強化學生工程應(yīng)用能力培養(yǎng)的研究與實踐

黎小巨，趙天嬋，黃江航

(東莞理工學院 城市學院，廣東 東莞 523419)

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強化學生工程應(yīng)用能力培養(yǎng)的研究與實踐

黎小巨，趙天嬋，黃江航

(東莞理工學院 城市學院，廣東 東莞 523419)

在高校轉(zhuǎn)型的過程中，加強學生工程應(yīng)用能力培養(yǎng)是提高應(yīng)用型人才質(zhì)量的重要途徑。根據(jù)制造業(yè)對數(shù)控技術(shù)應(yīng)用人才的工程能力要求，制定課程的培養(yǎng)目標，重組教學內(nèi)容，重構(gòu)教學計劃，探索了模塊化、團隊化和層次化的考核方式，實踐表明對強化學生工程應(yīng)用能力有明顯的效果。

工程應(yīng)用能力；多元化考核；教學研究；數(shù)控技術(shù)

為了不斷優(yōu)化高等教育結(jié)構(gòu)，2013年4月，教育部印發(fā)了《現(xiàn)代職業(yè)教育體系建設(shè)規(guī)劃(征求意見稿)》，指出“在有條件的地區(qū)試辦應(yīng)用技術(shù)大學(學院)，實施本科階段職業(yè)教育”。2014年6月國務(wù)院出臺了《關(guān)于加快發(fā)展現(xiàn)代職業(yè)教育的決定》，提出“引導(dǎo)一批普通本科高等學校向應(yīng)用技術(shù)類型高等學校轉(zhuǎn)型，重點舉辦本科職業(yè)教育”[1]。舉辦本科職業(yè)教育，就是要以市場需求為導(dǎo)向，以崗位能力為人才培養(yǎng)目標，調(diào)整人才培養(yǎng)方案和方法，培養(yǎng)合適的人才。對于轉(zhuǎn)型的院校來說，就是要切實培養(yǎng)學生的技術(shù)應(yīng)用能力和社會服務(wù)能力，為社會的經(jīng)濟發(fā)展服務(wù)。作為轉(zhuǎn)型院校之一，我院通過借鑒國際工程教育的先進模式，對數(shù)控類課程進行了改革探索，以崗位能力為導(dǎo)向，著力提高學生的工程應(yīng)用能力。在此，以數(shù)控加工與編程課程為例，展示教學實踐歷程，以期提供有益的借鑒。

1　業(yè)界人才的工程能力分析

隨著機、電、光、聲等技術(shù)的迅速發(fā)展，數(shù)控技術(shù)不斷朝著“數(shù)字化設(shè)計、數(shù)字化制造”邁進，對人才的知識結(jié)構(gòu)及能力也提出了新要求。現(xiàn)代的數(shù)控技術(shù)應(yīng)用人才必須有較強的零件加工工藝能力、設(shè)備操控能力以及一定的維護能力。零件加工工藝能力是指能針對給定的零件特征設(shè)計合適的加工工藝，編制正確的加工程序，在數(shù)控設(shè)備上加工出合格零件的能力；設(shè)備操控能力是指使用數(shù)控設(shè)備完成工件裝卸、切削、測量以及刀具、夾具的裝卸等事項的能力；維護能力則是指對數(shù)控設(shè)備進行日常保潔工作和常見故障維修的能力。工藝能力要求數(shù)控人才要有良好的工藝設(shè)計能力和數(shù)控編程能力，設(shè)備操控能力要求有熟練的機床操作技能，而維護能力則要求使用人員有一定的機電理論素養(yǎng)，便于在使用過程中對機床運行的重點部件、易損件、故障點等了如指掌[2]。這三大能力構(gòu)成了現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)應(yīng)用人才的核心能力，是人才培養(yǎng)的重點和依據(jù)。

2　課程培養(yǎng)的工程應(yīng)用能力制定

數(shù)控加工與編程是培養(yǎng)數(shù)控技術(shù)應(yīng)用人才的骨干課程之一。其主要是培養(yǎng)學生在理解數(shù)控加工原理的基礎(chǔ)上，能夠進行加工工藝設(shè)計；在熟悉常用數(shù)控系統(tǒng)基礎(chǔ)上，能夠進行數(shù)控編程；經(jīng)過課程的實踐操作，能夠操控數(shù)控機床進行零件的加工。根據(jù)業(yè)界對人才的能力要求，經(jīng)分解制定出了課程的五大目標能力，分別為數(shù)控基礎(chǔ)能力、工藝設(shè)計能力、數(shù)控編程能力、機床的操作能力和工程意識能力。這五大能力是數(shù)控技術(shù)人才工程應(yīng)用能力的重要體現(xiàn)。對于機床的維修能力，在其他課程中加以培養(yǎng)，在此不再討論。

結(jié)合本校人才培養(yǎng)定位，制定了如下課程培養(yǎng)能力目標。1)數(shù)控基礎(chǔ)能力：能熟悉數(shù)控機床的結(jié)構(gòu)、理解數(shù)控系統(tǒng)坐標系的設(shè)定及數(shù)控加工的相關(guān)原理(如對刀、刀具補償、插補等)。2)工藝設(shè)計能力：針對給定的零件特征，能夠選擇合理的裝夾方法、加工方法；根據(jù)零件材料的性能，能選擇合適的加工刀具及參數(shù)，進而安排零件加工工藝流程。3)數(shù)控編程能力：根據(jù)零件的加工工藝過程，利用數(shù)控代碼，表達加工過程的相關(guān)參數(shù)，編制成加工程序，并能進行相應(yīng)的后置處理。4)機床的操作能力：能針對零件特征，在數(shù)控機床上完成工件加工過程中所有的事項。5)工程意識能力：在產(chǎn)品設(shè)計階段應(yīng)該考慮加工，在加工階段要樹立起質(zhì)量、效率、成本等意識，實現(xiàn)合格零件的最快、最省加工。

3　重組課程內(nèi)容，增補工程元素

工程實踐能力的培養(yǎng)，不是單純地將更多的學生更長時間地送到企業(yè)，學校教育、課程、課堂在學生工程實踐能力培養(yǎng)過程中是“本”[3]。精心設(shè)計課程內(nèi)容，合理安排教學活動，是強化學生工程實踐能力培養(yǎng)的首要環(huán)節(jié)。

3.1重組理論教學內(nèi)容

針對工程應(yīng)用能力的培養(yǎng)和發(fā)展需要，拋棄傳統(tǒng)的“知識本位”“教材本位”模式，堅持知識“夠用”的原則，通過整合教學資源，本課程形成了數(shù)控加工基礎(chǔ)、數(shù)控車削加工、數(shù)控銑削加工和加工中心四大理論教學模塊。

數(shù)控加工基礎(chǔ)部分主要介紹數(shù)控加工的基本原理、數(shù)控程序的結(jié)構(gòu)，讓學生對數(shù)控加工有初步的了解；數(shù)控車削加工模塊重點學習車削加工的工藝流程，以法蘭克數(shù)控系統(tǒng)為例講解車削加工的常用編程代碼以及工程中典型軸、套類零件的編程及加工。該部分重點培養(yǎng)學生的車削工藝設(shè)計及手工編程能力，不建議用自動編程代替手工編程，這樣有利于學生對數(shù)控代碼的理解。數(shù)控銑削模塊主要培養(yǎng)學生的銑削工藝設(shè)計及自動編程加工能力。在講解機床的編程代碼時，只需挑選常用的刀具補償指令、孔加工代碼即可，而對于高級指令啟發(fā)學生按照興趣自學。加工中心部分主要介紹加工中心目前的發(fā)展情況，增補制造業(yè)前沿的技術(shù)信息即可。

3.2優(yōu)化實踐內(nèi)容

受學術(shù)型人才培養(yǎng)模式的慣性影響，過去的實踐教學往往被置于從屬地位，實踐課程內(nèi)容僅是理論課程的補充，只是為了完成對特定理論知識的驗證和鞏固，缺少反應(yīng)企業(yè)實際產(chǎn)品加工的工程特色，造成學生知識與社會實踐相脫節(jié)，工程意識淡薄，工程應(yīng)用能力欠缺[4]。為了加強對學生實踐能力的培養(yǎng)，我院教師們深入生產(chǎn)一線，總結(jié)生產(chǎn)過程，經(jīng)優(yōu)化制定出了7個實踐項目(如表1所示)，由易到難、由單一到綜合，循序漸進地對學生的工程能力進行培養(yǎng)。

表1　實踐項目與培養(yǎng)的能力

4　重構(gòu)教學過程，遵循工程應(yīng)用能力發(fā)展規(guī)律

對學生工程應(yīng)用能力的培養(yǎng)，教學內(nèi)容的設(shè)計很重要，但教學過程的實施也是一門學科。過去理論教學和實踐教學是分段進行的，通常學期上半段時間是用來上理論課，而下半段集中進行實驗和實訓。由于時間跨度太大，理論知識難于及時指導(dǎo)實踐，不利于學生應(yīng)用能力的提升[5]。根據(jù)數(shù)控技術(shù)應(yīng)用能力的形成與提升規(guī)律，本校實施了理論與實踐交叉進行的教學(如圖1所示)，實現(xiàn)對學生工程應(yīng)用能力的漸進式培養(yǎng)，也遵循了能力發(fā)展的規(guī)律。

圖1　教學實施與培養(yǎng)的階段性能力

5　建立多元考核方式，凸顯工程化考核

數(shù)控加工與編程是一門實踐性要求很強的課程，它不僅要求學生理解數(shù)控加工的基本原理，還要求學生掌握實操技術(shù)。因此，以往的“一紙定考試，一考定分數(shù)”的考核模式不再適合。本課程結(jié)合人才培養(yǎng)過程的特點，探索并建立了“三化”的課程考核評價體系。

5.1考核模塊化

模塊化考試是指根據(jù)教學活動的實施過程，把教學活動進行模塊化分類，然后進行相應(yīng)的考核。本課程的模塊化考核是依據(jù)學生的理論課堂情況、作業(yè)、實踐環(huán)節(jié)(含實驗)以及期末學業(yè)考試分為四大考核模塊，然后按照比例作業(yè)(10%)+課堂(10%)+實踐(40%)+期末考試(40%)分別計入課程期末總評成績。

5.2考核團隊化

團隊化考核主要應(yīng)用于本課程的實踐教學環(huán)節(jié)。在課程的7個教學項目中，每個項目基本是由學生組隊來完成。3～5個學生組成一隊，每個成員有明確的分工，負責不同的工種，完成特定的任務(wù)。在執(zhí)行項目中，學生的組隊情況可以不變，但同一個學生，在不同的項目中，必須負責不同的事情，否則該組隊無效。例如，甲同學在項目2中負責機床操作，那么在項目3中，應(yīng)該負責零件的編程或其他的。這樣的分工，目的是讓學生在不同的項目中充當不同的角色，讓其得到均衡的培養(yǎng)。在項目評分階段，針對各成員在項目中的分工、項目的完成程度進行綜合評分。

5.3考核層次化

層次化考核是指針對不同學生對同一知識模塊的掌握程度給出不同層次的題目加以考核。具體的做法是，在執(zhí)行完上述7個教學項目之后，每個團隊隊員都會凸顯出能力不一，根據(jù)綜合能力把學生重新分為“普通組”和“創(chuàng)新組”兩大類型。普通組學生考核題目由教師給定，在規(guī)定的時間內(nèi)完成從零件模型的設(shè)計、程序的編程到零件實物加工的全部過程。創(chuàng)新組考核沒有指定項目，而是學生自報項目，在規(guī)定時間內(nèi)完成所有事項。考核采用答辯制，學生必須闡述零件的加工工藝流程、加工中遇到的問題和解決的方法?？己俗詈筇峤坏馁Y料包含項目的實物、加工刀路文件、過程視頻及圖片。

模塊化考核有利于消除“高分低能”現(xiàn)象，團隊化考核增強了學生的團隊合作意識，層次化考核全面激發(fā)學生的創(chuàng)新意識?！叭笨己嘶コ梢惑w，實現(xiàn)了對學生能力的多方位評價，也凸顯了工程化考核的特色。

6　利用協(xié)同育人平臺，持續(xù)培養(yǎng)學生的工程應(yīng)用能力

工程應(yīng)用能力的培養(yǎng)，不能僅僅是由一門課來完成，應(yīng)該在人才培養(yǎng)的每個階段加以關(guān)注并持續(xù)培養(yǎng)。我校利用協(xié)同育人平臺的資源優(yōu)勢，在生產(chǎn)實習階段，讓學生通過觀摩或頂崗的形式參與到實際加工生產(chǎn)線中來，如手機夾具生產(chǎn)線、精密模具制造生產(chǎn)線。通過使用其中的數(shù)控設(shè)備，讓學生在數(shù)控技術(shù)應(yīng)用上有了初步的認識。課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計階段，部分學生被分配到協(xié)同育人平臺中，在老師和企業(yè)技術(shù)人員的共同指導(dǎo)下，以企業(yè)的實際產(chǎn)品為題材，利用平臺的設(shè)備將零件加工出來，最后由企業(yè)的師傅根據(jù)產(chǎn)品標準進行打分評定。這樣從生產(chǎn)實習到課程教學、從課程設(shè)計到最后畢業(yè)設(shè)計，持續(xù)對數(shù)控技術(shù)學習和應(yīng)用，實現(xiàn)了對學生工程應(yīng)用能力的持續(xù)培養(yǎng)。

7　結(jié)語

通過教學改革探索，學生的數(shù)控技術(shù)應(yīng)用能力取得明顯的提高，從近三年的畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)看，學生主動選擇數(shù)控技術(shù)應(yīng)用作為畢業(yè)設(shè)計題材的比例逐屆增多，優(yōu)秀作品和論文不斷涌現(xiàn)，畢業(yè)生逐年備受數(shù)控領(lǐng)域用人單位的青睞。科學技術(shù)日新月異，高校轉(zhuǎn)型已成不爭的事實。育人單位要端正育人主體的地位，不斷探索與優(yōu)化教學模式與方法，探索行之有效的育人途徑，以切實提高應(yīng)用型人才的質(zhì)量。

[1] 閆志剛，張韋韋.2014，中國教育“記憶”[J].教育與職業(yè),2015(1):24-31.

[2] 李玉忠,羅海鷗.從“制造大國”邁向“制造強國”過程中的數(shù)控創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式研究[J].廣東技術(shù)師范學院學報,2008(9):1-5.

[3] 胡縱宇,劉芫健.溯本求源:大學生工程實踐能力培養(yǎng)的三個回歸[J].高等工程教育研究,2015(1):185-190.

[4] 王干，朱愛萍.強化工程應(yīng)用能力培養(yǎng),彰顯工程人才培養(yǎng)特色——以揚州大學全日制工程碩士實踐教學體系改革為例[J].研究生教育研究,2014(5):68-72.

[5] 林健,朱曉春,陳桂.工程應(yīng)用能力階梯培養(yǎng)模式的創(chuàng)新實踐[J].高等工程教育研究,2011(6):165-168.

(責任校對龍四清)

10.13582/j.cnki.1674-5884.2016.07.026

20151221

廣東省高等教育教改項目(GDJG20142540)；廣東省民辦教育專項資金(粵財教(2013)62號)

黎小巨(1984-)，女，廣東雷州人，講師，碩士，主要從事機電一體化技術(shù)、數(shù)字化設(shè)計制造技術(shù)研究。

G640

A

1674-5884(2016)07-0079-04