機械制造類工藝創(chuàng)新型技能人才培養(yǎng)探索

許中明，伍偉杰

(順德職業(yè)技術(shù)學院機電工程學院，廣東 佛山 528333)

?

機械制造類工藝創(chuàng)新型技能人才培養(yǎng)探索

許中明，伍偉杰

(順德職業(yè)技術(shù)學院機電工程學院，廣東 佛山 528333)

為探索機械制造類工藝創(chuàng)新型技能人才培養(yǎng)問題，順德職業(yè)技術(shù)學院機械制造課程組，用項目導(dǎo)向教學法將機械制造相關(guān)課程的理論與實踐教學整合為由機械制造基本技能訓練、機械制造新工藝與新技能訓練、機械制造工藝創(chuàng)新綜合訓練三門項目導(dǎo)向課程組成的課程群，用做中學、校企結(jié)合的方式逐步提高學生的工藝創(chuàng)新能力。教改實施幾年來已初見成效,學生的工藝創(chuàng)新能力有明顯提高。

項目導(dǎo)向教學法；機械制造；工藝創(chuàng)新；人才培養(yǎng)

0　引言

從規(guī)模上看，我國的制造業(yè)已躍居世界第一位，但我國制造業(yè)的現(xiàn)狀是大而不強，傳統(tǒng)制造業(yè)比重過大，高端制造業(yè)比重過小。[1]隨著人工、場地租金等生產(chǎn)成本以及環(huán)保等要求的不斷提高，同時在歐美等發(fā)達國家和東南亞等新興經(jīng)濟體的兩頭擠壓下，以低價作為主要競爭手段的傳統(tǒng)制造業(yè)優(yōu)勢不斷下降，越來越多的制造企業(yè)陷入困境。為扭轉(zhuǎn)這種不利局面，2015年5月我國正式發(fā)布實施《中國制造2025》，提出大力發(fā)展先進制造業(yè)和高端裝備制造業(yè)，實現(xiàn)由低成本競爭向質(zhì)量效益競爭的轉(zhuǎn)變與升級，力爭到2025年實現(xiàn)從制造大國到制造強國的跨越。[2]毫無疑問，我國制造業(yè)轉(zhuǎn)型與升級之路任重而道遠，要實現(xiàn)這一目標，必將需要更多高水平的制造類技能型人才。這將給高職教育提出嶄新的任務(wù)和巨大的挑戰(zhàn)。

1　我國制造業(yè)轉(zhuǎn)型與升級需要工藝創(chuàng)新型技能人才

工藝創(chuàng)新是指通過研究和運用新的生產(chǎn)技術(shù)、操作程序、操作方式方法和規(guī)則體系等，來提高企業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)水平、產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率的活動。[3]工藝創(chuàng)新對制造企業(yè)的發(fā)展極為重要，又是新形勢下我國制造業(yè)轉(zhuǎn)型與升級取得成功的關(guān)鍵。

1.1工藝創(chuàng)新是我國企業(yè)提高制造水平的主要手段

俗話說：“產(chǎn)品質(zhì)量三分靠設(shè)計，七分靠工藝。”工藝對制造企業(yè)而言，其重要性不言而喻。瑞士的手表和軍刀、德國的機床和汽車等能夠一直享譽世界，成為精品制造的象征，就是靠精湛的制造工藝。制造企業(yè)要想保持競爭優(yōu)勢而長盛不衰，其工藝技術(shù)必須不斷創(chuàng)新和進步，如果忽視工藝創(chuàng)新，企業(yè)將逐步走向衰敗甚至破產(chǎn)。

1.2工藝創(chuàng)新是我國制造企業(yè)新產(chǎn)品開發(fā)的基礎(chǔ)和保障

我國的制造企業(yè)要轉(zhuǎn)型和升級，就必須不斷開發(fā)出新的產(chǎn)品，然而如果工藝落后的話，即使有一流的產(chǎn)品設(shè)計圖紙，也無法按設(shè)計要求進行制造。事實上，攻克新產(chǎn)品制造所面臨的各種工藝難題，已成為制造企業(yè)新產(chǎn)品開發(fā)與技術(shù)升級的關(guān)鍵，這只能通過不斷創(chuàng)新來解決。

1.3工藝創(chuàng)新是企業(yè)降本增效的主要手段

通過工藝創(chuàng)新，就能以先進的工藝取代落后的工藝，大幅減少原材料的消耗，提高生產(chǎn)效率，降低勞動強度和生產(chǎn)成本。在我國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的背景下，企業(yè)大力開展工藝創(chuàng)新越來越重要。這就要求企業(yè)必須有充足數(shù)量的具備工藝創(chuàng)新能力的高技能人才。然而，目前這種創(chuàng)新類型的人才極為缺乏，因此，高職教育就要根據(jù)企業(yè)發(fā)展的實際需要，大力加強工藝創(chuàng)新型技能人才的培養(yǎng)，以便更好地為企業(yè)發(fā)展服務(wù)。

2　高職機械制造類專業(yè)學生工藝創(chuàng)新能力培養(yǎng)現(xiàn)狀

企業(yè)缺乏工藝創(chuàng)新型技能人才，折射出我國高職院校在這類人才培養(yǎng)方面長期存在不足，主要體現(xiàn)在以下兩個方面：

2.1學生缺乏工藝創(chuàng)新意識

工藝創(chuàng)新型技能人才必須具備強烈的創(chuàng)新意識和主動性，而這恰恰是目前大部分高職學生所欠缺的。工藝創(chuàng)新行為的產(chǎn)生，建立在對改變現(xiàn)有工藝方法和流程有強烈興趣和欲望的基礎(chǔ)上,沒有這種興趣和欲望，學生就不會主動去進行工藝創(chuàng)新探索。但是，事實上，不管是在校內(nèi)實訓，還是在校外實習，大部分學生都習慣于直接按照老師或師傅教的方法進行操作，很少有人會主動去思考：有沒有改進的空間？有沒有其他更好的做法？如何去改進？他們分析和解決問題的方法也往往大同小異，鮮見新意和突破，缺乏深入思考的習慣和另辟蹊徑的能力。

2.2學生缺乏企業(yè)所需的新技能

目前，我國制造業(yè)正處于轉(zhuǎn)型升級的關(guān)鍵時期，數(shù)字化制造、網(wǎng)絡(luò)制造、增材制造、智能制造、精密制造等先進制造技術(shù)發(fā)展迅猛，各種新設(shè)備、新工藝不斷推陳出新，企業(yè)對畢業(yè)生的要求也相應(yīng)提高，希望學生能熟練操控一些新設(shè)備，掌握企業(yè)所急需的新技能。盡管近年我國各級政府重視發(fā)展職業(yè)教育，撥給職業(yè)院校較多的辦學經(jīng)費，使職業(yè)院校的教學環(huán)境得到改善，教學設(shè)備和師資等方面有了較大的提升，但由于新型設(shè)備價格昂貴，即使是條件較好的學校也無法購買足夠數(shù)量的先進設(shè)備用于教學，而條件較差的學校對這些設(shè)備更是不敢奢望。缺乏新設(shè)備是高職院校普遍存在的問題，由于實踐條件的限制，學生也就失去了在校熟悉新設(shè)備和掌握新技能的機會。這無疑會造成高職院校學生工藝創(chuàng)新能力的缺乏。

3　以工藝創(chuàng)新能力培養(yǎng)為核心的機械制造項目導(dǎo)向課程群改革

高職院校學生工藝創(chuàng)新能力不足的問題，一直受到學校與企業(yè)的共同關(guān)注。為了配合與支持順德地區(qū)機械裝備制造業(yè)的升級，順德職業(yè)技術(shù)學院機械制造課程組，自2012年起就開始探索培養(yǎng)機械制造類各專業(yè)學生的工藝創(chuàng)新能力, 制定了新課程群以激發(fā)創(chuàng)新興趣為突破點，從培養(yǎng)創(chuàng)新意識著手，采用“做中學”的方式，用項目導(dǎo)向教學法[4,5]將機械制造相關(guān)課程的理論與實踐教學整合為由機械制造基本技能訓練、機械制造新工藝與新技能訓練、機械制造工藝創(chuàng)新綜合訓練三門項目導(dǎo)向課程組成的課程群。

3.1機械制造基本技能訓練課程

具備全面、扎實的機械制造基礎(chǔ)知識和較強的綜合動手能力，是培養(yǎng)學生工藝創(chuàng)新能力的基礎(chǔ)。本課程以引導(dǎo)學生完成一臺典型機器(如臺鉆等)的設(shè)計、制造任務(wù)為主線，打破各門課程原有界限，將機械制圖、機械設(shè)計、金工實習、機械制造技術(shù)、公差與技術(shù)測量等五門專業(yè)基礎(chǔ)課程的內(nèi)容融進訓練項目中。下達工作任務(wù)后，按照企業(yè)的工作流程，將課程分為圖紙設(shè)計、加工工藝編制、夾具設(shè)計、零件加工、質(zhì)量檢測、裝配6個項目，每個項目均采用項目導(dǎo)向教學法，按工作流程細分成若干個工作任務(wù)。在完成這一系列工作任務(wù)的過程中，學生最終能夠逐步掌握機械制造所需要的各種基礎(chǔ)知識和基本技能，從而具備工藝創(chuàng)新的能力基礎(chǔ)。

3.2機械制造新工藝與新技能訓練課程

以3D打印、3D掃描(逆向工程)為代表的“數(shù)字化”制造技術(shù)發(fā)展迅猛，這些技術(shù)可按不同要求隨時隨地進行生產(chǎn)，很可能會改變未來產(chǎn)品的設(shè)計、制造和銷售方式，從而徹底改變自福特大規(guī)模生產(chǎn)時代以來的傳統(tǒng)制造方式，應(yīng)用前景廣闊。因此，課程組將3D打印/3D掃描技術(shù)作為學生必須掌握的新技術(shù)，列入本階段課程教學安排。本階段課程包括兩個項目：(1)零件3D打印，包括3D建模、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、用3D打印機打印零件、后處理4個任務(wù)，最后將零件制作出來；(2)零件3D掃描與檢測，包括噴粉、貼點、掃描、處理點云數(shù)據(jù)、逆向設(shè)計、零件3D檢測6個任務(wù)。

本階段課程要求學生仔細體會采用切削加工方式的傳統(tǒng)零件制造方法，與3D打印方式的零件制造方法、傳統(tǒng)檢測方法與基于高精度3D掃描的計算機輔助檢測方法的不同，在此基礎(chǔ)上要求學生利用3D打印/3D掃描技術(shù)的特點和優(yōu)勢，設(shè)計、制造和檢測傳統(tǒng)方法無法做到的一些特殊結(jié)構(gòu)。例如，直接制作3D裝配體、制作非圓(錐)面嚙合齒輪對等產(chǎn)品，以此擴展學生工藝創(chuàng)新的視野、思路，提高學生工藝創(chuàng)新的能力。

3.3機械制造工藝創(chuàng)新綜合訓練課程

為了提高學生的工藝創(chuàng)新能力和綜合動手能力，本階段課程安排了一項綜合訓練任務(wù)，該任務(wù)以順德地區(qū)企業(yè)的真實產(chǎn)品如臺鉆上的某個零件、空調(diào)壓縮機的零件等作為教學載體，學生按第一階段課程學過的知識和技能，以組為單位，較為獨立地完成從設(shè)計到制造各個階段的任務(wù)。與傳統(tǒng)實訓“手把手”式集中教學、采用統(tǒng)一工藝方案的模式不同，本課程將培養(yǎng)學生工藝創(chuàng)新能力作為首要教學目標，不再讓學生采用“標準”的工藝方案，而是鼓勵學生主動思考和探索，指導(dǎo)教師為學生準備好常用的毛坯材料、刀具、工具與量具等，各組學生根據(jù)實訓室提供的條件，由組長組織小組成員找資料，進行討論與做出決策，確定本組的方案及具體的工作計劃，交指導(dǎo)教師審查后修改和實施。

4　教改實施

針對高職學生文化基礎(chǔ)薄弱、缺乏學習興趣的特點，為了確保教改順利實施，課程組采取了以下幾項措施。

4.1采用多種手段提高學生工藝創(chuàng)新的興趣和意識

“興趣是最好的老師”,是否能激發(fā)出學生工藝創(chuàng)新的興趣，是本項教改成敗的關(guān)鍵。因此，課程組采用多種手段提高學生工藝創(chuàng)新的興趣，強化創(chuàng)新意識。

4.1.1講“故事”

教改實施中，課程組的老師結(jié)合項目教學內(nèi)容，系統(tǒng)地以小故事的形式講述、點評機械制造工業(yè)史上相關(guān)的工藝創(chuàng)新事例，將枯燥的技術(shù)融入到有趣的故事中。例如，在學習車削加工時，為學生講述英國工匠莫茲利為了提高效率多次改進車床從而被后人稱為車床之父的事跡；[6]學習鉆削加工時，為學生講述原北京永定機械廠青年鉗工倪志福發(fā)明多刃鉆的事跡。[7]這種方式深受學生歡迎，既加深了學生對課程內(nèi)容的理解，活躍了課堂氣氛，也大大激發(fā)了學生開展工藝創(chuàng)新的興趣，促使學生在項目實施中多思考、多改進，逐步培養(yǎng)了他們的工藝創(chuàng)新意識，效果顯著。

4.1.2小組競賽，激發(fā)學生學習熱情

沉悶的氣氛不利于提高學生學習的興趣與積極性，課程組采用玩“游戲”的模式對項目教學的一些環(huán)節(jié)進行改造，使完成項目的過程變得有趣，氣氛變得熱烈，從而促進學生主動進行思考和創(chuàng)新。例如，在項目的方案討論、階段成果匯報環(huán)節(jié)采用小組競賽的模式，每組學生根據(jù)現(xiàn)場抽簽的結(jié)果派代表上臺介紹本組方案、主要工藝創(chuàng)新點或本組階段工作成果，并接受老師和其他組同學的提問。指導(dǎo)教師和各組代表組成評委進行投票，各組每次得分、累加分均公布在實訓室黑板上，各組最后的總分作為該組每位同學成績的一部分計入課程成績。這種競賽方式激發(fā)了學生們的求知欲望和好勝心理，現(xiàn)場氣氛變得活躍、熱烈，學生參與的積極性很高，收到了意想不到的效果。

4.2校內(nèi)實訓與校外實習相結(jié)合，提高學生對工藝創(chuàng)新的認識

要培養(yǎng)學生的工藝創(chuàng)新能力，就必須讓他們了解和熟悉企業(yè)實際的工作情況。在第一階段課程下達任務(wù)前，指導(dǎo)教師帶學生到順德及周邊地區(qū)幾家具有代表性的大型機械制造企業(yè)進行了短期實習，使大家對制造企業(yè)、生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)管理等有了初步的認知。期間，指導(dǎo)教師結(jié)合實際提出一些與后面工作任務(wù)相關(guān)的問題，引導(dǎo)學生仔細觀察，認真思考，最后再下達課程的工作任務(wù)。

第三階段課程的校內(nèi)實訓結(jié)束后，組織學生再到相應(yīng)機械制造企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場學習，由企業(yè)技術(shù)人員進行現(xiàn)場演示與講解，讓學生了解企業(yè)真實的制造工藝。回到學校后，指導(dǎo)教師組織學生開展討論，對企業(yè)各工序的工藝創(chuàng)新進行詳細分析和點評，從而加深學生對工藝創(chuàng)新的認識和理解。

5　結(jié)語

教改實施幾年以來，已初見成效，學生在機械制造方面的工藝創(chuàng)新意識明顯增強，工藝創(chuàng)新能力較前幾屆學生有了提高，參加技能競賽和科技創(chuàng)新競賽的學生在數(shù)量上有較大幅度的增長，多名學生在全國職業(yè)院校技能大賽、挑戰(zhàn)杯校外科技作品大賽中獲獎，企業(yè)對畢業(yè)生的滿意度有明顯提高。

培養(yǎng)工藝創(chuàng)新型技能人才的工作任重而道遠，需要更多的探索和實踐。課程組下一步將加強與區(qū)內(nèi)企業(yè)的合作，通過產(chǎn)學合作的方式進一步提高學生的工藝創(chuàng)新能力。

[1]汪應(yīng)洛，劉子晗.中國從制造大國邁向制造強國的戰(zhàn)略思考[J].西安交通大學學報(社會科學版), 2013(06):1-6.

[2]中華人民共和國國務(wù)院.中國制造2025[Z].2015-05-08.

[3]王志海，舒敬萍.機械制造工程實訓及創(chuàng)新教育[M].北京：清華大學出版社，2014.

[4]徐國慶.職業(yè)教育項目課程的內(nèi)涵、原理與開發(fā)[J].職業(yè)技術(shù)教育, 2008(19)：5-11.

[5]徐國慶.職業(yè)教育項目課程開發(fā)指南[M].上海：華東師范大學出版社, 2009.

[6]張策.機械工程簡史[M].北京：清華大學出版社，2014.

[7]蔡運飛，段建中.圖解普通麻花鉆與倪志福鉆頭[M].北京：機械工業(yè)出版社，2008.

(編輯文新梅)

Exploration on the Cultivation of Innovative Technological Talents in Mechanical Manufacturing

XU Zhongming, WU Weijie

(Department of Mechatronic Engineering, Shunde Polytechnic, Foshan 528333, China)

To explore the problem of cultivating the innovative technological talents in mechanical manufacturing, the project-oriented teaching method was used by mechanical manufacturing course group of Shunde Polytechnic to reconstruct the theory and practice teaching of the course of mechanical manufacturing.There are three project-oriented courses in the new teaching system, which includes the basic skills training in mechanical manufacturing, the training of new technology and skills in mechanical manufacturing, and integrated training of technological innovation in mechanical manufacturing.The technological innovation ability of the students was promoted in the way of learning by doing and combination between a college and enterprises.Since the implementation of the program for several years, the results are remarkable, and the students have had a significant improvement in the technological innovation ability.

project-oriented teaching method; mechanical manufacturing; technological innovation; cultivation of talents

2016-03-20

廣東省高等職業(yè)教育教學改革項目“基于工作過程的機械制造技術(shù)綜合實訓教學改革”(項目編號：20130201112)，主持人：許中明。

許中明(1971-)，廣東湛江人。博士，順德職業(yè)技術(shù)學院機電工程學院副教授。研究方向：機械制造技術(shù)與工藝創(chuàng)新教育。

T

B

1672-0601(2016)07-0047-04