高職院?！皵?shù)控機(jī)床安裝與調(diào)試”課程教學(xué)改革探索

蔣峰

（江蘇信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 江蘇 無錫 214153）

近年來，隨著我國(guó)數(shù)控設(shè)備的不斷普及，數(shù)控機(jī)床安裝與維修人員的短缺成為企業(yè)發(fā)展的瓶頸，嚴(yán)重制約我國(guó)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。“數(shù)控機(jī)床安裝與調(diào)試”這門課程旨在培養(yǎng)學(xué)生對(duì)數(shù)控機(jī)床的安裝調(diào)試能力，是機(jī)床操作、機(jī)電設(shè)備維修等技術(shù)人員必須掌握的崗位核心能力。因此，該課程在數(shù)控設(shè)備應(yīng)用與維護(hù)專業(yè)的專業(yè)課程體系中處于核心地位。

一、以專業(yè)崗位能力為培養(yǎng)要求，明確教學(xué)目標(biāo)

數(shù)控設(shè)備應(yīng)用與維護(hù)專業(yè)學(xué)生主要從事數(shù)控機(jī)床操作、數(shù)控加工工藝與編程、數(shù)控機(jī)床安裝與調(diào)試、數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修等工作。要?jiǎng)偃紊鲜龉ぷ鳎仨毦邆錂C(jī)床操作和工裝裝調(diào)、工藝編制、程序編程、機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)安裝調(diào)整、機(jī)床電氣安裝調(diào)試、數(shù)控系統(tǒng)安裝調(diào)試、機(jī)床故障排除和維修等能力。為滿足數(shù)控設(shè)備應(yīng)用與維護(hù)專業(yè)崗位及崗位群的能力培養(yǎng)需要，將該專業(yè)原有課程進(jìn)行了重新構(gòu)建?！皵?shù)控機(jī)床安裝與調(diào)試”課程開設(shè)在第三學(xué)期，共計(jì)64學(xué)時(shí)，4學(xué)分。

根據(jù)崗位能力要求，該課程以典型數(shù)控機(jī)床為對(duì)象，以培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)、方法、社會(huì)這三個(gè)方面的能力為目標(biāo)，如表1所示。

表1 培養(yǎng)目標(biāo)表

二、構(gòu)建“以工作過程為導(dǎo)向、職業(yè)崗位能力為核心”的課程體系

（一）校企合作，基于工作過程的項(xiàng)目式教學(xué)

我院數(shù)控設(shè)備應(yīng)用與維護(hù)專業(yè)是江蘇省特色專業(yè)，我院也是無錫市開放共享的數(shù)控設(shè)備維護(hù)維修實(shí)訓(xùn)基地。定位上強(qiáng)調(diào)“高起點(diǎn)、高目標(biāo)”，建設(shè)上必須“多渠道、特色鮮明”。校企合作是高職院校培養(yǎng)高素質(zhì)技能型人才的重要模式。我院主動(dòng)了解本地區(qū)和區(qū)域內(nèi)各大企事業(yè)單位的用人需求，積極主動(dòng)地與企事業(yè)單位溝通協(xié)商，先后與南通科技投資有限公司、無錫市海鴻精工機(jī)械制造有限公司等多家單位深入合作。根據(jù)企業(yè)急需的職業(yè)崗位知識(shí)和技能，制定切合培養(yǎng)目標(biāo)的教學(xué)計(jì)劃和開課計(jì)劃，并與企業(yè)共同組織實(shí)施教學(xué)，對(duì)學(xué)生進(jìn)行定向培養(yǎng)。本課程基于“工作過程為導(dǎo)向”，以“數(shù)控機(jī)床安裝調(diào)試工藝”為主線構(gòu)建課程內(nèi)容，內(nèi)容由南通科技集團(tuán)技術(shù)人員、專家及全體教師共同參與制定，完全按照數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)工藝流程來組織安排，課程的授課順序就是數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)工藝過程。

（二）以“崗位能力”為本，以“必需、夠用”為度

數(shù)控機(jī)床是典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品，設(shè)備種類多、安裝與調(diào)試涉及的知識(shí)面廣、技能要求高，具有綜合性、復(fù)雜性的特點(diǎn)。依據(jù)數(shù)控機(jī)床裝調(diào)維修工國(guó)家職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及數(shù)控設(shè)備應(yīng)用與維護(hù)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，通過對(duì)企業(yè)調(diào)研，參照專家描述，聽取同行意見，結(jié)合支撐崗位能力的知識(shí)點(diǎn)，來確定本課程的教學(xué)內(nèi)容。同時(shí)，摒棄傳統(tǒng)的、過多的理論講授，以符合實(shí)際應(yīng)用為目的，以“必需、夠用”為度。教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)是循序漸進(jìn)的過程，尊重學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，增強(qiáng)教學(xué)內(nèi)容的針對(duì)性與實(shí)用性。

根據(jù)以上兩個(gè)原則，將課程的教學(xué)內(nèi)容劃分為三個(gè)模塊，如表2所示。

表2 教學(xué)內(nèi)容表

作為我國(guó)職業(yè)教育的成功經(jīng)驗(yàn)，模塊化教學(xué)能夠在最短的時(shí)間、以最有效的方法使學(xué)生掌握某項(xiàng)技能。課程三大教學(xué)模塊按如下方式進(jìn)行組織與安排。

模塊一：數(shù)控機(jī)床機(jī)械安裝調(diào)試。此部分教學(xué)將以加工中心機(jī)械安裝方法為主要講授重點(diǎn)。按照數(shù)控機(jī)床廠的裝配工藝流程，依次分解為導(dǎo)軌的安裝調(diào)試，軸承座的安裝調(diào)試，滾珠絲杠安裝與檢驗(yàn)，床鞍與床身，工作臺(tái)與床鞍的裝配與檢驗(yàn)，立柱與銑頭裝配，立柱與床身精度校正，加工中心精度檢驗(yàn)等項(xiàng)目。目的是使學(xué)生掌握數(shù)控機(jī)床的裝配工藝及調(diào)試方法。

此模塊是本課程的一個(gè)重、難點(diǎn)。重點(diǎn)在于機(jī)械安裝調(diào)試，對(duì)機(jī)床的精度起著重要、直接的影響,而且機(jī)械安裝調(diào)試是學(xué)生畢業(yè)后主要從事的工作之一。難點(diǎn)在于難以真實(shí)復(fù)原生產(chǎn)企業(yè)完整的裝配工藝流程，部分項(xiàng)目實(shí)施起來難度較大。比如，項(xiàng)目4由于床鞍、工作臺(tái)等部件相對(duì)比較重，需要專用起吊裝置。同時(shí)，按照南通科技集團(tuán)加工中心的實(shí)際組裝情況，2至3位熟練裝配工通常需要10天左右的時(shí)間完成一臺(tái)加工中心的裝配。在24個(gè)課時(shí)內(nèi)完成整臺(tái)加工中心機(jī)械部分安裝調(diào)試的教學(xué)內(nèi)容是非常困難的。因此，在這個(gè)模塊中，需選取部分具備操作性和可行性的項(xiàng)目作為考核重點(diǎn)。其他內(nèi)容主要以傳授安裝、調(diào)試方法為主，并配以仿真教學(xué)軟件，動(dòng)態(tài)演示裝配過程，模擬仿真安裝流程，幫助學(xué)生理解。

當(dāng)今社會(huì)，基于GPS技術(shù)的房產(chǎn)測(cè)繪已成為房產(chǎn)企業(yè)日常管理的必要途徑，在GPS房產(chǎn)測(cè)繪技術(shù)的支持下，可以有效幫助房產(chǎn)管理人員繪制房產(chǎn)平面效果圖、建立房產(chǎn)分層模型以及完成數(shù)字自動(dòng)化管理等重要工作。因此，在房產(chǎn)測(cè)繪管理工作中，對(duì)GPS技術(shù)的需求非常迫切。同時(shí)，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，很多用戶現(xiàn)只需通過網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)就能了解房產(chǎn)的全部信息。鑒于這種情況，房產(chǎn)企業(yè)需要有效利用GPS技術(shù)進(jìn)行房產(chǎn)的全方位管理，包括將信息庫(kù)的建立以及新信息的更改等。

模塊二：數(shù)控機(jī)床電氣電路分析與檢測(cè)。此部分教學(xué)主要以數(shù)控維修實(shí)驗(yàn)臺(tái)為基礎(chǔ)，現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行數(shù)控機(jī)床電氣分析與檢測(cè)。該模塊劃分為3個(gè)項(xiàng)目，項(xiàng)目1為主電路分析，項(xiàng)目2為控制電路分析，項(xiàng)目3為電路連接檢測(cè)。目的是使學(xué)生能夠正確識(shí)讀數(shù)控機(jī)床電氣線路原理圖，并進(jìn)行通電前的檢測(cè)。

模塊三：SIEMENS840D數(shù)控系統(tǒng)調(diào)試。利用數(shù)控維修實(shí)驗(yàn)室數(shù)控維修實(shí)驗(yàn)臺(tái)和西門子實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行數(shù)控系統(tǒng)調(diào)試。分為3個(gè)項(xiàng)目，項(xiàng)目1為數(shù)控系統(tǒng)硬件連接，項(xiàng)目2為基礎(chǔ)功能安裝調(diào)試，項(xiàng)目3為數(shù)控機(jī)床功能優(yōu)化。目的是使學(xué)生掌握SIEMENS 840D數(shù)控系統(tǒng)硬件連接關(guān)系及軟、硬件和調(diào)試過程。

三、改革教學(xué)方法和手段，發(fā)揮學(xué)生主體作用，提高教學(xué)質(zhì)量和效率

（一）理實(shí)一體化，發(fā)揮學(xué)生的主體作用

將多媒體教學(xué)設(shè)備和數(shù)控機(jī)床同置一室，將專業(yè)理論課與實(shí)訓(xùn)教學(xué)環(huán)節(jié)在教學(xué)內(nèi)容上重新分解、整合，教學(xué)被安排在實(shí)訓(xùn)室中進(jìn)行。師生雙方共同完成某一個(gè)項(xiàng)目、任務(wù)，在這一過程中充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用。

1．仿真教學(xué)

課程采用Onesoft虛擬數(shù)控機(jī)床培訓(xùn)系統(tǒng)，使學(xué)生能夠從任意角度觀察數(shù)控機(jī)床的安裝及拆卸過程，這樣既給初學(xué)者提供了逼真的模擬操作環(huán)境，又可避免因誤操作造成數(shù)控機(jī)床的損壞。該軟件同時(shí)可以讓學(xué)生全面了解數(shù)控機(jī)床電路的原理及故障維護(hù)。

2．校內(nèi)實(shí)訓(xùn)

數(shù)控維修實(shí)訓(xùn)室現(xiàn)有學(xué)院自主研制的SIEMENS 802S數(shù)控車床實(shí)驗(yàn)臺(tái)和FANUC0iMateC數(shù)控銑床實(shí)驗(yàn)臺(tái)等數(shù)控設(shè)備，主要進(jìn)行數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)認(rèn)識(shí)、電氣硬件連接、PLC調(diào)試、機(jī)床和系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置等操作和訓(xùn)練。

西門子數(shù)控實(shí)訓(xùn)室是學(xué)院與西門子（中國(guó)）公司合作共建的實(shí)訓(xùn)室，也是西門子公司在無錫的數(shù)控培訓(xùn)基地。實(shí)訓(xùn)室配有SINUMERIK801、SINUMERIK 802S、SINUMERIK 802C、SINUMERIK 802D、SINUMERIK 810D、SINUMERIK 840D系列數(shù)控系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)平臺(tái)，主要可進(jìn)行數(shù)控系統(tǒng)各部件的電氣連接、數(shù)控系統(tǒng)各部分參數(shù)設(shè)定、PLC初始化、安裝、調(diào)試等操作與訓(xùn)練。

（二）采用五步教學(xué)法，充分體現(xiàn)學(xué)生為學(xué)習(xí)主體

以模塊一中的項(xiàng)目2（軸承座的安裝調(diào)試）為例說明五步教學(xué)法的實(shí)施過程。

1．明確任務(wù)

教師引入案例：某臺(tái)加工中心Y軸在運(yùn)動(dòng)過程中出現(xiàn)聲音異常，初步判斷是Y軸前端軸承座安裝存在問題，分析出現(xiàn)該問題的原因和可能對(duì)機(jī)床造成的損壞。通過案例引導(dǎo)學(xué)生思考如何正確安裝軸承座。學(xué)生通過教師的講解，學(xué)習(xí)有關(guān)軸承座安裝調(diào)試的專業(yè)知識(shí)，并以小組為單位，采用分組討論、查閱相關(guān)資料等形式，研究方案、制定實(shí)施計(jì)劃。這一環(huán)節(jié)應(yīng)鼓勵(lì)所有學(xué)生參與其中，并讓學(xué)生單獨(dú)完成。

2．示范講解

在任務(wù)實(shí)施之前，教師應(yīng)對(duì)每組學(xué)生制定的計(jì)劃進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重錯(cuò)誤應(yīng)及時(shí)指導(dǎo)學(xué)生修改。同時(shí)，教師應(yīng)在每組實(shí)施之前，對(duì)軸承座安裝過程及調(diào)試方法可能出現(xiàn)的問題或危險(xiǎn)性較大的環(huán)節(jié)，應(yīng)重點(diǎn)提醒學(xué)生。如有必要，還應(yīng)進(jìn)行示范演示。

3．學(xué)生實(shí)施

學(xué)生分組按照制定的計(jì)劃實(shí)施任務(wù)，教師在巡回檢查過程中，若發(fā)現(xiàn)問題，應(yīng)先讓學(xué)生自己解決，使其在解決問題的過程中得到鍛煉和提高，同時(shí)增強(qiáng)他們的自信心與成就感。

4．學(xué)生自檢

學(xué)生以小組為單位進(jìn)行演練，學(xué)生根據(jù)“學(xué)生自檢表”在小組內(nèi)部進(jìn)行完善，修改操作中的不足之處，完成自我檢查。同時(shí)，每組應(yīng)該派出一名學(xué)生代表進(jìn)行自評(píng)。通過自我梳理，及時(shí)發(fā)現(xiàn)本組的不足，學(xué)習(xí)其他組好的思路和做法。這個(gè)過程是自我總結(jié)和相互學(xué)習(xí)的過程。

5．教師總結(jié)

最后，教師對(duì)本次任務(wù)進(jìn)行綜合、全面的總結(jié)，并對(duì)每名學(xué)生在本次任務(wù)中的表現(xiàn)進(jìn)行考核評(píng)分。

通過五步教學(xué)法，可以極大調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，充分體現(xiàn)“以任務(wù)為主線、以學(xué)生為主體、以教師為主導(dǎo)”的教學(xué)模式。

（三）校企合作，為學(xué)生提供實(shí)踐場(chǎng)所

南通科技投資集團(tuán)股份有限公司前身為成立于1956年的南通機(jī)床廠，2006年12月由南通市政府實(shí)施重組成為國(guó)資控股的上市公司。南通科技是國(guó)內(nèi)生產(chǎn)銑床、立式加工中心的重點(diǎn)骨干企業(yè)，設(shè)計(jì)年產(chǎn)數(shù)控機(jī)床20億元的生產(chǎn)能力。該公司與我院已有多年合作，主要為學(xué)生提供機(jī)械、電氣裝配，系統(tǒng)調(diào)試，精度檢測(cè)等項(xiàng)目的實(shí)習(xí)。學(xué)生在企業(yè)師傅的指導(dǎo)下實(shí)現(xiàn)輪崗實(shí)操培訓(xùn)，熟悉一線相應(yīng)崗位的實(shí)際操作流程與要求，同時(shí)熟悉企業(yè)環(huán)境，感受企業(yè)文化。在這過程中，學(xué)生的知識(shí)得到了運(yùn)用，能力得到了鍛煉，部分優(yōu)秀學(xué)生在實(shí)習(xí)期間與實(shí)習(xí)單位達(dá)成了就業(yè)意向，實(shí)現(xiàn)了學(xué)校、企業(yè)的“雙贏”。

（四）在合作中提升學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)

針對(duì)學(xué)生具有較強(qiáng)的溝通、交流能力和表現(xiàn)欲望等特點(diǎn)，該課程同時(shí)采用團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)法。學(xué)生完成任務(wù)是以小組討論、協(xié)作操作和小組自查形式進(jìn)行，每個(gè)小組5至6人。在協(xié)助完成任務(wù)的過程中，學(xué)生能夠發(fā)揮各自的認(rèn)知能力，相互幫助、相互提示和分工合作。學(xué)生是學(xué)習(xí)者也是指導(dǎo)者，角色互換，以最優(yōu)結(jié)果完成任務(wù)，全面提升學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)。

四、打破傳統(tǒng)考核方式，以項(xiàng)目考核為基礎(chǔ)，體現(xiàn)過程性考核

考核方式在一定程度上對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)起到督促作用，合理的考核方式可以使學(xué)生變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)。全課程共安排6個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行分別考核。下頁(yè)表3為項(xiàng)目考核1評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，考核包括基本操作、現(xiàn)場(chǎng)考核、裝配圖的繪制、方案制定、項(xiàng)目總結(jié)和思考與練習(xí)六個(gè)部分。這六個(gè)部分涵蓋了項(xiàng)目完成的全部過程，充分體現(xiàn)了過程性考核。其中，基本操作涉及軸承座安裝調(diào)試的每個(gè)步驟，并配以相應(yīng)的考核要求及分值。現(xiàn)場(chǎng)考核主要反映學(xué)生在操作過程中的安全文明、設(shè)備使用、工量具使用等情況。

五、改革成果及努力方向

（一）改革成果

在教學(xué)方法手段上，采用理論實(shí)踐一體化、五步教學(xué)法、校企合作、團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)法等多種形式。改變過去傳統(tǒng)教學(xué)模式，學(xué)生在做中學(xué)、學(xué)中做，充分發(fā)揮學(xué)生的主體地位，極大提高他們學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性。

表3 項(xiàng)目考核1評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)表

以工作過程為導(dǎo)向的課程開發(fā)使學(xué)生在學(xué)校學(xué)習(xí)的內(nèi)容與企業(yè)工作過程中所需的知識(shí)和技能一致，畢業(yè)后學(xué)生完全能夠勝任企業(yè)的具體工作，實(shí)現(xiàn)了學(xué)校與企業(yè)的“零距離”接觸。畢業(yè)生走向工作崗位后，能在較短時(shí)間內(nèi)適應(yīng)工作崗位的需求。

（二）努力方向

由于設(shè)備數(shù)量、課時(shí)的限制，不能較好地發(fā)揮學(xué)生的動(dòng)手能力，今后應(yīng)重視設(shè)備資金的投入。與此同時(shí)，以小組為單位共同完成任務(wù)，容易出現(xiàn)“兩極分化”的現(xiàn)象，少數(shù)學(xué)生存在依賴心理。如何進(jìn)一步完善、優(yōu)化考核方式也需要在教學(xué)實(shí)踐中不斷探索。

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