陳曉雨 張本松 楊晨

摘要： 在“中國制造2025”戰(zhàn)略背景下，我國智能裝備產(chǎn)業(yè)發(fā)展對從業(yè)人才需求所遇到的瓶頸。以高職院?！稊?shù)控機(jī)床故障診斷與維修》課程為載體，根據(jù)智能裝備發(fā)展過程中新技術(shù)應(yīng)用的趨勢，從教學(xué)知識、教學(xué)設(shè)備、教學(xué)方式和教師能力四個(gè)方面分析了課程體系的問題。優(yōu)化了教學(xué)大綱的培養(yǎng)定位;精簡傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容，增加新知識;整合實(shí)訓(xùn)資源，提高設(shè)備利用率;采用團(tuán)隊(duì)化教學(xué)方式，突出學(xué)生自我創(chuàng)新能力。教學(xué)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，新課程體系提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新實(shí)踐能力，使學(xué)生就業(yè)時(shí)很好的與企業(yè)需求進(jìn)行接軌，縮短了企業(yè)人才培養(yǎng)周期。

Abstract： In the context of the "Made in China 2025" strategy， the development of China's smart equipment industry encounters a bottleneck in the demand for practitioners. Taking the course "CNC Machine Fault Diagnosis and Maintenance" in higher vocational colleges as the carrier， according to the trend of new technology application in the development of intelligent equipment， the problems of the course system are analyzed from four aspects： teaching knowledge， teaching equipment， teaching methods and teacher ability. Optimize the training positioning of the syllabus; streamline traditional teaching content and increase new knowledge; integrate training resources and improve equipment utilization; use team teaching methods to highlight students' self-innovation ability. Teaching practice has found that the new curriculum system has improved students′ interest in learning and innovative and practical ability， so that students can better meet the needs of enterprises when they are employed， and shorten the period of enterprise talent training.

關(guān)鍵詞： 智能裝備;數(shù)控維修;課程體系;人才培養(yǎng)

Key words： intelligent equipment;numerical control maintenance;curriculum system;personnel training

中圖分類號：G712? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）18-0240-02

0? 引言

如今智能制造已經(jīng)成為世界各國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新方向。智能制造作為新型的生產(chǎn)方式，融合了新一代信息通信技術(shù)與先進(jìn)制造技術(shù)，貫穿于設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等制造活動的各個(gè)環(huán)節(jié)。在智能化發(fā)展的大背景下，企業(yè)對傳統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床提出了更多的要求，特別是現(xiàn)在新型傳感器以及智能APP等技術(shù)的產(chǎn)生，使數(shù)控機(jī)床能夠?qū)?shù)據(jù)的采集和管理更加及時(shí)，以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的追溯。雖然智能制造產(chǎn)業(yè)得到了重視，但是發(fā)展中也存在問題，巨大的才人缺口;創(chuàng)新能力嚴(yán)重不足，使得行業(yè)整體水平與世界先進(jìn)水平有較大的差距。隨著企業(yè)生產(chǎn)線的升級換代以及“數(shù)字化工廠”“無人工廠”的出現(xiàn)，傳統(tǒng)崗位中的“熟練工種”已被機(jī)器人所替代，而具備更強(qiáng)分析問題、解決問題能力以及具備“高精尖”能力的“工匠”需求旺盛，這也必將倒逼“高職教育升級”。針對這個(gè)問題，根據(jù)高職院校實(shí)際情況對《數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修》課程進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化，添加新體系。選擇這個(gè)課程是因?yàn)閺膰医鼉赡甑募寄苜愴?xiàng)要求來看，基本是以數(shù)控機(jī)床維修為基礎(chǔ)向智能制造裝備升級方向發(fā)展。通過優(yōu)化使這個(gè)課程的教學(xué)目標(biāo)和人才培養(yǎng)更加的貼合當(dāng)今的智能裝備產(chǎn)業(yè)，能夠針對性的對高檔數(shù)控機(jī)床甚至集成智能數(shù)控加工裝備培養(yǎng)對口的人才。

1? 《數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修》課程教學(xué)存在的問題

1.1 教學(xué)缺乏新知識? 當(dāng)前國內(nèi)大部分高校專業(yè)課程體系的設(shè)置與建設(shè)嚴(yán)重落后于產(chǎn)業(yè)需求，未能跟上科技進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的變化趨勢做出適時(shí)調(diào)整，高等教育人才培養(yǎng)體系主要側(cè)重于理論傳授與學(xué)術(shù)前沿探索，致力于培養(yǎng)各類學(xué)術(shù)型人才，工程教育長期以來處于弱化狀態(tài)，應(yīng)用型人才教育未得到應(yīng)有的重視，專才教育存在一定程度的缺失?，F(xiàn)在的數(shù)控機(jī)床隨著視覺傳感器和再工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展已經(jīng)具備了生產(chǎn)環(huán)節(jié)執(zhí)行者和監(jiān)控者的功能;添加上分析軟件和工業(yè)APP，數(shù)控機(jī)床將會成為生產(chǎn)執(zhí)行者—監(jiān)控者—管理者。智能數(shù)控機(jī)床實(shí)際上是傳統(tǒng)制造與信息技術(shù)的交叉學(xué)科，作為應(yīng)用型人才培養(yǎng)方向的高職院校，我們的課程僅僅展現(xiàn)了機(jī)械、電氣等傳統(tǒng)制造領(lǐng)域的專業(yè)知識，內(nèi)容深奧且偏重于理論，實(shí)踐學(xué)時(shí)偏少。對于新技術(shù)的應(yīng)用在我們的課程教學(xué)與實(shí)踐過程中很少涉及。

1.2 實(shí)訓(xùn)設(shè)備缺乏新技術(shù)? 儀器設(shè)備是高校教學(xué)、科研活動的重要資源保障，儀器設(shè)備的保有量和使用率在一定程度上反映了高校的教育水平和科研水平?！稊?shù)控機(jī)床故障診斷與維修》這門課內(nèi)容包涵機(jī)、電、液、氣、控制系統(tǒng)以及PLC和工業(yè)軟件等方面，涉及的知識面非常廣，但是課程實(shí)踐所需的設(shè)備開發(fā)比較少。以開發(fā)設(shè)備考核內(nèi)容較為傳統(tǒng)，對智能化技術(shù)設(shè)備應(yīng)用檢測的考核更是空白。這樣的實(shí)訓(xùn)設(shè)備完全跟不上現(xiàn)在智能制造產(chǎn)業(yè)對人才的需求，學(xué)生實(shí)踐應(yīng)用方面缺乏更新，降低了企業(yè)對高校人才培養(yǎng)的期望值。

1.3 理實(shí)一體化教程不明顯? 通過實(shí)踐教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的工程意識、實(shí)踐動手能力與創(chuàng)新能力;通過實(shí)踐教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神及表達(dá)能力、綜合應(yīng)用學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力;通過實(shí)際教學(xué)，培養(yǎng)與提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，增強(qiáng)實(shí)際工作的適應(yīng)能力?？梢娎韺?shí)一體化教學(xué)方式對《數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修》課程的重要性。但是課程硬件和軟件開發(fā)的缺失使得課程很多的內(nèi)容特別是智能設(shè)備的使用內(nèi)容都無法通過實(shí)訓(xùn)的方式來展現(xiàn)。教師大部分內(nèi)容靠傳統(tǒng)的教學(xué)方式來解決，這種過于偏理論的教學(xué)方式使學(xué)生很難提起學(xué)習(xí)興趣，學(xué)習(xí)效果也不佳。同時(shí)大部分高校實(shí)訓(xùn)室的建設(shè)功能過于單一，也讓教師很難展開交叉學(xué)科的綜合實(shí)訓(xùn)教學(xué)。

1.4 教師專業(yè)結(jié)構(gòu)不全面? 新技術(shù)的發(fā)展使《數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修》課程開始多涉及到計(jì)算機(jī)和電子專業(yè)，這就對任課教師的專業(yè)知識提出了很高的挑戰(zhàn)。作為應(yīng)用人才培養(yǎng)的高職院校，一線教師應(yīng)該是“雙師型”教師，在有全面的理論知識基礎(chǔ)上還要熟悉企業(yè)的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，特別是對企業(yè)新技術(shù)的運(yùn)用要熟練。所以絕大多數(shù)高校在短期內(nèi)都很難解決師資專業(yè)知識掌握不全面的問題。那么授課教師能力的不足將直接導(dǎo)致教學(xué)效果不佳，學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量不高，培養(yǎng)的學(xué)生水平也不會太高。

2? 《數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修》課程體系優(yōu)化

2.1 教學(xué)大綱新思路? 首先教學(xué)大綱的制定一定要符合現(xiàn)代職業(yè)技能人才的需求。從了解到的數(shù)控技術(shù)應(yīng)用人才的需求與層次出發(fā)，合理構(gòu)建知識結(jié)構(gòu)，因“需”施教，不斷優(yōu)化教學(xué)大綱，使其更好的貼近畢業(yè)生崗位需求?，F(xiàn)在的教學(xué)大綱中對數(shù)控維修的知識點(diǎn)更新不及時(shí)，對學(xué)生的能力和素質(zhì)培養(yǎng)定位不準(zhǔn)確。如今各大裝備生產(chǎn)廠家都在針對智能化技術(shù)制定新的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)。企業(yè)再也不需要那么多傳統(tǒng)的“3D工人”，轉(zhuǎn)而追求更好的高技能人才。2016年國家人力資源與社會保障部把數(shù)控維修工列入新職業(yè);2019年國家人力資源與社會保障部發(fā)布的新職業(yè)里包含了智能制造工程技術(shù)人員。這體現(xiàn)了國家對智能化產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)的重視，是從國家層面為行業(yè)人才的選用與培養(yǎng)明確了方向。所以《數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修》的教學(xué)大綱會以智能制造工程技術(shù)人員考核標(biāo)準(zhǔn)作為參考，將數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的新技術(shù)引入課程大綱，為實(shí)現(xiàn)智能制造領(lǐng)域?qū)I(yè)人才培養(yǎng)提供一個(gè)新的探索思路。

2.2 教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整? 數(shù)控機(jī)床維修課程實(shí)踐教學(xué)改革的原則為經(jīng)過系統(tǒng)實(shí)踐練習(xí)，使學(xué)生由基本技能型向綜合型創(chuàng)新型發(fā)展，能綜合運(yùn)用所學(xué)知識解決相關(guān)問題。而現(xiàn)在企業(yè)隨著智能化的發(fā)展，對車間技術(shù)人員有了新的定義，具備創(chuàng)新能力和設(shè)備調(diào)試能力的人才將會有很大的需求。同時(shí)機(jī)械制造領(lǐng)域傳統(tǒng)的冷熱加工，到新型的制造技術(shù)，再到先進(jìn)的制造集成，工程訓(xùn)練已逐漸向產(chǎn)品現(xiàn)代化制造各類技術(shù)拓展，不斷充實(shí)現(xiàn)代工程實(shí)踐內(nèi)容，反映現(xiàn)代制造工藝的全貌及前沿技術(shù)。所以要對我們的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整，更加接近實(shí)際。我們把數(shù)控維修課程大致歸納六個(gè)模塊，分配比例如圖1所示。如今數(shù)控機(jī)床使用的機(jī)械和電氣類部件穩(wěn)定性大大提高，故障率逐步降低，因此保留大部分機(jī)床傳動系統(tǒng)的機(jī)械和電氣內(nèi)容，其它方面的內(nèi)容刪除或者講解不需要太深入。關(guān)于機(jī)床操作系統(tǒng)的課程內(nèi)容主要講解幾個(gè)廠商新開發(fā)的智能模塊內(nèi)容。在PLC環(huán)節(jié)我們增加了教學(xué)內(nèi)容，不僅僅對單個(gè)機(jī)床的PLC控制進(jìn)行講解，還添加了PLC產(chǎn)線通信與調(diào)試，人機(jī)界面應(yīng)用等相關(guān)內(nèi)容，更好的面向企業(yè)未來DNC的應(yīng)用。MES的應(yīng)用與通信模塊是新加入的，主要講解數(shù)控機(jī)床與上下料倉之間信息傳遞及智能加工的實(shí)現(xiàn);數(shù)控機(jī)床監(jiān)控創(chuàng)新模塊也是最新內(nèi)容，主要講解現(xiàn)在市場主流的一些傳感器和工業(yè)APP的功能，提升學(xué)生的創(chuàng)新思維以適應(yīng)未來工作崗位中越來越高的創(chuàng)新要求。

2.3 實(shí)訓(xùn)室的建設(shè)? 智能制造專業(yè)人才多元要素培養(yǎng)體系是指以能力培養(yǎng)、實(shí)踐創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)需求為目標(biāo)，以培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力為核心，依托多元項(xiàng)目驅(qū)動，產(chǎn)業(yè)協(xié)同等方式開展實(shí)踐探索。沒有完備的實(shí)訓(xùn)室和實(shí)訓(xùn)設(shè)備，數(shù)控維修的實(shí)踐教學(xué)過程終究只是“紙上談兵”。倘若以課堂理論教學(xué)為主，學(xué)生會很快因?yàn)槁牪欢W(xué)習(xí)興趣。所以我們把理實(shí)一體化教學(xué)方式的理論與實(shí)踐比例提高到1：1，直接把課堂內(nèi)容搬進(jìn)了各個(gè)實(shí)訓(xùn)室當(dāng)中，實(shí)訓(xùn)室建設(shè)的好壞直接關(guān)乎實(shí)踐教學(xué)水平的高低。針對數(shù)控維修課程不同的階段產(chǎn)生不同專業(yè)內(nèi)容的問題，在學(xué)院的大力支持下設(shè)立了課改小組，將不同專業(yè)管轄的實(shí)訓(xùn)室資源進(jìn)行整合，通過把電工教研室、機(jī)械教研室、數(shù)控教研室的部分實(shí)訓(xùn)室聯(lián)系起來建立了數(shù)控維修綜合實(shí)訓(xùn)平臺。這一模式突破了單一學(xué)科或?qū)I(yè)的實(shí)訓(xùn)室建設(shè)，使實(shí)訓(xùn)內(nèi)容更加豐富與全面。為了豐富實(shí)訓(xùn)室功能在車間里建立了無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋的多媒體教室;同時(shí)引入了MR仿真技術(shù)輔助教學(xué)。

2.4 教學(xué)方式的改進(jìn)? 現(xiàn)在關(guān)于數(shù)控維修的課本里面實(shí)踐項(xiàng)目大多都是基礎(chǔ)類型，為輔助課程理論而出現(xiàn)。這樣的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目弱化了學(xué)生的動手實(shí)操能力，對學(xué)生機(jī)床綜合分析能力和智能化方向的創(chuàng)新能力幫助有限。為此在教學(xué)方法上除了基礎(chǔ)類實(shí)訓(xùn)，把綜合類實(shí)訓(xùn)和創(chuàng)新拓展類實(shí)訓(xùn)添加進(jìn)來作為主體，并采用任務(wù)驅(qū)動法教學(xué)。綜合類實(shí)訓(xùn)過程以技能培養(yǎng)為主，由淺入深，由單一到復(fù)雜，主要引導(dǎo)學(xué)生以所學(xué)的內(nèi)容去解決復(fù)雜問題的分析思路和方法。創(chuàng)新拓展類實(shí)訓(xùn)以學(xué)生自主創(chuàng)新為目的，實(shí)訓(xùn)的內(nèi)容更加符合智能制造發(fā)展的方向和新技術(shù)實(shí)際的運(yùn)用，以此來檢驗(yàn)學(xué)生對整門課程的掌握程度和機(jī)床創(chuàng)新改造的能力。這個(gè)實(shí)訓(xùn)過程學(xué)生分組以課程設(shè)計(jì)形式展現(xiàn)，設(shè)計(jì)內(nèi)容自擬但要符合智能制造發(fā)展方向，可以是硬件的改造、軟件的開發(fā)、加工的優(yōu)化等等，參與到不同模塊教師的科研項(xiàng)目當(dāng)中。

3? 結(jié)語

在智能裝備人才教育摸索階段，《數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修》能夠很好的銜接智能裝備的一些新技術(shù)的運(yùn)用，所以本課程人才培養(yǎng)的定位不僅僅是數(shù)控機(jī)床，而是向智能發(fā)展方向看齊。通過對傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容的精簡和新技術(shù)內(nèi)容的添加，優(yōu)化相關(guān)專業(yè)成立綜合實(shí)訓(xùn)室及團(tuán)隊(duì)化教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生產(chǎn)生主動學(xué)習(xí)習(xí)慣和創(chuàng)新思維。技術(shù)在進(jìn)步，教學(xué)的方式也在改變，我們的目的是培養(yǎng)學(xué)生成為合格的應(yīng)用型人才，本次課程的優(yōu)化也是向著這個(gè)目的而進(jìn)行的。同時(shí)也希望總結(jié)這次課程實(shí)踐改革的經(jīng)驗(yàn)，為以后相關(guān)課程改革提供幫助。

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