基于智能制造岗位能力需求的高职《数控加工与编程》课程改革与研究

兰叶深 周明安 徐文俊 徐建亮

摘要：针对传统《数控加工与编程》课程教学面向智能制造技术所存在的问题，提出了基于智能制造岗位能力需求为导向的《数控加工与编程》课程改革方案，在分析数控加工智能制造岗位工作任务和能力要求的基础上，通过重构课程教学目标、优化课程教学内容、改革课程教学模式及考核方式等手段对《数控加工与编程》课程进行了研究，从而使学生通过课程改革的实施提高智能制造岗位实践应用能力，实现课程教学质量的全面提升。

关键词：智能制造;教学改革;数控加工与编程;岗位能力

0  引言

在全球制造业全面转型和升级的背景下，为适应产业转型升级的需求[1]，我国“中国制造2025”提出由制造大国向制造强国的转变，智能制造的核心是通过建立数字化、智能化车间，大力发展智能技术，实现产品的智能化生产[2]。随着智能制造技术的持续推进，对数控加工技术提出了自动化、高效率、高精密等更高要求，使得企业对数控加工技术人员的岗位能力需求不再是单一的数控机床操作技能型人才，而是具备工业机器人与数控机床协同操作、数字化质量检测等综合技能应用型人才[3]。然而，传统《数控加工与编程》课程单一的教学内容和教学模式，已难以满足智能制造岗位能力的现实需求，因此，本文遵循智能制造岗位的工作能力要求，通过重构《数控加工与编程》课程教学目标、优化课程教学内容和教学模式以及改革课程考核方式等手段，确保课程所教学技能达成面向智能制造岗位能力需求，实现数控加工与编程课程教学质量的全面提升。

1  课程教学现状及问题

《数控加工与编程》作为一门实践性和综合性要求很高的课程，一直是高职院校数控专业、机械制造与自动专业、机电一体化专业的专业核心课程，在机械类专业整个岗位能力培养体系中起着非常的重要地位[4]。然而，随着智能制造产业的不断升级发展，传统数控加工与编程职业岗位的核心技能已发生了质的变化，对数控加工技术人员综合能力要求越来越高，为此，教学团队通过对企业和高职院校教师发放问卷调查的形式，研究当前智能制造岗位能力需求与《数控加工与编程》课程教学对接现状，调查结果如图1所示，由调查结果，可知当前《数控加工与编程》课程教学对学生技能的培养未能很好的满足智能制造岗位需求，其主要有以下几方面原因：①课程目标滞后行业发展需求。传统《数控加工与编程》课程教学的培养目标是让学生了解数控机床的结构、掌握数控代码的含义和进行数控编程与加工[5]，随着制造业技术的不断升级改进，其加工自动化、智能化和数字化水平不断提高，现有课程教学目标滞后于制造业发展现状，造成学生课程所学的操作技能已无法适应智能制造的岗位技能需求;②课程内容结构设计不够合理，综合能力培养欠缺。传统的课程教学内容过于注重学生工艺参数设定、程序编程、及机床的反复操作的掌握，缺少贴近智能制造技术岗位能力定位和延伸，导致学生技能培养浅层化，学生的岗位能力处于较低等级;③课程考核方式单一。学生的实践成绩占课程总成绩的比例过低，且缺乏对学生实际操作过程的综合评价，这种评价方式降低了学生对操作技能学习的主动性，也影响了学生对课程知识的实践应用能力。

2  课程改革的内容

2.1 重构课程教学目标

当前《数控加工与编程》课程目标的定制主要依据传统的人才培养方案[6]，是以传统数控机床操作工培养为目标，与智能制造技术结合不够紧密。而基于智能制造岗位能力需求的数控加工与编程课程改革，旨在培养学生实现从单一的数控机床操作工到工业机器人与数控机床协同操作、数字化检测的职业成长。因此，课程团队通过调研与数控加工与编程课程教学对接的企业岗位（见表1），明确岗位能力对课程核心能力和素质目标的要求，将创新设计意识、自动化加工、互联网+思维融入课程核心能力培养之中。课程的目标重构主要聚焦数控加工、工业机器人操作和数字化检测三大核心能力的培养。

2.2 优化课程的教学内容

《数控加工与编程》课程实践教学内容较多，但授课学时有限。因此，应结合智能制造岗位能力需求，重新规划和设计课程内容结构，在原有课程项目的基础上，增加工业机器人操作及数字化检测技术的教学内容，实践项目任务模块，如图2所示，融合了工业机器人操作、数字化检测以及数控机床操作，将工艺制定、程序编程、数控机床操作等相关知识点，构成数控机床操作模块;将工业机器人轨迹规划、编程、操作等相关知识点，构成工业机器人操作模块;将常用量具检测、尺寸检测、三坐标检测等知识点，构成数字化检测模块。设计与职业岗位能力需求高度融合的课程教学教学，促使学生通过相关知识点之间的联系，有步骤、有层次地学习各模块的内容，让学生更为直观的理解和掌握企业智能制造生产线的加工流程，使其符合智能制造岗位能力的客观要求。

2.3 基于岗位工作过程的教学实施

课程教学的实施根据机床设备的操作复杂程度，分为数控车削加工、数控铣削加工以及加工中心三部分进行层层递进的教学，根据现代企业典型的产品生产加工任务[7]，分别设计了3个零件的加工任务（见表2），这些零件包含液压行业、轴承行业以及新能源汽车行业等。

在实际教学过程中，以产品智能制造岗位工作过程为导向（见图3），学生以小组分组的形式进行，小组成员根据工作过程岗位分工各司其职，首先根据零件加工要求制定合理的工艺方案，然后根据智能制造实训室设备摆放位置，规划好工业机器人上下料运动轨迹[8]，利用工业机器人自动化上下料，选择合适的数控机床进行加工，最后采用三坐标检测加工完成的产品。学生通过在岗位工作实践过程中可以掌握数控加工智能制造的相关知识，并积累相关岗位的工艺经验，一方面帮助学生提高承担生产性产品的加工能力，另一方面也有利于学生提高数控加工智能制造岗位训练技能。

2.4 突出工作过程的考核方式

传统的课程考核方式过于注重课程教学理论知识的掌握，忽略了对岗位能力实践应用的评价。为此，面向智能制造岗位能力需求的课程考核方式采用工作过程性考核，由个人自评（10%）、小组互评（30%）、加工作品评价（40%）以及教师评价（20%）组成，更加重视学生知识掌握情况和岗位能力实践应用的情况。在课程典型产品加工任务的实践教学过程中，如表3所示，过程性考核以该项目知识的掌握、实践操作能力、岗位素养作为的评价标准。在课程结束时，教学布置学生小组一个自主创新的产品加工形式，让学生自主设计产品、制定工艺方案、利用工业机器人自动化上下料实现机床加工，并提交三坐标质量检测报告，通过一个综合性的课程核心能力实践过程，判定学生对课程所涉及岗位核心能力的掌握程度。过程性考核方式突出了岗位实践应用能力，锻炼了学生的实操能力并提升了学生的岗位技能，从而提高了学生的学习积极性。

3  总结

基于智能制造岗位能力需求为导向的《数控加工与编程》课程教学改革，以智能制造岗位能力培养为目标，以典型工作任务为载体，以岗位工作过程为课程教学模式，并引入突出工作过程的考核方式，充分调动学生对课程教学内容的学习积极性，增强了课程教学内容与智能制造技术的密切联系，有利于学生通过岗位能力任务训练提高综合实践能力，促使学生快速进入到智能制造岗位能力培养的职业成长，从而达到课程改革的最终目的。

参考文献：

[1]黄盼盼，郑小琴.制造业转型升级背景下职业教育发展的思考[J].机械职业教育，2019，12：9-11.

[2]杨根，张立昌，陈博.基于成果导向的数控车削加工教学设计与实践[J].内燃机与配件，2020，34：265-267.

[3]董伟，张美，王世斌等.智能制造行业技能人才需求与培养匹配分析研究[J].高等工程教育研究，2018，06：131-138.

[4]胡宗政，刘国军，武学志.基于生产过程的数控技术专业课程体系改革的研究与实践[J].中国职业技术教育，2016，23：80-84.

[5]陈艳，胡丽娜，戚洪峰.“数控加工技术"课程教学改革的实践与探索[J].机械设计与制造工程，2018，47（5）：123-126.

[6]張桂花，范有雄，高淼.“伺服电机轴的数控编程与智能化加工”信息化教学设计探讨[J].武汉交通职业学院学报，2018，03：81-86.

[7]曾学淑，刘红.基于项目化教学的《数控机床加工及编程》课程改革与实践[J].山东工业技术，2016，8：268-269.

[8]段海峰，韩伟，刘建光等.工业机器人应用于数控车床教学模式探索与研究[J].实验室研究与探索，2018，37（5）：259-262.