基于培養學生非技術能力的數控實訓課程改革與實踐

孫建華　王亮　孟兆生　岳彩霞　郭凡

摘 要：隨著中國成為《華盛頓協議》的正式會員，對高等院校人才培養也提出更高要求，在培養學生技術能力的同時，其非技術能力也要給予一定的培養和鍛煉。數控實訓課程是工程教育實踐教學的重要課程，文章通過數控實訓課程中各實訓項目之間相互配合，并通過引入項目設計任務，優化數控實訓教學內容、創新數控實訓教學模式、變革數控實訓教學方法，對數控實訓課程進行創新研究與實踐，達到培養學生團隊協作、創新設計、終身學習等非技術能力的教學目的。

關鍵詞：非技術能力；數控實訓；項目設計

Abstract：As China becomes the formal member of the Washington Accord， It also puts forward higher requirements to talents training in colleges and universities， while training students' technical ability， the Non-technical ability should give some training and exercise. CNC practice course is an important course of engineering education practice teaching. In this paper， by means of the interaction between CNC practice courses in the training program， the introduction of the project design tasks， the optimization of CNC practice teaching content， the innovation of CNC practice teaching mode and the reformation of CNC practice teaching method， CNC practice courses of study and practice are innovated， while the teaching purpose of cultivating non-technical ability as students' teamwork， innovative design and lifelong learning is achieved.

Keywords：Non-technical ability； CNC practice； project design

引言

2016年6月2日，中國成為國際本科工程學位互認協議《華盛頓協議》的正式會員，中國工程教育專業認證與國際等效，這表明我國工程教育質量獲得了國際社會的認可，但同時對工程型人才的培養也提出了更高的要求。工程教育專業認證中關于人才培養提出了12個指標點（工程知識、問題分析、設計/開發解決方案、研究、使用現代工具、工程與社會、環境和可持續發展、職業規范、個人和團隊、溝通、項目管理、終身學習），其中除對培養學生技術能力做出具體要求外，有7項指標點達成是培養學生非技術能力。

工程實訓課程作為高等工程教育實踐教學體系的重要環節，是學校培養工程技術人員基本素質與工作能力不可或缺的必修課程，工程訓練課程是以實現增強學生工程實踐能力，培養創新意識和創新能力，提高學生綜合能力為教學目標，是要激發學生面向工程實踐活動時所具有的潛能和適應性，從根本上講是要培養學生的工程素質能力。與一般的理論教學不同，工程訓練是一門實踐性基礎課，重在實踐教學過程中培養學生的動手能力、分析和解決復雜工程問題能力，有著操作性強、實用性廣等特點。是高校高素質應用型人才培養的重中之重。

數控實訓課程作為工程訓練課程中的必要課程，針對工程教育專業認證提出的指標點，優化數控實訓教學內容，創新數控實訓教學模式、變革數控實訓教學方法，注重成果導向，引入項目教學以培養學生綜合能力素質，讓學生的團隊協作、創新設計、終身學習等非技術能力能夠在數控實訓課程中給予培養和鍛煉。

1 數控實訓課程存在的問題

我國各大高等院校均開設數控實訓課程，但是很多高校在人才培養上桎梏思想，傳統思維模式根深蒂固，對學生非技術能力培養缺乏足夠的重視，導致數控實訓教學效果不佳，主要原因有以下幾點：（1）數控實訓課程之間聯系不緊密。傳統工程實訓授課方式為學生分組各個訓練項目逐個進行，例如數控實訓課程，學生是在數控車床實訓項目結束后，再進行數控銑床實訓，兩個實訓項目由不同的教師進行講解和指導，授課內容相互之間聯系較少，由于受學生知識局限性和學生自身能動性影響，很難將兩個訓練項目的知識緊密聯系到一起，造成學生各實訓項目知識學習有間隙，不能做到融會貫通。（2）教學過程沒有做到以學生為中心，學生缺乏積極性。傳統數控實訓項目教學過程是由教師對數控機床概述、程序編制、數控機床上機操作等內容逐步進行講解，理論課講解結束后，教師指定典型零部件，由學生進行工藝分析、程序編制、機床操作等步驟，最終制作出作業件。整個實訓過程學生都是被動接受教學內容，沒有主動參與設計，使學生學習興趣不濃，缺乏積極性。（3）實訓課程時間有限，學生對數控機床了解過少。由于進行工程訓練的學生大部分都處于大學二年級，機械類專業課程還沒有開設，對專業知識了解甚少，而工程實訓課程時間有限，對于數控技術有關知識能進行系統講解，所以使學生對于數控機床基礎知識和實踐操作知識了解過少，造成實訓效果不理想。

2 基于學生非技術能力培養的數控實訓課程改革與實踐

針對上述數控實訓課程教學中存在的弊端，以及國際工程教育發展新趨勢，工程訓練課程教學內容、教學模式和教學方法的創新改革已勢在必行。以機械設計制造及其自動化專業（以下簡稱為機制專業）16-1班為試點班，通過引入項目教學法，對數控實訓課程進行創新研究與實踐，從而培養學生團隊協作、創新設計、終身學習等非技術能力，使學生綜合能力在工程實訓課程中能夠得到培養和鍛煉。

2.1 根據機制專業人才培養目標制定數控實訓教學目標。

在機制專業畢業生的知識與能力指標點中，有三項指標點的完成需依靠工程實訓課程來實現，數控實訓課程根據機制專業人才培養目標制定出四項教學目標：（1）能夠通過項目教學任務設計，使學生創新設計能力得到培養和鍛煉；（2）能夠通過項目設計內容，利用所學專業知識，進行初步零件加工工藝分析和工藝流程設計，并選擇相應加工設備及輔助工藝裝備；（3）能夠在數控實訓零件加工制造過程中，適應角色轉換，培養學生團隊協作能力；（4）能夠通過項目教學任務完成過程，培養學生終身學習的好習慣。

2.2 采用項目教學法對學生非技術能力進行鍛煉和培養

為了對學生非技術能力進行培養和鍛煉，數控實訓課程教學內容進行相應調整，從過去的數控實訓各訓練項目單獨進行更改為各訓練項目團結協作、同時進行。整個教學過程劃分為5個階段，如表1所示。

如表1所示，通過加入項目設計，數控實訓整體教學模式發生了顯著變化，教師從主導教學變成輔助指導，學生從被動學習變成主動參與設計和加工制造工件的全部過程，并且增加模擬仿真檢驗流程，最大限度減少加工制造過程中可能出現的問題和錯誤，真正實現以學生為中心，成果導向，達到培養學生創新設計能力的良好效果。學生在進行工件設計的同時，更側重于整個設計過程的學習樂趣，并且在遇到問題和解決問題的良性循環過程中，加深了學生對專業知識的理解和掌握，增強學生的團隊協作能力，培養了學生自主學習能力和終身學習的良好習慣。

2.3 數控實訓課程項目設計成果展示

通過在數控實訓課程中項目設計的實施，學生發揮創新能力，設計出很多優秀產品。圖1為學生創新設計的國際象棋，學生創新設計為國際象棋，國際象棋由棋子和棋盤兩部分組成，在數控車床上加工出國際象棋的棋子，在數控銑床上銑削出國際象棋的棋盤，棋子與棋盤的每個小格之間要有精度配合，學生在程序設計過程中要充分考慮各零件之間的配合。

圖2為學生創新設計的黑工程1號，該創新設計由火箭主體、火箭底座以及連接前兩部分的銷三部分組成，火箭主體部分在數控車床上完成，火箭底座以及銷孔在數控銑床上完成，銷孔與銷之間需要考慮公差配合，每個銷孔之間的加工要考慮形位公差配合。

3 結束語

通過6天的數控實訓學習，達到了既定教學目的，使學生在學習技術能力的同時，其非技術能力也能夠得到鍛煉和提高，與其他未進行項目設計制作的班級相比，學生的團隊協作能力、創新設計能力和終身學習能力具有更大的優勢。在課程結束后，我們對學生滿意度進行調查，發現幾乎所有學生對這種新的教學模式都給予肯定，實踐證明，數控實訓各實習項目之間有效配合，并加入項目設計任務，對于提高學生能動性和積極性起到良好的效果，大大提高了數控實訓課程的教學質量。

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作者簡介：孫建華（1984-），女，高級工程師，碩士，研究方向：機械工程。

*通訊作者：孫建華（1984-），女，高級工程師，碩士，研究方向：機械工程。