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关键词 数控技能大赛 学生选拔 技能培训 综合能力
中图分类号:G718.3 文献标识码:A 文章编号:1002-7661(2014)06-0010-02
数控技能大赛的举办是职业教育工作深入贯彻落实国务院关于大力发展职业教育的方针,深化改革、加快发展所取得的成果的一次大检阅,是职业院校广大师生奋发向上、锐意进取的精神风貌和熟练技能的一次大展示,对于进一步宣传职业教育,营造关心支持职业教育发展的良好社会氛围,对于全面落实科学发展观,加快发展职业教育,提高办学质量和效益,实现又好又快的发展具有重要意义。于是,各省、市的数控技能竞赛也如火如荼地开展起来。那么,我想通过我这几年分别作为选手和指导教师参加数控技能大赛的情况浅谈一下数控技能大赛。
一、数控技能大赛在不断地进步发展
首先,从几届的数控技能大赛出题命题特点来看:
1. 2004年第一届数控大赛:只有一件简单的零件,主要考察选手的数控加工技能;
2. 2006年第二届数控大赛:两件公母配合件加工,不但考察选手们的基本数控加工技能,还要考察选手们的综合能力;
3. 2008年第三届数控大赛:多件零件加工和自动编程(CAD/CAM软件应用),要求选手们具有高度数控加工工艺积累、精度控制能力和熟练的自动编程能力;
4. 2010年第四届数控大赛:不但会应用传统的数控机床,还要会应用更先进的多轴数控机床;不但是一个选手操作,还要多个选手配合团体操作;不但会传统的加工工艺,还要具备更先进的复合数控技术加工工艺。
5. 2012年第五届数控大赛:比赛试题不但注重创新概念的考核,还关注细节,重视过程;同时还新增设了数控装调与维修的赛项(团队比赛)。
从2004年举办的第一届全国数控技能大赛开始,数控技术大赛经历了从简单到复杂,从单件到多件,从手工编程到电脑自动编程,从单项到多项配合加工不断发展的趋势,也充分体现了数控技术在我国快速应用发展。
其次,从2012年第五届全国数控技能大赛的情况来看:2012年全国职业院校技术技能大赛现代制造技术比赛,于6月26日至28日在天津机电学院新校园区隆重举行,来自全国36个省市(计划单列市)518名优秀选手参加了七个项目的角逐。本届比赛是自2004年以来数控大赛项目最多、参赛选手最多、水平最高、影响最大的一次比赛。技能大赛得到了职业院校各级领导高度关注,同时示范、引领了先进的工艺技术和操作技能。经过赛前训练和比赛锻炼,选手技能水平、指导教师综合素质都有了非常大的提高,受到中职学校的欢迎和认可。
另外,本届大赛在组织工作方面做了很多创新。在各赛区选拔赛期间,组委会组织专家到赛区做技术培训;在全国开展全国决赛试题及方案征集活动。在各赛区选拔赛结束后,组委会针对各赛区参赛选手,组织了免费的“数控多轴加工技术及工艺”培训班、“数控多轴加工软件应用”培训班;将实操试题提前公布,以便参赛选手学习及训练;在实操赛场安装视频监控系统,便于场外领队、教练、选手观摩学习;在实操现场组织配套展览,加强宣传及交流工作等。除了以上这些创新工作外,组委会还组织了数控技术发展及数控技能人才培养论坛;还将继续开展多种形式的技术点评活动等。
从几届的数控技能大赛出题命题特点以及2012年第五届全国数控技能大赛的情况看,数控技能大赛不管是在技术要求,还是在选手的综合能力、人数以及大赛的组织方面都有了很大的突破与发展。因此,这就需要我们作为职业教育者要不断地努力,为数控技能大赛做更高要求的准备。
二、数控技能大赛选手的选拔与培训
选手的选拔和培训是数控技能比赛前期两个至关重要的环节,它们直接影响到比赛成绩。我根据自身参赛和培训竞赛选手的体会,对职业学校数控技能比赛学生的选拔和培训做了以下探讨。
(一)选拔学生是基础
俗话说“强扭的瓜果不甜”,挑选的时候应该体现一种自愿原则,在自愿报名的前提下再对其进行筛选。有些老师可能把听话、学习认真的同学当作首选,这种做法似乎过于片面。我们在挑选时首先需要参照的应该是学生的专业理论成绩,包括机械制图、机械基础、切削原理等,这些专业知识将直接影响到他们以后对数控培训接受能力的好坏。其次需要考虑的应该是学生的心理素质,这点往往容易被忽视掉。最后关注学生的动手能力,比如实训中对各种工量具的使用。动手能力差的学生在短时间内想要提高是很难的。
确切地说,选拔是一个促进与提高的过程。培训期间老师可根据日常表现及考核采取淘汰制,做到优胜劣汰。起初挑选的人数可以是正式比赛的3至4倍,随后逐轮淘汰,这样一来学生有了竞争意识,学习的劲头将会大大提高。当然,有些技能不错的学生在培训期间会觉得培训过于枯燥,出现严重失误后会产生后怕心理,打退堂鼓,这就少不了指导老师的正确引导。
(二)技能培训是关键
1.操作技能的培训
技能培训是一个系统化工程,指导老师应准备详细的进程安排,方能做到有条不紊。初步筛选的学生可能已学过数控方面的知识,但对编程和操作掌握的还不够全面,在培训过程中应遵循循序渐进原则,由浅入深再对每个指令进行系统的讲解、分析和演示,打下良好的基础,有利于以后培训的安排。有些指导老师或许存在着这样的心态,怕自己在演示中出错,我认为没这种必要,老师跟学生应该以探讨交流的形式进行培训,万一出错可以和学生一起解决问题,这样比纸上谈兵效果更好,学生接受新知识的时候也更直观。
数控技能比赛培训不同于一般的技能培训,培训的内容不能面面俱到。一般比赛都会使用指定的机床设备,教师可以根据比赛难度和比赛所用的机床来大概确定题目的类型。比如数控车床比赛,高级工难度,选用的机床大多是FANUC、GSK980TD或者华中系统等等,再根据比赛刀具清单,我们就可以大概确定是外圆台阶、凹凸圆弧、内/外螺纹、车槽、内孔等。这样培训的内容更具有针对性,与比赛内容更接近。
2.三个“度”的把握
数控比赛讲究三个“度”――速度、精度、粗糙度。在日常培训中,指导老师应时刻检查学生的工艺编排、程序编辑、切削用量选择及操作规范性等,因为每一个细节都会影响到三个“度”。怎样更好地保证这三个“度”呢?首先,一定要提高学生手工编程的能力,确保万无一失。在正式比赛中由于心理等因素,程序出错再去修改往往很难找到错误的地方,既浪费时间、加剧紧张又影响到速度。其次,对工艺的分析,有些学生一拿到图纸就盲目加工,对工艺细节考虑不够周到,加工到一半时发现工艺出错,不能继续加工,前功尽弃。在培训时一定要使学生养成习惯,宁可花十分钟认真分析工艺而不为图一时之快乱了大局。最后,切削用量的选择,加工不同材料,使用不同刀具都有不同的切削用量。有些学生为了抓紧时间而不断提高切削用量,这样精度难以保证而且会引起严重后果。当然切削用量也不是一成不变的,也要根据实际情况让学生学会及时调整。机床主轴的电机功率往往会被一些老师忽视掉,不同的主轴电机功率所选用的切削用量也是不一样的,选择不当会出现崩刀,甚至断刀等现象,在正式比赛前指导老师一定要及时提醒。
3.综合能力的培养
在实际操作竞赛中,由于选手对场地和机床性能的不熟悉,加上心理紧张和疏忽大意等因素,往往会出现程序编好后不能运行,加工中切削用量选择不当刀具突然断裂等现象。所以日常培训中不能一味追求技能的提高而忽略了应变能力及心理素质的培养。竞赛的题目都有一定的难度,里面都有一些难点的设置,用常规的编程模式或许加工不出来,培训中不能限制学生一定要按照老师的思路去编程,可以尝试不同的编程方法来加工同一个工序。有些老师忌讳学生在平时训练时断刀或发生刀具干涉等现象,我认为这些情况的发生不一定就意味着学生差,反而可以锻炼学生的随机应变能力和心理素质。当出现问题后,指导老师不要忙于解决,一定要让学生弄清楚问题出现的原由。不过一定要在保证学生和机床安全的前提下。
(三)培训时注意事项
1.劳逸结合:不要为了出成绩而搞得学生身心疲惫,合理的时间安排更有利于达到事半功倍的效果。
2.培训内容尽量少而精:有些老师采取“题海战术”,但里面很多内容都是大同小异的,更应注重培训质量而不是题目的多少,学生的技能不是老师“教”进去的,而是学生“学”进去的,也就是说学生必须愿意学,能够将学到的东西进行内化才是最主要的。
3.安全问题:必须时刻提醒学生做到胆大心细,程序里一个数字的错误或者操作失误都会酿成大祸,轻者零件报废,重者造成机床受损或人生伤害。
4.及时总结、提高:不但指导老师要及时总结,选手也要及时总结。只有这样才能从学习过程中发现问题,解决问题,积累更多的经验,快速的提高。
总之,通过数控技能大赛,数控技术向着高速、高精、高效、高复合的方向发展,这就要求作为数控技术职业教育者的我们具备更高、更强的综合能力,为我国的工业化建设作出更大的贡献而努力奋斗!
参考文献:
关键词:三位一体 数控技能 变成 教学模式
我国加入世贸组织后,一些大的加工制造企业正逐步变成“世界制造中心”。为了增强企业的竞争能力,制造行业早已被数控技术所广泛占领。但是企业中掌握数控技术的人才数量不足,据一项调查结果显示,企业数控机床的操作人员缺口达60万。这种形势下,职业技术院校的教学也要有大的改革。数控实训教学就显得尤为重要。给学生金子不如给学生点金术,培养学生掌握一项技能,就相当于给了学生点金术。那么技能的概念是什么呢?技能通常是指人能够运用已掌握的知识和经验,经过一系列的动作组合,进而完成某种操作的一种活动方式。
一、“三位一体”的数控教学模式
由于种类繁多的数控系统以及多样性数控机床操作面板,使得学校培养出来的学生到了企业以后,由于教学和实际系统面板有差别,很长一段时间内不能操作设备。基于这种局面,很多院校在购买数控机床时都配置了常用的数控系统软件,以及购买与之相对应的数控加工模拟软件,但还是不能解决这些问题。如果在数控加工模拟软件和数控机床之间增加一个操作平台,也就是增加一个数控机床控制面板。主要功能是在与机床数控系统相对应的界面下,实现对控制面板各功能键的傻瓜型使用方法,以及对刀和刀具的补偿等简单的图像显示功能,不进行模拟程序、在数控加工模拟软件里运行和加工,也不在数控机床上进行工件的切削加工,形成数控实践教学中“三位一体”的教学模式。
二、“三位一体”培训模式的特点
现在的“三位一体”教学模式,是根据当前学生的知识结构和内在潜力而制定的,对学生采取的塔式教学模式,既解决了机床工位严重不足的问题,同时还使学生进行了数控实训,保证使每一位培训后的学生都能够熟练操作数控机床和进行编程及加工。也使学生彼此间能够进行互动,使课堂教学和实际操作形成塔式的动态教学过程。
1.“三位一体”模式经济
此模式是在第一阶段中配置一间标准的计算机房,同时需要在每台电脑上安装数控仿真教学软件,价格为一套不足千元的。在第二阶段中配置20台以上数控机床控制面板操作平台,一台控制面板操作平台的价格和同类工业数控机床的价格比较,仅占1/20。在第三阶段中配备数控车床5台以上、数控铣床2台和1台加工中心。这样就节省了大量的设备资金。
2.“三位一体”模式安全
通过在第一阶段中安装数控仿真教学软件,使学生能够在电脑中对整个数控实训过程有一个全面的了解和大概的认识,增加学生的感知能力。尤其是在操作数控机床时,可能出现的安全隐患提前得到发现。在第二阶段中使用控制面板操作平台进行各个功能按键的操作演练,锻炼了学生的触觉和感官,即便有操作失误,也不能对机床造成损坏。在进入第三阶段时,由于学生有了仿真教学软件的模拟演练,以及数控机床控制面板的模拟操作的演练,将大大提高了在实际操作数控机床时的人机安全。
3.“三位一体”模式高效
在对一、二阶段的培训中,已经使学生掌握了更多的系统及控制面板功能、使用方法,再通过这三个阶段的学习,使学生从虚拟操作到仿真操作再到现场操作,完成了由浅入深、循序渐进的培训过程,尤其在采用塔式动态教学过程中,大大提高了实训的速度和提高了学生实训的质量。
三、“三位一体”的培训内容
培训中,要注重对学员发现故障、分析故障、排除故障能力的训练,着力培养创新意识和独立思考、独立判断、独立完成任务的能力。培养良好的心理素质和技术水平,使学生真正成为智能与技能相结合的实用性人才。
1.提高动手能力的基本功训练
企业加工中的数控机床是集机械、气动、光学、电气、液压、计算为一体的机械设备,是自动化系统中的重要装置。我国的许多企业都应用了这些先进设备,培养造就一批既会操作又会编程的数控人员是课堂教学的当务之急。如何在较短的培训期内,使学生的技能水平提到熟练操作的高度上,必须采取基本功的强化训练。在编排培训内容中要依据操作规范,让学生通过反复的实践操作练习,最终掌握数控技能的基本功及工艺水平,从而拥有规范化的操作技能。
2.提高技术水平的技巧性训练
技巧是能够达到迅速、精确运用自如的技能。学生在通过训练获得基本功的基础上,再经过多样的、复杂的反复训练才掌握的,同时也是学生正确利用基本功的过程。技巧是基本功及技能水平的大幅度提高。掌握技巧后的学生能熟悉数控机床的使用方法。
3.提高操作能力的综合性训练
操作能力是能成功加工制作器件的基本本领。知识和技能是培养创造能力的基础,也是学生数控技能培训的一个重要目标。把学生培养成技能型人才,使其成为工种岗位上的技术能手。能够同其他人员进行很好的技术合作,从而把学生的潜在生产力转化为现实的生产技能,把科学技术转化为企业效益。
综上所述,见于“三位一体”教学模式经济、安全、高效的特点,使其成为数控技能培训中最实用的手段。令各院校在数控技能实训、培训中取得了较好的效果,与此同时也缩短了企业的岗前培训周期和降低了培训成本,达到了学校、学生、企业三赢的目的。
参考文献
[1]李长文,何雪明.数控技术的发展趋势及产业化[J].机械制造与自动化.2010.02.
[2]张明明.数控技术发展趋势――智能化数控系统[J].黑龙江科技信息.2010.06.
【关键词】实训基地;建设方案;设计
一、校内实训基地建设理念与思路
1.建设生产性实训基地,实行企业化的管理与运行机制
湖北省机械工业学校机械加工技术专业校内实训基地按照生产性实训基地的建设模式进行建设。基地除了作为学习领域课程教学实施的硬件支撑外,还成为技能培训与鉴定,双师素质教师培养基地,技术服务基地和教师从事科研工作的基地,即将校内实训基地建设成为集“生产、教学、科研、培训、服务”五位一体的生产性实训基地。在基地的管理和运行模式上,按照企业生产模式组织和实施一切实训活动,把企业真实的职业素质、质量要求和安全生产融入到实训基地的建设中。在基地环境布置上,按照生产车间的建构模式,将企业文化和环境植入校内实训基地中。
2.成为校企合作的纽带
校内实训基地通过引入企业产品生产,在生产组织、生产计划、工艺制订、产品质量控制、生产流程等方面与企业合作共同实施企业产品制造,从而成为校企合作的坚实纽带。
3.以课程体系和课程的教学实施要求建设校内实训基地
校内实训基地最重要也是最主要的目标就是为工学结合人才培养模式改革和基于工作过程课程教学改革与实施提供硬件支持。因此,实训基地的建设依据就是专业人才培养模式和课程教学内容的具体需求。
4.基于企业主流设备的设备配置
数控实训基地,数控工艺与加工实训室的设备配置应该根据企业主流设备的配置情况来进行采购。校内实训基地的数控车床、数控铣床和加工中心等主干设备都以市场主流系统GSK、FANUC和HNC为主。
5.注重校内实训基地的内涵建设
采用校、教研室两级管理的体制,设校、教研室两级专门领导机构,加强对实训基地运行与建设的直接领导。校级层面负责研究制定实训基地建设总体规划、运行办法和管理办法,指导、监督和推进实训基地建设与改革,检查和评估实训基地教学效果和人才培养质量;筹措实训基地建设经费并监督其使用情况和效果;解决实训基地建设中存在的问题。教研室级层面负责实训基地运行与建设的日常管理工作,项目方案的具体实施,实训基地管理制度的制定。
二、实训基地实训条件与功能
校内实训基地由数控实训室、机加工实训室、钳工实训室、 模具设计与制造实训室等组成。
1.数控实训室
(1)实训条件
以市场主流系统FANUC和SIEMENS为主的数控车床11台、数控铣床6台、加工中心3台、三坐标测量机1台并配备各种不同型号的刀具一批,可拆装车床裸机4台、铣床4台,主轴部件8套,刀架装置4套,电加工机床4台,慢走丝机床3台以及数控加工过程计算机模拟仿真软件CAXA建造师、Powermill、VERICUT 7.0等。
(2)实训室功能
数控加工实训室承担机械设计与制造专业、数控加工技术专业等专业的数控编程与加工、数控加工工艺等课程实训任务,用于培养学生数控编程和数控机床实际操作技能。本实训室目前开设的实训项目有:《数控车、铣床编程技术》、《数控车、铣床操作实训》、《数控车、铣工技能鉴定》等。学生经过数控车、数控铣的基本技能训练、再经过强化实训能够掌握数控车床、铣床的基本操作和编程技术,从而使我校学生可更好、更快体验企业生产过程与生产环节。
2.机加工实训室
(1)实训条件
金工实训中心拥有普通车床(CDS6136)22台套、卧轴矩台平面磨床(M7130H)1台套、万能升降台铣床(X6132)3台套、牛头刨床(B665)1台套、金属带锯床(G4028)1台套、回转头立式铣床(X5221)1台套、立式铣床(X5036)1台套、型材切割机(J3GY-HX-400A)1台套。
(2)实训室功能
金工实训室每年接纳学生近八百多人次,是学生步入社会之前首次体验机械工业生产过程重要手段和主要实践环节。目前该室开设的实训项目有《车床的调整》、《车刀和工件安装》、《车削加工基本操作》、《正确使用常用量具》等实训。通过对产品生产过程的认识、了解和实践,让学生很好地理解和掌握金工工艺综合实训加工工艺过程、熟悉普通机床基本操作步骤和方法、掌握常用工量具的使用方法,同时将几何量的误差、形位公差标准应用及测量方法密切地联系起来,使得学生能将所学理论知识和实践操作技能有机地结合在一起,形成自身的综合能力。
3.钳工实训室
(1)实训条件
台式钻床(ZT512-W)16台套、砂轮机4台、钳工桌(1600*1200*800)80张、划线平板4台、台虎钳192台。
(2)实训室功能
钳工实训室主要是为所有专业学生提供机械基础加工操作实训和技能训练的重要场所。通过钳工实习使学生掌握一定钳工操作技能,进一步熟悉机械零件加工工艺流程及相关设备的使用方法,培养学生进行传统机械加工、现代机械加工技术的能力,提高新技术、新方法、新仪器设备的应用水平,加强工程实践能力和创新能力的培养。
4.模具设计与制造实训室
(1)实训条件
模具设计与制造实训室拥有高科注射成型机、强力粉碎机、冲压成型设备若干台;可供学生进行模具拆装实训不同种类模具50多套。
(2)实训室功能
模具设计与制造实训室可开展塑料制件注塑成型和金属制件冲压成型实践、塑料模具和冲压模具拆装实训、复杂制件反求设计实践,让同学们进一步了解材料成型工艺过程;明确模具设计所具备的知识环节、模具的工作原理以及模具的安装过程、模具的结构组成。
三、结束语
机械加工技术专业校内实训基地是学校机械类相关专业重要的职业技能课程教学综合实训基地,拥有较为先进的实训仪器设备。主要承担着全校机电类专业学生的钳工、普车、普铣、数车等综合实训教学任务,同时支持院级的数车、普车、钳工等职业技能竞赛等活动,可面向社会提供相关职业(工种)的技能培训与鉴定服务。
参考文献:
[1]柳峰,徐冬梅,刘琼琼,丛后罗.高职实训基地的建设与发展[J].实验室研究与探索,2009(2)
[2]梁燕.我国高职院校校内生产性实训基地建设研究[D].河北科技师范学院,2011,(1)
关键词:多媒体;数控仿真系统;数控编程;数控教学
1 多媒体技术和数控仿真系统解决的问题
1.1 多媒体技术应用和解决问题
多媒体是指用计算机交互式地综合处理文本、图像、图形、动画、音频、视频等多种信息,在课堂教学中可引进投影机、幻灯机、录音机和录像机等教学媒体。在职业教育、教学过程中,运用现代的多媒体手段与传统的教育手段的结合,可以更有效地传递教学信息,达到教学目的和要求。学生在学习上更加主动体现在多媒体的交互性。信息媒体的多样性可使原本抽象、枯燥的教学内容更加生动,从而更直观的了解学习内容,增强了学生学习兴趣,在数控教学中使用多媒体,可以极大地提高教育效果和教学水平。通常使用的多媒体设备投影仪、幻灯机和录像机,电脑网络教室等教学媒体。
1.2 数控仿真系统应用
(1)数控仿真技术解决的问题。现代数字控制技术与数控机床给机械制造行业带来了巨大的变化。现在数控技术的应用非常广泛,我院已为社会输送了大批以数控机床编程操作为主的优秀人才。以往的上完《数控编程》课后续就是《数控综合技能训练》,因为本专业学生数量多,编程水平有限,往往实习时在机床上浪费大量的时间进行编程,占用了实操时间,效率低。因为初学者操作失误还会损坏刀具和设备,造成安全事故,使实训工作量增大、加工效率低,实训费用高。这些问题都成了制约教学的效果。数控编程是本专业核心课,要想达到理想的教学和实践效果,使用数控仿真作为辅助教学方法手段,能解决一次性在实训中心的学生多,工作量大、效率低,并且学生初学操作易出错的问题。
(2)数控加工仿真系统教学可实施性。为了迅速提高学生的编程理论水平和数控机床实际操作水平,仿真软件应用能实现虚拟现实技术实现数控加工操作技能培训的效果,利用它进行学习和实训,且经济实用。我院是从国内众多数控加工仿真教学系统中选用的上海宇龙公司的数控仿真正版软件。该仿真软件可以通过真正的三维加工仿真过程使同学亲身体会,并观察仿真加工后的工件,迅速掌握数控机床的操作过程,仿真过程逼真;同学可以在一个窗口观察程序执行仿真时,程序段、坐标值、出错信息及工件与刀具的相对切削过程的真实显示。为了达到的目的,我们可通过仿真软件教学使学生在联系编程是模拟实际机床编程操作加工,真实仿真模拟零件加工,即可大大减少昂贵的数控机床设备投入问题,有提高学生学习编程课的兴趣。该仿真系统具有FANUC、华中、SIEMENS等多个数控仿真系统功能,学生通过在编程理实一体化教室操作仿真软件,在较短的时间内就能学会操作FANUC、华中系统的数控铣、数控加工中心及数控车的编程与操作加工。
(3)数控加工仿真软件的优越性。使用数控加工仿真软件可以帮助更好的学习和复习《数控编程》课程、为后续课程《数控综合技能训练》提供基础。
2 多媒体技术和数控仿真系统在教学中的应用教学效果
2.1 通过项目教学,提高学生学习的兴趣和主观能动性
随着大学的扩招现阶段高职的学生学习能力大幅度下降,所以学习基础差和学习习惯不好,这样就给教师教学带来极大的困难。我院2008年评为示范院校以来,我系教师经过不断的教学改革,使用多种灵活的、先进的教学方法和手段提高学生的学习兴趣。通过多媒体技术和数控仿真系统结合的理实一体化教学,改进后的教学方法不仅激发了学生的好奇心和求知欲,而且增加了感知深度,培养起了学习兴趣,进而提高学习效率。我们职业院校培养学生要具有过硬的操作技能,才能达到岗位能力要求,找到适合的岗位工作。我们尊重教学体系建设,渗透能力训练,将理论知识和实践能力有机结合。以数控仿真软件和多媒体技术应用相结合能较为娴熟地运用行为导向教学方法,在教学过程中真正体现学生为主体突出显示学生动手动脑的能力,使学生从以往的被动学习变为主动学习。通过理实一体化教学,即可培养学生的的分析问题及解决问题的能力,也可大大提高了学习兴趣和主观能动性。
2.2 加强理实一体化教学,提高学生的自学能力
数控编程理实一体化教学过程中教师应重视应用多媒体技术和数控加工仿真系统来实施的理论和实践教学效果,为发挥教师在教学中的引导作用,在教学中实施原先的一只粉笔一块黑板的常规教学方法,改为使多媒体技术和数控仿真系统结合应用的教学手段实现互动教学。大大提高学生自学和沟通能力,发挥了多媒体和数控仿真系统在编程理实一体化教学的作用。新的教学方法使教师重点解决编程方法、简单数控加工工艺安排方面的问题,而在数控编程理实一体化教学中,可以利用仿真系统解决解决不同系统、机床程序校验及操作问题,加深理论教学中学过的机床选用、刀具选择、切削用量的选择等方面的相关知识。
2.3 运用多媒体技术和数控仿真系统,增大数控编程教学中知识的信息、容量,具有省时、省力的优势
在数控编程课堂教学中进行知识总结和巩固训练等活动,传统的教学因学时短复笼统,总结的知识不全面,学生掌握的不好。通常我们把学习的课程内容和训练的知识通过课件的体现,在投影上播放,即加强了训练密度,提高效率,又能减轻师生教学负担。多媒体教学还能适应学生知识程度高低不平的问题,便于为基础差的学生课下复习本次课程知识,进度快的同学更快的掌握本次课程知识或预习下一个学习内容,达到本课程的教学目的和要求。
2.4 科学合理安排教学内容,提高学生的就业能力
(下转第188页)
(上接第181页)
在数控编程课教学过程中,我们主要教授的编程指令是企业上最常用并易学习的FANUC、华中系统的编程方法知识和数控操作加工应用,学生能很快熟练掌握、并灵活应用;等学生初步掌握编程知识后讲解SIEMENS系统的常用的一些编程与操作方法,数控仿真软件上讲解不同操作面板在加工中的功能键使用方法。提升学生的基本编程知识,并提高学生对不同操作系统、面板的编程与数控操作能力。2.5实时考核反馈,提高学生的学习意识和自觉性。
每一次课程安排一次训练课题,比使用理实一体的教学方法实现教学内容,使每次项目都有一个考核,具有较强的目的性。通过对学生考核评价击破各个知识点,掌握全面编程知识,通过考核评价还可以提高学生的学习意识、学习热情、学习自觉性和自信心;通过考核评价结果的反馈也能使教师适时的调整教学,有针对性地讲解共性问题和个别问题,做到有的放矢。
2.6 提高教学效率,节约教学成本
使用多媒体技术和数控加工仿真系统结合教学法运用到数控编程教学中,即可解决授课班级多,又可解决机床少问题。教学中把引入仿真系统可避免因初学者误操作造成价格昂贵的数控机床的损坏,增加学生在教学过程中感受仿真数控机床操作过程中如临现场的真实感。当授课学生增多时,为了每位同学有足够的仿真实践机会,只需通配置大量计算机终端,可彻底解决了数控机床数量不足的难题。同学们在学习过程中即掌握数控编程课中各种编程指令知识,又能够让很快的熟悉和了解数控操作加工的工作过程,掌握各种数控机床的操作方法,为后续课程数控综合技能训练做好准备。这种理实一体的教学方法和手段使学生独立地对数控编程知识进行学习、练习和复习,这样在后续数控综合技能训练在实际机床上操作时,节约工件材料和刀具的消耗,节约了教学成本,提高了教学质量。
2.7 提高教师的教学质量和教学效果
传统的编程课是上课时教师一味的灌输编程知识,学生只是听课,但做不到及时掌握编程知识。期末终期考核时,试卷中程序的繁重批阅更是让数控教师头昏眼花,因编程针对个人的差别性,比如:每个学生掌握知识的程度不同,有的同学会使用固定循环编程,有的同学会使用用子程序编程,造成教师批改试卷工作量达的问题。应用了多媒体技术和数控仿真系统教学以后,教学变得更加生动、具体、形象,提高了学生的学习兴趣,教学效果明显得到提高,并能自我评价或互相评价工零件的几何形状精度,对学生操作能力和培训起到了极大的提高和加强作用。我们采用项目考核,每次的教学项目都可通过仿真软件直观看到最终工件的形状,在屏幕观察刀具运动轨迹和坐标变化,及时发现数控编程和工艺是否存在问题,真正达到了课程考核的效果,提高了教学质量。
3 结束语
我院在2008年开始示范院校课程建设,在数控编教学中使用多媒体技术和数控仿真系统,并在学习数控编程知识时使用理实一体化的教学方法和手段,使课堂的教学由教师的满堂灌变成以学生为主体的教学后,既提高学生的自学能力和学习兴趣,又使教学效果明显得到提高。示范课程建设教学经验来看,多媒体技术和数控仿真系统已成为数控编程教学中一种不可或缺的重要方法手段。
参考文献:
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摘要:数控技术是一门新兴的技术学科,数控技术课程是数控类专业必修的专业基础课程。通过本课程学生能掌握数控原理、插补原理、伺服系统、检测原理等基本知识,掌握典型的数控系统的应用与操作,以及数控机床的编程知识;熟悉相关的仿真软件和CAM软件的应用。本文根据数控技术应用课程的特点,指出当前数控技术课程教学中存在的问题,提出了提高和解决数控技术应用课程教学质量的方法和途径。
关键词:数控技术应用;职业教育;课程特点;问题;解决方法
【中图分类号】G423.04
目前,随着数控技术教育的普及,职业院校数控技术课程教学面临着种种问题。这种情况严重制约着职业院校中数控专业的发展,有必要予以高度重视,进行深入研究。
现根据数控技术课程的特点,从数控技术课程存在的问题提出相应的的解决方法和途径。
一、数控技术应用课程的特点
1、数控技术涉及面广。数控技术涉及到加工工艺方面的知识、机床及机床夹具方面的知识、刀具及刀具材料的知识、金属切削原理、工件材料、机电技术方面的知识、数字控制和计算机技术、CAD/CAM一体化技术、FMS、CIMS软件技术、信息流管理与控制等等。
2、软件技术更新快。目前,数控技术正在发生根本性技术更新,从专用型封闭式开环控制模式,向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。在现代集成化基础上,数控系统已经实现了小型化、薄型化,而且综合了计算机、模糊控制、神经网络等多学科技术,数控系统实现了高速、高精、高效控制,加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数,实现了在线诊断和智能化故障处理;
3、课程实践性强。数控技术是实践性很强的一门学科,数控技术教学中每一个环节,如数控机床伺服系统分析,机械结构分析、加工工艺分析、数控机床故障诊断与维修以及数控编程与操作等,都必须用相应的实训教学来加深加强理论教学的效果,通过实操来验证理论教学。离开实践,既不能培养学生的数控编程能力、数控机床的操作能力,也不能培养数控系统的维护能力
二、当前数控技术课程教学存在的问题
1、适合的书籍太少。目前,适合职业院校使用的数控技术课程的书籍还是太少,教学上所使用的书籍从内容上还比较肤浅,大都比较重视理论,真正适合实训教学的还比较少,在实训教学操作中碰到的难题和集中问题在教材中基本没有体现。而且深入反映科技前沿技术的教材缺乏,适应高层次人才培养的高质量教材更少。数控技术的特点是更新快,很多教材知识体系还停留在十年前。另外没有与本校实训设备的数控系统配套的教材。市场上相关的教材对每一种数控系统都是泛泛而谈,没有针对性。
2、专业师资技术不过硬。很多职业院校从事数控教学的教师都是高校毕业直接从事数控教学,或者从其他机械基础专业转数控方向。在理论教学上,没有太大的问题。但是这些老师普遍存在一个问题,他们自己本身对于机械加工都极其欠缺生产实践经验,在数控技术教学中根本不能很好的把理论和实践结合起来。导致教学过程按照概念照本宣科,枯燥无味,学生学不到真正有用的东西。
3、忽视传统实习项目。很多职业院校不怎么重视传统实训项目,由于师资和场地的原因,传统实训简单走过场。传统的实习项目车工、钳工、铣工、磨工等工种对学生动手能力的培养作用很大,在实训过程中不容忽视。只有通过这些传统项目的实训,学生才能够真正掌握加工参数的重要性,从而掌握刀具的磨削和使用,才能体会材料与刀具、刀具与加工参数之间的关系,进行数控编程时选择加工参数才会更合理。数控专业学生不通过普通机床实习直接去操作数控机床是不合理的。
4、教学内容不太规范。很多职业院校安排课程,数控编程前期安排的课程对于数控机床的机械结构、伺服控制系统、刀具及数控加工工艺方面的知识相对安排较少。数控技术作为一门专业基础课,许多实质性技术和最新技术讲授得不够深入,往往停留在书本概念上,新功能、新技术的讲授也跟不上技术发展的理论,理论联系实践探讨的深度不够,课程教学内容不够深入和前沿,导致学生只知道是什么,不知道为什么。
5、实训教学环节条件较差。一部分职业院校学生的实训教学远远达不到要求,实训内容还存在着很大的缺陷,实训时间安排不够,实训课题脱离生产实际,没有系统性,学生对数控机床的认识还有相当的距离,对于数控机床的了解也仅停留在熟练使用操作面板上,对于操作过程当中出现的具体问题还不能应对。
三、提高和解决数控技术应用课程教学质量的方法和途径
1、加强数控专业校本教材的开发。针对现在市场上合适的教材少的问题,结合本校实训设备的数控系统,加大校本教材的开发,将学生实训操作中碰到的难题在教材中一一解决,并且邀请生产企业技术岗位的人员参与编写,结合企业产品加工中出现的问题,以企业产品实例为课题,多编写实例。这种方法,在实践中,已经取得了比较好的效果
2、加强数控师资培养。数控技术课程的师资和那些专业基础课教师相比,所需要接受的专业训练和从教资历有很大的不同。他们既需要有扎实的理论,更需要有相当的生产实践经验。在师资培训方面,不仅要邀请不同领域的数控技术专家来学校定期讲座培训,了解最先进的前沿技术的发展和应用。更要有计划的选派一部分任课教师深入到生产实训基地参与数控技能培训,也可以深入工厂进行专业技能培训,弥补我们的教学、实验、实训中存在的缺陷。
3、重视传统实训项目。数控专业的学生在操作数控车床之前必须进行普通车床的实习,掌握切削用量对加工的影响,掌握常规零件加工工艺。在操作数控铣床、加工中心之前必须进行普通铣床的实习。因为传统普通机床的实训,直接决定着数控水平的高低,所以机加工基础的强化,是数控实习的重点。职业院校根据本校数控技术专业学生人数建设数控实训、实验基地的同时,也要配套建设传统实训基地。
4、改善教学实训环节。因为数控技术课程不但具有理论知识面宽,而且具有很强的实践性和应用性,所以需从系统出发,安排学生更多的实验、实训时间,才能达到满意的效果。教学安排中要注意实践教学所占比例,并使理论教学与实践教学交叉进行。为使学生对已有知识做到融会贯通,在设计实训课题时要注重循序渐进,能够发挥学生的主观能动性。
5、采用合适的教学方法和教学手段。数控技术课程部分章节的内容很抽象,刚开始学习数控技术的学生仅凭文字很难理解数控系统中各组成部分的含义和功能,也无法理解数控装置到底是个什么设备,很难理解检测信号反馈的意义在哪等等一系列的问题。如果仅仅只采用课堂讲述的方法是无法达到很好的效果的。
采用多媒体辅助教学,制作多媒体课件,比如在编程坐标系的教学中,展示机床坐标系与主轴卡盘关系,加入工件后,描绘出编程坐标系所在位置,用不同颜色亮点显示机器零点、换刀点,让主轴卡盘动画闪烁,在视觉上产生一种转动感觉,对于理解直径编程起到重要作用。
采取比较法教学,比如,在介绍数控车床时,采用比较法。采取比较法,使整个教学内容清晰有序,使学生在比较、归纳、总结的过程中,加深对数控机床的认识。
采用分组讨论法。在实训后期,可以结合学校产品或者企业产品,将学生分成几个团队,每个团队针对产品拿出自己的设计方案、工艺方案、加工方案。给定时间让他们自己完成整个零件,老师再比较优劣,引导分析原因。还学生主动思维的空间,避免了教师是主角,大部分学生是听众的教学模式。
采用仿真实训辅助教学,在数控实训中,适当的教学辅助手段是必需的,在编程教学中适当利用仿真软件,可以满足学生们检验编程的程序的正确性,也可以部分的代替数控机床进行实践操作学习,增加工位。为了弥补仿真软件的不足,可以让学生们通过仿真软件和实际机床轮流实训,这样能充分理解切削用量概念,掌握获得工件加工质量的方法。
6、培养学生兴趣。在进入数控技术课程学习时,组织学生观看有关柔性加工系统、柔性加工单元、柔性自动化装配线和数控机床概述等录像带,到工厂参观数控车、数控铣、数控线切割、加工中心等设备和现场生产,使他们对数控加工有一定的认识。通过直观的了解,学生的学习热情容易被激发起来,才会充满兴趣地投入数控专业学习。如果还是采取老师满堂讲,学生被动听、黑板上板书开机床的教学方法和手段,很难引起学生对数控技术课程的兴趣。
7、合理节省实训材料。部分职业院校为了降低实训成本,有意识的减少教学环节、减少实训时间等。其实可以通过合理节省实训材料达到降低实训成本的目的。数控实训实习实训材料全部采用钢料加工不太现实。为了降低成本,提高安全系数,在实训初期可先不用钢,而用其它材料进行加工。初期可以采用石蜡,塑料棒等材料制成的产品,减少实训初期学生对机床操作不熟练造成的失误,但是,在用其它材料代替钢件加工过程中,切削用量是无法体会的,因此,在实习最后采用铝及钢进行加工。更换材料的时间安排应视不同学生的情况灵活决定。
一、数控加工技能人才培养的要求
针对以上各类数控人才需求的状况,确定高校、高职数控加工技能人才培养目标为:有针对性培养企业急需的掌握新技术的应用型人才;有计划地培养企业急需的复合型人才;培养知识更新快的数控加工人才;培养敬业爱岗的高级数控技术人才;培养具有专业能力和社会能力的数控技术人才。
二、数控实践教学设备现状
由于数控设备价格较贵,数控系统种类繁多,在经费有限的情况下,要建立比较完善、功能比较齐全的数控实践基地并不容易。目前,企业所需要的是既能熟练操作数控机床,有能懂得加工工艺和能够编程加工的综合性人才。
因此,我院针对机电类及相关专业的学生进行数控实践教学。到2011年止,我校数控车床达16台,数控铣床6台,加工中心1台,高速走丝线切割1台,电火花1台。
为了使学生在数控系统方面学到更多类型,在这些数控机床中,数控系统有FANUC-0i系统、西门子系统、华中系统、广数系统、三菱系统等多种系统,在学生学习数控机床结构与原理时,学生对每种数控系统都有了解,而且每种类型都可以直接加工工件,学生在学习过程中可以接触到企业生产中所用机床,使学生能够很快地融入到企业生产实践中。
另外,在实践教学过程中,还配置了一些软件,CAXA数控车、CAXA制造工程师、Pro/E等CAD和CAM软件。用于学生建模与加工仿真,在加工前进行轨迹仿真,使学生实现建模与加工,为DNC加工作好充分的准备。
三、数控加工技能型人才培养体系构建
数控加工技能型人才培养的要求和不足,迫切需要我们对现有的数控专业教学内容、课程体系进行改革,提高数控行业的整体素质。主要做好数控加工技能型人才培养体系构建:
(一)加强“双师型”师资队伍建设
师资队伍的教育、学术水平,直接关系到所培养学生的质量。必须建立一支精干的具有较强的应用能力、技术开发能力和科学技术水平稳定的双师型师资队伍。加大高学历、高职称教师引进的力度,从生产一线聘请一些有实践经验的高级工程技术人员参与教学工作。与国内外的相关教学单位建立合作,积极参与有影响的学术会议,提高教师的综合素质和业务能力。
(二)构建以培养技术应用能力为主线的课程体系,突出实践性
制定新的理论教学计划,突出重点,增加新知识。一方面,对传统的基础课、专业课的教学内容按“必需、够用”的原则进行综合整合。另一方面,可减少理论教学课时,增加习题课、讨论课、实践课教学。通过开设大量的设计性、综合性、创新性实验课,加强学生实践动手能力,组织学生参加国内各种数控大赛,提高现场分析实际问题和解决实际问题的能力。
(三)数控技能培训基地的建设
建立以校内、外实训中心为基地、产学研相结合的实践教学体系,充分发挥产学结合、校企合作在人才培养中的作用。建立产学研一体化多功能实训中心,既是学生技能培训、教师科研及生产加工的基地,也是一个向社会开放,创造良好社会效益和经济效益的基地。
1.建立CAD/CAM机房。CAD/CAM是数控技术人员必不可少的工具,学生可以在实训中轮流到机房画图,进行手工编写程序。让学生到数控机床上输入并效验加工程序,不仅使学生掌握了数控机床的操作,而且更重要的是使学生懂得了从零件设计绘图-坐标计算-编制程序-输入程序-效验加工过程。
2.建立虚拟操作实验室,培养学生创新能力。建立虚拟操作实验室,不仅能够解决学生多设备少的问题,而且学生在虚拟环境下独立完成的各模块设计和加工,再利用网络或PMC卡传输到现场的数控机床中,感受零件的实际加工情况,检验、对比所设计的内容,并对其进行优化处理,有利于培养学生的创新意识和实践动手能力。
3.建立网络化教学设备。利用现代信息技术,构成网络教学平台,在数控训练中心进行注册,形成合法的网络沟通载体,使学生在校内保持与数控实训中心的联系,这样,学生可以利用业余时间进行设计或创新产品,通过计算机虚拟加工,利用网络化教学平台与指导教师沟通,与同学进行交互,教师和同学可以制成文件或视频反馈回去,使学生在虚拟的环境下,不断提高自己的专业水平。
关键词:数控技术专业;工学做结合;人才培养模式
中图分类号:G726 文献标识码:A
一、概述
数控技术是制造业实现智能化、自动化、柔性化、集成化生产的基础,数控技术的应用是提高制造业的产品质量和劳动生产率的重要手段,是实现中国制造2025目标的前提;数控机床是国防工业现代化的重要战略装备,是关系到国家战略地位和体现国家综合国力水平的重要标志。陕西工业职业技术学院FANUC数控系统应用中心于2012年3月由陕西工业职业技术学院和北京发那科机电有限公司、陕西法士特汽车传动集团有限公司共同出资建设。
依托FANUC应用中心,学院加强产学研合作,工学做结合,以“数控加工设备使用与维修”岗位核心技能培养为重点,以真实工作任务为载体,努力创建“项目引领、情景真实、层次分明、分段递进”的工学结合的数控技术专业人才培养模式。“项目引领”是指在FANUC应用中心项目带动下,利用发那科公司及FANUC系统用户行业企业平台,校企深度融合,共育高技术技能人才。“情景真实”是指以企业典型产品零部件加工及典型维修改造案例作为学习情境,设计载体引入课堂;“层次分明”是指技能培养分四个层次,即普通设备使用能力、常见数控设备使用能力、高端数控设备使用能力、数控设备维护维修与改造能力;“分段递进”是指教学过程分为五个阶段,即基本操作与维护技能训练、两轴与三轴数控操作与维护技能训练、高端数控机床操作与维护技能训练、对外加工与服务训练、生产性顶岗实习。此模式一方面可以在发那科公司及其用户企业的技术支持下,制订数控技术专业发展规划、人才培养方案、专业培养计划,推进教学与课程改革。另一方面可利用学院师资力量,协助企业解决技术难题,培养“双师型”师资队伍。
二、拓展校企合作平台,丰富校企合作内容
(一)搭建实习实训基地平台
依托FANUC应用中心,学院与行业企业逐渐建立了良好的合作关系。先后与陕西秦川机床制造有限公司、宝鸡机床制造有限公司、陕西法士特汽车传动集团有限公司、陕西北人印机公司等一大批省内外著名企业签订了校企合作协议;建立了校外实践、实习签约基地30多个,并与100多家FANUC系统用户行业企业建立了联系,开展多方位、多样化的校企合作。
(二)搭建专业建设管理平台
学院将FANUC系统用户行业企业专家视为促进学院建设和发展的重要资源。近年来先后建立了数控技术专业、数控设备应用与维护专业教学指导委员会,有近30名校外行业企业专家受聘担任专业指导委员会副主任或委员。该项举措使得行业企业参与学院人才培养全过程,共同承担培养工作。受聘专家参与制订专业发展规划、人才培养方案、专业培养计划,推进教学与课程改革,极大地促进了专业建设。
(三)搭建师资队伍管理平台
为了打造“上得了讲堂下得了车间”的双师结构教学团队,学院通过FANUC数控系统应用中心这个校企合作平台,坚持“走出去、请进来”。一是坚持“要上讲堂,先下企业”,要求专业教师下企业,带着任务到车间、带着技术去交流。为此学院建立了“教师实践锻炼质量监控管理体系”。二是坚持“优秀校外人才进课堂”,数控技术专业、数控设备应用与维护专业外聘了一批兼职教师。这些兼职教师主要来自校外实习基地――FANUC系统用户行业企业。他们大都具有行业中高级专业技术职务,主要负责专业性较强的实践教学环节,取得了良好的教学效果。
(四)搭建顶岗实习管理平台
学院与FANUC数控系统应用中心合作建设企业――“法士特公司”建立战略合作伙伴关系,构建了顶岗实习管理平台。学生在完成正常教学活动的同时,由企业进行专业实践培训、岗位技能培训、企业文化教育等内容。这一培养模式使学生有机会在学校时就与企业挂钩,使专业学习变得更具现实意义。
三、深化校企合作领域,创新人才培养模式
(一)以“横向科研项目”建设为突破口,扎实推进校企合作建设
基于工作过程的教学改革需要教师带领学生走出校门,让学生参与到企业项目中,在实践中提高工程实践能力。数控技术专业必须重视加强学生数控设备调试与运行、维护等基本技能的培养,帮助毕业生在经过一定工作积累后,提升其职业空间。为此,学院出台相关政策,鼓励教师为企业进行技术服务,签订横向科研项目。先后与咸阳非金属矿研究设计院有限公司签订了横向科研项目“CC2000冲击式超细粉碎设备部分关键件的数控加工工艺设计与制造”“对撞式超细粉磨分级系统电气控制柜研制”;与咸阳职业技术学院签署技术服务项目――“数控加工中心等设备故障诊断与维修”;与秦都明鑫机械加工厂签署技术服务项目――“数控车床精度检验与恢复”等。通过这些项目的实施,教师带领学生进行机电设计、调试,FANUC系统机床维修、改造、零件加工等。学校和行业企业在校企合作、学生就业、顶岗实习、基地建设、社会服务及科技成果转化等方面取得了积极的成果。
(二)以“教学资源库”建设为平台,不断推进课程改革
2012年初,教育部高职教育数控技术专业和数控设备应用与维护专业教学资源库建设项目相继启动。学院承担了《数控设备改造》课程子项目建设任务。《数控设备改造》课程是12门核心课程之一,是专业提高类课程,主要由“专业级资源建设”“课程级资源建设”“素材级资源建设”“在线测试平台资源建设”“推广与更新”等项目组成。
课程建设依托FANUC数控系统应用中心平台,建立了“依据企业人才需求,基于工作过程的项目式”的职教课程,为学院和资源库应用院校培育了一批做中学项目式职教课程开发与教学资源研制师资队伍,通过他们带动了本地区示范辐射院校职教同行教学模式、教学方法和教学手段改革;聚集了一大批具有普适性的数控类专业数字化专业教学资源作品,资源共享成效显著;资源平台运行使专业教学资源在全国范围内迅速传播,有效促进了职业教育公平;为提升专业教学资源库社会服务能力和水平开辟了新局面。
项目建设在带动本地区同行“做中学”模式改革、教学方法和教学手段改革,校企合作共同开发职业教育课程,推广企业先进应用技术,专业教学资源共享等方面取得了重要进展,为我国构建终身学习社会、促进教育公平作出了有益探索。我院教师编著的《数控设备改造》课程项目教材获全国机械行业校本教材二等奖;主持的教育部高职教育数维专业教学资源库建设项目子项目《数控设备改造》课程在高职高专网上线。
在国家资源库级资源库建设的带领下,近年来我们陆续进行了数控技术专业多门专业核心课程的综合改革。先后推出了《数控机床结构》等七门课程的精品资源共享课建设和《数控机床故障诊断与维修》等四门课程的MOOCS建设,课程资源不断丰富。
(三)以“FANUC系统培训工程师”培养为契机,培养国际化高技术人才
为进一步提升教师业务水平与国际交流能力,在FANUC公司统一组织下,学校多次选派优秀中青年教师去北京FANUC公司和日本FANUC公司进行业务进修,开展科研、培训、交流互访等多项合作。通过学习和交流,学院教师数控机床编程操作和数控系统装调维修技能进一步提高。
(四)以各级各类“数控技能大赛”为推手,培养数控专业高技术技能人才
通过FANUC应用中心建设的推动,我院学生在2012-2014年连续3年的陕西省数控装调维修大赛上分别获得两个2等奖,6个三等奖。并2次代表陕西参加教育部在天津举办的职业院校技能大赛。2014年在国家五部委举办的“第六届数控技能大赛陕西选拔赛”中获得“数控装调维修赛项”陕西省高职第一名,并代表陕西队参加全国大赛获得优秀奖。
(五)以“请进来,走出去”为方法,持续推进人才培养质量提高
除了正常的企业兼职教师外,先后聘请中国机床再制造产业技术创新战略联盟副理事长、北京圣兰拓数控技术公司总经理宋松高级工程师,陕西省机械工程学会数控自动化分会常务理事、数控维修专家黄万长高级工程师,陕西省机械研究院数控维修专家戴周社高级技师来我院为我院师生作专题讲座。校企共同构建专业课程体系,共同开发专业课程与实施课程教学,加强学生顶岗实习管理。在教学上实现“教、学、做”一体化,为学生提供真实的工作环境和各类技能培训,让学生在感悟中学习理论,在实践中掌握技能。
(六)以“对外培训”为纽带,深化产教融合
近年来,学院先后以FANUC应用中心为平台,为陕西法士特公司、西北医疗设备公司、宝鸡桥梁厂、宝光集团、宝鸡机车厂等企业进行了FANUC数控设备维修培训,共举办企业职工培训班6期,并与企业技术人员就设备数控改造等技术问题进行了广泛交流与合作。举办国家级高职教师数控装调维修培训班2期,中职教师国家级培训班5期;中职教师省级培训班6期。通过培训,在提升教师教学水平的同时,大力推进了FANUC系统用户企业与学校的多方合作办学,发挥学校的人才技术和教育资源优势,利用FANUC应用中心的设备和实践条件,推动产学研结合与科技成果转化,建立以企业为主体的技术创新和以学校为主体的知识创新相融合的人才培养体系。深化产教融合、加强行业指导,完善校企合作制度,不断推进人才培养模式创新,为数控技术及相关专业的高端技术技能人才培养做出不懈的努力。
四、巩固校企合作成效,不断提高人才培养质量
(一)学生职业能力加强,就业质量不断提高
通过在“FANUC数控系统应用中心”进行的基于工作过程的理实一体化课程教学,学生在校期间已经对于数控机床编程操作、数控机床精度检测、数控系统连接调试、数控机床故障诊断与维修等企业工作任务有了较深入的了解,职业能力较高,毕业生表现出较强的首岗适应能力、多岗迁移能力和可持续发展能力,毕业生就业率始终保持在98%以上,专业对口率上升到85%以上,用人单位对毕业生综合评价的称职率为99.84%,优秀率68.9%。本专业学生就业于北京凯恩帝数控技术公司、陕西法士特公司、秦川机床集团等国内著名高科技企业的数量逐年提高,学生在行业内就业优势明显。图1和图2分别为学生就业单位性质流向及薪资情况分布图。
(二)教学资源进一步丰富,服务产业能力提高
FANUC数控系统应用中心所建成的实验实训室及教学资源,通过为中航西控公司、陕西法士特汽车传动有限公司等企业开展数控维修工种职业技能培训工作,已将其纳入数控车、数控铣、数控加工中心机械装调维修、电气装调维修等培训课程中。为相关专业学生、教师及企业员工为主体的社会学习者群体的终身学习创造了条件。
五、结语
通过几年的实践,进一步完善了“项目引领、情景真实、层次分明、分段递进”数控技术专业人才培养模式。重构了以培养学生职业能力为主线的、基于工作过程的理实一体化课程为基础的人才培养方案。从技术技能基础配养开始,到核心能力、综合能力培养课程,最后进行拓展能力培养课程学习。探索形成了以“课程建设为抓手、实验室建设为基础、资源库建设为手段、科研项目锻炼为辅助、各级大赛检验为推手”的学生职业能力提升方法。不断提高“FANUC数控系统应用中心”服务水平,增强“FANUC应用中心”的社会服务能力。扩大应用中心与FANUC公司及相关用户合作范围和领域,促进优势互补、资源共享,共同进行教学改革,建立职业教育改革与创新机制。
参考文献
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关键词:现代工程训练;综合能力;创新制造
引言
现代科学技术的发展日新月异,企业已经广泛采用CAD/CAM/CAE及先进制造技术和系统,高等院校必须适应企业对人才变化的需求,让学生在校期间接受大工程背景下的实践与学习,培养应用型、复合型、创造型的高素质人才,避免学生毕业后面对新的工作环境束手无策。
1、现代工程训练中心培养学生工程素质
现代工程训练已由原来单一的金工实习向全面实施素质教育培养方向转变,不仅要进行实践操作能力的训练,也应该进行综合能力、创新能力、管理能力的训练及经济、质量意识培养的训练。
长春工程学院工程训练中心将原来的钳工、车工、铣工、磨工、制齿、焊接、铸造、锻造、数控车、数控铣、加工中心、电加工、电工、电子实习进行改革重组优化分成几大模块:基础冷加工工程实训、基础热加工工程实训、钳工与钣金实训、电工电子实训、先进制造技术实训,创新设计及综合实训。
金工教研室按专业不同分别制定教学大纲,按层次从简单到复杂,由传统加工到先进制造技术,由单一项目到综合实训。并对机类一、二年级的学生及近机类、非机类的学生开展理论课程,如材料成型、金属加工工艺、现代加工技术等,培养学生理论联系实践的综合能力。使学生更加全面地熟悉和掌握现代加工技术及发展趋势,更深刻地感受到新工艺、新技术的产生和发展,需要多学科知识的交叉和融合。
2、现代工程训练代表先进制造技术的发展方向
现代工程训练已经由原来单一工种技能训练逐步向先进制造技术发展的方向转变。现代工业的发展与制作技术、电子信息技术、计算机技术的发展密切相关,而且这些技术的结合也越来越密切。所以工程训练不应只是传统制造工艺的训练,还应包括先进制造工艺的训练。在原有制造训练的基础上,还应对整个生产过程全面了解。并且不断跟踪新技术,使学生了解数控技术的发展方向。我校工程训练中心为了适应先进工业技术的发展趋势,近三年增加了大量的先进制造设备。目前中心开设的先进制造训练项目有:数控车、数控铣、加工中心、电火花成型机、电火花穿孔机、快丝、慢丝、三坐标、成型训练等。还组建了一个柔性制造实验室,使学生通过计算机控制机器人完成立体仓库取料、加工、检测、运输的整个现代化生产流程。这些先进设备使学生了解到先进制造技术及制造工艺的发展方向。
3、现代工程训练中心应不断进行教学改革
我校自成立工程训练中心以来,不断进行教学改革,特别是近几年,初步构建了“创新型四级工程训练体系”。工程训练分四个层次由浅入深,循序渐进地融入学生大学4年的学习生活,促使学生的创新精神与实践能力不断提高。
3.1工程训练一. 主要针对一年级的新生开展工程系统认识教育活动,其中分成两个阶段,首先有工程训练中心的教师采用多媒体、展品柜的形式进行工程知识讲解和演示,然后组织学生到工程训练中心现场参观,重点参观车削加工、钳工加工、数控加工、特种加工模块,并到柔性制造实验室了解整个现代化生产线。大量的先进机械加工设备,丰富多彩的加工方式及实物作品使学生产生浓厚的兴趣,开阔了视野,增加了工程意识,为今后课程的开展奠定基础。
3.2工程训练四.对学生进行综合与创新能力训练,主要面对大四的学生,以选修学分、创新实践、课外科技竞赛等多种方式进行,充分利用中心的先进制造设备,结合学生的课程设计、毕业设计以及校级、省级、国家级的各类竞赛,为学生提供设计、制造所必备的工作环境、条件和场所。通过模拟工业产品设计、制造全过程的实践活动,对工程师所具备的工程能力和素质进行训练,锻炼学生的综合工程实践能力。
4、采用先进的教学手段和教学方法
现代工程训练中心不但要引进现代化机械加工设备和加工工艺,还要有适合现代社会的教学手段及方法,提高教学水平和教学质量。设计各种CAI课件,借助多媒体教学、展板、挂图、展品柜等多种教学手段,采用循环分组的形式,以工程方法为主线,打破工种界限,重组训练内容,强化课程建设,提高工程训练的教学效果。计算机技术和网络技术为先进教学手段和方法提供了有力的条件。我中心利用现代教育技术,不断补充实训内容,投入大量资金购买多种教学设备及正版教学光盘和正版软件,组建了两个多媒体教室和一个CAD/CAM编程室,例如在CAD/CAM编程室学生利用PowerSHAPE、PowerMill、FeatureCAM、CATIA、UG等软件在计算机上建模,模拟刀具路径、生成加工程序。学生对此产生浓厚兴趣。通过网络系统将CAD/CAM编程室的计算机和数控机床组成一个数控加工单元,可以读取数据、参数等,实现高效柔性生产,初步实现远程设计与制造。
5、为学校及社会提供技能培训、鉴定服务
长春工程学院2003年12月成为吉林省劳动和社会保障厅批准建立的国家职业技能鉴定所,2004年5月成为国家劳动和社会保障厅批准建立的国家职业技能鉴定所,是国家首批确定的开展职业技能鉴定的五所试点高校之一。2007年被吉林省劳动和社会保障厅评为省级职业技能公共实训基地,中心还承担吉林省机械加工行业的技师及高级技师的社会化培训鉴定工作。针对当今社会需求和长春工程学院应用型本科教育层次的定位,我们构建了教学实训与职业技能培训相结合;立足校内与面向社会鉴定相结合;专、兼职师资队伍相结合;多工种、全等级技能培训相结合;完成教学、技能鉴定、支持实验室建设相结合的“五结合”职业技能培训体系。在原有的几个鉴定项目的基础上,拓宽了培训鉴定领域,新增了大量的培训鉴定项目,如管道工、泵站工、电站运行、数控加工中心、线切割、AutoCAD、CATIA等。现有1000多个鉴定项目,使学生在校期间拿到相应级别的职业技能鉴定证书,为将来的就业打下基础。
结束语
新世纪的高校面临更大的社会责任,我们不仅要充分开展校内学生的工程训练,而且要成为支持校内大学生科技创新的基地,还要服务于社会,广泛开展较高水平的职业技能训练,还必须有自主的科研创新方向。2008年工程训练中心被评为吉林省普通高等学校实验教学示范中心,我们将不断进取,把工程训练中心建成项目齐全,设施先进,具有较强示范和辐射作用的现代工程训练基地,为争创国家级实验教学示范中心打下坚实基础。
参考文献
关键词:数控专业课程 实施理论实践一体化教学模式 培养合格数控人才
数控机床加工技术在机械制造业中占有重要地位,已经在机械制造中广泛应用。数控机床在工业发达地区已经普遍采用,企业急需高素质的数控加工技能型人才,因此,中职学校培养合格的数控专业毕业生,满足企业发展需求,是中职职业教育工作者研究的课题。
数控机床是机电一体化的高科技产品,综合了机械技术、计算机技术、电气技术、液压技术、气动技术、信息处理和光电技术,对应用者的综合素质提出很高的要求,而中等职业学校招生对象主要是初中毕业生,要他们同时全面掌握数控技术应用是很困难的,如何培养合格的数控技术应用人才是一个新的课题。我校数控专业进行了"理实一体化教学"模式的研究与实践,对培养合格数控人才取得较好的效果。
一、研究企业对数控加工人才的要求,培养企业需要的技能型人才
为培养适应企业需要的数控加工人才,我们利用在企业工作的机会,对企业数控机床应用特点进行了深入调查。大中型企业中强调技能专一,小型企业注重一人多能。企业需要的数控加工人才主要有:
1、零件产品或模具加工中熟练的数控操作工,要求该员工具有一定的机械加工基础和经验,一般的数控加工知识。
2、零件产品加工中能完成复杂零件的手工编程,并能熟练操作数控机床的技能人才。要求该员工具有丰富的机械加工经验和数控编程能力。
3、模具加工中对已有的造型利用CAM软件完成复杂成型零件刀路轨迹设计与加工的中等技能人才。要求该员工具有丰富的机械加工经验和模具知识及较强的CAM软件应用能力。
4、模具加工中能根据设计要求,利用CAD/CAM软件完成复杂成型零件的造型和刀具路径编制的高级技能人才。要求该员工具有机械加工、模具制造、数控加工的综合知识和运用能力。
5、能完成数控机床日常维护和一般故障维修的专门高级技能人才。要求该员工能操作数控机床和编程,并具有丰富的机电一体化知识和机、电维修经验。
6、数控加工管理人才。企业一般从具有数控加工经验者中培养。
二、开展理实一体化教学先决条件
开展理实一体化教学必须满足相应的教学要求。在开展理实一体教学时应注意以下几点:
1、在教学内容上,有三类课程比较适合开展理论实践—体化教学:a.理论性强、课程内容较为抽象、不进行实验不易理解的课程内容;b.技术性强,不进行训练难以掌握的课程内容;c.研究性强,不深入现场无法讲授的课程内容。
2、在教材上,教师要针对所教专业的特点,所任学科的特点,学生就业的要求,精选教材或自编校本教材,对教学内容进行有机组织编排。在讲授内容上要体现针对性与实用性,以任务为主线的编排好教材内容。
3、课程安排上注意理论与实践教学的有机结合,不割裂理论与实践的教学,做到相互交融,浑然一体。做到“做中学、学中做”,从而实践陶行之先生所提出的“教学做三合一”职教理论。
4、教学场所上,最好选用相关实验实训场地进行理论与实践的教学,这样可充分地使用实训设备,提高教学效果了。另外许多教学器材并不能搬到教室,只有在实场地内才能很好地开展相应的实践教学。
5、教师能力上,对教师提出了更高的要求。教师一方面要能进行理论教学,另一方面又要能示范和指导实践教学,这要求教师要成为“双师型”教师。只具有一方面的教学能力是不能胜任这样一种新型的教学模式的。
6、教学设备上,学校要为实训(验)室配备相关设备及足够的工量具。没有相应的设备设施,实践教学就不能很好地组织进行,教师的教学又会回到普通的教学形式中去,那将无法提高教学水平,而实践能力的培养是中职学生的核心所在。
三、数控专业课程理实一体化必备教学资源
1、确立制造行业职业专业方向,全面修订培养方案和课程标准,整合课程体系,构建一体化课程体系。培养方案是教学安排、组织的依据,是实施理论实践一体化教学的前提。首先我们应根据制造业职业性原则,通过广泛地社会调研和相关企业专家顾问的论证,从现代制造企业已有的或新出现的相关职业或岗位分析入手,列出这些岗位所需要的知识点,技能工作态度的要求,再根据职业情景和职业能力的同一性原则,进行归纳整理形成职业性专业体系。接着将学生应掌握的专业相关知识和技能分成若干个模块,每个课题依据不同的知识点又分成若干个子模块,每个模块都有具体理论和技能要求。这样教学过程不再是单一的学科教学,而是瞄准目标、围绕模块的一体化教学。
2、编写出比较实用的模块化理实一体教材。依据模块化、项目化的要求及模块课程标准及技能鉴定标准,按科学性、合理性、实用性、针对性、适时性、有效性原则编写出模块课程教学教材。我们将本专业需学习的《公差》、《数控加工工艺》、《金属材料》、《机械制图》、《机械基础》等课程,经过整合以模块为主线,突出技能的培养过程和职业特色,强化技能的训练,将理论教学内容嵌入到各实践教学环节之中,以基本操作训练为基础,适当增加综合性、创新性及工艺性、实践性较强的校本教材。
3、加强理论实践一体化教师的培养。通过组织教师利用节假日进工厂顶岗锻炼,参加技能培训,让实习老教师传、帮、带以弥补其操作技能的不足;有计划地组织教师参加技能培训;从企业引进优秀的工程技术和管理人员充实教学一线;聘请一支既有实践经验又有较高理论水平的工程技术人员作为兼职实习指导教师。这样以多种方式提高教师的生产实践水平,满足理实一体化课程教学的需要。
4、建设模块课程理论实践一体化教学基地。要实施理论实践一体化教学,就必须具有既能满足理论教学、又能满足实习教学的“一体化”场所,理论实践一体化教学中心是实施一体化教学的保障。在建设实训基地时就充分考虑到这点,保证了所有的实习室都可实现理论实践一体化教学方式。
四、理论实践一体化教学可采用的基本模式
1、课堂教学训练。将相关理论知识溶入操作过程,只要学生掌握怎样做,结果是什么,而不强迫要求学生了解为什么这样做。学生通过模块的实践和完成,培养动手能力、解决问题的能力和协调的能力。通过现场教学、案例分析、辩论会、实训操作技能竞赛等多种形式进行课堂训练,培养学生对知识的运用能力、创新能力以及人文素质的提高。