基于智能制造背景下的中职《数控车削零件加工》课程改革与实践

摘 要：智能制造技术的飞速进步，为中职教育领域带来了前所未有的挑战与契机。在此背景下，机械制造专业的核心课程——《数控车削零件加工》亟须进行教学模式的创新，以匹配新兴制造技术和瞬息万变的市场需求。也就是说，必须对《数控车削零件加工》课程进行改革，以适应智能制造时代的要求。本文探讨了在智能制造背景下，中职《数控车削零件加工》课程改革的必要性，提出了课程改革的策略，并结合实践案例，分析了改革实施的效果。

关键词：智能制造 中职 数控车削零件加工 课程教学改革

0 引言

智能制造正逐步成为制造业进步的关键路径，它凭借信息化、网络化和智能化的融合，促使生产过程迈向自动化、智能化及高效化的新阶段。职业教育体系中，中职教育扮演着培育高技能、高素质技术人才的关键角色。然而，面对智能制造的快速发展，传统的《数控车削零件加工》课程在教学安排、授课模式及教学资源配置等方面，已难以充分满足行业需求。鉴于此，对该课程实施教学改革显得尤为迫切，旨在提升人才培养的层次与质量，确保教育输出与市场需求紧密对接。通过改革，旨在使课程内容更加贴合智能制造的实际需求，教学方法更加灵活多样，教学资源更加丰富先进，从而有效增强学生的实践能力和创新能力。

1 智能制造的概念

智能制造是当代工业发展的高级形态，它深度融合了信息技术、自动化技术与先进制造技术。这一模式通过智能设备与系统的应用，实现了生产流程的高度灵活化、自动化与智能化。在智能制造体系中，物联网、大数据、云计算及人工智能等先进技术扮演着核心角色，它们共同支撑起从设计、生产到服务的全链条智能化转型。智能制造不仅大幅提升了生产效率和产品质量，还显著增强了企业的市场响应速度和定制化服务能力。通过实时数据采集与分析，企业能够精准把控生产状态，优化资源配置，减少浪费，实现绿色可持续发展。此外，智能制造还促进了创新设计理念的实践，使得个性化、多样化的产品成为可能，更好地满足了消费者多元化需求。总之，智能制造代表着未来制造业的发展方向，是推动工业转型升级、实现高质量发展的关键力量。随着技术的不断进步和应用场景的持续拓展，智能制造将引领全球制造业迈向更加智能、高效、绿色的新阶段[1]。

2 中职《数控车削零件加工》课程改革的必要性

中职《数控车削零件加工》课程改革势在必行。随着制造业技术的飞速发展，尤其是智能制造和自动化技术的广泛应用，传统数控车削加工教学模式已难以满足现代企业对高技能人才的需求。课程改革能够引入更多前沿技术和工艺，如高速切削、精密加工等，使学生掌握更先进的数控车削技术。同时，通过优化课程内容和结构，可以提高学生的实践能力和创新能力，为其未来职业发展奠定坚实基础。此外，课程改革还应注重培养学生的职业素养和团队合作精神，以适应现代企业对员工综合素质的要求。通过与企业合作，开展工学结合、产教融合的实训项目，学生能够更深入地了解企业实际需求，提升解决实际问题的能力。综上所述，中职《数控车削零件加工》课程改革是顺应时代发展、提升人才培养质量的必然选择。只有不断改革和创新，才能培养出更多符合市场需求的高素质技能型人才，为制造业的发展贡献更大力量[2]。

3 基于智能制造的中职《数控车削零件加工》课程教学改革策略

3.1 创新实训项目的设计

实训项目设计需紧扣行业前沿，将理论知识与实践操作紧密结合。在原有基础上，我们引入了模块化教学、虚拟仿真技术、项目式学习等先进理念，力求打造一个高效、实用、有趣的实训环境。模块化教学能够帮助学生分阶段、分层次地掌握数控车削技术。我们将整个实训过程划分为基础操作、编程技能、复杂零件加工等多个模块。每个模块包含明确的学习目标和实操任务，学生完成一个模块的学习后，再进行下一个模块的学习，确保技能稳步提升。同时，模块化教学便于教师根据学生的掌握情况，灵活调整教学进度和难度，实现因材施教。虚拟仿真技术是本次实训项目的一大亮点。借助先进的数控仿真软件，学生可以在虚拟环境中模拟数控车床的操作过程，包括刀具选择、工艺参数设置、程序编写等。这种教学方式不仅降低了实训成本，还大大提高了学生的安全性。学生可以在不受时间和空间限制的情况下，反复练习，直到熟练掌握各项技能。此外，虚拟仿真技术还能提供实时的操作反馈，帮助学生及时发现并纠正错误，提高学习效率。项目式学习则注重培养学生的创新思维和团队协作能力。我们设计了多个与实际生产紧密相关的数控车削零件加工项目，如汽车零部件、航空航天零件等。学生以团队为单位，从零件图纸分析、工艺方案设计、程序编写到最终加工完成，全程参与项目实施。在项目过程中，学生需要综合运用所学知识，解决实际问题，这不仅锻炼了他们的专业技能，还培养了他们的创新思维和团队协作能力。同时，通过项目式学习，学生能够更直观地了解数控车削技术在工业生产中的应用，增强职业认同感。

在实训项目的设计中，还特别注重培养学生的职业素养。通过模拟企业车间的管理流程，如工量具管理、设备保养、安全生产等，让学生提前感受职场氛围，养成良好的职业习惯。此外，我们还邀请企业专家进校园，开展专题讲座和技能比武等活动，拓宽学生的视野，激发他们的学习热情。总之，创新中职《数控车削零件加工》实训项目设计，旨在通过模块化教学、虚拟仿真技术、项目式学习等先进理念，构建一个高效、实用、有趣的实训环境。

3.2 丰富实训课堂教学内容

为适应智能制造行业对多样化人才的迫切需求，中职院校需强化数控加工实训项目，不仅包含基础零部件的加工训练，还应扩展至复杂及特殊部件的制造技术教学，确保学生掌握先进且实用的操作技能。同时，增设关于先进制造技术和设备的课程，助力学生紧跟制造技术前沿。除课堂教学外，第二课堂的开发也至关重要，需丰富实训与实践活动。具体举措有：一是组织数控加工、机械设计等技能比赛，以竞赛激发学习热情，深化学生对专业知识的理解。二是开展企业实习、工厂参观及公益项目等社会实践活动，让学生在真实环境中提升专业能力。三是设立机械设计创新、数控加工实验等创新实验项目，通过项目实施，激发学生的创新思维与专业潜能。这些多元化的教学活动，不仅能提升学生的专业技能水平，还能增强其实践能力和创新意识，使其更符合智能制造领域对复合型人才的高标准。通过这些措施，学生将更好地适应智能制造领域的发展需求[3]。

3.3 引进人工智能技术

通过引进人工智能技术，中职《数控车削零件加工》的实践效率得到了显著提升。人工智能技术能够优化数控车削的加工路径。传统数控车削编程依赖于人工经验，编程过程繁琐且易出错。而人工智能技术通过深度学习和大数据分析，能够根据零件形状、材料特性以及加工要求，自动生成最优加工路径。这不仅大幅缩短了编程时间，还提高了加工精度和效率。学生在实践过程中，可以更加专注于操作技能的提升，而无需花费大量时间在编程上。人工智能技术能够实时监控和调整加工过程。在数控车削过程中，刀具磨损、材料变形等因素都可能影响加工质量。传统方法往往依赖于操作人员的经验和直觉进行判断和调整，但这种方法不仅耗时费力，而且难以保证调整的准确性。而人工智能技术通过传感器和机器视觉等技术手段，能够实时监测加工过程中的各项参数，如刀具磨损程度、切削力大小等。一旦监测到异常情况，人工智能技术将自动调整加工参数，确保加工过程的稳定性和连续性。这不仅提高了加工效率，还有效避免了因人为判断失误而导致的加工质量问题。

人工智能技术还能够实现加工数据的智能分析和反馈。在数控车削加工过程中，会产生大量的数据，如加工时间、材料消耗、刀具寿命等。这些数据对于分析加工效率、优化加工参数具有重要意义。然而，传统方法往往难以对这些数据进行全面、准确的分析。而人工智能技术通过数据挖掘和机器学习等技术手段，能够自动对这些数据进行处理和分析，提取出有价值的信息。这些信息不仅可以用于优化当前的加工过程，还可以为未来的加工任务提供决策支持。学生在实践过程中，可以通过分析这些数据，更加深入地理解数控车削的加工原理和优化方法。此外，人工智能技术还能够为中职《数控车削零件加工》课程提供更加丰富的实践资源。通过虚拟现实（VR）和增强现实（AR）等技术手段，人工智能技术可以模拟真实的加工环境和场景，使学生在不接触实际机床的情况下，就能够进行模拟操作和练习。这不仅降低了实践成本，还提高了实践的安全性和灵活性。

3.4 加大实训课程的信息化程度

信息技术对制造业具有不可或缺的支持功能，因此，在数控加工实践教学中，强化信息化基础设施并利用信息技术工具提高教学效果与速率变得极为关键。具体实践路径涵盖：首先，引入多媒体教学。利用多媒体技术，复杂理论可以转化为直观的图像和视频资料，帮助学生快速把握知识精髓。其次，采用模拟仿真技术进行实践训练。仿真技术能精确模拟真实的生产场景和流程，让学生在接近真实的环境中操作，从而增强其动手能力和实践经验。此外，通过网络技术实施远程实训教学。网络技术能将实训现场和内容即时传送到远程设备，赋予学生随时随地参与实训的便利。这些举措不仅有助于数控加工实践教学信息化的深入发展，还能从根本上提高教学的品质与效率，为制造业培育兼具深厚理论基础与卓越实践才能的杰出人才[4]。

3.5 更新智能设备和实训设施

中职院校应当增强对数控加工实践设施的投资，确保学生能触及最新的制造技术和工具。在智能制造趋势的推动下，数控加工技术与智能制造相结合，构建智能制造实训基地，引进前沿的教学器械和当代新型技术，使学生在受教育的过程中能够亲身体验到最新的制造技术和工具。具体而言，应采纳尖端数控装备和软件系统，例如高端数控机床、智能制造软件等，让学生在受教育的历程中熟悉并掌握最新科技。另外，还需扩充与智能制造相关的理论知识体系，涵盖智能制造的基本原理、智能工厂的构建、计算机辅助设计等，从而使学生能够全方位地把握智能制造技术及其在数控切削领域的应用。通过这样的举措，学生不仅能接触到实际操作中的最新设备，还能从理论层面深入理解智能制造的精髓，为其未来在制造业的职业生涯奠定坚实的基础。此举无疑将极大地提升学生的竞争力，使他们能够更好地适应快速发展的智能制造行业。

3.6 加强与企业的合作

紧跟现代教育理念的步伐，依据社会发展脉络与学生求知渴望，深化校企合作，共同打造实践平台，协同规划课程与实训项目，旨在培养实践型人才。具体来说，可以建设校内实训基地，配备先进的数控设备和教学软件，为学生提供良好的实践环境。同时，通过企业合作，开展校外实习实训，让学生在实际工作场景中学习和掌握数控车削技术。此外，还可以组织技能竞赛、创新创业等活动，激发学生的实践兴趣和创新精神。在此过程中，融入企业元素，让教育与产业紧密相连，既传授理论知识，又锻炼实际操作能力，全面助力学生发展。学校亦积极邀请企业工程师走进校园，他们或亲自授课，或举办专题分享，让学生近距离感受并掌握企业前沿技术和实际需求。此举旨在拓宽学生视野，提前适应职场，为职业生涯打下坚实基础。校企深度合作，不仅为学生提供了丰富的实践舞台，也为企业输送了实战型精英，实现了互利共赢。这种教育模式的革新，超越了传统教育框架，生动展现了现代教育理念，有力促进了教育与产业的深度融合，为培养满足社会需求的高素质人才作出了贡献。通过校企双方的紧密协作，共同推动教育创新，为学生搭建起通往未来的桥梁，同时也为企业发展注入了新鲜血液，实现了教育与产业的和谐共生。

3.7 构建评价体系促进学生全面发展

《数控车削零件加工》这门传统课程的评价体系历来侧重于考试成绩，却忽视了对学生的全面评估。为了推动学生全方位发展，必须建立一个多元化的评价机制。具体而言，可以采纳诸如过程评价、项目评价及综合评价等多种模式。过程评价旨在监测学生在学习旅程中的表现与成长，项目评价则着重衡量学生的实践操作能力和创新思维，而综合评价则能够全方位地考查学生的知识积累、技能掌握及综合素质。实施这一多元化的评价体系，旨在更为全面且公正地反映学生的学习成效与发展状况。它不再单一地依赖分数作为评判标准，而是从多个维度出发，综合考量学生的各种能力与素质。这样的评价方式，不仅能够激励学生积极参与学习过程，还能准确捕捉并肯定他们在不同领域的进步与成就，从而真正促进学生的全面发展。通过这一系列评价手段的引入，我们期望能够为学生提供一个更加公平、全面的成长舞台[5]。

4 结论

智能制造技术的快速发展对中职教育提出了新的挑战和机遇。《数控车削零件加工》作为机械制造专业的核心课程，需要进行教学改革以适应新的制造技术和市场需求。通过更新课程内容、改革教学方法、加强实践教学、构建评价体系等策略的实施，可以提高人才培养质量和满足市场需求。同时，通过完善课程体系、建设实训基地、提升师资力量、推动校企合作和优化教学资源等路径的推进，可以为中职数控专业的教学改革提供有力保障。未来，随着智能制造技术的不断发展和中职教育的不断深入改革，《数控车削零件加工》课程的教学改革将取得更加显著的成效。

参考文献：

[1]杨寒，胡光忠，曹照洁.“赛教融通”视域下中职数控专业“三教”改革基本逻辑及策略[J].宁波职业技术学院学报，2023，27（3）：88-92.

[2]李文强.项目教学法在高职数控加工实训教学中的应用分析[J].模具制造，2022，22（12）：90-92.

[3]胡双喜，吴敏.“双高”背景下高职院校智能制造专业群实践教学体系的重构研究：以湖北科技职业学院为例[J].湖北开放大学学报，2023，43（4）：47-53.

[4]邹飒.智能制造背景下技工学校数控人才培养[J].山东工业技术，2019（09）：246.

[5]陈财幸.基于智能制造背景下中职数控专业面临的机遇与挑战[J].教育现代化，2017，4（43）：300-301.