高職院校“數控機床安裝與調試”課程教學改革探索

蔣峰

（江蘇信息職業技術學院 江蘇 無錫 214153）

近年來，隨著我國數控設備的不斷普及，數控機床安裝與維修人員的短缺成為企業發展的瓶頸，嚴重制約我國數控機床產業的發展?！皵悼貦C床安裝與調試”這門課程旨在培養學生對數控機床的安裝調試能力，是機床操作、機電設備維修等技術人員必須掌握的崗位核心能力。因此，該課程在數控設備應用與維護專業的專業課程體系中處于核心地位。

一、以專業崗位能力為培養要求，明確教學目標

數控設備應用與維護專業學生主要從事數控機床操作、數控加工工藝與編程、數控機床安裝與調試、數控機床故障診斷與維修等工作。要勝任上述工作，必須具備機床操作和工裝裝調、工藝編制、程序編程、機床機械結構安裝調整、機床電氣安裝調試、數控系統安裝調試、機床故障排除和維修等能力。為滿足數控設備應用與維護專業崗位及崗位群的能力培養需要，將該專業原有課程進行了重新構建。“數控機床安裝與調試”課程開設在第三學期，共計64學時，4學分。

根據崗位能力要求，該課程以典型數控機床為對象，以培養學生專業、方法、社會這三個方面的能力為目標，如表1所示。

表1 培養目標表

二、構建“以工作過程為導向、職業崗位能力為核心”的課程體系

（一）校企合作，基于工作過程的項目式教學

我院數控設備應用與維護專業是江蘇省特色專業，我院也是無錫市開放共享的數控設備維護維修實訓基地。定位上強調“高起點、高目標”，建設上必須“多渠道、特色鮮明”。校企合作是高職院校培養高素質技能型人才的重要模式。我院主動了解本地區和區域內各大企事業單位的用人需求，積極主動地與企事業單位溝通協商，先后與南通科技投資有限公司、無錫市海鴻精工機械制造有限公司等多家單位深入合作。根據企業急需的職業崗位知識和技能，制定切合培養目標的教學計劃和開課計劃，并與企業共同組織實施教學，對學生進行定向培養。本課程基于“工作過程為導向”，以“數控機床安裝調試工藝”為主線構建課程內容，內容由南通科技集團技術人員、專家及全體教師共同參與制定，完全按照數控機床生產企業的生產工藝流程來組織安排，課程的授課順序就是數控機床的生產工藝過程。

（二）以“崗位能力”為本，以“必需、夠用”為度

數控機床是典型的機電一體化產品，設備種類多、安裝與調試涉及的知識面廣、技能要求高，具有綜合性、復雜性的特點。依據數控機床裝調維修工國家職業標準及數控設備應用與維護專業培養目標，通過對企業調研，參照專家描述，聽取同行意見，結合支撐崗位能力的知識點，來確定本課程的教學內容。同時，摒棄傳統的、過多的理論講授，以符合實際應用為目的，以“必需、夠用”為度。教學內容設計是循序漸進的過程，尊重學生的認知規律，增強教學內容的針對性與實用性。

根據以上兩個原則，將課程的教學內容劃分為三個模塊，如表2所示。

表2 教學內容表

作為我國職業教育的成功經驗，模塊化教學能夠在最短的時間、以最有效的方法使學生掌握某項技能。課程三大教學模塊按如下方式進行組織與安排。

模塊一：數控機床機械安裝調試。此部分教學將以加工中心機械安裝方法為主要講授重點。按照數控機床廠的裝配工藝流程，依次分解為導軌的安裝調試，軸承座的安裝調試，滾珠絲杠安裝與檢驗，床鞍與床身，工作臺與床鞍的裝配與檢驗，立柱與銑頭裝配，立柱與床身精度校正，加工中心精度檢驗等項目。目的是使學生掌握數控機床的裝配工藝及調試方法。

此模塊是本課程的一個重、難點。重點在于機械安裝調試，對機床的精度起著重要、直接的影響,而且機械安裝調試是學生畢業后主要從事的工作之一。難點在于難以真實復原生產企業完整的裝配工藝流程，部分項目實施起來難度較大。比如，項目4由于床鞍、工作臺等部件相對比較重，需要專用起吊裝置。同時，按照南通科技集團加工中心的實際組裝情況，2至3位熟練裝配工通常需要10天左右的時間完成一臺加工中心的裝配。在24個課時內完成整臺加工中心機械部分安裝調試的教學內容是非常困難的。因此，在這個模塊中，需選取部分具備操作性和可行性的項目作為考核重點。其他內容主要以傳授安裝、調試方法為主，并配以仿真教學軟件，動態演示裝配過程，模擬仿真安裝流程，幫助學生理解。

當今社會，基于GPS技術的房產測繪已成為房產企業日常管理的必要途徑，在GPS房產測繪技術的支持下，可以有效幫助房產管理人員繪制房產平面效果圖、建立房產分層模型以及完成數字自動化管理等重要工作。因此，在房產測繪管理工作中，對GPS技術的需求非常迫切。同時，隨著網絡技術的不斷發展，很多用戶現只需通過網絡平臺就能了解房產的全部信息。鑒于這種情況，房產企業需要有效利用GPS技術進行房產的全方位管理，包括將信息庫的建立以及新信息的更改等。

模塊二：數控機床電氣電路分析與檢測。此部分教學主要以數控維修實驗臺為基礎，現場進行數控機床電氣分析與檢測。該模塊劃分為3個項目，項目1為主電路分析，項目2為控制電路分析，項目3為電路連接檢測。目的是使學生能夠正確識讀數控機床電氣線路原理圖，并進行通電前的檢測。

模塊三：SIEMENS840D數控系統調試。利用數控維修實驗室數控維修實驗臺和西門子實驗室的實驗臺進行數控系統調試。分為3個項目，項目1為數控系統硬件連接，項目2為基礎功能安裝調試，項目3為數控機床功能優化。目的是使學生掌握SIEMENS 840D數控系統硬件連接關系及軟、硬件和調試過程。

三、改革教學方法和手段，發揮學生主體作用，提高教學質量和效率

（一）理實一體化，發揮學生的主體作用

將多媒體教學設備和數控機床同置一室，將專業理論課與實訓教學環節在教學內容上重新分解、整合，教學被安排在實訓室中進行。師生雙方共同完成某一個項目、任務，在這一過程中充分發揮學生的主體作用。

1．仿真教學

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

2．校內實訓

數控維修實訓室現有學院自主研制的SIEMENS 802S數控車床實驗臺和FANUC0iMateC數控銑床實驗臺等數控設備，主要進行數控機床電氣控制系統認識、電氣硬件連接、PLC調試、機床和系統參數設置等操作和訓練。

西門子數控實訓室是學院與西門子（中國）公司合作共建的實訓室，也是西門子公司在無錫的數控培訓基地。實訓室配有SINUMERIK801、SINUMERIK 802S、SINUMERIK 802C、SINUMERIK 802D、SINUMERIK 810D、SINUMERIK 840D系列數控系統的實驗實訓教學平臺，主要可進行數控系統各部件的電氣連接、數控系統各部分參數設定、PLC初始化、安裝、調試等操作與訓練。

（二）采用五步教學法，充分體現學生為學習主體

以模塊一中的項目2（軸承座的安裝調試）為例說明五步教學法的實施過程。

1．明確任務

教師引入案例：某臺加工中心Y軸在運動過程中出現聲音異常，初步判斷是Y軸前端軸承座安裝存在問題，分析出現該問題的原因和可能對機床造成的損壞。通過案例引導學生思考如何正確安裝軸承座。學生通過教師的講解，學習有關軸承座安裝調試的專業知識，并以小組為單位，采用分組討論、查閱相關資料等形式，研究方案、制定實施計劃。這一環節應鼓勵所有學生參與其中，并讓學生單獨完成。

2．示范講解

在任務實施之前，教師應對每組學生制定的計劃進行檢查，發現嚴重錯誤應及時指導學生修改。同時，教師應在每組實施之前，對軸承座安裝過程及調試方法可能出現的問題或危險性較大的環節，應重點提醒學生。如有必要，還應進行示范演示。

3．學生實施

學生分組按照制定的計劃實施任務，教師在巡回檢查過程中，若發現問題，應先讓學生自己解決，使其在解決問題的過程中得到鍛煉和提高，同時增強他們的自信心與成就感。

4．學生自檢

學生以小組為單位進行演練，學生根據“學生自檢表”在小組內部進行完善，修改操作中的不足之處，完成自我檢查。同時，每組應該派出一名學生代表進行自評。通過自我梳理，及時發現本組的不足，學習其他組好的思路和做法。這個過程是自我總結和相互學習的過程。

5．教師總結

最后，教師對本次任務進行綜合、全面的總結，并對每名學生在本次任務中的表現進行考核評分。

通過五步教學法，可以極大調動學生的學習興趣，充分體現“以任務為主線、以學生為主體、以教師為主導”的教學模式。

（三）校企合作，為學生提供實踐場所

南通科技投資集團股份有限公司前身為成立于1956年的南通機床廠，2006年12月由南通市政府實施重組成為國資控股的上市公司。南通科技是國內生產銑床、立式加工中心的重點骨干企業，設計年產數控機床20億元的生產能力。該公司與我院已有多年合作，主要為學生提供機械、電氣裝配，系統調試，精度檢測等項目的實習。學生在企業師傅的指導下實現輪崗實操培訓，熟悉一線相應崗位的實際操作流程與要求，同時熟悉企業環境，感受企業文化。在這過程中，學生的知識得到了運用，能力得到了鍛煉，部分優秀學生在實習期間與實習單位達成了就業意向，實現了學校、企業的“雙贏”。

（四）在合作中提升學生的職業素養

針對學生具有較強的溝通、交流能力和表現欲望等特點，該課程同時采用團隊學習法。學生完成任務是以小組討論、協作操作和小組自查形式進行，每個小組5至6人。在協助完成任務的過程中，學生能夠發揮各自的認知能力，相互幫助、相互提示和分工合作。學生是學習者也是指導者，角色互換，以最優結果完成任務，全面提升學生的職業素養。

四、打破傳統考核方式，以項目考核為基礎，體現過程性考核

考核方式在一定程度上對學生的學習起到督促作用，合理的考核方式可以使學生變被動學習為主動學習。全課程共安排6個項目進行分別考核。下頁表3為項目考核1評分標準，考核包括基本操作、現場考核、裝配圖的繪制、方案制定、項目總結和思考與練習六個部分。這六個部分涵蓋了項目完成的全部過程，充分體現了過程性考核。其中，基本操作涉及軸承座安裝調試的每個步驟，并配以相應的考核要求及分值?，F場考核主要反映學生在操作過程中的安全文明、設備使用、工量具使用等情況。

五、改革成果及努力方向

（一）改革成果

在教學方法手段上，采用理論實踐一體化、五步教學法、校企合作、團隊學習法等多種形式。改變過去傳統教學模式，學生在做中學、學中做，充分發揮學生的主體地位，極大提高他們學習的主動性和積極性。

表3 項目考核1評分標準表

以工作過程為導向的課程開發使學生在學校學習的內容與企業工作過程中所需的知識和技能一致，畢業后學生完全能夠勝任企業的具體工作，實現了學校與企業的“零距離”接觸。畢業生走向工作崗位后，能在較短時間內適應工作崗位的需求。

（二）努力方向

由于設備數量、課時的限制，不能較好地發揮學生的動手能力，今后應重視設備資金的投入。與此同時，以小組為單位共同完成任務，容易出現“兩極分化”的現象，少數學生存在依賴心理。如何進一步完善、優化考核方式也需要在教學實踐中不斷探索。

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