数控加工专业基于“产、学、研一体化”课程体系构建与实施

刘丽鸿

(天津石油职业技术学院,天津市 301607)

数控加工专业基于“产、学、研一体化”课程体系构建与实施

刘丽鸿

(天津石油职业技术学院,天津市 301607)

基于高职数控技术专业的培养目标及就业岗位需求分析,探索如何进行数控技术专业课程体系的合理设置,通过课程整合,课程开发,加大实践教学的比例,突出实践教学体系,从而摸索出适合产学研一体化办学模式的课程体系。

课程体系;教学改革;课程整合;实践体系

一、课程体系的定位——基于数控专业的培养目标及就业岗位需求分析

(一)培养目标

数控专业是机械制造技术、电子技术与计算机应用技术相结合的专业,培养适应现代制造业需要的,德、智、体、美全面发展,具有较扎实的基础理论知识,熟练掌握各种专业技能,职业素质优良,专业技术适用,实践能力突出,能在数控技术领域面向数控加工、模具设计与制造、CAD/CAM技术等多个不同方向发展,在生产第一线从事数控设备的操作、编程、维护以及生产组织和管理等方面工作的高等技术应用型人才。

(二)就业岗位需求分析

数控加工专业的学生毕业后的岗位需求为蓝领层,灰领层,和金领层。

高职院校的数控毕业生定位为灰领层,灰领层的岗位为数控编程员和数控机床维护、维修人员。

数控编程员掌握数控加工工艺知识和数控机床的操作,掌握复杂模具的设计和制造专业知识,熟练掌握三维CAD/CAM软件,如CA XA、ProE,M ASTCAM,UG等;熟练掌握数控手工和自动编程技术,适合作为工厂设计处和工艺处的数控编程员。此类人员需求量大,尤其在模具行业非常受欢迎;待遇也较高。

课程体系按照灰领层进行设定。

二、2006级数控加工专业教学计划课程改革方案

(一)课程体系设置改革的背景

1.贯彻教育部16号文件的精神要求

在分析我院数控专业2004级,2005级毕业生的就业情况和用人单位的需求,根据教育部16号文件的精神要求职业院校要与企业建立紧密联系,改革以课堂为中心的传统人才培养模式,大力推行工学结合、勤工俭学的人才培养模式。要求高职学生的实习实训教学时间不少于半年。相应的教学内容的适用以提升毕业生就业能力和适应岗位需要为原则,课程体系的设计和教学内容的选择,不仅要有与职业能力相关的急需、够用的理论知识,而且还要有培养学生创业和拓展能力所需的适用性知识。将2006级教学计划按加大实训技能学时比例的原则进行教学计划的修订。

2.2005 级学生职业技能取证(数控车)训练中发现问题

(1)如何将理论知识与实践很好的结合

2005级学生班级较多,共有10个自然班,入学起点稍有差距,职业技能取证分两大批进行。职业技能取证前的课程情况是已经讲过相关的专业基础课,数控加工技术课,机械制造基础,公差配合与测量技术。

中国也在成为别人的别处，身边几乎所有人都有去中国玩的经历。一个法国人给我讲他的特别体验：2000米高的黄山，居然有台阶上到山顶；上到山顶以后发现身边还有好几百人，抵得上一个欧洲小镇的市中心。这在阿尔卑斯山区是无法想象的：2000米的山峰攀到顶，身边连一只山羊也没有。

第一批对于基础较好的学生在数控编程课编程指令的理论讲完,(即课堂已经讲授并详细讲解了编程的基础知识,工件机床坐标系,基本指令,简化指令的编程格式及举例),没有上仿真实验课,进行为期两周的职业技能取证训练。学生直接上机床操作练习,按照由简单到复杂的认知规律,根据国家职业技能取证要求,内容为熟悉机床面板,手动基本操作,对刀,编写简单零件程序,复杂件带有槽、螺纹、圆弧的综合件。在编写简单轴类零件的程序时发现普遍存在的问题是:加工端面和外圆时,其一是刀具的选择,工艺上端面和外圆哪个先加工,分不清端面刀和外圆刀;其二是编程的基本指令:G00/G01/G02/G03的用法,如G00和G01的真正区别在那里,G01在加工圆柱面和圆锥面时的区别,G02/G03的用法等。学生刚接触手工编程,必须经过实践才能综合运用所学专业知识。经过机床实际操作后对于G00/G01和G02/G03用法基本掌握,给出图纸能够用基本指令编程,后面再练习其他指令学生掌握的较快。

第二批职业技能取证的学生训练安排在数控编程课的理论和仿真实验课结束后进行,经过仿真练习的学生操作机床时明显的优于前一组,前面的指令方面的问题出现较少,能够较快的掌握机床的操作,工艺和刀具的问题仍然有。

(2)主干专业课教学内容和教学方法如何安排,才能保证学以致用。

以《数控加工技术》为例主要讲解数控加工工艺和数控刀具的内容,课堂讲解与车间讲解相比效果差别较大,数控加工技术和机械制造基础中工艺部分内容重复的较多,数控工艺与普通工艺的区别,在机床上加工一同件即可比较出来,可是课堂讲解对比不直观,具体的刀具和工艺结合数控车床和数控铣床操作训练讲解效果会更好。

(3)短期集中训练和全日制哪种更适合技能的掌握

2007年暑假给华油一机厂的家属子弟做了为期两个月的培训,开设了三门课,机械制图和计算机绘图,机械制造工艺,数控机床编程与操作,其中进行了三周的数控车床的操作训练,学员是没有任何基础,可以说是零起点,但是,回厂后择优录取的条件令学习者学习目标明确,训练考核中发现和在校生相比有过之而无不及,能够在较短的时间内掌握机床的操作和车床的典型零件的手工编程。由此可知理论实践一体化的教学适合于既要求理论有要求实践的课程,如数控编程,公差配合与技术测量,CAD/CAM等课程。

鉴于此,对2006级数控加工技术专业的教学计划进行了修订,加大了实践课程的课时比例,增加了工学结合内容,将职业技能取证训练安排在正常的教学中。

(二)课程体系设置的内容

1.建立“3+1+1+1”结构的教学体系

即前三个学期进行基础课和部分专业课教学;在第四、五学期专业课教学中,根据企业和用人单位专业岗位特点,与生产环节相结合,更多地、有针对性地讲授和企业接轨的专业教材和专业知识,增加以“工学结合”的模式各安排四周的机床(数车,数铣,加工中心的)操作训练,同时聘请企业专家和企业管理者以及科技人员任课或开设专题讲座;第六学期学生到企业单位,直接从事生产实践学习和锻炼。

2.教学计划中的课程设置体系

我院数控专业成立了专业指导委员会,成员大多是来自企业生产一线的高层管理人员和工程技术专家。在专业指导委员会的参与下,从学生的知识、能力、素质结构出发,按职业基础课(即公共课)、职业技术课(即专业基础课、专业技能方向课和选修课)职业技能课(实践课)三个模块构建整个课程体系。

通过对毕业生的问卷调查及数控行业中部分企业的调查和综合分析,掌握企业生产、管理情况,从而确定从事相关行业岗位群工作的必备知识和关键能力。在“以企业需求为主线,理论联系实际”的指导方针下,首先根据职业标准和职业技能鉴定大纲,结合市场需求及企业对员工素质的要求,确定本专业的培养目标;依据培养目标,对专业理论课有什么要求,据此确定所需开设的专业课;再由专业课向前推,确定需开设的专业基础课,专业基础课的内容以能满足专业课需要,“实用、适用、足用”为前提;最后根据对学生综合素质要求,确定需开设的文化基础课及其内容。考虑到学生将来发展加入适当的选修课。即由需求确定专业课,由专业课来确定所需的专业基础课,公共课。构建理论教育、实践教学和素质培养三个相辅相成相互渗透的课程体系,以全面提升学生综合职业素质。

(1)职业技术课中主干专业课程的设置及教学内容的整合

即根据培养目标和岗位需求的调查分析,确定以下课程为主干专业课呢:《数控机床编程与操作》,《CAD/CAM》,《机床电器控制与PLC》,《数控系统与数控原理》,《数控机床加工(车、铣)训练》。在《数控机床编程与操作》课程在讲授FNAUC系统的指令的基础上加入数控机床的结构分类的内容,不再单独设置《数控机床》课;加入数控刀具和数控工艺的内容,取消数控加工技术课,另外安排的机床操作训练中加入数控刀具和数控工艺的内容。《CAD/CAM》讲授社会上普遍使用的两种自动编程软件。将选修课中的《机床电器控制与PLC》,《数控系统与数控原理》为学生毕业后从事机床维修、改造,作为专业主干课程进行设置。

(2)职业技术课中专业基础课设置及教学内容的整合。

学生最终能够编程或进行机床调试、维修,能顺利的学习掌握主干专业课的知识必须有专业基础课作为支撑,以编程为例,拿到图时要制定工艺,看图识图,理解标注,进行数学处理,因此开设了以下专业基础课:《机械制造基础》课,内容包括切削原理及刀具、机械工程材料、铸锻焊、机械制造工艺、数控工艺;《工程力学》讲授理论力学和材料力学;《机械设计基础》包括机械原理和机械零件内容;《公差配合与技术测量》包括尺寸公差、形位公差及表面粗糙度的标注;《电工技术》,《电子技术》,《液压与气压传动》。

3.职业技能课(实践课)的设置及相互关系。

为了实现高职院校的毕业生与企业的无缝对接,在的教学安排中学生在校期间实践课的比例占总学时的51.13%。按照“以就业为导向,以能力为本位,以需要为目标”的方向构建课程体系主体,增加了实践学时的力度,在教学内容上以专业所必须的基础知识够用、实用为原则,加大了专业的技能动手能力、攻关能力、新技术应用能力、创新能力的培养。高职院校必须以就业为导向,以企业需求为依据,根据数控技术的最新技术发展,开发和构建具有针对性和实用性的实践教学体系。实践教学体系的开发必须将职业能力需求转化为实践内容。

按认识实习、基本技能训练、生产实习和毕业综合实习构建实践教学体系。实践教学体系中突出讲练一体化,尤其要加强职业道德素质的训练。综合职业能力的训练体现在技能取证中。

实践教学,一般指有计划地组织学生通过观察、试验、操作,掌握与专业培养目标相关的理论知识和实践技能的教学活动。实践教学体系一般是指实践教学的内容体系,即围绕专业职业能力的培养,通过各个实践教学环节的配置而建立起来的实践教学内容体系。它主要包含以下几个方面:

(1)实验教学。主要包括实验和课程实训。应围绕专业职业能力。注重培养学生的动手能力、,应变能力和创新能力。根据职业能力需求,高职数控专业实验教学内容如表1所示:

表1

4 12 8计算机绘图(36)1.系统的运行及绘图命令操作2.系统的绘图命令操作3.编辑命令操作4.图层、颜色、线型操作5.尺寸标注操作6.块操作及图库的建立7.装配图绘制操作6 4 2 4 4 9数控机床与编程(40)1.操作规程、注意事项、面板操作2.常用刀具、量具使用3.程序输入、编辑4.模拟软件学习及使用5.对刀操作6.端面、外圆、退刀槽加工7.钻孔、镗孔、内外螺纹加工8.内外圆弧(圆头)、圆锥加工9.轴、套零件加工10.典型零件加工2 4 2 2 4 6 6 6 4 4

(2)实训教学。实训教学是对学生的操作技能、技术应用能力和综合职业能力进行训练的教学环节,包括课程设计、毕业设计、职业技能训练等。课程设计应注重专业实践技能的训练,提高学生利用所学知识解决专业实际问题的能力。毕业设计的课题应是在一定的专业理论指导下的专业技术应用性课题。职业技能训练是提高学生就业能力的关键,是高职实训教学的重点,通过模拟项目、模拟产品等方法,以项目课题的形式对学生基本操作技能和解决实际问题的综合职业技能进行训练,它强调的是在老师的指导下能够独立操作、反复训练、学会技能、形成技巧。

(3)实习教学。实习教学一般包括认识实习、生产实习和毕业实习等。此外,还包括社会实践、社会调研等活动。认识实习主要有金工实习,它的主要要求学生掌握常用机械加工方法与车床、铣床、钻床、磨床的加工工艺特点,机械加工工艺方法和工艺参数选择;进行车、铣、钻、磨等机加工工种和钳工:的基本操作和技能训练;能使用通用车床、铣床、钻床、磨床进行机械加工,比较熟练掌握车工或铣工、钳工的操作,达到部级车工或铣工职业技能中级水平;了解铸造、锻造、热处理、焊接等热加工的原理和工艺过程。生产实习和毕业实习内容要根据实际情况确定.应和工程实践相结合。它是让学生在实际生产环境中了解职业、将校内所学的理论和技能向职业岗位实际工作能力转换的重要教学环节,强调内容的覆盖性和综合性。数控专业实训实习教学内容如表2所示:

表2

10 职业资格取证(车) 2 加工准备,数控编程,零件加工(一)轮廓加工(二)螺纹加工、数控车床维护与精度检验11 数控铣加工实训 4数控铣床的加工方法与工艺。数控铣床结构认识、数控面板操作、数控铣削刀具、数控铣削工艺、对刀、铣削外形,圆、方、铣削内槽、坐标旋转、比例镜像、孔加工固定循环指令、刀补练习、配合件练习、综合练习、加工中心操作12 职业资格取证(铣) 2 加工准备、数控编程、零件加工(一)外轮廓加工(二)内槽加工、数控铣床维护与精度检验13 毕业设计 8 根据生产现场的需要来选择题目14 生产实习 4 根据现场的实际情况进行加工实习15 军事理论 2以国防教育为主线,通过军事课教学,使大学生掌握基本军事理论与军事技能。了解中国国防状况,掌握中国古代与现代尤其是当代党的军事思想,了解当今世界军事格局和军事高技术发展情况,通过近几年几场局部战争对当今高技术战争有一定了解16 入学教育及军事训练 3进行学校学习目的、意义、态度、方法教育;加强国防后备力量建设,激发学生爱国卫国意识,增强“国无防不立,无兵不安”观念,提高全民族的国防意识

结论:通过教学改革按新的教学模式的课程体系实施,课程体系突出实践教学比例,突出课程整合,实行“教、学、做”为一体的“任务驱动”与“项目导向”方法组织教学,突出技能训练,由封闭式教学转变为开放式教学,实行产学结合、校企合作的办学模式,力争探求一种和“产、学、研”一体化教学模式相适应的课程体系。

[1]林新贵.论高职“数控技术”专业实践教学体系的构建和实施[J].职教论坛.2006,(08).

[2]陈冰.理实一体化教学在数控专业中的实践与应用[J].职教论坛.2007,(03).

[3]刘炎,铁军.高等职业技术教育课程体系探索[J].北方工业大学学报.2001,(02).

Construction and Imp lem entation of NC M achining’s Curricula Based on the Integration of“Production,Study and Research”

L IU Li-hong
(Tianjin Petroleum Vocational and Technical College,Tianjin 301607 China)

On the basis of the training objectives of NC Technology and the requirements of its corresponding jobs,the paper exp lores how to set up reasonable curricula,increase the p roportion of p ractice teaching,and thus w ork out a new teaching mode w hich merges p roduction,study and research into a w hole.

curricula;teaching reform;curriculum integration;p ractice system

G712

A

1673-582X(2011)08-0097-06

2010-10-10

刘丽鸿(1972-),女,内蒙古宁城人,天津石油职业技术学院教师,讲师,研究方向:数控加工编程及CAD/CAM技术。