浅谈数控技术专业教学改革与实践

2022-12-05

数控技术是制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础;数控技术的应用是提高制造业的产品质量和劳动生产率必不可少的重要手段。数控机床产业是关系到国家战略地位和体现国家综合国力水平的基础性产业, 其制造水平和拥有量是衡量一个国家现代化程度的重要标志。为了增强国际竞争力, 中国的制造业开始广泛的使用先进数控技术, 而掌握数控技术的应用型人才的严重不足已引起教育、劳动保障、生产企业、学校等的高度重视。

1 专业教学改革的背景

数控技术专业是培养德、智、体全面发展的, 具有一定创新精神和较强的实践能力, 掌握一定的基础理论、专业知识和基本技能, 能从事数控加工工艺、数控加工程序编制与调试、数控机床操作与维护等工作的高等技术应用型人才。为缓解供求不足, 近年多数职业院校开设了数控专业, 在校和毕业生数量迅速增加, 但数控技术专业在全国范围来说, 还是比较新的专业, 可借鉴的经验有限, 很多学校还处于摸索总结改进阶段。从用人单位对毕业生能力的反馈分析, 存在着动手能力不强、基础不扎实、解决实际问题不够灵活等问题, 这应引起教育部门的重视, 所以改进我们的培养方式, 以尽快培养出适应现代制造业发展需要的高素质数控技术专业人才, 成为现代高等职业教育需要解决的紧迫课题, 要实现这一人才培养目标, 必须通过构建合理的专业教学体系来保证。

2 专业教学改革的基本思路

从现代教育理论看, 要使我们的学校教育能够培养出适应社会经济发展需要的应用型技术人才, 除了应有一个清晰明确的培养目标和完整可操作的培养方案外, 学校还应具备执行该方案的基本条件, 即拥有一支业务能力强, 数量足的教师队伍, 以及相应的教学环境、教学仪器设备、实践教学基地, 应有相应的专业图书资料及现代教育资源, 以支持专业教学改革的需要。目前从开设数控专业的院校来看, 有普通本、专科、高职、中职等4个口径, 其中专科和高职基本在同一个层面上竞争岗位。我院数控教学从开设以来, 在课程选择、理论教育、实习实践、数控实验室建设等方面做了大量的实践与尝试, 教学方法、教学理念一直在不断探索中发展和改进, 并取得了一定的成果。经过广泛的调研和讨论, 结合近几年的教学实践, 我们确定了专业教学改革的基本思路:以提高人才培养质量为目的, 建立紧跟社会需求的人才培养模式, 根据职业岗位的需求确定人才培养目标和规格;以能力培养为中心构建理论和实践教学体系;确立基础适度, 注重实践, 加强能力培养, 积极引导学生获得职业资格证书等具有鲜明特色的专业培养目标;走产学结合道路, 加强校内外实训基地建设和师资队伍建设。

3 教学改革的内容

3.1 适应行业技术发展, 体现教学内容的先进性

我们对数控技术专业教学坚持以培养面向生产的人才为主线, 强化三种训练即专业实践技能训练、计算机应用能力训练和上岗就业技能合格证书培训, 即基于“能力培养的教育”。

当前, 教学内容多以教材为依据, 而教材具有一定的滞后性和片面性, 有些内容陈旧, 所以要关注世界和我国数控技术的最新技术发展, 通过校企合作等形式, 及时地调整课程设置和教学内容, 体现专业领域的新知识、新技术、新工艺和新方法。因此, 我们通过选派教师到企业调研, 与毕业后的生产一线学生保持联系等方法, 弄清课程中哪些内容是陈旧或不必要的, 哪些新内容需补充。并建立由企业和科研单位的专家、学者等组成的专业指导委员会, 牢牢结合市场和企业的实际需求重组、整合课程和教学内容, 改革、创新教学形式和方法, 突出学生的技术应用能力训练与职业素质培养;组织制定数控专业人才培养规格、专业计划、课程设置、实习等。在课程开发上, 采用“精简、压缩、增加、综合”的方法, 精简重复交叉的内容, 压缩不必要的内容, 增加与专业能力密切相关且应用广泛的课程, 在此基础上, 经教研组充分讨论后制定教学大纲, 依据大纲编写讲义或补充讲义。具体来说, 我们以数控编程为基础、数控加工为先导, 以C A D/C A M为主线、加强基础、注重实践的教学改革思路重组数控专业课程体系, 减少与数控技术应用关系不大的课程, 增加了C A D/C A M模块的权重。通过课程重组优化了课程结构, 节约了理论教学时数, 强化了实践教学。课程重组后, 数控技术应用专业的实践教学环节总学时数的比例占42%。

教学应把握课程的内涵, 目前市场上的数控系统种类繁多, 不能就系统讲系统, 数控系统不同, 其操作方法和编程指令也不同, 例如数控编程课程中, 绝大多数教材都按照F A N U C系统的编程操作指令进行编写, F A N U C系统的加工中心中使用G 4 3/G44指令建立刀具长度补偿, 而Siemens系统中却没有G 4 3/G 4 4指令, 但其同样可以实现长度补偿, 这是因为F A N U C系统中半径补偿用的是D寄存器、长度补偿用的是H寄存器, 但Siemens系统中只有D寄存器没有H寄存器, 其D寄存器不像F A N U C系统中是半径的意思, 它是一个广泛的刀具补偿寄存器, 包含了在F A N U C系统中使用的半径补偿D寄存器和长度补偿H寄存器。这样, 在教学中按某个具体数控系统讲授时应着眼全局, 使学生明白其共性和差异, 而不停留在单个数控系统的层面。

3.2 采用丰富灵活的教学手段

数控技术随着科技的发展不断更新, 仅依靠书本知识, 难以跟上知识更新的步伐。数控技术专业课程的特点决定了必须采用多媒体教学, 具有直观性、易于理解, 同时增大了信息量。为了增强学生自主学习能力、拓宽其视野、提高综合素质, 通过图片、影视、动画的方式不仅让学生了解当前数控技术的发展和应用状况, 而且极大地拓展教学内容, 特别是一定数量拍摄于我院现有实验实训设备的图片和影视, 可以更好的使教学和实践相结合。如在数控机床课程的理论教学中通过大量的图片、加工录像、仿真软件的操作使学生获得直观的认识、深刻的理解。

在实验实训场所组织教学, 实行理论教学与实验、实习、实训相结合的一体化教学方式, 教学中采取现场教学、现场操作、现场讲评的教学方法, 使学生在操作现场将所学技能运用到实践中去, 全面培养学生的技术应用能力和职业综合能力。

3.3 加强校内外实践教学基地建设

数控实训基地及实验设备不足, 导致学生“真刀真枪”实际操作实训机会不足, 是制约数控专业人才培养质量的主要瓶颈。良好的实验、实训基地的建设对数控技术应用性人才的培养有着至关重要的作用。

为加强实验实训基地建设, 我院先后投入3 5 0余万元, 建立了两个C A D/C A M实验室、机电一体化与数控技术实验室、数控加工实训中心。购买了数控车床、数控铣床、加工中心、电火花和线切割等加工设备, 购置了教学型数控车、铣床, 数控车、铣床综合维修实验台及宇航数控加工仿真软件。通努力校内实训基地初具规模, 可满足从数控模拟仿真到实机操作、从数控机床典型零部件拆装到数控系统的维护和故障诊断、从加工零件的C A D造型到C A M制造等各环节各层次的实验实训需要, 为学生综合能力的培养与形成提供了保障。

依托行业, 加强校外实训基地建设, 加强与企业合作, 实现“产教结合、校企合作”。建立了蚌埠北泰汽配产业园、晶菱机床制造有限公司、华杰高新技术研究所等企业实习基地, 为数控专业学生实践实习教学提供了平台。

3.4 提高教师实践能力, 加强学生操作能力培养

我们的毕业生主要从事与数控相关的一线工作, 学生操作能力直接决定用人单位的认可度和学生就业的竞争力, 而学生的实践能力很大决定于教师的技能。随着学院发展, 我院引进了一批硕、博士, 他们有很好的理论基础和专业深度, 但多是从学校到学校, 存在实践能力的缺乏。为此, 我们从两个方面着手取得了较好效果: (1) 走出去, 全力提高教师实践能力, 有计划安排教师参加国家、省市、行业等组织的专业技能培训, 鼓励现有专业教师走出校门, 直接面向企业, 面向生产, 联系生产科研单位进入一线锻炼, 建设一支结构合理、理论实践兼备的双师型队伍。使教师掌握了生产工艺、提高了操作技能, 也为其参与项目开发、从事课题研究等创造了良好基础。 (2) 请进来, 聘请有丰富生产实践经验的工程技术人员参与教学, 定期聘请相关教授、专家来校报告, 提升了教师水平, 开拓了学生视野。

围绕“一专多能、一生多证”原则, 积极引导学生参加劳动部门职业技能鉴定, 自2 0 0 6年来, 有三届2 4 0多人取得相应职业资格证书, 使学生掌握与专业相关的实践技能。通过组织学生参加普通车床、数控车床、数控铣床、加工中心、A u t o C A D、UG等相应模块的认证考核。对实行职业准入资格的岗位工种, 以取得职业资格证书、强化岗位技能为目的, 提高学生实践能力、协作精神, 提升学生综合素质, 增强毕业生就业的竞争力。

3.5 加强试题库建设, 改进传统考试模式

考试的作用是激励学生的学习, 引导学生的发展, 现行的考试多半是传统的应试考试, 考试内容以理论知识为主, 缺乏对学生知识运用、科学思维和创新能力的培养。为此我们积极探索和改进, 取得了较好的效果, 主要是建立全程考核模式, 发挥学生的主观能动性。通过考勤、作业、实验、大作业和期末考试相结合的方式来综合评价学生学习成绩, 降低期末考试在总成绩中的比重, 使成绩构成多样化。加重大作业的权重, 以一个课题来贯彻整个课程的知识, 让学生主动思考, 查阅相关资料, 锻炼学生独立解决问题的能力。通过全程考核, 比较客观、全面的评价学生成绩, 并督促了学生平时的学习, 避免了学生学习的前松后紧和期末一次定成败的局面。

试题库建设, 需有针对性进行, 坚持考试服务教学的原则。试题库的建设最终是为了更好地检验和提高教学效果, 所以试题库的建设要处理好建设与教学的两者关系, 为建立覆盖面广, 结构合理, 题型多样, 难度适宜的试题库, 我们组织相关的教师集体讨论命题, 既避免个人的主观随意性, 又保持命题的灵活性和先进性。经过收集大量的资料和长期努力, 我们的试题库得到了不断充实, 取得了良好的效果。