高职高专数控教学模式初探
2013-04-27马艳
马艳
[摘要]随着科学技术的迅速发展,传统的制造业已经发生了明显的变化。在我国数控技术也得到广泛的应用,特别是高端数控系统应用范围的不断扩大,对数控人才的要求也越来越高。虽然近年来高职高专学校培养了大批数控人才,但具备综合基本知识、能跟上数控技术发展,能解决数控技术工程实际问题的人员却越来越奇缺。怎样调整教学模式,培养出技术过硬,与时俱进的高端数控人才已迫在眉睫。本文从教学目的入手,结合教学经验,系统分析了符合时代发展的教学模式。
[关键词]高职高专 数控教学 教学模式 高端数控人才
[中图分类号]G710 [文献标识码]A
引言
目前,随着现代制造业的升级和数控技术的不断发展,普通两轴、三轴数控联动加工已经广泛普及,大量的四轴、五轴甚至九轴联动数控机床投入制造企业进行高速、高精度加工。复杂曲面的加工,高速刀具的应用,以及CAD/CAM/CAPP软件的功能不断丰富,对数控人才不断提出了新的要求。
近年来,许多学校的教学模式都由传统的理论教学型转变为企业培训型,职校对数控人才的培养取得的一定的效果,学生能较快的适应企业的需要,得到了企业的认可。
但经过一段时间的工作后,学生明显表现出后劲不足,缺乏再学习能力,不能适应行业的发展。现在许多企业引进一台先进设备的同时,还需要高薪雇佣国外工人,设备出了点小问题就需要停工几天甚至几个星期等国外维修人员。这不仅造成了巨大的经济支出,更限制了我国数控人才的发展。
这不得不引起职校教师的重视。在人才培养体系中,高职高专所担负的任务是培养动手能力强的应用型技术人才。在这种定位下,对学生培养由重理论转向了重实践。但在当今社会,科学技术的发展迅猛,学好一个技术,不可能像以前一样能管一辈子。传统的技术工艺不断更新换代,我们培养的人才也必须是与时俱进的。
一、数控教学的特点分析
1. 理论教学
数控技术是一门集机械、电子、计算机、通讯、液压、气动、自动控制、现代测量技术等多学科为一体的应用型技术。涉及的知识面较广,而职校学生基础知识与学习能力有限。这也是前期重理论的教学模式效果不佳的一个重要原因。
2. 实践教学
数控技术需要较强的实际动手能力,但在实际教学中发现,学生个体差异较大,一些动手能力强的学生,不但一教就会,而且能举一反三。部分学生却要反复训练才能理解。另一方面数控设备成本过高,学校只能是多人在一台设备上教学,学生动手的机会少。没有反复的练习,学生难以满足企业的要求。为解决这个难题,学校与企业联合,在企业中教学,但经过近几年的实践,企业教学弊端凸显,学生知其然不知其所以然。许多学生在实习报告中反映企业培训重点一是安全性,二是生产效率,三是合格率。这三点不论是对学生还是企业都是十分重要的,也是企业实训中学生最大的收获。但很少有学生反映师傅会教他们为什么要这样做。
二、教学模式的分析
1.传统教学模式
课堂教学是整个教学过程中的重要环节,是学生获取知识的重要途径。数控技术涉及知识面较广,只有具备一定的理论知识,才能指导实践。特别是《数控机床原理》、《机械制图》、《数控编程基础》等基础课程是必须掌握的,否则在以后的教学中,学生根本无从下手,依葫芦画瓢都存在很大困难。数控教学起步阶段就是以理论教学为主,在这种模式下,学生两级分化严重,一部分学习能力强的学生打下了坚实的理论基础,这部分中一些在以后的工作中有很强的适应能力,一些却动手能力差。另一部分学生越学越不懂,甚至放弃理论学习,只求考试及格。但在传统模式下大部分学生都建立了比较系统的理论框架,有一定分析解决问题的能力,但到企业中需要再培训,与企业衔接存在缺口。
2.近年来的教学模式
为解决传统教学模式的问题,迎合企业的需要。很多职校引进了国外一些以实践为主的企业化教学模式。典型的有德国的“双元制”,新加坡的“教育工厂”等。这些模式为校企联合,以企业的培养为主,具有很强的针对性,与生产紧密结合,为我国数控行业的发展提供了一大批技术过硬的优秀人才。
但经过一段时间的工作后,学生明显表现出后劲不足,缺乏再学习能力,不能适应行业的发展。现在许多企业引进一台先进设备的同时,还需要高薪雇佣国外工人,设备出了点小问题就需要停工几天甚至几个星期等国外维修人员。这不仅造成了巨大的经济支出,更限制了我国数控人才的发展。
出现这种现象一方面是学校与企业培养人才的目的不同。企业需要的是能适应现阶段有利于企业发展的员工。而学校的目的是培养对国家发展有利的人才,传授给学生的应该是对个人终身受用的知识与能力。另一方面是学生理论知识 相对薄弱,再学习能力差,而数控行业发展快,学生难以适应新技术新工艺的发展。
三、教学模式的反思
以理论为主的教学模式与以实践为主的教学模式各有利弊。在两种教学模式下都是既培养了一批优秀的人才,又有一部分学生在技术的发展中被新的人才取代。作为一名教育工作者,我们希望的是每个学生都能为国家尽己所能作出贡献,同时也让学生自身能够很好的发展。纵观现有的众多教学模式,都有一个共同点,就是以教学本身出发,而忽略了学生个体的差异性。
国外其实有很多成功的典型模式值得借鉴,比较典型的两个极端模式有,产生于二战时美国的“CBE”模式(Competence-Based Education),现在在许多欧洲国家仍被广泛应用,即能力本位教育,强调知识,技能,态度的全面发展。还有日本的“单元式”职业培训模式,将完成某项具体工作所需的知识能力打包为一个单元,只要精通这一单元,就能很好的适应这项工作。所以我们可以看到欧洲国家的工人表现出很强的创新能力,协作能力,日本工人表现出很强的执行力和细节的把控能力。
在数控教学问题上,我们也一直在探索是培养全面发展的人才,还是在某一方面的精英。其实,这两种人才我们都需要。教师都想“因才施教”,发挥学生的特长,但师资力量有限,数控教学又是一门理论和实践要求都很强的学科,在实际教学中,照搬国外的教学模式,在教学过程中却很难执行下去。
四、“骨干引导型”数控教学模式
高职高专数控技术教学分为两个阶段:第一阶段是理论+实验指导;第二阶段是技能实训。在上述教学模式之下,一个班大部分学生在理论+实验指导阶段都没有具体掌握数控机床操作,于是技能实训阶段基本就在弥补实验阶段落下的实操进度,而没能真正结合数控编程以及数控加工工艺的知识在技能方面有所提高,因此也不能让学生真正领会毕业后的数控加工工作的要领。
在课程安排下,理论教学不敢讲多讲深,既怕学生接收不了,又怕占用实践机会,实践课程效率低下,学生差异明显,难以有好的教学效果。
“骨干引导型”数控教学模式是基于改善传统教学效果的目的而发展的,这种教学模式是一种“以学生为中心,以老师为辅助”教学模式,突出学生在学习过程中的地位,按学生个体的情况培养的模式。该模式将一部分优秀的学生参照“CBE”模式的培养方式,使其全面发展,另一部分学生注重单项技能的培养,使其成为某一方面的精英。
“骨干引导型”教学模式将教学活动分为四个方向同时进行。教师讲授,搭建基础;分组自学,深度发展;骨干引导,全面发展;协助学习,团队发展。
1.教师讲授,搭建基础
理论基础是数控技术的根本。只有知其所以然,才能在操作,调试,维修中不至于鹦鹉学舌,换台设备,出点小故障或调整一下参数就傻了眼。对基础理论熟悉,才能在不断发展的技术中具备再学习的能力,而这种再学习的能力也是学生必要的技能。
在高职高专学校的教学中,基础理论课时相对较少,而且是在学生还没见过数控设备的时候就开课了。这样的直接后果就是理论课枯燥乏味,学生听得是懂非懂。到实习课程中又将注意力放到数控编程、对刀等操作细节上去了。
所以建议在教学过程中采用“横纵结合”的教学模式,在纯理论教学过程中,先让学生建立起较为全面的理论框架,再实习过程中,让学生在数控机床的安装调试到拆解维修的全过程中,插入理论知识的深度教学,让学生有更直观的理解。
2. 分组自学,深度发展
课堂教学毕竟时间有限,为让学生的理解不至于浮于表面,必须有一定的教学扩展,根据学生的兴趣,将学生分成兴趣小组。根据企业的需求,其实在数控编程,机床维修,加工工艺,机床操作,软件应用上的人才需求都很大,而学校一般注重的是机床操作人才的培养。所以主要引导学生在这几个方面,根据自身的兴趣和优势,选择相应的方向成立兴趣小组,进行扩展学习,教师为其把握方向,提供支持。
3. 骨干引导,全面发展
在理论教学阶段就选班上优秀的学员组成一支骨干队伍,利用课余时间对他们进行实操教学,这样由于人数较少,教师的教学效果会非常不错,另外设备也充足,骨干学生可以高效率的在数控机床上进行实操训练,使他们能在较短时间内将数控实际操作练熟练精。
当教学安排的实验课进行的时候,就将班级学员分组,由各骨干作为组长,教授每组学员进行机床实操。由于每台机床都有能够独立操作的组长或组员,一个小组的成员很快就能掌握要领,有问题也能被及时发现并解决。在实践中发现,很多骨干在动手能力上甚至超过了老师。由于在理论教学阶段,通过了分组自学的扩展,在实际中以往遇到的许多难点,都有精通于某一方面的学生能站出来轻松解决。这不仅提高了整体的教学效果,更让许多学生从中获得了成就感,提高了学习兴趣。
4.协助学习,团队发展
经过了系统的训练,学生已经在理论与实操上都有了一定的能力,为了让学生能更快更好的适应企业需求,必须安排学生要到企业培训。现有的培训方式主要是让学生个体按照企业的要求完成某项实际生产任务,这样的模式能够培养学生了解实际生产的流程与注意事项,提高操作的熟练度,有一定的提高效果,但由于对实习员工,企业只能安排最简单的重复性工作,所以这样的培训只能算是岗前培训,而不是真正意义上的企业教学。很多学校更将学生分到不同公司,学习效果也存在很大差异。
协助学习就是将学生按照一个团队分配到一个企业实训,与企业沟通,让有经验的师傅带领这个团队,按照企业完整流程,完成一项较为复杂的任务。这样的模式,企业对于人员的投入较小,师傅的精力也集中,团队中的骨干也能协助师傅安排与控制任务。团队的模式下,每个成员既能独立完成一个分支任务,又能一起学习,一起提高,遇到问题或错误,团队成员也能相互分析,共同进步。
经过一个实际项目的锻炼,学生对生产流程,质量控制,生产管理,企业文化等各个方面都有了比较深刻的认识,对于自己的职业规划与个人发展也有了一定的认识。在专业技能方面,有了较复杂的实际项目训练,学生的收获比在传统培训模式下大幅提高。
在项目完成后,对教学效果的总结与评价也是企业培训中的重要部分,通过个人自评,小组互评,教师评价,企业评价四个部分对学生及团队做出综合评价。一方面,教师根据评价情况对学生的实习做出评分,更重要的是给予学生职业发展的指导,也让学生对自己的情况有一个横向比较,让学生对自身有个较为准确的定位,为其职业发展把握好方向。
五、结束语
在“骨干引导型”数控教学模式下培养的学生,理论基础,实际动手能力相对于以前都有较大提高。具体表现在以下几个方面:1.具有较好的理论基础,在学习能力强;2.与企业的衔接较以前更顺畅,能很快独立完成任务;3.部分具有管理能力的学生,经企业培养,能很快成为专业能力强的管理者;4.部分技术拔尖的学生能够继续深造,发展成设计人员,并且懂工艺,更具备竞争力。
如今,数控技术已经广泛应用于各个工业领域,尤其是机械制造业中,普通机械正逐渐被高效率、高精度、高自动化的数控机械所代替。随着我国数控行业新技术新技术的应用,企业对较高层次的第一线应用型人才的需求明显增加。
高职高专的教学内容,教学方法必须要适应时代的发展。培养具有高等文化水平的职业人才,成为迫切要求。而对于数控加工专业,不仅要求从业人员有过硬的实践能力,更要掌握系统而扎实的理论知识,具备再学习的能力。及时调整教学模式,为社会输送合格的人才是学校与教师义不容辞的责任。
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(作者单位:武汉交通职业学院 机电工程系武汉)