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【关键词】数控 职教 教改
【中图分类号】G71 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2014)01-0235-01
一、社会需求为数控专业人才的发展提供良好机遇
我国正处在从“世界制造大国”向“世界制造强国”转化发展时期,随着现代制造业的迅猛发展,数控技术日趋成为支撑现代制造业的核心技术。企业对数控技术人才的需求日益增大,社会急需一批既懂数控理论知识,又具备熟练数控操作技能的人才。中职学校应把握难得的发展机遇,结合本地经济建设和社会发展规划,深化教学改革,调整专业定位,强化实践能力培养。我校根据湛江市国民经济和社会发展“十五”规划,将重点发展钢铁、石化等重点项目。抓住宝钢湛江有限公司、中科炼化等大企业落户湛江,对数控技术人才巨大需求的历史机遇。积极争取省、市主管部门的大力支持,做大做强我校数控专业,数控技术专业的被评为广东省重点建设专业,学校建有中央财政支持的国家级数控技术职业教育实训基地。同时湛江市委、市政府在十二五期间市财政每年安排1000万用于我校公共实训中心设备购置和运作经费,市委、市政府的高度重视为学校建设提供了坚实基础。
二、调整教学内容,改革课程体系,突出实践能力培养
1.调整数控专业人才培养目标。中职学校应主动进行市场调查,了解当地企业需求,校企共同制定数控技术专业人才的工作岗位和职业能力,形成数控专业人才培养方案。以企业对数控人才能力的要求,调整教学内容,开发产教结合的校本特色教材。根据校内实训设备编写实习实验指导书,学生训练以某一岗位的基本能力为目标,通过轮岗实训、阶段实习、项目制作等方式进行技能训练,使学生达到掌握岗位技能。
2.深化教学模式改革,更新教学思路和教学方式。改变传统单一教学模式,打破“先学理论,再实践学习”传统教学方法。采用灵活多样的教学方法和手段,推行“教、学、做”一体化教学模式,以做为中心、以能力为核心。鼓励老师大胆创新,要求教师深研教材,精心设计好每一堂课。研究探讨适合本学校的模块教学、岗位教学、现场教学、项目教学等方法,坚持把能力培养贯穿于教学过程始终,将理论知识有机地融入实践教学,按数控加工工作过程设计教学任务,将数控专业知识、技能、职业态度整合于实习实训过程,加强实践教学,注重学生参与,强调师生互动。
3.积极推行双证培训考核,突出职业技能培训特色。结合职业技能鉴定,将“计数机辅助设计绘图员,数控车、铣床操作工、计算机辅助制造程序员”等职业资格考证内容纳入教学计划,强化学生的职业技能和生产技能训练,采用“以证代考”的考核方法。
三、加强实训基地建设,改善实习实训条件
1.实训基地建设是搞好教学的必要条件,是提高实践教学的重要保证。中职学校应积极争取省、市教育部门支持,加大资金投入力度,改善基础设备,扩大实训实习场地建设,购置一批先进数控实习实训设备。近年,我校建成8000m2的集教学、生产、培训、技术服务于一体的实训基地,投入资金1200多万用于设备购置,建有数控车、数控铣、机加工、钳工、模具等实训室,还配有档次较高加工中心、线切割、电火花等一批数控设备。增加实习实训工位数,充分满足我校学生实训实习要求。还专门组织实习教师对数控设备维修保养,保证设备正常运行,最大限度地提高实训实习设备利用率。
2.扩大校外实习基地建设,优化工学结合模式。中职学校应选择当地一批生产规模大、管理规范、用工需求大的企业作为校外实习基地,签订校企长期合作机制,积极探索与企业开展集教学、培训、技能鉴定、生产于一体数控高技能人才培养,实现学生与企业零距离接触。熟识企业岗位技能,了解企业文化,为学生就业打下良好基础。
四、加强师资队伍建设,是搞好数控专业教学的关键
中职学校要培养高素质技能人才,就必须拥有一批既具有扎实的基础理论知识和较高的教学水平,又有较强的专业实践能力的“双师型”教师。我校积极探索教师队伍的结构改革,按照专业带头人、骨干老师、专业教师3个层次和专兼职2个类型进行建设,建成专兼职老师团队。改革教师培养、考核制度,创新人事管理制度。加强教师培养,实施“青蓝工程”师徒活动,结对帮教,以老带新,定期开展实训老师数控技能竞赛,根据每个老师的专业能力,有目的地引导、培养,使每个老师具有一专多能,全面提升老师的整体专业素养。注重“双师”型教师队伍建设。选送部分老师参加国家级、省级骨干老师培训学习。有计划有目的选派骨干老师参加校外数控类工厂现场实习训练。了解数控专业最新技术,提高专业老师实际操作能力,部分老师已成为专业建设主力。积极组织专业老师参加校级以上公开课说课比赛,鼓励专业老师提升学历,参加国内外进修学习。现在我校“双师”型教师比例达85%,同时从企业中招聘一些有丰富工作经验的高级工程师,为学校兼职教师,对兼职教师进行岗前培训,建立专兼职教师互动交流平台,提高其教学能力。鼓励兼职教师参与学校教学、教研,为学校数控专业发展出谋献策。
五、专业兴趣是中职学生学好数控技术的关键
兴趣是学习动力源泉,是中职学生学好专业的关键。如何激发学生学习积极性,培养学生对数控专业兴趣,让学生从内心发出我要学好数控技术的决心。学校通过各种会议、讲座等媒体,让学生利用课余时间从网络充分了解社会对数控人才的需求,了解湛江钢铁基地和中科炼化等大项目的开工建设需要大量数控人才。让学生知道学好数控技术与将来就业,工资待遇息息相关。并且在校园中营造学习数控技能良好的氛围。每年组织学生参加省、市数控技能竞赛,选拔优秀,树立榜样。定期召开优秀毕业生事迹报告,让学生充分了解中职学生只要凭借过硬专业技能,一样在企业里有大作为,精通数控编程员、操作人员、维护人员其工资待遇比大学生还要高,十分抢手。 只有这样,才能让学生喜欢数控专业,学得好、学得欢。
参考文献:
关键词:高职教育;数控技术;技能人才;创新型;持续型;课程建设
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)29-0201-02
我国高职教育经历了近三十年的快速发展,在教育系统中占据着重要地位,高职院校的教育目标要与地方经济以及社会发展的需求紧密结合,力争培养出具有良好职业道德且能面向建设、生产、服务、管理的一线高素质人才。到目前为止,已为国家的现代化建设培养了大量适应经济发展的高级应用性人才,高职教育的办学模式也从单一的学校办学转变为校企共享资源的办学模式,从单纯的依赖课堂教学转变为更注重实训,课程建设由稳定的学科课程向灵活的模块化课程转变。但是随着国家社会经济快速的发展,各企业之间、企业内部以及各行业之间、行业内部还需要更多的创新型和复合型人才,以满足各行业的用人需求。
现在世界面临大调整大发展大变革时期,科技的创新突破,迎来了全球科技、人才以及教育的竞争加剧,这就迫切需要教育质量的全面提高,加快创新型技术型人才的发展,高等学校也要不断提高自主创新的能力,全面加速“中国制造”到“中国创造”进程。在制造业中,数控技术是重要的装备技术之一,也是工业化时代实现产品批量加工、新产品开发不可或缺的专业技术。自从我国加入国际世贸组织,经济发展更加迅速,我国也正在成为世界的制造中心,数控化覆盖率已经成为对一个国家或某个企业的制造技术以及经济实力的衡量标准之一。因此,数控技术专业人才的培养决定着制造业的发展。
在我国工科类、综合类的高职院校中都开设了数控技术专业。一方面,随着计算机和数控技术的不断发展,我国职业院校中传统的数控技术专业课程体系已经不能满足经济社会发展对实用技能型人才的需求,而在另一方面,高职教育对学生过多注重专业课程和能力的应用提高,但忽视了对学生非技术性和非智力性因素的培养,体现于健康心理以及人文素养方面,比如道德水平、价值观念、心理情感、意志品格等。
各高职院校都在研究教学改革方案,为培养复合型、创新型数控专业技能人才,数控技术专业课程体系还有待研究。
职业院校教师要结合社会所需,通过教学实践,制定出符合现代化企业需求的课程体系,服务于教学实际,实现技术技能型人才培养的目标。为全面提高学生的综合素质,数控技术专业采用“教、学、做”一体化人才培养模式,重新构建课程体系,改革教学方法,能极大地提高学生的实践技术技能。
一、高等职业教育要注重学生创新能力的培养,重视学生综合素质的提高
在人才培养方面,高职教育要偏向于以“工作过程实践”为导向进行课程体系的建设,这样可以避免知识面过偏、过窄甚至过专的问题出现,把专业界线淡化。在设置课程体系的时候,要加强综合性,削枝强干,让课程体系更具备较强的迁移价值,以及基本方法与技能的训练和提升,进而使学生对科技发展趋势的创新潜能以及反应能力得以提高和增强。摒弃“应试教育”的影响,使学生思想从根本上得以解放,他们的思维活跃起来,综合素质全面提高,这也是激发学生潜力的基础条件。争取在注重技术应用的前提条件下,把学生的基础打牢,让他们具有更大的自我发展学习的空间。
高职教育人才培养中,在课程体系建设上应考虑文理兼容;增加选修课,且允许学生跨专业选修课程,尊重学生的主体地位和他们对知识技术的自主选择权利,摆脱他们的被动客体地位,有利于学生全面地认识知识,使其素质全面提高。
高职教育要改变过去对学生重智力培养、轻心理健康教育的现象,要在重视培养学生智力的同时,通过各种方式提高学生的心理素质,着重培养他们开拓进取、自强自立、艰苦创业的精神,以及对挫折、环境变化的适应能力。
二、加强符合高职教育工师资队伍建设,提高兼职教师管理
高等职业教育的目标是组建一支高素质、高教学水平的教师队伍,并且培养一批复合型技术应用人才。需要做到如下几个方面:第一,结合学校特色、社会和市场需求,培养专业、多才能的教师力量,通过兴趣培养教师积极性,从而提高教师的职业技能。第二,优化资源配置,调整老师们的知识结构,要求老师们具备扎实的理论知识和基础知识。第三,增强老师们理论和实际相结合的能力,注意提高实践水平。相关专业教师只有注重实践教学,才能让学生的实践能力得到培养和提高,从而完成高职院校的教育目标,培养出具备良好实践能力的复合应用型人才。
兼职教师是高职教育发展中不可缺少的重要部分。兼职教师不仅要具备高职教师的理论水平,还要具有很强的实践教学水平,掌握一定的新工艺、新产品、新技术和新材料,在专业上有一定的特长和技艺。
三、采用“教、学、做”一体化人才培养模式,重新构建课程体系
1.教学布局。在整个教学环节上实现“三融合”,即理论教学与实训教学相融合;学校实训与企业实习相融合;毕业设计与企业研发相融合。
(1)“理论与实训教学相融合”。课程设置中,将理论教学知识,如机械制图、计算机辅助设计与制造两门知识完全融于实践教学之中,实训基地主要承担专业基本技能的实训,实现知识学习与技能训练结合,实施边学边做、学做合一,使学生在实训过程中加深对理论课的理解。
(2)“学校实训与企业实习相融合”。在教学安排上,学校给学生提供更多的时间到不同企业去实习,让学生尽早了解企业生产过程,不但能提高学生的综合技能和顶岗能力,还可以提高学生的复合型技能。
(3)“毕业设计与企业研发相融合”。学生毕业设计课题与企业研发项目相结合,主要培养学生的创新意识,实现综合实践与应用能力结合,以企业项目为载体,培养学生的创新意识和后续拓展能力。
2.人才培养方案。高职数控技术专业工学结合人才培养方案的构建,是课题研究的一部分,主要内容包括:数控技术专业课程体系的重构(课程结构、课程模式、课程内容的重组与课程要求),数控技术专业适用的教学模式,教学质量管理制度的建立与管理体系的构建等。
3.教学资源。
(1)教材。数控技术专业,实训课程中,以企业车间的实际加工零部件为课题,将数控工艺与数控编程的内容恰当地与数控操作相结合,讲述零部件加工过程所涉及的理论和实训内容,使学生以真实的零件为载体,了解并学会零件的加工过程。
(2)教学资源。实训教材有配套的实操练习。结合讲解工艺、编程及操作等内容,教学资源中配备实操练习,供学生由浅入深地进行实际操作练习,并配有实操练习报告,以便学生巩固、掌握所学知识。
教材配有生动的仿真加工演示。结合教材,将每个零件的加工步骤及方案一一进行仿真加工,并利用计算机的屏幕录像功能,将其加工过程记录下来,供老师讲解或学生自学时观看,直观且易于理解。使学生对零件的工艺方案与工艺过程有着深刻的印象。
(3)多元化的成绩评定模式。学生的成绩由学生、学校教师、企业师傅综合评价。
学生:在评价主体上,转变过去那种把学业评价当作教师对学生学习的鉴定和检查的评价模式,让学生学会自我评价,激发学生主动学习的态度,养成自主学习的习惯和能力,让学生成为自己学习状况最主要的评价主体。
教师:在评价内容上,转变过去那种单纯重视对学科知识、技能考察的倾向,注重对学生能力和学习习惯的考察,如学习能力、解决问题的能力、创新精神等。
企业师傅:对学生参加企业实习的整个过程做综合评价。
综上所述,当今高职院校数控技术专业课程设置,应满足社会对数控专业复合型、创新性、高技能人才的需求。课程改革应破除以学科为中心的传统,构建与我国经济建设相适应并符合社会和个人发展需要的课程体系。顺应世界职业教育教学改革的趋势,不断更新课程内容与结构。在课程开发中发挥教师的主体作用和企业专家的主导作用,以工作过程为导向,注重课程内容职业性和应用性的有机结合。以工作任务为载体,对相关的职业知识、职业能力和素质等内容进行综合。
参考文献:
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【关键词】机床数控技术 课程建设 人才培养
【中图分类号】TG659 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2014)01-0248-02
一、引言
机床数控技术,是数控机床的核心,它融合了精密机械、电子、计算机、自动控制、伺服驱动、精密检测等技术的最新成就,有效的解决了复杂型面、精密、小批量、多变零件的机械加工问题,其发展和应用水平是衡量一个国家制造业现代化程度的核心标志,体现了国家综合国力[1]。机床数控技术课程作为体现机械工程专业特色和实现学生知识、能力、素养培养的专业核心课程,具有多学科交叉、多领域技术集成创新、实践性强等特点,在机械工程专业教学体系中占有重要位置。
近年,成都理工大学的机械工程及自动化专业结合省级卓越工程师培养计划,不断研究、探索培养创新能力强的高质量工程技术人才的新思路、新体系、新模式,深入开展了包括专业教学团队、实践教学平台、人才培养方案、课程教学改革等方面的建设。机床数控技术课程结合相关平台同时进行了大量的探索和实践。
二、机床数控技术课程教学中的几个关键问题
1.难于把握课程理论知识的深度和广度
机床数控技术是由各种技术相互交叉、渗透、有机结合而成的一门综合性学科,具有很强的系统性和实用性。一方面,现代机床数控技术在社会生产需求的推动下高速发展,而在教学学时普遍不足的情况下,出现了相关理论基础、知识难点和前沿技术三者的取舍、综合问题;另一方面,由于数控技术理论知识教学内容相对枯燥,当教学手段、方法无法提高学生的学习兴趣时,更加大了对理论知识讲授深度和广度的把控难度。
2.课程实践教学资源不足
传统的数控实践教学平台往往以各种数控车铣床、加工中心为主,这类以操作实践为主要目标的教学设备价格昂贵,建设成本极高,除非资金非常充足,否则很难在短时间内建起功能丰富、具有一定规模的实践教学平台。这种思路,往往恶化了设备建设的循环发展条件,造成数控培养系统功能单一,甚至技术落后;同时,精密、昂贵的数控机床对操作者提出了很高的要求,从实践教学安全性等方面考虑,有时不得将某些综合性实验、实训内容等转变成演示性实验,难以达成学生实践动手能力以及创新能力的培养。
3.教学方法与课程多方位实际应用特点的不协调
数控技术是一门典型源于实践、用于实践的多学科理论与多方位实践运用的课程。不仅是技术集成创新的产物,也是科技再创新的重要源头[2]。而传统教学模式以教师为中心、知识灌输为主,这种“填鸭式 ”的教学方式和学生“被动接受”的学习模式破坏了实践主体的主动性、独立性和创造性,学习者必然缺乏面对多方位工程实际应用环境所需的看问题、想问题和解决问题的行动能力。
三、课程建设的思路和目标
为了培养出具有扎实理论基础、先进技术理念、宽泛工程视角,创新精神突出,实践动手能力强、综合素质高的高质量人才,机床数控技术课程的教学改革势在必行。
按照大学课程建设要符合现代教育思想、符合科学性、先进性和教育教学的普遍规律[3],结合机床数控技术课程自身的特点,本课程以“理论与实践并重,实用与先进并重,突出创新,强调应用”为指导思想创建教学内容;以强化学生创新精神和实践动手能力,形成以学生为中心的先进教学方法;以丰富功能,教、研结合,构建多层次递进式实践教学体系,实现从静态知识传授向智能教育的转变。
四、课程教学建设与实践
1.整合、深化教学内容
在专业课的教学中,教学内容的组织对实现培养目标十分重要。在有限的学时数里,一方面必须精简教学内容,同时注意知识体系完整;另一方面必须顺应技术的发展,抓实用性和先进性。为此,我们对教学内容进行了结构性调整、重组和更新。比如,在绪论中注重对数控机床基本工作原理、机床数控技术知识体系及相关专业术语介绍;要求学生利用搜索引擎工具和校园网图书馆电子资源广泛查阅文献资料,完成一份数控技术国内、外应用现状、发展方向的研究报告,为课程后续学习内容的展开和带着兴趣的自主学习打下基础。然后以学生熟悉的机械设计技术作为切入,介绍数控机床的机械结构设计特点。该部分教学内容不仅能加强学生对前期各种机械设计类课程知识的再应用,也要体现出机床技术的发展前沿。为此在探讨提高数控机床结构刚度时,引入对有限元分析的应用,选择学生们相对较熟悉的PRO/e软件,介绍如何分析数控机床工作台结构刚度问题,同时要求学生根据这个实例,课后自主研究学习PRO/e软件的CAE功能,从而拓展了他们在CAD/CAM软件应用方面的实际能力。接下来将数控系统的教学内容分作了四部分。首先介绍连续控制系统的数控插补原理,这是数控系统的核心计算功能。在这部分内容的教学过程中,设计了一个自主开发的插补运算平台,使学生可以在该平台上完成各种插补算法的学习和程序编写(自选内容),极大地激发了学生学习的兴趣,同时增强了他们的高级语言编程能力。然后以有形的NC系统技术着手,展开到CNC系统技术,再扩展到伺服检测技术的介绍。这部分教学内容抽象,是重点也是难点。但对机械专业的同学来说,由于电子技术、计算机技术方面的知识能力普遍不足,成了比较薄弱且难于突破的环节。其教学内容的组织必须注重先进性和实用性,为了减少学生在学习过程中的茫然,我们抓住了一个简单机电一体化系统研发的技术路线这个关键,处处紧扣这个核心,使学生对学习对象的认识更加清晰。最后部分的教学内容安排对数控工艺及编程技术的介绍,在内容上除了注重基本的数控工艺分析和编程指令的讲授,同时加强了对CAD/CAM软件自动编程技术的学习。要求学生在设定的工程环境中具有较强的操作能力和编程能力。
2.改进教学方法
教学方法是达成教学目标的关键。为了配合上述教学内容的开展,在有限的学时内完成基础理论、实用技术和前沿知识的传授,学生必须在学习目的明确的情况下具有自主学习的能力和积极性,因此,着眼于促进以学生为中心的教与学方式的转变是十分必要的。
首先根据内容特点采用灵活的授课形式,包括课堂讲授,讨论,自学,现场课,避免“填鸭式”的一讲到底。在课堂教学形式上,加强师生交流,重点讲思路,讲方法,提问题,启发学生对老师所提问题进行独立的逻辑思考和研究探索,培养他们的创新意识和终身学习能力。精心设计讨论课的内容,讨论题目大多无标准答案,具有较强的探究性。比如以一个实际的机械零件的数控加工工艺分析及编程为例,同学们可以分组研究讨论,然后派代表上台主讲,展示程序及仿真加工效果,互相问辩,最后由老师总结、点评。针对比较抽象、难于理解的某些教学内容,则采用现场课,如数控系统的结构和伺服检测系统的基本工作原理等,则可在数控综合实验平台上一边讲解一边演示来完成。
其次,充分利用多媒体、视频和动画来提升教学效果,改变知识表述方法的单一性,建立多工程实际应用环境,使学生在生动活泼的教学过程中牢牢掌握理解困难并且抽象的数控知识,熟悉以工程师视角分析问题、解决问题的方法。多媒体教学中同时要注意活泼课堂气氛,抓住经典内容,以多媒体结合板书推导,调动学生积极参与教学过程,不断启发学生跟随老师思路积极思维,做到“学、思、行”结合,不仅可以培养学生分析、解决问题以及逻辑思维的能力,也加强了师生间的互动交流。一般来讲,机床数控技术课程的动画演示(尤其是各部件工作的动态展示),难以通过实际部件组建实现,也很难在网络资源里找到相应资源。为了让学生对所学内容有直观而清晰的认识,可以利用自主研制开发的教学平台或设备去获取动态知识素材。比如对数控插补的含义、原理、特点的理解我们就借助了一个基于VB的数控加工预处理系统来演绎,使抽象的知识也能通过视觉直观的获取。
3.注重实践教学平台建设
本课程的实践教学必须以培养学生的工程视角、技术应用能力、操作技能和创新精神为目的,创建真实的多工程应用环境,将“主动实践”贯穿于整个教学过程,抓“基础性、认识性、创新综合性”三个层次的实践教学内容,在实践教学环节的开展中使实践教学和理论教学有机结合并相互补充,教学和科研相互促进,构建多层次递进式实验教学模式。
在有限的资金条件下,我们重点建设三种类型的实验平台。第一类平台拟建成以PPCNC系统为主的集数控编程与加工一体化的实验平台。传统数控设备“买不起、养不起、用不起、责任担不起”的特点使一般学校要么无机可用,要么有机怕用,进而造成学生们在数控加工实践动手能力方面始终“眼高手低”。个人便携式数控机床(Personal Portable CNC,简称PPCNC)是一种针对数控加工教学的新型教学设备,它以塑料、代木作为加工对象,能满足数控加工核心内容的培训要求,具有现场教学互动性好、造价低、安全性高、场地要求低、运行维护成本低等特点,能较好的应对上述数控教育的困扰,满足开放性教学的要求。第二类平台数控系统电气设计、组装、调试、维护等多功能综合实训系统,可以将课堂教学和实训紧密结合,以学生主动探求知识为前提,围绕研究性教学内容展开,通过分析问题和解决问题,重点培养学生的创新精神和实践能力。第三类平台CAD/CAM及数控加工仿真系统,主要提供数控加工仿真及自动编程技术的学习,旨在提升学生对工程实际应用中各类数控系统操作的应对能力及利用CAD/CAM软件进行编程的能力。在上述三类平台上精心设计实践教学内容,有利于构建起多层次递进式实验教学模式。
五、结束语
本课程的教学建设探索旨在面向市场需求,提高数控技术人才培养的创新性、实用性和先进性。从教学内容的整合、教学方法的改进、实践平台的建设等三方面出发,以培养创新精神和实践能力为核心,激发学生主动探究、学习的兴趣;训练学生的工程视角,提升面对实际工程环境分析问题和解决问题的能力。MOOCS风暴强烈地冲击着传统大学教育模式,必将促进机床数控技术课程的一线教学人员对构建网络化、开放型的教学和实践环境,以及与之适应的课程知识体系和教学方法进行更多的研究探索。
参考文献:
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关键词:数控实训;多媒体教学;主动性和创造性;自主构思设计零件
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)20-0042-02
工程实训是培养学生全面素质,尤其是工程素质的重要环节,随着市场对人才综合素质要求的提高,许多机械类包括近机类专业的学生必须进行实习培训。以往的实习基本上以传统的加工方法为主,其内容显得陈旧,有些甚至远远落后于现代工业的发展水平。教学方式仍主要为讲授加示范,许多学生在实习过程中往往缺乏主动性和独立性,既不能激发学生参与实习的兴趣与积极性,也不利于学生知识能力的培养。针对这一现实情况,我学院在实践教学中,在以传统制作工艺为主的前提下,针对不同专业、不同对象适当地增加了现代制造技术的内容,探索出一种尊重基础、注重实效、提高兴趣、培养能力的数控实训教学方法,取得了良好的教学效果。现代制造实训包括数控车削、数控铣削和线切割三大模块内容。
一、营造实训气氛,提高实训地位
机械类专业是高校的传统专业,几乎每一个工科院校都开设了这个专业。如何找准专业发展方向和人才培养特色,使培养的学生获得行业、企业的肯定是摆在我们面前的一个重要课题[1]。
随着我国的产业结构调整、企业改制和技术改造,以数控技术为代表的自动化、计算机和信息管理等相关技术向传统机械制造业不断地渗透,数控技术的应用是提高制造业的产品质量和劳动生产率的重要手段。专家预言:21世纪机械制造业的竞争,其实质是数控技术的竞争。在我国,2007年,仅珠江三角洲,数控人才就缺乏6000多人。在这一社会需求现象的感召下,无形中就加大了数控实训在学生心目中的地位。
数控实训与传统实训的明显不同之处还在于它可以借助计算机应用各种二维或三维高级CAD/CAM软件(Autocad、UG、Pro/E、Solidworks、MasterCAM等),完成简单或复杂零件的设计、造型、自动编程、模拟仿真等内容,因而更加提高了学生的实习兴趣,增强了学生工程实践的信心。从而培养出具有一定的操作技能、动手能力和创新意识的学生,实现了知识向能力的转化,提高了数控实训的教学质量。
二、数控理论基础学习
数控铣削的实训首先要以理论知识的学习为基础,只有掌握了基础知识才能更好的掌握数控铣床加工和编程技能。我学院一直坚持和重视基础理论的知识教学。
1.方法的学习。大学教学是学校教学过程的最后一个阶段,同时又是学生进入社会实践活动过程的准备阶段[2]。学生目前掌握的知识和方法为将来的“再学习”过程做好充分的储备,并进而做到举一反三、触类旁通,即达到了教学的最终目的。因此老师在向学生讲授理论知识的时候,不能泛泛而讲,而应有选择性地着重讲授基础实用的知识点,让学生在听课中时时感受到学会的是“一种方法”,而不是仅仅记住某个具体的指令或概念。比如:在讲授数控铣理论知识内容的时候,数控机床坐标系和运动方向、机床参考点、工件坐标系选择(G54~G59)及辅助功能代码M03、M02、M05和准备功能代码G90、G00、G01、G02、G03等为必讲内容。对于平面选择代码G17、G18、G19则一带而过,只重点介绍讲授G17的用法。G17是XY平面选择,那么学生在以后工作中用到XZ、YZ面时自然就会去查找G18和G19具体代表了哪个平面,依此类推。
2.多媒体教学。选用合理的教学手段将对学生掌握理论基础知识起到极大的辅助作用。自动化内容涉及偏多的数控铣教学就应该选用多媒体课件作为教学手段。课件中运用了大量的图片、视频和动画加以演示,图片包括机床的外观和已经加工的零件,视频录制的是铣削零件实际加工过程,而动画大多体现的是刀具的特定运行轨迹,并能进行人机交互。因此提供了良好的教学环境,将抽象的概念具体化和形象化,增加了信息量,也有利于学生的理解,大大提高了教学效果和质量。
三、自主构思、独立设计零件
数控实训要求学生根据要求自行设计零件,编写数控加工程序并制作加工零件。考虑到数控实训的时间较短(一般两天左右)及学生对刀具基础知识的了解不充分,因此要求学生设计的是刻绘作品,即在一块75×60×30的长方形板材上发挥想象设计出独特的工艺品,内容不限。而对于刀具的选择、进给量的设定等工艺内容则不做为本项实习的重点,由老师推荐即可。这种学习方式一方面能够保证学生在设计过程中运用到机械制图知识、AutoCAD计算机绘图知识、工艺知识,加深对机械综合知识的掌握和运用;另一方面这种学习方式还大大提高了学生的学习热情、激发了学生的学习兴趣,使得学生能够充分调动积极性和主动性来设计这件具有纪念意义的作品。而且,其设计的作品还体现出学生本人的美学修养和艺术修养,使得学生的想象力和创造力得到最大程度地发挥,可谓一举几得。
四、编写程序
学生在已经熟悉数控编程的主要内容及步骤、程序的结构和格式、常用指令与代码及编程规则和方法的基础上,要求能够根据本校现有数控系统实际要求,对自行设计出的零件手工编制铣削加工程序。
在编制程序过程中加工工艺是一项重要内容[3],主要通过加工程序(代码)得以体现,其目的就是要合理、有效地使用数控机床和刀具,对材料进行精确、高效地加工。尤其是在手工编程中,如果考虑不周,将会直接影响加工精度和表面质量,甚至损坏机床,因此要结合相关内容综合分析。首先应着重分析刀具在加工时的切入和引出点及走刀方式在加工时的影响,避免各种可能存在的问题等。然后选定最优工艺方案,并在实际编程和操作环节中加以运用。
五、检验考核
检验考核是学习质量的重要保证手段,它一方面可增加学生实习的责任感,另一方面有利于反馈实习教学质量,发现问题并解决问题[4]。检验考核分为理论考核和实践考核两部分内容。
1.理论考核。理论部分考核是对学生实习的综合考查,主要以实习报告来体现。实习报告内容包括叙述基础理论概念、编写程序和实习心得等。由于在整个工程实训过程中,学生实习一直强调以增强实践动手能力为主,因此理论考核部分分值只占实分的20%。
2.实践考核。实践部分考核包括程序检验和实际操作。程序检验就是验证学生对制图、工艺、程序传输和校验模拟等知识的掌握程度。即学生对自行设计的零件编写程序结束后,输入到数控装置中进行模拟演示,发现错误,及时修改,如此反复,直至合格。老师按照其制图的繁简、工艺的优劣、传输的次数及程序中包含的错误程度进行打分。机床操作和零件加工需要学生学习如何完成机床回零、夹具安装、工件装夹、刀具安装、输入程序、确定编程原点、实际加工等一系列操作。实际操作需要教师具有较强的责任感,认真、准确、细致、耐心地指导学生完成每一步操作,结合理论内容让学生理解和掌握数控铣削零件的过程和技能。尤其值得注意的是,不正确的操作会损坏机床甚至危及学生的安全,因此,教师一定要对学生加强安全教育。
六、总结
学生利用学校的现有条件和教学资源,以一名普通技术员和工人的双重身份参与零件从设计到加工完成的整个过程,这样既提高了实践和动手能力,使学生获得一定的成就感,又增强了找工作和参加工作的自信心,达到了数控实训的目的,减少了就业压力。下一步还将结合学生的实训过程,按照国家规定的机械行业机工标准要求,对达到要求的学生给予相应的技能认证,颁发证书;或者对学生的设计能力出具证明材料,给学生一个肯定,给社会一个保证,提高学校和学生二者的知名度和诚信度,获得双赢。
参考文献:
[1]党跃轩,李洪智,康维新,李伟.应用型本科机械类人才的培养模式[J].中国冶金教育,2006,(2).
[2]戚万学.高等教育学[M].山东人民出版社,2004.
[3]梁炎.数控铣床实习探讨[J].中山大学学报论丛,2005,25(5).
[4]刘鸿.数控技术应用专业实践教学安排的探讨[J].贵州农机化,2005,(8).
一、实践教学的作用
实践教学是高技能型人才培养的必要手段,其作用无可替代。高职教学体现在2个方面,一是理论层次上具有高等教育的特点;二是实践上具有明显的职业性特征,并且更加趋向后者。高职教学的独特性决定了其教学过程必须以实践教学过程为主的特点。
实践教学是把理论知识和实践活动、间接经验与直接经验、抽象与形象相结合,相对于理论教学更具有直观性、实践性、综合性与创新性等特点,决定了它在学生能力培养和综合素质提高等方面具有独特的作用。实践教学是整个教学体系的重要组成部分,通过实践教学可以加深学生对理论知识的理解,实践教学应以学生素质培养为主线,与理论教学共同作用培养学生发现问题、提出问题、分析问题、解决问题的能力,并密切结合学科发展和人才培养方案,实现理论教学与实践教学的辨证统一,构建两者相互依存、相互促进的教学体系。
二、机电系实训基地建设介绍
学院机电工程中心内设置两大主要功能区域——综合训练中心和工业工程训练中心,形成了一体化教学和实践教学的校内实训基地。
综合训练中心设备资产总额约542万元,任务是完成我系电类4个专业——机电一体化专业、电气自动化专业、电子信息工程技术、电子设备运行与管理专业和机类3个专业——数控技术、模具设计和机械与自动化技术的一体化教学、实训和实践教学任务,该中心包括电专业实训室10个,机专业实训室5个。
工业工程训练中心车间内拥有六大功能区:数车区、综合项目区、机床维修区、金工区、特种加工区和精加工区,中心车间实践教学场地面积约为1800平方米,设备总价值800万。除实践教学外,工业工程训练中心还承担职业技能鉴定、学生大赛、技术研发、校企合作的产品研发、技术攻关、培训等任务。
三、实验室建设工作的重要举措
第一,实验室建设坚持先进教育教学理念,做好科学定位工作。机电系秉承“技术创新、技术创造、技术创业、技术人生”的教育理念,坚持依托临港装备制造业,立足秦皇岛,面向京津冀地区,按照“以服务为宗旨,以就业为导向”的专业建设原则,对人才培养模式进行了大胆的实践探索,大力推进和深化实验教学改革,不断完善实践教学体系。实验室建设包括实践教学制度建设、环境建设、课程建设、实践教材建设以及师资队伍建设。在实践教学的日常运行管理和质量监控、实验室资源的整合与优化配置各类规章制度的制定,以及实践项目的开设和教材建设方面做了许多工作,为学生提供了创新实践平台,实践教学是理论联系实际,培养学生实践技能和实践能力的重要教学环节。
第二,实验室建设关键是师资队伍建设。实践技能人才的培养关键在于教师,没有教师技能水平的提升,再好的设施也不会发挥作用。我们经常谈教育,如“大师”与“大楼”哪个更重要?我觉得应该是一个时期一个重点,没有大楼时就要建大楼,有了大楼就要培养大师,二者辅符相乘。在加强实践教学队伍建设,优化师资队伍结构方面,通过政策引导,吸引高水平教师从事实践环节教学工作,鼓励有企业经历和动手操作能力强的教师到实验室工作,鼓励研究生以助教身份参与实践教学工作,提升实验室管理效率和水平,加强实验室管理队伍建设。另一方面,要求实验教师严格执行应按照实验教学工作管理条例,根据要求认真进行教学准备,依据实践教学大纲、实践教材(或实践指导书)、仪器设备使用说明书或操作规程、注意事项等基本教学文件,认真编写实践教案。在实践过程中,实践教师通过现场巡视、指导,严格要求学生,注意培养学生观察、测量、统计、结果分析等方面的能力,纠正学生的不正确操作,解答实验现象和疑难问题,要求学生认真撰写实验报告,对不符合要求者责令重做,在保证实验开出率达到100%的基础上,使综合性设计性实践的比例同时提高。并且在保证其教学效果良好同时,注重仪器设备资源共享,实验室在完成正常教学、科研任务的同时,充分挖掘潜力,优化资源配置,认真落实开放性实践教学任务,指定专门实验指导教师负责,保证开放性实验教学效果。截止到目前,我系取得的主要成绩如下:
四、主要成绩
2004年数控技术专业遴选为河北省高职高专教学改革试点专业;2004年被教育部确立为数控技术应用专业领域技能型紧缺人才培养基地;2005年中央财政支持288万用于建立国家级数控技术专业实训基地;2007年数控技术专业评为省级示范性专业;2008年校企合作实施二年制“订单式”人才培养模式;2009年建成一支省级教学团队“现代制造技术专业群”;2010年荣获省级教学名师称号1人;2010年数控技术专业国家骨干高职院校建设计划重点建设项目;2011年荣获院级名师称号1人;2007年至今——各专业积极进行基于工作过程的课程改革,与企业共建课程;2008年至今——教师积极申报中国教育专家课题,专利,核心以上期刊,整体科研提升迅速;2008年至今——全国数控技能大赛获得河北省赛区、“第二届全国研华组态软件设计大赛”、秦皇岛六所高校共同举办的“单片机程序设计大赛”、“全国大学生电子设计竞赛”获得各级奖励。
五、结语
实践教学是高等学校培养高素质创新人才的重要途径,加强实践教育,是新时期高水平大学面临的共同主题:提高实践教学水平,需要进一步加大实践教学平台建设,我系工程中心建设通过整合学院教学和科研资源,改革了实践课程体系的编排,增加了跨学科和实践环节的要求,编写并出版了系列实验课程教材多媒体软件,为培养创新型环境学科人才提供了软硬件支撑,是我院培养高素质创新型人才培养目标的具体实施。
参考文献:
[1]王芳.农业生物学实验教学创新型人才培养体系的建设[J].实验室研究与探索,2010,12