伺服电机之间采用联轴器连接。
2. 电气系统设计
PC机和数控系统的结合使数控技术有了很大的发展，给数控系统提供了更多的软件工具和硬件资源，目前基于PC的开放式数控系统的主流结构形式主要有以下几种：PC嵌入NC板卡、NC板卡嵌入PC、PC+SoftCNC。由于本实验平台主要用于本科生和研究生的数控技术实验教学，可以让学生认识并实际编程实现数控系统特定功能，所以开发的实验平台复杂程度要易于教学，还应该保证平台安全可靠防止学生在做实验时造成事故。结合这些因素，对上述三种结构进行了对比分析，认为“NC板卡+PC”结构更适合用来开发实验平台，所以本文选用运动控制卡和普通PC机来搭建实验平台的控制系统。实验平台电气系统结构如图1所示。
图1 电气系统框架图
通过实际对实验平台电气系统的接线练习，学生可以真实地了解到数控系统的控制系统和电机驱动系统的结构组成，从而对数控系统控制信号的产生到执行这一过程有了一个直观的认识，同时锻炼了学生的动手能力。
二、实验平台数控系统软件设计
传统数控实验课程中，多使用校友或企业捐赠的老旧数控机床作为实验平台，使用FANUC、西门子或华中数控等商业数控系统，由于商业数控系统的封闭性，只能教学生学习怎样使用数控系统，而不能对数控系统底层的基本原理进行实验教学。针对这一问题，本文开发了基于运动控制卡的数控实验平台控制系统，从而使学生可以从源代码级别学习了解数控系统程序原理，更加深刻地理解NC代码译码、刀具补偿、插补原理、运动控制等数控系统课程的关键知识点。通过基本算法的编程实验，培养学生的程序思维，在程序编写中培养发现问题，解决问题的能力。
1. NC代码译码模块开发
NC代码的译码是数控系统的关键技术之一，在NC代码译码模块中将涉及到译码方式、代码格式、译码具体流程、错误诊断、刀具长度/半径补偿、机床坐标系、系统参数等数控系统关键知识。本文以模块的开放性为指导思想对该模块进行开发，以便于学生理解和修改，使学生可以将新的G代码指令、新的刀具补偿算法等新功能添加到模块中去，提高模块的可维护性和升级性。
NC代码的译码方式主要有两种模式：解释型和编译型。解释型译码模式实时地逐行翻译、执行G代码，具体流程为译码器翻译完成当前行G代码后将得到的刀具路径信息送去执行，然后再进行下一条G代码的译码，如图2所示;编译型译码模式译码器接受G代码文件后，依次对其每一行进行翻译处理直到文件末尾，最后生成一系列执行步，再经刀具补偿的统一处理后，生成最终的一系列执行步并传递给相应模块进行执行，如图3所示。
图2 解释型译码模式
图3 编译型译码模式
解释类型译码模式下，如果上一运动段已执行完毕，但是当前段还停留在译码阶段，则会破坏加工的连续性，这就要求系统必须有很强的实时性。编译类型译码模式下，译码与任务执行是两个独立的任务，有明确的先后顺序，所以译码是一个非实时的任务，由于本文使用的运动控制卡提供了连续插补功能，编译型更适合本课题的译码任务。
译码模块逐条读取NC代码文件，进行信息提取，并将提取到的信息压入缓存中，其信息提取流程图如图4所示。首先去掉当前行的所有空格，并进行大小写字母转化处理，从而得到格式统一的便于读取的新代码行，然后初始化信息存储结构体，为信息存储做准备。下一步是按顺序读取各个由地址符和地址值组成的功能字[4，2]，首先读取当前行号，即“n”的读取，行号读取结束后，根据函数指针数组和字地址的ASCII码值，调用对应的读取函数，完成功能字的读取，比如接下来的字母为“x”，则调用函数read_x（）来读取该功能字，如此按行号依次执行，直到NC代码文件末尾，将读取信息存储到block结构体中，整个过程伴随着错误诊断。
图4 信息提取流程图
2.刀具补偿模块开发
刀具半径补偿和长度补偿功能不仅解决了使用不同的刀具加工同一工件、刀具磨损等问题，而且方便了按照工件坐标系编制的NC程序的处理执行，可以大大提高编程效率和加工效率，所以刀具补偿功能是数控技术课程中的一个重要知识点。为了让学生更好地理解刀具补偿功能的基本原理和实现方法，本文开发了针对刀具半径补偿的刀具补偿模块。
对当前运动段进行半径补偿时，需要用到下一运动段的信息，二者共同决定了补偿的转接类型。如图5所示，首先从队列中提取相邻两个运动段分别放入缓存器R1、R2中，刀补函数参考R2中运动段对R1中当前运动段进行刀补处理，根据转接类型，求解转接节点坐标，生成新的执行步并压入处理后队列尾端，然后再将缓存器R2中的运动段移入缓存器R1中，如此循环直到运动段队列末尾。
图5 刀具半径补偿的实现方法
3.人机界面的开发
人机界面是将数控系统各个模块连接起来的桥梁，是用户与数控系统信息交互的窗口，是学生学习过程中感受最为直观的模块，为了锻炼学生的编程能力，提高学生对课程的学习兴趣，本文将数控系统各个模块的程序接口都开放出来，使学生可以利用MFC等工具自行编写人机界面，从而实现数控系统的控制。本文开发的人机界面如图6所示。
图6 数控系统人机界面
三、结语
本文紧密结合我国制造业在学校教学过程中的实际需要，对数控技术课程具体教学内容在实践课程中的体现方式进行了研究，开发了基于运动控制卡的数控系统实验教学平台，不仅实现了教学模式的创新，更深入到教学内容层面，将数控技术重要知识点在本文开发的实验平台上实际展现出来，给学生创造了主动参与、自主协作、探索创新的机会，提高了学生的学习兴趣，锻炼了学生的动手、动脑的能力，取得了良好的教学效果。
参考文献：
[1] 盛斌， 魏方. 中国制造2025[J]. 中国海关， 2014， 8： 053.
[2] 赵秋艳. 2014年数控机床需高端发力稳固中端[J]. 装备制造， 2014， 4： 048.
[3] 郑德星. 高校本科数控技术教学改革探索[J]. 考试周刊， 2012 （46）： 128-129.
[4] 张绍杰. 项目教学法在数控教学中的应用[J]. 山东工业技术， 2014， 18： 217.
[5] 党寅生. 数控车一体化教学方法的应用探讨[J]. 中国机械， 2015 （2）.
