機床夾具課程如何適應(yīng)智能制造

支雙林

摘要： 智能制造是大勢所趨，將是改變傳統(tǒng)制造模式，對從業(yè)人員的知識技能又有了新的要求。技工院校仍是提供智能制造從業(yè)人員培養(yǎng)教育的主力軍，相關(guān)課程體系，專項技能都要跟隨智能制造的需要進行合理改革。不管如何升級制造，機床夾具仍是不可或缺的，但隨著生產(chǎn)理念發(fā)生變革，陳舊的教學(xué)模式、知識技能結(jié)構(gòu)已經(jīng)不能滿足需求。課程如何改革，還得調(diào)查研究，認知分析，腳踏實地的點滴改進開始。

關(guān)鍵詞： 機床夾具;智能制造;課程改革

智能制造認知誤區(qū)及夾具課程改革必要性

智能制造認知誤區(qū)

目前受市場變化，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，很多技工院校盲目跟從，花大量的資金投入工業(yè)機器人項目，甚至大部分淘汰原有數(shù)控加工類專業(yè)設(shè)備，取消大部分加工制造方面知識技能的學(xué)習(xí)，將智能制造與人工智能混為一談，感到機器代替人來完成一切。這其實是誤解。智能制造的真實認知應(yīng)該是：

智能制造不是人工智能，目前我們的主題是讓制造更聰明一點，還沒有到完全機器代替人來運行企業(yè)生產(chǎn)，這還需要更多的人工智能理論、控制模式、產(chǎn)品架構(gòu)等有突破性的創(chuàng)新發(fā)展才能實現(xiàn)，而且注定不會一帆風(fēng)順，現(xiàn)在很多技術(shù)都在瓶頸期，那是我們的努力方向。

智能制造不是說原來的制造就不智能，而是在原有的數(shù)控自動化加工基礎(chǔ)之上，利用管理軟件，將生產(chǎn)加工各個環(huán)節(jié)進行整合，統(tǒng)一管理，利用各個傳感器網(wǎng)絡(luò)將制造信息進行整合，中間過程接入大量的工業(yè)機器人，代替人的重復(fù)勞動。轉(zhuǎn)而人更多的參與的問題分析，工藝改進，設(shè)備調(diào)試維護管理上來?，F(xiàn)在又對網(wǎng)絡(luò)化遠程控制、訂單信息管理、提高產(chǎn)品柔性化適應(yīng)的能力提出更高的要求。

智能制造它仍然屬于制造，加工制造的本質(zhì)沒有發(fā)生變化，只是加入了互聯(lián)網(wǎng)、智能等新發(fā)展的技術(shù)進行集成，目標還是為了完成產(chǎn)品制造。

夾具課程改革的必要性

通過自己多年的教學(xué)經(jīng)驗以及廣泛的調(diào)研，總體發(fā)現(xiàn)目前技工院校夾具課程教學(xué)普遍有如下幾個問題：

部分學(xué)校課程主要進行理論講授，對于純理論的計算學(xué)生沒有學(xué)習(xí)興趣，無法認知夾具對機械制造在真實的生產(chǎn)情境中的作用;

理論知識無法與實踐進行有效結(jié)合，不能促進學(xué)生知識與能力的遷移，阻礙了實踐中創(chuàng)新思維建立;

學(xué)生進企業(yè)后沒有感受到夾具課程對他的生產(chǎn)實踐有指導(dǎo)作用，因為學(xué)習(xí)能力，認知能力的影響與高職、大學(xué)教育比較，工作的后勁不足。

數(shù)控專業(yè)采用一體化教學(xué)，重點放在各類復(fù)雜零件的加工編程操作上，對夾具知識涉及少，缺乏相應(yīng)的技能知識的體驗。

對于技工院校，夾具知識的教材、教學(xué)本來就存在教學(xué)困難，效果差的缺點，再加上迎來智能制造，差距更加明顯，目前看我們還處于2.0時代，與4.0還有較大的代差。

技工院校夾具課程存在著學(xué)生學(xué)習(xí)效果不佳，夾具在企業(yè)生產(chǎn)中地位高，新技術(shù)夾具正在普遍推廣，目前的培養(yǎng)無法滿足企業(yè)與行業(yè)的需求這樣的尖銳矛盾。

一體化教學(xué)深度、廣度不夠，典型工作任務(wù)沒有跟上趨勢，缺乏系統(tǒng)性根源性的解決問題的工具。

綜上所述，機床夾具課程教學(xué)改革已經(jīng)不是改不改的問題，而是如何改，如何能適應(yīng)大變化趨勢的問題。

夾具課程改革

在了解了智能制造的本質(zhì)、發(fā)展的大趨勢，技工院校該課程教學(xué)存在的問題，以及未來企業(yè)機械加工對人的要求三方面的結(jié)論開始入手，還是能進行課程的教學(xué)改革探索。

課程地位轉(zhuǎn)變

機床夾具知識與技能應(yīng)該是學(xué)生連接操作編程、制造工藝、加工的能力培養(yǎng)中間的樞紐，所有的教學(xué)改革圍繞夾具為主線，更能促進學(xué)生對工藝的內(nèi)化，完成從單一技能到網(wǎng)狀知識結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變。切實改變以往的課程認識與教學(xué)模式，將夾具能力作為本專業(yè)教師的綜合能力指標，也是教師業(yè)務(wù)水平提升的入口。

教學(xué)模式與教材開發(fā)

目前夾具課程改革主流的改進研究都集中在教學(xué)大綱、教學(xué)課時安排，教學(xué)模式、考核評價模式，增加實習(xí)這幾個方面，大都停留在倡議，探索階段，接下來我們還可以針對這些進行具體的有意義的改革。

教學(xué)內(nèi)容

技工學(xué)校學(xué)生普遍對純理論的不敢興趣，對教學(xué)內(nèi)容做合理的編排。比如減少過多的定位精度誤差計算，對書本眾多章節(jié)的夾具設(shè)計，過于理想的夾具進行優(yōu)化和改變，避免學(xué)生產(chǎn)生現(xiàn)實與理想巨大落差而失去學(xué)習(xí)興趣。

教學(xué)模式

除了提倡理論與實際結(jié)合，增加實習(xí)課時分配。學(xué)生夾具能力的培養(yǎng)，可能與實習(xí)加工量并沒有對學(xué)生能力成直線上升趨勢，重點是學(xué)生通過相應(yīng)的實訓(xùn)項目，對夾具、工藝的認知，還得增加學(xué)生的體驗感，打通內(nèi)化遷移的通道。比如對自由度的認知，書本上一大量的定位方式，各自特點的介紹，學(xué)完也只能記得一點點?？梢园堰@些知識改成學(xué)生操作實踐，將各種方式化簡為零件模型，教師給出一定要求建議，由學(xué)生拼湊，自信團隊探討制成表格，然后展示。這樣學(xué)生通過自身努力參與體會，能夠收獲更多。

新型學(xué)徒制教材開發(fā)

現(xiàn)在很多學(xué)校都在開展現(xiàn)代新型學(xué)徒制教學(xué)改革，是在原先一體化教學(xué)的基礎(chǔ)上進一步延伸，增加校企合作，變原先的校內(nèi)學(xué)習(xí)，企業(yè)實習(xí)這種分段制學(xué)習(xí)方式為兩種學(xué)習(xí)方式同時進行。這種方式的對于機床夾具課程改革是巨大的機遇，大家不用再為學(xué)校設(shè)備、師資，與企業(yè)脫節(jié)等而憂愁。雖然很明顯，但是也會出現(xiàn)對口企業(yè)產(chǎn)品單一，對學(xué)生能力提升不顯著，教育教學(xué)銜接不到位等缺點。還是需要對相應(yīng)教學(xué)資源、材料的跟進優(yōu)化，進一步提倡工作過程化，挖掘兼容各方資源，確立實訓(xùn)項目，科學(xué)的進階方式。

教學(xué)改革注意事項

新知識的融入

傳統(tǒng)的教材、教學(xué)往往有很多不適應(yīng)當前技術(shù)發(fā)展的內(nèi)容，各種夾具但又不能走大量刪除舊知識的極端，畢竟夾具也是一個不斷積累迭代的過程。重點加入氣動自動化夾具、智能產(chǎn)線產(chǎn)品交接、機床間的過渡等知識。具體是增加企業(yè)生產(chǎn)中對刀、防誤操作、模塊化拼裝、各類傳感器與機床連接這些新知識技能。

注重實用，夯實基礎(chǔ)

機床夾具是一門綜合型課程，除了有對前期的準備如機械制圖、切削加工等知識有要求，對后期提高如產(chǎn)品質(zhì)量管控、加工夾具設(shè)計，對工藝認知提升的期望外，在教學(xué)過程中還要直擊實用，不過多糾纏理論，通過具體的案例展開體驗，提出多樣性的解決方案，注重三維軟件應(yīng)用模擬，討論研究，把控課程基礎(chǔ)。

教師能力

教師能力決定了一切教學(xué)改革成功的關(guān)鍵，目前總體數(shù)控專業(yè)學(xué)生的師生比較以往有了很大改觀，對教學(xué)改革有了很重要的人力資源保證。教師能力的提高也只能來源于繼續(xù)學(xué)習(xí)，目前看智能制造的發(fā)展，對教師的學(xué)習(xí)提高提出了新的問題。傳統(tǒng)的單一專業(yè)、工種的訓(xùn)練，進企業(yè)的假期研修，已經(jīng)不能滿足需要。要變成跨界知識的學(xué)習(xí)、碎片化的體驗，長期跟進各類企業(yè)實際應(yīng)用，教師、工程師二者兼容的角色，能夠進行教學(xué)改革涉及，成為生產(chǎn)與教學(xué)轉(zhuǎn)換師。

學(xué)生評價

學(xué)生評價也夾具課程改革不小的難題，最大的問題是如何公正準確評價，如何調(diào)動學(xué)生完成相應(yīng)的訓(xùn)練。最基本的是以項目為載體，拿出看得見摸得著的標準。評價中注重知識技能的延伸，設(shè)計有效的進階工作頁。充分發(fā)揮現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)通信、軟件技術(shù)特點，幫助學(xué)生強化和教師掌握信息，進行數(shù)據(jù)分析，繪制每個學(xué)生成長、能力矩陣圖促進教學(xué)改革。

結(jié)束語

人工智能并不是對人要求降低了，而是門檻進一步提高，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，還有很多未知數(shù)在前方。夾具課程改革效果就是學(xué)校專業(yè)發(fā)展的重要指標，切實提高重視程度以及對專業(yè)發(fā)展的指針作用，從基礎(chǔ)入手，增加學(xué)生體驗，抱著長期不斷精進的教學(xué)改革理念，特別是加強數(shù)據(jù)采集分析，為科學(xué)的精進打下基礎(chǔ)。

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