高职数控技术课程实践教学改革研究

孙 建

辽宁石化职业技术学院，辽宁 锦州 121001

一、高职院校数控技术课程实践教学现状分析

社会主义建设需要大量工作于一线的高等技术人才，而高职院校是培养这类职业技术人才的主阵地，因此职业教育要着重强调学生动手能力与实践能力的培养，使其能够更好地适应工作岗位需求[1]。然而受各种客观、主观因素的影响，我国高职院校的数控技术实践教学还存在以下几个方面的不足：

首先，高职院校生源质量相对较差。与普通高等本科院校相比，高职院校的学生不仅基础薄弱，而且知识储备也严重不足；更有甚者缺乏最基本的、端正的学习态度；有部分学生自身学习态度消极，学习习惯较差，还会影响到其他同学，导致整个班级的教学质量、教学效率都差强人意。

其次，数控技术课程实践教学内容与人才岗位需求脱节。实践教学课程必须紧跟时代发展，才能保证学生在就业后快速进入工作角色，然而实际教学中高职院校的数控技术实践课程与市场发展脱节的问题十分明显，教材内容陈旧，缺少对前沿数控技术的介绍，学生无法接触到先进的技术知识，无法实现高职院校培养应用型人才的教学目标。学校、教师不了解企业对数控加工岗位的实际需求，过于侧重理论知识的讲解，课程缺少数控领域新技术、新工艺内容，导致学生动手实践能力相对较低。

再次，实践教学形式单一。目前我国很多高职院校都开设了数控加工实践课程，但是实践教学无论是教学模式还是教学方案都存在单一、落后的问题。教师针对实践课程的教学与理论教学方法十分相似，先讲授实际的操作技巧、相关的专业理论知识，再由学生完成加工任务。这一方法使学生参与性不高，无法充分调动学生的自主性，且一成不变的活动方案与高职学生喜欢尝试新鲜事物的心理特点不符，学生对于实操训练缺乏参与热情，导致教学效果不佳。

最后，实践教学场地及时间受限。数控技术实践课程需要完善的实训场地作为支撑，但是限于经费、场地等因素，很多高职院校都不具备建设实训场地的条件[2]。虽然有些院校与企业达成了合作协议，但数控加工技术具有一定的特殊性，企业生产任务繁重，为学生提供实践操作的机会十分有限，远远无法满足学生的实践需求。

二、数控技术课程实践教学改革策略

由上文可知，很多高职院校的数控技术课程实践教学还存在诸多问题，包括教材滞后、生源质量参差不齐、资源限制等。针对这些问题建议从以下几个方面进行完善，以提高数控技术实践教学的效率与效果。

（一）构建数控技术实训基地

专业实训基地可以为学生营造一个更加真实的工作场景，学生通过实训能够快速掌握数控技术实践操作技巧，将理论与实践融合在一起，提升自身的职业能力，因此实训基地是课堂教学功能的补充与延伸。上文中提到高职院校的实训基地往往受场地及经费的限制，针对这种情况，高职院校可以构建一个虚实结合的实训基地。实训基地的建设要遵循统筹规划、虚实结合、相互补充的原则，以培养学生职业技能为主要目标，结合学校实际情况对现有的教学资源进行整合，打造一个虚实结合的数控技术实训基地。虚实结合中的“虚”是指各类虚拟仿真教学软件，而“实”则是指数控机床以及配套的实体设备。学生在仿真软件上初步掌握数控机床的基础知识及基本操作方法，再到实体设备中进行验证、学习，可以大大提高学习效率，并能够保证学生的安全性[3]。一般情况下，数控技术专业实训基地需要设置数控铣床区、数控车床区、五轴加工区、车削中心区、数控仿真区等。不同的实训区域设置对应的数控车床，比如数控铣床区就需要配置三轴立式数控铣床、三轴立式加工中心以及配套的设备等，教学软件包括SolidCAM、PowerMill、Solid-Works、VeriCUT、HuiMai 切削仿真、CAXA CAPP等。通过在数控铣床区的学习、实践，学生能够掌握铣床的基本操作技能，独立完成编程，掌握基本的铣床加工工艺，比如挖槽、曲面、钻孔、攻丝等，并能够利用数控软件实现数控铣的编程、模具型腔型心加工、产品三维造型。学生通过数控车床区的实训，能够掌握数据车床的基本操作技能，完成数控指令编程，并能加工常见的、典型的零件。教学软件主要采用CAXA 数控车。通过软件的学习能够绘制零件轮廓图形，选择合适的加工方法，制定合理的加工工艺，并掌握程序上载机床端调试与运行技术。五轴加工实训室主要设备就是五轴联动加工中心，采用的教学软件包括SolidCAM、PowerMill、VeriCUT、HuiMai 切削仿真、Powershare 等。通过五轴加工实训课程的学习，学生能够掌握五轴联动复杂零件编程方法，编制零件加工工艺，了解五轴加工中心维护保养的基本方法、机床基本操作等等；能够应用程序完成仿真校验，并利用软件完成三维实体、曲面等复杂零件造型。车削中心实训区主要设备包括车削中心机床，教学软件主要是SolidCAM。通过该实训室的实践学习，学生能够掌握带C 轴的车铣复合复杂零件的编程，编制加工工艺，并掌握数控车削中心机床操作与维护保养方法等，能够完成车铣复合加工编程。CAD/CAM 数控仿真实训室主要是进行仿真实训的学习。

（二）数控技术仿真实训教学策略

1.仿真软件实训教学的必要性

之所以将数控技术仿真实训另作一节着重介绍，是因为仿真实训在数控技术实践教学课程体系中具有不可取代的优势，主要体现在以下几个方面：

首先，降低实训设备投资成本。数控机床价格普遍偏高，且机床使用过程中还需投入大量的维修维护成本、耗材成本等，这对于资金相对紧张的高职院校而言无疑是一个难题。而仿真软件的采购及维护费用远远低于实际的数控设备，但是却能够达到几乎相同的教学效果，因此很大程度上能够缓解高校经费不足的问题[4]。

其次，仿真软件的应用降低了对硬件投入的要求。数控技术实践教学对场地规模、学生素质等均有较高要求，数控机床占地面积较大，且学生操作不当易导致设备损坏等。而仿真软件大大降低了对场地的需求，且学生操作的安全性也更高。

再次，仿真软件可以获得更好的教学效果。高职院校数控机床的配备数量十分有限，教学中通常采用多人一组，老师示范、学生观摩的方法。这种模式下学生得不到充分的操作练习，学习积极性不高，且仅靠观摩很难让学生清晰地理解机床的理论知识与操作技能。仿真软件强大的数据库中包含了多种数控机床的相关信息，比如机床的三维模型、控制面板及控制系统等。学生应用仿真软件，可以编写机床加工程序、模拟加工过程、调试加工程序等，且软件的校验功能可帮助学生正确编程，为学生提供更多练习机会，使其更直观地学习机床的相关知识[5]。

2.数控技术实践教学中仿真软件的具体应用

随着仿真技术的不断发展，其在教学领域中的应用也越来越广泛，在数控技术实践教学中仿真软件的应用也已经普及。下文介绍几种典型的应用：

首先，应用仿真软件帮助学生了解数控机床的基本结构。数控机床的结构复杂，且型号多样，通过实体设备学生只能了解其表面结构，无法直观看到其内部结构；而仿真软件数据库中包含多种型号的数控机床三维模型，学生不仅可以通过三维模型从多个角度学习数控机床的外部结构，而且可以直观、详细地看到机床的内部结构，了解其各组成部分的安装位置及外形。

其次，利用仿真软件学习数控机床操作面板[6]。在实际的数控机床操作过程中，学生需要熟练掌握操作面板中各个按钮的功能及基本操作流程，才能更高效地完成数控加工。通过仿真软件可以呈现出机床的控制面板，学生不仅能够近距离观察，而且可以尝试操作，再结合老师的讲解进行同步操作，理论与实践有机融合，学生能够更好地掌握控制面板的操作方法及流程。

再次，帮助学生认知与掌握各类刀具的使用。零件加工过程中不同的工件其表面特点要求不同，就需要选择正确的加工刀具以保证加工质量。

最后，帮助学生理解数控机床坐标系[7]。数控机床坐标系包括工件坐标系、机床坐标系。利用仿真软件的动画演示功能，学生可以更直观地理解机床坐标系的概念，准确区分机床坐标系与工件坐标系的区别，并通过可视化窗口实时进行数据分析，观察机床的运动状态，更好地掌握数控机床的基本操作流程与操作方法。

（三）创设真实的职业环境

数控技术课程实践教学需要一个相对真实的职业环境，使学生提前熟悉企业的岗位要求。在实际教学中，要求学生加工真实的产品，以保证实践教学与岗位需求更加贴近。学生的实训操作与实际的工作操作过程完全一致，能够更好地沉浸在工作氛围中，无意中也能够强化学生的责任意识[8]。针对学生的实训过程，我们采用标准化的管理模式，参考企业实际岗位工作要求，编制标准化的工作流程、加工操作规范等，要求学生严格按照工作流程及操作规范进行，根据生产企业的组织管理模式进行教学，并根据生产企业的质量检验标准、管理规范检验学生的加工作品，尽量为学生营造一个真实的职业环境与职业氛围。在实训室建立与企业生产车间一致的管理制度，包括5S 现场管理、看板管理等等。学生以员工的身份参与实训，帮助其建立自律意识与竞争意识。整个过程中，学生可以担任不同的工作角色。根据产品生产加工流程进行教学，将学生分组后，针对每个小组设置不同的工作岗位，包括车间主任、组长、物料员、仓管员、质检员及操作工等，各个工作小组严格按照企业生产加工管理流程进行实训。课前组织班前会，布置生产计划；班前点检后进行上机操作，记录操作过程；产品加工完成后进行自检、终检；最后小组汇报当日的工作内容，做班后总结。学生在实践过程中需要担任编程员、操作员等角色，并作为工艺员填写工件加工的工艺卡及质量检验卡。整个过程帮助学生进一步强化了整个加工程序，促进知识向能力的转化[9]。

（四）构建多元化的实践教学评价体系

一方面，积极推行形成性评价。传统的数控技术课程评价方法是期末卷面成绩结合出勤、作业等平时成绩，评价结果侧重于理论考核，忽略了学生实践能力的评价。推行形成性评价不仅针对学生的理论知识掌握情况进行评价，还针对其实际操作进行评价，针对实践过程制定专门的考核评价体系。此外，还可以参照国家职业资格考核标准对实践课程进行考核，实现课程与职业的对接。根据岗位工作要求优化评价指标与评价内容，重点关注学生的技能熟练程度、质量意识、学习意识。通过多元化的评价及时了解学生的工作态度及学习效果，向学生及时反馈评价效果，使其及时发现在自身的技能实践中存在的问题，提高学习改进的针对性，并对学生的实践学习情况做出准确、客观的判断[10]。

另一方面，模拟企业管理引入多元化的评价主题。针对实践教学的评价，除了学校老师的评价外，还可以邀请企业的车间主任、班组长、质检员等对学生的技能水平做出综合性评价，从不同的角度判断学生的实践学习情况。评价反馈为学生深入学习指明方向，促进学生实践能力的不断提升。

总之，高等职业院校培养的是应用型人才，学生必须具备更高水平的专业技能，学生只有提升自身的综合竞争力，才能更好地适应未来企业的岗位需求。传统的数控技术课程实践教学存在诸多问题，包括场地限制、生源质量及教学内容、教学方法滞后等。针对这些问题，可以打造一个虚实结合的实践课程体系，在实践课程教学中引入仿真软件，帮助学生更直观地理解抽象的数控技术知识，并改革评价标准，通过形成性评价、多元化主体评价，保证评价结果的客观性、全面性。