数控实验室建设的实践与探索

王国永

(承德石油高等专科学校 机械工程系，河北 承德 067000)

随着机电一体化技术的迅猛发展，数控机床的应用已日趋普及。我国的制造业现广泛采用数控技术，以提高制造能力，机械制造业正越来越来多的采用数控技术来改善其生产加工方式，社会对其相应技术人才的需求也越来越高。探索具有鲜明高职教育特色的人才培养模式，缩小学校人才培养与社会实际需求之间的差距，努力培养适应社会要求的高技能应用性人才，是我校人才培养模式改革的重要内容之一。我校数控实验室主要针对机械类的学生开设，包括机械制造与自动化专业、数控技术专业;同时为汽车系中的内燃机专业提供数控实训和实验场所，因此，数控实验室建设在机械工程系人才培养中具有重要的地位。

1 我校数控实验室建设现状

1.1 实验室设备和场所不足

目前，数控实验室设备不足，现有数控设备主要包括数控铣床综合系统5 台，加工中心2 台。学生能够运用这些设备进行数控铣床和加工中心的编程、操作与加工，以及数控设备的诊断与维修。对于最普遍的数控设备来说，缺少数控车床操作系统，学生不能在数控实验室进行数控车床的编程、操作与加工，缺少操作数控车床的能力。数控实验室的数控设备无论在种类上还是在数量上不能满足教学的要求。另外，数控实验室的场所不足，实验室面积较小，机制和数控的专业学生实习比较拥挤。

1.2 实训考核方法有待改善

数控技术专业和机械制造与自动化专业的学生分别在第四学期和第五学期在数控实验室进行数控编程与加工的实训操作。由于数控实习的设备较少，差不多平均每10 个学生用一套数控铣床系统，以致于学生实际操作时间较少，未能进行充足的实践操作。而最后成绩的评定还是以撰写实习报告质量为主。这样容易造成实习成绩的不公平:部分学生在操作环节表现不是突出，但是撰写实习报告质量优秀而得高分;部分同学在操作环节表现非常突出，但是在撰写实习报告质量欠缺而得低分。而数控编程与操作实习主要是考核学生对数控机床的运行、操作、编程和加工零件的能力，因此数控编程与操作实习应以考核学生的实际动手能力为主，这符合我校培养适应社会要求的高技能应用性、动手能力强的人才要求。

1.3 实验室文化建设不够充分

实验室文化是校园文化的重要组成部分，是校园文化在实验室建设中的具体体现。高校实验室文化不仅仅是指实验室本身，更重要的是指主体(包括领导者、管理人员、实验活动参与者)在实验室建设、管理与使用中不断创造和积累的物质财富和精神财富的总和［1］。一般意义上讲，实验室文化建设包括物质文化和精神文化。

物质文化是实验室文化的物化形态，主要是指实验室内部环境建设和各种制度建设等。现有的实验室文化建设主要包括实验规章制度，如:《数控实验室管理制度》、《数控实验室实训项目》、《数控机床综合培训系统操作管理规程》、《XHK802S 教学型加工中心操作管理规程》，同时还有实验室名称、实验室简介等等。

精神文化是实验室文化的核心，是由实验室全体工作人员、教师、学生等等共同塑造的形成的理想、目标追求、敬业精神、价值取向、团结协作、奋发向上、一丝不苟等所表现出来的文化氛围。

数控实验室的文化建设不仅要提高物质文化建设，更重要的是提高精神文化建设，以物质文化促进精神文化，以精神文化提高物质文化建设。

1.4 数控实验室还不够开放

目前，在高等院校大部分实验室是对学生封闭的，也就是说学生只能在规定的时间到规定的实验室做规定的实验和实训项目，学生没有任何自主性，这种教学方法严重的阻碍了学生的积极性和创造性，不利于培养高技能的应用型工程技术人才。

数控实验室不仅仅是培养学生的实际操作机床、动手编程加工零件的动手能力，分析数控机床和系统出现的问题、解决数控机床和系统故障的能力，更重要的是培养学生的思维能力、创新能力和正确的工作态度。传统的教学方式是以老师、教材为主，学生为辅，灌输式的教学方式，根据教学进度，安排实验或实训项目(有时候落后于新技术的发展和应用)。学生在做实验或实训时，只是机械的根据老师提供的实验步骤，被动的完成实验项目，没有主动性的学习过程。这种教学模式严重的束缚了学生的思维空间。

1.5 实验室管理有待提高

我校实验室的管理主要以系、专业教研室管理为辅，管理人员直接管理为主。管理人员的核心职责包括［2］:

1)负责实验室的全部设备的维修、维护、保养、报损、验收等工作。

2)负责完成年度的发展计划和购置计划，完成专业教研室规定的实验和实训内容。

3)负责实验课前的材料的准备，配合任课教师备好课、上好课，做好协助工作。

4)负责对学生进行安全教育以及实验、实训中的安全防护工作，落实综合治理各项工作。

5)负责实验室的物品的保管，上帐及分账管理工作，做好实验记录。

6)实验室文化建设工作，美化实验室环境工作。

由于实验室直接管理员职责任务较多，实验室直接管理员应和行政人员一样，全天在岗。但是，现在实验室管理人员还承担大量的理论课教学任务，上课任务繁重，不可能全天在岗。尤其是在每学年的第一学期，理论课程较多，因此全天在岗不太现实。这样就容易造成实验室管理欠缺，比如:上述职责中的第三项负责实验课前的材料的准备，配合任课教师备好课、上好课，做好协助工作的职责就只能由任课教师负责，易造成管理上的混乱。

2 数控实验室建设的思路

2.1 利用有限的资金合理配置教学资源

数控实验室从严格意义上讲，除了包括数控车床、铣床、加工中心等实训设备，还应有CAD/CAM 中心、数控系统调试、数控系统的维护与维修等实验设备。由于学校资金不足，在资源配置上，可以进行如下尝试:

1)利用有限的资金，购置教学型数控设备，这类设备价格相对较低，能满足教学和科研需要［3］。

2)将资金用于经济型数控机床和设备上，机床种类和数量较多，这些数控机床能进行实际加工生产。

3)面向社会，走向市场。首先，数控实验室可以利用相对较先进的数控机床的加工能力和技术优势，对外承接加工零件。这样获得的收入，可以完善实验室设备，扩大实验室的规模;也可以申请将承接工厂的数控设备直接转移到学校，或者让工厂投资建设数控实验室，设立“校中厂”和“厂中校”的模式。这种实际的生产加工也会给学生提供锻炼的机会，比实训的操作项目更有实际意义。另外，可以利用实验室的教学硬件优势和师资优势，面向社会进行数控技术相关培训，完善数控实验室的设备。

2.2 改革数控实验室实训考核方法

针对数控技术专业和机械制造专业开设的数控编程与加工实训主要是考核学生的编程、操作数控机床、加工零件的实际动手能力。因此数控编程与加工实训课程考核应以实际编程、操作、加工为主，实训和学习态度、实习总结、教师评价、学生互评等为辅的考核方式。其中以实际编程、操作、加工为主的工作过程考核占总成绩的70%;以实训和学习态度、实习总结、教师评价、学生互评等为辅考核部分占总成绩的30%。考核中注重对学生动手能力和实践中分析问题、解决问题能力的考核，有创新的学生应予适当加分鼓励，全面综合评价学生能力。

1)工程过程的考核还可以采用比较灵活的考核方式。比如设置数控编程与加工实训题库，题库包含50 个不同的加工模型，学生可以随机抽题，编程、操作、加工直至完成所加工的工件，指导教师对学生的编程、实际操作、加工零件等过程进行打分，最终给予工作过程的成绩。

2)将数控铣床中级工职业资格考试融入到数控编程与加工实训课程中。数控铣床中级工职业资格考试的成绩作为数控编程与加工实训课程的考核成绩，这样可以加强学生的职业能力和素质。

2.3 注重数控实验室文化建设的内涵

数控实验室的文化建设要从物质文化和精神文化两个方面入手。

物质文化是精神文化的载体，是数控实验室的外在标志，是建设实验室文化的基础。物质文化可以从房屋布局、内部设施改造、外部环境等方面开始，使数控实验室的文化气息巧妙的与实验室结合在一起。

1)继续完善数控实验室的制度建设。对于现有是数控实验室制度进行评定审查，更重要的注重制度的落实情况。对于遗漏的管理制度，要进行增补。比如增加《数控实验室安全制度》、《数控实验室教学人员守则》、《数控实验室学生守则》、《仪器设备管理制度》等等。

2)根据数控实验室的房屋布局，设置属于数控实验室专有特色的实验氛围和格调。如可以悬挂数控机床彩色图片;悬挂在数控领域内的有一定影响的名人及名句，以体现严谨的数控实验室作风。

3)实验室展示柜建设。通过展示柜可以展示实验室、教师、学生所取得的成果，包括获奖证书、实验教材、学生加工的零件、教师发表的论文、著作、教材等等。这样对学生来说起到鞭策和激励的作用。

实验室精神文化主要指师生在实验教学与科学研究活动中所表现的工作态度、道德行为、思想情操等内容，是由室风、学风、教风、人际关系体现出来的。师生共享的价值观念、道德和行为规范、文化传统、认同意识，是实验室教师和学生在长期工作、学习、教学、科研和建设与管理过程中逐步形成的，对师生的思想品质、道德情操、学习风尚、创新精神和治学态度等有着巨大的激励作用。精神文化是一种以隐性为主的文化，是实验室文化建设的深层结构，是实验室文化建设的最高层次。提高精神文化建设主要从教师和学生入手，开展全员学习、实验室文化大讨论，提高思想认识，提炼实验室精神文化的核心价值观，让教师和学生认同、接受并内化，注重行为方式，征集座右铭，激发学生和教师的工作热情，培养良好的职业规范。

2.4 建设开放型的数控实验室

所谓的开放型实验室是指在实验或实训的教学工程中，所有的教学资源都对学生开放，让学生成为实验的主体，成为实验室的真正支配者［4］。在这个新的教学过程中，学生可以设置实验和实训项目，学生通过查阅有关的资料，提出设计思路、实验步骤和实训方法，指导教师在旁边给予指导，这样学生就占据实验的主导地位。通过这种以学生为主，教师为辅的教学方法，建立开放式的数控实验室，就能够充分发挥学生的主观能动性，调动了学生的积极性和创造性，非常有利于培养学生的动手能力和创造能力，锻炼学生的工程实践能力。

建立开放式的数控实验室，首先要从以下几方面改进:

1)时间和空间上的对外开放。建立开放式数控实验室，首先要对学生在时间上进行开放。只要学生在不影响正常教学的情况下，学生可以通过一定的方式自由选择时间进入实验室进行实验或实训项目。其次，要进行空间上的开放。只要学生对所进行的实验有足够的认识和理解，对实验或实训项目掌握比较扎实，设计的实验步骤清晰、正确，就可以使用所有的试验设备和仪器。

2)实验内容、方法、手段的开放。当学生对数控设备和仪器比较熟悉时，学生自己设计实验内容、实验方法和实验手段，经指导教师审查，符合实验室的管理规定时，都是允许的。

建立开放式的数控实验室，首先是时间和时间上的开放，这是实验室开放的初级阶段;其次是实验内容、方法、手段上的开放，更深层次的观念意识和思维方法上的开放是数控实验室开放的真正目的和本质要求。建立开放式的数控实验室可以从大学一年级开始，选择成绩和兴趣较好的同学建立数控兴趣学习小组，通过学生自学为主，教师指导为辅的方法，学习相关知识，实现对数控兴趣小组的开放。这样可以更好的选拔学生，为全国数控大赛贮备力量，对于学校组织参加全国数控大赛是有裨益的。

2.5 完善和提高数控实验室管理水平

为了解决实验室教师上课任务繁重，不能全天在岗的问题，可以聘任专职实验室管理员，招聘从事数控技术的工人师傅或者大专生，采用灵活的聘任方式，专门负责实验室的管理。建立专职实验室管理员，首先要明确专职管理员的职责，除了其核心职责外，还要求负责建设开放型的数控实验室，负责全国数控技能大赛等工作。另外，从事数控技术的工人师傅具有较高动手能力和实践技能，让他们担任实验室管理员，有利于提高学生的动手能力和实践技能。

3 结束语

建设具有专业特色的数控实验室，要以专业人才培养计划和专业就业岗位为基础，以学生为主，教师为辅，以培养学生的创新能力和工程实践能力为目的，制定相应的计划和措施。同时，鼓励更多教师和学生到数控实验室进行学习和科学研究，带动实验室的文化氛围，采取“以人为本”的管理理念，建设开放式的数控实验室，为我校的高技能应用性人才培养做贡献。

［1］傅洪强，李冬.浅谈高校实验室文化建设［J］.科技信息，2007(36):754 -755.

［2］刘颖.高职院校实验室管理探究［J］.科教文汇，2010(10):167.

［3］胡斌.高校数控实验室建设的探索与思考［J］.装备制造技术，2009(10):130 -131.

［4］肖永生，黄丽贞，陈 琼.开放实验室的研究与探索［J］.职业圈，2007(20):127 -128.