石從繼，周志鵬

（武昌首義學(xué)院，湖北 武漢 430064）

引言

2017年2月14日，教育部、人社部、工信部共同印發(fā)了《制造業(yè)人才發(fā)展規(guī)劃指南》，規(guī)劃對(duì)企業(yè)人才的需求提出了新的要求。隨著近些年我國(guó)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，高校作為專業(yè)人才培養(yǎng)基地，更是要緊跟行業(yè)發(fā)展的需要，在新的形勢(shì)下，實(shí)施數(shù)控人才知識(shí)更新。因此，本文以智能制造為背景，探討如何在數(shù)控類課程教學(xué)中進(jìn)行改革和探索，以培養(yǎng)出符合市場(chǎng)與企業(yè)需求的人才。

1 課程教學(xué)現(xiàn)狀

2018年，武昌首義學(xué)院新增機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)（智能制造方向），這是一個(gè)新工科專業(yè)，也開設(shè)了《數(shù)控加工工藝與編程》課程。很顯然，基于數(shù)控技術(shù)在傳統(tǒng)機(jī)械制造中的應(yīng)用來開展教學(xué)，課程教學(xué)目標(biāo)和思路以傳統(tǒng)的機(jī)械制造技術(shù)為主體，就無法體現(xiàn)智能制造新工科特色。教學(xué)資源和內(nèi)容陳舊，缺少信息化教學(xué)手段支持，且沒有體現(xiàn)數(shù)控智能化的發(fā)展趨勢(shì)。目前，先進(jìn)的數(shù)控技術(shù)正向智能化邁進(jìn)，高檔智能型數(shù)控機(jī)床應(yīng)用日益廣泛，基于智能制造的背景之下，傳統(tǒng)的《數(shù)控加工工藝與編程》課程的教學(xué)中相關(guān)缺陷和不足越來越明顯[1]。

2 智能制造背景下數(shù)控類課程教學(xué)改革

2.1 基于“互聯(lián)網(wǎng)+”混合式課程資源建設(shè)

智能制造的本質(zhì)是信息技術(shù)與制造技術(shù)的深度融合，也是“互聯(lián)網(wǎng)+制造”的制高點(diǎn)?！稊?shù)控加工工藝與編程》課程教學(xué)改革，首先是課程資源的建設(shè)。

1）重構(gòu)課程教學(xué)內(nèi)容，對(duì)課程知識(shí)體系進(jìn)行重新梳理，以IEET工程教育認(rèn)證為標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)原有的課程內(nèi)容進(jìn)行重構(gòu)，特別是學(xué)生交叉復(fù)合能力和信息化素質(zhì)的培養(yǎng)。針對(duì)智能制造與數(shù)控技術(shù)最新的發(fā)展，大量增加數(shù)控機(jī)床智能化方面的知識(shí)點(diǎn)，特別是增加了數(shù)控機(jī)床與機(jī)器人聯(lián)動(dòng)的內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)智能制造產(chǎn)線環(huán)境下數(shù)控機(jī)床的編程、控制及工作流程，實(shí)現(xiàn)智能制造技術(shù)與數(shù)控技術(shù)的融會(huì)貫通[2-3]。

2）精心制作和優(yōu)化基于“互聯(lián)網(wǎng)+”課程資源，《數(shù)控加工工藝與編程》在2013年就是校級(jí)精品課程，且公開出版了配套教材。面向新工科專業(yè)，在現(xiàn)有課程網(wǎng)站資源的基礎(chǔ)上，將課程的教學(xué)實(shí)施任務(wù)、課程的課件、微教學(xué)視頻、優(yōu)質(zhì)校外課程資源等整合至“超星學(xué)習(xí)通”學(xué)習(xí)平臺(tái)，構(gòu)建基于超星學(xué)習(xí)通平臺(tái)的課程混合式教學(xué)模型（見圖1）。2020年9月在2018級(jí)機(jī)制專業(yè)實(shí)施線上線下混合式教學(xué)，反響較好。

圖1 混合式教學(xué)資源建設(shè)

2.2 基于OBE理念實(shí)施課程教學(xué)

1）OBE教學(xué)理念的實(shí)施將傳統(tǒng)的“以教師為中心”向“以學(xué)生為中心”轉(zhuǎn)變，教師在進(jìn)行知識(shí)傳授的同時(shí)要關(guān)注能力培養(yǎng)。從2018級(jí)機(jī)制專業(yè)開始，《數(shù)控加工工藝與編程》課程基于OBE理念實(shí)施教學(xué)，每輪教學(xué)都要進(jìn)行課程目標(biāo)達(dá)成度分析，不斷進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)。引進(jìn)數(shù)控仿真軟件系統(tǒng)輔助教學(xué)，教學(xué)內(nèi)容重新進(jìn)行組織，按照“圖紙—工藝—程序—仿真加工—智能工廠實(shí)際加工”五個(gè)層次（見圖2），由淺入深，循序漸進(jìn)安排教學(xué)[2-3]。

圖2 圖紙—工藝—寫程序—執(zhí)行全過程

2）采用項(xiàng)目化教學(xué)方式，擴(kuò)充教學(xué)案例庫(kù)。在數(shù)控綜合編程教學(xué)中，將智能制造產(chǎn)教融合創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)基地里的FANUC和HNC的各種數(shù)控機(jī)床技術(shù)資料，提供給學(xué)生作為教學(xué)參考資料。將近幾屆基地加工的機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽作品的零件設(shè)計(jì)圖紙、工藝規(guī)程、數(shù)控程序清單提供給學(xué)生課余學(xué)習(xí)，將典型零件的加工做成模型供教學(xué)使用。增加了新的車床和銑床綜合性的教學(xué)例案，所有的教學(xué)案例包括完整的圖紙、題目及程序參考，含仿真效果圖。為了保證每位同學(xué)的學(xué)習(xí)效果，課程組教師規(guī)定，所有作業(yè)和實(shí)訓(xùn)的數(shù)控程序設(shè)計(jì)題必須要經(jīng)過仿真軟件的加工驗(yàn)證，且必須將效果打印出來附在程序清單后面才算合格，確保學(xué)生對(duì)寫的每一段代碼均能深度理解和掌握。

2.3 課堂教學(xué)與學(xué)科競(jìng)賽活動(dòng)有機(jī)結(jié)合

課程組將學(xué)科競(jìng)賽與課程教學(xué)內(nèi)容改革緊密結(jié)合，使學(xué)科競(jìng)賽成為日常教學(xué)的有益補(bǔ)充，日常教學(xué)中滲透學(xué)科競(jìng)賽相關(guān)內(nèi)容，做到賽—教—學(xué)深度融合。積極組織和鼓勵(lì)學(xué)生參加各種學(xué)科競(jìng)賽，如湖北省大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽、“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技競(jìng)賽、智能制造挑戰(zhàn)賽等，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，讓學(xué)生將所學(xué)的知識(shí)綜合起來，自己設(shè)計(jì)、繪圖、制訂加工工藝、數(shù)控編程，直到在機(jī)床上進(jìn)行實(shí)際加工，裝配完成最終的作品。

2.4 校企聯(lián)合建設(shè)“智能制造產(chǎn)教融合”實(shí)踐創(chuàng)新基地

以智能制造為背景，從人才培養(yǎng)方案課程體系的需求出發(fā)，為學(xué)生提供較為完善的課程實(shí)踐（實(shí)驗(yàn)）條件，校企聯(lián)手打造合作共建實(shí)踐基地。2019年10月，建設(shè)并投入使用“智能制造產(chǎn)教融合創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)基地”，基地以“工業(yè)4.0”為背景，依托國(guó)際領(lǐng)先智能制造技術(shù)和設(shè)備，以企業(yè)化標(biāo)準(zhǔn)流程，完整構(gòu)建未來智能工廠生態(tài)環(huán)境，提供了一流的教學(xué)實(shí)踐、科研創(chuàng)新與服務(wù)平臺(tái)。該實(shí)踐教學(xué)基地使用面積1 170 m2，分為綜合展示區(qū)、工業(yè)機(jī)器人綜合實(shí)訓(xùn)區(qū)、智能制造生產(chǎn)線、自動(dòng)化工程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室、智能制造實(shí)訓(xùn)基地綜合實(shí)驗(yàn)室五個(gè)區(qū)域?；啬転檎n程的各類實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)提供有力的保障，讓學(xué)生更清楚地認(rèn)識(shí)和體會(huì)智能制造與數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人的相互關(guān)系，學(xué)習(xí)各種先進(jìn)數(shù)控編程手段和技術(shù)。此外，充分發(fā)揮企業(yè)資源，在認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)等教學(xué)環(huán)節(jié)中組織機(jī)制專業(yè)學(xué)生不定期到各類企業(yè)生產(chǎn)一線進(jìn)行參觀，近距離接觸智能制造技術(shù)、數(shù)控機(jī)床技術(shù)，延展課堂知識(shí)[4]。

3 結(jié)語(yǔ)

數(shù)控技術(shù)智能化是未來的發(fā)展趨勢(shì)，在智能制造背景下，數(shù)控類課程教學(xué)改革必須結(jié)合當(dāng)前行業(yè)動(dòng)態(tài)與新技術(shù)發(fā)展需求，體現(xiàn)出新工科特色，不斷提高學(xué)生的專業(yè)能力和崗位能力，以提升本院校人才培養(yǎng)質(zhì)量，滿足社會(huì)、地區(qū)、企業(yè)對(duì)智能制造領(lǐng)域高端復(fù)合人才的需求。