机床夹具课程如何适应智能制造

支双林

摘要： 智能制造是大势所趋，将是改变传统制造模式，对从业人员的知识技能又有了新的要求。技工院校仍是提供智能制造从业人员培养教育的主力军，相关课程体系，专项技能都要跟随智能制造的需要进行合理改革。不管如何升级制造，机床夹具仍是不可或缺的，但随着生产理念发生变革，陈旧的教学模式、知识技能结构已经不能满足需求。课程如何改革，还得调查研究，认知分析，脚踏实地的点滴改进开始。

关键词： 机床夹具;智能制造;课程改革

智能制造认知误区及夹具课程改革必要性

智能制造认知误区

目前受市场变化，产业结构调整，很多技工院校盲目跟从，花大量的资金投入工业机器人项目，甚至大部分淘汰原有数控加工类专业设备，取消大部分加工制造方面知识技能的学习，将智能制造与人工智能混為一谈，感到机器代替人来完成一切。这其实是误解。智能制造的真实认知应该是：

智能制造不是人工智能，目前我们的主题是让制造更聪明一点，还没有到完全机器代替人来运行企业生产，这还需要更多的人工智能理论、控制模式、产品架构等有突破性的创新发展才能实现，而且注定不会一帆风顺，现在很多技术都在瓶颈期，那是我们的努力方向。

智能制造不是说原来的制造就不智能，而是在原有的数控自动化加工基础之上，利用管理软件，将生产加工各个环节进行整合，统一管理，利用各个传感器网络将制造信息进行整合，中间过程接入大量的工业机器人，代替人的重复劳动。转而人更多的参与的问题分析，工艺改进，设备调试维护管理上来。现在又对网络化远程控制、订单信息管理、提高产品柔性化适应的能力提出更高的要求。

智能制造它仍然属于制造，加工制造的本质没有发生变化，只是加入了互联网、智能等新发展的技术进行集成，目标还是为了完成产品制造。

夹具课程改革的必要性

通过自己多年的教学经验以及广泛的调研，总体发现目前技工院校夹具课程教学普遍有如下几个问题：

部分学校课程主要进行理论讲授，对于纯理论的计算学生没有学习兴趣，无法认知夹具对机械制造在真实的生产情境中的作用;

理论知识无法与实践进行有效结合，不能促进学生知识与能力的迁移，阻碍了实践中创新思维建立;

学生进企业后没有感受到夹具课程对他的生产实践有指导作用，因为学习能力，认知能力的影响与高职、大学教育比较，工作的后劲不足。

数控专业采用一体化教学，重点放在各类复杂零件的加工编程操作上，对夹具知识涉及少，缺乏相应的技能知识的体验。

对于技工院校，夹具知识的教材、教学本来就存在教学困难，效果差的缺点，再加上迎来智能制造，差距更加明显，目前看我们还处于2.0时代，与4.0还有较大的代差。

技工院校夹具课程存在着学生学习效果不佳，夹具在企业生产中地位高，新技术夹具正在普遍推广，目前的培养无法满足企业与行业的需求这样的尖锐矛盾。

一体化教学深度、广度不够，典型工作任务没有跟上趋势，缺乏系统性根源性的解决问题的工具。

综上所述，机床夹具课程教学改革已经不是改不改的问题，而是如何改，如何能适应大变化趋势的问题。

夹具课程改革

在了解了智能制造的本质、发展的大趋势，技工院校该课程教学存在的问题，以及未来企业机械加工对人的要求三方面的结论开始入手，还是能进行课程的教学改革探索。

课程地位转变

机床夹具知识与技能应该是学生连接操作编程、制造工艺、加工的能力培养中间的枢纽，所有的教学改革围绕夹具为主线，更能促进学生对工艺的内化，完成从单一技能到网状知识结构的转变。切实改变以往的课程认识与教学模式，将夹具能力作为本专业教师的综合能力指标，也是教师业务水平提升的入口。

教学模式与教材开发

目前夹具课程改革主流的改进研究都集中在教学大纲、教学课时安排，教学模式、考核评价模式，增加实习这几个方面，大都停留在倡议，探索阶段，接下来我们还可以针对这些进行具体的有意义的改革。

教学内容

技工学校学生普遍对纯理论的不敢兴趣，对教学内容做合理的编排。比如减少过多的定位精度误差计算，对书本众多章节的夹具设计，过于理想的夹具进行优化和改变，避免学生产生现实与理想巨大落差而失去学习兴趣。

教学模式

除了提倡理论与实际结合，增加实习课时分配。学生夹具能力的培养，可能与实习加工量并没有对学生能力成直线上升趋势，重点是学生通过相应的实训项目，对夹具、工艺的认知，还得增加学生的体验感，打通内化迁移的通道。比如对自由度的认知，书本上一大量的定位方式，各自特点的介绍，学完也只能记得一点点。可以把这些知识改成学生操作实践，将各种方式化简为零件模型，教师给出一定要求建议，由学生拼凑，自信团队探讨制成表格，然后展示。这样学生通过自身努力参与体会，能够收获更多。

新型学徒制教材开发

现在很多学校都在开展现代新型学徒制教学改革，是在原先一体化教学的基础上进一步延伸，增加校企合作，变原先的校内学习，企业实习这种分段制学习方式为两种学习方式同时进行。这种方式的对于机床夹具课程改革是巨大的机遇，大家不用再为学校设备、师资，与企业脱节等而忧愁。虽然很明显，但是也会出现对口企业产品单一，对学生能力提升不显著，教育教学衔接不到位等缺点。还是需要对相应教学资源、材料的跟进优化，进一步提倡工作过程化，挖掘兼容各方资源，确立实训项目，科学的进阶方式。

教学改革注意事项

新知识的融入

传统的教材、教学往往有很多不适应当前技术发展的内容，各种夹具但又不能走大量删除旧知识的极端，毕竟夹具也是一个不断积累迭代的过程。重点加入气动自动化夹具、智能产线产品交接、机床间的过渡等知识。具体是增加企业生产中对刀、防误操作、模块化拼装、各类传感器与机床连接这些新知识技能。

注重实用，夯实基础

机床夹具是一门综合型课程，除了有对前期的准备如机械制图、切削加工等知识有要求，对后期提高如产品质量管控、加工夹具设计，对工艺认知提升的期望外，在教学过程中还要直击实用，不过多纠缠理论，通过具体的案例展开体验，提出多样性的解决方案，注重三维软件应用模拟，讨论研究，把控课程基础。

教师能力

教师能力决定了一切教学改革成功的关键，目前总体数控专业学生的师生比较以往有了很大改观，对教学改革有了很重要的人力资源保证。教师能力的提高也只能来源于继续学习，目前看智能制造的发展，对教师的学习提高提出了新的问题。传统的单一专业、工种的训练，进企业的假期研修，已经不能满足需要。要变成跨界知识的学习、碎片化的体验，长期跟进各类企业实际应用，教师、工程师二者兼容的角色，能够进行教学改革涉及，成为生产与教学转换师。

学生评价

学生评价也夹具课程改革不小的难题，最大的问题是如何公正准确评价，如何调动学生完成相应的训练。最基本的是以项目为载体，拿出看得见摸得着的标准。评价中注重知识技能的延伸，设计有效的进阶工作页。充分发挥现代网络通信、软件技术特点，帮助学生强化和教师掌握信息，进行数据分析，绘制每个学生成长、能力矩阵图促进教学改革。

结束语

人工智能并不是对人要求降低了，而是门槛进一步提高，随着科学技术的发展，还有很多未知数在前方。夹具课程改革效果就是学校专业发展的重要指标，切实提高重视程度以及对专业发展的指针作用，从基础入手，增加学生体验，抱着长期不断精进的教学改革理念，特别是加强数据采集分析，为科学的精进打下基础。

参考文献

李文星.《机床夹具设计》课程教学改革初探[J].平原大学学报，1998.12.

毕胜. 《机床夹具设计》课程教学改革探讨[J].工艺设备，2017.03.

孙玉宁.国内外机器人发展现状与趋势学术报告[R].物联网工程，2010.

邓敏.夹具制作[M].北京：中国劳动社会保障出版社，2014.9.

白福民.高职院校《机床夾具设计》课程教学改革探索与实践[J].新课程研究，2015.01.

裘俊彦.机械工艺与夹具课程设计教学改革的探讨[J].机械职业教育，2013.10.

裘俊彦.技工院校机床夹具课程教学改革探析与实践[J].职业2018，2018（4）.