打好數(shù)學(xué)基礎(chǔ)　培養(yǎng)數(shù)控人才

臧衛(wèi)榮

眾所周知，隨著現(xiàn)代技術(shù)的迅猛發(fā)展，數(shù)控技術(shù)在機械制造行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，業(yè)已成為社會的生產(chǎn)支柱，企業(yè)使用數(shù)控設(shè)備的領(lǐng)域也越來越廣，特別是高性能數(shù)控機床的需求有較大幅度的增長。

因此，21世紀(jì)機械制造行業(yè)的競爭主要就體現(xiàn)在數(shù)控技術(shù)能力的競爭方面。這就急需培養(yǎng)一大批既有現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，又有現(xiàn)實生產(chǎn)能力，經(jīng)過職業(yè)技能訓(xùn)練，能夠在工廠第一線或技術(shù)部門從事數(shù)控機床編程與操作、使用與維修及維護等的應(yīng)用型技術(shù)人才。而市場對這種人才的需求恰恰又是中等職業(yè)教育的培養(yǎng)目標(biāo)。為此，近幾年來，浙江省許多中等學(xué)校都相繼開設(shè)了數(shù)控專業(yè)，以滿足與適應(yīng)市場對人才的需求。由于數(shù)控技術(shù)是一門綜合技術(shù)，它是將計算機、自動控制、電氣傳動、精密測量、機械制造和管理信息等技術(shù)融為一體而形成的學(xué)科，是自動化機械系統(tǒng)、機器人柔性制造系統(tǒng)、計算機集成制造系統(tǒng)等高新技術(shù)的基礎(chǔ)，充分體現(xiàn)該學(xué)科的前瞻性和拓展性。因此，數(shù)控專業(yè)緊跟著時代先進技術(shù)的發(fā)展，符合時代發(fā)展要求。

但是，另一方面，由于中等職業(yè)學(xué)校生源質(zhì)量的限制，絕大部分學(xué)生文化基礎(chǔ)知識比較薄弱，而理工類的數(shù)控專業(yè)，大量的專業(yè)課必須以扎實的數(shù)學(xué)知識為基礎(chǔ)。根據(jù)學(xué)校的方針，基礎(chǔ)課必須服務(wù)于專業(yè)課，針對實際的情況，數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課應(yīng)該作重大的調(diào)整。

一、現(xiàn)階段的課程設(shè)置和暴露出的主要問題

課程體系建設(shè)的合理性是實現(xiàn)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的前提條件。因此要制定合理、科學(xué)的課程結(jié)構(gòu)，必須明確本專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)與人才培養(yǎng)規(guī)格，同時還應(yīng)注重綜合素質(zhì)能力的培養(yǎng)和體現(xiàn)理論與實踐并重的原則，力求形成優(yōu)化的課程體系。

數(shù)控專業(yè)培養(yǎng)的目標(biāo)是在德、智、體全面發(fā)展的基礎(chǔ)上，主要培養(yǎng)面向生產(chǎn)第一線，從事數(shù)控技術(shù)加工、數(shù)控一般編程、數(shù)控設(shè)備安裝與調(diào)試和數(shù)控加工技術(shù)管理的應(yīng)用型的機電一體化應(yīng)用人才。培養(yǎng)的人才規(guī)格，應(yīng)具有“專而博”的知識結(jié)構(gòu)。所謂“專”指的是該專業(yè)培養(yǎng)的學(xué)生必須具有數(shù)控專業(yè)方面的技能或特長，諸如數(shù)控編程、數(shù)控機床維修、數(shù)控機床維護等方面的能手；而所謂“博”要求學(xué)生必須具有良好的思想職業(yè)道德素質(zhì)，外語、計算機、人文與科學(xué)知識等素質(zhì)，從而充分體現(xiàn)受教育者的個性能力與全面素質(zhì)。

基于以上的認(rèn)識，本著服務(wù)于專業(yè)課的思想，重新安排教學(xué)，本校數(shù)控專業(yè)的課程體系建構(gòu)分為四大類：公共課、專業(yè)基礎(chǔ)課(含實踐課)、專業(yè)課(含實踐課)，選修課。在第一學(xué)期以公共課為基礎(chǔ)，語文、數(shù)學(xué)、外語、政治、體育健康等基礎(chǔ)課為重點，數(shù)學(xué)周課時為四節(jié)。目的是為提高學(xué)生的社會綜合素質(zhì)能力而服務(wù)，為下學(xué)期的專業(yè)課準(zhǔn)備。

第二個學(xué)期到第三個學(xué)期為專業(yè)基礎(chǔ)課，這是數(shù)控專業(yè)課程體系的一個主體，其功能主要是為專業(yè)課服務(wù)。使得學(xué)生不僅具有機電專業(yè)的基礎(chǔ)知識，而且還學(xué)會計算機在機械（或電氣）設(shè)計制造領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，有效地拓寬專業(yè)口徑和專業(yè)基礎(chǔ)，同時有利于加強課群內(nèi)各門課程在內(nèi)容上的銜接，主要的科目有理論力學(xué)、材料力學(xué)課程，機械原理、工程制圖課程等。這些課程是為整個專業(yè)的機械設(shè)計方面作好輔墊，也有利于以后課程體系的進一步整合、優(yōu)化和改革。機電傳動控制，突出了＂機電結(jié)合，電為機用＂的特點，再如將工程測試與計算機信息處理整合成工程測試與信息處理代替測試技術(shù)課程，能增加測試技術(shù)與信息獲取、傳輸、存貯處理及應(yīng)用有關(guān)的內(nèi)容，體現(xiàn)出應(yīng)用性特點，能反映科學(xué)技術(shù)的突飛猛進和社會的不斷進步。它既體現(xiàn)出“以創(chuàng)新設(shè)計為核心，以機械技術(shù)與信息技術(shù)結(jié)合為龍頭，以計算機輔助技術(shù)為主線，拓寬基礎(chǔ)，強化實踐”的總體思想，也體現(xiàn)出課程體系建設(shè)的有機性與相互性、靈活性與可變性的特點。

專業(yè)課放在第三學(xué)期以及第四個學(xué)期，這部分的課程應(yīng)有必要的理論為基礎(chǔ)，但又不苛求理論的完整性和系統(tǒng)性，而是突出知識的技術(shù)應(yīng)用性，以培養(yǎng)動手、實踐能力為目的。主要課程為數(shù)控加工技術(shù)、機床維護與調(diào)試、數(shù)控編程與操作、數(shù)控機床拆裝與測繪、數(shù)控機床設(shè)計等。

而現(xiàn)階段本校中專班級沿用的教材是中職版數(shù)學(xué)教材，分十章，依次為：第一學(xué)期，集合、不等式、數(shù)列、函數(shù)、三角函數(shù)、平面向量六個章節(jié)；第二學(xué)期，立體幾何、解析幾何、解三角形、概率與數(shù)理統(tǒng)計五個章節(jié)。可是，現(xiàn)階段的理論課和數(shù)學(xué)基礎(chǔ)脫節(jié)現(xiàn)象是十分嚴(yán)重的，例如，在第一學(xué)期所開的理論力學(xué)中，靜力、運動、動力學(xué)章節(jié)，力的圖示問題中，向量代數(shù)作為研究力學(xué)的基本工具，而平面向量這一數(shù)學(xué)內(nèi)容則出現(xiàn)在第一學(xué)期下，以致于學(xué)生對于涉及向量的概念，諸如平面向量(力)的四則運算、平面向量(力)的合成這些概念的理解有非常大的難度，專業(yè)課老師不得不充當(dāng)數(shù)學(xué)老師，從向量的基本概念講起，浪費了大量時間，而當(dāng)數(shù)學(xué)老師在本學(xué)期下講到向量時，又作了一次重復(fù)工作。

而材料力學(xué)課程中，桿件變形、軸向拉伸和壓縮、內(nèi)力、截面法軸力、軸力拉壓桿應(yīng)力和軸向拉伸或壓縮時的變形等內(nèi)容要用到簡單的微積分，而微積分這一高等數(shù)學(xué)內(nèi)容在現(xiàn)在的中學(xué)教材中已被刪除。導(dǎo)致這一部分專業(yè)課內(nèi)容無法正常講授。

在機械制圖或工程制圖課程中，學(xué)生缺乏立體幾何及平面解析幾何的知識，此部分?jǐn)?shù)學(xué)內(nèi)容在一年級下講授，導(dǎo)致專業(yè)課學(xué)習(xí)的困難。

比如圖3是汽車減速箱的立體模型，其結(jié)構(gòu)相當(dāng)復(fù)雜，學(xué)生需具備相當(dāng)?shù)目臻g立體觀念和空間想象能力。

二、數(shù)學(xué)模式的革新

教學(xué)模式是保證專業(yè)教學(xué)工作質(zhì)量的重要內(nèi)容。數(shù)控專業(yè)是一門工程實踐很強的學(xué)科，而作為基礎(chǔ)課講授者之一的數(shù)學(xué)教師在課堂教學(xué)中，如果還是依靠以前的“一支粉筆，一個黑板”的教學(xué)手段，一方面由于課程時間的限制浪費教學(xué)時間；另一方面鑒于目前中等職業(yè)教育學(xué)校的學(xué)生生源的素質(zhì)，僅用一個平面的圖形來講授工程的問題，使抽象的問題無法形象化，也無法達(dá)到良好的教學(xué)效果。今天，隨著計算機、多媒體和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，數(shù)控專業(yè)的課堂教學(xué)應(yīng)進入數(shù)字化時代，可以購買相應(yīng)的多媒體教學(xué)光盤或教師自己制作多媒體課件來授課，以到達(dá)良好的教學(xué)效果。

另外，根據(jù)其專業(yè)的特點，構(gòu)建“實踐——針對實踐的理論學(xué)習(xí)——再實踐”的教學(xué)方法，做到早實踐、多實踐、實踐教學(xué)不斷線。

同時，在教學(xué)內(nèi)容上，可根據(jù)學(xué)生知識能力結(jié)構(gòu)的不同要求，把教學(xué)內(nèi)容分成若干個模塊，有機床拆裝與測繪、數(shù)控機床操作、數(shù)控機床編程、數(shù)控機床維修等，按照“實際、實用、實踐”的原則組織教學(xué)；而理論教學(xué)則以“必須，夠用”為度，少一點公式推導(dǎo)，多一點應(yīng)用實踐，刪繁就簡，確保重點，突出針對性和應(yīng)用性。在教學(xué)中要充分與實踐相結(jié)合，采用精講多練、邊講邊練、講練結(jié)合的形式，分模塊進行討論式學(xué)習(xí)，每個模塊學(xué)習(xí)結(jié)束后，都必須要拿出具體的學(xué)習(xí)成果，作為專業(yè)最后的考核或鑒定的考核指標(biāo)。只有對學(xué)生按模塊進行技能考核，才能體現(xiàn)學(xué)生的“專項”技能培養(yǎng)，同時也培養(yǎng)了學(xué)生的工程能力、實踐能力、職業(yè)能力、創(chuàng)新意識、創(chuàng)造能力和創(chuàng)業(yè)精神。

從表1可以看到，數(shù)控專業(yè)的多門專業(yè)課用到了邏輯、精度分析和微積分這些高數(shù)的內(nèi)容。在上世紀(jì)，由于生源質(zhì)量的保證，高等數(shù)學(xué)和初等數(shù)學(xué)一直是機電類專業(yè)學(xué)生的必修課，正是因為扎實的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，使得學(xué)生在學(xué)習(xí)專業(yè)課時得心應(yīng)手。而現(xiàn)在，客觀上并不具備當(dāng)時的條件，以至于在課堂上出現(xiàn)學(xué)生不僅不知道連加、連乘符號，對希臘字母也一無所知的局面。正是基于此，對于這些部分的內(nèi)容還是應(yīng)該重新補上，不強求理論，應(yīng)該著眼于運用，活學(xué)更要活用。

三、對數(shù)學(xué)教師的要求

雙師型”的師資隊伍建設(shè), 人才資源是第一資源，教師是課程建設(shè)與組織教學(xué)實施的主體，其素質(zhì)高低直接影響課堂教學(xué)目標(biāo)的實現(xiàn)。而數(shù)控專業(yè)又是一門工程實踐性強的學(xué)科，對從事數(shù)控專業(yè)基礎(chǔ)課教學(xué)工作的數(shù)學(xué)教師而言，應(yīng)既是知識的傳播者，也是實踐的示范者，需要一專多能，不光是數(shù)學(xué)上的行家，也應(yīng)該略懂機械的基本知識。

綜上所述，作為數(shù)控專業(yè)的基礎(chǔ)學(xué)科是具有合理的課程體系、先進科學(xué)的教學(xué)手段、正確合理的教學(xué)方法、完善多能的師資力量，將直接影響到本專業(yè)的建設(shè)。

（作者單位：浙江信息工程學(xué)校）