金東學(xué)
延邊職業(yè)技術(shù)學(xué)院裝備制造與智能控制系,吉林 延吉 133000
數(shù)控設(shè)備在加工制造類企業(yè)中應(yīng)用率較高,主要用于精密零件加工生產(chǎn),可在數(shù)控編程程序支持下提升加工過程的自動化,進而高效完成零部件的切削、打磨等各道加工工序。在校企合作人才培養(yǎng)模式背景下,高校需要與企業(yè)展開積極合作,共同培育工匠型數(shù)控技術(shù)人才,以企業(yè)數(shù)控機床崗位的技能要求為依據(jù)開展數(shù)控技術(shù)專業(yè)實訓(xùn)教學(xué)。高??善刚埰髽I(yè)專業(yè)技師作為學(xué)生數(shù)控機床實操的指導(dǎo)教師,由校企雙方共建實訓(xùn)基地,以便運用企業(yè)最先進的技術(shù)及設(shè)備為實訓(xùn)教學(xué)提供支持,同時也可提升數(shù)控技術(shù)專業(yè)教學(xué)與企業(yè)數(shù)控崗位間的契合性,從而提高學(xué)生就業(yè)能力,滿足企業(yè)的數(shù)控技術(shù)人才應(yīng)用需求。
科技飛快發(fā)展,數(shù)控機床升級速度也日益加快、集成化與柔性程度不斷提高、逐步開發(fā)出了智能化數(shù)控系統(tǒng)[1],因而傳統(tǒng)數(shù)控技術(shù)專業(yè)教學(xué)模式與數(shù)控機床發(fā)展趨勢呈現(xiàn)出了不適應(yīng)性,主要體現(xiàn)為數(shù)控技術(shù)專業(yè)教學(xué)所需的數(shù)控機床數(shù)量不足、機床型號較為老舊,部分教材中設(shè)定的實訓(xùn)內(nèi)容無法開展,且學(xué)生沒有充足的獨立操作時間。此現(xiàn)象的出現(xiàn)主要源于數(shù)控機床設(shè)備造價高昂,高校自身資金不夠充足,無法獨立引進數(shù)量充足的新型數(shù)控機床。例如,由于五軸聯(lián)動機床的逐步研發(fā)與應(yīng)用,教材內(nèi)容上也新增了此種機床的操作及編程方法,然而目前高校所應(yīng)用的仍然是傳統(tǒng)的三軸聯(lián)動機床,因而五軸聯(lián)動機床部分的實操訓(xùn)練難以實施,阻礙了數(shù)控專業(yè)教學(xué)質(zhì)量的提升。
在校企合作背景下,高校的數(shù)控技術(shù)專業(yè)教學(xué)也會聘請企業(yè)技師為學(xué)生實訓(xùn)教學(xué)提供指導(dǎo),然而實訓(xùn)教學(xué)中,針對不同類型數(shù)控設(shè)備操作方面的講解內(nèi)容并不多。例如,企業(yè)技師講解數(shù)控機床鉆孔加工技術(shù)時,常以編程程序作為講解重點,未能針對機床對刀、操作程序進行詳細解析,導(dǎo)致數(shù)控技術(shù)專業(yè)的學(xué)生未能掌握鉆頭對刀的正確方法,對數(shù)控機床鉆孔加工時需要注意的問題了解不全面,從而限制了學(xué)生實際操作技能的提升。
學(xué)校教師應(yīng)與企業(yè)數(shù)控機床操作技師共同進行課程開發(fā),以企業(yè)新型數(shù)控設(shè)備為基礎(chǔ)完成數(shù)控設(shè)備操作技術(shù)課程的編制,可將企業(yè)數(shù)控技師操作數(shù)控設(shè)備過程錄制成視頻,以之作為實訓(xùn)課程教學(xué)的影像資料。例如,學(xué)校教師可與企業(yè)技師合作完成數(shù)控機床編程流程梳理,制定規(guī)范的編程流程、給出適合的編程方法,并利用可行性的方式簡化編程過程。在實訓(xùn)課程開發(fā)的過程中,高校要針對數(shù)控行業(yè)的發(fā)展趨勢進行詳細分析,在此基礎(chǔ)上積極與企業(yè)開展合作,共同完成數(shù)控技術(shù)專業(yè)的實訓(xùn)課程開發(fā),并應(yīng)在實訓(xùn)教學(xué)中納入新型數(shù)據(jù)機床、銑床及鏜床的實訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容[2]。除此之外,數(shù)控技術(shù)實訓(xùn)課程設(shè)計過程中,還可設(shè)置數(shù)控銑床及鏜床實操講解內(nèi)容,進而強化學(xué)生對數(shù)控設(shè)備的操控能力。
數(shù)控機床教學(xué)改革過程中,高??膳c企業(yè)聯(lián)合,聘任企業(yè)專業(yè)技師到企業(yè)中為學(xué)生的實操能力進行指導(dǎo)[3]。在此過程中,不僅要著重講解編程這一重點內(nèi)容,還要加強數(shù)據(jù)機床操作的詳細講解,基于零件加工案例引入對編程過程或數(shù)控機床實操過程展開詳細分析,從而增強學(xué)生對數(shù)控機床編程及操作技術(shù)理解的深入性。例如M30X1.5螺絲編程代碼講解過程中,可利用G92編程方法,設(shè)計圓柱或圓錐螺紋切削指令,使刀具能夠以梯形進行循環(huán)。在此過程中,企業(yè)技師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生注意結(jié)合螺絲尺寸大小調(diào)整走刀尺寸,且在螺距或深牙型螺紋加工時,需要引導(dǎo)學(xué)生通過增加走刀次數(shù)、采用分層切割方法,提升螺紋切削的平滑性與標準性。
與此同時,企業(yè)技師還應(yīng)針對數(shù)控機床操作流程進行演示講解,先令切削刀具回到原點,而后再啟動數(shù)控機床,在工作臺上放置加工件,利用膠水黏結(jié)方式穩(wěn)固小工件,磨平底部并利用壓板壓好大工件,而后設(shè)定坐標系,設(shè)置好坐標,再完成Z軸對刀,輸入z軸數(shù)值、調(diào)整加工速度,之后便可實施數(shù)控加工。通過完整的數(shù)控加工操作流程演示,使學(xué)生了解數(shù)控機床的具體操作方法。
校企合作人才培養(yǎng)模式實施下,高校可與機械加工制造企業(yè)聯(lián)合共建實訓(xùn)基地,可在學(xué)校內(nèi)部建設(shè)實訓(xùn)室,或是在企業(yè)中建立校外實訓(xùn)基地,進而實現(xiàn)數(shù)控技術(shù)專業(yè)教學(xué)與企業(yè)機械加工生產(chǎn)的合理銜接,確保數(shù)控技術(shù)專業(yè)實訓(xùn)教學(xué)的順暢開展,并利用企業(yè)的數(shù)控技術(shù)人才標準培育數(shù)控技術(shù)專業(yè)人才[4]。學(xué)??刹少彊C械加工制造企業(yè)設(shè)備更新后替換下來的五軸聯(lián)動機床、數(shù)控銑床或鏜床等數(shù)控設(shè)備,利用這些設(shè)備構(gòu)建校內(nèi)數(shù)控加工基地,可在實訓(xùn)設(shè)備采購資金節(jié)約的基礎(chǔ)上為數(shù)控技術(shù)專業(yè)實訓(xùn)教學(xué)提供充足的設(shè)備,滿足學(xué)生的數(shù)控設(shè)備實操練習(xí)需求。
高校須選派學(xué)生定期到機械加工制造企業(yè)進行實習(xí),利用這一校外實訓(xùn)基地,在企業(yè)專業(yè)技師指導(dǎo)下強化數(shù)控技術(shù)專業(yè)學(xué)生的數(shù)控實操技能,使學(xué)生在企業(yè)實習(xí)過程中了解先進機械加工工藝知識、學(xué)習(xí)新型數(shù)控加工技術(shù),并拓寬學(xué)生視野,引導(dǎo)學(xué)生感受與學(xué)習(xí)企業(yè)技師的工匠精神。此外,高??蓛?yōu)化創(chuàng)新校企合作方式,引導(dǎo)企業(yè)共同參與高校的實訓(xùn)教學(xué)及數(shù)控技術(shù)人才培養(yǎng),從而培育出更多工匠型數(shù)控人才,滿足企業(yè)的人才需求。
高校的數(shù)控技術(shù)專業(yè)教學(xué)中可引入項目化教學(xué)方法,以數(shù)控加工項目作為教學(xué)內(nèi)容,以項目為驅(qū)動,由學(xué)生自主完成零件測量、CAD圖繪制、數(shù)控機床編程及數(shù)控加工各項工作,以便強化學(xué)生的數(shù)控機床實操能力,增強其與數(shù)控崗位之間的契合性。例如,數(shù)控技術(shù)專業(yè)教學(xué)中,教師可以雙聯(lián)齒輪加工項目為任務(wù),要求學(xué)生以小組為單位制作雙聯(lián)齒輪,并在學(xué)生加工制作完成后,對學(xué)生所加工齒輪的標準性、平面光滑性進行評定。各小組可自行設(shè)計齒輪加工流程,并自主完成齒輪尺寸確定及材料選擇工作,而后由學(xué)生自主完成雙聯(lián)齒輪的倒圓處理、齒坯切削、齒輪精加工以及拋光等各道工序,使學(xué)生通過雙聯(lián)齒輪加工實訓(xùn)項目實踐,強化自身的實際操作能力。由于數(shù)控技術(shù)專業(yè)教學(xué)屬于高實踐性課程內(nèi)容,因而項目式教學(xué)方法的引入,利于本課程特點的充分展現(xiàn)。學(xué)生可在加工項目實操中逐步擴充自身的數(shù)控相關(guān)知識并提升數(shù)控加工技能,通過難度逐步提升的實際案例引入,逐步強化學(xué)生的綜合能力,并基于數(shù)控加工項目針對學(xué)生的加工實操能力進行考核評價,進而在精心設(shè)計的數(shù)控實訓(xùn)課程開展過程中逐漸提升學(xué)生的技能素質(zhì)。
校企合作模式下,數(shù)控技術(shù)專業(yè)教學(xué)改革可引入混合式教學(xué)法,實現(xiàn)在線教學(xué)及線下課堂教學(xué)兩種形式的優(yōu)勢互補,通過在線授課平臺及數(shù)字化教學(xué)資源的合理利用,促進數(shù)控技術(shù)專業(yè)教學(xué)的深度開展[5]。
1.構(gòu)建完善的線上資源庫
數(shù)控技術(shù)專業(yè)線上資源庫建立時,要確保資源豐富性與齊全性。應(yīng)將視頻內(nèi)容優(yōu)化作為重點,不必過于重視剪輯技巧,要求教學(xué)視頻內(nèi)容知識點涵蓋齊全且講解過程清晰明確。應(yīng)以教學(xué)內(nèi)容為依據(jù)劃分知識點,并針對各知識點錄制單獨的視頻。同時,要合理修改PPT等其他教學(xué)資源,科學(xué)設(shè)置練習(xí)題,針對部分重難點題型進行深度講解。線上課堂開展時,可利用線上資源庫資源,由學(xué)生自主完成課前預(yù)習(xí)與課后鞏固,進而為線下課程開展時重難點知識講解、學(xué)生錯誤糾正、問題解答留有更加充足的時間。
2.加強線上學(xué)習(xí)成果檢驗
由于線上學(xué)習(xí)難以監(jiān)控,學(xué)生自覺性的高低是其能否取得良好的數(shù)控技術(shù)專業(yè)課程線上預(yù)習(xí)效果的關(guān)鍵。然而高校學(xué)生自我學(xué)習(xí)能力不強,缺乏一定的自主約束力,因而數(shù)控技術(shù)專業(yè)在線課程開展后,應(yīng)針對性開展線上檢驗,也可在線下課程開展過程中針對學(xué)生的線上預(yù)習(xí)情況進行測試,通過考核評價督促學(xué)生自主自覺做好線上預(yù)習(xí),從而保障數(shù)控技術(shù)專業(yè)實訓(xùn)課程開展前,學(xué)生可通過在線學(xué)習(xí)掌握相關(guān)理論知識以及操作技巧,從而為實訓(xùn)教學(xué)奠定穩(wěn)固的理論基礎(chǔ)。
3.建立健全教學(xué)評價體系
數(shù)控技術(shù)專業(yè)混合教學(xué)實施后,需要針對學(xué)生的學(xué)習(xí)成績展開評測,可基于課后測試等方式了解學(xué)生的學(xué)習(xí)成效。在收集反饋學(xué)生學(xué)習(xí)成績后,教師可針對性調(diào)整數(shù)控技術(shù)專業(yè)理論課程及實訓(xùn)課程的實施進度,并總結(jié)學(xué)生不易理解的重難點知識及技術(shù)技巧,從而通過修正教學(xué)過程增強數(shù)控技術(shù)專業(yè)教學(xué)的針對性,幫助學(xué)生深入了解數(shù)控加工原理、了解數(shù)據(jù)設(shè)備操作技巧,并通過測試成績正反饋的激勵作用,引導(dǎo)學(xué)生自主積極投入數(shù)控技術(shù)專業(yè)知識及技能的學(xué)習(xí)。
數(shù)控技術(shù)專業(yè)教學(xué)改革過程中,教師需要突破傳統(tǒng)教學(xué)觀念的束縛,基于新理念結(jié)合應(yīng)用,強化數(shù)控技術(shù)專業(yè)人才培育成效。應(yīng)以學(xué)生作為實訓(xùn)教學(xué)改革的主體,針對學(xué)生基礎(chǔ)及學(xué)習(xí)特點制定差異化的實訓(xùn)計劃,幫助學(xué)生拓展思維,引導(dǎo)學(xué)生深入思考,培育學(xué)生的開拓創(chuàng)新精神。
在數(shù)控技術(shù)專業(yè)教學(xué)中,應(yīng)面向?qū)W生提供多種類型的綜合性實訓(xùn)項目。為實現(xiàn)這一目標,高??膳c企業(yè)展開深度合作,以虛擬工廠為基礎(chǔ),建立數(shù)控實訓(xùn)學(xué)習(xí)平臺,進而為綜合性實訓(xùn)項目的充足供應(yīng)提供支持??砂凑掌髽I(yè)的實際加工生產(chǎn)需求在此平臺上發(fā)布訂單任務(wù),引導(dǎo)學(xué)生了解企業(yè)實際工作崗位的職責要求,明確數(shù)控加工產(chǎn)品的詳細制作流程??稍跀?shù)控實訓(xùn)學(xué)習(xí)平臺之上集成教學(xué)資源及實訓(xùn)項目,學(xué)生可利用課余時間,基于平臺上豐富的教學(xué)資源,自主完成實訓(xùn)項目練習(xí),并在數(shù)控加工實訓(xùn)室中完成零件加工實操,進而提高學(xué)生的數(shù)控技術(shù)應(yīng)用能力,保障數(shù)控技術(shù)專業(yè)的教學(xué)成效。
目前,全國各地均有數(shù)控相關(guān)競賽活動開展,如數(shù)控銑或數(shù)控車項目競賽等基礎(chǔ)性數(shù)控技術(shù)賽事,數(shù)控技術(shù)、工業(yè)機器人技術(shù)等涉及智能制造技術(shù)的綜合性比賽活動。高??晒膭顢?shù)控技術(shù)專業(yè)學(xué)生積極參與這些競賽,通過競賽檢驗“1+X”培訓(xùn)成果,并根據(jù)學(xué)生在“1+X”培訓(xùn)中取得的成績選擇數(shù)控競賽的參賽學(xué)員。以學(xué)生是否取得數(shù)控車銑“1+X”證書作為篩選標準,也可以培訓(xùn)考試成績作為選拔依據(jù),從而確保競賽學(xué)生選擇的公平性。由于數(shù)控技術(shù)相關(guān)比賽類型眾多,可根據(jù)學(xué)生的擅長領(lǐng)域選擇參與比賽類型,確保學(xué)生均有競賽活動參與機會。學(xué)生以參加比賽作為學(xué)習(xí)目標后,學(xué)習(xí)數(shù)控技術(shù)的自主性將會進一步提升,并且在良好的學(xué)習(xí)氛圍營造下,學(xué)生成功獲取比賽參與資格或取得良好比賽成績的人數(shù)逐步更多,可為其他學(xué)生參與競賽產(chǎn)生促進,從而形成良性的循環(huán)。為此,數(shù)控技術(shù)專業(yè)教學(xué)改革時,可將數(shù)控“1+X”證書及數(shù)控技術(shù)比賽納入人才培養(yǎng)方案,進而借助比賽促進數(shù)控技術(shù)專業(yè)教學(xué)的高質(zhì)效開展。
高校結(jié)合企業(yè)崗位要求,應(yīng)引入混合式教學(xué)法,以提升學(xué)習(xí)深度、基于虛擬工廠打造數(shù)控實訓(xùn)學(xué)習(xí)平臺、借助數(shù)控專業(yè)比賽提升學(xué)生積極性,進而利用企業(yè)的先進設(shè)備、實踐場地,在企業(yè)專業(yè)性技術(shù)人才支持下,促進高校數(shù)控技術(shù)專業(yè)教學(xué)改革。通過校企聯(lián)合,科學(xué)設(shè)計與開發(fā)實訓(xùn)課程,聘任企業(yè)技能人才作為指導(dǎo)教師,優(yōu)化數(shù)控技術(shù)專業(yè)師資結(jié)構(gòu),由校企聯(lián)合共建實訓(xùn)基地,為數(shù)控專業(yè)教學(xué)提供實訓(xùn)場地,提高項目化教學(xué)方案設(shè)計精細性,為學(xué)生實操能力強化提供保障,共同培育出契合企業(yè)數(shù)控崗位人才要求、具有工匠精神的專業(yè)高素質(zhì)數(shù)控技術(shù)人才。