高職數控技術課程實踐教學改革研究

孫 建

遼寧石化職業技術學院，遼寧 錦州 121001

一、高職院校數控技術課程實踐教學現狀分析

社會主義建設需要大量工作于一線的高等技術人才，而高職院校是培養這類職業技術人才的主陣地，因此職業教育要著重強調學生動手能力與實踐能力的培養，使其能夠更好地適應工作崗位需求[1]。然而受各種客觀、主觀因素的影響，我國高職院校的數控技術實踐教學還存在以下幾個方面的不足：

首先，高職院校生源質量相對較差。與普通高等本科院校相比，高職院校的學生不僅基礎薄弱，而且知識儲備也嚴重不足；更有甚者缺乏最基本的、端正的學習態度；有部分學生自身學習態度消極，學習習慣較差，還會影響到其他同學，導致整個班級的教學質量、教學效率都差強人意。

其次，數控技術課程實踐教學內容與人才崗位需求脫節。實踐教學課程必須緊跟時代發展，才能保證學生在就業后快速進入工作角色，然而實際教學中高職院校的數控技術實踐課程與市場發展脫節的問題十分明顯，教材內容陳舊，缺少對前沿數控技術的介紹，學生無法接觸到先進的技術知識，無法實現高職院校培養應用型人才的教學目標。學校、教師不了解企業對數控加工崗位的實際需求，過于側重理論知識的講解，課程缺少數控領域新技術、新工藝內容，導致學生動手實踐能力相對較低。

再次，實踐教學形式單一。目前我國很多高職院校都開設了數控加工實踐課程，但是實踐教學無論是教學模式還是教學方案都存在單一、落后的問題。教師針對實踐課程的教學與理論教學方法十分相似，先講授實際的操作技巧、相關的專業理論知識，再由學生完成加工任務。這一方法使學生參與性不高，無法充分調動學生的自主性，且一成不變的活動方案與高職學生喜歡嘗試新鮮事物的心理特點不符，學生對于實操訓練缺乏參與熱情，導致教學效果不佳。

最后，實踐教學場地及時間受限。數控技術實踐課程需要完善的實訓場地作為支撐，但是限于經費、場地等因素，很多高職院校都不具備建設實訓場地的條件[2]。雖然有些院校與企業達成了合作協議，但數控加工技術具有一定的特殊性，企業生產任務繁重，為學生提供實踐操作的機會十分有限，遠遠無法滿足學生的實踐需求。

二、數控技術課程實踐教學改革策略

由上文可知，很多高職院校的數控技術課程實踐教學還存在諸多問題，包括教材滯后、生源質量參差不齊、資源限制等。針對這些問題建議從以下幾個方面進行完善，以提高數控技術實踐教學的效率與效果。

（一）構建數控技術實訓基地

專業實訓基地可以為學生營造一個更加真實的工作場景，學生通過實訓能夠快速掌握數控技術實踐操作技巧，將理論與實踐融合在一起，提升自身的職業能力，因此實訓基地是課堂教學功能的補充與延伸。上文中提到高職院校的實訓基地往往受場地及經費的限制，針對這種情況，高職院?？梢詷嫿ㄒ粋€虛實結合的實訓基地。實訓基地的建設要遵循統籌規劃、虛實結合、相互補充的原則，以培養學生職業技能為主要目標，結合學校實際情況對現有的教學資源進行整合，打造一個虛實結合的數控技術實訓基地。虛實結合中的“虛”是指各類虛擬仿真教學軟件，而“實”則是指數控機床以及配套的實體設備。學生在仿真軟件上初步掌握數控機床的基礎知識及基本操作方法，再到實體設備中進行驗證、學習，可以大大提高學習效率，并能夠保證學生的安全性[3]。一般情況下，數控技術專業實訓基地需要設置數控銑床區、數控車床區、五軸加工區、車削中心區、數控仿真區等。不同的實訓區域設置對應的數控車床，比如數控銑床區就需要配置三軸立式數控銑床、三軸立式加工中心以及配套的設備等，教學軟件包括SolidCAM、PowerMill、Solid-Works、VeriCUT、HuiMai 切削仿真、CAXA CAPP等。通過在數控銑床區的學習、實踐，學生能夠掌握銑床的基本操作技能，獨立完成編程，掌握基本的銑床加工工藝，比如挖槽、曲面、鉆孔、攻絲等，并能夠利用數控軟件實現數控銑的編程、模具型腔型心加工、產品三維造型。學生通過數控車床區的實訓，能夠掌握數據車床的基本操作技能，完成數控指令編程，并能加工常見的、典型的零件。教學軟件主要采用CAXA 數控車。通過軟件的學習能夠繪制零件輪廓圖形，選擇合適的加工方法，制定合理的加工工藝，并掌握程序上載機床端調試與運行技術。五軸加工實訓室主要設備就是五軸聯動加工中心，采用的教學軟件包括SolidCAM、PowerMill、VeriCUT、HuiMai 切削仿真、Powershare 等。通過五軸加工實訓課程的學習，學生能夠掌握五軸聯動復雜零件編程方法，編制零件加工工藝，了解五軸加工中心維護保養的基本方法、機床基本操作等等；能夠應用程序完成仿真校驗，并利用軟件完成三維實體、曲面等復雜零件造型。車削中心實訓區主要設備包括車削中心機床，教學軟件主要是SolidCAM。通過該實訓室的實踐學習，學生能夠掌握帶C 軸的車銑復合復雜零件的編程，編制加工工藝，并掌握數控車削中心機床操作與維護保養方法等，能夠完成車銑復合加工編程。CAD/CAM 數控仿真實訓室主要是進行仿真實訓的學習。

（二）數控技術仿真實訓教學策略

1.仿真軟件實訓教學的必要性

之所以將數控技術仿真實訓另作一節著重介紹，是因為仿真實訓在數控技術實踐教學課程體系中具有不可取代的優勢，主要體現在以下幾個方面：

首先，降低實訓設備投資成本。數控機床價格普遍偏高，且機床使用過程中還需投入大量的維修維護成本、耗材成本等，這對于資金相對緊張的高職院校而言無疑是一個難題。而仿真軟件的采購及維護費用遠遠低于實際的數控設備，但是卻能夠達到幾乎相同的教學效果，因此很大程度上能夠緩解高校經費不足的問題[4]。

其次，仿真軟件的應用降低了對硬件投入的要求。數控技術實踐教學對場地規模、學生素質等均有較高要求，數控機床占地面積較大，且學生操作不當易導致設備損壞等。而仿真軟件大大降低了對場地的需求，且學生操作的安全性也更高。

再次，仿真軟件可以獲得更好的教學效果。高職院校數控機床的配備數量十分有限，教學中通常采用多人一組，老師示范、學生觀摩的方法。這種模式下學生得不到充分的操作練習，學習積極性不高，且僅靠觀摩很難讓學生清晰地理解機床的理論知識與操作技能。仿真軟件強大的數據庫中包含了多種數控機床的相關信息，比如機床的三維模型、控制面板及控制系統等。學生應用仿真軟件，可以編寫機床加工程序、模擬加工過程、調試加工程序等，且軟件的校驗功能可幫助學生正確編程，為學生提供更多練習機會，使其更直觀地學習機床的相關知識[5]。

2.數控技術實踐教學中仿真軟件的具體應用

隨著仿真技術的不斷發展，其在教學領域中的應用也越來越廣泛，在數控技術實踐教學中仿真軟件的應用也已經普及。下文介紹幾種典型的應用：

首先，應用仿真軟件幫助學生了解數控機床的基本結構。數控機床的結構復雜，且型號多樣，通過實體設備學生只能了解其表面結構，無法直觀看到其內部結構；而仿真軟件數據庫中包含多種型號的數控機床三維模型，學生不僅可以通過三維模型從多個角度學習數控機床的外部結構，而且可以直觀、詳細地看到機床的內部結構，了解其各組成部分的安裝位置及外形。

其次，利用仿真軟件學習數控機床操作面板[6]。在實際的數控機床操作過程中，學生需要熟練掌握操作面板中各個按鈕的功能及基本操作流程，才能更高效地完成數控加工。通過仿真軟件可以呈現出機床的控制面板，學生不僅能夠近距離觀察，而且可以嘗試操作，再結合老師的講解進行同步操作，理論與實踐有機融合，學生能夠更好地掌握控制面板的操作方法及流程。

再次，幫助學生認知與掌握各類刀具的使用。零件加工過程中不同的工件其表面特點要求不同，就需要選擇正確的加工刀具以保證加工質量。

最后，幫助學生理解數控機床坐標系[7]。數控機床坐標系包括工件坐標系、機床坐標系。利用仿真軟件的動畫演示功能，學生可以更直觀地理解機床坐標系的概念，準確區分機床坐標系與工件坐標系的區別，并通過可視化窗口實時進行數據分析，觀察機床的運動狀態，更好地掌握數控機床的基本操作流程與操作方法。

（三）創設真實的職業環境

數控技術課程實踐教學需要一個相對真實的職業環境，使學生提前熟悉企業的崗位要求。在實際教學中，要求學生加工真實的產品，以保證實踐教學與崗位需求更加貼近。學生的實訓操作與實際的工作操作過程完全一致，能夠更好地沉浸在工作氛圍中，無意中也能夠強化學生的責任意識[8]。針對學生的實訓過程，我們采用標準化的管理模式，參考企業實際崗位工作要求，編制標準化的工作流程、加工操作規范等，要求學生嚴格按照工作流程及操作規范進行，根據生產企業的組織管理模式進行教學，并根據生產企業的質量檢驗標準、管理規范檢驗學生的加工作品，盡量為學生營造一個真實的職業環境與職業氛圍。在實訓室建立與企業生產車間一致的管理制度，包括5S 現場管理、看板管理等等。學生以員工的身份參與實訓，幫助其建立自律意識與競爭意識。整個過程中，學生可以擔任不同的工作角色。根據產品生產加工流程進行教學，將學生分組后，針對每個小組設置不同的工作崗位，包括車間主任、組長、物料員、倉管員、質檢員及操作工等，各個工作小組嚴格按照企業生產加工管理流程進行實訓。課前組織班前會，布置生產計劃；班前點檢后進行上機操作，記錄操作過程；產品加工完成后進行自檢、終檢；最后小組匯報當日的工作內容，做班后總結。學生在實踐過程中需要擔任編程員、操作員等角色，并作為工藝員填寫工件加工的工藝卡及質量檢驗卡。整個過程幫助學生進一步強化了整個加工程序，促進知識向能力的轉化[9]。

（四）構建多元化的實踐教學評價體系

一方面，積極推行形成性評價。傳統的數控技術課程評價方法是期末卷面成績結合出勤、作業等平時成績，評價結果側重于理論考核，忽略了學生實踐能力的評價。推行形成性評價不僅針對學生的理論知識掌握情況進行評價，還針對其實際操作進行評價，針對實踐過程制定專門的考核評價體系。此外，還可以參照國家職業資格考核標準對實踐課程進行考核，實現課程與職業的對接。根據崗位工作要求優化評價指標與評價內容，重點關注學生的技能熟練程度、質量意識、學習意識。通過多元化的評價及時了解學生的工作態度及學習效果，向學生及時反饋評價效果，使其及時發現在自身的技能實踐中存在的問題，提高學習改進的針對性，并對學生的實踐學習情況做出準確、客觀的判斷[10]。

另一方面，模擬企業管理引入多元化的評價主題。針對實踐教學的評價，除了學校老師的評價外，還可以邀請企業的車間主任、班組長、質檢員等對學生的技能水平做出綜合性評價，從不同的角度判斷學生的實踐學習情況。評價反饋為學生深入學習指明方向，促進學生實踐能力的不斷提升。

總之，高等職業院校培養的是應用型人才，學生必須具備更高水平的專業技能，學生只有提升自身的綜合競爭力，才能更好地適應未來企業的崗位需求。傳統的數控技術課程實踐教學存在諸多問題，包括場地限制、生源質量及教學內容、教學方法滯后等。針對這些問題，可以打造一個虛實結合的實踐課程體系，在實踐課程教學中引入仿真軟件，幫助學生更直觀地理解抽象的數控技術知識，并改革評價標準，通過形成性評價、多元化主體評價，保證評價結果的客觀性、全面性。