高职数控技术专业实践教学的创新与实践

◎ 肖军民 赵长明 周 敏

当前我国正处在产业转型升级的时期，用高新技术替代传统的工艺已成为必然。机械制造业的转型升级也正成为行业内的共识，更多的制造类企业也不断依据市场的需求不断更新企业的设备，越来越多的企业拥有了越来越多的数控加工设备。随着全球制造业转移，我国已逐渐成了世界数控机床主要生产基地和数控设备应用广泛的国家。根据相关的预测数据，我国每年新增数控设备超过100万台套，社会上需要大量的数控技术人才。而数控技术在传统的机械制造领域内属于高新技术，因此该技术对应的数控设备操作、数控编程和数控设备维修等工作岗位对劳动者的综合素质与专业技能提出了更高的要求。数控技术对应的这些典型岗位都是高技能操作型工作岗位，为了能够更好地满足各类企业对数控人才的需求，各职业技术学校和高职学院逐渐意识到数控技术人才实践能力培养的重要性。

一、实践教学现有问题分析

1.数控设备投入不足

数控加工设备相对于传统的机械加工设备价格无疑是贵了许多，普通的车床、铣床价格都在2-3万元左右，而市场上最低端的数控车床和数控铣床价格都比普通的机械加工设备要高出许多，一台教学型的数控铣床设备在十几万元左右，而一台可以加工企业真实零件的数控铣床价格都在二三十万元。一个数控技术专业为了正常开展教学，一般都需要购买几十台数控设备，再加上其它相关设备和附件的购买，往往需要大量的资金投入。高职院校近年来不断扩大办学规模，而相应地经费投入往往跟不上，国内许多高职院校的数控专业实践教学基地满足不了教学需要，相关设备投入不足。高职学院数控专业设备投入不足通常表现在以下三方面：（1）数控设备数量少，经常不能满足专业学生的实训需要；（2）数控设备规格型号单一、设备老化严重，难以满足学生对数控新技术和新工艺的学习需求；（3）四轴、五轴联动的高端数控机床和车铣复合的精密机床由于价格昂贵，国内多数职业学院都很少或没有购买，严重制约高职学院学生掌握专业最新及最尖端的操作技能。

2.学生个体的实训时间不能保证

在高职教育实践教学方面，通常将实践教学界定为在一定的工作场所，学生使用仪器、设备及工具等进行的专业技能训练活动。实践教学在整体教学计划中能得到充分体现，目前许多高职学院基本能按理论教学与实践教学1∶1的比例进行，即实践教学时间都能达到整个教学计划时间的50%左右。从教学计划上可以看出各高职院校对实践教学的重视程度，似乎每个学生实训的时间也能够因为这种教学计划的明文规定而得到足够的保证。但是实际情况并没有人们想像的那么好，甚至对于多数高职院校数控专业的学生而言实际情况会更糟糕，学生可能会在实训现场经常抱怨自己在4节至6节的实训课中没有操作到数控设备。原因在于对于数控专业某门实践课程来说，它一次实践课程通常要求学生在一个实训室操作一类数控设备，比如数控铣床、数控车床或线切割机等，而国内目前绝大多数职业学校由于经费等原因都只能配备几台或十几台的同类数控设备，但是现在一个班级的学生通常都在40-50个学生左右，一次课下来真正能操作到数控设备的学生还不到一半，部分学校可能还不到三分之一。对于班级学生整体来说，按照专业的整体课程教学计划，三年下来实践的教学时间确实能达到50%以上。可见，对于每个学生个体而言，其实真实的实践时间（操作数控设备的时间）远没有达到整个学习时间的50%，而可能只有25%或者更少。

3.实践教学内容与企业实际脱节

多数职业学校数控专业的实践教学内容缺乏创新，且与企业实际零件的生产有很大差距。在数控专业的实践教学中，学生所加工的零件都是由指导教师设计的简单零部件，其零件的材质、零件的生产路线、零件的数控加工工艺和数控编程与实际生产都不相符。工厂生产加工的零件都不是孤立的产品，而都是配套使用的，零件加工有许多的技术要求，比如配合部位的尺寸公差要求、重要表面的粗糙度要求和形位公差要求等。目前，多数职业学校由于实践教学的内容和项目多是由教师自己设计的或是某些理论书籍上提供的一些项目，往往只重视数控零件的加工形状是否达到要求而忽视零件其它技术要求的考核，忽视加工的零件尺寸是否合格、表面粗糙度是否达标等。

二、实践教学的创新与实践

1.开放式校内实践基地建设

实训设备的投入对于一个工科专业来说是非常重要的。专业学生的实践教学活动大多数都是利用相关数控设备在校内实践基地实施的，因此校内数控实践基地的建设和数控设备的购置对于一个高职数控专业来说无疑是非常重要的。中山职业技术学院自开办以来就开设了数控技术专业，并一直重视该专业的发展，已累计为该专业配套的教学条件及设施投入达1500多万元。专业已购置了三台四五轴联动加工中心、一台车铣复合加工中心和一台高精度慢走丝线割机等行业高端精密数控设备，共建设了数控铣削加工实训室、数控车削加工实训室、四轴五轴编程加工实训室、数控机床故障诊断实训室、CAD/CAM数控加工仿真实训室和逆向工程实训室等十个专业实训室。学校还在校内建设了一个2000多平方米的“模具与数控生产型实训中心”，该中心设备设施完全归专业管理并按具有实际生产能力建设。该实训中心在承担专业学生实训的同时，还与企业合作对外进行生产加工，因此它又是我院重点建设的一个校内实训工厂。

专业的校内实践基地建设无疑是得到了学校的重点支持，但是只有好的实训设备和设施并不一定能够保证有好的实践教学条件，因此如何更好地发挥这些实训设备和设施的教学作用成为专业改革的重点。在实践教学的基础上，结合校企合作的经验，系部和专业制定了一系列相关的实训室管理制度，开放实训室。实训室的开放理念和管理制度不仅满足了学生业余时间的训练需求，而且也可满足教师、学生参与企业真实订单生产的更高需要。学生课外时间只要申请就可以免费使用相关的实训室进行相关训练 （毛坯刀具等实训耗材需要学生支付部分费用），有竞赛等特定任务的教师和学生可以完全免费使用相关的实训设备和耗材进行技能训练，有外加工订单的教师和学生只要按照制度要求上缴一定比例的利润就可以利用校内实训设备进行生产加工，甚至一些企业也与专业签订合同利用校内设备进行生产加工。

2.创新的小班制实践教学

班级教育制度是现代教育的产物，它能够在较低成本条件下批量培养现代技术人才，目前我国高职学校的班级人数普遍在50人左右，由于同一类实训设备数量有限，一个班50多位学生上实践课，往往只能有三十个多个学生或者二十多个学生能操作设备，而其他学生则只能在旁边“观看”。在目前我国大班教学制度下，针对学生个体而言实际上实践教学时间是远远达不到教学计划的。为了解决这种实际存在的问题，在借鉴德国小班制的基础上，我校数控专业在实践课程中巧妙地实施了小班制模式教学。

为保证每个学生都能完成教学计划规定的实训学时，在数控铣、数控车、数控四轴五轴、数控考证集训等专业实践课程中，实训时实行小班化教学方式。对于纯实践课程，将一个班的学生分成上午组和下午组，上午组的学生从早上8点连续实训到下午1点半，中间有40分钟的吃饭时间，下午组的学生从下午1点半连续实训到晚上7点，中间有40分钟吃饭的时间。而对于理实一体化课程，也将班级学生分成两大组，一组学生在多媒体教室或机房编写数控加工工艺和程序，而同时另一组学生则按教学计划要求到实训室进行操机训练，4个学时或6个学时后两组同学学习地点互换。这样就在实训设备资源有限的条件下，仍能保证一人一机训练，实现每个学生都能真正完成教学计划规定的实践教学学时，同时这种实践教学模式也极大提高了实训设备的使用率。

3.课内实践教学内容的创新

实践教学内容对于职业技术人才的培养无疑是非常重要的，高职数控专业实践教学内容的改革与创新是教学改革的关键与重点。目前国内多数职业学校数控专业的实践教学内容都不是来自企业真实产品或真实项目，这对培养学生真实的职业技能是不利的。我校数控专业非常重视教学内容与企业真实项目的结合，通过课程的改革与精品课程建设力求每门课程的教学内容都要能体现企业真实项目。基于这种工学结合的课程改革理念，专业已建设了“UG设计编程与应用”、“数控铣床编程与零件加工”和“特种数控设备编程与零件加工”等四门院级精品程和一门“数控加工工艺编制与数控设备应用”省级精品课程。现以 “数控加工工艺编制与数控设备应用”课程为例具体介绍课内实践教学内容与企业真实项目的结合。

该课程针对模具制造类行业、数控加工行业中具有高技术含量岗位的典型工作任务，与合作企业共同确定了课程的教学内容，并设计了5个学习情景。学习情景一为“汽车皮带轮零件工艺、程序编制及车削中心加工”。该汽车皮带轮零件为企业真实的零件，零件图纸、技术要求和加工用毛坯都由校企合作企业中山中矩精工机械有限公司提供。企业派技术人员担任兼职教师进行指导和教学，同时提供相应技术保障。学习情景二为“脚踏板注塑模型腔件工艺、程序编制及数控加工”。脚踏板型腔件三维数模、技术要求和相关技术资料等生产和教学资源均由校企合作企业中山坚信塑胶工模厂提供，学生在教师的指导下为企业加工真实产品。学习情景三为“四轴加工中心性能检验试件工艺、程序编制及四轴加工中心加工”。该零件三维数字模型、技术要求和技术资料等相关加工与教学资源由合作企业广东机械研究所提供，在教学项目的开发过程中企业派技术人员进行指导。学习情景四为“数控弯管机模具圆摸零件工艺、程序编制及五轴加工中心加工”。该零件的三维模型、技术要求和毛坯等教学资源由合作企业中山市奥美森工业有限公司提供，企业派技术人员担任课程兼职教师进行指导和教学，同时提供相应技术保障。学习情景五为“涡轮增压器压气机叶轮工艺、程序编制及五轴加工中心加工”。该压气机叶轮零件三维数摸、技术要求、技术资料和毛坯等资源由合作单位珠海市旺磐精密机械有限公司提供，企业派技术人员担任课程兼职教师进行指导和教学，同时提供相应技术保障。

随着工业技术的发展，各类数控设备在企业的应用将会越来越广泛，企业对数控技能人才的需求也必然会不断增加，因此培养适应企业需求的数控技能人才成为了各职业技术学校数控专业的重要教学目标和工作任务。为了能够完成这一重要目标，中山职业技术学院数控专业不断在专业教学和管理制度上进行改革与创新，已在专业实践基地建设、特色小班制实践教学和校企结合的实践教学内容等方面进行了多年的摸索与改革，并已取得了较好的成绩，2012年中山职业技术学院数控技术专业实训基地被正式确定为广东省高职教育实训基地。

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