高職數(shù)控技術(shù)專業(yè)實踐教學(xué)的創(chuàng)新與實踐

◎ 肖軍民 趙長明 周 敏

當(dāng)前我國正處在產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的時期，用高新技術(shù)替代傳統(tǒng)的工藝已成為必然。機械制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級也正成為行業(yè)內(nèi)的共識，更多的制造類企業(yè)也不斷依據(jù)市場的需求不斷更新企業(yè)的設(shè)備，越來越多的企業(yè)擁有了越來越多的數(shù)控加工設(shè)備。隨著全球制造業(yè)轉(zhuǎn)移，我國已逐漸成了世界數(shù)控機床主要生產(chǎn)基地和數(shù)控設(shè)備應(yīng)用廣泛的國家。根據(jù)相關(guān)的預(yù)測數(shù)據(jù)，我國每年新增數(shù)控設(shè)備超過100萬臺套，社會上需要大量的數(shù)控技術(shù)人才。而數(shù)控技術(shù)在傳統(tǒng)的機械制造領(lǐng)域內(nèi)屬于高新技術(shù)，因此該技術(shù)對應(yīng)的數(shù)控設(shè)備操作、數(shù)控編程和數(shù)控設(shè)備維修等工作崗位對勞動者的綜合素質(zhì)與專業(yè)技能提出了更高的要求。數(shù)控技術(shù)對應(yīng)的這些典型崗位都是高技能操作型工作崗位，為了能夠更好地滿足各類企業(yè)對數(shù)控人才的需求，各職業(yè)技術(shù)學(xué)校和高職學(xué)院逐漸意識到數(shù)控技術(shù)人才實踐能力培養(yǎng)的重要性。

一、實踐教學(xué)現(xiàn)有問題分析

1.數(shù)控設(shè)備投入不足

數(shù)控加工設(shè)備相對于傳統(tǒng)的機械加工設(shè)備價格無疑是貴了許多，普通的車床、銑床價格都在2-3萬元左右，而市場上最低端的數(shù)控車床和數(shù)控銑床價格都比普通的機械加工設(shè)備要高出許多，一臺教學(xué)型的數(shù)控銑床設(shè)備在十幾萬元左右，而一臺可以加工企業(yè)真實零件的數(shù)控銑床價格都在二三十萬元。一個數(shù)控技術(shù)專業(yè)為了正常開展教學(xué)，一般都需要購買幾十臺數(shù)控設(shè)備，再加上其它相關(guān)設(shè)備和附件的購買，往往需要大量的資金投入。高職院校近年來不斷擴(kuò)大辦學(xué)規(guī)模，而相應(yīng)地經(jīng)費投入往往跟不上，國內(nèi)許多高職院校的數(shù)控專業(yè)實踐教學(xué)基地滿足不了教學(xué)需要，相關(guān)設(shè)備投入不足。高職學(xué)院數(shù)控專業(yè)設(shè)備投入不足通常表現(xiàn)在以下三方面：（1）數(shù)控設(shè)備數(shù)量少，經(jīng)常不能滿足專業(yè)學(xué)生的實訓(xùn)需要；（2）數(shù)控設(shè)備規(guī)格型號單一、設(shè)備老化嚴(yán)重，難以滿足學(xué)生對數(shù)控新技術(shù)和新工藝的學(xué)習(xí)需求；（3）四軸、五軸聯(lián)動的高端數(shù)控機床和車銑復(fù)合的精密機床由于價格昂貴，國內(nèi)多數(shù)職業(yè)學(xué)院都很少或沒有購買，嚴(yán)重制約高職學(xué)院學(xué)生掌握專業(yè)最新及最尖端的操作技能。

2.學(xué)生個體的實訓(xùn)時間不能保證

在高職教育實踐教學(xué)方面，通常將實踐教學(xué)界定為在一定的工作場所，學(xué)生使用儀器、設(shè)備及工具等進(jìn)行的專業(yè)技能訓(xùn)練活動。實踐教學(xué)在整體教學(xué)計劃中能得到充分體現(xiàn)，目前許多高職學(xué)院基本能按理論教學(xué)與實踐教學(xué)1∶1的比例進(jìn)行，即實踐教學(xué)時間都能達(dá)到整個教學(xué)計劃時間的50%左右。從教學(xué)計劃上可以看出各高職院校對實踐教學(xué)的重視程度，似乎每個學(xué)生實訓(xùn)的時間也能夠因為這種教學(xué)計劃的明文規(guī)定而得到足夠的保證。但是實際情況并沒有人們想像的那么好，甚至對于多數(shù)高職院校數(shù)控專業(yè)的學(xué)生而言實際情況會更糟糕，學(xué)生可能會在實訓(xùn)現(xiàn)場經(jīng)常抱怨自己在4節(jié)至6節(jié)的實訓(xùn)課中沒有操作到數(shù)控設(shè)備。原因在于對于數(shù)控專業(yè)某門實踐課程來說，它一次實踐課程通常要求學(xué)生在一個實訓(xùn)室操作一類數(shù)控設(shè)備，比如數(shù)控銑床、數(shù)控車床或線切割機等，而國內(nèi)目前絕大多數(shù)職業(yè)學(xué)校由于經(jīng)費等原因都只能配備幾臺或十幾臺的同類數(shù)控設(shè)備，但是現(xiàn)在一個班級的學(xué)生通常都在40-50個學(xué)生左右，一次課下來真正能操作到數(shù)控設(shè)備的學(xué)生還不到一半，部分學(xué)校可能還不到三分之一。對于班級學(xué)生整體來說，按照專業(yè)的整體課程教學(xué)計劃，三年下來實踐的教學(xué)時間確實能達(dá)到50%以上?？梢?，對于每個學(xué)生個體而言，其實真實的實踐時間（操作數(shù)控設(shè)備的時間）遠(yuǎn)沒有達(dá)到整個學(xué)習(xí)時間的50%，而可能只有25%或者更少。

3.實踐教學(xué)內(nèi)容與企業(yè)實際脫節(jié)

多數(shù)職業(yè)學(xué)校數(shù)控專業(yè)的實踐教學(xué)內(nèi)容缺乏創(chuàng)新，且與企業(yè)實際零件的生產(chǎn)有很大差距。在數(shù)控專業(yè)的實踐教學(xué)中，學(xué)生所加工的零件都是由指導(dǎo)教師設(shè)計的簡單零部件，其零件的材質(zhì)、零件的生產(chǎn)路線、零件的數(shù)控加工工藝和數(shù)控編程與實際生產(chǎn)都不相符。工廠生產(chǎn)加工的零件都不是孤立的產(chǎn)品，而都是配套使用的，零件加工有許多的技術(shù)要求，比如配合部位的尺寸公差要求、重要表面的粗糙度要求和形位公差要求等。目前，多數(shù)職業(yè)學(xué)校由于實踐教學(xué)的內(nèi)容和項目多是由教師自己設(shè)計的或是某些理論書籍上提供的一些項目，往往只重視數(shù)控零件的加工形狀是否達(dá)到要求而忽視零件其它技術(shù)要求的考核，忽視加工的零件尺寸是否合格、表面粗糙度是否達(dá)標(biāo)等。

二、實踐教學(xué)的創(chuàng)新與實踐

1.開放式校內(nèi)實踐基地建設(shè)

實訓(xùn)設(shè)備的投入對于一個工科專業(yè)來說是非常重要的。專業(yè)學(xué)生的實踐教學(xué)活動大多數(shù)都是利用相關(guān)數(shù)控設(shè)備在校內(nèi)實踐基地實施的，因此校內(nèi)數(shù)控實踐基地的建設(shè)和數(shù)控設(shè)備的購置對于一個高職數(shù)控專業(yè)來說無疑是非常重要的。中山職業(yè)技術(shù)學(xué)院自開辦以來就開設(shè)了數(shù)控技術(shù)專業(yè)，并一直重視該專業(yè)的發(fā)展，已累計為該專業(yè)配套的教學(xué)條件及設(shè)施投入達(dá)1500多萬元。專業(yè)已購置了三臺四五軸聯(lián)動加工中心、一臺車銑復(fù)合加工中心和一臺高精度慢走絲線割機等行業(yè)高端精密數(shù)控設(shè)備，共建設(shè)了數(shù)控銑削加工實訓(xùn)室、數(shù)控車削加工實訓(xùn)室、四軸五軸編程加工實訓(xùn)室、數(shù)控機床故障診斷實訓(xùn)室、CAD/CAM數(shù)控加工仿真實訓(xùn)室和逆向工程實訓(xùn)室等十個專業(yè)實訓(xùn)室。學(xué)校還在校內(nèi)建設(shè)了一個2000多平方米的“模具與數(shù)控生產(chǎn)型實訓(xùn)中心”，該中心設(shè)備設(shè)施完全歸專業(yè)管理并按具有實際生產(chǎn)能力建設(shè)。該實訓(xùn)中心在承擔(dān)專業(yè)學(xué)生實訓(xùn)的同時，還與企業(yè)合作對外進(jìn)行生產(chǎn)加工，因此它又是我院重點建設(shè)的一個校內(nèi)實訓(xùn)工廠。

專業(yè)的校內(nèi)實踐基地建設(shè)無疑是得到了學(xué)校的重點支持，但是只有好的實訓(xùn)設(shè)備和設(shè)施并不一定能夠保證有好的實踐教學(xué)條件，因此如何更好地發(fā)揮這些實訓(xùn)設(shè)備和設(shè)施的教學(xué)作用成為專業(yè)改革的重點。在實踐教學(xué)的基礎(chǔ)上，結(jié)合校企合作的經(jīng)驗，系部和專業(yè)制定了一系列相關(guān)的實訓(xùn)室管理制度，開放實訓(xùn)室。實訓(xùn)室的開放理念和管理制度不僅滿足了學(xué)生業(yè)余時間的訓(xùn)練需求，而且也可滿足教師、學(xué)生參與企業(yè)真實訂單生產(chǎn)的更高需要。學(xué)生課外時間只要申請就可以免費使用相關(guān)的實訓(xùn)室進(jìn)行相關(guān)訓(xùn)練 （毛坯刀具等實訓(xùn)耗材需要學(xué)生支付部分費用），有競賽等特定任務(wù)的教師和學(xué)生可以完全免費使用相關(guān)的實訓(xùn)設(shè)備和耗材進(jìn)行技能訓(xùn)練，有外加工訂單的教師和學(xué)生只要按照制度要求上繳一定比例的利潤就可以利用校內(nèi)實訓(xùn)設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)加工，甚至一些企業(yè)也與專業(yè)簽訂合同利用校內(nèi)設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)加工。

2.創(chuàng)新的小班制實踐教學(xué)

班級教育制度是現(xiàn)代教育的產(chǎn)物，它能夠在較低成本條件下批量培養(yǎng)現(xiàn)代技術(shù)人才，目前我國高職學(xué)校的班級人數(shù)普遍在50人左右，由于同一類實訓(xùn)設(shè)備數(shù)量有限，一個班50多位學(xué)生上實踐課，往往只能有三十個多個學(xué)生或者二十多個學(xué)生能操作設(shè)備，而其他學(xué)生則只能在旁邊“觀看”。在目前我國大班教學(xué)制度下，針對學(xué)生個體而言實際上實踐教學(xué)時間是遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到教學(xué)計劃的。為了解決這種實際存在的問題，在借鑒德國小班制的基礎(chǔ)上，我校數(shù)控專業(yè)在實踐課程中巧妙地實施了小班制模式教學(xué)。

為保證每個學(xué)生都能完成教學(xué)計劃規(guī)定的實訓(xùn)學(xué)時，在數(shù)控銑、數(shù)控車、數(shù)控四軸五軸、數(shù)控考證集訓(xùn)等專業(yè)實踐課程中，實訓(xùn)時實行小班化教學(xué)方式。對于純實踐課程，將一個班的學(xué)生分成上午組和下午組，上午組的學(xué)生從早上8點連續(xù)實訓(xùn)到下午1點半，中間有40分鐘的吃飯時間，下午組的學(xué)生從下午1點半連續(xù)實訓(xùn)到晚上7點，中間有40分鐘吃飯的時間。而對于理實一體化課程，也將班級學(xué)生分成兩大組，一組學(xué)生在多媒體教室或機房編寫數(shù)控加工工藝和程序，而同時另一組學(xué)生則按教學(xué)計劃要求到實訓(xùn)室進(jìn)行操機訓(xùn)練，4個學(xué)時或6個學(xué)時后兩組同學(xué)學(xué)習(xí)地點互換。這樣就在實訓(xùn)設(shè)備資源有限的條件下，仍能保證一人一機訓(xùn)練，實現(xiàn)每個學(xué)生都能真正完成教學(xué)計劃規(guī)定的實踐教學(xué)學(xué)時，同時這種實踐教學(xué)模式也極大提高了實訓(xùn)設(shè)備的使用率。

3.課內(nèi)實踐教學(xué)內(nèi)容的創(chuàng)新

實踐教學(xué)內(nèi)容對于職業(yè)技術(shù)人才的培養(yǎng)無疑是非常重要的，高職數(shù)控專業(yè)實踐教學(xué)內(nèi)容的改革與創(chuàng)新是教學(xué)改革的關(guān)鍵與重點。目前國內(nèi)多數(shù)職業(yè)學(xué)校數(shù)控專業(yè)的實踐教學(xué)內(nèi)容都不是來自企業(yè)真實產(chǎn)品或真實項目，這對培養(yǎng)學(xué)生真實的職業(yè)技能是不利的。我校數(shù)控專業(yè)非常重視教學(xué)內(nèi)容與企業(yè)真實項目的結(jié)合，通過課程的改革與精品課程建設(shè)力求每門課程的教學(xué)內(nèi)容都要能體現(xiàn)企業(yè)真實項目。基于這種工學(xué)結(jié)合的課程改革理念，專業(yè)已建設(shè)了“UG設(shè)計編程與應(yīng)用”、“數(shù)控銑床編程與零件加工”和“特種數(shù)控設(shè)備編程與零件加工”等四門院級精品程和一門“數(shù)控加工工藝編制與數(shù)控設(shè)備應(yīng)用”省級精品課程?，F(xiàn)以 “數(shù)控加工工藝編制與數(shù)控設(shè)備應(yīng)用”課程為例具體介紹課內(nèi)實踐教學(xué)內(nèi)容與企業(yè)真實項目的結(jié)合。

該課程針對模具制造類行業(yè)、數(shù)控加工行業(yè)中具有高技術(shù)含量崗位的典型工作任務(wù)，與合作企業(yè)共同確定了課程的教學(xué)內(nèi)容，并設(shè)計了5個學(xué)習(xí)情景。學(xué)習(xí)情景一為“汽車皮帶輪零件工藝、程序編制及車削中心加工”。該汽車皮帶輪零件為企業(yè)真實的零件，零件圖紙、技術(shù)要求和加工用毛坯都由校企合作企業(yè)中山中矩精工機械有限公司提供。企業(yè)派技術(shù)人員擔(dān)任兼職教師進(jìn)行指導(dǎo)和教學(xué)，同時提供相應(yīng)技術(shù)保障。學(xué)習(xí)情景二為“腳踏板注塑模型腔件工藝、程序編制及數(shù)控加工”。腳踏板型腔件三維數(shù)模、技術(shù)要求和相關(guān)技術(shù)資料等生產(chǎn)和教學(xué)資源均由校企合作企業(yè)中山堅信塑膠工模廠提供，學(xué)生在教師的指導(dǎo)下為企業(yè)加工真實產(chǎn)品。學(xué)習(xí)情景三為“四軸加工中心性能檢驗試件工藝、程序編制及四軸加工中心加工”。該零件三維數(shù)字模型、技術(shù)要求和技術(shù)資料等相關(guān)加工與教學(xué)資源由合作企業(yè)廣東機械研究所提供，在教學(xué)項目的開發(fā)過程中企業(yè)派技術(shù)人員進(jìn)行指導(dǎo)。學(xué)習(xí)情景四為“數(shù)控彎管機模具圓摸零件工藝、程序編制及五軸加工中心加工”。該零件的三維模型、技術(shù)要求和毛坯等教學(xué)資源由合作企業(yè)中山市奧美森工業(yè)有限公司提供，企業(yè)派技術(shù)人員擔(dān)任課程兼職教師進(jìn)行指導(dǎo)和教學(xué)，同時提供相應(yīng)技術(shù)保障。學(xué)習(xí)情景五為“渦輪增壓器壓氣機葉輪工藝、程序編制及五軸加工中心加工”。該壓氣機葉輪零件三維數(shù)摸、技術(shù)要求、技術(shù)資料和毛坯等資源由合作單位珠海市旺磐精密機械有限公司提供，企業(yè)派技術(shù)人員擔(dān)任課程兼職教師進(jìn)行指導(dǎo)和教學(xué)，同時提供相應(yīng)技術(shù)保障。

隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，各類數(shù)控設(shè)備在企業(yè)的應(yīng)用將會越來越廣泛，企業(yè)對數(shù)控技能人才的需求也必然會不斷增加，因此培養(yǎng)適應(yīng)企業(yè)需求的數(shù)控技能人才成為了各職業(yè)技術(shù)學(xué)校數(shù)控專業(yè)的重要教學(xué)目標(biāo)和工作任務(wù)。為了能夠完成這一重要目標(biāo)，中山職業(yè)技術(shù)學(xué)院數(shù)控專業(yè)不斷在專業(yè)教學(xué)和管理制度上進(jìn)行改革與創(chuàng)新，已在專業(yè)實踐基地建設(shè)、特色小班制實踐教學(xué)和校企結(jié)合的實踐教學(xué)內(nèi)容等方面進(jìn)行了多年的摸索與改革，并已取得了較好的成績，2012年中山職業(yè)技術(shù)學(xué)院數(shù)控技術(shù)專業(yè)實訓(xùn)基地被正式確定為廣東省高職教育實訓(xùn)基地。

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