一本职教教材与“工业母机”同行的近30年

数控机床被称为现代“工业母机”，是“生产机器的机器”，也是制造业发展的根基。“工业母机”先站上技术制高点，才能带动下游制造水平提升。数控技术是传统机床向数控机床升级的核心支撑，数控机床的编程及使用更是零部件加工工艺落地的关键技术。

而要把这一关键技术教给学生，一本教材要承担怎样的功能？

9月8日，全国教材工作会议在北京召开。《数控加工程序编制及操作（第3版）》获得第二届全国教材建设奖特等奖，该书的主编、无锡职业技术大学（以下简称“无锡职大”）教授顾京研究数控加工技术多年，也在教育教学上探索多年。

“‘十圈回半’是机械行业的一句行话，形容‘拧螺栓’精益求精。”顾京告诉中青报·中青网记者，在数控技术精进发展的背景下，教材改革、课程建设和教育教学实训也需要如此。

《数控加工程序编制及操作》是高职数控技术专业核心课程的配套入门教材。“出版近30年，每一版教材始终坚守培根铸魂、增技强能根本。”顾京说，这本教材的主要特点就是紧贴我国数控机床产业，从跟跑、并跑到迈向自主可控的步伐，内容随技术变革与加工对象、生产场景变化同步升级。

据介绍，第4版教材为本专科通用，已完成编写，将于明年面世，最大的变化是体例重构，以项目式、任务驱动式组织教学，并新增国产数控系统、刀具、工艺软件等内容，还计划出版英文版。

2007年，无锡职业技术大学数控技术教学团队‌入选国家级教学团队，该团队正在探讨机器人与数控机床的系统连接。受访者供图

为“工业母机”填补职教育人“空白”

1994年，全国10所中专院校试办高职专业，其中4所开设数控技术专业，无锡职大（时为江苏省无锡机械制造学校）位列其中。“可以说，这开创了高职数控技术专业。”2006年，无锡职大（时为无锡职业技术学院）的数控技术专业被列为国家示范性高等职业院校重点建设专业；2008年，顾京获得第四届高等学校教学名师奖；2025年6月，学校升格为无锡职业技术大学，数控技术成为首批6个职业本科专业之一。

试办专业之初，教材空缺问题逐渐凸显。“当时，专业是空白、教材更是空白，没有同类参考，没有同行借鉴。”顾京坦言。针对20世纪末数控机床大规模应用、国内适配教材短缺的情况，她带领团队走访200多家装备制造龙头企业，厘清数控人才岗位所需能力，梳理38项典型工作任务，于1997年正式出版高职数控技术领域首部规划教材。

1997年，该校骨干教师王振宇刚参加工作，赶上《数控加工程序编制及操作（第1版）》出版。“我大学读的是机械制造专业，国内高校没有数控技术相关课程，就是靠这本教材学会了数控编程。”王振宇回忆，当时自学数控技术主要靠翻译的国外机床说明书和零散的企业培训材料，“这是国内最早把数控编程技术系统转化为教材内容的出版物之一”。

顾京坚信，专业能否长久发展，核心看有没有持续的社会需求——“中国制造业走向制造强国，数控技术专业跟上产业节拍调整服务，就有发展空间”。“我们的加工对象、生产场景一直在变。”她说。加工对象从普通机械零件，到对接航空航天、配合国产大飞机加工发动机叶片等“高精尖”零件；生产场景从单台机床独立生产的“自动化孤岛”，到柔性生产单元、柔性生产线，再到智能生产线和黑灯工厂。但她强调，专业不变的核心目标，始终是“用先进数控技术，高精度、高效率地加工出合格的机械零部件”，“底层技术逻辑从来没变”。

在王振宇看来，数控编程是描述加工工艺的语言，工艺设计、程序编制是贯穿专业发展始终的技术主干，“‘工艺+编程’的核心主干，从专业创设到教材编写是一致的，甚至未来AI技术进一步发展也不会改变”。

“教材建设从来不是孤立地编一本书，功夫在书外。”顾京强调，专业建设“筑基”、课程建设“凝神”、队伍建设“塑形”，学校三代教学团队接力传承，“三项基础打扎实了，教材质量就是水到渠成的事”。

无锡职大机械工程学院院长、国家“双高”计划数控技术专业群负责人王骏，梳理了课程、教材和专业的关系：“课程是教学的起点，专业落地需要一系列课程，先有课程再有教材。”他认为，这本教材能获得特等奖，主要是有强大的专业作支撑。“我们过去讲‘五金联动’（以金专业、金课程、金教师、金基地、金教材五大要素协同建设——记者注），现在讲‘教学关键要素改革’。教材建设起承上启下的作用，把课程、专业、实训基地、教师团队等要素都盘活了。”

2008年，顾京获得第四届高等学校教学名师奖。受访者供图

始终与产业“同频”，把脉市场真实需求

“每一版教材，都与产业技术同步调整、有所突破。”顾京说。教材的工艺内容与数控机床产业升级并进——“早期机床主轴转速上千转就属于高速，如今上万转的转速在高速铣削加工中心已较为普及”，教材同步更新机床功能讲解、新工艺方法等，让学生学会“如何充分发挥最新机床的性能”。

加工技术方面，从以只能加工零件单个面的三轴机床为主，逐步增加四轴、五轴联动机床加工的内容；加工材料也从普通钢材升级为航空航天领域耐高温、高强度的高级合金难加工材料，教材同步更新刀具选型、参数匹配等工艺内容，补充可适配船舶螺旋桨、航空发动机叶片等空间自由曲面、复杂零件的加工技术。“企业用什么技术、什么设备，我们就教什么。”顾京说。

在编程体系方面，目前制造业的高精度加工场景大部分使用日本发那科、德国西门子的设备。第1版教材以手工编程为主，仅覆盖发那科系统指令；第2版教材开始新增西门子系统编程指令，“覆盖两类主流数控系统，学生掌握两套指令，可适配绝大多数企业设备”。从第2版起，教材还新增了计算机辅助编程（CAM）内容，适配五轴等复杂零件的编程需求。“CAM软件迭代速度快，相关内容可通过线上数字化资源同步更新。”王振宇说。

王振宇补充，工艺模块最核心的更新是刀具相关内容。学校与全球领先刀具企业瓦尔特（无锡）有限公司共建“刀具实验室”，第2版教材已把先进刀具选型、切削参数查阅、工艺方案匹配等内容加入。到了第3版教材，则新增数控机床与工业机器人之间信号交互、M辅助指令联调等，适配智能产线的岗位需求，并逐步补充数字孪生、AI辅助工具等前沿内容。

王振宇长期为本地制造业企业提供技术服务、员工技能培训，许多教师分别对接刀具、工艺、编程等企业，将一线技术难题直接转化为教材案例。“我为企业培训时就用这本教材，能直接解决生产难题。”他曾用教材内容帮一家美国汽车配套企业解决了刀尖圆弧补偿指令的加工难题，也帮一家风电设备企业解决了复合循环指令应用问题，后者加工效率大幅提升。

“教材先后被全国百余所职业院校选用，用于40余家制造业龙头企业的员工转岗、新员工培训，还应用于印尼等中外合作培养项目，累计服务学生超20万人。”顾京补充说。

该校数控技术专业2024级学生梁潇彤，今年参加了第二十届“西门子杯”中国智能制造挑战赛“智能装备设计与数字孪生制造”赛道，用到的工艺、编程知识全部来自教材，最后获得全国总决赛二等奖。教材内容完全能对接赛事和产业要求。

《数控加工程序编制及操作（第3版）》封面 受访者供图

AI时代，机械为何依然不可或缺

当前，AI技术、机器人技术飞速发展，黑灯工厂、无人工厂越来越多，给传统制造业的一线专业技术人员带来不小冲击。先进技术给数控技术专业带来的，是机遇还是挑战？

顾京指出，该教材已从单一的知识技能传授载体，升级为“技术思维养成、实操技能淬炼、职业素养熏陶”的“三位一体”综合育人载体。“很多人觉得数控机床操作简单，农民工培训3天就能上下料、按键启动，但我们培养的学生要能完成程序落地的首件调试。”顾京直言，真实机床有物理受力、刀具磨损、材料形变等实际变量，必须靠专业技术人员现场调试，“哪怕未来智能产线、黑灯工厂进一步普及，单台机床的工艺优化、程序调试还是必须有人做。最后车间里留下来的，就是掌握核心能力的数控技术人员，这个岗位无法被AI简单替代”。

王骏主要负责教材总体框架设计及课程思政板块。围绕数控技术专业“加工利器、精准丝毫”的思政文化，他带领团队构建起“家国情怀”等6个维度、38个案例的课程思政元素库，把大国工匠、自主创新、产业报国等融入教学案例、任务工单、演练方法和误差分析。

王振宇同样认为，AI不会对数控技术专业学生的就业造成冲击，“我们早已把AI工具融入日常教学”。AI目前能替代的是选刀具、查切削参数等重复性基础工作，把加工需求输入AI，就能快速得到可用的方案参考。“但AI跑不通完整的工艺、编程流程。工艺设计除了选参数，还要规划工序顺序、选择刀具路径、平衡加工效率和精度，大量环节需要结合实际工况作权衡决策，AI也编不出直接可以落地生产的成熟数控程序。”

机器人技术方面，王振宇认为，机器人和数控机床是协作关系，而非替代关系。机器人目前只承担工件在不同机床之间的转运、上下料工作，难以介入金属切削核心的工艺、编程、精密调试环节。“换个角度看，数控机床本身就是特殊形态的机器人——数控系统是‘大脑’，主轴、工作台等是执行动作的‘身体’。”

王骏认为，数控机床作为“工业母机”、制造业根基，这一需求始终存在，AI、机器人、数字孪生带来的不是“替代”，而是“赋能”。“机器人替代的是‘手’，我们课程、教材要培养的是‘脑’和‘心’——工艺思维、创新能力和匠心。”

（中青报·中青网记者 李思）