侯培紅

摘要：根據(jù)技術(shù)本科教育的特點，進行涵蓋零件有限元分析、三維建模、工程圖處理、加工工藝設(shè)計、數(shù)控加工程序編制和數(shù)控加工為一體的數(shù)字化技術(shù)綜合實踐教學，培養(yǎng)學生的數(shù)字化技術(shù)綜合能力，效果良好。

關(guān)鍵詞：技術(shù)本科 數(shù)字化技術(shù) 應(yīng)用能力培養(yǎng) 綜合實踐

高等教育的根本任務(wù)是培養(yǎng)和造就大批具有創(chuàng)新精神和實踐能力的高級專門人才。實踐能力是工科大學生必備的和最重要的基本能力。我校作為技術(shù)應(yīng)用型本科，技術(shù)立校應(yīng)用為本是學校的立校之本，而實踐能力培養(yǎng)是學生應(yīng)用能力培養(yǎng)的很重要一環(huán)。本文以我校數(shù)字化技術(shù)項目綜合訓(xùn)練課程為例，用具體裝備裝置中使用的某一零件為載體，將數(shù)字化技術(shù)相關(guān)課程所對應(yīng)的能力模塊作為子項目，對學生進行綜合能力培養(yǎng)，以滿足市場對綜合性人才的需求。

一、實施方案

1.數(shù)字化技術(shù)課程能力分析

數(shù)字化技術(shù)相關(guān)課程主要有有限元分析、CAD、CAM、機械加工工藝、數(shù)控加工技術(shù)等。數(shù)字化技術(shù)綜合能力培養(yǎng)便是將這些課程，通過實踐環(huán)節(jié)加以綜合，使學生綜合應(yīng)用能力得到培養(yǎng)。根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)計劃與課程教學大綱，數(shù)字化技術(shù)主要實踐能力如表1所示。

由表1可知，技術(shù)應(yīng)用能力包括零件工況分析、有限元分析、三維建模、工程圖處理、加工工藝設(shè)計及其編程加工等能力。

2.實施方案設(shè)計

根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)計劃和教學大綱，數(shù)字化技術(shù)綜合訓(xùn)練課時安排為四周。通過訓(xùn)練，不僅可以培養(yǎng)學生相應(yīng)的技術(shù)能力，而且可以培養(yǎng)學生團隊協(xié)作等能力。根據(jù)上述討論，訓(xùn)練可分為六個模塊進行，其具體的實施方案如表2所示。

3.關(guān)于資料準備的幾點思考

（1）實用性與綜合性。作為綜合訓(xùn)練，最好以一個實際使用的零件為載體。六個模塊的能力訓(xùn)練始終圍繞一個零件串在一起展開，通過一個適當?shù)牧慵右跃C合，體現(xiàn)訓(xùn)練的整體性、連續(xù)性，便于更好地提高學生綜合應(yīng)用能力。

（2）零件的典型性。作為訓(xùn)練使用的零件，要求為使用在某種裝備裝置中的零件，需包含橢圓面、螺旋面等三維曲面等的相對復(fù)雜形面，采用宏程序、CAM編程，使用3、4軸以上數(shù)控加工。

（3）特色題圖庫。該題圖庫中，含有包含橢圓面、螺旋面等三維曲面等相對復(fù)雜的零件。

4.教學資料

基于以上思考，同時根據(jù)實踐類課程的特點，教學與過程控制資料如表3所示。

二、實施過程

1.實施階段劃分及其資料

為了有效地開展訓(xùn)練，根據(jù)實施要求，將訓(xùn)練分為：準備、訓(xùn)練、考核三個階段。根據(jù)每個階段的特點，分發(fā)相應(yīng)的資料。

（1）準備階段。訓(xùn)練開始前，向?qū)W生發(fā)放訓(xùn)練任務(wù)書、指導(dǎo)書、安排表、分組表和題圖庫。配備訓(xùn)練所需的機房電腦及其相應(yīng)軟件、工藝手冊、編程手冊等，安排數(shù)控機床設(shè)備及其訓(xùn)練場地。

（2）訓(xùn)練階段。為有效開展和掌握訓(xùn)練情況，教師應(yīng)持有：大綱、任務(wù)書、考勤表、平時成績記錄單；學生應(yīng)持有任務(wù)書、指導(dǎo)書、各類手冊等。

（3）考核階段。學生最后按書寫格式匯總提交一份項目綜合訓(xùn)練報告，并學好模塊知識問題集，根據(jù)安排參加答辯或最終檢查。

2.實施過程

按照實施階段，在訓(xùn)練開始前，指導(dǎo)教師確定訓(xùn)練場所及其軟件和設(shè)備完好，根據(jù)教學大綱和題圖庫情況，編寫訓(xùn)練任務(wù)書，并向?qū)W生發(fā)放訓(xùn)練任務(wù)書、指導(dǎo)書、安排表、分組表和題圖庫，準備工藝手冊、編程手冊等資料。

訓(xùn)練分組進行，一般以4～6人為一組。在訓(xùn)練時，每組從題庫中選擇一套題。組員進行任務(wù)分工，各自根據(jù)任務(wù)書和訓(xùn)練指導(dǎo)書完成自己的任務(wù)，但組內(nèi)同學要協(xié)作、討論、共同參與。

為了調(diào)動學生的主觀能動性，訓(xùn)練采用任務(wù)驅(qū)動式教學方法，任務(wù)由學生自己完成。任務(wù)完成的主體是學生，教師可以進行引導(dǎo)和根據(jù)需要給予學生指導(dǎo)。

在訓(xùn)練過程中，學生遇到問題可以與指導(dǎo)老師討論，教師要隨時觀察學生動態(tài)和完成情況，跟蹤學生解決問題和完成任務(wù)的思路，并做好記錄，將平時表現(xiàn)作為學生的平時成績。遇到共性問題，教師及時給學生加以講解和解決疑難問題。

學生按照要求，完成訓(xùn)練報告。

最后安排答辯或最終考核，檢查每個學生訓(xùn)練的參與度和項目完成情況。在參加答辯前，學生必須提交訓(xùn)練報告，并制作PPT。

3.實施情況

從2011年至今，已開展五屆數(shù)字化技術(shù)項目綜合訓(xùn)練實踐，運行情況如表3所示。

三、成效與反思

在本科技術(shù)教育過程中，以能力培養(yǎng)為主線開展實踐環(huán)節(jié)教學至關(guān)重要。多年的實踐，有成功，也有反思。

1.遵循技術(shù)立校之本，進行綜合能力培養(yǎng)。作為技術(shù)應(yīng)用型本科，進行技術(shù)本科教育，將所學理論知識上升到實際，進行綜合應(yīng)用能力培養(yǎng)非常重要。本成果從數(shù)字化技術(shù)能力培養(yǎng)出發(fā)，提出一種數(shù)字化技術(shù)綜合能力培養(yǎng)模式，將有限元分析、CAD/CAM、數(shù)控加工技術(shù)等相關(guān)課程以數(shù)字化技術(shù)綜合訓(xùn)練的形式串在一起，體現(xiàn)了訓(xùn)練的綜合性，培養(yǎng)和提升了學生課程綜合應(yīng)用能力。

2.建設(shè)特色題圖庫，從實用出發(fā)進行實踐能力培養(yǎng)。從有限元分析等數(shù)字化技術(shù)相關(guān)課程的特點可知，憑空想象某個零件進行訓(xùn)練難以真正培養(yǎng)學生的技術(shù)應(yīng)用能力。本課題構(gòu)建特色零件題圖庫，從機器設(shè)備、裝備中選擇實際使用的零件作為研究對象進行訓(xùn)練，體現(xiàn)了訓(xùn)練的實用性。

3.提高編程技術(shù)含量，提升技術(shù)層次。本綜合訓(xùn)練安排在數(shù)控機床編程等相關(guān)理論與實踐教學環(huán)節(jié)之后進行，以完成橢圓面、螺旋面等高層次數(shù)控編程加工為主，提升了技術(shù)教育層次。

4.編寫方便實用的訓(xùn)練指導(dǎo)書，有助于保證訓(xùn)練質(zhì)量，根據(jù)訓(xùn)練情況，不斷加以完善很有必要。同時，如何保證每個同學都能得到全范圍綜合能力的培養(yǎng)和提升，是實踐環(huán)節(jié)教學的長期且艱巨的任務(wù)。

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基金項目：上海電機學院重點教研教改項目（A1-5401-15-001-05-16）。