时间:2022-06-03 06:42:50
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二、项目化教学内容的安排
教学内容结合实际岗位需求与国家职业资格标准,以FANUC系统的数控车床和加工中心为对象,以“装配、调试、检测、维修”为主线,以技能训练为中心,以具体的工作任务为载体,采用项目化的方式将五大项目十六项任务有机的统一结合起来。任务的设计依据由简单到复杂,由单一技能到综合技能原则。在每项任务中设置了学习目标,任务分析,必备知识,课后思考与任务,知识拓展等环节。编写了项目化教学教材以及对应的教案、课件、实验指导书和实训报告,并进行课程网站建设,提供给学生自主学习与交流互动的平台
三、项目化教学实施
项目化的整个教学过程中,教师起的作用是资讯的提供者、学习的引导者和指导者,始终要以学生为主体。每个任务都按“任务告知、任务的引入、分析讨论、知识讲解、行动演示、分组训练、交流评估”七个步骤顺序执行。每个任务开始前,教师给学生下发工作单,告知学生任务的目标和要求,学生在课后根据工作单完成执行任务前的准备工作。教师引入相关任务并进行学生分组讨论后,教师分析任务并对相关知识进行讲解。学生通过观摩教师的操作示范,以小组为单位,通过角色扮演,共同完成指定的任务,并予以说明和展示。最后教师要对各小组完成任务的情况进行点评,并进行总结。每项任务考核过程中,除了具备任务完成的效果与质量的考核项,还设置了考核学生软技能的项目,旨在通过考核,引导学生形成安全操作规范意识,学会应用知识,锻炼学生的团结协作能力,培养学生的职业素质。
四、项目化教学手段
1.采用引导方式教学
传统的灌输式教学,学生学习积极性不高,学习能力受到抑制,影响学习效果。教学的主体是学生,要给学生营造解决某个项目任务的氛围与情境,引导学生思考引起机床某个故障可能的因素有哪些,再引导对其中的部分因素是否能排除等,最终使得学生找到故障的原因并解决。
2.重视学生的动手实践操作能力
该课程的前续课程有数控机床及应用等课程,学生虽然对数控机床的结构与运行原理有了一定的认识与了解,但动手能力还很欠缺。因此,可提供一些专门供拆装的机床机械结构,如主轴,工作台,丝杆等,让学生在实验时间和实训周动手拆装体验,掌握机械结构装调维修中的关键与注意环节。
3.采用仿真软件教学
让学生亲自实践机床设备的维护是必不可少的,但受到实验室开放时间,场地等情况的制约,时刻动手实践真实设备也不现实。为了解决这一问题并使理论课堂教学内容直观、生动形象,在课程教学中引入仿真软件,在软件仿真环境中执行数控机床装配、调试、维修中的各项工作任务,既提高了学生参与的积极性,更便于教学互动。另外学生在课后可随时随地使用仿真软件练习,更有利于学生数控机床维修理论与实践知识的掌握。
4.采用团队学习法
以小组为单位共同协作完成任务。在接到工作单后,学生发挥各自的认知能力,相互帮助、分工合作,通过搜集资料,小组讨论、进行执行任务前的工作准备,并制定初步的解决方案和行动步骤。
5.采用角色扮演
学生扮演维修人员,教师扮演维修主管人员或设备使用人员下达或提交维修任务,学生根据工作单进行技术准备,进入设置好故障的模拟现场,观察和确认故障现象,分析故障原因,制定维修方案,此时教师转换为技术支持者,审核维修方案,学生按照批准的维修方案查找故障原因、排除故障、清理现场,最后填写维修工作记录。
五、实训基地的建设
数控设备在工业现场应用多年,数控设备应用与维护人才逐步成为紧缺人才,数控设备应用与维护专业已经成为各高职院校重点建设专业。2011年我院批准为国家骨干高职院校建设单位,数控设备应用与维护专业建设是项目之一。
项目建设总目标是针对天津及滨海新区对数控设备应用与维护专业领域人才需求,在与大连机床集团开展全方位、深层次的合作下,深化“双主体工学交替”的校企共同育人的人才培养模式和“企业主导,课证融通”的专业课程体系;建设集教学实训、企业培训、产品展示、技术服务为一体的厂中校,校中厂的校内外实训基地;通过实施教师企业实践、校企互聘,打造专兼结合的市级水平专业教学团队;依据机床行业标准和规范对人才培养过程、教学质量进行监控和考核,确保人才培养质量。培养“能够做、踏实做、做得好” 高端技能型专门人才。通过三年建设,与机床企业“共同投入,共同建设,共同管理,共同发展”,探索构建校企“双主体”育人的运行机制,将数控设备应用与维护专业建成在全国同类专业中起骨干、带动作用的国内一流专业。
建设方案中实训基地建设是重点之一,目前本专业拥有生产性的校内实训基地,本专业校内实训基地承担数控设备维修实训。现有高速高精密加工中心1台、数控车床9台、四轴加工中心1台、数控维修实验台6台。其中用专利项目产品充实实验室,为数控设备应用与维护专业发展起着重要作用。
学院拥有生产经营、实训教学、技术培训为一体的天津轻模工贸有限公司,该公司不仅承担着本专业的数控加工实训、数控机床故障诊断与维修实训、数控机床拆装、毕业实践等教学环节,同时进行数控机床操作工、特种加工、数控机床调整工的技能鉴定工作,还可面向企业进行在职员工的培训,承揽对外加工的生产任务,并把对外加工与学生实训相结合,满足教育教学需要。
本次建设项目要进行“双主体”实验实训基地建设,学院与大连机床集团有限责任公司合作,在学院内建设“大连机床集团天津服务示范中心”成为“校中厂”, 其功能集数控机床整机展示、装配、调试、维修、营销、人才培养、培训、技术攻关、课程开发、教材开发、售后服务于一体。
在大连机床集团有限责任公司的天津厂内,建设“大连机床天津研发制造基地培训中心”成为“厂中校”,实施企业人员培训、学院在校生的培训,使其成为服务于机床研发、制造、销售、维修人员上岗、继续教育、技能培训的“校企‘双主体’育人”的示范基地。
1.“校中厂”实训基地建设
学院与大连机床集团合作,在学院内共同建设“大连机床集团天津服务示范中心”成为“校中厂”, 实现工厂融于学院。包含数控机床产品展示中心、大连机床备品备件中心、数控机床售后服务中心、校内一体化实训中心、数控系统应用中心。其中在校内一体化实训中心里,新建1个、完善3个一体化实训室。校企共同制定并实施“天津服务示范中心”的校中厂运行管理制度,确定领导小组例会制度、校企人员互聘与考核管理规定、学生厂校实训管理办法、实训设备的配备与管理、企业用户培训管理规范、备件管理使用规定等等。形成专任教师主动为企业服务、兼职教师积极参与教学与教改,校企深度融合的“校中厂”的高效运行新机制。
(1)数控机床产品展示中心
本中心为学院与大连机床集团有限责任公司共同建设,由学院提供场地,展示校企合作育人模式和大连机床的数控机床整机产品。其主要社会功能是展示“双主体工学交替”的校企共同育人的人才培养模式;展示大连机床的数控产品、企业文化;及时展示数控机床新产品、新技术、新工艺及在工业生产中的发展趋势。本中心同时也是教学的一个主要环节,承担专业教育、认识实习、学习企业文化等教学任务。本中心既是展示职业教育改革成果的窗口,也是展示企业文化和新产品新技术的窗口。
(2)大连机床备品备件中心
本中心是大连机床集团有限责任公司华北地区备品备件中心,提供华北地区售后服务备件支持。本中心是大连机床华北区技术服务的不可或缺的环节,是企业运营的重要组成部分。本中心还是教学中认识数控机床零部件的主要实训场所,数控机床故障诊断与维修等专业课中认识、测量数控机床零部件良好性的教学内容在本中心进行。人才培养过程中对企业文化和企业运行模式的教育部分内容在本中心进行,对学生了解职业环境,直接就业有着重要意义。
(3)数控机床售后服务中心
本中心是大连机床集团有限责任公司华北地区售后服务中心,承担华北地区售后服务技术支持,是大连机床在天津地区重要部门。本专业教师在中心任主要技术职务,承担安装、调试工作;承担大连机床集团天津地区售后技术服务工作。同时收集数控机床故障诊断维修工作案例,作为教师进行教学和课程资源建设的素材;也为保障天津地区企业的设备利用率,提供高层次技术服务。学生在本中心完成现场调试验收部分教学,加快学生的职业化进程。
(4)数控系统应用中心
本中心是数控系统应用技术(系统连接,调试,维修及维护)的综合实习和实训平台,主要进行本专业学生的培养及教学新模式探索;本专业教学资源建设及研讨;本专业师资培训,以及数控技能鉴定培训;用户技术交流及论坛;企业员工培训,企业技术服务;行业调研,岗位需求分析,与本地区企业开展人才培养合作等。
(5)校内一体化实训中心
在原有三个实训室基础上,购置新设备加强校内生产性实训,强化与企业和市场更紧密地联系,使校内生产性实训与校外顶岗实习有机衔接与融通,使校内生产性实习实训占校内实践教学环节的比例超过70%,提高校内实训基地开放和使用效率。校内一体化实训中心建设见表1。
为保证本专业工学结合人才培养方案的顺利实施,促进学生专业技能的培养,加强对校内共享型生产性实训基地的建设与完善,充分考虑资源的合理利用与配置,促进数控设备应用与维护技术专业及专业群的协调发展,依托大连机床集团天津服务示范中心,融专业教学、培训、技能鉴定和技术服务为一体。直接为数控设备应用与维护专业的工学结合人才培养模式服务,实现学生对专业由陌生到熟悉、专业知识由单一到综合、专业能力由初级到高级的培养过程。
2.校外实训基地与内涵建设
在大连机床集团有限责任公司的天津组装厂内,建设“大连机床天津研发制造基地培训中心”成为“厂中校”,在“厂中校”内,完成数控设备装调岗前技能训练。学生在企业环境中,按照企业操作规范,自然地融入了企业文化、职业氛围,职业素养和职业技能大幅提升。
同时在“厂中校”中进行新产品的研发、制造、销售、维修人员上岗、继续教育、企业人员和学院在校生的技能培训,使“厂中校”成为“校企‘双主体’育人”的示范基地。
随着我国数控设备的普及,数控技术在制造业中的应用越来越广泛,为此全国各类技工院校都开设了数控技术专业,以缓解数控程序员和数控操作员紧缺的局面。而数控机床加工是应用数字化信号对机器的运动进行控制的一种自动控制的机械加工技术。数控技术的应用是机械制造行业现代化的标志。通过数控车床加工,数控铣床加工教学实习达到提高学生从事“机——电——计”工程实践工作的能力,拓展学生在机械制造工艺技术领域思维的目的。掌握机床坐标系与工作坐标系,掌握数控机床程序的结构,掌握数控机床的常用指令。我校针对企业单位的需求开设了数控技术专业,而数控机床操作实训作为该专业的重要实训课程,受到更多的重视和关注。通过数控实训使学生了解数控机床及数控加工概念,掌握数控机床程序编制内容,使学生具备一定的数控加工基础知识,可以编制较复杂的数控加工程序,初步掌握数控机床的操作与维护。使学生对所学专业也更深的理解,在掌握理论知识的前提下,提高了实际动手操作能力。
1 数控机床一体化实训中存在的安全隐患
作为技工院校,我校的学生相对来说实际动手能力较强,但对操作实训过程中安全知识了解不多,经常出现安全隐患。往往事故发生的主要原因是物体的不安全状态和人的不安全行为。其中在机械使用过程中,人的不安全行为是引发事故的重要的直接原因。人的行为受到生理、心理等多种因素的影响,表现是多种多样的。缺乏安全意识和安全技能差,即安全素质低下是认为引发事故的主要原因,例如不了解使用机械存在的危险、不按安全规范操作、缺乏自我保护和处理意外情况的能力等。指挥失误(违章指挥)、操作失误(操作差错、在意外情况时的反射行为或违章作业)、监护失误等不安全行为。
2 安全教育在数控实训中的重要性
2.1 校级安全教育。学院对学生的实训安全问题非常的重视,按照生产企业的标准制定了各项规章制度,并制成展板放置于实训车间。把“安全第一,提高警惕”作为首要任务。根据要求由数控教研室组织编写了安全教育读本,发给参加数控实训的学生阅读学习,安排针对性较强的安全教育课,让有生产一线工作经验的老师讲解所操作机床的结构和性能以及在实训操作中可能存在的安全问题,使学生对所接触的机床操作安全问题有基本的认识;其次通过观看安全教育录像和事故展板,面对活生生的安全事故让学生有直观的印象,提高安全防范意识。再针对所学工种,具体讲解其操作规程。
2.2 车间级安全教育。在进入车间实训时,有专人负责对所有学生进行本车间劳动卫生状况和规章制度的讲解,介绍实训车间的概况,车间人员结构、安全实训组织状况及活动情况,车间危险区域,车间劳动保护方面的规章制度和对劳动保护用品的穿戴要求和注意事项,车间事故多发部位、原因、有什么特殊规定和安全要求,车间常见事故和对典型事故案例的剖析。介绍车间防火知识,防火的要害部位及防火的特殊需要,消防用品放置地点,灭火器的性能、使用方法,车间消防组织情况,遇到火险如何处理等。组织学生学习安全生产文件和安全操作规程制度,并应教育学生应尊敬老师,听从指挥,安全实训。通过一系列的讲解和学习,取得了较好的成果。
2.3 班组级安全教育。班组级安全教育是最直接、最重要的安全教育,学生进入实训车间后,参加实训的就是所要操作的机床,由具体带班的实训老师讲解其岗位安全操作规程,劳动防护用品的性能和正确使用方法等。实训的第一节课组织学生学习安全技术操作规程并督促执行,教育学生遵章守纪,正确穿戴劳动防护用品,正确使用安全刀具,制止违章作业,切实做到“三不伤害”(不伤害自己,不伤害他人,不被他人伤害)。通过实训现场老师的讲解和动手示范,取得的效果很明显,大大降低了学生在实训过程中出现安全隐患的可能性。实训老师安排学生按规定对环境因素和危险源进行检查并记录,定期对本班组内使用的设备、设施、器具、工作场所等进行检查,发现隐患和不安全因素及时整改,对本班组无力解决的及时上报并采取有效的防范措施,做好记录,避免发生人身事故及其它责任事故。
3 学生自我安全学习
通过以上三级安全教育,学生基本掌握其所学工种的安全生产知识和自我防护。但有些职责还必须了解,如熟悉并严格执行本岗位工艺纪律和安全技术操作规程,掌握本岗位设备仪器及其他相关设备,装置的结构和性能,爱护和正确使用机具设备及附属安全装置,遇到异常情况能够及时发现并排除,正确使用劳动防护用品,操作中坚持互相帮助,互相监督,不违章作业,抵制违章指挥,遇有危及安全的紧急情况时,应采取果断措施,并及时报告老师,认真总结经验教训,贯彻实施好安全防护措施。
几年的数控机床一体化实训教学,使我深刻体会到安全教育的重要性,通过所有人的努力,取得了很好的效果,至今没出现安全事故,做到了“安全第一,提高技能”的宗旨。还要继续努力,做到如企业一样的安全培训五则:教育使其不为,培训使其不惑,规范使其不乱,奖罚使其不敢,制度使其不怨。在实际生产中,仅仅有安全知识是不够的,必须把学到的知识运用到实际中去,因而还要十分重视安全技能的教育和训练。安全技能是从实际生产过程中总结提炼出来的,一般情况下,都以学习、掌握“操作规程”等来完成,有的通过教育指导者的言传身教来实现。但无论用什么方法,受教育者都要经过自身的实践,反复纠正错误动作,逐渐领会和掌握正确的操作要领,才能不断提高安全技能的熟练程度。
参考文献
一、我国机床工具行业发展现状
1.中国已经连续4年在规模和产值上成为世界第三大机床生产国
2008年世界各地区机床总产值情况(如图1所示)。 2008年国内数控金属切削机床的年产量12.2万台,2008年国内市场机床总消费194.4亿美元。
二、目前职业院校在培养从事机床工具行业人才中存在的问题
据华中科技大学国家数控系统工程技术研究中心《关于数控人才需求与数控职业教育教学改革的调研报告》中指出职业教育中数控人才培养中存在的问题。
1.课程设置和教学内容不能满足企业需求
(1)我国机电类专业的课程设置近几年虽有所改进,但教学内容仍较陈旧。学生所学到的知识技能与企业的要求尚存在差距。例如,数控加工刀具和工艺的教学还较薄弱。由于部分学校因实训条件所限,仍以理论讲授为主,企业急需的数控机床的编程、操作、维护的培训效果较差。
(2)在实践技能培训方面,很多院校把实训重点放在数控机床简单操作上,而对数控加工工艺(如工艺路线选择、刀具选择、切削用量设置等)、模具设计、CAD/CAM与数控自动编程、数控机床机电设计与联调技术、数控机床的维护与维修等专业技术能力训练不够。
(3)现有数控技术教育专业教材形态单一、内容陈旧、实践性差。适合数控系统原理、数控机床机电控制技术、数控机床故障诊断与维护维修和数控实训等课程的教材非常有限,严重脱离生产实际。
2.职业院校数控专业师资数量不足,素质不高
3.数控实训设备条件差,数量严重不足,且不配套
三、高职生产型数控实训模式
基于上述问题,本文旨在研究一种适合职业技术教育特色的以工作过程为导向的生产型数控实践教学模式,进一步缩短学生适应工作岗位的时间,使学生能够应对该工作过程中尽可能多的工作任务,提高学生的职业能力,培养满足当前机床工具行业需要的技能人才。
1.高职生产型数控实训模式的思路
本文实施的实践教学过程改变传统的实训教学模式,要求整个课程体系以生产型工作项目为主线,把专业所需的知识、要实现的目标、应达到的能力、应具备的素质等培养目标融入项目教学过程中。其特点是:选择企业一线生产的典型工作项目,使整个课程的知识点、技能点以及职业规范能力的学习都围绕这个项目进行,并与这个核心融合在一起,形成一个整体。学生在完成项目考核标准严格依照本项目实际生产的工作过程中,既掌握了专项能力又与工作岗位零距离接触。
2.高职生产型数控实训模式内容
(1)校外工作情景模式:高职院校与企业合作,数控实训在企业内完成。例如,某企业生产如图3所示的产品凸轮套。高职学生可以以学徒的身份与企业的技术人员共同参与整个零件的生产过程,在此期间完全按照企业的要求进行工作,最终由技术人员按照企业的标准进行考核。
学生在完成工作任务的过程中按照企业的生产要求遵守企业生产规范,学习企业文化,在技术人员的带领下完成分析图纸、选择机床刀具、准备工装、下料、试件加工等工作过程。
在这种教学模式中学生“提前上岗”,既增长了知识,积累了经验,又为更好地适应职业岗位打下基础。
(2)校内工作情境模式:基于目前高职学生进企业学习主要以“参观为主”,即使参与实践操作也很难与专业培养目标相吻合的现状,高职数控专业可以通过校内工作情境模式培养数控人才。例如,图3所示零件凸轮套为企业一线所生产的产品,高职院校通过校企合作,以校内数控实训基地为基础开发与企业生产过程一致的实践课程,从实践项目的选择到实训过程的开展以及最终考核结果都由企业工程人员与高职教师共同参与,为学生创建了一个真实的职业岗位情境,有利于学习实践知识和积累工作经验。
四、高职生产型数控实训模式实施步骤及条件
1.精心培养一批具有生产型实训技能的师资队伍
师资队伍是培养学生的基础,又是教学改革成败的关键。一支理论功底与实践能力俱佳的“双师”素质教师队伍是生产型实训的前提与保障。加强教师校内外实践培养锻炼。
2.构建以工作过程为导向的生产型实训教学环节的实训环境
数控技术中心、CAD/CAM机房和数控设备的配置,使CAD/CAM实训和数控加工实训融为一体,结合校企合作,对外加工,使实现从软件到硬件、由简单到复杂、由理论型实训到生产型实训这一循序渐进的、多重交互的、可以以工作过程为导向的实训环境成为可能。
3.推行“助理辅导生”制度,点面协作,提高技能人才培养效率和质量
鉴于高职实践课程改革师资不足的问题,对学生采取分批培养的方式。首先培训一部分优秀的学生达到一定的实践能力然后辅助教师指导实践教学和对外技术服务。
所谓“助理辅导生”,在进入专业课程学习以前,提前在班内培养5~8名实践能力强的学生,使这些学生提前接触专业知识,达到准高级工水平,能够熟练操作设备,在后续专业课学习中,这些“助理辅导生”能够及时理解掌握专业知识,对同学们的问题能够及时进行答疑。这种模式可以解决实践教学师资不足的问题,教学上能够实现以点带面,以面促点,点面协作,共同进步的目的,提高培养效率和教学效果。
4.校企合作,工学结合
数控技术实训基地与多家企业实现长期合作,实行多种形式的工学结合,使学生直接接触企业中的实际零件加工。由理论型实训转换成生产型实训,增强学生学习的职业敏感性,提高学生的职业能力。
参考文献
[1]华中科技大学国家数控系统工程技术研究中心.关于数控人才需求与数控职业教育教学改革的调研报告[R].2003
近年来,中国的制造业取得了举世瞩目的成就,机械制造行业作为制造业基础,龙头的地位日益凸显。随着中国经济的飞速发展,机械制造行业的作用必将进一步得到提升和强化,同时随着国家产业结构的调整,机械制造业的就业前景一片光明。
我校模具数控专业学制三年,前两年在校学习理论知识,到实训车间接受实训。我校模具数控专业特开设了《钳工》 《车工加工工艺学 》 《模具数控加工技术》 《公差测量与技术》《机械制图》 《CAD》《UG》《Mastercam》等基础课程,使学生掌握编程理论及有关方面的知识,建立一个完整的知识体系。每周六进行全天的实训操作,掌握数控加工的实际操作技术,每个学期要进行三个月的实训,为第三年的顶岗实习做准备,这样才能源源不断的为企业输送“血液”,学生才能学以致用,更好的就业。为了熟练地掌握操作技能,巩固理论知识,本人将实训课的教学模式分为五个步骤,也做实训五步教学法。
1 钳工实训课:基础性技能
随着我国在世界制造业的中心地位的凸显,机械制造领域中技能型人才愈显紧缺,在“以服务为宗旨,以就业我导向”的职业教育办学思想的指导下,各职业学校更加重视对学生技能的培养和培训工作,钳工是机械制造中最古老的金属加工技术。19世纪以后,各种机床的发展和普及,虽然逐步使大部分钳工作业实现了机械化和自动化,但在机械制造过程中钳工仍是广泛应用的基本技术。
钳工的主要任务是使用钳工工具,钻床等,按技木要求对工件进行加工、修整、装配等工作。钳工主要用在机械加工方法不适宜或难以解决的场合。其特点是灵活性强,工作范围广,技术性强,操作者的技能水平直接决定工件的加工质量。国民经济建设中,钳工工种 占有很重要的地位,发挥着独特的作用,如装配、调式、安装、维修、工具 制造等都离开钳。
钳工基本内容划线、錾削、锯削、钻孔、扩孔、铰孔、锪孔、攻螺纹、套螺纹、刮削、研磨、技术测量、简单的热处理、并能部件机械进行配调试等。
钳工实训课的开设使学生正确使用和维护保养常用设备,了解钳工安全操作技术及所用设备安全操作规程和车间(实训室)安全文明生产管理规定。熟悉钳工的基本知识,了解钳工工艺范围,掌握钳工常用设备、工具的结构、用途及正确使用、维护保养方法。熟悉钳工常用量具的基本知识,掌握钳工常用量具使用和维护保养方法。掌握钳工常用刃具的使用和刃磨方法。掌握钳工的基本操作技能,按图样独立加工工件,达到中级钳工考核标准。培养勤学苦练精神,养成遵纪守规、安全操作、文明生产的职业习惯。并能使学生合理选择主轴转速切削用量、刀具的装夹方式等,能够根据零件的技术要求编制加工工艺。通过钳工 的实训使学生理解尺寸连接的概念,常用尺寸连接的基本方法,掌握尺寸定位、装夹的概念方法,和典型结构的装配工艺过程,并懂得机床的维修常识。
2 普车实训课:苦练基本功
普车加工是模具数控专业学生必须掌握的基本功,只有苦练好车工技术,才能为将来的数控车加工扫平困难。
磨刀是车工基础当中的基础,只要刀具能够磨对磨好,加工就能很顺畅的进行,如果刀具磨不好,就会出现各种各样的问题,例如:外圆车削不光滑,车削不动铁,并出现很大的响声;切断刀磨不好,就会出现崩刀和车不了槽的现象等等。
一个合格的车工必须学会磨刀,装刀,熟练操作机床,他们掌握工件的端面车削、内外外圆车削、槽车削、内外螺纹车削,以及更加复杂的细长轴车削、蜗杆蜗轮车削等,在此过程中学生会摸索出各种切削用量的最佳选择,并且制定出最好的机械加工工艺,为后面的数控加工打下坚实的基础。
不过从各学校机械专业学生组成结构来看,具有年龄小、个头低、农村学生多,这就给普车实训课安全操作带来了一定难度。从心理上对车床操作具有畏惧感,经常表现出不敢大胆上车床操作的情绪,就是勉强上去,也是提心吊胆,生怕出现事故,因而造成心理的过度紧张或焦虑。当一旦发生小事故时,他们就惊慌失措,不是果断地压下安全按钮或采取停车等措施,而是手足无措大喊大叫,或者逃离操作平台,头脑迷蒙误操作,往往将一个小事故演变为一个大事故。这就要求实训指导老师要多了解熟悉每一个学生,因人施教,进行差别化指导,除了多对他们手把手地传授操作技能外,还要对他们进行心理上的训练与指导,克服生理和心理上的障碍,培养学生勇敢、果断、镇静和有必胜的意志品质。
3 数控仿真课:模拟数控技术
随着科学技术的飞速发展,机械制造技术正在发生着深刻的变革,传统的普通加工设备难以适应市场对产品质量、生产效率、多元化的要求,而以数控技术为核心的现在制造技术正在逐渐取代传统的机械制造技术。数控制造技术是集机械制造技术、计算机技术、微电子 技术、现代控制技术、网络信息技术、光机电一体化技术于一身的多学科高新制造技术。数 控技术水平的高低、数控机床的拥有量,已经成为衡量一个国家工业现代化水平的重要 标 志。
数控技术课程是一门实践性很强的课程,离开实践,就谈不上素质,实践是知识转化并升华为素质的根本条件。要想达到理想的教学和实践效果,仅在课堂上实施全方位的教学是不够的,还应具备一个良好的实践教学环境。
但是大部分农村中职学校设备不足,要想让每个学生都拥有一台机床跟着教师操作练习很困难,而数控加工仿真软件的出现解决了这一问题。
它既能解决实训设备不足,学生实习时间少的问题,又能加强学生对数控系统操作及控制面板的熟悉度,还能提高学生的编程能力及对加工工艺安排的能力。
数控仿真是对数控加工零件的走刀路线的模拟,通过计算机仿真练习,可以验证程序 编写的准确程度,防止试加工时撞刀,及时对加工程序给予修正。仿真练习中使学生熟悉仿真机床的操作面板和录入面板,明确每个按键的功能,掌握建立工件坐标系,选择刀具集合度,设置刀偏、刀位的方法。正确灵活地选用切削指令,制定加工程序加工出符合要求 的零件。
4 数控实训课:增强综合素质
近年来,数控机床以其加工精度高、柔性好、适应中批量生产而日益受到重视,由于数 控机床是通过数控程序完成加工循环的,无需人工操作,调试方便,适应灵活多变的产品,使得中小批生产自动化成为可能。目前国内市场需要大批数控人才,急需大批能熟练掌握数控机床编程、操作、维护的一线工人,所以中职学校加强数控实训,以增强学生的综合素质为基础,以能力为本位,把培养学生的职业能力放在首要位置,加强实践性教学环节,使学 生成为企业生产一线迫切需要的高素质劳动者。基予数控仿真的练习,同学把仿真后的程 序输 数控机床上进行实操练习。由于仿真软件和数控车床按键功能,车削的方法,刀具的 选择等是基本相同的,所以学生短时间内可以熟练操作机床。数控机床练习时,除了严格按操作规执行外,遇到具体问题,能够正确解决,具体在数控车床和数控铣床操作时还要注意以下几点。
(1)学会选择刀具及切削参数,工件的材质不同,所用的刀具几何角度不同。
(2)数控加工之前,要根据工件的图形编制好程序。模拟加工,确认无误后把程序传送到数控机床上。
(3)进行数控机床的对刀工作,这一项十分重要,直接关系到人身安全和工件的好坏。
(4)精加工前使用MO0指令使机床暂停测量后,重新检查是否需要调整刀补,再继续精车,要保质保量地加工出合格的产品。
(5)加工的过程中要遵循由易到难,由简单到复杂,由单项到综合的原则进行加工。加工之前对零件进行加工工艺分析,确定装夹方法、切削用量等,做到万无一失,从而训练学生的实践能力及严谨的科学学习态度。
(6)认真填写好实验报告,组织学生以小组为单位对加工出来的零件互评、自评。不能放过任何一个细节,选出优秀的零件放到展柜里展览,以激发学生的上进心。中职学校 实训课注重培养学生的技能,掌握加工常用工件的工艺分析方法,编程方法和机床的实际操 作技能,这样才能使学生在这一行业中、在自己的岗位上,实现自己的价值。
5 探究提高:优化实训效果“教学相长”,在教学过程中,师生共同学习,相互总结提高,通过多年的实践,笔者认为数控实训的重点要从以下几个方面人手
(1)明确实训目的,安排数控实训的基本目的是通过该课程的学习,使学生熟练的掌握数控车床、数控铣床的基本手工编程方法,电火花、线切割数控机床操作方法,初步掌握数控机床精度检验和维护技能。
(2)精心组织,认真做好实习教学。在零件车削的实际教学中,要根据实训的教学内容,机床的种类,合理的安排加工工艺和准确的编写加工程序,实践中优化实训效果,在 数控专业的实训课中,钳工―― 普车加工―― 数控仿真―― 数控加工,充分的利用了教 学资源,避免了事故的发生,提高了机床的利用率和使用寿命。
(3)实训教学取得的成果实训是职业教育中最主要的教学环节,动手能力的高低直接影响学生的就业。在实训课程之后,绝大多数学基本掌握数控机床的基本操作,感到不仅实际动手能力得到了前所未有的提高,而且通过具体的实践进一步激发学生对专业知识的 兴趣,并且做到理论和实践相结合,为今后自身的就业及发展打下扎实的基础,现在学校一直进行“校企合作”,教学和生产相结合,教学效果会更好。
(4)存在的问题和努力方向
①我校数控设备不足,影响学生的正常实训,远远不能满足教学需求。
②大部分年轻专业教师实际操作水平较低,需要多进行培训和下厂实践,这样可以提高教学能力。
③以后一定会努力提高自己的专业知识水平和实际操作能力,更好的胜任教学工作。
参考文献:
[l]王锦亚.数控加工技术【M1.北京邮电大学出版社,2006 .
[2]孙建东,袁锋.数控机床加工技术【 M】.北京:高等教育出版社,2007.
一、引言
近年来,数控技术得到广泛应用,数控化成为制造业的发展方向。各高校为适应社会的需求在加强和完善“数控技术”课程理论教学的同时,更加突出“数控技术”实训教学环节,并不断对数控实训教学的管理方法提出新的要求。
数控实训教学一般采用分组制及“一人,一棒料,一项目”管理方法,实训结束时上交加工零件和实训报告,并据此评定学生成绩。
二、数控实训管理存在的问题
1.教师教学管理存在问题
(1)分组制教学管理出现的问题
数控实训中心包括车间和专用计算机教室两个场地,分组制教学管理方法如下例:一班学生(40人)分两组,教师(3人)指导一组学生(20人)在车间学习操作数控机床,平均1名教师管理7名学生。教师(1人)指导另一组学生(20人)在专用计算机教室学习数控编程方法,数控仿真软件的应用。半天制,两组同学交换实训场地和实训内容。在实训车间,教师讲解并演示操作机床的方法,数控机床操作面板按键较多,并且机床开动之后有噪音,六七个同学都围在机床旁边,距离教师较远的同学观察不便,听不清教师讲授内容,兴趣渐渐淡化,最后干脆不看。教师演示之后,随机找学生模仿操作,并做指导。半天时间的训练很快结束,有些学生根本就没有机会接触机床,再次上岗时,学过的知识遗忘较多,教师需重新演示指导,讲课的效果事倍功半。专用计算机教室的教师讲课同时要解答学生编程过程中的疑问,并负责检查学生设计零件及编写程序是否合理,负担较重。
(2)在实训教学中,实训重点大多放在数控机床操作上,而对数控工艺路线选择、刀具选择、切削用量设置的掌握训练不够。
(3)在教学中,教师忽视零件加工“成本”概念的灌输。学生编写加工程序时,认为程序编的越长越有水平,其实这样的程序占用计算机内存较大,计算时间较长;另外加工零件时多选用长棒料,既浪费材料,加长工时,又加快刀具磨损。
2.学生在实训过程中代做零件
“一人,一棒,一项目”指在实训初期每个学生发一段棒料,自己设计零件、编程,在自己上岗时加工该零件。完成实训项目需要完成一系列工作,一部分学生有畏难情绪,不想做;而另一部分同学兴趣很高,动手能力较强,同学之间私下结合,出现了同学代做零件的情况。
2.3实训成绩不能真实反映学生的实际能力
实训成绩评定一般依据三方面:一、出勤;二、加工零件质量,设计是否新颖;三、编写实训报告质量。其中学生加工的很多零件外形相似,实训报告内容相同,存在拷贝现象。依据此三点评定成绩,不能真实地反映学生的实际动手能力,所以很多情况下,凭借指导教师对学生的个人印象,调整学生的实训成绩,这种做法明显存在弊端。
三、数控实训采取的管理措施
针对数控实训教学管理过程中出现的这些问题,提出一些具体改进措施。
1.教学管理采用讲练结合
教学管理采用讲练结合。实训初期学生分组,例如一个班级40人,4人一组,共10组。每组抽调一个学生组成第一批(10人)到车间跟教师(3人)学习数控机床基本操作,平均每个教师负责3~4名同学,避免了因拥挤造成的兴趣缺失。其余学生随指导教师(1人)到专用计算机教室上课。在车间,教师首先讲解并演示操作数控机床的过程;然后教师在旁边指导,由一位同学进行实际操作,其他同学继续观摩学习;之后分成两人一组操纵一台机床,前面已经过实际训练的同学作为教师来指导另一位同学进行操作,教师指导其余一至两名学生。这样,每一位同学都有一个从学到练的实训经历,达到一对一的指导方式。指导教师可以随时注意、指导、纠正学生操作,达到讲练结合的目的。
车间的十个学生操作机床过关之后,有3名同学留下,继续跟下一批同学听一轮课,达到巩固知识的目的;其余7名同学回到计算机教室学习。每组再抽调10人到车间学习操作机床,依次类推采用重叠流水作业的方法,每一批操作机床的同学中均有2―3名同学留下继续听课并协助教师指导其他同学;训练过程中,教师记录动手能力相对较差的同学组成第五组,加强培训。这段时间内,专用计算机教室中的同学已经基本掌握编程方法,可以协助教师指导由车间返回的同学,教室学生人数不减,但教师的负担明星减轻。初期的讲练结合为同学在以后的工作中协调合作,取长补短打下基础。
实训中期讲练结合,教师通过讲解典型零件数控加工案例引导学生学习数控机床多种多样的编程方法;针对实际加工零件,讨论数控工艺路线选择、刀具选择、切削用量设置等解决方案,学生练习编写相应的加工程序,经检验后,在加工现场针对同一加工零件应用不同程序实施加工;对零件不同加工方法形成的不同效果,加工时间进行比较,发现较好的编程方法,加强“成本”概念,有效地培养学生的数控技术应用能力。
2.工作任务制
数控机床操作采用定岗制度。一组一班,一班三小时,轮流上岗。为激发学生学习兴趣并且避免代做零件,在“一人,一棒,一项目”的基础上强调任务量,强调组内每个同学的零件外形要求不同,并且强调班级内部雷同件的比率不能大于10%,否则雷同件的设计者按最低成绩记载,以督促每个同学完成自己的项目。新增“一组件,总合格比”的工作任务制管理方式。“一组件”指在实训中期,以组为单位向学生适量发棒料,并记载发放棒料总数。“总合格比”指实训终期,按一组同学领取的棒料数,完成的总零件数、不同零件种类及总合格率折合比例作为部分成绩,计入个人总成绩。
鼓励学生多设计加工新颖的零件,零件质量和实训成绩挂钩,大大调动学生的积极性。
3.竞赛式激励评分方法
学生成绩分四档,竞赛式评分方法将每一档次成绩的评出均辅以激励机制。
(1)基本成绩65分。由下列内容组成:在一人一料要求下,加工零件质量;加工零件难易程度;实训报告质量,编排是否新颖,格式是否规范。可以在一定程度上避免抄袭现象,并且有竞争意识。
(2)除一人一料外,组内加工其他零件折合比例K,最高15分。K1=总零件数/领取棒料数;K2=合格零件数/领取棒料数;K3=不同外形零件数/领取棒料数;折合比例K=K1×K2×K3×总零件数,乘以总零件数是为了尽量避免做得多而得分少的情况。同时与其他组作比较,搞竞赛,按照折合比例分值排定名次,评出组成绩,将此成绩加入组内每个同学的个人成绩中。例如表一。这样学生会珍惜棒料,创新设计,严格加工零件,做到提高效率,降低消耗。
(3)实训后期,先以组为单位,组织学生讨论,评议设计零件的创新性,设计零件程序的优缺点,选出设计优胜奖,最高分8分,之后将推荐上来的零件放在一起,由全班同学评议,选出最优奖10分,将此成绩加入此零件设计同学的个人成绩。
(4)在上述基础上,组推荐一名学生,或自荐参加竞赛,加工最有创意的零件,最高10分,加入参加竞赛学生的个人总成绩,加工的零件作为展品陈列。学生积极性大大提高,实训效果良好。
四、结语
根据调研情况,我们可把数控技术人才分为三个层次:
1.“蓝领层”——“蓝领层”是指在生产岗位上承担数控机床的具体操作及日常简单维护工作的技术工人,在企业数控技术岗位中占75%,是目前需求量最大的数控技术人才。
所需知识与能力结构:掌握数控机床结构的基本知识和机械加工与数控加工的工艺知识,具备数控机床的操作、日常维护和手工编程的能力,了解数控加工的自动编程。这类数控技术人才可通过中等职业教育来培养,企业也可依靠自身力量从普通机床操作工中培养。
2.“灰领层”——“灰领层”是指在生产岗位上承担数控编程的工艺人员和数控机床维护、维修人员,这类人员在企业数控技术岗位中占20%,其中数控编程工艺员占9%,数控机床维护、维修人员占11%。
所需知识与能力结构:
数控编程工艺员:掌握数控加工工艺专业知识和一定的模具制造基础知识,具备数控机床的操作、日常维护和手工编程的能力,能运用至少一种三维CAD/CAM软件进行三维造型和自动编程。此类人员在模具行业尤其受欢迎,待遇也较高,这类数控技术人才可通过高等职业教育来培养。
数控机床维护、维修人员:掌握数控机床的工作原理和结构知识,掌握主要数控系统的特点、接口技术、PLC、参数设置和机电联调知识。具备数控机床的操作、手工编程和数控机床的机械和电气的调试和维护维修能力。此类人员需求量相对少一些,但也非常缺乏,是企业(特别是民营企业)的抢手人才,待遇较高。由于此类人员专业知识与技能要求较高,可能通过本科或高职教育作基础培养后,经企业大量实际工作经验积累不断提高。
3.“金领层”——“金领层”人员具备并精通数控操作、数控工艺编程和数控机床维护、维修所需要的综合知识,并在实际工作中积累了大量实际经验,知识面很广;精通数控机床的机械结构设计和数控系统的电气设计,掌握数控机床的机电联调;能自行完成数控系统的选型,数控机床的安装、调试、维修和精度优化;能独立完成机床的数控化改造;适合于担任企业的技术负责人或机床厂数控机床产品开发的机电设计主管。
二、数控技术专业人才的学历状况
调研数据表明,7.89%的数控技术人才为中职及以下学历,63.16%为高职学历,仅有13.16%为本科学历,本科以上学历占15%。可以看出,企业对中职和高职学
历的人才需求量最大,故中等和高等职业技术教育在数控技术人才培养方面大有可为。
三.数控技术人才的来源渠道
调研数据表明,企业现有数控技术人才中,从人才市场招聘的员工的占18.42%,网上招聘占13.16%,而直接从学校招收的学生占55.26%,通过中介机构招聘的占13.16%。这说明:
1. 职业院校是企业招收对口专业员工的主要渠道,所以职业院校应该进一步拓展办学功能,加强校企合作,根据企业用人“订单”培养人才,也要为企业职工提供在岗、转岗数控技术培训。
2.职业院校学历教育培养的数控人才还很难完全满足企业的需要。刚走出校门的毕业生,具有不同程度的英语水平、计算机应用能力、机械和电气基础理论知识和一定的动手能力,但由于在校期间难以积累工艺经验,实际动手能力差,难以满足企业对数控人才的要求。
四、对工作能力和职业素质的要求
通过调查,我们发现企业对毕业生的实际工作能力关注度为60.53%,对职业素养的关注度为65.79%,对学习能力的关注度为60.53%,对组织管理能力的关注度为21%,对创新能力的关注度为50%,数据表明,企业最注重毕业生的实际工作能力和职业素养,企业对毕业生的综合素质要求越来越高,企业往往要求毕业生能够同时拥有多方面的技能,要求基本功扎实,应用能力较强,能够团结协作,富于开拓和创新精神,要敬业爱岗,踏实肯干,吃苦耐劳,实际动手能力强,综合素质高,具有很强的社会竞争力。,在业务方面和专业技术方面占有较大的优势,具体而言要思想积极,政治素质高,思维活跃,视野开阔,创造性强,有较强的组织能力和综合表达能力;善于钻研,谦虚谨慎,勤学好问,能发现问题及时解决问题,能将所学知识与实际工作紧密结合起来,在业务中起骨干带头作用,生活作风正派,人格健全,有较好的人际关系;整体观念强,有团队协作精神。
五、企业对我校毕业生的综合评价
为了更准确了解我校往届数控技术专业毕业生的工作情况,我们利用此次实地考察的机会对往届毕业生进行了一次回访,并进行了企业对我校数控专业毕业生综合评价的问卷调查。调查的统计数据显示,企业对我校数控专业毕业生的整体情况的评价较好,满意度较高。综合评价为60.53%满意,34.21%一般,5.26%不满意。数据说明数控专业毕业生在社会中的反应良好,基本能经得起社会的检验,基本能够胜任本职工作,适应相关岗位的要求。用人单位对数控专业毕业生的职业道德、专业业务知识和基本素质较为认可,毕业生在企业中能够表现出较高的职业素养和职业能力,数控专业开展的职业素质教育对学生今后的就业工作起到了积极的作用。
六、存在的问题及改进措施
在调研中我们发现,从总体来讲我校数控技术应用专业的人才培养目标和培养模式是正确的。但是在具体实施的过程中也还存在一些问题和不足。
1、学生专业理论知识转化能力较差,很难将专业知识应用到实际工作中;
2、学生对技能的熟练程度和企业的要求有距离;
3、学生在学校进行的专业实训和企业真实的生产环境有距离;
4、学生专业面不宽,造成就业口径过窄。
为了达到教改方案的培养目标和业务规格要求,我们将采取以下措施。
1、紧扣两个环节。要培养面向生产第一线,专业实践技能强,具有良好职业素质的应用性实用型人才。决定了学校课程设置的架构必须紧扣“实用”、“实训”两个环节,把岗位技能培养融入到课程体系中去,使课程教学与技能培养充分“对接”。
2、完善和加强数控专业的实训室建设
我校数控专业虽然有了多个实训室,但是在设备数量上和设备先进性上还有差距。还应该建立数控综合实训室,包括数控线切割机、数控雕铣机、快速成型机等设备,以实现和企业的无缝对接。
3、坚持开放式的办学体系,实行校企联合,产、学、研一体化 虽然我校在数控专业的实训上投入了较多的资金,实训设备条件也相对较好,但是和企业的真实环境总是有距离的,作为学校不可能投入太多的资金。我们可以利用校企联合、工学结合的方式实现产、学、研一体化。在办学中坚持学校走出去,老师走出去,学生走出去,课程要走出去。同时,我们也可以把专家学者请进来作高层次的学术报告,也可以请有公司一线工作实践经验的工程师来给我们的学生讲学,一些课程也请外面工程师来上,甚至可以让企业办到学校来。
一、实训基地硬件、软件平台建设
我院建立了认知实习—基础实践操作—提高性实训—顶岗实习的实践教学体系,此体系针对我院机电系所有专业进行分层次教学。从2004年开始至今,我院搭建了一套以26台数控车床、10台数控铣床、10台加工中心、2台五轴加工中心、2台特种加工机床组成的数控实训基地, 3个60台计算机机房构成的硬件平台。
市场上数控系统种类较多,我院经过企业、经销商、高职院校多方位的走访调研,首先在设备选型上避免教学模型化,购买的机床与企业的机床没有任何区别,都可以直接用于生产。学生在实训的过程中就接触到企业所用机床。在实训中心学习过数控机床的同学,能更快的融入到企业生产中。其次,采用了企业和高职院校普遍应用的系统。分别为数控机床配置了HNC-21T、SIEMENS、FANUC数控系统。这样学生在学校就能够了解生产企业应用较普遍的各种数控系统。
在软件方面,我院主要配置了VUNC数控仿真软件,用于实训加工前的仿真。Pro/E应用软件,CAXA三维实体设计、工艺图表、注塑模设计、冷冲模设计、数控铣、线切割、数控车和雕刻等CAD/CAM软件,用于学生零件图绘制,三维实体建模与加工。学生可以根据自己专业特点选择不同的加工方案实现加工。
二、数控实践教学模式的改革
目前,高职院校招生对象有一个很普遍的问题,大部分学生高中时学习成绩偏低,这些学生基础相对差,自我约束力也不强,大多数学生从他们一踏进校门对学习就没有多大的积极性,有的甚至还有很强的厌学、逆反心理,这无疑给我们的教学带来了很大困难。
然而,我们都知道,学习知识是一个积极能动的认识过程,不能用消极、被动、强迫接受的方法,面对这种实际情况,如何使学生由不爱学习到逐渐对学习产生兴趣,如何提高教学质量,成了摆在我们面前的一大难题。我院数控实训基地在实践教学过程中,授课教师结合学生自身特点和各专业的特点进行教学,在实践教学分四个环节,教学效果较好。
1.认知性的实训教学环节
金工实习是我院基本实践教学环节之一,主要针对大学一年级的学生。我院彻底改变了传统、单一的利用普通车床、刨床、铣床进行教学的方式,而是把数控技术内容加在普通机床上。指导教师在讲解普通机床时把数控机床工作原理、加工工艺、编程、结构穿去,并在数控机床上现场演示零件的加工。从而让学生对数控技术有一个感性的认识。
第一次接触机械制造业的生产方式和工艺过程,因为没有必需的基础知识,这一阶段的实习主要是认知性的。
2.基础性数控实训教学环节
数控技术是一门实践性很强的专业课。我院数控系统手工编程以HNC-21T系统指令为主,以FANUC、SIEMENS系统指令为辅。为了使学生对数控系统有一个较为系统、全面的认识,我院120学时开设的内容如下:
(1)仿真:学会使用VUNC数控仿真软件,模拟加工,了解加工整个过程。
(2)数控系统的原理及组成:掌握数控加工原理、机床结构和组成;华中数控系统与其他系统的区别。数控系统常用部件的原理及应用。
(3)数控车床、数控铣床、加工中心、特种加工:掌握控制面板的操作;手工编程(华中数控系统指令编程为重点);对刀的操作和一些不太复杂零件的加工,并进行工件检测的整个过程。
(4)宏程序加工:引用一些变量、函数,来加工双曲线、椭圆、三角函数曲线等,具有实时动态计算能力。
(5)CAXA软件:掌握零件绘制,生成加工轨迹和G代码,通过计算机接口导入数控机床,驱动机床各坐标轴来加工。
通过仿真加工、典型零件的加工和三维CAM软件自动编程系列实训,使学生对加工各环节有了一个整体的认识,同时也是系统巩固和扩大理论知识过程,提高学生们的动手能力和学习兴趣,教学效果良好。
3.给学生提供参加数控技能大赛机会和考证机会
2010数控人才需求调研报告表明,数控技术人才本科及其以上的占10.2%,大专学历占31.6%,中专及以下学历占58.2%。针对上述情况,我院为了提高学生就业竞争力,每年参加国家、省部级举办的高职院校的技能大赛,同时学院举办校园文化节数控技能大赛,并开展大规模培训,无偿提供数控基地供学生们学习。学院给获奖的选手颁发荣誉证书。代表学院参加国家、省级比赛的学生,有的在参赛现场就被企业聘用,同时这些企业后期也给予了我院良好的评价。
在学生自愿的前提下,学院组织学生报名、参加省部级劳动部门举办的职业技能鉴定考核,获得相应的数控操作技能职业资格证书,为就业增加竞争砝码。
4.通过校企合作,让学生到企业顶岗实习
学院组织学生到校外实训基地实顶岗习,主要是一些企业,例如像呼和浩特众环集团就是我院数控专业顶岗实习的单位之一,学生轮流参与其工厂生产的各个工种,加强岗位职业技能和综合素质的培养,实现从学生角色到生产操作者角色的改变,使他们在毕业后能尽快适应工作环境,缩短磨合期。
三、结束语
天津航空机电有限公司,天津市杰立信模具有限公司,天津龙舟工控设备有限公司,光电集团有限公司,天津汽车模具有限公司,三星电子显示器有限公司,中环三峰电子有限公司,东华医疗系统有限公司,天津索思仪表测控系统有限公司等十多家企业的数控技术专业的用人方向和岗位需求数据表明:目前,高职毕业生整体技能水平偏低、就业质量不高,不能在技能上适应企业的技术岗位。大中型企业对高职院校数控技术技能型人才的需求方向主要集中在:数控机床操作、数控编程与工艺、CAD/CAE/CAM设计、数控机床的维护与保养等。这也为数控技术专业人才培养指明了方向。
(二)院校调研
针对需求方向,分析了多所院校现开设相关职业技术课程如下:数控编程、数控操作、数控加工工艺、CAD/CAM(自动编程)、数控原理、数控机床的维修与维护等。院校开设课程的合理性调查统计数据显示:69%的被调查者认为“数控加工工艺”与“数控编程”为专业核心课程;41%认为“数控加工工艺与编程”课程应加大实践操作比例;61%认为仿真加工与机床操作的课时应增加;49%被调查者认为目前最感兴趣的课程为数控机床操作;认为数控机床的维修与维护知识在未来数控行业更重要的占被调查总数的42%。数据表明,围绕零件设计与加工及机床维修与保养等专业技能相关的课程,理论与实践脱节,毕业生就业质量不高,达不到应有的教学效果,与现存教学模式和课程体系安排有直接的关系。院校教学调研中暴露的问题主要有:课程体系缺乏职业性;理论与实践课程脱节;任务驱动教学模式趋于形式化。这就要求学校针对现行课程进行调整,将理论内容融于实际操作之中,重视操作技能的培养,重视关键能力的提高。
二、调研成果初探
教育部关于加强高职高专人才培养工作的意见中指出:高职教育的培养目标为高素质劳动者和高技能专门人才。以“应用”为主旨和特征构建课程体系和教学模式;实践教学的主要目的是培养学生的技术应用能力。针对企业用人方向和现有课程中理论与实践脱节的问题,我们结合学生的学习兴趣,将数控技术专业培养目标分为两方面:零件设计与加工人员,机床维修与保养人员。根据这一目标把本专业核心知识作模块细分:机械制造基础、数控车工实训、数控铣工实训、计算机辅助设计与制造、数控机床调试与维修。在教学上改进单一的“理论+实训”模式,根据企业的技能需求,采取“教、学、做”一体化的教学模式。
(一)教学改革实施
教师结合企业用人方向,制定教学目标,针对数控机床维护与维修模块进行了大胆的教学改革尝试。在数控机床维修实训教学中,学生通过亲自打开机床,自己动手拆卸零部件,认识各种零部件及其安装结构特点,先形成感性认知,后作理论理解,之后教师再引导学生对零部件做功能分类。先分出:机械部件、电器部件、液压控制元件等,再结合不同零件进行细化分析。机械部件又分为机床主体、主轴组件、导轨、滚珠丝杠螺母副等。与机械部分相关的理论,如零部件的工作原理、材料、装配关系、强度与刚度的校核等,尽可能在学生拆卸零部件环节中进行讲解。液压控制部件,主要明确液压系统的控制原理,要求学生能够看懂液压回路图,能分析执行元件的工作过程。电器部分在学生直观电器控制柜后,讲解柜中的所有电器元件的功能、作用以及电路的连接,要求学生看懂电路图。这样,可以将学科知识重新整合,将理论融于实践,使学生学有所获,迅速掌握专业技能。例如,在讲解机床机械结构部分时,把滚珠丝杠螺母副作为教学的基本载体,演示部件运动过程,讲解其传动原理,再讲零件结构,及其它相关类型的机械传动结构并绘制其零件图,从而学习零件的测量与绘制,认识零件材料的区别及用途。有了实践动手经验,再加上理论知识的学习,再次让学生动手,将拆卸的机床复原。这样,将所学多门课程的知识融合于实践操作训练之中,达到获取知识有深度、培养技能有特点的综合目标,满足企业高素质、技能型人才培养的需求。
(二)课程体系模块化
课程改革中,我们坚持“以服务为宗旨,以就业为导向,以能力为本位”的高等职业教育改革发展方向,不断探索,将专业知识和技术技能融合为一体,对陈旧的单科课程重新整合,改为模块化教学,建立“基于工作过程”教学模式,突出技术技能型人才培养的特点,制作了数控技术专业人才培养方案。根据就业方向不同,将本专业知识与技能划分为五个核心模块:机械制造基础、数控车工实训、数控铣工实训、计算机辅助设计与制造、数控机床维护与维修。每个核心模块涉及不同的专业基础知识与实践操作技能,面对不同的就业岗位。其中针对普通机加工人员,需要以机械制造基础为核心模块,包含:机械制图与公差配合、材料及热处理、普通机械加工实训(车、铣、钳工)、刀具与机床、切削原理等为基本知识与技能;数控加工人员,分为两个典型方向:数控车工和数控铣工,分别对应两个核心模块,包括:数控加工工艺知识、数控加工编程知识、数控仿真软件的应用、数控机床操作等基本知识和技能;零件设计与自动编程人员,核心模块为计算机辅助设计与制造,包括:机械制图与公差配合、材料及热处理、数控加工工艺、计算机辅助设计(AutoCAD软件应用)、计算机辅助制造(UG三围造型与自动编程)等基本知识和技能;机床维修与保养人员,核心模块为数控机床的调试与维修,包括:电工基础知识(电器元件介绍、电路图的绘制与识读)、安全用电常识、机床电气控制与PLC应用、液压与气压传动、数控机床与数控原理、数控机床使用及维护等基本知识和技能。综上,构建了数控技术专业以职业岗位(群)知识能力为核心的模块化教学内容,为实现理实结合的一体化教学提供了依据。
三、构建高职院校数控技术专业技能型人才培养模式
(一)实施“三明治”人才培养模式
“三明治”人才培养模式由教育家杜威提出,其核心是:“从活动中学,从经验中学”,即把知识的学习与具体的活动联系起来,充分体现了学与做的结合,知与行的统一。遵循“三明治”精神,以“实践—理论—实践”教学模式组织专业课程教学,要求学生对所学专业知识,先有感性认识,再上升到理论高度,最后用所学理论知识,指导实践操作,解决实践环节出现的一些问题,达到学有所用。在机械制造基础模块中,新模式教学将原有的车工实训、铣工实训及机械制造基础课程深层次结合,将原有的实践与理论知识点具体化。课程中先安排车工、铣工等实践操作练习,其间,学生认识机床、练习磨刀、加工小轴、六面体等,通过这些基本实操练习,学生了解切削加工的一般过程,理解刀具角度的定义及不同角度对加工的影响。先获得车削、铣削加工的感性认识;再学习切削原理知识,了解切削过程中的受力、变形、温度变化、刀具磨损等现象发生的原因,从而能够自己想办法,改变切削条件,控制加工过程,使得切削状态达到最佳,生产效率提高,加工质量提高等等。学习理论过程,结合第一阶段面临的诸如“抗刀”等实际问题,重点分析原因,明确加工条件的重要性,在方向上为第二阶段的实践练习奠基,从而提升下一阶段的实践操作练习的技能。通过知识迁移,会举一反三,学生根据零件质量要求,合理选择切削用量、刀具角度,加工出中等难度的零件,满足企业需求。这种“实践--理论--实践”交替的“三明治”教学模式,为企业培养技能型人才提供了可靠保证。学生毕业后,基本上能够动手操作,凭借学到的专业知识分析研究产品的加工方法,改进生产技术,凸显课程设置的职业化,对接岗位需求,能够为企业输送高素质高技能人才。
(二)编写任务驱动型教材
教学改革中注重深化基于工作过程的“做中学、学中做”的人才培养模式,与企业深度融合,使企业参与学生培养全过程,共同构建基于工作过程的实践教学课程体系。教学改革的核心任务是依据企业需求,编写任务驱动型教材。技能就像教材的骨骼一样,而知识是肉,要根据骨骼的状况来生长。传统教材以"肉"为主线,“骨头”居次,这样的教材基本是没有技能训练的。任务驱动型教材根据培养技能,分析学习需要,然后让学生学习这些知识并掌握这种技能。任务驱动型教材的特点是以任务为载体,以任务实施过程为线索,将专业知识穿插到任务实施过程中,在教师的指导下由学生自主完成任务,从而掌握所学知识点,并具备实践操作能力。针对这五门核心课程,本着工学结合的原则,本课题选用企业代表性产品,编写了任务驱动教材,配合实际教学。数控实训课程是集数控加工工艺、数控编程等多门理论课知识于一体的操作性很强的综合实训课程,是培养数控机床操作人员的核心课程。学生利用任务驱动型教材,不仅懂得了相关专业知识点,而且具备一定的实践操作能力,同时了解了企业常见的产品类型。任务驱动型教材使学生在加工产品的过程中获得成就感,有利于实践技能的获得。
(三)实施项目教学法
调查发现,以课本为中心的传统教学模式不能满足现今的教学要求;理实一体化教学因脱离企业项目和生产产品而流于形式。教师通过编写与企业技能需求对接的任务驱动型教材,开展与企业生产相关的产品项目教学法。“项目教学法”的特点是“以项目为主线、教师为指导、学生为主体”,改变了以往“教师讲,学生听”的被动教学模式,创造了学生主动参与、自主学习、开发创新的新型教学模式。项目教学法注重理论与实践相结合。每一个项目中包含来自生产车间的实际产品,与之相关的知识点,仿真加工,车间操作,实训报告等多个环节的内容,要求学生从认识项目开始,结合相关知识分析项目、制定工艺、编写程序、仿真加工、机床操作等最终加工出产品。通过转变学习方式,将课堂理论教学转为理实结合的一体化教学,营造了实践教学的学习环境,激发了学生的好奇心和创造力,培养了他们分析和解决实际问题的能力。教师通过对学生的指导,转变了传统的灌输式的教育观念和教学方式,从单纯的知识传递者变为学生学习的指导者和组织者。建立了全新的教学理念,提升了办学目标,通过项目教学法的实施,探索教学过程的组织形式,逐步完善核心课程在专业教学中的作用。
【中图分类号】G710 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2013)14-0161-03
二十一世纪机械制造业的竞争,其实质是数控技术的竞争。学习和掌握数控技术已成为制造业从业人员的一种趋势。数控技术的应用在企业中体现为数控人员对数控机床的使用,其中数控机床是必备硬件。如果数控技术是国防工业现代化的重要战略物资,那么数控机床就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。数控人才主要由职业类学校培养,在中职类学校,数控教育的难点主要体现在培养目标的确定、师资力量、实训设备和教材开发四个方面。
一 培养目标
根据教育部数控技术人才专业人才定位,该专业有三个方向:数控机床控制技术、数控编程与加工技术和机械CAD/CAM技术,涉及数控编程、数控设备使用、维护与技术管理、数控设备销售与售后服务等内容。根据安庆市纺织技工学校(以下简称我校)的调研情况来看,安庆市及长三角地区主要数控岗位有:数控设备操作技术员、数控编程员、数控维修技术员。
1.数控机床操作人员
数控机床操作人才是在生产岗位上承担数控机床的具体操作及日常简单维护工作的技术工人,目前市场需求量最大。这类数控技术人才可通过中等职业教育来培养,企业也可依靠自身力量从普通机床操作工中培养。这类人才要求掌握数控机床结构的基本知识和机械加工与数控加工的工艺知识,具备数控机床的操作、日常维护和手工编程的能力,了解数控加工的自动编程。
2.数控编程及工艺人员
此类人员在模具行业尤其受欢迎,待遇也较高,这类人才可通过高等职业教育来培养。这类人才要求掌握数控加工工艺专业知识和一定的模具制造基础知识,具备数控机床的操作、日常维护和手工编程的能力,能运用至少一种三维CAD/CAM软件进行三维造型和自动编程。
3.数控机床维护、维修人员
此类人员主要集中在民营企业。由于此类人员专业知识与技能要求较高,可通过本科或高职教育作基础培养后,经企业大量实际工作经验积累不断提高,这类人才要求掌握数控机床的工作原理和结构知识,掌握主要数控系统的特点、接口技术、PLC、参数设置和机电联调知识。具备数控机床的操作、手工编程和数控机床的机械和电气的调试和维护维修能力。
不同地区不同类别的职业学校,需要根据当地企业的实际用工需求确定自己的数控人才培养方向,通过校企合作共建专业的方式研讨目标岗位的典型工作任务,梳理完成这些典型工作任务所需的岗位职业能力,构建实用的、有针对性的课程体系以完成对其专业能力的培养。培养目标的确定一定是校企合作的产物,切不可闭门造车,使学校培养出来的学生不能满足企业的用工需求。
二 师资力量
数控专业科班出身且有丰富的企业实践经验的数控专业教师在中职类学校实属凤毛麟角。我校的数控专业教师大多是其他学科转岗而来的,有些教师参加过国家级或省级骨干教师短期培训,有些则是自学成才。大多数控专业教师存在理论功底不够、实践经验缺乏的问题。教学质量的关键在于教师,而建设一支数量足够、质量保证的“双师型”教师队伍是提高中职学校数控专业教学质量的基础。我校从以下三个方面扩充数控专业师资队伍、提高教师业务水平。
1.制订培训目标
我校是国家中等职业教育改革发展的示范学校,我校的数控技术应用是省级重点专业。根据我校数控专业建设的需要,我校数控专业教师由专业带头人、骨干教师、青年教师和企业兼职教师组成。在培训目标和计划的制定上,学校负责专业带头人的培养,专业带头人负责骨干教师培训目标、计划的制定和落实,骨干教师负责青年教师和转岗教师的培训工作。目标、计划分级制定,培训任务层层落实。
2.落实培训途径
第一,生产实践。我市拥有十多家大型机械装备生产企业。我校以这些企业的技术精英和数控设备为依托,采取请师傅进课堂、送教师进车间的方式进行校企合作。通过生产实践让我校的教师全面了解企业生产环境,接触企业文化,融入产品研发、设计、工艺、制造的全过程。教师深入生产第一线可以弥补操作经验的不足,接触各类生产设备、了解最新生产工艺可以开阔眼界,把握生产状况可以为今后教学内容的制定和教学方法的设计理清思路。但生产实践并不能解决教师进修的所有问题。一方面企业关注的是生产的连续性和经济效益的最大化,企业不可能长时间地为我校提供技术人员和生产设备,也没有精力为我校制定并落实教师进修计划;另一方面企业生产的产品往往比较单一,教师很难通过生产实践全面、系统地提升自己的能力。
第二,校内培训。我校拥有稳定的以专业带头人和骨干教师为核心的教学团队,有各类数控设备三十多台(套)。以现有条件为基础,在校内通过专题讲座、才艺展示、现场教学、技能比武等方式部分落实总体培训计划。
第三,骨干专训。为贯彻执行《国家中长期教育和发展规划纲要(2010~2020年)》、《中等职业教育改革创新行动计划(2010~2020年)》,中央财政拨出专款,由教育部和人社部牵头,每年对中职学校教师进行骨干教师培训。这项培训已持续多年,我校多名教师参与其中。通过骨干教师培训,教师们汲取了先进学校的成功办学经验,与兄弟学校交流、分享了数控教学成果,达到了取长补短共同提高的目的。未来我校会有计划、有目的地持续选派中青年教师参与该项培训,使中青年教师丰富阅历增长才干。
第四,高校进修。为夯实数控理论功底,我校选派专业带头人和骨干教师进高校进修。通过他们参与高校课程改革实验等活动,系统学习数控专业知识,把握数控领域的前沿信息。
3.检验培训成效
师资培训需要投入大量的人力、物力资源,如果没有相应的制度保障,师资培训工作很容易流于形式。我校从四个方面检验考核师资培训的成效:
第一,考核教师参加培训的情况。各级各类培训均需由受训教师提交培训报告。校内培训由培训负责人为受训教师做点评;企业实践由厂方提供培训证明;骨干专训和高校进修需取得结业证书。以上资料存入教师培训专项档案,培训成绩与教师年终考评挂钩。
第二,考核教师参与学科建设的情况。从课程大纲教学计划的制订、校本教材的开发到目标任务的完成等学科建设等方面综合考察教师培训成效,并将该项考察结论作为教师续聘和晋级的主要依据。
第三,考核教师参与技能鉴定的情况。我校教师通过培训和自身的努力,要在双师两条线上不断进步:一条线是助理讲师讲师高级讲师,另一条线是高级工技师高级技师。学生毕业时需要取得双证书。学生技能鉴定通过率列入任课教师业绩;青年教师及转岗教师双师成长情况列入骨干教师业绩;骨干教师双师成长情况列入专业带头人业绩,该项考核成绩作为评优的依据之一。
第四,考核教师参与技能竞赛的情况。技能竞赛是一个检验综合教学能力的平台。学校每年定期组织数控专业学生参加校级技能竞赛,积极参加市级甚至国家级学生组和教工组的技能大赛。学生参加竞赛取得的成绩列入骨干教师业绩;教师参加竞赛取得的成绩列入骨干教师或专业带头人业绩,该项考核成绩作为教师评优和获奖的主要依据。
三 实训设备
经过多年的积累,我校现有数控车床16台、数控铣床3台、数控加工中心5台、数控车装调实训装置13套。这些设备用于师资培训或参赛选手集训是没有问题的,可用于成建制班级的数控技能实训,这点设备远远不够。针对数控设备数量不足,我校的解决办法有三个:
1.充分利用各种渠道不断增添设备
我校是国家中等职业改革发展示范学校,省纺织高级技工培训中心,省机电高技能人才培训基地,市公共职业训练基地。自2008年起,省财政厅、省人社厅、市人社局通过各种渠道为我校投入设备购置资金两千多万元。今后我校会将数控设备的采购列为资金支出的重点,分阶段充实完善数控车、数控铣和加工中心实训设备。
2.利用仿真技术解决初级实训问题
数控编程与操作是数控专业学生的一门实践性很强的专业课,单纯的理论教学,易使初学者感到枯燥、难学,使数控编程与操作教学陷入异常困难的境地。如何降低学习的门槛,激发学习兴趣,使学生化“难学”为“易学”,化“苦学”为“乐学”,在实际教学中,数控仿真软件的使用可以部分解决这些问题。
我校建有两个共100个工位的数控仿真实训室,安装有正版数控仿真软件。作为数控教学入门级实训平台,仿真软件的使用优点有:(1)资金投入少,规模化教学效果好;(2)有效减少设备故障,降低物料投入成本;(3)可以克服学生畏难心理,使学生能迅速上手操作;(4)可视化效果好。无论外圆或内圆加工均可清晰地观察到刀具的走位情况,为学生掌握循环加工指令提供帮助。
现有仿真软件也有其不足之处,主要表现在:(1)仿真对加工工艺的要求不高,错误的加工工艺能在仿真时畅行无阻;(2)不利于学生养成谨慎的操作习惯;(3)刀具品类不全,有些加工内容无法通过仿真软件完成;(4)部分操作技能的训练无法通过仿真完成。如刀具安装、工件装夹与找正、掉头装夹、内外径测量与读数等。
3.充分发挥现有机床的作用
由于设备数量有限,能通过仿真解决的问题都在仿真机上去做,仿真机做不了的综合性实训只能上设备,这就需要合理安排实训内容、时间和师资,在保障人员和设备安全的前提下,尽可能多地让学生接触设备,使学生通过实训获得操作数控机床的基本技能。
为保证每位学生都有充足的单人单机操作时间,我校采取下述三项措施给予改进:(1)减少每个数控专业班级学生数,改大班(40~50人)为小班(20人),使每个数控班的教学活动能不间断连续进行;(2)数控实训采取倒班制,不同班级轮流实训,歇人不歇设备,同时注意做好设备的维护保养工作;(3)配套充足的工量夹具、刀刃具及辅助用具,确保实训过程顺畅。
四 教材开发
教材的选用涉及用人单位需求、学生的学习能力、现有教学设备状况、师资教学水平等方面的因素,现有的教材很难满足教学的需要。在校企合作共建专业的活动中,我校与行业企业专家、数控岗位技术精英、兄弟学校数控专业同行一起共同研讨针对特定数控岗位的课程体系,并开发高效、实用、有特色的校本教材。现有的教材在实用性上往往做得不够,如编程时不考虑毛坯规格;切削时不强调刀具的规格;螺纹加工编程时螺纹小径究竟如何计算,为什么不同的算法结果会不一样等等。
校本教材是校企双方通过调整课程计划和结构、选择、改编、整合、补充、拓展等方式,对现有教材进行校本化、个性化的再加工、再创造,使教材内容和结构更符合学生的个性、学校的特点和企业的需要。数控专业校本教材的开发突破传统教材模式的束缚,充分考虑学生的接受能力、学校的设备情况、师资水平、教学水平,合理地安排知识点,从而最大化地指导教学、指导学生。构建和谐的教学过程,达到老师喜欢教,学生喜欢学,提高数控专业教学效率。数控校本教材的编写应注重“会用、实用、够用”这一基本原则。
教学内容应有所取舍,理论知识要把握分寸。实践教学应尽可能详细周到,对实操过程中的每一步应产生什么效果、会发生什么状况、应采取什么紧急措施等,要让学生心中有数。
由于校本教材使理论教学总体难度降低,理论教学课时相对压缩,减轻了学生理论分析的难度,使学生便于理解所学内容;同时大大增加了实训的教学课时,让学生更多地接触设备,了解它们的功能与原理,更熟练地掌握机床的使用,操作技能提高迅速,学习兴趣明显增强,教学效果显著提高。由于教学活动以设备与应用为主线展开,教学过程变得直观、形象,实用性更强,各部分知识联系更密切,提高了学生对社会一线工作的适应性,并增强了他们的综合分析能力,突出了培养应用型专业技术人才的特点。
参考文献
将6S 运用到数控实验室的管理中,即可以改善实验室的环境,提高相关教学人员的职业素质,更重要的是,它又可以提升实验室管理的水平和实验设备的利用率,使数控实验室的管理达到一个新的水平,数控实验室6S 管理的内涵为:
(一)整理:在数控实验室将数控设备有序地摆放整齐,通道畅通、整洁;工作场所的实习设备、零件毛坯堆放整齐,不放置不必要的东西;资料柜、工具柜内物品资料归类并放置整齐;待修设备要明确标识,且要注明故障原因;设备编号要明确醒目;料架的物品摆放整齐。将工作场所的任何工件区分为已加工的和待加工的。把已加工的零件入库,目的是腾出加工空间,防止零件丢失,塑造清爽的实训场地。
(二)整顿:数控机床定期保养,并配有设备保养记录;刀具定位放置;零部件定位摆放,有统一标识;工、量、夹具明确定位,标识明确,取用方便;车间各区域有6S 责任区及责任人;照明灯、开关、插座等电气设备完好,无灰尘;拖把、扫帚、抹布使用完毕应清洗干净,并摆放于指定位置;实训日志及时填写完整;实训室管理制度完善,并严格执行。把需要使用的工量具依规定位置摆放,并放置整齐。目的:工作场所一目了然,减少教师和学生寻找工量具的时间,整齐的加工设备,给大家提供一个良好的工作环境。
(三)清扫:保持通道干净、实习场地无任何杂物,每次下课前清扫一次;数控机床内外、工作台面以及四周环境整洁,每次下课前清扫一次;窗、墙壁、水池干净整洁,每月末清扫一次;刀具、夹具、检测平台及时清理;铁屑及时清理,并做好场地保洁。清除垃圾,美化环境;将工作场所内看得见与看不见的地方清扫干净,保持实验场所干净、整洁的环境。目的:稳定品质,减少工业伤害。
(四)清洁:通道作业台划分清楚,通道顺畅。地面、墙面、桌面干净;垃圾桶,纸篓框定位摆放并及时清理;墙面,角落无铁屑灰尘;工具柜、桌椅摆放整齐,并保持整洁;形成制度,贯彻到底;经常保持环境外在美观的状态。目的:创造明朗现场,维持上面3S成果。
(五)素养:实训教师遵守学校各项规章制度,上课期间禁止擅自离开实训室;学生严格遵守作息时间,不迟到、早退、无故缺课;对机床定期维护保养,并保持整洁规范;禁止做与上课无关的事;人走机停,节约能源,及时关闭电源;做好防火、防盗工作;禁止在实训室内玩游戏,打电话;实训室内不得打闹,嬉戏;禁止将早点带进实验室,不得在场地内抽烟。妥善保管机床附件和量具、刀具,保持完好和清洁。养成习惯,以人为本;每位成员养成良好的习惯,并遵守实验室规则,培养积极主动的精神。
(六)安全:操作数控机床时要把防护门关上;要穿上实习工作服,女同学带上安全帽;禁止触摸旋转的工件和刀具;重视安全教育,实行现场巡视;实训结束后,切断所有电器设备电源,保持安全状态;消防通道保持畅通,清洁、无堆积物;定期检查电源线、开关、电风扇、照明灯、投影机等设备;定期检查门窗、锁,课后及时锁门。重视成员安全教育,每时每刻都有安全第一观念,防范于未然。目的:建立起安全生产的环境,所有的工作应建立在安全的前提下。
二、数控实验室日常管理规范与6S
在日常管理工作上,将6S 作为一项重要工作来抓,渗透到每一个工作环节,使本部门每个成员逐步形成自律自查的工作习惯和良好的工作素养。6S管理工作原则:要在保证工作质量和安全的情况下进行,加强检查与监督,部门全员参与,相互监督,共同实施和进行。建立管理目标:塑造一个安全舒适、整洁清爽的工作环境。开展培训与学习,学习6S 管理技能,学习与借鉴其他学校经验,做好6S 管理工作。
针对数控实验实训室的特点,结合6S 管理的实施要点及内涵,我们可以从多方面着手对实验室的环境进行调整和完善,具体措施如下:
(一)设备管理标记
所有设备都要标识明确,粘贴必要的设备资产标签,可用设备是否处于正常使用状态,设备的使用率是多少,哪些设备处于闲置状态,哪些设备处于维修状态,设备的运行情况需要进行登记。
(二)按功能对数控实验室进行划分
数控实验设备可以分为四大类:一类是数控车床,主要用于回转体零件的精加工;第二类是数控铣床,主要用于平面类零件的铣削加工;第三类是加工中心,主要用于多道工序连续加工的平面类零件的加工;第四类是多功能的加工中心,主要用于复杂零件的平面曲面的加工。各类机床划分区域整齐摆放,将数控设备按功能进行明确划分,体现出数控实验室的功能性,使得教师和学生在最短的时间内找到所要使用的设备,充分利用空间,节约时间。
(三)建立仓库,所用刀具量具、加工零件归类摆放
实习的毛坯材料入库摆放整齐,一些零碎的小工具还容易丢失。应当在实验需要的时候,由老师向设备管理员申请借用,本次实验完毕,由教师检查、清点后归还仓库。刀具量具要分类摆放整齐。加工好零件,贴上标签,注上班级和姓名交给实习指导教师进行测量评分。测评后的零件归类摆放在货架上。
(四)建立严格的清洁制度
任课教师每次实验课下课前要督促学生清扫实验室,实验实训管理员要关注所有实验室的整体清洁状况,每天按时检查。检查机床内外是否清洁,有没有定期维护保养;工量具和加工的零件是否按规定进行摆放整齐;实验设备是否完好等等。
(五)综合考虑,合理布置实验室
首先要从硬件方面考虑。前面提到了不同功能的实验设备要分开,实验室必须宽敞明亮,必须保证学生的实习空间,实验室都要配有座椅、黑板,以便教师教学和学生填写实习报告,所以座位的摆放要以小组的形式,而数控实验室主要以精加工为主,因此每个工位上都要有工量具摆放台。
(六)安全第一,预防为主
要重视数控设备使用人员的安全教育。本专业的学生在进行数控实习之前,要由数控实验室管理员带领参观实训室,介绍相关实验实训室的功能以及设备使用的相关规章制度。实习指导教师更是要在实验过程中时刻注意,一旦发现数控设备异常现象第一时间与实验室管理人员联系。另外,要重视设备安全,每个实验实训室要安装监控设备,时刻监控数控机床的使用情况,避免设备人为损坏或者丢失。
三 、当前数控实验室管理存在的问题
(一)教师在进行试验教学时,缺乏熟练的操作技能。
(二)大多数老师都是从学院理论教学中来,受传统教育观念及方法的影响,未能真正融入试验室管理中,缺乏节约意识,忽视对试验室环境的保护,导致试验室环境不够整洁,影响了实验室整体功能的有效发挥。
(三)数控设备没有按时维护保养,导致机床精度降低。
(四)刀具、量具没有专门的摆放台,导致工量具的丢失。
(五)学生实习没有穿工作服,安全意识薄弱;
(六)实验室没有固定的座椅黑板,学生没有地方填写实习报告,给教师教学带来不便。
四、实施6s 管理在数控实验室的实践
数控实验实训中心是面向全校机械机电专业的实验室,下设数控车床、数控铣床、加工中心、电火花加工、激光切割等5 个实验项目,承担了全校数控实习教学工作,同时承担校内顶岗实习的教学任务,以培养学生实践能力、创新创业能力为宗旨,在我校机械机电类专业建设中发挥了重要作用。
(一)规划现场,目视化管理
通过规划试验室布局,对实验室设备工具等进行画线、定位、标识等工作,将所有的设备工具展示在大家面前,让我们在工作时一看就明白实验室设备工具摆放位置,减少了寻找工具环节,大大提高了工作效率;还可避免一些没有使用性的物品出现在实验室,明确实验室检测环境要求,避免因外部因素影响检验质量,造成测量误差。
(二)加强管理,分工明确
一、序言
数控技术是现代制造业的核心,是机械制造自动化的重要基础技术。在生产中采用数控技术使生产工艺过程实现自动化,不仅能提高产品的质量,提高生产效率,降低生产成本,还能够大大改善工人的劳动条件。在发达国家中,数控机床已经大量普遍使用。我国与国际先进工业国家相比存在着一定的差距,机床数控化率还不到20%,原因是多方面的,数控专业人才匮乏无疑是主要原因之一。最新调查显示,我国数控工程技术人才严重不足,尤其是专业理论知识层次较高和具备一定动手能力的高级工程技术人才更显紧缺。以发达地区为例,数控高层次复合型人才目前在企业中所占比例仅为4.83%。数控人才特别是既有数控专业技术理论,又熟悉编程技术,能够解决生产一线工艺难题,且能进行数控设备维修维护、相关技术的开发与设备制造的创新应用型人才成为我国的迫切需求。
二、本科数控教学的现状
对数控本科人才的培养,我国自1996年起在华北工学院等几所高校开展了数控本科教育的探索,1998年本科专业调整(合并)为机械制造及其自动化,实际上取消了数控本科专业。数控专业学习一门课程和整个相关专业系列课程的学习是完全不一样的。现在数控技术课程是机械类专业学生必不可少的重要课程,也是一门多学科交叉,理论性和实践性要求都很高的课程,尤其是数控实验、实训教学对实现课程教学的目标起着不可或缺的关键作用,是学生掌握数控机床基本操作技能,了解数控机床的基本结构原理、故障现象和常规维护技术,熟悉现代CAD/CAM自动加工技术的应用方法和基本流程的有效途径,培养学生理论联系实际、分析问题和解决问题的能力,以及启迪学生的创新思维、发掘其创新潜力的重要手段。当前本科数控教学主要存在的问题有以下几点。
1.课堂教学时间短,任务重。
目前机械本科专业对数控技术的教学普遍仅开设一门如“数控技术”的综合课程,通过48—60学时来完成从数控技术基础理论到应用等相关内容的教学,内容涵盖了原数控专业的“数控原理与伺私服系统”、“数控编程技术”、“数控机床”、“数控机床故障诊断与维修”等多门课程相关知识。课程内容繁多,分配给每个教学模块的教学时间很少。
2.课堂教学内容单一。
现有的本科数控技术教学由于受到课时及教学条件的限制,课堂和实践教学内容单一。课堂教学重点放在了指令的讲解上,机床操作仅是“按钮”的简单功能讲解,实践教学如实验和实训则是对指令和按钮应用的验证和熟练程度的训练,数控机床维护与维修教学仅是走过场。学生学习完成后仅能进行指令代码的编写,无法独立进行数控加工设计,也不具备机床维护与维修的基本能力。
3.教学模式陈旧
目前本科数控教学仍多沿袭传统的教学模式,结合具体的案例、项目对数控编程技术进行深入讲解的教学内容很少,在高职高专大量应用的现场教学模式在本科数控教学依然少见,机床维修、维护也仅是课堂上的照本宣科,导致学生在生产实际中遇到问题时无从下手。
4.实践教学过于简化,缺乏维护与维修基本能力的培养。
实践教学具有直观性、实践性、综合性与创新性的特点,是高等学校实现创新人才培养目标的重要教学环节。目前本科院校的数控实践教学中,数控基础理论方面如检测、调速、位置控制等方面的实践环节很少;数控编程实验仅是编程指令的简单训练,而工艺设计内容几乎没有,实验报告书写的仅是所编的简单程序;实训教学中把实训重点放在数控机床的简单操作上,而对机床维护、维修方面的专业技能训练不够,导致学生在生产实际中动手能力差,机床工作过程中一旦出现故障,便只能等待专业维修人员来解决。
三、本科数控教学改革的探索
1.明确教学目标。
结合本校的具体情况,针对本科教学的目标和特点,以及本科学生今后的就业定位和社会对本科毕业生的要求,在本科学生的教学方案的设计过程中,在充分借鉴专科和高职院校的数控实验、实训的宝贵经验的基础上,明确本科数控技术教学的创新型应用人才的培养目标,使学生既掌握基本的数控机床编程、操作和维护、CAD/CAM技术等专业应用技能,同时又具备数控基础知识,具有从事数控系统开发、工艺设计及数控设备集成制造等方面的创新能力,培养具有应用创新能力的本科特色人才。
2.自主学习模式和项目学习相结合。
在课堂教学中,由于受教材篇幅和学时的限制,讲授的内容多而广,但涉及的具体内容又显得不够。针对这种情况,我们在课程开始第1周就把实践的项目任务下发给学生,使学生明确课堂教学的内容和为完成本实践环节需要同学自主学习的内容。使学生在课程学习中带有明确的任务和目的,在课程学习到相关章节时对于实践需要而课堂教学又没有讲到的内容在课后自学,同时在随堂答疑时学生也可以就自主学习中遇到的问题向老师请教,从而使学生在训练项目的指导下有目的性地学习,在自主学习中主动发现问题,自主解决问题,也使学生在解决工程实践问题的过程中完成对应用创新能力的培养。
3.松散、集中相结合的实践模式。
综合实践是在数控技术课程结束后进行的独立的实践教学环节,所训练的内容包括数控加工工艺过程设计、程序编写、机床操作、维护与维修等,一般需要用4—6周的实践时间来完成。而目前机械制造本科专业数控综合实践环节沿袭了传统的2周的习惯,因而时间短任务重,需要采用一种全新的模式来完成实践。根据学生平时时间相对比较充裕的情况,本实践环节和课堂教学相结合,在课程开始就下发实践任务,把实践中原需要集中的环节分散在课程教学过程中来完成,而在集中实践时把时间更多地用上机实践上,从而形成一种松散和集中相结合的实践教学模式来解决集中实践时间不足的问题。
4.开放式实践教学模式。
开放实验室是一种具有科学性、综合性和创造性的教学实验方法。借助实验室开放的经验和模式,我院数控技术的实践教学也采用开放式的管理模式。学生根据实践任务安排,以培养兴趣为切入点,结合自身的特点和时间安排,自觉主动地去完成实践任务。从而提高学生的动手能力、创造能力、分析问题和解决问题的能力,将现有的教学实验条件与自身的特长和兴趣有机结合起来。
四、结语
数控技术教学决定了本科院校所培养的创新应用型数控专业技术人才在生产实践中的实用性。本文分析了本科院校数控教学的现状和存在的问题,并在本科数控技术教育的现有条件下,以数控应用创新型人才培养为主线,介绍了数控教学环节在我院的改革与探索。我在多年内从事数控教学的实践基础上,借鉴职业数控技术教育的成功经验,对教学方法、培养手段和教学内容进行了改革,提出并实践了以自主学习和项目教学为依托、将数控加工综合实践和数控技术课堂教学相融合的松散和集中相结合的实践教学模式,在教学实践中取得了良好的教学效果。通过一系列有效措施,有力促进了学生应用创新能力的提高。
参考文献: