强化学生工程应用能力培养的研究与实践

黎小巨，赵天婵，黄江航

(东莞理工学院 城市学院，广东 东莞 523419)



强化学生工程应用能力培养的研究与实践

黎小巨，赵天婵，黄江航

(东莞理工学院 城市学院，广东 东莞 523419)

在高校转型的过程中，加强学生工程应用能力培养是提高应用型人才质量的重要途径。根据制造业对数控技术应用人才的工程能力要求，制定课程的培养目标，重组教学内容，重构教学计划，探索了模块化、团队化和层次化的考核方式，实践表明对强化学生工程应用能力有明显的效果。

工程应用能力；多元化考核；教学研究；数控技术

为了不断优化高等教育结构，2013年4月，教育部印发了《现代职业教育体系建设规划(征求意见稿)》，指出“在有条件的地区试办应用技术大学(学院)，实施本科阶段职业教育”。2014年6月国务院出台了《关于加快发展现代职业教育的决定》，提出“引导一批普通本科高等学校向应用技术类型高等学校转型，重点举办本科职业教育”[1]。举办本科职业教育，就是要以市场需求为导向，以岗位能力为人才培养目标，调整人才培养方案和方法，培养合适的人才。对于转型的院校来说，就是要切实培养学生的技术应用能力和社会服务能力，为社会的经济发展服务。作为转型院校之一，我院通过借鉴国际工程教育的先进模式，对数控类课程进行了改革探索，以岗位能力为导向，着力提高学生的工程应用能力。在此，以数控加工与编程课程为例，展示教学实践历程，以期提供有益的借鉴。

1　业界人才的工程能力分析

随着机、电、光、声等技术的迅速发展，数控技术不断朝着“数字化设计、数字化制造”迈进，对人才的知识结构及能力也提出了新要求。现代的数控技术应用人才必须有较强的零件加工工艺能力、设备操控能力以及一定的维护能力。零件加工工艺能力是指能针对给定的零件特征设计合适的加工工艺，编制正确的加工程序，在数控设备上加工出合格零件的能力；设备操控能力是指使用数控设备完成工件装卸、切削、测量以及刀具、夹具的装卸等事项的能力；维护能力则是指对数控设备进行日常保洁工作和常见故障维修的能力。工艺能力要求数控人才要有良好的工艺设计能力和数控编程能力，设备操控能力要求有熟练的机床操作技能，而维护能力则要求使用人员有一定的机电理论素养，便于在使用过程中对机床运行的重点部件、易损件、故障点等了如指掌[2]。这三大能力构成了现代数控技术应用人才的核心能力，是人才培养的重点和依据。

2　课程培养的工程应用能力制定

数控加工与编程是培养数控技术应用人才的骨干课程之一。其主要是培养学生在理解数控加工原理的基础上，能够进行加工工艺设计；在熟悉常用数控系统基础上，能够进行数控编程；经过课程的实践操作，能够操控数控机床进行零件的加工。根据业界对人才的能力要求，经分解制定出了课程的五大目标能力，分别为数控基础能力、工艺设计能力、数控编程能力、机床的操作能力和工程意识能力。这五大能力是数控技术人才工程应用能力的重要体现。对于机床的维修能力，在其他课程中加以培养，在此不再讨论。

结合本校人才培养定位，制定了如下课程培养能力目标。1)数控基础能力：能熟悉数控机床的结构、理解数控系统坐标系的设定及数控加工的相关原理(如对刀、刀具补偿、插补等)。2)工艺设计能力：针对给定的零件特征，能够选择合理的装夹方法、加工方法；根据零件材料的性能，能选择合适的加工刀具及参数，进而安排零件加工工艺流程。3)数控编程能力：根据零件的加工工艺过程，利用数控代码，表达加工过程的相关参数，编制成加工程序，并能进行相应的后置处理。4)机床的操作能力：能针对零件特征，在数控机床上完成工件加工过程中所有的事项。5)工程意识能力：在产品设计阶段应该考虑加工，在加工阶段要树立起质量、效率、成本等意识，实现合格零件的最快、最省加工。

3　重组课程内容，增补工程元素

工程实践能力的培养，不是单纯地将更多的学生更长时间地送到企业，学校教育、课程、课堂在学生工程实践能力培养过程中是“本”[3]。精心设计课程内容，合理安排教学活动，是强化学生工程实践能力培养的首要环节。

3.1重组理论教学内容

针对工程应用能力的培养和发展需要，抛弃传统的“知识本位”“教材本位”模式，坚持知识“够用”的原则，通过整合教学资源，本课程形成了数控加工基础、数控车削加工、数控铣削加工和加工中心四大理论教学模块。

数控加工基础部分主要介绍数控加工的基本原理、数控程序的结构，让学生对数控加工有初步的了解；数控车削加工模块重点学习车削加工的工艺流程，以法兰克数控系统为例讲解车削加工的常用编程代码以及工程中典型轴、套类零件的编程及加工。该部分重点培养学生的车削工艺设计及手工编程能力，不建议用自动编程代替手工编程，这样有利于学生对数控代码的理解。数控铣削模块主要培养学生的铣削工艺设计及自动编程加工能力。在讲解机床的编程代码时，只需挑选常用的刀具补偿指令、孔加工代码即可，而对于高级指令启发学生按照兴趣自学。加工中心部分主要介绍加工中心目前的发展情况，增补制造业前沿的技术信息即可。

3.2优化实践内容

受学术型人才培养模式的惯性影响，过去的实践教学往往被置于从属地位，实践课程内容仅是理论课程的补充，只是为了完成对特定理论知识的验证和巩固，缺少反应企业实际产品加工的工程特色，造成学生知识与社会实践相脱节，工程意识淡薄，工程应用能力欠缺[4]。为了加强对学生实践能力的培养，我院教师们深入生产一线，总结生产过程，经优化制定出了7个实践项目(如表1所示)，由易到难、由单一到综合，循序渐进地对学生的工程能力进行培养。

表1　实践项目与培养的能力

4　重构教学过程，遵循工程应用能力发展规律

对学生工程应用能力的培养，教学内容的设计很重要，但教学过程的实施也是一门学科。过去理论教学和实践教学是分段进行的，通常学期上半段时间是用来上理论课，而下半段集中进行实验和实训。由于时间跨度太大，理论知识难于及时指导实践，不利于学生应用能力的提升[5]。根据数控技术应用能力的形成与提升规律，本校实施了理论与实践交叉进行的教学(如图1所示)，实现对学生工程应用能力的渐进式培养，也遵循了能力发展的规律。

图1　教学实施与培养的阶段性能力

5　建立多元考核方式，凸显工程化考核

数控加工与编程是一门实践性要求很强的课程，它不仅要求学生理解数控加工的基本原理，还要求学生掌握实操技术。因此，以往的“一纸定考试，一考定分数”的考核模式不再适合。本课程结合人才培养过程的特点，探索并建立了“三化”的课程考核评价体系。

5.1考核模块化

模块化考试是指根据教学活动的实施过程，把教学活动进行模块化分类，然后进行相应的考核。本课程的模块化考核是依据学生的理论课堂情况、作业、实践环节(含实验)以及期末学业考试分为四大考核模块，然后按照比例作业(10%)+课堂(10%)+实践(40%)+期末考试(40%)分别计入课程期末总评成绩。

5.2考核团队化

团队化考核主要应用于本课程的实践教学环节。在课程的7个教学项目中，每个项目基本是由学生组队来完成。3～5个学生组成一队，每个成员有明确的分工，负责不同的工种，完成特定的任务。在执行项目中，学生的组队情况可以不变，但同一个学生，在不同的项目中，必须负责不同的事情，否则该组队无效。例如，甲同学在项目2中负责机床操作，那么在项目3中，应该负责零件的编程或其他的。这样的分工，目的是让学生在不同的项目中充当不同的角色，让其得到均衡的培养。在项目评分阶段，针对各成员在项目中的分工、项目的完成程度进行综合评分。

5.3考核层次化

层次化考核是指针对不同学生对同一知识模块的掌握程度给出不同层次的题目加以考核。具体的做法是，在执行完上述7个教学项目之后，每个团队队员都会凸显出能力不一，根据综合能力把学生重新分为“普通组”和“创新组”两大类型。普通组学生考核题目由教师给定，在规定的时间内完成从零件模型的设计、程序的编程到零件实物加工的全部过程。创新组考核没有指定项目，而是学生自报项目，在规定时间内完成所有事项。考核采用答辩制，学生必须阐述零件的加工工艺流程、加工中遇到的问题和解决的方法。考核最后提交的资料包含项目的实物、加工刀路文件、过程视频及图片。

模块化考核有利于消除“高分低能”现象，团队化考核增强了学生的团队合作意识，层次化考核全面激发学生的创新意识。“三化”考核互成一体，实现了对学生能力的多方位评价，也凸显了工程化考核的特色。

6　利用协同育人平台，持续培养学生的工程应用能力

工程应用能力的培养，不能仅仅是由一门课来完成，应该在人才培养的每个阶段加以关注并持续培养。我校利用协同育人平台的资源优势，在生产实习阶段，让学生通过观摩或顶岗的形式参与到实际加工生产线中来，如手机夹具生产线、精密模具制造生产线。通过使用其中的数控设备，让学生在数控技术应用上有了初步的认识。课程设计和毕业设计阶段，部分学生被分配到协同育人平台中，在老师和企业技术人员的共同指导下，以企业的实际产品为题材，利用平台的设备将零件加工出来，最后由企业的师傅根据产品标准进行打分评定。这样从生产实习到课程教学、从课程设计到最后毕业设计，持续对数控技术学习和应用，实现了对学生工程应用能力的持续培养。

7　结语

通过教学改革探索，学生的数控技术应用能力取得明显的提高，从近三年的毕业设计环节看，学生主动选择数控技术应用作为毕业设计题材的比例逐届增多，优秀作品和论文不断涌现，毕业生逐年备受数控领域用人单位的青睐。科学技术日新月异，高校转型已成不争的事实。育人单位要端正育人主体的地位，不断探索与优化教学模式与方法，探索行之有效的育人途径，以切实提高应用型人才的质量。

[1] 闫志刚，张韦韦.2014，中国教育“记忆”[J].教育与职业,2015(1):24-31.

[2] 李玉忠,罗海鸥.从“制造大国”迈向“制造强国”过程中的数控创新人才培养模式研究[J].广东技术师范学院学报,2008(9):1-5.

[3] 胡纵宇,刘芫健.溯本求源:大学生工程实践能力培养的三个回归[J].高等工程教育研究,2015(1):185-190.

[4] 王干，朱爱萍.强化工程应用能力培养,彰显工程人才培养特色——以扬州大学全日制工程硕士实践教学体系改革为例[J].研究生教育研究,2014(5):68-72.

[5] 林健,朱晓春,陈桂.工程应用能力阶梯培养模式的创新实践[J].高等工程教育研究,2011(6):165-168.

(责任校对龙四清)

10.13582/j.cnki.1674-5884.2016.07.026

20151221

广东省高等教育教改项目(GDJG20142540)；广东省民办教育专项资金(粤财教(2013)62号)

黎小巨(1984-)，女，广东雷州人，讲师，硕士，主要从事机电一体化技术、数字化设计制造技术研究。

G640

A

1674-5884(2016)07-0079-04