数控机床与编程面向对象的理实一体教学方式改革

雷立群，王 戬

应用技能型人才培养是很多高校的人才培养定位，如何实现应用技能型人才培养，最大限度地缩小所培养人才与企业用人之间的差距，是很多高校努力探索的目标。数控机床与编程是机械电子工程专业很重要的一门专业课程，是操作性要求很高的一门课程，该课程既包含理论知识又含有大量的实验操作。如何实现这类理论与实践要求都很高的课程教学，是很多高校正在探索的问题。课题组通过多年教学改革探索，采取面对实物的理实一体授课模式，能够很好的激发学生的学习兴趣及求知欲望，取得了良好的授课效果，通过这种授课方式改革，可以为具有相同性质课程的教学改革提供思路。

1 理实一体课程改革思路

理实一体授课采取的是边讲边做的授课模式，该授课模式突破了传统的以在教室理论授课为主，实验室授课为辅的授课模式。教师在最初交代课程学习目的，能力掌握水平，工作层次及学习要求的基础上，进行课程知识的认知学习，因此该课程的授课需要面对学习对象——数控机床进行讲授。如对主传动系统的认识学习，学生分组面对机床，教师通过描述机械机构的外观，由学生找出该机械部件并进行最初的认识，教师描述系统相关操控，由学生控制该部件运动进行进一步控制认知，最后教师在此基础上对主传动系统的功能、结构及工作原理进行介绍，并由此提出对主传动系统结构及控制要求的问题，并由学生进行深入理论思考并解决问题。通过这种由外至内，由表及里，由浅至深的认识、思考及解决问题的过程，增强学生的动手操作能力，解决问题能力，最后能够独立创新工作的能力培养。

2 理实一体课程改革具体实施

2.1 对课程知识体系进行整理

根据教学大纲知识点的要求，将课程知识点重新进行规划整理，分为数控机床的认识、数控加工工艺基础、数控车削加工、数控铣削加工几个部分。(1)数控机床的认识：教学大纲中关于机床的产生、发展、各部分结构、特点、基本控制操作等内容均划分在该知识模块里。(2)数控加工工艺基础：数控加工工艺及程序编制的基本原理等内容划分在该知识模块。(3)数控车削加工：数控车削不同零件的加工工艺设计、程序编制、零件加工具体操作过程在该知识模块中完成。(4)数控铣削加工：数控铣削加工工艺设计、程序编制、零件加工具体操作过程在该知识模块中完成。

2.2 上课地点调整

依据理实一体课程改革思想，打破传统工科专业课堂理论授课为主的教学思路，注重学生实践技能培养，强化动手操作能力，在做中引导学生总结经验，并由教师主导，师生共同提出问题，最后以学生为主体去解决问题，从而培养学生独立完成任务，能够自主解决问题并达到创新能力培养。因此，理实一体授课地点由传统的课堂教学，转移至机械加工中心，面对数控机床上课。

2.3 授课方式改革

2.3.1 课程学习前的动员 授课前，首先要向学生交代清楚课程学习的主要内容、能够达到的最高及最低能力、就业层次。让学生从整体了解课程所要传授的技术及该技术掌握不同程度所对应的就业层次，以及自学所能提高的范围等，目的是给学生以目标。

2.3.2 学习及考核要求 数控机床是一门操作性很强的课程，如果只讲授不操作是很难学会的，因此，课程采取边讲边学的理实一体授课方式。而机床是大机械装置，有很多运动部件，如主传动、进给传动、刀架等都是刚性的具有破坏性的金属切削部件，稍有不慎，就可能导致事故或者伤害事件。因此，讲授前必须把学习要求和考核要求给学生们说清，上课过程中必须严格按要求去执行。(1)上课要求：在机床操作场地，学生必须完全按照教师的要求去做，教师说的时候学生必须认真仔细听，做的时候必须严格按照教师的步骤操作，直至完全掌握规则才有自主独立做决定的权力。(2)考试要求：考试采取实操为主，采取非标准答案的方式考核。学生在规定的零件设计范围内，独立设计零件图，制定加工工艺，编制加工程序并操作机床加工零件，通过对零件作品评分的方式进行成绩考核。考核以操作为核心，贯穿理论知识的应用。

2.4 学生学习兴趣激励

通过制定完整的学习奖惩及管理机制，可以很好地调动学生的学习兴趣，保证理实一体课程改革授课效果，而理实一体授课方式也更容易制定相应的激励学习兴趣机制。

2.4.1 小任务激励机制 数控机床与编程课程是实践操作很强的一门课程，学习过程中需要解决实际工程问题，把这些工程问题进行分解，通过制定多个小的学习任务来完成，学生能够独立设计并加工零件，很容易得到成就感。

2.4.2 责任惩罚机制 制定明确的平时得分及扣分细则。保证学生对个人课程学习的责任感并激励学生自主学习的主动性。数控课程的记分采取扣分为主，得分为辅的平时记分规则。根据课程性质及知识掌握过程制定如下计分细则：(1)违反工厂安全操作规程，扣分基准一次扣20分；(2)违反课程安全要求规程和课程要求操作规则一次扣分基准有5分、10分和20分三种；(3)必须严格按照教师口令执行，教师的口令分为听、看、认、做四种。每一种都不可疏忽大意，必须严格执行。如果有同学没按教师要求执行，根据情况扣分基准为5分和10分两种；(4)不带课本一次扣5分；(5)课堂回答问题错误一次扣5分；(6)缺勤一次扣20分；(7)解决实际问题一次得分基准为5分和10分两种；(8)机床操作错误一次扣分基准为10分和20分两种。

2.4.3 无上限积分机制 以全班得最高得分为基准，高出100的分值部分扣除，全班其他分值按此分值统一扣除。如全班最高120分，扣除20分后，全班每个同学必须都扣除20分。无上限积分制可以非常好地激励学生不断的努力进取。

3 课程评价方式改革

3.1 非标准答案的课程作品考核

学生期末成绩考核采取学生自己设计并加工零件作品的方式。要求每个学生独立设计一个零件图，并制定相应加工工艺，编制加工程序，加工零件。所加工的零件可自主选择车削或铣削，但车削零件有如下形状要求：(1)两端加工零件；(2)具有直线轮廓、圆弧轮廓、螺纹轮廓。对于铣削零件要求具有直线及圆弧轮廓加工。另外，全班级不允许出现相同的设计作品，否则均按作弊处理。对每个学生作品的评分采取以教师为主，全班同学配合评分的方式。

3.2 平时成绩与期末考核成绩直接挂钩原则

每个学生的平时基础分为100分。当最后分数累计低于60分时，在确保参加作品考试并上交考试资料的同时，成绩记为不及格，否则记为旷考(学生可申请由教师在图库内随机抽取图纸进行车、铣同时考核并作为最后一次计分机会，考试合格计分60分)。

在学生平时成绩及格的基础上，才会对期末作品进行考核计分，最后以平时成绩和期末作品成绩按比例计算为总成绩。若平时成绩不及格，则期末总成绩按平时成绩计分。

4 课程改革效果

通过三年的理实一体课程改革实践，学生的学习状态，学习积极性及学习效果都取得了非常好的成效。从学生的学习成绩看，普遍高于传统学习成绩10个百分点，学生动手操作及解决实际问题的能力增强了，每个学生都能够做到独立设计独立加工。由2016年学生职业技能考试鉴定成绩可见，学生实践操作能力100%过关，参加考核的10个同学只有一个同学的理论成绩为59分，其他全部过关。