基于CDIO的數控技術課堂教學研究

程廣振 胡曉軍

摘 要： 把CDIO工程教育模式的成功經驗，引入數控技術人才培養過程，以項目化教學代替傳統實驗教學模式，一次實驗教學活動，通過實施一個完整的項目進行，實驗任務以項目的形式交給學生，學生在教師指導下，以小組為單位，制定計劃，共同完成整個項目，將 “構思—設計—實現—運作”的工程理念，融入教學過程，培養學生團隊意識，提高學生自主學習能力，解決問題能力，綜合評價針對項目化教學全過程，充分肯定過程的規范性和方法的正確性，客觀分析最終結果，明確指出不足之處，關鍵是提出改進方法，總結經驗教訓，實現改進完善。

關鍵詞： 數控技術;教學研究;實驗

1 緒論

CDIO教育理念，針對產品生命周期全過程，以設計項目引導學生，運用理論知識解決工程實踐中的問題，鍛煉動手能力，擴展工程知識，培養職業素質，利用項目教學法，以工程問題為導向，通過實施一個完整的項目達成教學目標，培養學生的綜合職業能力。突出工程教育理念，優化課程內容與體系，促進教學內容改革，發揮“雙師”型教學團隊的作用，充分利用優勢設備資源，突出工學結合，培育復合型高技能工程應用人才。

2 現狀分析

我校作為地方性高等院校，一項十分重要的任務是培養適合地方經濟發展需要的應用型人才，其特色突出體現在實踐技能，工程應用。研究探索新的教學模式和綜合能力培養方法，是辦好工程類專業，滿足經濟建設人才需求，建成地域特色明顯的綜合大學的迫切需要。數控技術是現代制造技術的基礎，是制造業實現自動化、柔性化、集成化生產的基礎，其廣泛的使用，給機械制造的生產方式、產品結構及產業結構帶來深刻的變化。

現實情況是，企業對高素質、高技能數控技術應用型人才需求旺盛，但畢業生的質量不能滿足職業需求，主要反映在如下兩方面。其一，專業技能不強適應崗位慢，企業迫切需要“上手快”的數控技術人才，畢業生不能充分滿足這種人才需求，需要較長時間的崗前培訓，才能慢慢獨立工作，大多數畢業生“眼高手低”，識讀零件圖紙、合理選擇刀具、正確編制典型零件數控加工工藝、熟練操作數控機床、機床進行日常維護保養等基本技能欠扎實，根據零件的變化合理設計加工工藝、編制數控加工程序的能力不強。其二，綜合職業素養薄弱，職業素養是企業界很看重的一項人才素質，它是指職業內在的規范和要求，是工作者在職業過程中表現出來的綜合品質，職業素養至少包含兩個重要因素，敬業精神和合作態度，大部分畢業生對待工作的責任感和敬業精神，以及與人交流和合作精神，與企業的期望差距較大。

造成這種情況的原因很多，但課堂教學內容與現場應用脫節，滯后于工程應用，更新不及時，缺乏針對性，重理論輕實踐，無疑是最直接的因素，學的用不上，用的沒有學。以致學生畢業后走上工作崗位，很難在短期內勝任職業技能要求，壓力很大，企業招來畢業生還需花大量時間精力培訓，才能解決專業技術崗位工作需求。

3 實施方案

項目化教學是通過實施一個完整的項目而進行的教學活動，其實施流程如圖1所示。

3.1 項目選定

按照項目化教學實施方案流程要求，針對數控技術實驗教學內容，以數控車削加工的一個項目為例，加工零件如圖2所示，要求5人一組，明確分工，構思設計實施方案，并完成加工，掌握FANUC-0i Mate數控系統的常用指令，注意G70、G71循環加工指令的應用，能編寫較復雜軸類零件的加工程序。

3.2 實施設計

項目實施的設計主要考慮達到以下幾方面目標，能夠調用學生的已有知識，激勵學生收集相關資料，將以往所學相關的專業知識融會貫通，激發學習自覺性，讓學生把所學的理論知識與實踐聯系起來，在增強個人能力的同時，使同學之間互相協作，互相學習，團結互助，有助于樹立學生的自信心。其實施過程如圖2所示。

學生制訂實施計劃，包括毛坯選擇，刀具選擇，工件坐標系建立，加工程序編寫思路。教師審查學生制訂的實施計劃，指出錯誤，學生修改完善實施計劃，教師審查通過后實施。一般毛坯選擇直徑45的圓鋼，刀具選擇外圓車刀和5mm切斷刀，工件坐標系原點選在軸線與工件右端交點上，利用車床循環加工指令G70、G71編程。

每個小組成員共同按計劃實施，熟悉機床操作面板及控制按鈕，錄入加工程序，仿真加工驗證程序，驗證通過后，完成加工任務。具體過程包括：開機，編程，毛坯裝夾，試切對刀，模擬仿真，自動循環加工，加工尺寸及表面質量檢驗。

3.3 綜合評價

項目評價體系設置考查三方面的內容，構思設計、項目實施、評價探究。構思設計包括工藝流程、實施方案和加工程序;項目實施包括分工協作、機床操作、應變能力和敬業精神;評價探究包括加工質量、產品檢測和探究改進。共10個小項，每小項滿分10分，總計100分。評價既重視結果，又全面分析過程，考慮互助、協作精神，團隊全局觀念，全面評價，充分肯定過程的規范性和方法的正確性，客觀分析最終結果，明確指出不足之處，關鍵是提出改進方法，總結經驗教訓，實現改進完善。

4 實施效果

該方法在2014、2015級機械電子工程專業數控技術基礎實驗課堂采用，取得明顯效果。

（1）學生工程應用綜合能力得到提高。學生圍繞項目要求，提出設計方案，優化設計方案，滿足設計要求，針對性強，目標明確，為學生提供發揮潛能，主動發展的空間平臺。

（2）學生創新意識得到加強。學生在老師指導下設計方案，可以充分發揮想象力和創造力，學會調查研究，收集相關領域科技發展現狀與前沿信息，借鑒相關設計的經驗教訓，加深對理論的理解，對設計方案提出改進措施，不斷完善設計質量，提高設計能力。

（3）充分利用學校設備資源。學生在實施過程中，必須熟悉各種數控加工設備與檢測儀器，是學生接觸、學習、掌握機械加工設備和儀器的過程，鍛煉學生應用能力與工程素養，充分發揮學校加工設備、實驗儀器的效能。

（4）有利于師生互動，提高指導效率。高等學校如何培養出優秀的畢業生，能夠在社會就業大潮中獲得成功，提高學校畢業生的質量是關鍵，搭建學生與教師互動平臺，充分發揮指導教師的積極性，師生互動，推動學生專業能力培養，教學水平提高。

參考文獻：

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