數(shù)控技術(shù)專業(yè)課程改革研究

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【摘要】高等職業(yè)教育的培養(yǎng)模式必須以“職業(yè)”為基礎(chǔ)，以“能力”為本位，培養(yǎng)目標必須根據(jù)不同的職業(yè)崗位的具體要求來確定。本立項結(jié)合數(shù)控技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)需求，以培養(yǎng)數(shù)控技術(shù)應(yīng)用能力為主線，以“應(yīng)用”為主旨設(shè)置課程，構(gòu)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(guān)鍵詞】專業(yè)需求；實用性；課程改革；探索

現(xiàn)階段高職教育體系中，高等數(shù)學是一門重要的基礎(chǔ)課。國內(nèi)在高職高等數(shù)學教學改革的趨勢上，提出了完全融入專業(yè)教學的思想。將傳統(tǒng)意義上高等數(shù)學教育的文化性、基礎(chǔ)性、工具性的教育方針，改革為適應(yīng)職業(yè)教育的特點，因需施教，理論上適度，專業(yè)上夠用；基于工作過程，不追求大而全，突出數(shù)學工具性、方法性的特征。作為我院重點建設(shè)專業(yè)之一的機械工程系在不斷發(fā)展的同時，對于專業(yè)基礎(chǔ)課的需求也在不斷更新。而如果高等數(shù)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(yè)發(fā)展需要。為此我們著力探索如何充分發(fā)揮高職數(shù)學教學的科學價值和人文價值，不斷適應(yīng)專業(yè)課發(fā)展需求，實現(xiàn)傳授數(shù)學知識與提升數(shù)學素養(yǎng)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(shù)控技術(shù)專業(yè)學生數(shù)學學習情況的調(diào)查，包括入學新生數(shù)學基礎(chǔ)知識的調(diào)查，正在學習數(shù)學的學生、畢業(yè)班學生數(shù)學知識狀況的調(diào)查，并對這三類調(diào)查的結(jié)果進行具體分析。隨著高職院校招生規(guī)模的不斷增加，生源質(zhì)量也在逐年下降，新生的數(shù)學基礎(chǔ)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(shù)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(shù)學的實用性

為提高學生“用數(shù)學”的能力，在教學內(nèi)容中嘗試增加簡單的數(shù)學建模、數(shù)學實驗等實踐性教學環(huán)節(jié)。期間為確保提高學生的積極性，引導學生主動學習“用數(shù)學”，在教學內(nèi)容安排上，我們以“案例”教學為主，選題盡量緊貼現(xiàn)實生產(chǎn)和生活，使學生從中不斷地感受數(shù)學在現(xiàn)實中的應(yīng)用。同時，還引入了數(shù)學建模的初步思想，精選了近幾年來全國大學生數(shù)學建模競賽中的典型例題，使學生了解當代數(shù)學建模的發(fā)展和它在社會生產(chǎn)建設(shè)中的作用。針對教學現(xiàn)狀中存在的問題，進行了影響教學質(zhì)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(jù)數(shù)控專業(yè)需求更新教學內(nèi)容

隨著制造業(yè)技術(shù)的發(fā)展及工業(yè)生產(chǎn)與民用需求的不斷增加，數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用已越來越受到制造業(yè)的青睞，如航天、汽車、家用電器等行業(yè)。我們結(jié)合近幾年的數(shù)控教學實踐，對數(shù)控技術(shù)中應(yīng)用到的一些典型數(shù)學知識做了深入的探究。

3.1數(shù)控技術(shù)中“坐標系”的應(yīng)用

數(shù)學中的坐標系為數(shù)控編程指明了方向，建立編程坐標系，將會為數(shù)控編程加工帶來極大的方便。工件在數(shù)控機床上的加工，是通過刀具與工件的相對運動來實現(xiàn)的，機床的運作由數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出的指令來控制，為了定量地描述數(shù)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(jù)ISO841標準，數(shù)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(shè)計基準相統(tǒng)一的原則，從圖中可以看出，徑向的設(shè)計基準為軸心線，軸向的設(shè)計基準為右端面，因此應(yīng)選擇XOZ為編程的坐標系。

3．2數(shù)控技術(shù)中“三角函數(shù)”的應(yīng)用

三角函數(shù)在數(shù)學中屬于初等函數(shù)。在數(shù)控中運用到的三角函數(shù)一般比較簡單，但對于有些數(shù)學基礎(chǔ)較差的學生來說成了攔路虎，因此正確引導學生運用數(shù)學知識解決數(shù)控問題，會讓一些原先感覺學習數(shù)學無用的同學認識到數(shù)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(chuàng)立，極大地推動了數(shù)學的發(fā)展，過去很多初等數(shù)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(yīng)用聯(lián)系著發(fā)展起來的，最初牛頓應(yīng)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(shù)學的發(fā)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(jīng)濟學等自然科學、社會科學及應(yīng)用科學各個分支的發(fā)展，并在這些學科中有越來越廣泛的應(yīng)用。

4結(jié)合學生需要更新教學方法

探索新的高職數(shù)學教學方法，加強現(xiàn)代教育技術(shù)在高職數(shù)學教學中的應(yīng)用。各種媒體的數(shù)學教學資源，如何整合、銜接現(xiàn)代教育教學技術(shù)，如何才能跟得上計算機信息技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)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(yè)案例入手，把理論和實訓中遇到的數(shù)學問題引入教案，我們發(fā)現(xiàn)數(shù)控專業(yè)在實操中應(yīng)用最多的是三角函數(shù)，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(shù)。因此我們做了大膽的改變，把三角函數(shù)重又增補進教案里，再把它與高數(shù)結(jié)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?qū)W生介紹在本專業(yè)有實用價值的數(shù)學模型。一些專業(yè)教材中，如《機械制造基礎(chǔ)》的問題都是現(xiàn)實中存在又必須解決的問題，正是數(shù)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(shù)控加工技術(shù)》等課程時更得心應(yīng)手。

4．2強化邏輯思維能力訓練

為了提高學生對數(shù)學的學習興趣，發(fā)現(xiàn)數(shù)學之美，我們設(shè)計一些日常生活中的數(shù)學問題和邏輯思維題放在每節(jié)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(yīng)用到我們生活中的各個領(lǐng)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(guī)律中自然隱藏著黃金數(shù)。據(jù)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(yǎng)學生的應(yīng)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(shù)學課教學不僅要向?qū)W生傳授知識，更重要的是要培養(yǎng)學生的應(yīng)用能力，而要實現(xiàn)這一根本性目標，科學、合理的評價方式是基礎(chǔ)和關(guān)鍵。從2010年開始，我們對數(shù)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(tǒng)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(tài)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(tài)度包括平時作業(yè)、課堂出勤、課堂表現(xiàn)等綜合評定，占20%；問題解決考核學生實際應(yīng)用和解決問題的能力，占20%。

6效果評價與特色創(chuàng)新

本項教學改革自立項，已經(jīng)過一年的實施，效果非常顯著對12級數(shù)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(nèi)容和方法，后半學期采用新的教案和方法。結(jié)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(jié)果均有提高。據(jù)評教調(diào)查表統(tǒng)計，三年來學生對數(shù)學課程的評優(yōu)率均在90%以上。再次，學生對數(shù)學課程的掌握程度普遍提高，受到后繼課程教師的好評。

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作者：陳雪 單位：沈陽航空職業(yè)技術(shù)學院