袁鋒偉 李必文 龍雙漣

南華大學 湖南衡陽 421001

數(shù)控技術自20世紀中葉創(chuàng)立以來，給機械制造業(yè)帶來了革命性的變化。現(xiàn)在，數(shù)控技術已成為制造業(yè)實現(xiàn)自動化、柔性化、集成化生產(chǎn)的技術基礎，現(xiàn)代的CAD/CAM，F(xiàn)MS，CIMS以及敏捷制造、智能制造等先進制造技術，都是建立在數(shù)控技術之上的。隨著數(shù)控技術在我國的普及和發(fā)展以及高等工科院校教學改革的不斷深入，迫切需要培養(yǎng)大量的具有計算機輔助設計制造和數(shù)控技術的最新知識與信息、有創(chuàng)新能力、理論與實踐相結合、具有較強動手能力的新型機電人才。

1 教學科研互動的現(xiàn)實和理論意義

我校為本科生開設的數(shù)控技術系列課程涉及數(shù)控加工技術、數(shù)控設備與編程技術、特種加工、CAD/CAM技術、機械制造工程學、模具設計與制造、先進制造技術等。長期以來，受經(jīng)費、任課教師的知識背景和考核標準等因素影響，該課程教學有重視軟件、輕視硬件訓練的傾向；國內具有高水平和突出特色的教材偏少；辦學模式較為單一，缺乏自身的特色和多樣化風格；實踐類培養(yǎng)環(huán)節(jié)不能保證所有學生有充裕的時間、充足的設備進行自主、創(chuàng)新性實驗或進行科技創(chuàng)新活動。

相對于傳統(tǒng)教學科研割裂的情形，教學與科研互動在4個方面具有優(yōu)化作用和先進性。

1.1 教育內容

教學不是按照一本相對固定、內容龐雜的數(shù)控技術教材進行授課，而是根據(jù)實際需要，以一定的理論框架為基礎，將理論授課整合為結構合理、專業(yè)精深的專題講座體系，其教學內容應是與時俱進的。

1.2 教育方法

讓在數(shù)控技術科研上富有學術成果的教師參加教學工作，有利于將相關領域基礎理論中的知識點和學科發(fā)展的前沿自然結合，形成高屋建瓴之勢，真正做到深入淺出。

1.3 教育分工

不是由一位特定教師承擔一兩個班級至少一學期的授課，而是由多名或更多的研究型教師，經(jīng)分工協(xié)作，充分發(fā)揮各自的教研所長，面對更多的班級進行短時期、高水平的學術交流。

1.4 教育考核

采用研究型專題寫作等靈活形式，更加注重對學生能力、素質的考核，促使教學重心向素質教育轉軌，加大對理論聯(lián)系實際問題的考核，加大對數(shù)控技術現(xiàn)實問題、熱點問題的分析與考核。

2 基于教學科研互動的數(shù)控技術系列課程改革

實現(xiàn)教學、科研的良性互動，把促進綜合素質的培養(yǎng)作為制訂課程計劃的基本依據(jù)，在數(shù)控技術系列課程和社會需求之間建立明確的聯(lián)系，使數(shù)控技術系列課程教學從基于理論向重視實踐和面向行動轉化。

2.1 解決了教學和科研相融合的機制問題

建立了教學和科研相互融合的機制，主要包括三部分：(1)結合學科建設和教研室工作，建立任課教師的評價體制，即制定處理教學科研關系的激勵政策，教師的獎勵、晉職、招收研究生等均要求教學與科研并重。(2)任課教師自身要實現(xiàn)教學和科研之間的融合，即采用互動式的教學方式，注意學生的反饋，注意與實踐相結合，注意通過研究的方法來解決問題，以利于學生和教師的交流互動，有利于教師掌握當前社會的變化以及研究領域的變化。(3)任課教師之間要實現(xiàn)教學和科研的融合，即形成“學科帶頭人”制度，以機械工程學科帶頭人為工作中心，數(shù)控技術的教學和科研都圍繞其進行，一方面，通過相互傳授和向學生傳授其研究的內容，擴大團隊的影響，另一方面，通過教學，相互聽課，不斷相互交流協(xié)作，互相學習，最終取得教學和科研的雙贏效果。

2.2 促進了科研成果向教學資源的轉化

結合課程改革和實驗教學改革，結合專業(yè)建設與學科發(fā)展，進行統(tǒng)籌規(guī)劃，堅持高標準、高起點、高效率，在引進高新技術硬件和軟件的同時，將數(shù)控技術的最新研究成果和技術引入課程教學，內化為數(shù)控技術教學內容，形成教學特色，從而使數(shù)控技術系列課程的辦學水平得到提高，教師和實驗技術人員的交流得以加強，知識得以更新，素質得到提高。由于改善了教學科研條件，教學、科研相互促進、良性循環(huán)。

2.3 教學方式和方法邁上新臺階

自主開發(fā)了數(shù)控銑床仿真系統(tǒng)、數(shù)控車床仿真系統(tǒng)等虛擬實驗系統(tǒng)，機械制造工程學CAI虛擬教學軟件，數(shù)控加工技術、數(shù)控車床編程與操作、數(shù)控銑床/加工中心編程與操作、數(shù)控電火花線切割機床編程與操作等CAI課件。由于在教學過程中體現(xiàn)了自己特有的教學思想，不但有效地提高了教學效率，而且以逼真的效果加大了課堂信息量，提高了學生的空間思維能力、創(chuàng)新能力，從而提高了教學質量，取得了很好的教學效果。

2.4 優(yōu)化數(shù)控技術核心課程，發(fā)展跨學科相關課程

從數(shù)控技術的系統(tǒng)性、整合性出發(fā)，減少了一些專業(yè)課的課時，將數(shù)控技術系列課程中帶有共性的基礎原理和方法整合、加強、優(yōu)化至核心課程，盡量避免對學位課程進行過于具體的設計；調整了人才培養(yǎng)方案，先后對本科生進行了數(shù)值分析、計算機圖形學、Matlab科學與計算、復雜刀具設計等課程知識的培訓，盡可能地拓寬課程基礎知識；打破學科壁壘，先后聘請與我院有科研合作關系的設計與藝術學院、電氣工程學院、計算機學院、臨床醫(yī)學院的專家舉辦機電產(chǎn)品造型技術、控制電機、計算機圖像處理技術、人體解剖學等課程知識的講座，使學生形成了較為靈活的思想和較為寬廣的知識背景。

2.5 花大力氣編寫高質量的特色教材和專著

如何編寫和使用教材是數(shù)控技術系列課程改革面臨的新問題。我校組織數(shù)控技術科研和教學的精干力量，編寫了《數(shù)控銑床及加工中心自動編程與操作》《數(shù)控車床自動編程與操作》《數(shù)控線切割自動編程與操作》三部擬作教材使用的專著。該系列著作的特點在于：嘗試將學科性教育和職業(yè)性教育的內容糅合，內容科學合理、客觀翔實；突出一個“新”字，現(xiàn)代化內容貫穿全書，使讀者處于數(shù)控技術的發(fā)展前沿，拉近讀者與現(xiàn)代科學發(fā)展的距離；重視交叉學科和跨學科研究的發(fā)展動向，并盡可能地將這些動向反映出來；結合工程實際，融合機械設計自動化軟件SolidWorks的三維特征造型技術、Matlab語言的數(shù)值計算功能，詳盡地介紹數(shù)控技術CAD/CAM軟件在模具和工具行業(yè)的應用；對于師生和社會讀者普遍關心的數(shù)控加工技術的工藝技巧及特種加工技術等內容，也做了合理的編排。

2.6 向本科生開放大型、精密科研數(shù)控設備

向本科生開放大型、精密科研設備，是在課程實踐環(huán)節(jié)改革中將教學科研互動工作落到實處的一項重大舉措。但這種開放不是簡單的開放，而是通過擬訂培養(yǎng)方案，提出培養(yǎng)措施，安排開放時間等，將其納入專項培訓、專業(yè)課程設計、畢業(yè)設計、課外科技創(chuàng)新活動的工作計劃中。得益于該措施，學生不但有機會接觸一些高精尖的數(shù)控設備，如數(shù)控高功率橫流二氧化碳氣體激光器、數(shù)控YAG固體激光器、立式數(shù)控加工中心等，一些學生還以主人翁的姿態(tài)參與了部分相關科研子課題的研究工作。該舉措在一定程度上改變了數(shù)控技術教學中存在的課程理論化、實踐環(huán)節(jié)簡化、實踐訓練弱化的現(xiàn)狀。

3 結束語

以數(shù)控技術系列課程改革為切入點，經(jīng)過較長時間的探索與實踐，形成了“以教學、科研相結合為基本形式，以教學、科研良性互動為主要內容，以提高教育教學質量和提高學生綜合素質為目的”的卓越工程師人才培養(yǎng)模式；通過在課程改革中強調通識教育與專業(yè)教育、理論性教育與實踐性教育的平衡，全面促進學生綜合素質的培養(yǎng)；探索并形成了教學與科研相融合的有效機制，取得了明顯的教學效益、科研效益、育人效益和社會經(jīng)濟效益，實現(xiàn)了教學和科研雙贏的效果。

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