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關(guān)鍵詞:數(shù)控技術(shù);實訓(xùn);整合
作者簡介:張欣波(1970-),男,遼寧遼陽人,廈門理工學(xué)院機(jī)械與汽車工程學(xué)院機(jī)電實驗中心主任,高級工程師;常雪峰(1975-),男,湖北荊州人,廈門理工學(xué)院機(jī)械與汽車工程學(xué)院,副教授。(福建 廈門 351024)
中圖分類號:G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1007-0079(2014)05-0156-02
數(shù)控技術(shù)專業(yè)人才是我國目前“十”緊缺專業(yè)技術(shù)人才之一,然而通過對相關(guān)企業(yè)和對數(shù)控專業(yè)畢業(yè)生的調(diào)查發(fā)現(xiàn),企業(yè)對畢業(yè)生的滿意度不高,認(rèn)為技術(shù)、技能優(yōu)勢不明顯,實際工作能力不足,不太適應(yīng)企業(yè)的要求。目前,針對數(shù)控技術(shù)人才的培養(yǎng)主要集中在職業(yè)技術(shù)學(xué)院,受訓(xùn)人員學(xué)歷普遍較低,經(jīng)過短期培訓(xùn)后即上崗,這樣只重操作,難以對數(shù)控技術(shù)的發(fā)展起到顯著的推動作用;其次對CAD/CAM軟件、自主產(chǎn)權(quán)的數(shù)控系統(tǒng)等數(shù)控技術(shù)核心進(jìn)行研發(fā)的部門很少,目前國內(nèi)只有少數(shù)公司在從事此領(lǐng)域的研究。這都導(dǎo)致數(shù)控技術(shù)和數(shù)控裝備成為制約我國制造業(yè)發(fā)展的瓶頸。因此,要培養(yǎng)出集機(jī)械、電子、電氣控制、計算機(jī)技術(shù)等于一身的復(fù)合性數(shù)控技術(shù)人才,還需要從高校做起。
廈門理工學(xué)院(以下簡稱“我?!保┍帧懊骼砭?,與時偕行”的校訓(xùn),緊密結(jié)合時代要求和地方發(fā)展,在大陸第一個鮮明提出了“創(chuàng)建特色、精致、具有較強(qiáng)競爭力的開放式、應(yīng)用型、地方性、國際化的海西一流親產(chǎn)業(yè)大學(xué)”的宏偉目標(biāo)。因此,整合數(shù)控技術(shù)課程教學(xué)與實訓(xùn)內(nèi)容,對于學(xué)生深入了解數(shù)控技術(shù),響應(yīng)學(xué)校培養(yǎng)“應(yīng)用型人才”和“卓越工程師計劃”都具有重要的意義。以下是我校在“數(shù)控技術(shù)”課程改革的一些做法。
一、數(shù)控理論課程整合
學(xué)校原課程設(shè)置存在著一些問題,主要表現(xiàn)在:以學(xué)科為中心,“數(shù)控技術(shù)”課程與社會對數(shù)控人才的需要脫節(jié);原有體系中,過分強(qiáng)調(diào)數(shù)控機(jī)床的加工與工藝編程。而對數(shù)控控制原理的涉及內(nèi)容不多,尤其體現(xiàn)在實踐環(huán)節(jié)中。
我校根據(jù)學(xué)生原有的知識基礎(chǔ)結(jié)合學(xué)校的實際情況,針對“數(shù)控技術(shù)”課程的實用性特點,以理論知識的應(yīng)用和實踐能力的培養(yǎng)為重點,對相關(guān)課程進(jìn)行整合、更新、刪減了部分教學(xué)內(nèi)容,構(gòu)建新的課程體系和教學(xué)內(nèi)容。新的課程體系中既注重了傳統(tǒng)制造工種的學(xué)習(xí),又增加了數(shù)控控制原理的應(yīng)用、數(shù)控機(jī)床安裝調(diào)試及維修維護(hù)的內(nèi)容,形成從“傳統(tǒng)工藝工裝傳統(tǒng)制造(車、銑、鉆等)數(shù)控設(shè)備編程數(shù)控加工數(shù)控設(shè)備維修維護(hù)數(shù)控設(shè)備改造(再制造)”一條龍培養(yǎng)體系,課程體系見圖1。
二、建設(shè)數(shù)控技術(shù)試驗室
本次教學(xué)改革的主要內(nèi)容之一就是在傳統(tǒng)的數(shù)控技術(shù)課程體系中增加數(shù)控機(jī)床調(diào)試與維修維護(hù)的相關(guān)內(nèi)容。目前我校機(jī)械工程系也建有數(shù)控實驗室,主要裝備只有VMC-2002B數(shù)控加工中心、TH-DNC-Ⅲ型多功能數(shù)控教學(xué)機(jī)床和模擬編程器等設(shè)備,可供學(xué)生進(jìn)行數(shù)控編程及上機(jī)操作時訓(xùn)。而在現(xiàn)代工程訓(xùn)練中心的數(shù)控機(jī)床主要針對學(xué)生進(jìn)行“金工實習(xí)”也做一些“數(shù)控技術(shù)”實訓(xùn)而用,學(xué)生通過這些機(jī)床完成“加工程序”的編制,并在機(jī)床上進(jìn)行實訓(xùn),主要培養(yǎng)目的集中在機(jī)械制造方面。而對數(shù)控機(jī)床本身的控制在理論課、實踐課上幾乎沒有相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容,這和市場上對“數(shù)控技術(shù)”人才的需求有較大差距。
利用我校目前現(xiàn)有的數(shù)控機(jī)床進(jìn)行數(shù)控技術(shù)的實驗教育課程存在以下一些問題:以加工中心為代表的成型的數(shù)控設(shè)備其數(shù)控系統(tǒng)的硬件及軟件相對固定,不能進(jìn)行隨機(jī)的系統(tǒng)參數(shù)的改變,從而影響學(xué)生對于深入了解數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、伺服電機(jī)及測量反饋等模型的理解;另外由于數(shù)控實驗室配備的數(shù)控教學(xué)機(jī)配置的數(shù)控系統(tǒng)在實際大中型企業(yè)中所占份額極少,不是市場主流,也影響到學(xué)生在今后的實際工作中對數(shù)控技術(shù)的掌握?,F(xiàn)有的設(shè)備已經(jīng)逐漸難以滿足機(jī)制、機(jī)電等相關(guān)專業(yè)學(xué)生在數(shù)控方面課程的實驗及培訓(xùn)需求。因此,建立一個以當(dāng)前市場占有率高的數(shù)控系統(tǒng)為基礎(chǔ)的數(shù)控技術(shù)實驗室,對于學(xué)生深入了解數(shù)控技術(shù),全面掌握所需的技能,以及響應(yīng)學(xué)校培養(yǎng)“應(yīng)用型人才”和“卓越工程師計劃”都具有重要的意義。
在進(jìn)行充分的市場調(diào)研后,我校建設(shè)了FANUC 0I數(shù)控系統(tǒng)實驗臺、SINUMERIK 802d sl數(shù)控系統(tǒng)實驗臺、SINUMERIK 840d數(shù)控系統(tǒng)實驗臺、華中世紀(jì)星21M數(shù)控系統(tǒng)實驗臺。這些數(shù)控系統(tǒng)多為當(dāng)今市場流行數(shù)控品牌,每個實驗臺均采用開放式、工業(yè)級配置。見圖2。
三、改革實訓(xùn)內(nèi)容體系,開發(fā)校本教材
根據(jù)企業(yè)對“數(shù)控技術(shù)”人才的需要,認(rèn)真處理教材,做到深入淺出,教為所用,學(xué)以致用。在課程內(nèi)容方面,一方面強(qiáng)化數(shù)控實訓(xùn)中的機(jī)械加工工藝與編程,另一方面增加數(shù)控維修維護(hù)內(nèi)容。在數(shù)控技術(shù)實訓(xùn)體系中十分注重教材的開發(fā),努力加強(qiáng)教材建設(shè)。
1.在實驗機(jī)房中增加了數(shù)控機(jī)床維修仿真的實際內(nèi)容
根據(jù)最前沿的專業(yè)原理,采用先進(jìn)的計算機(jī)仿真技術(shù),對數(shù)控機(jī)床的裝配、調(diào)試、排故等過程進(jìn)行模擬,是一種經(jīng)濟(jì)、可靠、有效的工具。利用仿真軟件對各類故障現(xiàn)象進(jìn)行設(shè)置,使學(xué)生可以針對出現(xiàn)的故障現(xiàn)象利用仿真軟件模塊查找故障原因,通過反復(fù)練習(xí),熟練掌握各種常見故障的維修方法,盡快地掌握和提高數(shù)控機(jī)床的維修技術(shù),鞏固所學(xué)的專業(yè)知識,鍛煉邏輯思維的能力。
2.編寫《數(shù)控機(jī)床常見故障診斷與維修技術(shù)》教材
由于廈門理工學(xué)院非常注重具有企業(yè)實踐背景人才的引進(jìn),所以在“數(shù)控技術(shù)”人才方面既有重點大學(xué)的博士也有從一線企業(yè)招聘來的具有多年實踐背景的人才。編著者在企業(yè)常年從事數(shù)控機(jī)床的維修工作,并多次負(fù)責(zé)或參與數(shù)控機(jī)床的改造工作,所以對數(shù)控機(jī)床經(jīng)常出現(xiàn)的故障以及排除辦法比較了解,總結(jié)了大量的維修實例并加以歸類。
3.編寫輔助教材
根據(jù)專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)結(jié)合數(shù)控技術(shù)實驗室的建設(shè),編寫了適合學(xué)校的的實際教材,例如編寫了《FANUC 0i數(shù)控系統(tǒng)連接調(diào)試》、《SINUMERIK 802d sl數(shù)控系統(tǒng)連接調(diào)試》、《華中世紀(jì)星21M數(shù)控系統(tǒng)連接調(diào)試》等多項實訓(xùn)教材。
四、充分利用校內(nèi)外資源,進(jìn)行數(shù)控項目實訓(xùn)
實踐性教學(xué)是培養(yǎng)數(shù)控技術(shù)應(yīng)用型人才的重要途徑和保障,在專業(yè)培養(yǎng)方案中占重要地位。數(shù)控機(jī)床的再制造和維修維護(hù)需要大量的實踐來保證教學(xué)質(zhì)量的提高。廈門理工學(xué)院一方面廣泛和企業(yè)進(jìn)行深入交流,為企業(yè)數(shù)控設(shè)備進(jìn)行維修維護(hù),帶動興趣小組參與維修實際活動;另一方面在校內(nèi)針對過去的老式機(jī)床進(jìn)行數(shù)控化再制造,將所學(xué)為所用。例如,我校XK713型數(shù)控銑床采用華中Ⅰ型數(shù)控系統(tǒng)。該數(shù)控系統(tǒng)是由華中理工大學(xué)、華中數(shù)控有限公司研制開發(fā)的,其結(jié)構(gòu)是在個人PC計算機(jī)(286以上)安裝控制軟件,通過并口與數(shù)控控制板相連接,并由控制板向步進(jìn)電機(jī)的脈沖電源方向及脈沖指令來驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)帶動機(jī)械傳動鏈完成機(jī)床的進(jìn)給運動。主軸采用普通交流異步電動機(jī)控制,機(jī)械換擋,滿足不同加工需要。但由于此機(jī)床本身的機(jī)械傳動鏈符合數(shù)控機(jī)床的基本要求,具有機(jī)床改造的先決條件,故可對機(jī)床進(jìn)行數(shù)控化升級改造。根據(jù)機(jī)床的具體情況和性價比選擇了采用武漢華中世紀(jì)星HNC-21MD數(shù)控單元進(jìn)行升級改造,更換原來的華中Ⅰ型數(shù)控系統(tǒng)。由于該系統(tǒng)具有步進(jìn)電機(jī)控制接口,可直接與原有機(jī)床的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電源相連接,即不更換驅(qū)動系統(tǒng)及步進(jìn)電機(jī)。圖3分別為改造前后的數(shù)控機(jī)床對比。
通過對教學(xué)鏜銑床XK713型鏜銑床的數(shù)控化升級改造,帶領(lǐng)學(xué)生完全做到了從硬件連接到軟件調(diào)試過程,使學(xué)生掌握數(shù)控機(jī)床構(gòu)成的幾大部分的關(guān)系。在此基礎(chǔ)上分析傳動鏈的數(shù)學(xué)模型,鞏固必要的基礎(chǔ)知識,例如電機(jī)拖動原理、工廠電氣控制、自動控制原理、直流控制系統(tǒng)和交流控制系統(tǒng)、PLC的編程技術(shù)及技巧、測量反饋的原理等,徹底達(dá)到高等學(xué)?!皵?shù)控技術(shù)”人才培養(yǎng)的目的。
五、總結(jié)與反思
數(shù)控技術(shù)應(yīng)用專業(yè)工學(xué)結(jié)合課程的實踐研究,課題組進(jìn)行了積極的探索。在專業(yè)核心課程中構(gòu)建了學(xué)習(xí)領(lǐng)域的課程模式,重點是針對高等學(xué)校的“數(shù)控技術(shù)”課程加入了大量的數(shù)控機(jī)床安裝調(diào)試和維修維護(hù)內(nèi)容,力爭在實踐體系內(nèi),加強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,并以此為突破口,強(qiáng)化機(jī)電一體化人才的課程培養(yǎng)體系。通過改革可以看出,學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性明顯加強(qiáng),學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能被充分發(fā)揮出來,學(xué)習(xí)成績明顯提高。由于強(qiáng)化了技能訓(xùn)練,增加實訓(xùn)項目和時間,學(xué)生的動手能力、職業(yè)技能得到了很大提高,特別是機(jī)電類數(shù)控技術(shù)方向的本科類學(xué)生以“數(shù)控機(jī)床”為核心,全面理清了課程體系。
但是,也應(yīng)該清晰地看到,在我國盡管“工學(xué)結(jié)合”在高等教育體系中取得了一定的進(jìn)展,可是在全局范圍內(nèi),由于制度、法律對企業(yè)的優(yōu)惠政策不明顯,影響了企業(yè)參與高等教育的積極性。如果只靠學(xué)校單方面加強(qiáng)實踐能力培養(yǎng),終究會因為能力有限而難以展開。為此,如何開展“校企合作”,實現(xiàn)“工學(xué)結(jié)合”從制度上得到保障是以后人才培養(yǎng)模式的研究方向。
參考文獻(xiàn):
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【關(guān)鍵詞】雙主體;廠中校;校中廠;實訓(xùn)基地
數(shù)控設(shè)備在工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用多年,數(shù)控設(shè)備應(yīng)用與維護(hù)人才逐步成為緊缺人才,數(shù)控設(shè)備應(yīng)用與維護(hù)專業(yè)已經(jīng)成為各高職院校重點建設(shè)專業(yè)。2011年我院批準(zhǔn)為國家骨干高職院校建設(shè)單位,數(shù)控設(shè)備應(yīng)用與維護(hù)專業(yè)建設(shè)是項目之一。
項目建設(shè)總目標(biāo)是針對天津及濱海新區(qū)對數(shù)控設(shè)備應(yīng)用與維護(hù)專業(yè)領(lǐng)域人才需求,在與大連機(jī)床集團(tuán)開展全方位、深層次的合作下,深化“雙主體工學(xué)交替”的校企共同育人的人才培養(yǎng)模式和“企業(yè)主導(dǎo),課證融通”的專業(yè)課程體系;建設(shè)集教學(xué)實訓(xùn)、企業(yè)培訓(xùn)、產(chǎn)品展示、技術(shù)服務(wù)為一體的廠中校,校中廠的校內(nèi)外實訓(xùn)基地;通過實施教師企業(yè)實踐、校企互聘,打造專兼結(jié)合的市級水平專業(yè)教學(xué)團(tuán)隊;依據(jù)機(jī)床行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范對人才培養(yǎng)過程、教學(xué)質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)控和考核,確保人才培養(yǎng)質(zhì)量。培養(yǎng)“能夠做、踏實做、做得好” 高端技能型專門人才。通過三年建設(shè),與機(jī)床企業(yè)“共同投入,共同建設(shè),共同管理,共同發(fā)展”,探索構(gòu)建校企“雙主體”育人的運行機(jī)制,將數(shù)控設(shè)備應(yīng)用與維護(hù)專業(yè)建成在全國同類專業(yè)中起骨干、帶動作用的國內(nèi)一流專業(yè)。
建設(shè)方案中實訓(xùn)基地建設(shè)是重點之一,目前本專業(yè)擁有生產(chǎn)性的校內(nèi)實訓(xùn)基地,本專業(yè)校內(nèi)實訓(xùn)基地承擔(dān)數(shù)控設(shè)備維修實訓(xùn)?,F(xiàn)有高速高精密加工中心1臺、數(shù)控車床9臺、四軸加工中心1臺、數(shù)控維修實驗臺6臺。其中用專利項目產(chǎn)品充實實驗室,為數(shù)控設(shè)備應(yīng)用與維護(hù)專業(yè)發(fā)展起著重要作用。
學(xué)院擁有生產(chǎn)經(jīng)營、實訓(xùn)教學(xué)、技術(shù)培訓(xùn)為一體的天津輕模工貿(mào)有限公司,該公司不僅承擔(dān)著本專業(yè)的數(shù)控加工實訓(xùn)、數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修實訓(xùn)、數(shù)控機(jī)床拆裝、畢業(yè)實踐等教學(xué)環(huán)節(jié),同時進(jìn)行數(shù)控機(jī)床操作工、特種加工、數(shù)控機(jī)床調(diào)整工的技能鑒定工作,還可面向企業(yè)進(jìn)行在職員工的培訓(xùn),承攬對外加工的生產(chǎn)任務(wù),并把對外加工與學(xué)生實訓(xùn)相結(jié)合,滿足教育教學(xué)需要。
本次建設(shè)項目要進(jìn)行“雙主體”實驗實訓(xùn)基地建設(shè),學(xué)院與大連機(jī)床集團(tuán)有限責(zé)任公司合作,在學(xué)院內(nèi)建設(shè)“大連機(jī)床集團(tuán)天津服務(wù)示范中心”成為“校中廠”, 其功能集數(shù)控機(jī)床整機(jī)展示、裝配、調(diào)試、維修、營銷、人才培養(yǎng)、培訓(xùn)、技術(shù)攻關(guān)、課程開發(fā)、教材開發(fā)、售后服務(wù)于一體。
在大連機(jī)床集團(tuán)有限責(zé)任公司的天津廠內(nèi),建設(shè)“大連機(jī)床天津研發(fā)制造基地培訓(xùn)中心”成為“廠中?!保瑢嵤┢髽I(yè)人員培訓(xùn)、學(xué)院在校生的培訓(xùn),使其成為服務(wù)于機(jī)床研發(fā)、制造、銷售、維修人員上崗、繼續(xù)教育、技能培訓(xùn)的“校企‘雙主體’育人”的示范基地。
1.“校中廠”實訓(xùn)基地建設(shè)
學(xué)院與大連機(jī)床集團(tuán)合作,在學(xué)院內(nèi)共同建設(shè)“大連機(jī)床集團(tuán)天津服務(wù)示范中心”成為“校中廠”, 實現(xiàn)工廠融于學(xué)院。包含數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品展示中心、大連機(jī)床備品備件中心、數(shù)控機(jī)床售后服務(wù)中心、校內(nèi)一體化實訓(xùn)中心、數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)用中心。其中在校內(nèi)一體化實訓(xùn)中心里,新建1個、完善3個一體化實訓(xùn)室。校企共同制定并實施“天津服務(wù)示范中心”的校中廠運行管理制度,確定領(lǐng)導(dǎo)小組例會制度、校企人員互聘與考核管理規(guī)定、學(xué)生廠校實訓(xùn)管理辦法、實訓(xùn)設(shè)備的配備與管理、企業(yè)用戶培訓(xùn)管理規(guī)范、備件管理使用規(guī)定等等。形成專任教師主動為企業(yè)服務(wù)、兼職教師積極參與教學(xué)與教改,校企深度融合的“校中廠”的高效運行新機(jī)制。
(1)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品展示中心
本中心為學(xué)院與大連機(jī)床集團(tuán)有限責(zé)任公司共同建設(shè),由學(xué)院提供場地,展示校企合作育人模式和大連機(jī)床的數(shù)控機(jī)床整機(jī)產(chǎn)品。其主要社會功能是展示“雙主體工學(xué)交替”的校企共同育人的人才培養(yǎng)模式;展示大連機(jī)床的數(shù)控產(chǎn)品、企業(yè)文化;及時展示數(shù)控機(jī)床新產(chǎn)品、新技術(shù)、新工藝及在工業(yè)生產(chǎn)中的發(fā)展趨勢。本中心同時也是教學(xué)的一個主要環(huán)節(jié),承擔(dān)專業(yè)教育、認(rèn)識實習(xí)、學(xué)習(xí)企業(yè)文化等教學(xué)任務(wù)。本中心既是展示職業(yè)教育改革成果的窗口,也是展示企業(yè)文化和新產(chǎn)品新技術(shù)的窗口。
(2)大連機(jī)床備品備件中心
本中心是大連機(jī)床集團(tuán)有限責(zé)任公司華北地區(qū)備品備件中心,提供華北地區(qū)售后服務(wù)備件支持。本中心是大連機(jī)床華北區(qū)技術(shù)服務(wù)的不可或缺的環(huán)節(jié),是企業(yè)運營的重要組成部分。本中心還是教學(xué)中認(rèn)識數(shù)控機(jī)床零部件的主要實訓(xùn)場所,數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修等專業(yè)課中認(rèn)識、測量數(shù)控機(jī)床零部件良好性的教學(xué)內(nèi)容在本中心進(jìn)行。人才培養(yǎng)過程中對企業(yè)文化和企業(yè)運行模式的教育部分內(nèi)容在本中心進(jìn)行,對學(xué)生了解職業(yè)環(huán)境,直接就業(yè)有著重要意義。
(3)數(shù)控機(jī)床售后服務(wù)中心
本中心是大連機(jī)床集團(tuán)有限責(zé)任公司華北地區(qū)售后服務(wù)中心,承擔(dān)華北地區(qū)售后服務(wù)技術(shù)支持,是大連機(jī)床在天津地區(qū)重要部門。本專業(yè)教師在中心任主要技術(shù)職務(wù),承擔(dān)安裝、調(diào)試工作;承擔(dān)大連機(jī)床集團(tuán)天津地區(qū)售后技術(shù)服務(wù)工作。同時收集數(shù)控機(jī)床故障診斷維修工作案例,作為教師進(jìn)行教學(xué)和課程資源建設(shè)的素材;也為保障天津地區(qū)企業(yè)的設(shè)備利用率,提供高層次技術(shù)服務(wù)。學(xué)生在本中心完成現(xiàn)場調(diào)試驗收部分教學(xué),加快學(xué)生的職業(yè)化進(jìn)程。
(4)數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)用中心
本中心是數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)(系統(tǒng)連接,調(diào)試,維修及維護(hù))的綜合實習(xí)和實訓(xùn)平臺,主要進(jìn)行本專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)及教學(xué)新模式探索;本專業(yè)教學(xué)資源建設(shè)及研討;本專業(yè)師資培訓(xùn),以及數(shù)控技能鑒定培訓(xùn);用戶技術(shù)交流及論壇;企業(yè)員工培訓(xùn),企業(yè)技術(shù)服務(wù);行業(yè)調(diào)研,崗位需求分析,與本地區(qū)企業(yè)開展人才培養(yǎng)合作等。
(5)校內(nèi)一體化實訓(xùn)中心
在原有三個實訓(xùn)室基礎(chǔ)上,購置新設(shè)備加強(qiáng)校內(nèi)生產(chǎn)性實訓(xùn),強(qiáng)化與企業(yè)和市場更緊密地聯(lián)系,使校內(nèi)生產(chǎn)性實訓(xùn)與校外頂崗實習(xí)有機(jī)銜接與融通,使校內(nèi)生產(chǎn)性實習(xí)實訓(xùn)占校內(nèi)實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的比例超過70%,提高校內(nèi)實訓(xùn)基地開放和使用效率。校內(nèi)一體化實訓(xùn)中心建設(shè)見表1。
為保證本專業(yè)工學(xué)結(jié)合人才培養(yǎng)方案的順利實施,促進(jìn)學(xué)生專業(yè)技能的培養(yǎng),加強(qiáng)對校內(nèi)共享型生產(chǎn)性實訓(xùn)基地的建設(shè)與完善,充分考慮資源的合理利用與配置,促進(jìn)數(shù)控設(shè)備應(yīng)用與維護(hù)技術(shù)專業(yè)及專業(yè)群的協(xié)調(diào)發(fā)展,依托大連機(jī)床集團(tuán)天津服務(wù)示范中心,融專業(yè)教學(xué)、培訓(xùn)、技能鑒定和技術(shù)服務(wù)為一體。直接為數(shù)控設(shè)備應(yīng)用與維護(hù)專業(yè)的工學(xué)結(jié)合人才培養(yǎng)模式服務(wù),實現(xiàn)學(xué)生對專業(yè)由陌生到熟悉、專業(yè)知識由單一到綜合、專業(yè)能力由初級到高級的培養(yǎng)過程。
2.校外實訓(xùn)基地與內(nèi)涵建設(shè)
在大連機(jī)床集團(tuán)有限責(zé)任公司的天津組裝廠內(nèi),建設(shè)“大連機(jī)床天津研發(fā)制造基地培訓(xùn)中心”成為“廠中?!保凇皬S中?!眱?nèi),完成數(shù)控設(shè)備裝調(diào)崗前技能訓(xùn)練。學(xué)生在企業(yè)環(huán)境中,按照企業(yè)操作規(guī)范,自然地融入了企業(yè)文化、職業(yè)氛圍,職業(yè)素養(yǎng)和職業(yè)技能大幅提升。
同時在“廠中?!敝羞M(jìn)行新產(chǎn)品的研發(fā)、制造、銷售、維修人員上崗、繼續(xù)教育、企業(yè)人員和學(xué)院在校生的技能培訓(xùn),使“廠中?!背蔀椤靶F蟆p主體’育人”的示范基地。
此外,數(shù)控設(shè)備應(yīng)用與維護(hù)專業(yè)一直在努力建設(shè)校內(nèi)外實踐教學(xué)基地,實踐教學(xué)條件已得到較大的改善,但數(shù)控設(shè)備應(yīng)用與維護(hù)專業(yè)發(fā)展起點高、技術(shù)含量高、發(fā)展時間短。因此,為保證本專業(yè)工學(xué)結(jié)合人才培養(yǎng)方案的順利建立與實施,必須大力發(fā)掘和利用社會資源,積極參加行業(yè)協(xié)會活動,為企業(yè)提供培訓(xùn)和技術(shù)服務(wù),加強(qiáng)和機(jī)床企業(yè)的聯(lián)系和技術(shù)合作,在原有4個基礎(chǔ)上,再建天津中際裝備制造有限公司等4個校外實習(xí)基地,以保證實現(xiàn)學(xué)生半年以上頂崗實習(xí)的順利實施。校外主要實訓(xùn)基地見表2所示。
【關(guān)鍵詞】CDIO項目教學(xué)法 數(shù)控機(jī)床維修 教學(xué) 應(yīng)用
【中圖分類號】 G 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】 A
【文章編號】0450-9889(2014)12C-0147-02
一、研究背景
當(dāng)前隨著科技的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,我國的制造業(yè)正在進(jìn)行升級換代,而數(shù)控機(jī)床作為先進(jìn)裝備制造業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備,已經(jīng)在企業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。數(shù)控機(jī)床是以數(shù)控技術(shù)為核心典型的機(jī)電一體化設(shè)備,數(shù)控技術(shù)涉及多門學(xué)科,如機(jī)械制造技術(shù)、自動化控制技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)等。雖然數(shù)控加工大幅度提高了機(jī)械制造的精度和效率,但是由于數(shù)控機(jī)床體系結(jié)構(gòu)復(fù)雜,發(fā)生故障后,對故障的檢測和維修比較麻煩,如果不能及時排除故障,就會影響生產(chǎn),造成較大的經(jīng)濟(jì)損失。這就對數(shù)控機(jī)床維修工的能力提出了較高要求。數(shù)控機(jī)床維修工主要從事數(shù)控機(jī)床的裝配、調(diào)試和檢修工作,一名合格的數(shù)控機(jī)床維修工不僅要有較高的數(shù)控技術(shù)的專業(yè)理論知識,還要具備分析、判斷故障,快速準(zhǔn)確地維修好機(jī)床的能力。當(dāng)前,多數(shù)數(shù)控機(jī)床維修人員來自高職院校,然而高職數(shù)控機(jī)床維修課程教學(xué)存在重理論輕實踐、理論教學(xué)和實踐教學(xué)分離的現(xiàn)象,學(xué)生的職業(yè)素質(zhì)離企業(yè)的要求還有一定的距離。這導(dǎo)致了工廠企業(yè)招不到合適的數(shù)控維修工、數(shù)控專業(yè)畢業(yè)的學(xué)生難以對口就業(yè)的矛盾。對此,需要對高職數(shù)控機(jī)床維修教學(xué)進(jìn)行改革與創(chuàng)新,探索學(xué)校、學(xué)生和企業(yè)都能共同參與、共同獲益的教學(xué)方法。CDIO項目教學(xué)法可以說是一種有益的嘗試。
二、CDIO項目教學(xué)法概述
CDIO是一種工程教育模式,它代表先進(jìn)的工程教育思想,是國際工程教育改革的最新成果,是工程教育理念的繼承和發(fā)展。C代表構(gòu)思、D代表設(shè)計、I代表實施、O代表運行。CDIO理念核心為“做中學(xué)”,它以真實的工程項目為載體,通過從項目構(gòu)思到項目運行整個過程的訓(xùn)練,讓學(xué)生在實際工程環(huán)境中學(xué)習(xí)專業(yè)知識和訓(xùn)練職業(yè)技能,接受優(yōu)秀企業(yè)文化的熏陶,養(yǎng)成良好的職業(yè)素質(zhì)。CDIO項目教學(xué)法充分體現(xiàn)了現(xiàn)代教育的特點,它注重培養(yǎng)學(xué)生的工程系統(tǒng)能力、職業(yè)素質(zhì)、創(chuàng)新能力和人際團(tuán)隊能力。目前國內(nèi)外多所大學(xué)引入CDIO項目教學(xué)法進(jìn)行教學(xué)改革,都取得了良好的效果。
三、數(shù)控機(jī)床維修教學(xué)中CDIO項目教學(xué)法的應(yīng)用程序
數(shù)控機(jī)床維修這門專業(yè)課程綜合性強(qiáng),需要學(xué)生具備扎實的理論基礎(chǔ)和較強(qiáng)的動手能力,要開展好該課程的教學(xué)工作并不容易。在傳統(tǒng)的課程教學(xué)模式下教師按知識點循序漸進(jìn)地組織教學(xué),內(nèi)容缺乏彈性,學(xué)生的學(xué)習(xí)比較被動,缺乏獨立分析和解決實際問題的能力。CDIO項目教學(xué)法是以項目為主線來組織課堂教學(xué),將課程的培養(yǎng)目標(biāo)融入項目教學(xué)過程中,通過規(guī)劃、設(shè)計項目,將整個課程體系有機(jī)地結(jié)合起來。該教學(xué)法的引入將枯燥刻板的課堂教學(xué)變成了生動有趣的實驗項目,可以充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式,提高課堂教學(xué)的質(zhì)量。
在數(shù)控機(jī)床維修教學(xué)中應(yīng)用CDIO項目教學(xué)法,主要是根據(jù)CDIO教育模式的原理和要求,結(jié)合學(xué)校的實際情況,對數(shù)控機(jī)床維修課程的教學(xué)模式進(jìn)行改革。主要圍繞理論和實踐相融合展開,按照CDIO大綱對課程體系的具體要求,以“項目構(gòu)思―項目設(shè)計―項目實施―項目運作”為主線構(gòu)建課程項目,實現(xiàn)課程理論知識和實踐技能一體化教學(xué)。課程開始之前,學(xué)生以4~5人為單位組成項目小組。在項目的構(gòu)思階段,指導(dǎo)老師給學(xué)生講明項目的目的和任務(wù),引導(dǎo)學(xué)生思考如何開展工作。在項目設(shè)計階段,項目小組的全體成員通過學(xué)習(xí)討論,設(shè)計出項目的實施方案。在項目實施階段,項目小組合作進(jìn)行實驗,檢驗自己設(shè)計的實施方案。在項目運作階段,考評小組根據(jù)任務(wù)要求及項目開展的情況,對項目小組每位學(xué)生進(jìn)行評價和反饋。
四、數(shù)控機(jī)床維修教學(xué)中CDIO項目教學(xué)法的實施路徑
(一)課程項目的構(gòu)思
CDIO項目教學(xué)法在工程的背景下,以項目為載體實施課程,學(xué)生親身體驗項目實施的整個過程。課程項目要符合課程教學(xué)目標(biāo)的要求,要與企業(yè)生產(chǎn)實際相結(jié)合,還要符合學(xué)生當(dāng)前的實際水平。課程項目的開發(fā)最好由學(xué)校教師、企業(yè)技術(shù)人員及行業(yè)專家共同研討,按照課程相關(guān)的技能要求,結(jié)合企業(yè)實際工作任務(wù),精選出有代表性的工程案例,依托真實的生產(chǎn)環(huán)境實施項目制教學(xué),充分實施“做中學(xué)”的教學(xué)方法。
項目的構(gòu)思首先要考慮如何將工程案例融合到項目教學(xué)中。在項目的選題上,盡量采用企業(yè)做過的項目。來自產(chǎn)業(yè)一線的項目既貼合工業(yè)生產(chǎn)的實際情況,又能保證教學(xué)內(nèi)容與企業(yè)生產(chǎn)同步。也可采用與企業(yè)聯(lián)合開發(fā)具有市場價值的項目,在保證學(xué)生學(xué)習(xí)和訓(xùn)練的同時,也實現(xiàn)產(chǎn)學(xué)結(jié)合。還可以讓學(xué)生參加開發(fā)一些簡單的課程項目或者引導(dǎo)學(xué)生自選一些有意義的項目。
根據(jù)職業(yè)崗位的要求并結(jié)合學(xué)校的實訓(xùn)條件,筆者將數(shù)控機(jī)床維修課程的教學(xué)內(nèi)容提煉為四個大項目,分別為:GSK980TA數(shù)控車床機(jī)械結(jié)構(gòu)的拆裝與維修、FANUC0i數(shù)控加工中心系統(tǒng)的連接與調(diào)試、西門子802s數(shù)控銑床電氣系統(tǒng)故障的診斷與維修、數(shù)控機(jī)床PLC控制的應(yīng)用與調(diào)試。根據(jù)課程項目的工作任務(wù)及包含的知識點,再把每個項目分解為若干個模塊,各模塊按照由易到難、由簡單到復(fù)雜、由淺入深的順序設(shè)置。數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)故障很多,以西門子802s數(shù)控銑床電氣系統(tǒng)故障的診斷與維修為例,將該項目歸納為開關(guān)故障診斷、主軸啟動故障診斷、機(jī)床坐標(biāo)軸不移動故障診斷、刀架換刀故障診斷、伺服電機(jī)故障診斷等模塊。
(二)課程項目的設(shè)計
在CDIO項目教學(xué)法中學(xué)生是主角,指導(dǎo)老師要善于扮演好配角。圍繞確定的項目模塊,學(xué)生項目小組進(jìn)行分析和討論,提出項目模塊的設(shè)計方案或解決問題的可行性辦法。以“刀架換刀故障”診斷為例。首先,分析故障現(xiàn)象?!暗都軗Q刀故障”可以分為“刀架換刀時不轉(zhuǎn)”、“刀架換刀時不停旋轉(zhuǎn)”、“刀架換刀時找不到刀架”等若干個故障現(xiàn)象。其次,分析故障產(chǎn)生的原因。指導(dǎo)老師通過提問的形式,啟發(fā)學(xué)生分析是機(jī)械故障還是電氣故障,引導(dǎo)學(xué)生思考機(jī)械故障、電氣故障的檢測辦法,指導(dǎo)學(xué)生查閱機(jī)械零件圖、電子零件圖、機(jī)床使用手冊等資料。最后,項目小組集體學(xué)習(xí),運用課程的有關(guān)知識與技術(shù),尋找處理故障的辦法。通過“頭腦風(fēng)暴”、交流討論,項目小組形成統(tǒng)一的意見,撰寫和提交工作方案。在這個階段,學(xué)生獨立分析問題的能力、解決問題的能力、自主學(xué)習(xí)的能力得到了鍛煉和提高。
另外,也要重視CDIO實訓(xùn)場所的設(shè)計與建設(shè)。傳統(tǒng)的實訓(xùn)室功能簡單,不能滿足CDIO面向工程、理實一體化教學(xué)的要求。學(xué)校要通過校企合作,設(shè)計和建設(shè)開放式的教學(xué)工廠型實訓(xùn)基地,把專業(yè)知識學(xué)習(xí)、職業(yè)技能訓(xùn)練、生產(chǎn)加工、科技創(chuàng)新及社會服務(wù)結(jié)合起來。
(三)課程項目的具體實施
項目小組提交的工作方案是否能夠正確地排除故障,還需要通過實驗來進(jìn)行驗證。例如,對“刀架換刀時不停旋轉(zhuǎn)”這個故障,在教師的指導(dǎo)下,項目小組根據(jù)工作任務(wù)進(jìn)行分工,共同協(xié)作對機(jī)床進(jìn)行機(jī)械部件拆裝、電子元件檢測、系統(tǒng)調(diào)試等。項目實施過程中,學(xué)生要繪制圖紙、編寫數(shù)控加工程序,記錄和整理實驗數(shù)據(jù)、撰寫實驗報告。通過反復(fù)實驗,逐一排除不可行的方案,最終找到正確的工作方案。項目完成后,指導(dǎo)老師要給學(xué)生講解故障的正確解決辦法,讓學(xué)生進(jìn)一步理解故障的產(chǎn)生原因和檢測方法,還要幫助學(xué)生分析項目失敗的原因,指出項目實施過程中存在的問題和不足并指導(dǎo)學(xué)生加以改進(jìn)。課程項目的實施過程體現(xiàn)了CDIO “做中學(xué)”的理念,學(xué)生邊做邊學(xué),鍛煉了實踐動手能力、團(tuán)隊協(xié)作能力,加深了對理論知識的理解,培養(yǎng)了工程的思維模式。
課程項目完成后,接著是項目的展示。安排以小組為單位進(jìn)行答辯,項目小組要進(jìn)行項目實踐演示,對項目工作方案的設(shè)計思路、故障原因、檢測與診斷的關(guān)鍵要素、實驗過程中遇到的疑難問題及實驗失敗的原因等進(jìn)行匯報。答辯完后學(xué)生負(fù)責(zé)撰寫項目報告,總結(jié)課程項目的學(xué)習(xí)成果,分享心得和體會。
(四)課程項目的運行與評價
課程項目在學(xué)校的環(huán)境中運行有一定難度,學(xué)??梢耘c企業(yè)合作創(chuàng)辦校辦工廠,面向市場承接數(shù)控機(jī)床的維修業(yè)務(wù),實現(xiàn)學(xué)習(xí)、工作、生產(chǎn)的有機(jī)結(jié)合。課程項目在社會的環(huán)境中運行,接受市場的檢驗,可以直接獲得客戶的意見反饋,有利于項目的不斷改進(jìn)和提高。CDIO的評價方法重在學(xué)生的能力培養(yǎng),以過程性考核為主,采用多元化的評價方法,全面考核學(xué)生的綜合職業(yè)能力。考核的內(nèi)容包括:學(xué)生的職業(yè)素質(zhì)、個人能力、團(tuán)隊合作能力、工程項目的完成效果等。課程項目的每個階段都有考核標(biāo)準(zhǔn)和考核成績,通過開展個人自評、小組互評和教師評價共同完成學(xué)生階段考核成績的評定,各階段考核成績按比例構(gòu)成學(xué)生的課程綜合成績。
五、結(jié)語
在實施CDIO項目教學(xué)法的過程中,教師起著重要的作用。然而,目前高職院校部分工科教師缺乏產(chǎn)業(yè)經(jīng)驗,CDIO能力不足。對此,各高職院??煽紤]與企業(yè)建立人才共同培養(yǎng)的機(jī)制,邀請優(yōu)秀的企業(yè)工程師到學(xué)校兼課和讓專業(yè)教師到企業(yè)兼職鍛煉。同時,課程項目教學(xué)實行雙導(dǎo)師制,由企業(yè)工程師和學(xué)校教師共同擔(dān)任課程的指導(dǎo)老師。此外,鼓勵教師和企業(yè)合作開展課題研究、技改項目、產(chǎn)品設(shè)計開發(fā),不斷提升教師的工程實踐能力。
總之,CDIO項目教學(xué)法主要是以學(xué)生為中心、以培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)綜合技能為目標(biāo),通過項目來組織和實施課程,給學(xué)生以完整的工程項目體驗。數(shù)控機(jī)床維修課程實施了CDIO項目教學(xué)法后,學(xué)生的學(xué)習(xí)潛力被激發(fā)出來,學(xué)生親自動手拆裝機(jī)床,做實驗分析、檢測故障,設(shè)計維修方案和完成機(jī)床維修的工作任務(wù)。一體化的教學(xué)模式讓學(xué)生不再害怕數(shù)控機(jī)床維修抽象難懂的理論知識,每個故障的成功解決都會增強(qiáng)學(xué)生的自信心。通過CDIO項目訓(xùn)練,學(xué)生的專業(yè)知識、實踐技能和職業(yè)素質(zhì)提高很快,為他們今后的學(xué)習(xí)和就業(yè)打下了很好的基礎(chǔ)。
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關(guān)鍵詞:數(shù)控化改造;理實一體化教;項目任務(wù)
車床的數(shù)控化改造課程是機(jī)床再制造專業(yè)的核心專業(yè)課程,它綜合了本專業(yè)機(jī)床電氣控制與PLC、數(shù)控系統(tǒng)連接與調(diào)試、數(shù)控機(jī)床PLC控制與調(diào)試、數(shù)控機(jī)床機(jī)械部件裝配與調(diào)整和數(shù)控機(jī)床液壓與氣壓傳動等課程內(nèi)容,是前期這些課程知識和能力的綜合應(yīng)用,對于提高本專業(yè)學(xué)生從事機(jī)床數(shù)控化改造或機(jī)床再制造方面所需核心技能具有重要意義。
1課程的基本信息
車床的數(shù)控化改造課程是“機(jī)床再制造專業(yè)”專業(yè)綜合應(yīng)用性課程,開設(shè)于二年級學(xué)生第四學(xué)期后半學(xué)期,實行理實一體化項目教學(xué),集中上課,邊做邊學(xué);整合課改前72學(xué)時理論授課,4周機(jī)床數(shù)控化改造實訓(xùn)(實訓(xùn)結(jié)束后進(jìn)行數(shù)控機(jī)床裝調(diào)與維修工技能鑒定),變成目前課改后的理實一體項目化授課120學(xué)時,數(shù)控機(jī)床裝調(diào)與維修工技能鑒定前1周集中培訓(xùn)。
2課程的目標(biāo)與定位
(1)專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)。培養(yǎng)從事機(jī)床數(shù)控化改造或再制造方面的改造前評估、設(shè)計、裝配調(diào)試和測試檢驗等工作,具有職業(yè)崗位(群)所需的基礎(chǔ)知識及專業(yè)技能、具有較強(qiáng)綜合職業(yè)能力的高端技術(shù)技能型專門人才。(2)專業(yè)典型工作崗位。本專業(yè)典型工作崗位包括:機(jī)床改造工程師、設(shè)計員、工藝員和一線操作工,本課程基于機(jī)床再制造專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo),能夠滿足這些典型工作崗位所需專業(yè)知識和技能。(3)課程定位。“車床的數(shù)控化改造”課程在專業(yè)課程體系中屬于專業(yè)綜合應(yīng)用性課程。它具有較少的新知識和新能力要求,更多側(cè)重于前期課程知識和能力的綜合應(yīng)用,是學(xué)生頂崗實習(xí)前夕重要的一門綜合類課程。(4)課程教學(xué)目標(biāo)。①能根據(jù)給定的廢舊車床(包括廢舊的數(shù)控車床),考慮多方面因素,如改造成本、廢舊車床目前狀況,綜合評判是否適合車床的數(shù)控化改造-廢舊車床性能檢測與再制造性評估;②按照國家標(biāo)準(zhǔn)(GJB5481-2005機(jī)床數(shù)控化改造通用技術(shù)要求;GB/T28615-2012綠色制造金屬切削機(jī)床再制造技術(shù)導(dǎo)則),能夠擬定或設(shè)計廢舊車床整體改造方案(重點:系統(tǒng)選型),并進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計,包括電氣原理圖繪制、機(jī)械結(jié)構(gòu)改造設(shè)計等(20%);③按照給定車床數(shù)控化改造要求,如改造用電氣原理圖和接線圖,裝配圖及裝配工藝,整機(jī)改造工藝流程,相關(guān)系統(tǒng)用連接、調(diào)試說明書等,初步具有完成局部或整機(jī)改造的能力-拆洗修換裝調(diào)(機(jī)電);④能夠?qū)Ω脑旌蟮能嚧?,按照相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn),借助相關(guān)工量具,完成精度檢驗和試切加工;⑤綜合運用先修課程學(xué)到的知識和掌握的技能,解決車床改造過程中出現(xiàn)的實際問題。
3課程整體設(shè)計
3.1項目設(shè)計
由于學(xué)院車床的數(shù)控化改造過程目前做不到重復(fù)性改造,故把改造過程涉及到的主干知識學(xué)習(xí)和核心技能訓(xùn)練,拆解成18個相關(guān)性項目進(jìn)行訓(xùn)練,具體項目設(shè)計詳見表1,這18個項目基本覆蓋車床改造過程的典型工作過程和任務(wù),同時側(cè)重于車床安裝、裝配、系統(tǒng)連接與調(diào)試、精度檢驗和試切加工等,同時兼顧改造設(shè)計。
3.2課程教學(xué)條件
校內(nèi)實訓(xùn)基地:兩臺普車改造完成的數(shù)控車床,兩臺廢舊數(shù)控車床經(jīng)系統(tǒng)升級改造的數(shù)控車床,四臺數(shù)控車床CAK6150Di(配置fanuc0imateTC系統(tǒng)),可用于本門課程的理實一體項目化教學(xué)。校外實訓(xùn)基地:學(xué)院與山西智創(chuàng)科技有限公司、蘇州勤美達(dá)精密機(jī)械有限公司進(jìn)行深入校企合作,在數(shù)控機(jī)床裝調(diào)維修、數(shù)控機(jī)床升級改造或普通機(jī)床數(shù)控化改造方面對頂崗實習(xí)的學(xué)生實施聯(lián)合培養(yǎng)機(jī)制,鞏固所學(xué)專業(yè)知識,強(qiáng)化機(jī)床改造方面的實踐技能。課程參考資料:本門授課所用資料是機(jī)床廠家和數(shù)控系統(tǒng)廠家提供的全套技術(shù)資料,如:機(jī)床電氣原理圖、數(shù)控車床使用說明書(機(jī)械與電氣)、fanuc系統(tǒng)系列說明書,數(shù)控車床典型部件裝配圖紙和裝配工藝等;四臺改造完成的數(shù)控車床改造前及改造過程中整理完成的全套技術(shù)資料。
3.3教學(xué)模式
課程設(shè)計理念:在整個教學(xué)過程始終貫徹邊做邊學(xué)教學(xué)理念,突出專業(yè)能力培養(yǎng),將相關(guān)專業(yè)知識和實踐技能融入到每一次課程當(dāng)中,實現(xiàn)“理論知識與實踐技能結(jié)合、教室與實訓(xùn)室結(jié)合、學(xué)習(xí)與工作結(jié)合”的三結(jié)合。教學(xué)過程:每一次課都通過案例或示范任務(wù)直觀引入,學(xué)生模仿并通過思考,逐步完成類似或難度等級漸增任務(wù),在做任務(wù)、做項目過程不斷提高理論水平和實踐技能,同時在一些重要的項目中增加考核任務(wù)。教學(xué)方法與教學(xué)手段:在教學(xué)實施過程中,以學(xué)生為主體,以學(xué)生是否掌握相關(guān)知識和技能來評價教學(xué)方法的科學(xué)性和合理性,善于采用引導(dǎo)法、分組討論法、情境法等教學(xué)方法,充分利用教學(xué)課件、技術(shù)資料、實訓(xùn)設(shè)備、課程資源庫等教學(xué)資源,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性。
3.4課程評價
過程考核、期末考核和技能鑒定考核三者相結(jié)合。過程考核側(cè)重學(xué)生平時學(xué)習(xí)態(tài)度、課堂上任務(wù)完成情況,考核項目或任務(wù)得分情況,過程考核占到總成績的50%;期末考試側(cè)重于理論考核,占到總成績的25%;數(shù)控機(jī)床裝調(diào)與維修工技能鑒定考核占到總成績的25%。
4課程單元設(shè)計
下面以fanuc系統(tǒng)選型為例,闡述教學(xué)實施過程:(1)任務(wù)引入(15min)。學(xué)院有兩臺廢舊數(shù)控車床,1987年左右購置,系統(tǒng)為DJK-BS03A,該機(jī)床自購置后主要用以數(shù)控車削實訓(xùn),機(jī)械精度保持較好,現(xiàn)需對其數(shù)控系統(tǒng)升級改造。鑒于學(xué)院數(shù)控實訓(xùn)中心大部分系統(tǒng)為HNC-210系統(tǒng)和FANUC系統(tǒng),①為了便于維護(hù)管理;②同時近幾年在數(shù)控機(jī)床裝調(diào)維修與升級改造比賽項目中,使用fanuc系統(tǒng)較多;③改造完成后也主要用于機(jī)床改造課程實訓(xùn)和技能競賽培訓(xùn)用,所以經(jīng)申請領(lǐng)導(dǎo)同意升級為fanuc系統(tǒng),現(xiàn)需確定系統(tǒng)配置清單和價格。(2)逆向任務(wù)實施(容易著手)(45min)。學(xué)院有四臺數(shù)控車床,配置的系統(tǒng)為fanuc0imateTC系統(tǒng),請根據(jù)課前提供的相關(guān)技術(shù)資料(選型手冊、部件速查手冊、維修說明書、連接功能說明書等)和設(shè)備,確定機(jī)床的系統(tǒng)配置清單。學(xué)生可以通過現(xiàn)場查看各部件銘牌、系統(tǒng)開機(jī)查看系統(tǒng)軟硬件配置,翻閱相關(guān)說明書,以小組分工、討論、協(xié)作方式最終完成配置清單的填寫(表2)。必要的情況下,教師根據(jù)學(xué)生完成任務(wù)情況或遇到的典型問題進(jìn)行講解。最終每小組向老師匯報工作。(3)教師點評總結(jié)(30min)。展示學(xué)生的成果并點評,之后集中講解學(xué)生在做任務(wù)中遇到的難題或疑問。(4)正向任務(wù)實施(上課時引入的問題)(45min)。在完成逆向任務(wù)的基礎(chǔ)上,已知主軸電機(jī)的功率和調(diào)速范圍要求,各進(jìn)給軸電機(jī)的功率和扭矩,以及其他改造要求,確定fanuc系統(tǒng)配置清單。(5)考核(15min)。任務(wù)考核分兩個階段,第一段在任務(wù)實施的過程中進(jìn)行部分考核,另外一個階段為上置清單后進(jìn)行考核(表3)。
5結(jié)論
關(guān)鍵詞:數(shù)控加工;實訓(xùn)教學(xué);任務(wù)驅(qū)動;虛擬仿真;改革
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.10.195
0 引言
高職數(shù)控加工專業(yè)是培養(yǎng)數(shù)控機(jī)床操作技術(shù)人才的重要專業(yè),現(xiàn)代數(shù)控加工技術(shù)發(fā)展進(jìn)步非??欤瑢θ瞬诺膶嵺`能力要求很高。在這種背景下,高職院校要對數(shù)控加工專業(yè)的實訓(xùn)教學(xué)進(jìn)行改革。通過優(yōu)化實訓(xùn)課程,為學(xué)生提供良好的實訓(xùn)平臺,鼓勵學(xué)生到企業(yè)一線實習(xí)等措施,來不斷提升數(shù)控人才的技能素質(zhì)。
1 高職院校數(shù)控加工實訓(xùn)專業(yè)教學(xué)存在的問題
1.1 實訓(xùn)課程教學(xué)特色不明顯
在一些高職院校數(shù)控加工實訓(xùn)教學(xué)課程中,對學(xué)生實訓(xùn)的內(nèi)容、教學(xué)方法以及參與技能要求等,同傳統(tǒng)的課堂教學(xué)差異不大,沒有突出實訓(xùn)教學(xué)的特色,對學(xué)生數(shù)控加工實踐技能的訓(xùn)練作用不明顯。
1.2 缺乏真正的學(xué)生實踐鍛煉機(jī)會
數(shù)控加工專業(yè),是一種理論性同實踐性,密切結(jié)合的專業(yè)。一方面要求學(xué)生掌握基礎(chǔ)的核心數(shù)控技術(shù)知識,另一方面需要學(xué)生進(jìn)行實踐鍛煉。在實踐鍛煉過程中,才能將數(shù)控加工技術(shù)練習(xí)到位,并為今后走上一線的數(shù)控技術(shù)工作崗位打好基礎(chǔ)。但是,實際情況是不少高職院校,沒有給學(xué)生安排真正能夠鍛煉學(xué)生實踐技能的實習(xí)崗位,學(xué)生的實習(xí)效果不理想。
1.3 實訓(xùn)教師的教學(xué)水平和實踐經(jīng)驗有待提升
現(xiàn)代一些高校在數(shù)控實訓(xùn)教師引進(jìn)方面,m然花費了不少經(jīng)費,但是,真正專業(yè)知識水平高、數(shù)控實踐經(jīng)驗豐富的優(yōu)秀教師并不多。高職院校數(shù)控實訓(xùn)教師在開展數(shù)控加工實訓(xùn)課程方面,更多的是參照同類院校的方式方法,缺乏立足于學(xué)生實際情況的創(chuàng)新突破,對學(xué)生的實訓(xùn)引導(dǎo)作用不明顯,教師的專業(yè)知識水平和實訓(xùn)經(jīng)驗都有待提升。
2 數(shù)控加工專業(yè)實訓(xùn)教學(xué)改革模式分析
2.1 引進(jìn)和培育數(shù)控加工實訓(xùn)師資
實訓(xùn)教學(xué)改革,需要一批具備現(xiàn)代化數(shù)控加工專業(yè)技術(shù)知識的教師,教師不僅要在引領(lǐng)專業(yè)不斷創(chuàng)新改革,還要在日常教學(xué)過程中,反復(fù)總結(jié),參與實踐鍛煉,努力提升自身的實踐技能素質(zhì)。高職院校要加大引進(jìn)和培育實訓(xùn)專業(yè)教師的力度,打造一批專業(yè)知識水平高、技能素質(zhì)硬的師資隊伍。
例如,德州職業(yè)技術(shù)學(xué)院,為適應(yīng)現(xiàn)代職業(yè)教育體系建設(shè)新形勢,建設(shè)強(qiáng)教學(xué)、強(qiáng)實踐、強(qiáng)科研的“三強(qiáng)”教師隊伍,助力省級優(yōu)質(zhì)名校申報,2017年2月,組織機(jī)械工程系26名青年教師參加的寒假教師技能培訓(xùn)。在培訓(xùn)過程中,采取校企合作形式,依托學(xué)校“數(shù)字化工廠”和“產(chǎn)品檢測技術(shù)中心”設(shè)備資源,聘請西門子公司的劉清洲工程師和泰西(北京)精密技術(shù)有限公司代躍工程師為老師們進(jìn)行培訓(xùn)。培訓(xùn)采取專家集中授課、示范演示、教師動手實踐等形式,系統(tǒng)地學(xué)習(xí)了工業(yè)自動化生產(chǎn)制造的各項基本技術(shù)和基于互聯(lián)網(wǎng)支撐的智能化制造、信息化遠(yuǎn)程管理控制等前沿知識,實現(xiàn)了教師技能水平、科研能力、創(chuàng)新意識的全面提升。培訓(xùn)過程中,老師們表現(xiàn)出了極大的求知欲望,學(xué)習(xí)氣氛濃厚、紀(jì)律良好,自始至終無遲到早退現(xiàn)象發(fā)生,老師們并紛紛表示這種技能培訓(xùn)針對性強(qiáng)、效果好,既開闊了視野、更新了理念,又獲得了知識、提升了能力。
2.2 深度對接企業(yè)需求,為學(xué)生開辟良好的專業(yè)實習(xí)平臺
數(shù)控加工專業(yè)的學(xué)生,要想真正提升自己的技術(shù)能力,除了要掌握好基礎(chǔ)理論知識外,更重要的是要進(jìn)行真實的實訓(xùn)操作。數(shù)控加工是實踐性很強(qiáng),對學(xué)生動手操作能力很高的專業(yè),因此,高職院校要在深度對接企業(yè)人才需求的基礎(chǔ)上,為學(xué)生開辟更多真正的實習(xí)平臺。在實際崗位實習(xí)過程中,學(xué)生們才能更好的檢驗自身的知識,并強(qiáng)化數(shù)控加工的各項工作技能,為今后從事數(shù)控加工技術(shù)崗位打好基礎(chǔ)。
2.3 提升實訓(xùn)教學(xué)硬件的水平,為開展仿真實踐模擬創(chuàng)造條件
為保證高職院校數(shù)控加工專業(yè)實訓(xùn)教學(xué)的正常進(jìn)行,在實訓(xùn)硬件基礎(chǔ)設(shè)施上,高職院校要加大投入,對落后陳舊的數(shù)控加工硬件設(shè)備進(jìn)行更新,引進(jìn)現(xiàn)代先進(jìn)的數(shù)控加工硬件設(shè)備,做好實訓(xùn)場地設(shè)備搬遷、安裝、調(diào)試、檢修、環(huán)境清理等工作。為學(xué)生進(jìn)行仿真模式實訓(xùn)提供良好的條件,這樣對于在校期間提升學(xué)生們的數(shù)控加工實踐技能,也具有十分重要的意義。
2.4 創(chuàng)新實訓(xùn)教學(xué)模式,引進(jìn)企業(yè)一線技術(shù)人才授課
數(shù)控實訓(xùn)專業(yè)實訓(xùn),可以定期引進(jìn)一些企業(yè)一線優(yōu)秀技術(shù)骨干進(jìn)行授課。企業(yè)一線技術(shù)人才,無論是專業(yè)知識,還是技能素質(zhì)方面,都是經(jīng)過一線崗位鍛煉過的,并且其思維理念也是基于現(xiàn)場實際數(shù)控加工作業(yè)模式,這對學(xué)生們來說,是非常急需的。因此,高職院校要定期引進(jìn)這類人才為學(xué)生的實訓(xùn)進(jìn)行授課。
例如,山東煙臺工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院實訓(xùn)處,通過邀請佛山市先導(dǎo)數(shù)碼科技有限公司工程技術(shù)人員進(jìn)行專題授課。對學(xué)生實訓(xùn)過程中遇到的數(shù)控機(jī)床維修實驗平臺編程問題、安裝調(diào)試問題以及故障排除等進(jìn)行培訓(xùn)指導(dǎo)。在場的技術(shù)人員詳細(xì)講解設(shè)備電氣組成部分工作原理,加工程序編制方法等,這對提升學(xué)生們的動手安裝、調(diào)試及維修能力具有非常重要的作用。并且對PLC控制有了更深入的學(xué)習(xí)與了解。在實驗臺中采用模塊化設(shè)計,能夠模擬機(jī)床電氣故障,進(jìn)一步使學(xué)生了解機(jī)床電氣原理、系統(tǒng)編程與操作,幫助老師進(jìn)一步了解數(shù)控機(jī)床電氣結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)控系統(tǒng)的二次開發(fā)。數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)操作、編程實驗;便于學(xué)生大規(guī)模接線、安裝,參加系統(tǒng)聯(lián)調(diào);數(shù)控機(jī)床典型故障分析及檢修。為今后實訓(xùn)教學(xué)、科研、大賽提供重要保障。
3 結(jié)論與建議
通過上面對高職數(shù)控加工專業(yè)實訓(xùn)教學(xué)改革的探索分析,并且一些高職院校的實際改革措施,也能夠給我們一些啟示作用。高職數(shù)控加工實訓(xùn)改革,要以市場對人才需求為立足點,培養(yǎng)專業(yè)技能素質(zhì)高,具備良好動手實踐操作能力的人。通過引進(jìn)專業(yè)技術(shù)教師、深度對接企業(yè)人才需求以及增加企業(yè)一線培訓(xùn)實習(xí)等,是未來實訓(xùn)教學(xué)改革努力探索的重要方向。
參考文獻(xiàn):
數(shù)控機(jī)床論文 數(shù)控技術(shù) 數(shù)控加工論文 數(shù)控技術(shù)論文 數(shù)控加工 數(shù)控論文 數(shù)控機(jī)床知識 數(shù)控技術(shù)專業(yè) 數(shù)控實訓(xùn)報告 數(shù)控編程論文 紀(jì)律教育問題 新時代教育價值觀