高職數控技術專業實踐教學的創新與實踐

◎ 肖軍民 趙長明 周 敏

當前我國正處在產業轉型升級的時期，用高新技術替代傳統的工藝已成為必然。機械制造業的轉型升級也正成為行業內的共識，更多的制造類企業也不斷依據市場的需求不斷更新企業的設備，越來越多的企業擁有了越來越多的數控加工設備。隨著全球制造業轉移，我國已逐漸成了世界數控機床主要生產基地和數控設備應用廣泛的國家。根據相關的預測數據，我國每年新增數控設備超過100萬臺套，社會上需要大量的數控技術人才。而數控技術在傳統的機械制造領域內屬于高新技術，因此該技術對應的數控設備操作、數控編程和數控設備維修等工作崗位對勞動者的綜合素質與專業技能提出了更高的要求。數控技術對應的這些典型崗位都是高技能操作型工作崗位，為了能夠更好地滿足各類企業對數控人才的需求，各職業技術學校和高職學院逐漸意識到數控技術人才實踐能力培養的重要性。

一、實踐教學現有問題分析

1.數控設備投入不足

數控加工設備相對于傳統的機械加工設備價格無疑是貴了許多，普通的車床、銑床價格都在2-3萬元左右，而市場上最低端的數控車床和數控銑床價格都比普通的機械加工設備要高出許多，一臺教學型的數控銑床設備在十幾萬元左右，而一臺可以加工企業真實零件的數控銑床價格都在二三十萬元。一個數控技術專業為了正常開展教學，一般都需要購買幾十臺數控設備，再加上其它相關設備和附件的購買，往往需要大量的資金投入。高職院校近年來不斷擴大辦學規模，而相應地經費投入往往跟不上，國內許多高職院校的數控專業實踐教學基地滿足不了教學需要，相關設備投入不足。高職學院數控專業設備投入不足通常表現在以下三方面：（1）數控設備數量少，經常不能滿足專業學生的實訓需要；（2）數控設備規格型號單一、設備老化嚴重，難以滿足學生對數控新技術和新工藝的學習需求；（3）四軸、五軸聯動的高端數控機床和車銑復合的精密機床由于價格昂貴，國內多數職業學院都很少或沒有購買，嚴重制約高職學院學生掌握專業最新及最尖端的操作技能。

2.學生個體的實訓時間不能保證

在高職教育實踐教學方面，通常將實踐教學界定為在一定的工作場所，學生使用儀器、設備及工具等進行的專業技能訓練活動。實踐教學在整體教學計劃中能得到充分體現，目前許多高職學院基本能按理論教學與實踐教學1∶1的比例進行，即實踐教學時間都能達到整個教學計劃時間的50%左右。從教學計劃上可以看出各高職院校對實踐教學的重視程度，似乎每個學生實訓的時間也能夠因為這種教學計劃的明文規定而得到足夠的保證。但是實際情況并沒有人們想像的那么好，甚至對于多數高職院校數控專業的學生而言實際情況會更糟糕，學生可能會在實訓現場經常抱怨自己在4節至6節的實訓課中沒有操作到數控設備。原因在于對于數控專業某門實踐課程來說，它一次實踐課程通常要求學生在一個實訓室操作一類數控設備，比如數控銑床、數控車床或線切割機等，而國內目前絕大多數職業學校由于經費等原因都只能配備幾臺或十幾臺的同類數控設備，但是現在一個班級的學生通常都在40-50個學生左右，一次課下來真正能操作到數控設備的學生還不到一半，部分學校可能還不到三分之一。對于班級學生整體來說，按照專業的整體課程教學計劃，三年下來實踐的教學時間確實能達到50%以上。可見，對于每個學生個體而言，其實真實的實踐時間（操作數控設備的時間）遠沒有達到整個學習時間的50%，而可能只有25%或者更少。

3.實踐教學內容與企業實際脫節

多數職業學校數控專業的實踐教學內容缺乏創新，且與企業實際零件的生產有很大差距。在數控專業的實踐教學中，學生所加工的零件都是由指導教師設計的簡單零部件，其零件的材質、零件的生產路線、零件的數控加工工藝和數控編程與實際生產都不相符。工廠生產加工的零件都不是孤立的產品，而都是配套使用的，零件加工有許多的技術要求，比如配合部位的尺寸公差要求、重要表面的粗糙度要求和形位公差要求等。目前，多數職業學校由于實踐教學的內容和項目多是由教師自己設計的或是某些理論書籍上提供的一些項目，往往只重視數控零件的加工形狀是否達到要求而忽視零件其它技術要求的考核，忽視加工的零件尺寸是否合格、表面粗糙度是否達標等。

二、實踐教學的創新與實踐

1.開放式校內實踐基地建設

實訓設備的投入對于一個工科專業來說是非常重要的。專業學生的實踐教學活動大多數都是利用相關數控設備在校內實踐基地實施的，因此校內數控實踐基地的建設和數控設備的購置對于一個高職數控專業來說無疑是非常重要的。中山職業技術學院自開辦以來就開設了數控技術專業，并一直重視該專業的發展，已累計為該專業配套的教學條件及設施投入達1500多萬元。專業已購置了三臺四五軸聯動加工中心、一臺車銑復合加工中心和一臺高精度慢走絲線割機等行業高端精密數控設備，共建設了數控銑削加工實訓室、數控車削加工實訓室、四軸五軸編程加工實訓室、數控機床故障診斷實訓室、CAD/CAM數控加工仿真實訓室和逆向工程實訓室等十個專業實訓室。學校還在校內建設了一個2000多平方米的“模具與數控生產型實訓中心”，該中心設備設施完全歸專業管理并按具有實際生產能力建設。該實訓中心在承擔專業學生實訓的同時，還與企業合作對外進行生產加工，因此它又是我院重點建設的一個校內實訓工廠。

專業的校內實踐基地建設無疑是得到了學校的重點支持，但是只有好的實訓設備和設施并不一定能夠保證有好的實踐教學條件，因此如何更好地發揮這些實訓設備和設施的教學作用成為專業改革的重點。在實踐教學的基礎上，結合校企合作的經驗，系部和專業制定了一系列相關的實訓室管理制度，開放實訓室。實訓室的開放理念和管理制度不僅滿足了學生業余時間的訓練需求，而且也可滿足教師、學生參與企業真實訂單生產的更高需要。學生課外時間只要申請就可以免費使用相關的實訓室進行相關訓練 （毛坯刀具等實訓耗材需要學生支付部分費用），有競賽等特定任務的教師和學生可以完全免費使用相關的實訓設備和耗材進行技能訓練，有外加工訂單的教師和學生只要按照制度要求上繳一定比例的利潤就可以利用校內實訓設備進行生產加工，甚至一些企業也與專業簽訂合同利用校內設備進行生產加工。

2.創新的小班制實踐教學

班級教育制度是現代教育的產物，它能夠在較低成本條件下批量培養現代技術人才，目前我國高職學校的班級人數普遍在50人左右，由于同一類實訓設備數量有限，一個班50多位學生上實踐課，往往只能有三十個多個學生或者二十多個學生能操作設備，而其他學生則只能在旁邊“觀看”。在目前我國大班教學制度下，針對學生個體而言實際上實踐教學時間是遠遠達不到教學計劃的。為了解決這種實際存在的問題，在借鑒德國小班制的基礎上，我校數控專業在實踐課程中巧妙地實施了小班制模式教學。

為保證每個學生都能完成教學計劃規定的實訓學時，在數控銑、數控車、數控四軸五軸、數控考證集訓等專業實踐課程中，實訓時實行小班化教學方式。對于純實踐課程，將一個班的學生分成上午組和下午組，上午組的學生從早上8點連續實訓到下午1點半，中間有40分鐘的吃飯時間，下午組的學生從下午1點半連續實訓到晚上7點，中間有40分鐘吃飯的時間。而對于理實一體化課程，也將班級學生分成兩大組，一組學生在多媒體教室或機房編寫數控加工工藝和程序，而同時另一組學生則按教學計劃要求到實訓室進行操機訓練，4個學時或6個學時后兩組同學學習地點互換。這樣就在實訓設備資源有限的條件下，仍能保證一人一機訓練，實現每個學生都能真正完成教學計劃規定的實踐教學學時，同時這種實踐教學模式也極大提高了實訓設備的使用率。

3.課內實踐教學內容的創新

實踐教學內容對于職業技術人才的培養無疑是非常重要的，高職數控專業實踐教學內容的改革與創新是教學改革的關鍵與重點。目前國內多數職業學校數控專業的實踐教學內容都不是來自企業真實產品或真實項目，這對培養學生真實的職業技能是不利的。我校數控專業非常重視教學內容與企業真實項目的結合，通過課程的改革與精品課程建設力求每門課程的教學內容都要能體現企業真實項目。基于這種工學結合的課程改革理念，專業已建設了“UG設計編程與應用”、“數控銑床編程與零件加工”和“特種數控設備編程與零件加工”等四門院級精品程和一門“數控加工工藝編制與數控設備應用”省級精品課程。現以 “數控加工工藝編制與數控設備應用”課程為例具體介紹課內實踐教學內容與企業真實項目的結合。

該課程針對模具制造類行業、數控加工行業中具有高技術含量崗位的典型工作任務，與合作企業共同確定了課程的教學內容，并設計了5個學習情景。學習情景一為“汽車皮帶輪零件工藝、程序編制及車削中心加工”。該汽車皮帶輪零件為企業真實的零件，零件圖紙、技術要求和加工用毛坯都由校企合作企業中山中矩精工機械有限公司提供。企業派技術人員擔任兼職教師進行指導和教學，同時提供相應技術保障。學習情景二為“腳踏板注塑模型腔件工藝、程序編制及數控加工”。腳踏板型腔件三維數模、技術要求和相關技術資料等生產和教學資源均由校企合作企業中山堅信塑膠工模廠提供，學生在教師的指導下為企業加工真實產品。學習情景三為“四軸加工中心性能檢驗試件工藝、程序編制及四軸加工中心加工”。該零件三維數字模型、技術要求和技術資料等相關加工與教學資源由合作企業廣東機械研究所提供，在教學項目的開發過程中企業派技術人員進行指導。學習情景四為“數控彎管機模具圓摸零件工藝、程序編制及五軸加工中心加工”。該零件的三維模型、技術要求和毛坯等教學資源由合作企業中山市奧美森工業有限公司提供，企業派技術人員擔任課程兼職教師進行指導和教學，同時提供相應技術保障。學習情景五為“渦輪增壓器壓氣機葉輪工藝、程序編制及五軸加工中心加工”。該壓氣機葉輪零件三維數摸、技術要求、技術資料和毛坯等資源由合作單位珠海市旺磐精密機械有限公司提供，企業派技術人員擔任課程兼職教師進行指導和教學，同時提供相應技術保障。

隨著工業技術的發展，各類數控設備在企業的應用將會越來越廣泛，企業對數控技能人才的需求也必然會不斷增加，因此培養適應企業需求的數控技能人才成為了各職業技術學校數控專業的重要教學目標和工作任務。為了能夠完成這一重要目標，中山職業技術學院數控專業不斷在專業教學和管理制度上進行改革與創新，已在專業實踐基地建設、特色小班制實踐教學和校企結合的實踐教學內容等方面進行了多年的摸索與改革，并已取得了較好的成績，2012年中山職業技術學院數控技術專業實訓基地被正式確定為廣東省高職教育實訓基地。

[1]羅杜宇，鄧兆虎.數控技術專業實踐教學的探索[J].中國校外教育,2010,（3）.

[2]孫月發，鄧兆虎.數控技術專業實踐教學創新體系研究[J].創新與創業教育,2011,（4）.

[3]伍振銘，龍永蓮.高職數控實踐教學內容改革與教學模式探索[J].晉城職業技術學院學報,2009,（1）.

[4]花峰.高職高專數控技術專業實踐教學模式的探討[J].機械管理開發,2013,（3）.

[5]莊澤.高職數控專業實踐教學的改革與探索[J].遼寧高職學報,2008,（12）.