機床夾具課程如何適應智能制造

支雙林

摘要： 智能制造是大勢所趨，將是改變傳統制造模式，對從業人員的知識技能又有了新的要求。技工院校仍是提供智能制造從業人員培養教育的主力軍，相關課程體系，專項技能都要跟隨智能制造的需要進行合理改革。不管如何升級制造，機床夾具仍是不可或缺的，但隨著生產理念發生變革，陳舊的教學模式、知識技能結構已經不能滿足需求。課程如何改革，還得調查研究，認知分析，腳踏實地的點滴改進開始。

關鍵詞： 機床夾具;智能制造;課程改革

智能制造認知誤區及夾具課程改革必要性

智能制造認知誤區

目前受市場變化，產業結構調整，很多技工院校盲目跟從，花大量的資金投入工業機器人項目，甚至大部分淘汰原有數控加工類專業設備，取消大部分加工制造方面知識技能的學習，將智能制造與人工智能混為一談，感到機器代替人來完成一切。這其實是誤解。智能制造的真實認知應該是：

智能制造不是人工智能，目前我們的主題是讓制造更聰明一點，還沒有到完全機器代替人來運行企業生產，這還需要更多的人工智能理論、控制模式、產品架構等有突破性的創新發展才能實現，而且注定不會一帆風順，現在很多技術都在瓶頸期，那是我們的努力方向。

智能制造不是說原來的制造就不智能，而是在原有的數控自動化加工基礎之上，利用管理軟件，將生產加工各個環節進行整合，統一管理，利用各個傳感器網絡將制造信息進行整合，中間過程接入大量的工業機器人，代替人的重復勞動。轉而人更多的參與的問題分析，工藝改進，設備調試維護管理上來。現在又對網絡化遠程控制、訂單信息管理、提高產品柔性化適應的能力提出更高的要求。

智能制造它仍然屬于制造，加工制造的本質沒有發生變化，只是加入了互聯網、智能等新發展的技術進行集成，目標還是為了完成產品制造。

夾具課程改革的必要性

通過自己多年的教學經驗以及廣泛的調研，總體發現目前技工院校夾具課程教學普遍有如下幾個問題：

部分學校課程主要進行理論講授，對于純理論的計算學生沒有學習興趣，無法認知夾具對機械制造在真實的生產情境中的作用;

理論知識無法與實踐進行有效結合，不能促進學生知識與能力的遷移，阻礙了實踐中創新思維建立;

學生進企業后沒有感受到夾具課程對他的生產實踐有指導作用，因為學習能力，認知能力的影響與高職、大學教育比較，工作的后勁不足。

數控專業采用一體化教學，重點放在各類復雜零件的加工編程操作上，對夾具知識涉及少，缺乏相應的技能知識的體驗。

對于技工院校，夾具知識的教材、教學本來就存在教學困難，效果差的缺點，再加上迎來智能制造，差距更加明顯，目前看我們還處于2.0時代，與4.0還有較大的代差。

技工院校夾具課程存在著學生學習效果不佳，夾具在企業生產中地位高，新技術夾具正在普遍推廣，目前的培養無法滿足企業與行業的需求這樣的尖銳矛盾。

一體化教學深度、廣度不夠，典型工作任務沒有跟上趨勢，缺乏系統性根源性的解決問題的工具。

綜上所述，機床夾具課程教學改革已經不是改不改的問題，而是如何改，如何能適應大變化趨勢的問題。

夾具課程改革

在了解了智能制造的本質、發展的大趨勢，技工院校該課程教學存在的問題，以及未來企業機械加工對人的要求三方面的結論開始入手，還是能進行課程的教學改革探索。

課程地位轉變

機床夾具知識與技能應該是學生連接操作編程、制造工藝、加工的能力培養中間的樞紐，所有的教學改革圍繞夾具為主線，更能促進學生對工藝的內化，完成從單一技能到網狀知識結構的轉變。切實改變以往的課程認識與教學模式，將夾具能力作為本專業教師的綜合能力指標，也是教師業務水平提升的入口。

教學模式與教材開發

目前夾具課程改革主流的改進研究都集中在教學大綱、教學課時安排，教學模式、考核評價模式，增加實習這幾個方面，大都停留在倡議，探索階段，接下來我們還可以針對這些進行具體的有意義的改革。

教學內容

技工學校學生普遍對純理論的不敢興趣，對教學內容做合理的編排。比如減少過多的定位精度誤差計算，對書本眾多章節的夾具設計，過于理想的夾具進行優化和改變，避免學生產生現實與理想巨大落差而失去學習興趣。

教學模式

除了提倡理論與實際結合，增加實習課時分配。學生夾具能力的培養，可能與實習加工量并沒有對學生能力成直線上升趨勢，重點是學生通過相應的實訓項目，對夾具、工藝的認知，還得增加學生的體驗感，打通內化遷移的通道。比如對自由度的認知，書本上一大量的定位方式，各自特點的介紹，學完也只能記得一點點。可以把這些知識改成學生操作實踐，將各種方式化簡為零件模型，教師給出一定要求建議，由學生拼湊，自信團隊探討制成表格，然后展示。這樣學生通過自身努力參與體會，能夠收獲更多。

新型學徒制教材開發

現在很多學校都在開展現代新型學徒制教學改革，是在原先一體化教學的基礎上進一步延伸，增加校企合作，變原先的校內學習，企業實習這種分段制學習方式為兩種學習方式同時進行。這種方式的對于機床夾具課程改革是巨大的機遇，大家不用再為學校設備、師資，與企業脫節等而憂愁。雖然很明顯，但是也會出現對口企業產品單一，對學生能力提升不顯著，教育教學銜接不到位等缺點。還是需要對相應教學資源、材料的跟進優化，進一步提倡工作過程化，挖掘兼容各方資源，確立實訓項目，科學的進階方式。

教學改革注意事項

新知識的融入

傳統的教材、教學往往有很多不適應當前技術發展的內容，各種夾具但又不能走大量刪除舊知識的極端，畢竟夾具也是一個不斷積累迭代的過程。重點加入氣動自動化夾具、智能產線產品交接、機床間的過渡等知識。具體是增加企業生產中對刀、防誤操作、模塊化拼裝、各類傳感器與機床連接這些新知識技能。

注重實用，夯實基礎

機床夾具是一門綜合型課程，除了有對前期的準備如機械制圖、切削加工等知識有要求，對后期提高如產品質量管控、加工夾具設計，對工藝認知提升的期望外，在教學過程中還要直擊實用，不過多糾纏理論，通過具體的案例展開體驗，提出多樣性的解決方案，注重三維軟件應用模擬，討論研究，把控課程基礎。

教師能力

教師能力決定了一切教學改革成功的關鍵，目前總體數控專業學生的師生比較以往有了很大改觀，對教學改革有了很重要的人力資源保證。教師能力的提高也只能來源于繼續學習，目前看智能制造的發展，對教師的學習提高提出了新的問題。傳統的單一專業、工種的訓練，進企業的假期研修，已經不能滿足需要。要變成跨界知識的學習、碎片化的體驗，長期跟進各類企業實際應用，教師、工程師二者兼容的角色，能夠進行教學改革涉及，成為生產與教學轉換師。

學生評價

學生評價也夾具課程改革不小的難題，最大的問題是如何公正準確評價，如何調動學生完成相應的訓練。最基本的是以項目為載體，拿出看得見摸得著的標準。評價中注重知識技能的延伸，設計有效的進階工作頁。充分發揮現代網絡通信、軟件技術特點，幫助學生強化和教師掌握信息，進行數據分析，繪制每個學生成長、能力矩陣圖促進教學改革。

結束語

人工智能并不是對人要求降低了，而是門檻進一步提高，隨著科學技術的發展，還有很多未知數在前方。夾具課程改革效果就是學校專業發展的重要指標，切實提高重視程度以及對專業發展的指針作用，從基礎入手，增加學生體驗，抱著長期不斷精進的教學改革理念，特別是加強數據采集分析，為科學的精進打下基礎。

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