黎小巨，趙天嬋，黃江航

(東莞理工學(xué)院 城市學(xué)院，廣東 東莞 523419)

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強(qiáng)化學(xué)生工程應(yīng)用能力培養(yǎng)的研究與實(shí)踐

黎小巨，趙天嬋，黃江航

(東莞理工學(xué)院 城市學(xué)院，廣東 東莞 523419)

在高校轉(zhuǎn)型的過程中，加強(qiáng)學(xué)生工程應(yīng)用能力培養(yǎng)是提高應(yīng)用型人才質(zhì)量的重要途徑。根據(jù)制造業(yè)對(duì)數(shù)控技術(shù)應(yīng)用人才的工程能力要求，制定課程的培養(yǎng)目標(biāo)，重組教學(xué)內(nèi)容，重構(gòu)教學(xué)計(jì)劃，探索了模塊化、團(tuán)隊(duì)化和層次化的考核方式，實(shí)踐表明對(duì)強(qiáng)化學(xué)生工程應(yīng)用能力有明顯的效果。

工程應(yīng)用能力；多元化考核；教學(xué)研究；數(shù)控技術(shù)

為了不斷優(yōu)化高等教育結(jié)構(gòu)，2013年4月，教育部印發(fā)了《現(xiàn)代職業(yè)教育體系建設(shè)規(guī)劃(征求意見稿)》，指出“在有條件的地區(qū)試辦應(yīng)用技術(shù)大學(xué)(學(xué)院)，實(shí)施本科階段職業(yè)教育”。2014年6月國務(wù)院出臺(tái)了《關(guān)于加快發(fā)展現(xiàn)代職業(yè)教育的決定》，提出“引導(dǎo)一批普通本科高等學(xué)校向應(yīng)用技術(shù)類型高等學(xué)校轉(zhuǎn)型，重點(diǎn)舉辦本科職業(yè)教育”[1]。舉辦本科職業(yè)教育，就是要以市場需求為導(dǎo)向，以崗位能力為人才培養(yǎng)目標(biāo)，調(diào)整人才培養(yǎng)方案和方法，培養(yǎng)合適的人才。對(duì)于轉(zhuǎn)型的院校來說，就是要切實(shí)培養(yǎng)學(xué)生的技術(shù)應(yīng)用能力和社會(huì)服務(wù)能力，為社會(huì)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展服務(wù)。作為轉(zhuǎn)型院校之一，我院通過借鑒國際工程教育的先進(jìn)模式，對(duì)數(shù)控類課程進(jìn)行了改革探索，以崗位能力為導(dǎo)向，著力提高學(xué)生的工程應(yīng)用能力。在此，以數(shù)控加工與編程課程為例，展示教學(xué)實(shí)踐歷程，以期提供有益的借鑒。

1　業(yè)界人才的工程能力分析

隨著機(jī)、電、光、聲等技術(shù)的迅速發(fā)展，數(shù)控技術(shù)不斷朝著“數(shù)字化設(shè)計(jì)、數(shù)字化制造”邁進(jìn)，對(duì)人才的知識(shí)結(jié)構(gòu)及能力也提出了新要求?，F(xiàn)代的數(shù)控技術(shù)應(yīng)用人才必須有較強(qiáng)的零件加工工藝能力、設(shè)備操控能力以及一定的維護(hù)能力。零件加工工藝能力是指能針對(duì)給定的零件特征設(shè)計(jì)合適的加工工藝，編制正確的加工程序，在數(shù)控設(shè)備上加工出合格零件的能力；設(shè)備操控能力是指使用數(shù)控設(shè)備完成工件裝卸、切削、測量以及刀具、夾具的裝卸等事項(xiàng)的能力；維護(hù)能力則是指對(duì)數(shù)控設(shè)備進(jìn)行日常保潔工作和常見故障維修的能力。工藝能力要求數(shù)控人才要有良好的工藝設(shè)計(jì)能力和數(shù)控編程能力，設(shè)備操控能力要求有熟練的機(jī)床操作技能，而維護(hù)能力則要求使用人員有一定的機(jī)電理論素養(yǎng)，便于在使用過程中對(duì)機(jī)床運(yùn)行的重點(diǎn)部件、易損件、故障點(diǎn)等了如指掌[2]。這三大能力構(gòu)成了現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)應(yīng)用人才的核心能力，是人才培養(yǎng)的重點(diǎn)和依據(jù)。

2　課程培養(yǎng)的工程應(yīng)用能力制定

數(shù)控加工與編程是培養(yǎng)數(shù)控技術(shù)應(yīng)用人才的骨干課程之一。其主要是培養(yǎng)學(xué)生在理解數(shù)控加工原理的基礎(chǔ)上，能夠進(jìn)行加工工藝設(shè)計(jì)；在熟悉常用數(shù)控系統(tǒng)基礎(chǔ)上，能夠進(jìn)行數(shù)控編程；經(jīng)過課程的實(shí)踐操作，能夠操控?cái)?shù)控機(jī)床進(jìn)行零件的加工。根據(jù)業(yè)界對(duì)人才的能力要求，經(jīng)分解制定出了課程的五大目標(biāo)能力，分別為數(shù)控基礎(chǔ)能力、工藝設(shè)計(jì)能力、數(shù)控編程能力、機(jī)床的操作能力和工程意識(shí)能力。這五大能力是數(shù)控技術(shù)人才工程應(yīng)用能力的重要體現(xiàn)。對(duì)于機(jī)床的維修能力，在其他課程中加以培養(yǎng)，在此不再討論。

結(jié)合本校人才培養(yǎng)定位，制定了如下課程培養(yǎng)能力目標(biāo)。1)數(shù)控基礎(chǔ)能力：能熟悉數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)、理解數(shù)控系統(tǒng)坐標(biāo)系的設(shè)定及數(shù)控加工的相關(guān)原理(如對(duì)刀、刀具補(bǔ)償、插補(bǔ)等)。2)工藝設(shè)計(jì)能力：針對(duì)給定的零件特征，能夠選擇合理的裝夾方法、加工方法；根據(jù)零件材料的性能，能選擇合適的加工刀具及參數(shù)，進(jìn)而安排零件加工工藝流程。3)數(shù)控編程能力：根據(jù)零件的加工工藝過程，利用數(shù)控代碼，表達(dá)加工過程的相關(guān)參數(shù)，編制成加工程序，并能進(jìn)行相應(yīng)的后置處理。4)機(jī)床的操作能力：能針對(duì)零件特征，在數(shù)控機(jī)床上完成工件加工過程中所有的事項(xiàng)。5)工程意識(shí)能力：在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段應(yīng)該考慮加工，在加工階段要樹立起質(zhì)量、效率、成本等意識(shí)，實(shí)現(xiàn)合格零件的最快、最省加工。

3　重組課程內(nèi)容，增補(bǔ)工程元素

工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)，不是單純地將更多的學(xué)生更長時(shí)間地送到企業(yè)，學(xué)校教育、課程、課堂在學(xué)生工程實(shí)踐能力培養(yǎng)過程中是“本”[3]。精心設(shè)計(jì)課程內(nèi)容，合理安排教學(xué)活動(dòng)，是強(qiáng)化學(xué)生工程實(shí)踐能力培養(yǎng)的首要環(huán)節(jié)。

3.1重組理論教學(xué)內(nèi)容

針對(duì)工程應(yīng)用能力的培養(yǎng)和發(fā)展需要，拋棄傳統(tǒng)的“知識(shí)本位”“教材本位”模式，堅(jiān)持知識(shí)“夠用”的原則，通過整合教學(xué)資源，本課程形成了數(shù)控加工基礎(chǔ)、數(shù)控車削加工、數(shù)控銑削加工和加工中心四大理論教學(xué)模塊。

數(shù)控加工基礎(chǔ)部分主要介紹數(shù)控加工的基本原理、數(shù)控程序的結(jié)構(gòu)，讓學(xué)生對(duì)數(shù)控加工有初步的了解；數(shù)控車削加工模塊重點(diǎn)學(xué)習(xí)車削加工的工藝流程，以法蘭克數(shù)控系統(tǒng)為例講解車削加工的常用編程代碼以及工程中典型軸、套類零件的編程及加工。該部分重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的車削工藝設(shè)計(jì)及手工編程能力，不建議用自動(dòng)編程代替手工編程，這樣有利于學(xué)生對(duì)數(shù)控代碼的理解。數(shù)控銑削模塊主要培養(yǎng)學(xué)生的銑削工藝設(shè)計(jì)及自動(dòng)編程加工能力。在講解機(jī)床的編程代碼時(shí)，只需挑選常用的刀具補(bǔ)償指令、孔加工代碼即可，而對(duì)于高級(jí)指令啟發(fā)學(xué)生按照興趣自學(xué)。加工中心部分主要介紹加工中心目前的發(fā)展情況，增補(bǔ)制造業(yè)前沿的技術(shù)信息即可。

3.2優(yōu)化實(shí)踐內(nèi)容

受學(xué)術(shù)型人才培養(yǎng)模式的慣性影響，過去的實(shí)踐教學(xué)往往被置于從屬地位，實(shí)踐課程內(nèi)容僅是理論課程的補(bǔ)充，只是為了完成對(duì)特定理論知識(shí)的驗(yàn)證和鞏固，缺少反應(yīng)企業(yè)實(shí)際產(chǎn)品加工的工程特色，造成學(xué)生知識(shí)與社會(huì)實(shí)踐相脫節(jié)，工程意識(shí)淡薄，工程應(yīng)用能力欠缺[4]。為了加強(qiáng)對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)，我院教師們深入生產(chǎn)一線，總結(jié)生產(chǎn)過程，經(jīng)優(yōu)化制定出了7個(gè)實(shí)踐項(xiàng)目(如表1所示)，由易到難、由單一到綜合，循序漸進(jìn)地對(duì)學(xué)生的工程能力進(jìn)行培養(yǎng)。

表1　實(shí)踐項(xiàng)目與培養(yǎng)的能力

4　重構(gòu)教學(xué)過程，遵循工程應(yīng)用能力發(fā)展規(guī)律

對(duì)學(xué)生工程應(yīng)用能力的培養(yǎng)，教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)很重要，但教學(xué)過程的實(shí)施也是一門學(xué)科。過去理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)是分段進(jìn)行的，通常學(xué)期上半段時(shí)間是用來上理論課，而下半段集中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和實(shí)訓(xùn)。由于時(shí)間跨度太大，理論知識(shí)難于及時(shí)指導(dǎo)實(shí)踐，不利于學(xué)生應(yīng)用能力的提升[5]。根據(jù)數(shù)控技術(shù)應(yīng)用能力的形成與提升規(guī)律，本校實(shí)施了理論與實(shí)踐交叉進(jìn)行的教學(xué)(如圖1所示)，實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生工程應(yīng)用能力的漸進(jìn)式培養(yǎng)，也遵循了能力發(fā)展的規(guī)律。

圖1　教學(xué)實(shí)施與培養(yǎng)的階段性能力

5　建立多元考核方式，凸顯工程化考核

數(shù)控加工與編程是一門實(shí)踐性要求很強(qiáng)的課程，它不僅要求學(xué)生理解數(shù)控加工的基本原理，還要求學(xué)生掌握實(shí)操技術(shù)。因此，以往的“一紙定考試，一考定分?jǐn)?shù)”的考核模式不再適合。本課程結(jié)合人才培養(yǎng)過程的特點(diǎn)，探索并建立了“三化”的課程考核評(píng)價(jià)體系。

5.1考核模塊化

模塊化考試是指根據(jù)教學(xué)活動(dòng)的實(shí)施過程，把教學(xué)活動(dòng)進(jìn)行模塊化分類，然后進(jìn)行相應(yīng)的考核。本課程的模塊化考核是依據(jù)學(xué)生的理論課堂情況、作業(yè)、實(shí)踐環(huán)節(jié)(含實(shí)驗(yàn))以及期末學(xué)業(yè)考試分為四大考核模塊，然后按照比例作業(yè)(10%)+課堂(10%)+實(shí)踐(40%)+期末考試(40%)分別計(jì)入課程期末總評(píng)成績。

5.2考核團(tuán)隊(duì)化

團(tuán)隊(duì)化考核主要應(yīng)用于本課程的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。在課程的7個(gè)教學(xué)項(xiàng)目中，每個(gè)項(xiàng)目基本是由學(xué)生組隊(duì)來完成。3～5個(gè)學(xué)生組成一隊(duì)，每個(gè)成員有明確的分工，負(fù)責(zé)不同的工種，完成特定的任務(wù)。在執(zhí)行項(xiàng)目中，學(xué)生的組隊(duì)情況可以不變，但同一個(gè)學(xué)生，在不同的項(xiàng)目中，必須負(fù)責(zé)不同的事情，否則該組隊(duì)無效。例如，甲同學(xué)在項(xiàng)目2中負(fù)責(zé)機(jī)床操作，那么在項(xiàng)目3中，應(yīng)該負(fù)責(zé)零件的編程或其他的。這樣的分工，目的是讓學(xué)生在不同的項(xiàng)目中充當(dāng)不同的角色，讓其得到均衡的培養(yǎng)。在項(xiàng)目評(píng)分階段，針對(duì)各成員在項(xiàng)目中的分工、項(xiàng)目的完成程度進(jìn)行綜合評(píng)分。

5.3考核層次化

層次化考核是指針對(duì)不同學(xué)生對(duì)同一知識(shí)模塊的掌握程度給出不同層次的題目加以考核。具體的做法是，在執(zhí)行完上述7個(gè)教學(xué)項(xiàng)目之后，每個(gè)團(tuán)隊(duì)隊(duì)員都會(huì)凸顯出能力不一，根據(jù)綜合能力把學(xué)生重新分為“普通組”和“創(chuàng)新組”兩大類型。普通組學(xué)生考核題目由教師給定，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成從零件模型的設(shè)計(jì)、程序的編程到零件實(shí)物加工的全部過程。創(chuàng)新組考核沒有指定項(xiàng)目，而是學(xué)生自報(bào)項(xiàng)目，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成所有事項(xiàng)?？己瞬捎么疝q制，學(xué)生必須闡述零件的加工工藝流程、加工中遇到的問題和解決的方法?？己俗詈筇峤坏馁Y料包含項(xiàng)目的實(shí)物、加工刀路文件、過程視頻及圖片。

模塊化考核有利于消除“高分低能”現(xiàn)象，團(tuán)隊(duì)化考核增強(qiáng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)，層次化考核全面激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)?！叭笨己嘶コ梢惑w，實(shí)現(xiàn)了對(duì)學(xué)生能力的多方位評(píng)價(jià)，也凸顯了工程化考核的特色。

6　利用協(xié)同育人平臺(tái)，持續(xù)培養(yǎng)學(xué)生的工程應(yīng)用能力

工程應(yīng)用能力的培養(yǎng)，不能僅僅是由一門課來完成，應(yīng)該在人才培養(yǎng)的每個(gè)階段加以關(guān)注并持續(xù)培養(yǎng)。我校利用協(xié)同育人平臺(tái)的資源優(yōu)勢(shì)，在生產(chǎn)實(shí)習(xí)階段，讓學(xué)生通過觀摩或頂崗的形式參與到實(shí)際加工生產(chǎn)線中來，如手機(jī)夾具生產(chǎn)線、精密模具制造生產(chǎn)線。通過使用其中的數(shù)控設(shè)備，讓學(xué)生在數(shù)控技術(shù)應(yīng)用上有了初步的認(rèn)識(shí)。課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)階段，部分學(xué)生被分配到協(xié)同育人平臺(tái)中，在老師和企業(yè)技術(shù)人員的共同指導(dǎo)下，以企業(yè)的實(shí)際產(chǎn)品為題材，利用平臺(tái)的設(shè)備將零件加工出來，最后由企業(yè)的師傅根據(jù)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行打分評(píng)定。這樣從生產(chǎn)實(shí)習(xí)到課程教學(xué)、從課程設(shè)計(jì)到最后畢業(yè)設(shè)計(jì)，持續(xù)對(duì)數(shù)控技術(shù)學(xué)習(xí)和應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了對(duì)學(xué)生工程應(yīng)用能力的持續(xù)培養(yǎng)。

7　結(jié)語

通過教學(xué)改革探索，學(xué)生的數(shù)控技術(shù)應(yīng)用能力取得明顯的提高，從近三年的畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)看，學(xué)生主動(dòng)選擇數(shù)控技術(shù)應(yīng)用作為畢業(yè)設(shè)計(jì)題材的比例逐屆增多，優(yōu)秀作品和論文不斷涌現(xiàn)，畢業(yè)生逐年備受數(shù)控領(lǐng)域用人單位的青睞?？茖W(xué)技術(shù)日新月異，高校轉(zhuǎn)型已成不爭的事實(shí)。育人單位要端正育人主體的地位，不斷探索與優(yōu)化教學(xué)模式與方法，探索行之有效的育人途徑，以切實(shí)提高應(yīng)用型人才的質(zhì)量。

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(責(zé)任校對(duì)龍四清)

10.13582/j.cnki.1674-5884.2016.07.026

20151221

廣東省高等教育教改項(xiàng)目(GDJG20142540)；廣東省民辦教育專項(xiàng)資金(粵財(cái)教(2013)62號(hào))

黎小巨(1984-)，女，廣東雷州人，講師，碩士，主要從事機(jī)電一體化技術(shù)、數(shù)字化設(shè)計(jì)制造技術(shù)研究。

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1674-5884(2016)07-0079-04