1. 引言
OBE教育理念是坚持一个中心——学生为中心，秉持一个导向——成果导向，倡导一个改进——持续改进，追求一个结果——学生获得了什么。“双一流”是指一流课程和一流专业，一流专业的根基是一流课程。所以，只有高质量的一流课程才能支撑起高水平的一流专业[1] [2]。数控技术是普通应用型高校机械自动化专业的一门必学专业课，课程教学质量的提高有助于学生分析理解、构思解决途径、实现解决方案及综合评价能力的培养，国人大工匠精神和团队协作精神的培养，企业7S管理习惯的养成，以及学生的爱国之心的激发。该课程建设思路的基本框架，如图1所示。
Figure 1. Diagram of course construction
图1. 课程建设思路基本框架
2. 课程目标
安徽科技学院(以下称我校)的办学定位是应用型高水平大学，为社会培养高素质应用型人才。数控技术是我校机械自动化专业的一门重要专业核心课程，按照OBE的教学理念和依据专业认证中的毕业要求，本课程的教学应达到的目标如下：
1) 理解数控加工工艺、数控编程基础知识等内容，能够熟练地运用数控编程方面的专业知识，对零件的加工工艺、方案进行分析与比较，制定合理的工艺方案，培养学生独立编写中等复杂零件数控加工程序的能力。
2) 理解计算机数字控制、数控装置、伺服系统等组成、工作原理及应用，能够合理地运用数字控制的基本原理和方法，分析机械工程领域中数字控制问题的影响因素，并能从中获得数字控制方案的结论。
3) 掌握数控机床的机械结构的组成、基本运动原理及设计方法，能够根据数控设备的设计需求，优化改进其机械结构方案，并体现一定的创新意识。
3. 课程的建设与实施情况
3.1. 课程建设发展历程
安徽科技学院机械自动化专业为安徽省品牌(特色)专业和安徽省一流本科专业建设点，拥有安徽省级示范实训中心和安徽省级开放中心，2022年纳入安徽省一本专业招生。自从2006年起，它是机械设自动化专业的一门专业课，至今，该课程发展变化如图2所示。
Figure 2. Diagram of course development
图2. 课程发展历程框图
从图2发展历程可知：
1) 授课内容不断整合、配套实验设备不断完善。
2) 教学方法不断优化。课堂教学凝练出了工程案例式和教学做一体化教学法。
3) 师资队伍不断壮大。博士学位教师2名，硕士学位教师2人，学士学位1人。
4) 课程相关的教研课题研究不断提升。
3.2. 课程教学探索的重点问题
1) “一主一辅”相结合教学的尝试与改进，结合专业认证目标要求，精准地凝练课程目标，尝试“项目式 + 研讨式 + 探究式 + 互动式 + 合作式”教学方法，配合多媒体视频、动画、典型实物、模型、数控加工仿真系统以及网络化教学平台等多种教学手段，实现以线下为主，线上为辅即“一主一辅”相结合的教学手段协调应用，激发学生的学习兴致，提高学生的参与度。
2) 更多地引入企业的实际案例，结合学院专业发展特色，优选智能农业装备方面的典型零部件制造工艺及加工案例。同时，结合机械制造创客实验室，将工训中心数控实训区对学生开放，鼓励学生参与中等复杂零件的数控编程及加工的训练，实现知识载体转换为学生能力的提高。
3) 教学评价体系多元化和具体化。结合专业认证要求，合理确定评价环节和评价内容，注重过程性评价的合理性。
4) 课堂教学中适时地引入课程思政环节。
3.3. 课程资源建设情况
本课程已经建设的资源包括以下几个方面：
1) 校级重点课程建设：完善了课程大纲和多媒体课件、教案等。
2) 校级课程标准研制：以课程大纲的形式规定了课程的教学内容，具体包括课程的性质、课程的目标、课程的内容、课程的考核方式以及教材与参考资料的选用等。该大纲经过2015年、2017年和2019年三次修订，逐步与工程教育专业认证接轨。
3) 校级数控加工虚拟仿真实验教学项目研究：利用安徽科技学院工程训练中心的数控机床，借助上海盾联信息技术有限公司的技术支持，拟定两个子课题作为2021届毕业论文题目，分别为数控车床样机虚拟现实三维交互模型开发和数控铣床样机虚拟现实三维交互模型开发，要求学生首先通过选择一种典型数控车床作为模型，确定机床各个部分尺寸；其次构建数控车床的三维模型；最后导入虚拟现实内容创作软件系统，实现数控车床的虚拟现实的交互。通过产教联合，以解决真实任务为背景，以职场为学习环境，以团队合作为学习形式，展开项目式实践。
4) 线上辅助教学平台：在学习通平台上，上传了与课程教学有关的学习资料，学生随时随地都可提前学习，互动交流，提交作业，答疑辅导等，辅助线下教学，后期逐步打造智慧移动课堂。
3.4. 课程教学内容及组织实施
仅扣课程目标，采用“一主一辅”相结合的教学方式，“一辅”是学生利用课堂外时间进行线上学习，教师线上答疑，课前已完成。“一主”是线下课堂教学，基于项目驱动，采取“案例启发探究式 + 主动参与式”的教学策略，以激发学生主动去思考，对项目所涉及到专业问题进行分析，从而激发学生对课堂新知识点的渴望，体现“教学为导，学生为主”的教学原则；同时，借助工训中心机械制造创客实验室和数控仿真系统，在实际的场景下进行问题分析、建模，方案的选择、实现等[3]。并结合专业认证的要求，在教学过程中，不断完善教学内容和教学方法方式，其教学体系的框图如图3所示。
Figure 3. Diagram of numerical control technology course teaching system
图3. 数控技术课程教学体系框图
3.5. 课程成绩评定方式
课程考核主要由三个部分构成：过程性考核、项目实验和期末考试，详情见表1所示。
Table 1. Assessment method and result ratio
表1. 考核方式及成绩比例
课程目标 考核方式 |
过程性考核(20%) |
实验(20%) |
期末考核(60%) |
课程目标分值 |
作业(10%) |
线上测(10%) |
实验1 (8%) |
实验2 (6%) |
实验3 (6%) |
课程目标1 |
4 |
4 |
8 |
6 |
0 |
36 |
44 |
课程目标2 |
5 |
5 |
0 |
0 |
6 |
50 |
46 |
课程目标3 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
14 |
10 |
合计 |
10 |
10 |
8 |
6 |
6 |
60 |
100 |
3.6. 课程评价改革成效情况
课程教学评价采用课程目标达成度评价与学生评教两种方式进行。通过改革，使学生对于数控编程和数控原理，有了更直观的理解，学生能够根据工程实际，结合专业所学，把本门课程知识灵活运用到后续的实训、毕业设计等，取得了较好的效果，得到了学生一致好评。
现以2020级93位学生为例来分析课程达成度情况，如图4所示(此级大纲有三个教学目标)，图4(a)~(c)显示：达成情况最好的是课程目标1，达成情况最差的是课程目标3；从图4(d)可以看出：本课程达成情况呈现改进提高趋势。其中，课程目标3的达成情况相对较低，说明学生对数控编程和数控原理方面知识掌握较好，对数控机床机械本体方面理解不够透，特别是在机械结构优化改进方面的能力不足，后续教学中应当加大力度改进，即教学→考核→达成分析→反思→教学……形成一个持续改进的闭环控制。
Figure 4. Analysis of the achievement of curriculum goals for 2020 students
图4. 2020级学生的课程目标达成情况分析
4. 课程特色与创新
4.1. 理论教学内容的择优化
梳理授课内容，在授课中能体现知识传递的叠加性与能力培养的递进性差别，做到课堂授课内容与学生内容有效衔接且比例适当；授课形式多样，如增加前沿专题讲座，邀请企业专家作报告；优化授课思路，如引入工程应用方面的典型案例来丰富课堂理论教学[4]，借助数控加工仿真系统，完成一个具体零件从加工工艺处理、数学处理、程序编写、输入、仿真加工、再到工训中心机械制造创客实验室，进行实物制作。如图5所示是某学生编写好程序，利用斯沃数控加工仿真系统进行仿真加出的零件图，在这个过程，学生可以发现程序编写过程的一些问题，如工艺处理是否合理、数学处理是否正确等，仿真到满足零件的加工要求，变枯燥为有趣。
Figure 5. Numerical control machining program and numerical simulation diagram of parts
图5. 零件的数控加工程序和数仿真图
4.2. 教学方法的多样化
探索了“以学生为中心”的“案列驱动→教师面授或专家讲座→师生互论→教师总结→教学反思”的教学方法，真正地做到：学生渴学，老师酷教！
4.3. 实验教学内容的综合化
Figure 6. The actual picture of the experiment process
图6. 实验过程实拍图
Figure 7. The evaluation of the school supervisor
图7. 校督导的评价
优化了实验教学内容、教学要求及实验类型，实验教学体系的多层性逐渐形成，实验教学安排紧跟理论教学进度。课程组教师通过认真进行综合型实验论证，结合现有的数控实验装备，设计了“数控机床的基本操作加工实验”、“数控机床综合故障设置与诊断、排除实验”、“CNC控制电路的设计实验”等多个综合性实验，每个实验都需要综合多个知识点才能完成，体现能力的综合性。通过综合型实验，学生对于数控机床的组成、加工、控制及维护有了更全面的认知，熟练掌握了数控机床的加工、控制原理及维护方法。校督导随机深入实验课现场听课，实拍学生学习状态如图6所示和对此次实验的评价如图7所示。
4.4. 教学评价体系的完备化
教学评价方式由以“基于单纯知识点的教学评价方式”为主转向以“基于面向产出的教学评价体系”为主，评价的依据已由“考知识”转向“靠能力”，评价的内容和形式能充分体现学生基于知识分析问题、解决问题的能力，结合过程性评价与终结性评价，重点放在能力评价上，而非单纯的知识点记忆。同时，对课程达成情况进行分析，及时找出教学中短板，并对短板开展持续改进，同时，对上一轮的评价的改进情况进行追踪分析，从而满足“一心、一向、一进”的OBE教育理念。
4.5. 课程思政的随堂见
在课程教学过程中的每个细节，融入对学生的价值观引领，让学生意识到机床数控技术在现代制造业中的作用、在一个国家发展中的地位，从而激发起爱国情怀以及责任和担当意识[5]。
总之，从图4(d)中2018级、2019级和2020级课程目标达成情况可以看出：本课程三大课程目标达成情况呈现改进提高趋势。由此可见，“四化一见”课程教学模式，充分地体现了“教学为导，学生为主”的教学原则，提升了教师的课堂教学水平和实践教学水平，提高了学生的工程应用能力和创新水平。同时，还对学生的价值观起到了引领作用。
5. 改革的方向与措施
5.1. 优化教学内容
分析数控技术方面人才社会动态需要，基于专业认证标准，依据我校的机械自动化专业培养目标，精准地确立本课程支撑点，进一步完善本课程教学大纲，适时地引入当前工程应用中的典型案例，从而优化课程教学内容，更准确地凝练出课堂教学的侧重点和疑难点。
5.2. 改进教学模式
在原有的教学模式基础上，针对不同章节内容，增加与之相适应的案例式和项目式教学，尝试“问题–解决”的教学模式，引导学生探究数控加工中所蕴藏的科学问题，在解决问题过程中，激发工程志趣；在讨论问题过程中，提升有效沟通能力，养成批判性思维能力；在归纳总结问题过程中，形成数据分析与知识创新能力。必要时采取分组方式，进行翻转课堂，以激发学生自主学习的动机和展示自我专业知识的风采。
5.3. 丰富课外学习
利用产学研合作的教育平台，引导学生借助各自的电脑、本校工训中心的机械制造创客实验室、数控实训区和数控虚拟仿真中心的教学资源，探索真刀真枪的项目式学习模式，进行真品真做，在做中思考，在思考中做，实现由知识积累到自主创新意识的形成的质变，有助于他们综合能力的培养。
5.4. 加强课程资源建设
1) 建立案例库：搜集数控加工编程在工程中的应用案例，探索基于项目式的学习模式，使学生能真正地学以致用。
2) 建立作业、试卷库和学习讨论区：供学生在线学习后的知识点巩固和测试，保证课程的挑战度，保证评价的公平性与教学质量，供其他学生在理论学习和实验项目中的参考和借鉴。
5.5. 强化课堂思政引领
不忘初心，牢记使命，课堂上鼓励学生努力学好数控技术原理知识，注重数控机床的安全操作，把爱国主义、工匠精神、团队协作精神、企业7S管理习惯等思政元素融入到相关内容的教学中，培养学生在提高数控机床的精度和速度方面发挥各自能动性的同时，有针对性地提高学生的思想政治素质，为国家制造业的发展贡献自己一份力量。本课程可以挖掘的思政案例，如图8所示。
Figure 8. Mining and analysis of ideological and political elements
图8. 思政元素的挖掘与分析
经过近十多年的教学实践，数控技术课程在机械自动化专业学生中深受欢迎，出现了随年逐增的建设成效。基于机床数控技术的发展趋势，以省一流课程建设目标为导向，从教学内容、教学模式、考核环节、课程组队伍、学生课外学习新模式、课程思政等多方面出发，齐抓共建并持续不断改进，向国家级一流课程进军！
基金项目
安徽省一流课程建设项目(2022xxkc023)、安徽科技学院一流课程建设项目(Xj2021033)和安徽科技学院教育教学重点研究项目(Xj2022170)。