打好数学基础 培养数控人才

臧卫荣

众所周知，随着现代技术的迅猛发展，数控技术在机械制造行业中得到广泛应用，业已成为社会的生产支柱，企业使用数控设备的领域也越来越广，特别是高性能数控机床的需求有较大幅度的增长。

因此，21世纪机械制造行业的竞争主要就体现在数控技术能力的竞争方面。这就急需培养一大批既有现代科学技术，又有现实生产能力，经过职业技能训练，能够在工厂第一线或技术部门从事数控机床编程与操作、使用与维修及维护等的应用型技术人才。而市场对这种人才的需求恰恰又是中等职业教育的培养目标。为此，近几年来，浙江省许多中等学校都相继开设了数控专业，以满足与适应市场对人才的需求。由于数控技术是一门综合技术，它是将计算机、自动控制、电气传动、精密测量、机械制造和管理信息等技术融为一体而形成的学科，是自动化机械系统、机器人柔性制造系统、计算机集成制造系统等高新技术的基础，充分体现该学科的前瞻性和拓展性。因此，数控专业紧跟着时代先进技术的发展，符合时代发展要求。

但是，另一方面，由于中等职业学校生源质量的限制，绝大部分学生文化基础知识比较薄弱，而理工类的数控专业，大量的专业课必须以扎实的数学知识为基础。根据学校的方针，基础课必须服务于专业课，针对实际的情况，数学基础课应该作重大的调整。

一、现阶段的课程设置和暴露出的主要问题

课程体系建设的合理性是实现专业培养目标的前提条件。因此要制定合理、科学的课程结构，必须明确本专业的培养目标与人才培养规格，同时还应注重综合素质能力的培养和体现理论与实践并重的原则，力求形成优化的课程体系。

数控专业培养的目标是在德、智、体全面发展的基础上，主要培养面向生产第一线，从事数控技术加工、数控一般编程、数控设备安装与调试和数控加工技术管理的应用型的机电一体化应用人才。培养的人才规格，应具有“专而博”的知识结构。所谓“专”指的是该专业培养的学生必须具有数控专业方面的技能或特长，诸如数控编程、数控机床维修、数控机床维护等方面的能手；而所谓“博”要求学生必须具有良好的思想职业道德素质，外语、计算机、人文与科学知识等素质，从而充分体现受教育者的个性能力与全面素质。

基于以上的认识，本着服务于专业课的思想，重新安排教学，本校数控专业的课程体系建构分为四大类：公共课、专业基础课(含实践课)、专业课(含实践课)，选修课。在第一学期以公共课为基础，语文、数学、外语、政治、体育健康等基础课为重点，数学周课时为四节。目的是为提高学生的社会综合素质能力而服务，为下学期的专业课准备。

第二个学期到第三个学期为专业基础课，这是数控专业课程体系的一个主体，其功能主要是为专业课服务。使得学生不仅具有机电专业的基础知识，而且还学会计算机在机械（或电气）设计制造领域的广泛应用，有效地拓宽专业口径和专业基础，同时有利于加强课群内各门课程在内容上的衔接，主要的科目有理论力学、材料力学课程，机械原理、工程制图课程等。这些课程是为整个专业的机械设计方面作好辅垫，也有利于以后课程体系的进一步整合、优化和改革。机电传动控制，突出了＂机电结合，电为机用＂的特点，再如将工程测试与计算机信息处理整合成工程测试与信息处理代替测试技术课程，能增加测试技术与信息获取、传输、存贮处理及应用有关的内容，体现出应用性特点，能反映科学技术的突飞猛进和社会的不断进步。它既体现出“以创新设计为核心，以机械技术与信息技术结合为龙头，以计算机辅助技术为主线，拓宽基础，强化实践”的总体思想，也体现出课程体系建设的有机性与相互性、灵活性与可变性的特点。

专业课放在第三学期以及第四个学期，这部分的课程应有必要的理论为基础，但又不苛求理论的完整性和系统性，而是突出知识的技术应用性，以培养动手、实践能力为目的。主要课程为数控加工技术、机床维护与调试、数控编程与操作、数控机床拆装与测绘、数控机床设计等。

而现阶段本校中专班级沿用的教材是中职版数学教材，分十章，依次为：第一学期，集合、不等式、数列、函数、三角函数、平面向量六个章节；第二学期，立体几何、解析几何、解三角形、概率与数理统计五个章节。可是，现阶段的理论课和数学基础脱节现象是十分严重的，例如，在第一学期所开的理论力学中，静力、运动、动力学章节，力的图示问题中，向量代数作为研究力学的基本工具，而平面向量这一数学内容则出现在第一学期下，以致于学生对于涉及向量的概念，诸如平面向量(力)的四则运算、平面向量(力)的合成这些概念的理解有非常大的难度，专业课老师不得不充当数学老师，从向量的基本概念讲起，浪费了大量时间，而当数学老师在本学期下讲到向量时，又作了一次重复工作。

而材料力学课程中，杆件变形、轴向拉伸和压缩、内力、截面法轴力、轴力拉压杆应力和轴向拉伸或压缩时的变形等内容要用到简单的微积分，而微积分这一高等数学内容在现在的中学教材中已被删除。导致这一部分专业课内容无法正常讲授。

在机械制图或工程制图课程中，学生缺乏立体几何及平面解析几何的知识，此部分数学内容在一年级下讲授，导致专业课学习的困难。

比如图3是汽车减速箱的立体模型，其结构相当复杂，学生需具备相当的空间立体观念和空间想象能力。

二、數学模式的革新

教学模式是保证专业教学工作质量的重要内容。数控专业是一门工程实践很强的学科，而作为基础课讲授者之一的数学教师在课堂教学中，如果还是依靠以前的“一支粉笔，一个黑板”的教学手段，一方面由于课程时间的限制浪费教学时间；另一方面鉴于目前中等职业教育学校的学生生源的素质，仅用一个平面的图形来讲授工程的问题，使抽象的问题无法形象化，也无法达到良好的教学效果。今天，随着计算机、多媒体和网络技术的迅速发展和广泛应用，数控专业的课堂教学应进入数字化时代，可以购买相应的多媒体教学光盘或教师自己制作多媒体课件来授课，以到达良好的教学效果。

另外，根据其专业的特点，构建“实践——针对实践的理论学习——再实践”的教学方法，做到早实践、多实践、实践教学不断线。

同时，在教学内容上，可根据学生知识能力结构的不同要求，把教学内容分成若干个模块，有机床拆装与测绘、数控机床操作、数控机床编程、数控机床维修等，按照“实际、实用、实践”的原则组织教学；而理论教学则以“必须，够用”为度，少一点公式推导，多一点应用实践，删繁就简，确保重点，突出针对性和应用性。在教学中要充分与实践相结合，采用精讲多练、边讲边练、讲练结合的形式，分模块进行讨论式学习，每个模块学习结束后，都必须要拿出具体的学习成果，作为专业最后的考核或鉴定的考核指标。只有对学生按模块进行技能考核，才能体现学生的“专项”技能培养，同时也培养了学生的工程能力、实践能力、职业能力、创新意识、创造能力和创业精神。

从表1可以看到，数控专业的多门专业课用到了逻辑、精度分析和微积分这些高数的内容。在上世纪，由于生源质量的保证，高等数学和初等数学一直是机电类专业学生的必修课，正是因为扎实的数学基础，使得学生在学习专业课时得心应手。而现在，客观上并不具备当时的条件，以至于在课堂上出现学生不仅不知道连加、连乘符号，对希腊字母也一无所知的局面。正是基于此，对于这些部分的内容还是应该重新补上，不强求理论，应该着眼于运用，活学更要活用。

三、对数学教师的要求

双师型”的师资队伍建设, 人才资源是第一资源，教师是课程建设与组织教学实施的主体，其素质高低直接影响课堂教学目标的实现。而数控专业又是一门工程实践性强的学科，对从事数控专业基础课教学工作的数学教师而言，应既是知识的传播者，也是实践的示范者，需要一专多能，不光是数学上的行家，也应该略懂机械的基本知识。

综上所述，作为数控专业的基础学科是具有合理的课程体系、先进科学的教学手段、正确合理的教学方法、完善多能的师资力量，将直接影响到本专业的建设。

（作者单位：浙江信息工程学校）