基于數控技術課程的機械類應用型本科人才培養模式研究

李大勝，楊 麗，王賢才

(蚌埠學院，安徽 蚌埠 233030)

基于數控技術課程的機械類應用型本科人才培養模式研究

李大勝，楊 麗，王賢才

(蚌埠學院，安徽 蚌埠 233030)

基于應用型本科院校的自身特點與辦學定位，以提高學生的工程實踐能力為核心目標，選擇數控技術為機械專業在制造能力方向的歸結性課程的視角，分析機械類應用型本科專業人才培養模式的改革，并對數控技術系列課程的改革方法做了歸納和總結。實踐表明，這些改革方法在促進高水平應用型人才實踐能力和創造性意識的提升方面是非常有效的。

數控技術;應用型本科;培養模式

0 引言

放眼全球，目前數控裝備已經成為現代制造業的重要基礎，是衡量各國工業現代化水平的重要標志。近二十年，為提升我國制造業的核心競爭力，數控技術已經在我國的制造業廣泛應用，但具有扎實的專業理論基礎和較強的工程能力的本科層次的應用型機械專業人才仍嚴重短缺。

蚌埠學院作為一所以工為主的新建地方應用型本科院校，明確了“地方性、應用型、工程化"的辦學理念。機械設計制造及其自動化、材料成型及控制工程等機械類專業是我院辦學歷史和積淀相對深厚、就業率相對較高的專業，隨著學院對機械類專業近幾年在師資隊伍軟實力和實驗實訓條件硬實力的不斷投入，目前機械類專業已經到了如何體現辦學特色，如何夯實學生專業知識基礎，提高學生專業知識技能，增強學生崗位競爭力的時刻。為此機械與車輛工程系亦提出“堅持以機械與信息技術的有機融合為抓手，以計算機輔助技術為主線，以數控技術和CAD/CAM技術為突破口，實基礎，重應用"的人才培養方案和課程體系的改革思路，提升我系應用型本科機械類人才培養質量[1]。

機械類的應用型本科，特別是機制、材料成型等專業的應用型人才培養，在其就業定位和社會對其崗位職業能力的要求方面與研究型本科及高職高專的學生均存在較大差異。因此，在本校數控技術課程的改革與實施過程中，我們在充分借鑒與學習研究性本科與高職高專的數控技術的教學實踐的經驗基礎上，充分分析社會對應用型本科學生的專業能力需求與定位[2-4]，提出以下改革方案。即通過將數控技術知識貫穿整個人才培養方案的各階段教學過程中，不同程度地從專業基礎課程到專業課程，從金工實習到生產實習各階段各課程中有機融合數控技術方面的知識和技能，充分滲透認識-實踐-再認識-再實踐的數控技術相關能力的學習實踐，培養具有基礎理論知識扎實、專業技能熟練、實踐能力突出，能夠從事機械產品的設計與開發、模具設計與制造、數控編程與加工以及CAD/CAM技術、逆向工程等多個不同崗位需求的復合應用型人才。通過以上改革實現學生在就業時與老牌工科大學和高職高專的錯位競爭，提升學生的就業競爭力。

1 重新構建應用型本科機械類人才培養模式和各課程理論及實踐教學體系

應用型機械類專業培養方案的優化必須牢牢抓住應用型人才培養目標及其對應的職業崗位能力需求，徹底打破課程體系中各門課程的獨立性，加強課程之間的知識銜接性的構建，提升各課程教學過程的實踐性、職業性和相關性，重視學生課程學習與今后實際工作的結合性，積極探索和開展與職業能力與崗位需求密切相關的工學交替、項目驅動和頂崗實習等教學模式。

以機制和材料成型專業為例，在培養方案中數控技術知識模塊與其各相關重要課程的關系如圖1所示。從圖中可直觀地看出數控技術是一門多學科、多內容交叉的課程，作為一門知識歸結性課程和培養學生今后社會急需就業崗位能力的課程，圍繞數控技術來理順機械專業各課程體系之間的關系切實可行且至關重要。為此，我們從以下方面對應用型本科機械類人才培養方案進行修訂：

1.1 重新梳理并確立專業核心課程

核心課程的確立必須從應用型人才培養目標及其對應的職業崗位能力需求出發。在這一指導思想下，我們將畫法幾何與機械制圖、互換性及技術測量、機械原理、機械設計、工程材料與熱處理、機械制造技術等課程定性為機械類專業理論知識的核心課程，而將計算機制圖、機械CAD/CAM、數控技術等課程定性為機械類專業學生計算機輔助設計加工制造實踐能力的核心課程。

1.2 將課程體系進行模塊化組合

以課程的關聯性將專業基礎課程和專業課程重新構建為四大模塊，分別是機械設計基礎模塊、機械加工工藝模塊、數控加工編程模塊和CAD/CAM模塊，每個模塊均設有對應相關課程的課程設計或實訓環節，重新捋順各課程之間銜接關系。

其中機械設計基礎模塊主要包括《機械原理》、《材料力學》、《機械設計》、《機械設計課程設計》、《液壓與氣壓傳動》等課程，同時設置1周的機械原理課程設計、2周的機械設計課程設計、1周的液壓與氣壓傳動課程設計等綜合實踐環節。機械加工工藝模塊主要包括《互換性與測量技術》、《工程材料及熱處理》、《機械制造技術》等課程，同時設置4周的金工實習、2周的機械制造技術課程設計等綜合實踐環節。數控加工編程模塊主要包括《數控技術》、《先進制造技術》、《特種加工》等課程、同時設置2周的數控技術實訓等綜合實踐環節。CAD/CAM模塊將主要包括《計算機制圖》、《機械CAD/CAM》等課程，同時設置模具CAD/CAM實訓等綜合實踐環節。

1.3 提升數控技術課程內容的先進性和整合性

數控技術在課程內容的設置上要緊跟當前數控制造領域先進技術的發展趨勢，不斷更新相關課程教學內容和教學方法，始終與國內外先進制造技術的發展保持同步，強調以學生的工程應用能力培養為核心。以數控技術應用能力培養為例，始終著眼于各課程教學內容和課程體系的整體優化，構建出數控機床結構-數控原理-數控系統-數控加工工藝-數控編程的數控技術課程體系，將機械產品的設計、加工工藝的制定、數控設備的使用、編程加工的實現等知識融于一體，使知識更連貫、內容更完整、教學更高效。

1.4 加強實踐教學內容改革，全面實現應用型人才培養目標

在各課程的實踐教學環節中，重點解決以往實踐教學多為驗證性、演示性和單一性的低檔運行的情況，切實以學生為中心、以社會實際需求為導向，及時引入本課程本專業領域科技發展的新成果，在每門課程中均增加了綜合性、設計性等應用性強的實踐項目，突出對學生工程實踐能力的培養，努力實現實踐教學環境的真實性和實踐教學內容實用性。以《數控技術》課程為例，我院目前采用48理論課時+8課內實踐課時+2周集中實訓環節。在8課時的課內實踐環節，充分發揮了數控加工仿真軟件在實踐教學初期的指導作用，通過8課時的課內實踐，要求學生利用數控仿真軟件同時掌握FANUC 0i和siemens 802D兩種車削和銑削數控系統的操作和簡單編程。這兩個數控系統是國內國際在數控機床上裝機量最大的數控系統，最具有代表性。在《數控技術》課程結束后，設置了為期2周的數控技術實訓的綜合實踐環節，在本環節中，將學生5人分為一個小組，要求學生在2周內完成一個車削和一個銑削零件的加工，零件的設計圖紙均來源生產一線，從而真正做到真題真作，強化對學生的崗位技能培訓。設備選用、加工工藝設計、加工程序編制、零件的實際加工均由學生自主完成。通過綜合實踐環節使學生圍繞數控技術系統地理解和掌握其他相關課程的內容和難點，整合了前導課程的綜合應用，同時提高了學生的合作意識，提升了其解決具體工程實踐問題的能力。

1.5 加強應用型教材建設

數控技術課程作為機械類專業開設的必修課，教材的選擇十分重要，目前已出版的僅國家級精品教材就有十幾本，因此精選教材必須走在課程建設的前列。通過深入分析和比較現有的國家級精品教材，基本可以分為兩大類。一類主要是面向研究型大學的教材，此類教材的特點是內容廣、信息量大，但重點不突出。另一類教材主要是面向應用型本科院校，此類教材的特點是主要突出應用這個重點，基本圍繞數控機床的結構、數控加工工藝、數控編程方法這三大內容。基于應用型人才培養的院校一定要選擇適合自己的應用型教材，始終抓住應用這個主線。此外課程組教師在備課中對校外企業生產中的具體問題以及科研過程中遇到的實際問題進行提煉，形成案例，有機地將工程實踐融入到教材的實踐環節當中去，使實踐教學環節與實際的生產和科研緊密結合。1.6 專業技能測試和數控技能競賽機制的構建與實踐

課程組經調研發現，目前用人單位十分看中應用型機械專業本科畢業生的專業崗位職業能力水平。為此，我們在校內組織開展“數控技能大賽"，以賽促教；同時通過鼓勵和引導學生獲得相關數控技能等級證書，進一步激發學生自主學習的動力。加強學生專業崗位職業能力的培養，包括零部件設計能力、工藝分析能力、編程能力、操作能力、CAD/CAM軟件應用能力及其他綜合能力的培養。此舉對于應用型本科生專業崗位職業能力的培養具有積極意義。

2 加強校內實驗實踐硬件建設，為教學改革提供保障

實驗實踐教學裝備的先進性和教學環境的真實性是應用型本科數控課程實踐教學效果的根本保證。為此，課程組深入企業充分調研，按照企業的生產實際有計劃分步驟地購置了先進的工業級生產型數控設備，建立了設備種類齊全可以基本模擬真實生產環境的實驗實訓中心。同時專門設立數控技術與機電一體化實驗室，配備數控車床綜合維修試驗臺2臺，數控銑床綜合維修試驗臺2臺，數控可編程6關節機械手2臺，二維數字控制系統實驗平臺2臺，以及多套數控刀架、數控刀庫、機械手拆裝實驗實訓設備。目前校內數控技術實驗實踐教學硬件條件通過一系列的建設已經可以滿足對學生工程實踐能力的培養。

3 加強師資隊伍建設，實現教師在教學改革中的主導地位

師資隊伍的自身工程實踐能力與學術水平的強弱，直接決定所培養的學生能力。為此我們始終堅持走出去和請進來的方法來提高教師隊伍自身的工程實踐能力。具體做法是，每年選派1到2名課程組教師深入合作企業掛職學習，每年邀請1到2名企業高級職稱人員來我校負責課程的部分章節和實習實訓環節的指導工作。與此同時，我們還建立了擔任數控技術系列課程的教師之間互相學習觀摩制度，以便使學生在知識學習和能力形成的環節實現教育的連續性，實現學生在數控技術能力獲得的各相關課程的學習之間的“無縫聯接"，使學生將所學的各門課程的知識構成一個有機的整體。

4 推行產學研合作培養模式

應用型本科院校的人才培養一般均提出服務地方經濟建設的培養目標，這一目標的落實和實現離不開產學研合作的培養模式。為此，在宏觀上，在分析企業、院校在資源、環境等方面的差異基礎上，充分整合和利用各自優勢，對整個專業的培養方案進行優化，在學生培養的各環節和階段，把企業所需的生產實踐能力與傳授知識為主的課堂教育有機結合。在微觀上，通過優化教學計劃、精心設計實驗實踐環節，從而使教學計劃的要求與實踐能力的培養密切結合，實現對學生創新意識和工程素養的培養，使學生分析、解決實際問題的能力得到不斷提高。

5 結語

應用型本科院校的人才培養模式改革應始終以適應地方和行業經濟建設發展需要為目標，以工程應用為主線，構建學生的工程實踐應用能力體系，從而培養出基礎扎實、技術應用能力強、素質高的機械類畢業生，提升學生的崗位競爭力和發展后勁。

數控技術是一門機械專業的歸結性課程，通過此課程教改研究來促進應用型機械類專業的人才培養模式的改革，將使整個培養模式更加符合高等教育培養應用型本科人才的特點，更好地適應現代制造技術對人才培養的要求。此外，目前本科高等院校在工程專業教育認證標準下，分析數控技術課程教學現狀，研究教學改革方案，優化相關系列課程教學內容，對培養“應用型高級人才"和“卓越工程師"也具有重要意義。

[1] 李大勝，張輝，胡娟.應用型本科院校數控技術課程改革探索[J].吉林農林科技學院學報，2011,(1):113-116.

[2] 許崇海，方斌，張鵬.面向卓越工程師和工程教育專業認證的機械類專業工程應用型人才培養模式[J].高教學刊，2015，(21):52-54.

[3] 黃民，李啟光，孫江宏.建設機械工程實驗教學示范中心突出應用型人才工程實踐和創新能力培養[J].實驗技術與管理，2013，(4):16-19.

[4]劉偉民，李耀剛，鄭愛云.本科機械類專業技術應用型人才培養教學模式研究[J].大學教育，2014，(13):133-134.

Research on the Training Model Reform of Mechanical Application-Oriented Undergraduate Talents Based on NC Technology Course

LIDa-sheng,YANGLi,WANGXian-cai

(BengbuUniversity,Bengbu233030,China)

Combining both application-oriented institutes' characteristics and their school-running principles, this paper will try to carry out a series of reforms in the NC technology course, focusing on improving students' engineering practical abilities and creativeness. The NC technology course can be used as a conclusive course in cultivating Engineering majors' mechanical manufacturing abilities. It also analyzes mechanical applied undergraduate talents training model reform and makes a summary of the reforming method. It has proved that these reform methods are quite efficient in fostering advanced application-oriented qualified personnel with practical ability and creative consciousness.

NC technology; applied undergraduate; training model

2016-12-16

蚌埠學院教研項目“基于數控技術的應用型本科機械類專業人才培養模式的研究"(2015jyxm20)

李大勝(1978-)，男，碩士，蚌埠學院機械與車輛工程學院副教授，研究方向：數控技術、CAD/CAM。

G642.0

A

1674-3229(2017)01-0121-04