1. 引言
21世纪,随着科学技术的进步和国民经济的发展,对加工制造企业的产品有了更高的要求,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。随着我国产业发展中,制造业已居世界第二,数控技术的发展,已经使制造业更快速的前进,目前各种中、高档CAD/CAM产品已成熟并得到广泛应用,高精度、高效率数控加工设备已逐步得到普及,但缺乏一批真正掌握并能应用该技术的高层次复合型人才。尤其可见,制造业对数控复合人才需求是紧迫的。
为了满足社会对具有创新能力和实践能力的复合型机械制造高级人才的需求,提高应用型专科院校毕业生的就业能力,高校实训中心对数控实训教学进行改革是具有非常重要的意义 [1] - [6] 。
2. 高校数控实训教学现状
高校作为培养人才的重要基地,有责任为社会和企业培养具有较强创新意识和实践能力的复合型人才。但由于CAD/CAM和NC技术发展的历史原因和各自应用目的不同,导致在很多企业以及高职院校教育中,CAD/CAM和NC技术往往是被分开的,各自作为一个独立的单元技术来应用。但其发展趋势是CAD/CAM和NC技术的一体化,使设计和制造形成一个连贯的集成系统,而我校对数控教学恰恰忽略这一点,使得在机械工程实践教学体系上却依然处于“求同”式教学,教学思想和实践内容依然陈旧,教学方法和手段比较单一,不能很好地的满足学生先进制造技术综合素质和创新能力培养的要求,主要体现在以下几个方面:① 课程体系设置相对落后。教学内容和项目制作基本延用以前的模式,缺乏创新性;② 教学模式老旧。在教学上依旧采用传统的学生按照“老师教什么,学生做什么”,目前数控训练主要以手工编程训练加以简单的自动编程和加工操作训练为主,导致学生认为先进制造技术就是数控编程与加工,致使学生失去能动性和积极性,学生的自主学习能力较差,缺乏工程意识;③ 教学对象不清。目前在校实习学生分为机类、近机类和非机类三大类,现实教学中是对所有的学生采用相同的教学,不关注学生的专业需求、培养方向和兴趣爱好等;④ 缺乏团队合作。学生以个人为单位完成实训制作环节,无法培养学生相互间的协调合作能力。针对上述数控实习教学中存在的教学理念、教学内容和教学方法问题,开展基于企业需求高校数控实训教学改革实践研究。
3. 数控实训教学改革思路
3.1. 整合数控实训教学体系
数控教学是将实习学生、计算机和数控设备相结合,把所学理论知识与实践有机的结合起来。因此,整合数控实训教学时,应该充分利用现有设备。
以我校实训中心为例,中心拥有数控车床21台、数控铣床5台,数控加工中心8台,设备主要数控系统为FANUC、SIMMENS,广州数控和华中数控,先进制造数控机房1 (100台电脑)个,内装CAD软件3套、CAM软件2套,数控仿真软件2套,这为进行CAD/CAM和数控加工技术教学培训提供了重要设备资源。
数控教学改革模式分为理论教学、软件教学、机床操作教学和学生实际动手加工四部分,具体如图1所示。
从图1可看出,四部分教学模块既是独立的又是相互衔接的。独立的是教学内容,衔接的是每个教学模块都是围绕培养学生工程素质和工程技能为目标进行教学,培养目标人才始终是站在企业需求角度来看待。
3.2. 改进数控实训教学内容
数控实训是将理论内容实践化,数控实践主要是将人、计算机、数控设备结合为一个整体,结合以适应社会需求的复合型人才为培养目标,以应用能力和创新能力培养为中心,兼顾学生的可持续发展,充分体现适应性、职业性、实践性和开放性的原则,具体教学内容如表1所示。
从表1中可以看出,数控实训教学内容既有理论教学又有软件和实践教学,教学内容较典型。
3.3. 改进数控实训教学方法
高校数控实训是培养社会所需要的高技术复合型人才的地方,好的教学方法可以提高学生学习兴趣和实习教学质量,因此,在教学方法和手段上要与工程加工能力相结合,数控教学方法主要有两点:项目化教学法和产品生产教学法。
Figure 1. Teaching mode of numerical control training
图1. 数控实训教学模式
项目化教学法,主要是学生自主设计一套机械运动机构,从选题–设计–加工–组装,全套流程都由学生完成,老师只是从旁协助指导。项目化教学法因全部流程由学生自主完成,可提高学生实习兴趣,并能培养学生的实际设计、产生加工能力,充分体现到自身的价值。
产品生产教学法,主要是依托我校现阶段教师上课所存在的教学短板——教具,尤其是机械方面的教学,没有直观的教具,是难让学生对机械结构、运动原理和整体运动过程产生直观、生动和印象深刻地理解与掌握。同时,教具的设计与加工制作周期短,在设计与加工制作中可以仿照工厂形式进行管理,让学生提早接触工厂生产管理模式。因此,在实行该教学法时要让学生以团队形式进行,每个团队分成两大组,分别是数铣和数车,不同组完成不同零件加工,最后进行组装和调试。该教学方法在培养学生的实际设计、生产制造能力和体现自身的价值的同时,又能培养工程素质和团队的协作精神,让学生意识到,一个大的产品不是仅靠一个人就能完成的,要靠团队中的每一个人的精心的设计和精确的加工才能达到实际的要求。
3.4. 增强资格认证
资格认证是对从事某一职业所必备的学识、技术和能力的基本要求,是政府对从事某一特定专业(工种)学识、技术和能力的必备标准。拥有与数控相关资格证书对学生就业来说是具有很大的现实意义。目前我校具有培训认证项目有:数控铣资格认证、数控车资格认证、图形学资格认证和三维数字建模师资格认证等多个项目。从需求上能够不同程度地满足学生选择,获证率到90%以上。
4. 结束语
我校一直以来在数控实训教学改革过程中最大程度整合企业需求技能的训练研究工作,并且长期以来保持与企业的合作办学,对企业对人才的需求现状有一定的了解,经过最近几年的探索和实践,将企业需求提炼为一个个的实训项目,逐渐形成了“项目驱动式”和“产品生产加工式”人才培养模式。两种人才培养模式是根据企业在实际生产中所需要的技能,将其融入到课程理论教学体系和实践性教学体系中,将学生所学的专业理论基础和实际技能知识“活化”,使学生具备一定的创新能力和可持续发展能力。目前高等校内实训教学内容还存在学校教学与现代工业技术发展脱节的问题,只有紧贴企业生产实际需求构建实训技能教学训练体系,并不断根据企业技术发展状况进行动态调整,才能真正为社会培养高水平的数控高技能型应用技术人才,形成和社会、行业无缝连接的人才培养方式。
基金项目
省级精品课程(XM-6),2016年安徽省省级质量工程项目——《数控加工技术》精品在线开放课程。