基于校企合作人才培养模式的数控技术专业教学改革路径探析
2023-02-22金东学
金东学
延边职业技术学院装备制造与智能控制系,吉林 延吉 133000
数控设备在加工制造类企业中应用率较高,主要用于精密零件加工生产,可在数控编程程序支持下提升加工过程的自动化,进而高效完成零部件的切削、打磨等各道加工工序。在校企合作人才培养模式背景下,高校需要与企业展开积极合作,共同培育工匠型数控技术人才,以企业数控机床岗位的技能要求为依据开展数控技术专业实训教学。高校可聘请企业专业技师作为学生数控机床实操的指导教师,由校企双方共建实训基地,以便运用企业最先进的技术及设备为实训教学提供支持,同时也可提升数控技术专业教学与企业数控岗位间的契合性,从而提高学生就业能力,满足企业的数控技术人才应用需求。
一、校企合作背景下数控技术专业教学现状
科技飞快发展,数控机床升级速度也日益加快、集成化与柔性程度不断提高、逐步开发出了智能化数控系统[1],因而传统数控技术专业教学模式与数控机床发展趋势呈现出了不适应性,主要体现为数控技术专业教学所需的数控机床数量不足、机床型号较为老旧,部分教材中设定的实训内容无法开展,且学生没有充足的独立操作时间。此现象的出现主要源于数控机床设备造价高昂,高校自身资金不够充足,无法独立引进数量充足的新型数控机床。例如,由于五轴联动机床的逐步研发与应用,教材内容上也新增了此种机床的操作及编程方法,然而目前高校所应用的仍然是传统的三轴联动机床,因而五轴联动机床部分的实操训练难以实施,阻碍了数控专业教学质量的提升。
在校企合作背景下,高校的数控技术专业教学也会聘请企业技师为学生实训教学提供指导,然而实训教学中,针对不同类型数控设备操作方面的讲解内容并不多。例如,企业技师讲解数控机床钻孔加工技术时,常以编程程序作为讲解重点,未能针对机床对刀、操作程序进行详细解析,导致数控技术专业的学生未能掌握钻头对刀的正确方法,对数控机床钻孔加工时需要注意的问题了解不全面,从而限制了学生实际操作技能的提升。
二、基于校企合作人才培养模式的数控技术专业教学改革路径
(一)结合数控技术发展趋势、科学设计与开发实训课程
学校教师应与企业数控机床操作技师共同进行课程开发,以企业新型数控设备为基础完成数控设备操作技术课程的编制,可将企业数控技师操作数控设备过程录制成视频,以之作为实训课程教学的影像资料。例如,学校教师可与企业技师合作完成数控机床编程流程梳理,制定规范的编程流程、给出适合的编程方法,并利用可行性的方式简化编程过程。在实训课程开发的过程中,高校要针对数控行业的发展趋势进行详细分析,在此基础上积极与企业开展合作,共同完成数控技术专业的实训课程开发,并应在实训教学中纳入新型数据机床、铣床及镗床的实训教学内容[2]。除此之外,数控技术实训课程设计过程中,还可设置数控铣床及镗床实操讲解内容,进而强化学生对数控设备的操控能力。
(二)聘任企业技师作为实训指导教师、优化数控技术专业师资结构
数控机床教学改革过程中,高校可与企业联合,聘任企业专业技师到企业中为学生的实操能力进行指导[3]。在此过程中,不仅要着重讲解编程这一重点内容,还要加强数据机床操作的详细讲解,基于零件加工案例引入对编程过程或数控机床实操过程展开详细分析,从而增强学生对数控机床编程及操作技术理解的深入性。例如M30X1.5螺丝编程代码讲解过程中,可利用G92编程方法,设计圆柱或圆锥螺纹切削指令,使刀具能够以梯形进行循环。在此过程中,企业技师应引导学生注意结合螺丝尺寸大小调整走刀尺寸,且在螺距或深牙型螺纹加工时,需要引导学生通过增加走刀次数、采用分层切割方法,提升螺纹切削的平滑性与标准性。
与此同时,企业技师还应针对数控机床操作流程进行演示讲解,先令切削刀具回到原点,而后再启动数控机床,在工作台上放置加工件,利用胶水黏结方式稳固小工件,磨平底部并利用压板压好大工件,而后设定坐标系,设置好坐标,再完成Z轴对刀,输入z轴数值、调整加工速度,之后便可实施数控加工。通过完整的数控加工操作流程演示,使学生了解数控机床的具体操作方法。
(三)校企联合共建实训基地、为数控专业教学提供实训场地
校企合作人才培养模式实施下,高校可与机械加工制造企业联合共建实训基地,可在学校内部建设实训室,或是在企业中建立校外实训基地,进而实现数控技术专业教学与企业机械加工生产的合理衔接,确保数控技术专业实训教学的顺畅开展,并利用企业的数控技术人才标准培育数控技术专业人才[4]。学校可采购机械加工制造企业设备更新后替换下来的五轴联动机床、数控铣床或镗床等数控设备,利用这些设备构建校内数控加工基地,可在实训设备采购资金节约的基础上为数控技术专业实训教学提供充足的设备,满足学生的数控设备实操练习需求。
高校须选派学生定期到机械加工制造企业进行实习,利用这一校外实训基地,在企业专业技师指导下强化数控技术专业学生的数控实操技能,使学生在企业实习过程中了解先进机械加工工艺知识、学习新型数控加工技术,并拓宽学生视野,引导学生感受与学习企业技师的工匠精神。此外,高校可优化创新校企合作方式,引导企业共同参与高校的实训教学及数控技术人才培养,从而培育出更多工匠型数控人才,满足企业的人才需求。
(四)提高项目化教学方案设计精细性、为学生实操能力强化提供保障
高校的数控技术专业教学中可引入项目化教学方法,以数控加工项目作为教学内容,以项目为驱动,由学生自主完成零件测量、CAD图绘制、数控机床编程及数控加工各项工作,以便强化学生的数控机床实操能力,增强其与数控岗位之间的契合性。例如,数控技术专业教学中,教师可以双联齿轮加工项目为任务,要求学生以小组为单位制作双联齿轮,并在学生加工制作完成后,对学生所加工齿轮的标准性、平面光滑性进行评定。各小组可自行设计齿轮加工流程,并自主完成齿轮尺寸确定及材料选择工作,而后由学生自主完成双联齿轮的倒圆处理、齿坯切削、齿轮精加工以及抛光等各道工序,使学生通过双联齿轮加工实训项目实践,强化自身的实际操作能力。由于数控技术专业教学属于高实践性课程内容,因而项目式教学方法的引入,利于本课程特点的充分展现。学生可在加工项目实操中逐步扩充自身的数控相关知识并提升数控加工技能,通过难度逐步提升的实际案例引入,逐步强化学生的综合能力,并基于数控加工项目针对学生的加工实操能力进行考核评价,进而在精心设计的数控实训课程开展过程中逐渐提升学生的技能素质。
(五)引入混合式教学法、基于丰富教学资源提升学习深度
校企合作模式下,数控技术专业教学改革可引入混合式教学法,实现在线教学及线下课堂教学两种形式的优势互补,通过在线授课平台及数字化教学资源的合理利用,促进数控技术专业教学的深度开展[5]。
1.构建完善的线上资源库
数控技术专业线上资源库建立时,要确保资源丰富性与齐全性。应将视频内容优化作为重点,不必过于重视剪辑技巧,要求教学视频内容知识点涵盖齐全且讲解过程清晰明确。应以教学内容为依据划分知识点,并针对各知识点录制单独的视频。同时,要合理修改PPT等其他教学资源,科学设置练习题,针对部分重难点题型进行深度讲解。线上课堂开展时,可利用线上资源库资源,由学生自主完成课前预习与课后巩固,进而为线下课程开展时重难点知识讲解、学生错误纠正、问题解答留有更加充足的时间。
2.加强线上学习成果检验
由于线上学习难以监控,学生自觉性的高低是其能否取得良好的数控技术专业课程线上预习效果的关键。然而高校学生自我学习能力不强,缺乏一定的自主约束力,因而数控技术专业在线课程开展后,应针对性开展线上检验,也可在线下课程开展过程中针对学生的线上预习情况进行测试,通过考核评价督促学生自主自觉做好线上预习,从而保障数控技术专业实训课程开展前,学生可通过在线学习掌握相关理论知识以及操作技巧,从而为实训教学奠定稳固的理论基础。
3.建立健全教学评价体系
数控技术专业混合教学实施后,需要针对学生的学习成绩展开评测,可基于课后测试等方式了解学生的学习成效。在收集反馈学生学习成绩后,教师可针对性调整数控技术专业理论课程及实训课程的实施进度,并总结学生不易理解的重难点知识及技术技巧,从而通过修正教学过程增强数控技术专业教学的针对性,帮助学生深入了解数控加工原理、了解数据设备操作技巧,并通过测试成绩正反馈的激励作用,引导学生自主积极投入数控技术专业知识及技能的学习。
(六)基于虚拟工厂打造数控实训学习平台
数控技术专业教学改革过程中,教师需要突破传统教学观念的束缚,基于新理念结合应用,强化数控技术专业人才培育成效。应以学生作为实训教学改革的主体,针对学生基础及学习特点制定差异化的实训计划,帮助学生拓展思维,引导学生深入思考,培育学生的开拓创新精神。
在数控技术专业教学中,应面向学生提供多种类型的综合性实训项目。为实现这一目标,高校可与企业展开深度合作,以虚拟工厂为基础,建立数控实训学习平台,进而为综合性实训项目的充足供应提供支持。可按照企业的实际加工生产需求在此平台上发布订单任务,引导学生了解企业实际工作岗位的职责要求,明确数控加工产品的详细制作流程。可在数控实训学习平台之上集成教学资源及实训项目,学生可利用课余时间,基于平台上丰富的教学资源,自主完成实训项目练习,并在数控加工实训室中完成零件加工实操,进而提高学生的数控技术应用能力,保障数控技术专业的教学成效。
(七)借助数控专业比赛提升学生积极性、实现以赛促教目标
目前,全国各地均有数控相关竞赛活动开展,如数控铣或数控车项目竞赛等基础性数控技术赛事,数控技术、工业机器人技术等涉及智能制造技术的综合性比赛活动。高校可鼓励数控技术专业学生积极参与这些竞赛,通过竞赛检验“1+X”培训成果,并根据学生在“1+X”培训中取得的成绩选择数控竞赛的参赛学员。以学生是否取得数控车铣“1+X”证书作为筛选标准,也可以培训考试成绩作为选拔依据,从而确保竞赛学生选择的公平性。由于数控技术相关比赛类型众多,可根据学生的擅长领域选择参与比赛类型,确保学生均有竞赛活动参与机会。学生以参加比赛作为学习目标后,学习数控技术的自主性将会进一步提升,并且在良好的学习氛围营造下,学生成功获取比赛参与资格或取得良好比赛成绩的人数逐步更多,可为其他学生参与竞赛产生促进,从而形成良性的循环。为此,数控技术专业教学改革时,可将数控“1+X”证书及数控技术比赛纳入人才培养方案,进而借助比赛促进数控技术专业教学的高质效开展。
三、结语
高校结合企业岗位要求,应引入混合式教学法,以提升学习深度、基于虚拟工厂打造数控实训学习平台、借助数控专业比赛提升学生积极性,进而利用企业的先进设备、实践场地,在企业专业性技术人才支持下,促进高校数控技术专业教学改革。通过校企联合,科学设计与开发实训课程,聘任企业技能人才作为指导教师,优化数控技术专业师资结构,由校企联合共建实训基地,为数控专业教学提供实训场地,提高项目化教学方案设计精细性,为学生实操能力强化提供保障,共同培育出契合企业数控岗位人才要求、具有工匠精神的专业高素质数控技术人才。