數控技術專業課程改革研究

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【摘要】高等職業教育的培養模式必須以“職業”為基礎，以“能力”為本位，培養目標必須根據不同的職業崗位的具體要求來確定。本立項結合數控技術專業培養需求，以培養數控技術應用能力為主線，以“應用”為主旨設置課程，構建自己的課程體系，增強實用性和針對性，以“必需”、“夠用”為原則，通過講清基本概念，使之掌握分析問題的思路和方法。

【關鍵詞】專業需求；實用性；課程改革；探索

現階段高職教育體系中，高等數學是一門重要的基礎課。國內在高職高等數學教學改革的趨勢上，提出了完全融入專業教學的思想。將傳統意義上高等數學教育的文化性、基礎性、工具性的教育方針，改革為適應職業教育的特點，因需施教，理論上適度，專業上夠用；基于工作過程，不追求大而全，突出數學工具性、方法性的特征。作為我院重點建設專業之一的機械工程系在不斷發展的同時，對于專業基礎課的需求也在不斷更新。而如果高等數學仍然以單純理論教學方式進行教學，既加大了教與學的難度，同時也不能滿足專業發展需要。為此我們著力探索如何充分發揮高職數學教學的科學價值和人文價值，不斷適應專業課發展需求，實現傳授數學知識與提升數學素養的雙重目標，重點開展了如下研究工作：

1充分了解學生學情

完成了對數控技術專業學生數學學習情況的調查，包括入學新生數學基礎知識的調查，正在學習數學的學生、畢業班學生數學知識狀況的調查，并對這三類調查的結果進行具體分析。隨著高職院校招生規模的不斷增加，生源質量也在逐年下降，新生的數學基礎極其薄弱，2011年不少省份的高職錄取最低線已跌至200分。面對這樣的狀況，高職數學課程下一步該如何走，如何取得最大限度的教學效果成了亟待解決的問題。

2強化高等數學的實用性

為提高學生“用數學”的能力，在教學內容中嘗試增加簡單的數學建模、數學實驗等實踐性教學環節。期間為確保提高學生的積極性，引導學生主動學習“用數學”，在教學內容安排上，我們以“案例”教學為主，選題盡量緊貼現實生產和生活，使學生從中不斷地感受數學在現實中的應用。同時，還引入了數學建模的初步思想，精選了近幾年來全國大學生數學建模競賽中的典型例題，使學生了解當代數學建模的發展和它在社會生產建設中的作用。針對教學現狀中存在的問題，進行了影響教學質量的因素分析，提出課程教學改革的對策和實施方案。

3根據數控專業需求更新教學內容

隨著制造業技術的發展及工業生產與民用需求的不斷增加，數控技術的應用已越來越受到制造業的青睞，如航天、汽車、家用電器等行業。我們結合近幾年的數控教學實踐，對數控技術中應用到的一些典型數學知識做了深入的探究。

3.1數控技術中“坐標系”的應用

數學中的坐標系為數控編程指明了方向，建立編程坐標系，將會為數控編程加工帶來極大的方便。工件在數控機床上的加工，是通過刀具與工件的相對運動來實現的，機床的運作由數控系統發出的指令來控制，為了定量地描述數控機床上刀具相對工件的運動位置，就必須建立機床加工用的坐標系。根據ISO841標準，數控機床坐標系用右手笛卡兒坐標系作為標準確定。坐標系方向如圖1所示。以圖2為例，圖中建立了兩個坐標系，最簡單的原則是看用哪個坐標系編程比較方便，計算工作量少，一般選擇工藝基準與設計基準相統一的原則，從圖中可以看出，徑向的設計基準為軸心線，軸向的設計基準為右端面，因此應選擇XOZ為編程的坐標系。

3．2數控技術中“三角函數”的應用

三角函數在數學中屬于初等函數。在數控中運用到的三角函數一般比較簡單，但對于有些數學基礎較差的學生來說成了攔路虎，因此正確引導學生運用數學知識解決數控問題，會讓一些原先感覺學習數學無用的同學認識到數學知識的重要性，增強了學生的學習動力。

3．3微積分學的創立，極大地推動了數學的發展，過去很多初等數學

束手無策的問題，運用微積分往往迎刃而解，也顯示了微積分學的非凡威力。微積分是與應用聯系著發展起來的，最初牛頓應用微積分學及微分方程推導出了開普勒行星運動三定律。此后，微積分學極大的推動了數學的發展，同時也極大的推動了天文學、力學、物理學、化學、生物學、工程學、經濟學等自然科學、社會科學及應用科學各個分支的發展，并在這些學科中有越來越廣泛的應用。

4結合學生需要更新教學方法

探索新的高職數學教學方法，加強現代教育技術在高職數學教學中的應用。各種媒體的數學教學資源，如何整合、銜接現代教育教學技術，如何才能跟得上計算機信息技術的發展，傳統的教育教學方法如何改革等都是值得我們研究的課題。具體做法是：

4.1引入案例教學方法

從專業案例入手，把理論和實訓中遇到的數學問題引入教案，我們發現數控專業在實操中應用最多的是三角函數，在幾乎所有的零件圖中，需要確定點的位置時運用的都是三角函數。因此我們做了大膽的改變，把三角函數重又增補進教案里，再把它與高數結合，這樣的講解學生既不會覺得生疏又容易理解。此外，還多方面向學生介紹在本專業有實用價值的數學模型。一些專業教材中，如《機械制造基礎》的問題都是現實中存在又必須解決的問題，正是數學建模教學的最佳素材。如在講授曲率時可穿插“確定磨削零件表面的砂輪直徑”的實例，使學生在學習《數控加工技術》等課程時更得心應手。

4．2強化邏輯思維能力訓練

為了提高學生對數學的學習興趣，發現數學之美，我們設計一些日常生活中的數學問題和邏輯思維題放在每節課的課前。比如黃金分割，千百年來以一種非常神奇的方式廣泛地應用到我們生活中的各個領域，如植物的葉子，我們從某種植物的頂端往下看，如果每層葉子只畫一片來表示。第一層和第二層的相鄰兩葉之間的角度差約為137.5°,若我們想到一周為360°,那么137.5°：（360°-137.5°）=0.618。也就是說，各種植物葉子的生長規律中自然隱藏著黃金數。據植物學家研究，這種葉片角度對通風與采光都是最好的。

5建立科學的考核方式

注重培養學生的應用能力，改革課程考核方式，有針對性的進行教學方法改革。數學課教學不僅要向學生傳授知識，更重要的是要培養學生的應用能力，而要實現這一根本性目標，科學、合理的評價方式是基礎和關鍵。從2010年開始，我們對數學課程的考核進行了改革，改變了過去完全以筆試為考核方式的傳統做法，采取“6：2：2”綜合性的考核方式，即考核由筆試成績+學習態度+問題解決。其中筆試考查學生對基本知識掌握情況，占60%；學習態度包括平時作業、課堂出勤、課堂表現等綜合評定，占20%；問題解決考核學生實際應用和解決問題的能力，占20%。

6效果評價與特色創新

本項教學改革自立項，已經過一年的實施，效果非常顯著對12級數控2班進行小范圍試驗，在第一學期中，前半學期用原有的教學內容和方法，后半學期采用新的教案和方法。結果表明，該班期中平均分為69.92，及格率為87%，期末平均分為76.73，及格率為96%，兩項結果均有提高。據評教調查表統計，三年來學生對數學課程的評優率均在90%以上。再次，學生對數學課程的掌握程度普遍提高，受到后繼課程教師的好評。

【參考文獻】

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作者：陳雪 單位：沈陽航空職業技術學院