王維 張文英

摘 ?要：在智能制造技術(shù)迅速發(fā)展的背景下，數(shù)控加工作為其關(guān)鍵環(huán)節(jié)，如何提高數(shù)控人才工程能力培養(yǎng)質(zhì)量值得探討。該文分析了本科生數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)的特點(diǎn)和教學(xué)側(cè)重點(diǎn)，介紹了筆者學(xué)校進(jìn)行數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)課程建設(shè)的措施，包括實(shí)驗(yàn)室硬件條件建設(shè)、教學(xué)環(huán)節(jié)系統(tǒng)化設(shè)計(jì)，采用項(xiàng)目引領(lǐng)任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法，采用過程考核對學(xué)生能力達(dá)成情況進(jìn)行評價(jià)等。

關(guān)鍵詞：工程能力培養(yǎng) ?數(shù)控加工實(shí)訓(xùn) ?課程建設(shè)

中圖分類號(hào)：G642 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1672-3791（2019）06（a）-0172-02

數(shù)控加工是智能制造技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，數(shù)控工程人才的培養(yǎng)對高等教育提出新要求，工科學(xué)生綜合工程素養(yǎng)和能力需要進(jìn)一步提高，我國在2016年正式加入了《華盛頓協(xié)議》，在工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)中要求通過實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)提高學(xué)生的工程意識(shí)、質(zhì)量意識(shí)、安全意識(shí)、環(huán)保意識(shí)、團(tuán)隊(duì)意識(shí)和動(dòng)手能力等。浙江海洋大學(xué)工程技術(shù)實(shí)訓(xùn)教學(xué)中心（以下稱中心）的數(shù)控實(shí)訓(xùn)室承擔(dān)著數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)，該課程對理論知識(shí)和實(shí)踐操作要求都比較高，要求學(xué)生運(yùn)用諸多知識(shí)和技能并加工出合格的產(chǎn)品。

中心在以往實(shí)訓(xùn)過程中對于工程能力的培養(yǎng)還有所欠缺，較多地停留在設(shè)備的操作技能上，本科生應(yīng)更加重視理論實(shí)踐結(jié)合和分析問題解決問題。為提高學(xué)生工程能力培養(yǎng)質(zhì)量，中心進(jìn)行教學(xué)改革，從硬件建設(shè)、教學(xué)環(huán)節(jié)系統(tǒng)化設(shè)計(jì)、采用項(xiàng)目化任務(wù)化教學(xué)手段、加強(qiáng)職業(yè)規(guī)范和團(tuán)隊(duì)協(xié)作培養(yǎng)、采用過程考核等方法來提高學(xué)生的工程能力[1-3]。

1 ?加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室硬件條件建設(shè)

中心下設(shè)的數(shù)控技術(shù)實(shí)訓(xùn)區(qū)經(jīng)過多年建設(shè)，現(xiàn)配備有數(shù)控車床、數(shù)控銑床、加工中心、雕刻機(jī)、數(shù)控線切割機(jī)、數(shù)控脈沖電火花、3D打印、高性能計(jì)算機(jī)、宇龍數(shù)控仿真軟件、Autocad、Solidworks、Pro/Engineer等設(shè)備和軟件，基本可以滿足實(shí)訓(xùn)所需。為了使學(xué)生掌握整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)，配備了各種機(jī)床附屬夾具、量具、刀具等，各種夾具包括機(jī)用平口鉗、分度工作臺(tái)、數(shù)控加工回轉(zhuǎn)工作臺(tái)等。各類量具包括粗糙度儀、硬度儀、各種千分尺等。購置各類數(shù)控刀具、尋邊器、Z軸設(shè)定器等。以上購置的機(jī)床和附件大部分是生產(chǎn)型產(chǎn)品，供學(xué)生學(xué)習(xí)和使用，避免了“紙上談兵”，有利于學(xué)生全方位地學(xué)習(xí)有關(guān)知識(shí)和技能。

2 ?教學(xué)環(huán)節(jié)系統(tǒng)化設(shè)計(jì)

數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)專業(yè)性較強(qiáng)，也存在危險(xiǎn)性，教學(xué)環(huán)節(jié)必須循序漸進(jìn)，學(xué)生需深度參與到每個(gè)環(huán)節(jié)，教學(xué)需從灌輸式到對話體驗(yàn)式轉(zhuǎn)變，針對學(xué)生工程能力的培養(yǎng)，首先讓學(xué)生知道什么是“工程問題”，可以是材料切割、工件裝夾，也可以是飛機(jī)設(shè)計(jì)制造，不論簡單或復(fù)雜的工程問題都需要仔細(xì)分析研究，分析和解決工程問題貫穿于整個(gè)實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)，逐漸形成了如下教學(xué)環(huán)節(jié)。

2.1 認(rèn)識(shí)數(shù)控

該環(huán)節(jié)是啟發(fā)和引導(dǎo)，從總體上讓學(xué)生了解數(shù)控加工的方方面面，采用視頻教學(xué)和現(xiàn)場教學(xué)結(jié)合的方法，播放數(shù)控加工視頻和實(shí)際加工演示相結(jié)合，播放機(jī)床撞刀和人身傷害視頻，讓學(xué)生從感性上認(rèn)識(shí)到什么是數(shù)控加工、數(shù)控加工有什么特點(diǎn)、存在的危險(xiǎn)有哪些，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)。再有是認(rèn)識(shí)數(shù)控夾具、量具、刀具等，通過實(shí)物展示向?qū)W生講解其用途和使用方法，使學(xué)生先在腦海中形成對數(shù)控加工的總體認(rèn)知，為后續(xù)實(shí)訓(xùn)做準(zhǔn)備。

2.2 學(xué)習(xí)數(shù)控機(jī)床

該環(huán)節(jié)需要?jiǎng)邮植僮?。教師首講解數(shù)控機(jī)床的各組成部分和工作原理，打開電氣柜讓學(xué)生學(xué)習(xí)各部件和接線，再逐個(gè)講解數(shù)控機(jī)床的各項(xiàng)操作技能，學(xué)生從手動(dòng)、編輯、MDI等開始逐個(gè)操作，在前面認(rèn)識(shí)數(shù)控環(huán)節(jié)學(xué)生已經(jīng)有了風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)，初次操作數(shù)控機(jī)床會(huì)存在膽怯心理，教師講解各操作的注意事項(xiàng)，教育學(xué)生對機(jī)械設(shè)備存有敬畏之心，同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生膽大心細(xì)，學(xué)生是從生疏到逐漸熟練的過程，訓(xùn)練學(xué)生操作數(shù)控機(jī)床以及各類機(jī)械設(shè)備的原則和步驟，鍛煉了學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力。

2.3 工藝分析和編程

該環(huán)節(jié)是學(xué)習(xí)材料、刀具、夾具、量具、切削用量等數(shù)控工藝方案和數(shù)控編程，學(xué)生往往編程學(xué)得快，但因?yàn)閷W(xué)生沒有實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)會(huì)造成工藝方案制定出現(xiàn)各種問題，甚至無法裝夾和加工，需要反復(fù)修改和優(yōu)化。通過修改優(yōu)化后解決這些問題對于學(xué)生來說是一次難得的理論運(yùn)用到生產(chǎn)實(shí)踐的過程，培養(yǎng)了學(xué)生分析和解決復(fù)雜工程問題的能力。

2.4 測量和質(zhì)量控制

質(zhì)量意識(shí)往往是在校大學(xué)生所欠缺的，以往實(shí)訓(xùn)只是注重技能訓(xùn)練，對于精度、粗糙度等都沒有過高要求，學(xué)生在實(shí)訓(xùn)中容易形成“差不多”的思維習(xí)慣，而工業(yè)生產(chǎn)對質(zhì)量控制非常嚴(yán)格和具體，中心在實(shí)訓(xùn)過程中對零件的質(zhì)量要求也參考工業(yè)生產(chǎn)有所提高，在整個(gè)實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)中始終堅(jiān)持質(zhì)量意識(shí)，通過運(yùn)用各種檢測方法，檢測零件是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求，分析不合格的原因，找到解決方法，鍛煉學(xué)生質(zhì)量控制意識(shí)和分析問題、解決問題的能力。

2.5 貫穿始終的職業(yè)規(guī)范和團(tuán)隊(duì)協(xié)作

學(xué)生步入實(shí)訓(xùn)室的那一刻就要求嚴(yán)格執(zhí)行數(shù)控設(shè)備安全文明操作規(guī)程，自覺遵守7S職業(yè)規(guī)范，做好現(xiàn)場的各項(xiàng)日常使用和管理工作，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化管理、標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)、標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)場維護(hù)的要求，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的態(tài)度和嚴(yán)明的實(shí)訓(xùn)紀(jì)律，遵守這些規(guī)范可以避免設(shè)備損壞和人員傷害，是保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提。通過和普通車床生產(chǎn)特點(diǎn)和效率對比培養(yǎng)學(xué)生成本意識(shí)。通過對切屑和冷卻液等的無害化處理培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識(shí)。對學(xué)生進(jìn)行分組，一般2～3人一組，固定操作的設(shè)備，從始至終緊密配合，共同完成實(shí)訓(xùn)任務(wù)，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力[4-5]。

3 ?項(xiàng)目引領(lǐng)，任務(wù)驅(qū)動(dòng)

實(shí)訓(xùn)內(nèi)容采用“項(xiàng)目引領(lǐng)，任務(wù)驅(qū)動(dòng)”的教學(xué)方法，該方法教學(xué)強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為本，根據(jù)學(xué)生設(shè)置項(xiàng)目，教師圍繞項(xiàng)目指導(dǎo)學(xué)生，根據(jù)項(xiàng)目內(nèi)容設(shè)置若干任務(wù)，學(xué)生以項(xiàng)目為目的、以任務(wù)為指導(dǎo)來開展學(xué)習(xí)活動(dòng)，隨著任務(wù)的逐個(gè)完成，項(xiàng)目也就完成了。該方法可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和獲得感，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力，可以在有限的時(shí)間里使教學(xué)活動(dòng)組織得更為有效[6-7]。

中心設(shè)計(jì)了若干實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，以不同的產(chǎn)品生產(chǎn)為背景，產(chǎn)品由指導(dǎo)教師指定或?qū)W生構(gòu)思設(shè)計(jì)，產(chǎn)品可以是一個(gè)零件，也可以是一個(gè)機(jī)構(gòu)或機(jī)器。實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目主要包括：制作軸類零件、支架類零件、孔系盤零件等;仿制減速器的軸和端蓋，仿制小型升降臺(tái)等;制作學(xué)生機(jī)械設(shè)計(jì)大賽、工訓(xùn)大賽、機(jī)器人競賽、專利等創(chuàng)新作品。學(xué)生需要根據(jù)零件制定工藝方案，再完成編程和加工，最后完成零件的檢測、質(zhì)量管理和成本核算等，學(xué)生需經(jīng)歷產(chǎn)品制作全過程。實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目根據(jù)實(shí)施過程制定有若干任務(wù)評價(jià)表，學(xué)生逐一完成任務(wù)，最后產(chǎn)品也就制作成功了，其中一項(xiàng)任務(wù)表見表1。

4 ?實(shí)訓(xùn)成績采用過程考評

過程考核在實(shí)訓(xùn)實(shí)施過程中的多方面、各階段的考核，目的是全面準(zhǔn)確地評價(jià)學(xué)生能力培養(yǎng)目標(biāo)達(dá)成度，符合工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)要求。不同于根據(jù)實(shí)訓(xùn)報(bào)告和作品打分，該方法可有效評價(jià)學(xué)生對知識(shí)和能力的掌握情況。學(xué)生根據(jù)任務(wù)評價(jià)表開展實(shí)訓(xùn)，記錄每項(xiàng)各任務(wù)的實(shí)施的內(nèi)容、方法、步驟等，對任務(wù)完成情況進(jìn)行自我評價(jià)。老師根據(jù)任務(wù)評價(jià)表完成情況進(jìn)行打分，綜合成績=任務(wù)評價(jià)表成績（70%）+實(shí)驗(yàn)紀(jì)律表現(xiàn)（15%）+實(shí)訓(xùn)報(bào)告（15%）。經(jīng)過多次練習(xí)，絕大部分學(xué)生可以完成各項(xiàng)任務(wù)并加工出符合要求的產(chǎn)品，學(xué)生對實(shí)訓(xùn)也較滿意。實(shí)訓(xùn)結(jié)束后，對學(xué)生的作品進(jìn)行點(diǎn)評，做得好的作品留存展示或者贈(zèng)送給學(xué)生，在完成必做項(xiàng)目和任務(wù)后，學(xué)生可以制作自己喜歡的作品，以提高學(xué)生創(chuàng)新能力。

5 ?結(jié)語

通過實(shí)驗(yàn)室硬件條件建設(shè)，實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)系統(tǒng)化設(shè)計(jì)，采用項(xiàng)目引領(lǐng)、任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法，采用過程考核等措施，相對以往側(cè)重?cái)?shù)控機(jī)床操作技能訓(xùn)練，更加注重知識(shí)和能力的培養(yǎng)，提高了學(xué)生綜合工程能力，教師在指導(dǎo)過程中也更加有針對性，全部任務(wù)完成后，達(dá)到了培養(yǎng)目標(biāo)。下一步要開發(fā)更多的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目并強(qiáng)化其工程內(nèi)涵，和企業(yè)合作開發(fā)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，以進(jìn)一步和實(shí)際生產(chǎn)結(jié)合以適應(yīng)工程技能人才培養(yǎng)和工程教育認(rèn)證所需。

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