數(shù)控加工課程教學改革的研究

摘 要：實質上，數(shù)控加工的發(fā)展與技術應用，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，實現(xiàn)了數(shù)控機床專業(yè)操作技術人員培養(yǎng)的目標。機械制造業(yè)的發(fā)展以及社會對數(shù)控加工技術人才的需求對數(shù)控專業(yè)教學與建設提出了全新的挑戰(zhàn)。本文結合高職院校的現(xiàn)實教學情況，對數(shù)控加工課程教學改革展開了分析，并就高級數(shù)控人才的培養(yǎng)提出了思考與探索。

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

數(shù)控加工技術是集電子、機械、計算機等學科于一體，對傳統(tǒng)制造業(yè)進行升級的新興學科，是實現(xiàn)FMS、CAD/CAM與智能制造等現(xiàn)代制造的核心。當前，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、科學技術的發(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制造中心蛻變。數(shù)控加工技術以及高效、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技術專業(yè)人才的基礎，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”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)目標與課程開發(fā)不合理，教學模式有短板，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，當前我國機床數(shù)控化率仍不到8%，而數(shù)控技術人才的短缺無疑是造成該現(xiàn)狀的主要因素。當前，我國數(shù)控技術人才主要分為三大類別：第一，藍領數(shù)控人才，指在日常生產(chǎn)崗位上負責數(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)控機床基礎知識、日常操作以及手工編程能力的掌握。第二，灰領數(shù)控技術人才，其主要是承擔數(shù)控編程、機床維修、機床養(yǎng)護的專業(yè)技術人員，人員分工明確，占比大致為25%左右。第三，金領級別技術人員，該類數(shù)控技術人員精通數(shù)控編程、機床維護、數(shù)控操作，綜合素質高、經(jīng)驗豐富。同時，其對數(shù)控機床的機械結構、系統(tǒng)設計相當熟悉，能獨立完成數(shù)控機床的安裝、調試、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、選型，技術難度大，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。數(shù)控加工的培養(yǎng)目標應依據(jù)學生特質以及產(chǎn)業(yè)特點進行精準定位。當前，我國高職院校數(shù)控加工專業(yè)的基本培養(yǎng)目標是培養(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，熟練操作設備、積極維護設施。

（二）專業(yè)能力的要求。數(shù)控專業(yè)人才應具備零件與圖紙的辨識與設計能力，能書寫復雜的各類復雜的數(shù)控加工文件。同時，應具有較強的實踐操作能力，會合理利用新型刀、夾具、量具并結合CAD/CAM技術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，應實時跟進數(shù)控加工技術發(fā)展，終身學習以適應職業(yè)發(fā)展的要求。

（三）課程教學的定位。高職院校相關院系應該及時對畢業(yè)生進行跟蹤調查，通過了解相關崗位的技術要求來構建和調整課程體系。學院應以就業(yè)為主要導向，依據(jù)專業(yè)職業(yè)能力來設計相關課程，從而實現(xiàn)教學環(huán)境的仿真化、“零距離”化，有助于學生及時獲取就業(yè)經(jīng)驗、早日上崗工作。

三、當前職業(yè)院校數(shù)控專業(yè)教學現(xiàn)狀

根據(jù)有關部門的調查統(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)控人才在學院加大培養(yǎng)力度的背景下仍不能滿足社會對相關人才的需求，其主導因素有以下幾點：

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

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

（三）數(shù)控實訓條件簡陋。當前，數(shù)控實訓的主要設備有銑床、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備，同時還應配備調試、裝拆以及維護系統(tǒng)。但部分院校由于經(jīng)費限制，設備購置有限，導致學生無法充分進行實踐操作，因而實訓效果不容樂觀。

四、對職業(yè)院校數(shù)控加工專業(yè)教學改革的思考

（一）加強師資隊伍建設。（1）專業(yè)教師培訓。學校以課程體系改革和人才培養(yǎng)為出發(fā)點，指導教師逐步轉變傳統(tǒng)的數(shù)控專業(yè)教學方式和教學理念。以“以工作過程為導向”的理念為指導，對教師進行培訓，引導教師教師進行專業(yè)教學的探索與探討，從而開發(fā)新的教學模式與教學形式。（2）專業(yè)團隊建設。相關院系應著力選拔教學理念先進、教學方法現(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，積極承擔起學校的教研教改課題，為數(shù)控專業(yè)的教學明確方向。（3）兼職教師隊伍建設。高職院校應以工作為導向，因而院校應積極吸納具有企業(yè)工作背景的技術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生能力的培養(yǎng)奠定良好的基礎。

（二）以校企合作促進“訂單式”培養(yǎng)模式的實施。實質上，“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)，因而學校應該根據(jù)公司的需求有針對性的培養(yǎng)學生。相關專業(yè)學生在完成規(guī)定的課程與任務后，企業(yè)與學校應該在資源、師資等方面實時共享。學生通過企業(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，打破以理論為教學中心的傳統(tǒng)教學方式，以就業(yè)為導向，按照工學相結合的理念，通過實踐與工作完成理論知識的掌握與應用，培養(yǎng)學生的職業(yè)能力、職業(yè)素養(yǎng)以及專業(yè)認同感，讓其更快地融入社會。第二，進行一體化課程建設，以形成有特色的課程教學模式。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》等優(yōu)質課程教材的編寫，形成工程化、立體化教學資源。同時，結合全新的課程教學模式，對教學資源進行重新配置，以強化教學軟硬件，以創(chuàng)造以工作過程為導向的教學情境模式。學生能通過日常學習提高其就業(yè)發(fā)展與適應能力，同時形成自主性、多樣性、反饋性的學習機制。院校為此應大家資金投入，定期購買專業(yè)書籍與電子學習資源庫，主要包括機械技術、數(shù)控加工、模具制造、機械設計與維修等方面。通過與課程建設的配合，進行多媒體課程的開發(fā)，實現(xiàn)教學多樣化。

（四）加強數(shù)控技術實訓基地的建設。（1）保留傳統(tǒng)實訓實習基地。實際上，傳統(tǒng)的切削加工實踐技能是后續(xù)學習先進制造技術的基石。現(xiàn)代制造技術源于傳統(tǒng)技術，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。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，在當前現(xiàn)代制造實訓逐漸被重視的同時，傳統(tǒng)實訓實習基地仍不能被拋棄。（2）加強建設數(shù)控技術實訓基地。對數(shù)控技術實訓基地的建設，各職業(yè)院校應根據(jù)各自實力來進行。其基本設備包括加工中心、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備。在數(shù)控實訓中心的建設與維護過程中，應當優(yōu)先滿足日常教學與培訓的基本要求，將優(yōu)先資金進行合理配置，使學生能全員參與、多接觸、多實驗。建議高職院校在實訓基地的建設中，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，以保障主要教學工作的開展。（3）建立CAD/CAM實訓中心。

CAD/CAM是當前數(shù)控技術發(fā)展的重要方向，因此，對高職院校的學生進行CAD/CAM的教學及相關技能培訓是當前我國數(shù)控技術教學中不可或缺的環(huán)節(jié)。迄今為止，可用于CAD/CAM設計的軟件有MasterCAM、CAXA、UG、Pro/E等。（4）教學與生產(chǎn)相配合。數(shù)控實訓基地的建設與維護勢必需要大筆資金投入，如果能和企業(yè)合作，將學生實習與企業(yè)日常生產(chǎn)相結合，將達到互利共贏的局面。同時，學生可以通過實習了解行業(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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