數(shù)控加工課程教學(xué)改革的研究

歐陽陵江

摘 要：實質(zhì)上，數(shù)控加工的發(fā)展與技術(shù)應(yīng)用，在很大程度上反映了一國的自動化水平。而“數(shù)控加工”作為一門以實踐為核心、理論與實踐相融合的專業(yè)課程，職業(yè)院校通過一體化的數(shù)控加工課程教學(xué)，實現(xiàn)了數(shù)控機床專業(yè)操作技術(shù)人員培養(yǎng)的目標(biāo)。機械制造業(yè)的發(fā)展以及社會對數(shù)控加工技術(shù)人才的需求對數(shù)控專業(yè)教學(xué)與建設(shè)提出了全新的挑戰(zhàn)。本文結(jié)合高職院校的現(xiàn)實教學(xué)情況，對數(shù)控加工課程教學(xué)改革展開了分析，并就高級數(shù)控人才的培養(yǎng)提出了思考與探索。

關(guān)鍵詞：數(shù)控教學(xué)；職業(yè)院校；CAD/CAM專業(yè)；課程改革

數(shù)控加工技術(shù)是集電子、機械、計算機等學(xué)科于一體，對傳統(tǒng)制造業(yè)進行升級的新興學(xué)科，是實現(xiàn)FMS、CAD/CAM與智能制造等現(xiàn)代制造的核心。當(dāng)前，數(shù)控編程、數(shù)控加工以及數(shù)控原理逐步在機械制造業(yè)廣泛應(yīng)用，極大地提高了機械制造的精度與效率。隨著我國經(jīng)濟、科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，以及加入世貿(mào)組織后的影響，我國機械制造業(yè)正逐步由加工組裝基地向技術(shù)制造中心蛻變。數(shù)控加工技術(shù)以及高效、可靠、高速、高精度以及自動化等特點，備受制造業(yè)企業(yè)的親睞，同時數(shù)控技術(shù)的運用與發(fā)展也對專業(yè)人才的能力、知識儲備以及綜合素質(zhì)提出了新要求。機械CAD/CAM專業(yè)是培養(yǎng)生產(chǎn)第一線的CAD/CAM技術(shù)專業(yè)人才的基礎(chǔ)，而《數(shù)控加工》課程作為其主干課程，對CAD/CAM原理的理解以及學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)具有決定性作用。從近年來高職院校數(shù)控專業(yè)畢業(yè)生的數(shù)量以及就業(yè)情況來看，大部分職業(yè)院校培養(yǎng)出的“高技術(shù)”綜合人才多達不到用人企業(yè)的要求。究其原因，核心在于各高職院校數(shù)控專業(yè)的定位、培養(yǎng)目標(biāo)與課程開發(fā)不合理，教學(xué)模式有短板，師資力量無法跟上。因此，加強職業(yè)院校數(shù)控專業(yè)課程改革勢在必行。

一、數(shù)控人才的需求性分析

根據(jù)有關(guān)資料顯示，2014年我國數(shù)控機床全年產(chǎn)量已達到400萬臺，數(shù)控技術(shù)的運用與數(shù)控機床的普及是我國機械制造業(yè)發(fā)展的里程碑。但現(xiàn)實是，當(dāng)前我國機床數(shù)控化率仍不到8%，而數(shù)控技術(shù)人才的短缺無疑是造成該現(xiàn)狀的主要因素。當(dāng)前，我國數(shù)控技術(shù)人才主要分為三大類別：第一，藍領(lǐng)數(shù)控人才，指在日常生產(chǎn)崗位上負(fù)責(zé)數(shù)控機床的簡單維護以及基本操作，在所有的數(shù)控技術(shù)人才中占比最大，超過70%，也是需求量最大的數(shù)控專業(yè)人才。其總體知識與能力要求不高，主要是數(shù)控機床基礎(chǔ)知識、日常操作以及手工編程能力的掌握。第二，灰領(lǐng)數(shù)控技術(shù)人才，其主要是承擔(dān)數(shù)控編程、機床維修、機床養(yǎng)護的專業(yè)技術(shù)人員，人員分工明確，占比大致為25%左右。第三，金領(lǐng)級別技術(shù)人員，該類數(shù)控技術(shù)人員精通數(shù)控編程、機床維護、數(shù)控操作，綜合素質(zhì)高、經(jīng)驗豐富。同時，其對數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)設(shè)計相當(dāng)熟悉，能獨立完成數(shù)控機床的安裝、調(diào)試、維修和精度優(yōu)化、數(shù)控化改造以及數(shù)控系統(tǒng)的機電聯(lián)調(diào)、選型，技術(shù)難度大，對專業(yè)素養(yǎng)的要求高，但也是各大職業(yè)院校重點培養(yǎng)的人才類型。

二、數(shù)控加工專業(yè)課程體系的定位

（一）數(shù)控加工專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)。數(shù)控加工的培養(yǎng)目標(biāo)應(yīng)依據(jù)學(xué)生特質(zhì)以及產(chǎn)業(yè)特點進行精準(zhǔn)定位。當(dāng)前，我國高職院校數(shù)控加工專業(yè)的基本培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)全面發(fā)展的、有較高文化素養(yǎng)、創(chuàng)新意識以及職業(yè)道德的制造人才，其具有全面的專業(yè)知識、扎實的基本功與實踐操作能力，能熟練掌握數(shù)控加工編程與數(shù)控加工工藝，熟練操作設(shè)備、積極維護設(shè)施。

（二）專業(yè)能力的要求。數(shù)控專業(yè)人才應(yīng)具備零件與圖紙的辨識與設(shè)計能力，能書寫復(fù)雜的各類復(fù)雜的數(shù)控加工文件。同時，應(yīng)具有較強的實踐操作能力，會合理利用新型刀、夾具、量具并結(jié)合CAD/CAM技術(shù)進行一般零件的制造，能獨自操作機床，掌握數(shù)控機床的維修與養(yǎng)護。另外，作為現(xiàn)代化人才，應(yīng)實時跟進數(shù)控加工技術(shù)發(fā)展，終身學(xué)習(xí)以適應(yīng)職業(yè)發(fā)展的要求。

（三）課程教學(xué)的定位。高職院校相關(guān)院系應(yīng)該及時對畢業(yè)生進行跟蹤調(diào)查，通過了解相關(guān)崗位的技術(shù)要求來構(gòu)建和調(diào)整課程體系。學(xué)院應(yīng)以就業(yè)為主要導(dǎo)向，依據(jù)專業(yè)職業(yè)能力來設(shè)計相關(guān)課程，從而實現(xiàn)教學(xué)環(huán)境的仿真化、“零距離”化，有助于學(xué)生及時獲取就業(yè)經(jīng)驗、早日上崗工作。

三、當(dāng)前職業(yè)院校數(shù)控專業(yè)教學(xué)現(xiàn)狀

根據(jù)有關(guān)部門的調(diào)查統(tǒng)計以及高職院校數(shù)控專業(yè)一線教師的反饋，我國數(shù)控人才在學(xué)院加大培養(yǎng)力度的背景下仍不能滿足社會對相關(guān)人才的需求，其主導(dǎo)因素有以下幾點：

（一）教學(xué)內(nèi)容與課程設(shè)置不合理。第一，我國數(shù)控專業(yè)的基礎(chǔ)與專業(yè)課程設(shè)置近年來雖略有改進，但總體上教學(xué)內(nèi)容仍較陳舊，導(dǎo)致“學(xué)”與“用”之間尚存差距。部分學(xué)校由于工程實訓(xùn)條件的限制，只好放棄實踐類課程設(shè)置，以理論講授為主，導(dǎo)致學(xué)生無法掌握企業(yè)所需要的機床操作、維護、編程等相關(guān)內(nèi)容。其次，部分學(xué)校隨設(shè)置實踐技能培訓(xùn)課程，但實訓(xùn)重點大都在數(shù)控機床基本操作上，對模具設(shè)計、工藝學(xué)習(xí)、機床維護、機電設(shè)計與聯(lián)調(diào)、數(shù)控編程等專業(yè)能力訓(xùn)練極為不足。另外，當(dāng)前數(shù)控領(lǐng)域的教材陳舊、內(nèi)容單一、實踐性差缺乏時代感，亟待調(diào)整與匯編。

（二）專業(yè)教師數(shù)量不足、素質(zhì)不夠。近年來，數(shù)控技術(shù)在社會生產(chǎn)、生活中的廣泛應(yīng)用導(dǎo)致了社會對專業(yè)人才需求的井噴。學(xué)生人數(shù)與日俱增，但職業(yè)院校具備數(shù)控專業(yè)資質(zhì)、理論與實踐經(jīng)驗豐富的專業(yè)教師嚴(yán)重不足。熟悉企業(yè)生產(chǎn)運作，能獨立承擔(dān)教學(xué)任務(wù)的教師和工程師少之又少，嚴(yán)重制約了當(dāng)前現(xiàn)代數(shù)控領(lǐng)域高素質(zhì)人才的培養(yǎng)。

（三）數(shù)控實訓(xùn)條件簡陋。當(dāng)前，數(shù)控實訓(xùn)的主要設(shè)備有銑床、數(shù)控車床、加工中心、成型機床以及電火花線切割機床等機械加工設(shè)備，同時還應(yīng)配備調(diào)試、裝拆以及維護系統(tǒng)。但部分院校由于經(jīng)費限制，設(shè)備購置有限，導(dǎo)致學(xué)生無法充分進行實踐操作，因而實訓(xùn)效果不容樂觀。

四、對職業(yè)院校數(shù)控加工專業(yè)教學(xué)改革的思考

（一）加強師資隊伍建設(shè)。（1）專業(yè)教師培訓(xùn)。學(xué)校以課程體系改革和人才培養(yǎng)為出發(fā)點，指導(dǎo)教師逐步轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的數(shù)控專業(yè)教學(xué)方式和教學(xué)理念。以“以工作過程為導(dǎo)向”的理念為指導(dǎo)，對教師進行培訓(xùn)，引導(dǎo)教師教師進行專業(yè)教學(xué)的探索與探討，從而開發(fā)新的教學(xué)模式與教學(xué)形式。（2）專業(yè)團隊建設(shè)。相關(guān)院系應(yīng)著力選拔教學(xué)理念先進、教學(xué)方法現(xiàn)代化的教師并重點培養(yǎng)，同時積極聯(lián)系在企業(yè)工作的、掌握專業(yè)知識與技能的專家，并形成專業(yè)團隊，積極承擔(dān)起學(xué)校的教研教改課題，為數(shù)控專業(yè)的教學(xué)明確方向。（3）兼職教師隊伍建設(shè)。高職院校應(yīng)以工作為導(dǎo)向，因而院校應(yīng)積極吸納具有企業(yè)工作背景的技術(shù)人員為兼職教師或客座教授，通過聘請具有實戰(zhàn)經(jīng)驗與專業(yè)素質(zhì)的專家、教師、或企業(yè)高管到校授課或講座，建立完善的兼職教師資源庫，為本校師資隊伍的強化與學(xué)生能力的培養(yǎng)奠定良好的基礎(chǔ)。

（二）以校企合作促進“訂單式”培養(yǎng)模式的實施。實質(zhì)上，“校企合作”在職業(yè)教育中已不少見，校企合作有助于提高教學(xué)的針對性，并創(chuàng)造雙贏的局面。職業(yè)教育最終要面向市場、面向就業(yè)，因而學(xué)校應(yīng)該根據(jù)公司的需求有針對性的培養(yǎng)學(xué)生。相關(guān)專業(yè)學(xué)生在完成規(guī)定的課程與任務(wù)后，企業(yè)與學(xué)校應(yīng)該在資源、師資等方面實時共享。學(xué)生通過企業(yè)全方位接觸數(shù)控產(chǎn)品、全面操作，有助于其進入企業(yè)后迅速走上工作崗位。

（三）強化專業(yè)特色與創(chuàng)新。第一，打破以理論為教學(xué)中心的傳統(tǒng)教學(xué)方式，以就業(yè)為導(dǎo)向，按照工學(xué)相結(jié)合的理念，通過實踐與工作完成理論知識的掌握與應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)能力、職業(yè)素養(yǎng)以及專業(yè)認(rèn)同感，讓其更快地融入社會。第二，進行一體化課程建設(shè)，以形成有特色的課程教學(xué)模式。通過新教材的編寫，例如《數(shù)控車床操作與編程》、《CAD/CAM》、《液壓與氣動》、《精密機械檢測技術(shù)》等優(yōu)質(zhì)課程教材的編寫，形成工程化、立體化教學(xué)資源。同時，結(jié)合全新的課程教學(xué)模式，對教學(xué)資源進行重新配置，以強化教學(xué)軟硬件，以創(chuàng)造以工作過程為導(dǎo)向的教學(xué)情境模式。學(xué)生能通過日常學(xué)習(xí)提高其就業(yè)發(fā)展與適應(yīng)能力，同時形成自主性、多樣性、反饋性的學(xué)習(xí)機制。院校為此應(yīng)大家資金投入，定期購買專業(yè)書籍與電子學(xué)習(xí)資源庫，主要包括機械技術(shù)、數(shù)控加工、模具制造、機械設(shè)計與維修等方面。通過與課程建設(shè)的配合，進行多媒體課程的開發(fā)，實現(xiàn)教學(xué)多樣化。

（四）加強數(shù)控技術(shù)實訓(xùn)基地的建設(shè)。（1）保留傳統(tǒng)實訓(xùn)實習(xí)基地。實際上，傳統(tǒng)的切削加工實踐技能是后續(xù)學(xué)習(xí)先進制造技術(shù)的基石?，F(xiàn)代制造技術(shù)源于傳統(tǒng)技術(shù)，因而自動化數(shù)控機床也離不開傳統(tǒng)的刨、車、磨等加工技術(shù)。如果一個數(shù)控加工人員不知道零件加工的制造工藝與道具的角度，將不是合格的數(shù)控加工人員。因此，在當(dāng)前現(xiàn)代制造實訓(xùn)逐漸被重視的同時，傳統(tǒng)實訓(xùn)實習(xí)基地仍不能被拋棄。（2）加強建設(shè)數(shù)控技術(shù)實訓(xùn)基地。對數(shù)控技術(shù)實訓(xùn)基地的建設(shè)，各職業(yè)院校應(yīng)根據(jù)各自實力來進行。其基本設(shè)備包括加工中心、數(shù)控車床、電火花成型器與切割機、數(shù)控銑床、數(shù)控模擬軟件以及綜合試驗臺等設(shè)備。在數(shù)控實訓(xùn)中心的建設(shè)與維護過程中，應(yīng)當(dāng)優(yōu)先滿足日常教學(xué)與培訓(xùn)的基本要求，將優(yōu)先資金進行合理配置，使學(xué)生能全員參與、多接觸、多實驗。建議高職院校在實訓(xùn)基地的建設(shè)中，機床購置以小型數(shù)控機床為主。同時，重視不論選數(shù)控系統(tǒng)的選擇，以保障主要教學(xué)工作的開展。（3）建立CAD/CAM實訓(xùn)中心。

CAD/CAM是當(dāng)前數(shù)控技術(shù)發(fā)展的重要方向，因此，對高職院校的學(xué)生進行CAD/CAM的教學(xué)及相關(guān)技能培訓(xùn)是當(dāng)前我國數(shù)控技術(shù)教學(xué)中不可或缺的環(huán)節(jié)。迄今為止，可用于CAD/CAM設(shè)計的軟件有MasterCAM、CAXA、UG、Pro/E等。（4）教學(xué)與生產(chǎn)相配合。數(shù)控實訓(xùn)基地的建設(shè)與維護勢必需要大筆資金投入，如果能和企業(yè)合作，將學(xué)生實習(xí)與企業(yè)日常生產(chǎn)相結(jié)合，將達到互利共贏的局面。同時，學(xué)生可以通過實習(xí)了解行業(yè)規(guī)章制度、產(chǎn)品機工工藝等實際問題，有利于其日后發(fā)展。

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