陳俊英

摘要：為滿足“工業(yè)4.0”時(shí)代和中國(guó)制造轉(zhuǎn)型升級(jí)的需要，中職學(xué)校要進(jìn)行數(shù)控技術(shù)應(yīng)用專業(yè)教學(xué)的改革，重新定位培養(yǎng)目標(biāo)，重構(gòu)課程體系，創(chuàng)新教學(xué)模式，培養(yǎng)具有自學(xué)能力和創(chuàng)新能力的復(fù)合型技能人才。

關(guān)鍵詞：中職學(xué)校教學(xué)改革 數(shù)控專業(yè)教學(xué) 工業(yè)4.0

“工業(yè)4.0”即以智能制造為主導(dǎo)的第四次工業(yè)革命。智能制造已是世界制造業(yè)發(fā)展的大勢(shì)所趨。新的工業(yè)革命以信息通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)空間虛擬系統(tǒng)一信息物理系統(tǒng)相結(jié)合為手段，使制造業(yè)向智能化轉(zhuǎn)型。研究顯示，用機(jī)器人替代人力可以使制造業(yè)的成本降低50%。我國(guó)制造企業(yè)的機(jī)器人使用已呈現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。在我們參觀的三家企業(yè)——湛江寶鋼集團(tuán)、湛江德利車(chē)輛部件有限公司和湛江明迪汽車(chē)零部件有限公司內(nèi)部，很多生產(chǎn)環(huán)節(jié)已在使用機(jī)器，人，傳統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床操作工正逐步被工業(yè)機(jī)器人替代。如湛江德利車(chē)輛部件有限公司機(jī)加一車(chē)間本田六班使用帶第七軸的發(fā)那科機(jī)器人生產(chǎn)線，效率比人工線提升60%?，F(xiàn)代制造業(yè)加速推進(jìn)機(jī)器人等智能設(shè)備的應(yīng)用，勢(shì)必影響人力資源的結(jié)構(gòu)和配置。人工智能讓大批勞動(dòng)密集型職業(yè)面臨衰落。中職學(xué)校數(shù)控技術(shù)應(yīng)用專業(yè)為制造業(yè)培養(yǎng)了大量技能型人才。在工業(yè)4.0背景下應(yīng)如何培養(yǎng)適合現(xiàn)代企業(yè)所需的數(shù)控技術(shù)人才，已是中職學(xué)校面臨的新課題。

一、重新定位培養(yǎng)目標(biāo)

目前，絕大多數(shù)中職學(xué)校把為企業(yè)培養(yǎng)一線操作工作為目標(biāo)。學(xué)生畢業(yè)時(shí)考取中級(jí)技能證書(shū)，能操作數(shù)控機(jī)床，會(huì)簡(jiǎn)單編程就可以了。然而，在工業(yè)4.0時(shí)代，企業(yè)不再需要單純數(shù)控機(jī)床操作工，而迫切需要的是既會(huì)操作數(shù)控機(jī)床，會(huì)數(shù)控加工工藝編制和CAD/CAM等編程軟件技術(shù)，又能從事機(jī)床調(diào)試和維護(hù)等工作，可以把自己的想法變成現(xiàn)實(shí)的具有綜合職業(yè)能力的高素質(zhì)復(fù)合型技術(shù)人才。因此，在工業(yè)4.0背景下，中職數(shù)控技術(shù)應(yīng)用專業(yè)教學(xué)必須重新定位培養(yǎng)目標(biāo)，確定以培養(yǎng)具有綜合職業(yè)能力的復(fù)合型數(shù)控高級(jí)人才為目標(biāo);要更加重視智能制造、綠色制造等所需的通用能力以及文學(xué)素養(yǎng)、數(shù)字素養(yǎng)、信息素養(yǎng)、愛(ài)崗敬業(yè)、團(tuán)隊(duì)合作、時(shí)間管理等多方面軟技能的培養(yǎng);要注重學(xué)用相長(zhǎng)、知行合一，使學(xué)生具備創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，增強(qiáng)學(xué)生的職業(yè)適應(yīng)能力和可持續(xù)發(fā)展能力。

二、重構(gòu)課程體系

工業(yè)4.0背景下，數(shù)控加工行業(yè)對(duì)人才培養(yǎng)規(guī)格和要求將發(fā)生重大調(diào)整。傳統(tǒng)的中職課程體系以技術(shù)為劃分學(xué)科課程的依據(jù)，已經(jīng)不能滿足制造企業(yè)對(duì)復(fù)合型員工的需求。為適應(yīng)智能制造時(shí)代的要求，中職學(xué)校需要重新構(gòu)建可操作性強(qiáng)的數(shù)控技術(shù)專業(yè)課程體系。新的課程體系要注重對(duì)社會(huì)需求、知識(shí)體系和個(gè)性發(fā)展“三位一體”的有機(jī)整合，同時(shí)融入專業(yè)能力、方法能力和社會(huì)能力的培養(yǎng)。

（一）增設(shè)專業(yè)課程

培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)技能的核心和載體是課程。專業(yè)課程的設(shè)置直接關(guān)系到學(xué)生的職業(yè)能力和后續(xù)發(fā)展。課程設(shè)置在保留原有制造業(yè)人才培養(yǎng)基本能力課程的基礎(chǔ)，上，要融合制造業(yè)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)的相關(guān)元素，增加前沿性強(qiáng)的現(xiàn)代制造業(yè)課程。

1.增加智能生產(chǎn)技術(shù)

“中國(guó)制造2025”提出，工業(yè)機(jī)器人及智能化生產(chǎn)線需深度研發(fā)，智能生產(chǎn)是數(shù)控加工必然趨勢(shì)。增加智能生產(chǎn)技術(shù)課程，建立與生產(chǎn)、物流管理、人機(jī)互動(dòng)及3D技術(shù)融合的復(fù)合加工知識(shí)體系。

2.融入信息技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)

智能制造是利用計(jì)算機(jī)的專家系統(tǒng)模擬制造領(lǐng)域的專家分析、判斷和決策的智能行為，并將智能行為和智能機(jī)器融合起來(lái)，貫穿于制造企業(yè)各系統(tǒng)，使企業(yè)運(yùn)作實(shí)現(xiàn)高度柔性化和集成化，從而代替人類勞動(dòng)。而這些智能機(jī)器是以自動(dòng)力化技術(shù)為基礎(chǔ)。所以，為適應(yīng)智能制造崗位需求，數(shù)控技術(shù)專業(yè)課設(shè)置，應(yīng)融入信息技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)。

3.增加多軸數(shù)控技術(shù)內(nèi)容

在智能制造中，多軸聯(lián)動(dòng)技術(shù)是現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床的核心技術(shù)。出于工業(yè)4.0智能制造的需要，數(shù)控技術(shù)專業(yè)課程中必須增加多軸數(shù)控技術(shù)內(nèi)容和與機(jī)床系統(tǒng)相適應(yīng)的編程軟件課程。

4.增加數(shù)控機(jī)床故障診斷診斷與維修課程現(xiàn)代制造企業(yè)需要不再是單一的機(jī)床操作工，而是具有產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)操作、設(shè)備管理和維修等領(lǐng)域基本知識(shí)和基本技能的復(fù)合型人才。應(yīng)在數(shù)控技術(shù)專業(yè)課程中增加數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修課程，培養(yǎng)學(xué)生維護(hù)、維修、調(diào)試和檢測(cè)數(shù)控機(jī)床的能力，使學(xué)生在具備操作高級(jí)數(shù)控機(jī)床能力的基礎(chǔ)上，能夠?qū)?shù)控機(jī)床常見(jiàn)故障進(jìn)行診斷與排除。

5.增加3D打印課程

現(xiàn)在許多智能制造生產(chǎn)線都已采用3D掃描自動(dòng)化數(shù)據(jù)輸入方式，且隨著3D打印機(jī)普及，其應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷擴(kuò)展。3D打印技術(shù)成為現(xiàn)代工科類職業(yè)教育不可缺少的課程。

（二）調(diào)整“2+X”課程結(jié)構(gòu)

為了滿足多元化發(fā)展需求，中職學(xué)校應(yīng)改以就業(yè)為導(dǎo)向的課程結(jié)構(gòu)為“2+X”課程結(jié)構(gòu)，即前兩年所有學(xué)生學(xué)習(xí)共同課程，第三年根據(jù)學(xué)生就業(yè)、升學(xué)、創(chuàng)業(yè)等不同的發(fā)展需求，提供不同的課程模塊給學(xué)生選擇。這種課程結(jié)構(gòu)更加開(kāi)放，學(xué)生有更多的選擇機(jī)會(huì)和發(fā)展空間。

三、創(chuàng)新教學(xué)模式

人工智能時(shí)代，學(xué)生獲取知識(shí)的方式多樣化，可利用手機(jī)網(wǎng)絡(luò)隨時(shí)隨地在線學(xué)習(xí)、觀看視頻教程、查詢資料、共享信息等。因此，教師應(yīng)更多關(guān)注學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，通過(guò)多種教學(xué)活動(dòng)和教學(xué)過(guò)程幫助學(xué)生構(gòu)建所需的知識(shí)體系。相比傳統(tǒng)的知識(shí)傳授方式，教師更應(yīng)重視激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的興趣，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性。職業(yè)教育是教育與職業(yè)互相融合的教育，具有鮮明的跨界性，所以職業(yè)教育必須采用與實(shí)踐生產(chǎn)對(duì)接教學(xué)模式。數(shù)控技術(shù)專業(yè)可采用以產(chǎn)品加工過(guò)程為導(dǎo)向的項(xiàng)目教學(xué)模式。這種教學(xué)模式是以企業(yè)真實(shí)的加工產(chǎn)品為教學(xué)項(xiàng)目，全程模擬智能制造生產(chǎn)過(guò)程，按“企業(yè)化”管理模式實(shí)施專業(yè)教學(xué)，將專業(yè)教學(xué)與企業(yè)生產(chǎn)相融合，實(shí)現(xiàn)專業(yè)學(xué)習(xí)與生產(chǎn)過(guò)程相互滲透，以市場(chǎng)需求為導(dǎo)向，以產(chǎn)品生產(chǎn)為任務(wù)驅(qū)動(dòng)，使學(xué)生“在學(xué)習(xí)中工作，在工作中學(xué)習(xí)”，在學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)的同時(shí)，其技術(shù)操作、設(shè)備維護(hù)、過(guò)程管理等方面的綜合職業(yè)能力得到全面的提高。

隨著VR和AR技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控技術(shù)專業(yè)教學(xué)中一些用傳統(tǒng)教學(xué)手段和多媒體教學(xué)均已落伍。復(fù)雜知識(shí)點(diǎn)和枯燥內(nèi)容的教學(xué)可采用VR/AR技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。借助VR/AR技術(shù)，不但可以詳細(xì)而形象地講解復(fù)雜知識(shí)點(diǎn)，還可以對(duì)關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行注解;對(duì)于一些枯燥的原理性內(nèi)容，用虛擬現(xiàn)實(shí)手段動(dòng)態(tài)逼真地呈現(xiàn)，無(wú)疑會(huì)提高基礎(chǔ)差、厭學(xué)心理嚴(yán)重的中職學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并使他們深刻印象。

數(shù)控技術(shù)專業(yè)設(shè)備投入高，尤其是智能制造核心——多軸數(shù)控設(shè)備，價(jià)格更加昂貴。大部分職業(yè)院校只能配套普通數(shù)控車(chē)床、數(shù)控銑床、三軸加工中心，這跟不，上現(xiàn)代企業(yè)的發(fā)展步伐，培養(yǎng)出的學(xué)生專業(yè)技能達(dá)不到現(xiàn)代企業(yè)要求。數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)可通過(guò)利用VR/AR技術(shù)建立的虛擬實(shí)訓(xùn)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)。在虛擬環(huán)境下，學(xué)生既可模擬數(shù)控機(jī)床，仿真操作，完成零件編程和加工，又可以在虛擬環(huán)境下對(duì)機(jī)床進(jìn)行設(shè)備調(diào)試、檢修等不同場(chǎng)景的操作。虛擬實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的“設(shè)備”與“部件”多是虛擬的，可以隨時(shí)生成新的設(shè)備、新的工件，可解決傳統(tǒng)數(shù)控實(shí)訓(xùn)所面臨的機(jī)床不足、成本高、場(chǎng)地資源限制等問(wèn)題。數(shù)控加工是一個(gè)耗材的過(guò)程，VR/AR技術(shù)的應(yīng)用還能降低實(shí)訓(xùn)耗材、設(shè)備損耗等費(fèi)用，減少學(xué)校的實(shí)訓(xùn)開(kāi)銷(xiāo)，同時(shí)還增加實(shí)訓(xùn)安全性。

四、結(jié)論

“工業(yè)4.0”“中國(guó)制造2025”時(shí)代的到來(lái)，既為中職學(xué)校數(shù)控技術(shù)專業(yè)發(fā)展提供了重要機(jī)遇，也給中職學(xué)校數(shù)控技術(shù)專業(yè)教學(xué)帶來(lái)了不小的挑戰(zhàn)。中職學(xué)校必須適應(yīng)時(shí)代需求，重新定位培養(yǎng)目標(biāo)，重構(gòu)智能制造背景下的課程體系，開(kāi)創(chuàng)新的教學(xué)模式，深度融合企業(yè)先進(jìn)生.產(chǎn)技術(shù)、智能制造技術(shù)元素，為職業(yè)教育的發(fā)展注入時(shí)代氣息，方能培養(yǎng)出符合“中國(guó)制造2025”發(fā)展戰(zhàn)略需求、具有自學(xué)能力和創(chuàng)新能力的復(fù)合型技能人才。

（作者單位：湛江機(jī)電學(xué)校）