數(shù)控實驗室建設(shè)的實踐與探索

王國永

(承德石油高等?？茖W校 機械工程系，河北 承德 067000)

隨著機電一體化技術(shù)的迅猛發(fā)展，數(shù)控機床的應用已日趨普及。我國的制造業(yè)現(xiàn)廣泛采用數(shù)控技術(shù)，以提高制造能力，機械制造業(yè)正越來越來多的采用數(shù)控技術(shù)來改善其生產(chǎn)加工方式，社會對其相應技術(shù)人才的需求也越來越高。探索具有鮮明高職教育特色的人才培養(yǎng)模式，縮小學校人才培養(yǎng)與社會實際需求之間的差距，努力培養(yǎng)適應社會要求的高技能應用性人才，是我校人才培養(yǎng)模式改革的重要內(nèi)容之一。我校數(shù)控實驗室主要針對機械類的學生開設(shè)，包括機械制造與自動化專業(yè)、數(shù)控技術(shù)專業(yè);同時為汽車系中的內(nèi)燃機專業(yè)提供數(shù)控實訓和實驗場所，因此，數(shù)控實驗室建設(shè)在機械工程系人才培養(yǎng)中具有重要的地位。

1 我校數(shù)控實驗室建設(shè)現(xiàn)狀

1.1 實驗室設(shè)備和場所不足

目前，數(shù)控實驗室設(shè)備不足，現(xiàn)有數(shù)控設(shè)備主要包括數(shù)控銑床綜合系統(tǒng)5 臺，加工中心2 臺。學生能夠運用這些設(shè)備進行數(shù)控銑床和加工中心的編程、操作與加工，以及數(shù)控設(shè)備的診斷與維修。對于最普遍的數(shù)控設(shè)備來說，缺少數(shù)控車床操作系統(tǒng)，學生不能在數(shù)控實驗室進行數(shù)控車床的編程、操作與加工，缺少操作數(shù)控車床的能力。數(shù)控實驗室的數(shù)控設(shè)備無論在種類上還是在數(shù)量上不能滿足教學的要求。另外，數(shù)控實驗室的場所不足，實驗室面積較小，機制和數(shù)控的專業(yè)學生實習比較擁擠。

1.2 實訓考核方法有待改善

數(shù)控技術(shù)專業(yè)和機械制造與自動化專業(yè)的學生分別在第四學期和第五學期在數(shù)控實驗室進行數(shù)控編程與加工的實訓操作。由于數(shù)控實習的設(shè)備較少，差不多平均每10 個學生用一套數(shù)控銑床系統(tǒng)，以致于學生實際操作時間較少，未能進行充足的實踐操作。而最后成績的評定還是以撰寫實習報告質(zhì)量為主。這樣容易造成實習成績的不公平:部分學生在操作環(huán)節(jié)表現(xiàn)不是突出，但是撰寫實習報告質(zhì)量優(yōu)秀而得高分;部分同學在操作環(huán)節(jié)表現(xiàn)非常突出，但是在撰寫實習報告質(zhì)量欠缺而得低分。而數(shù)控編程與操作實習主要是考核學生對數(shù)控機床的運行、操作、編程和加工零件的能力，因此數(shù)控編程與操作實習應以考核學生的實際動手能力為主，這符合我校培養(yǎng)適應社會要求的高技能應用性、動手能力強的人才要求。

1.3 實驗室文化建設(shè)不夠充分

實驗室文化是校園文化的重要組成部分，是校園文化在實驗室建設(shè)中的具體體現(xiàn)。高校實驗室文化不僅僅是指實驗室本身，更重要的是指主體(包括領(lǐng)導者、管理人員、實驗活動參與者)在實驗室建設(shè)、管理與使用中不斷創(chuàng)造和積累的物質(zhì)財富和精神財富的總和［1］。一般意義上講，實驗室文化建設(shè)包括物質(zhì)文化和精神文化。

物質(zhì)文化是實驗室文化的物化形態(tài)，主要是指實驗室內(nèi)部環(huán)境建設(shè)和各種制度建設(shè)等?，F(xiàn)有的實驗室文化建設(shè)主要包括實驗規(guī)章制度，如:《數(shù)控實驗室管理制度》、《數(shù)控實驗室實訓項目》、《數(shù)控機床綜合培訓系統(tǒng)操作管理規(guī)程》、《XHK802S 教學型加工中心操作管理規(guī)程》，同時還有實驗室名稱、實驗室簡介等等。

精神文化是實驗室文化的核心，是由實驗室全體工作人員、教師、學生等等共同塑造的形成的理想、目標追求、敬業(yè)精神、價值取向、團結(jié)協(xié)作、奮發(fā)向上、一絲不茍等所表現(xiàn)出來的文化氛圍。

數(shù)控實驗室的文化建設(shè)不僅要提高物質(zhì)文化建設(shè)，更重要的是提高精神文化建設(shè)，以物質(zhì)文化促進精神文化，以精神文化提高物質(zhì)文化建設(shè)。

1.4 數(shù)控實驗室還不夠開放

目前，在高等院校大部分實驗室是對學生封閉的，也就是說學生只能在規(guī)定的時間到規(guī)定的實驗室做規(guī)定的實驗和實訓項目，學生沒有任何自主性，這種教學方法嚴重的阻礙了學生的積極性和創(chuàng)造性，不利于培養(yǎng)高技能的應用型工程技術(shù)人才。

數(shù)控實驗室不僅僅是培養(yǎng)學生的實際操作機床、動手編程加工零件的動手能力，分析數(shù)控機床和系統(tǒng)出現(xiàn)的問題、解決數(shù)控機床和系統(tǒng)故障的能力，更重要的是培養(yǎng)學生的思維能力、創(chuàng)新能力和正確的工作態(tài)度。傳統(tǒng)的教學方式是以老師、教材為主，學生為輔，灌輸式的教學方式，根據(jù)教學進度，安排實驗或?qū)嵱栱椖?有時候落后于新技術(shù)的發(fā)展和應用)。學生在做實驗或?qū)嵱枙r，只是機械的根據(jù)老師提供的實驗步驟，被動的完成實驗項目，沒有主動性的學習過程。這種教學模式嚴重的束縛了學生的思維空間。

1.5 實驗室管理有待提高

我校實驗室的管理主要以系、專業(yè)教研室管理為輔，管理人員直接管理為主。管理人員的核心職責包括［2］:

1)負責實驗室的全部設(shè)備的維修、維護、保養(yǎng)、報損、驗收等工作。

2)負責完成年度的發(fā)展計劃和購置計劃，完成專業(yè)教研室規(guī)定的實驗和實訓內(nèi)容。

3)負責實驗課前的材料的準備，配合任課教師備好課、上好課，做好協(xié)助工作。

4)負責對學生進行安全教育以及實驗、實訓中的安全防護工作，落實綜合治理各項工作。

5)負責實驗室的物品的保管，上帳及分賬管理工作，做好實驗記錄。

6)實驗室文化建設(shè)工作，美化實驗室環(huán)境工作。

由于實驗室直接管理員職責任務較多，實驗室直接管理員應和行政人員一樣，全天在崗。但是，現(xiàn)在實驗室管理人員還承擔大量的理論課教學任務，上課任務繁重，不可能全天在崗。尤其是在每學年的第一學期，理論課程較多，因此全天在崗不太現(xiàn)實。這樣就容易造成實驗室管理欠缺，比如:上述職責中的第三項負責實驗課前的材料的準備，配合任課教師備好課、上好課，做好協(xié)助工作的職責就只能由任課教師負責，易造成管理上的混亂。

2 數(shù)控實驗室建設(shè)的思路

2.1 利用有限的資金合理配置教學資源

數(shù)控實驗室從嚴格意義上講，除了包括數(shù)控車床、銑床、加工中心等實訓設(shè)備，還應有CAD/CAM 中心、數(shù)控系統(tǒng)調(diào)試、數(shù)控系統(tǒng)的維護與維修等實驗設(shè)備。由于學校資金不足，在資源配置上，可以進行如下嘗試:

1)利用有限的資金，購置教學型數(shù)控設(shè)備，這類設(shè)備價格相對較低，能滿足教學和科研需要［3］。

2)將資金用于經(jīng)濟型數(shù)控機床和設(shè)備上，機床種類和數(shù)量較多，這些數(shù)控機床能進行實際加工生產(chǎn)。

3)面向社會，走向市場。首先，數(shù)控實驗室可以利用相對較先進的數(shù)控機床的加工能力和技術(shù)優(yōu)勢，對外承接加工零件。這樣獲得的收入，可以完善實驗室設(shè)備，擴大實驗室的規(guī)模;也可以申請將承接工廠的數(shù)控設(shè)備直接轉(zhuǎn)移到學校，或者讓工廠投資建設(shè)數(shù)控實驗室，設(shè)立“校中廠”和“廠中?！钡哪Ｊ?。這種實際的生產(chǎn)加工也會給學生提供鍛煉的機會，比實訓的操作項目更有實際意義。另外，可以利用實驗室的教學硬件優(yōu)勢和師資優(yōu)勢，面向社會進行數(shù)控技術(shù)相關(guān)培訓，完善數(shù)控實驗室的設(shè)備。

2.2 改革數(shù)控實驗室實訓考核方法

針對數(shù)控技術(shù)專業(yè)和機械制造專業(yè)開設(shè)的數(shù)控編程與加工實訓主要是考核學生的編程、操作數(shù)控機床、加工零件的實際動手能力。因此數(shù)控編程與加工實訓課程考核應以實際編程、操作、加工為主，實訓和學習態(tài)度、實習總結(jié)、教師評價、學生互評等為輔的考核方式。其中以實際編程、操作、加工為主的工作過程考核占總成績的70%;以實訓和學習態(tài)度、實習總結(jié)、教師評價、學生互評等為輔考核部分占總成績的30%?？己酥凶⒅貙W生動手能力和實踐中分析問題、解決問題能力的考核，有創(chuàng)新的學生應予適當加分鼓勵，全面綜合評價學生能力。

1)工程過程的考核還可以采用比較靈活的考核方式。比如設(shè)置數(shù)控編程與加工實訓題庫，題庫包含50 個不同的加工模型，學生可以隨機抽題，編程、操作、加工直至完成所加工的工件，指導教師對學生的編程、實際操作、加工零件等過程進行打分，最終給予工作過程的成績。

2)將數(shù)控銑床中級工職業(yè)資格考試融入到數(shù)控編程與加工實訓課程中。數(shù)控銑床中級工職業(yè)資格考試的成績作為數(shù)控編程與加工實訓課程的考核成績，這樣可以加強學生的職業(yè)能力和素質(zhì)。

2.3 注重數(shù)控實驗室文化建設(shè)的內(nèi)涵

數(shù)控實驗室的文化建設(shè)要從物質(zhì)文化和精神文化兩個方面入手。

物質(zhì)文化是精神文化的載體，是數(shù)控實驗室的外在標志，是建設(shè)實驗室文化的基礎(chǔ)。物質(zhì)文化可以從房屋布局、內(nèi)部設(shè)施改造、外部環(huán)境等方面開始，使數(shù)控實驗室的文化氣息巧妙的與實驗室結(jié)合在一起。

1)繼續(xù)完善數(shù)控實驗室的制度建設(shè)。對于現(xiàn)有是數(shù)控實驗室制度進行評定審查，更重要的注重制度的落實情況。對于遺漏的管理制度，要進行增補。比如增加《數(shù)控實驗室安全制度》、《數(shù)控實驗室教學人員守則》、《數(shù)控實驗室學生守則》、《儀器設(shè)備管理制度》等等。

2)根據(jù)數(shù)控實驗室的房屋布局，設(shè)置屬于數(shù)控實驗室專有特色的實驗氛圍和格調(diào)。如可以懸掛數(shù)控機床彩色圖片;懸掛在數(shù)控領(lǐng)域內(nèi)的有一定影響的名人及名句，以體現(xiàn)嚴謹?shù)臄?shù)控實驗室作風。

3)實驗室展示柜建設(shè)。通過展示柜可以展示實驗室、教師、學生所取得的成果，包括獲獎證書、實驗教材、學生加工的零件、教師發(fā)表的論文、著作、教材等等。這樣對學生來說起到鞭策和激勵的作用。

實驗室精神文化主要指師生在實驗教學與科學研究活動中所表現(xiàn)的工作態(tài)度、道德行為、思想情操等內(nèi)容，是由室風、學風、教風、人際關(guān)系體現(xiàn)出來的。師生共享的價值觀念、道德和行為規(guī)范、文化傳統(tǒng)、認同意識，是實驗室教師和學生在長期工作、學習、教學、科研和建設(shè)與管理過程中逐步形成的，對師生的思想品質(zhì)、道德情操、學習風尚、創(chuàng)新精神和治學態(tài)度等有著巨大的激勵作用。精神文化是一種以隱性為主的文化，是實驗室文化建設(shè)的深層結(jié)構(gòu)，是實驗室文化建設(shè)的最高層次。提高精神文化建設(shè)主要從教師和學生入手，開展全員學習、實驗室文化大討論，提高思想認識，提煉實驗室精神文化的核心價值觀，讓教師和學生認同、接受并內(nèi)化，注重行為方式，征集座右銘，激發(fā)學生和教師的工作熱情，培養(yǎng)良好的職業(yè)規(guī)范。

2.4 建設(shè)開放型的數(shù)控實驗室

所謂的開放型實驗室是指在實驗或?qū)嵱柕慕虒W工程中，所有的教學資源都對學生開放，讓學生成為實驗的主體，成為實驗室的真正支配者［4］。在這個新的教學過程中，學生可以設(shè)置實驗和實訓項目，學生通過查閱有關(guān)的資料，提出設(shè)計思路、實驗步驟和實訓方法，指導教師在旁邊給予指導，這樣學生就占據(jù)實驗的主導地位。通過這種以學生為主，教師為輔的教學方法，建立開放式的數(shù)控實驗室，就能夠充分發(fā)揮學生的主觀能動性，調(diào)動了學生的積極性和創(chuàng)造性，非常有利于培養(yǎng)學生的動手能力和創(chuàng)造能力，鍛煉學生的工程實踐能力。

建立開放式的數(shù)控實驗室，首先要從以下幾方面改進:

1)時間和空間上的對外開放。建立開放式數(shù)控實驗室，首先要對學生在時間上進行開放。只要學生在不影響正常教學的情況下，學生可以通過一定的方式自由選擇時間進入實驗室進行實驗或?qū)嵱栱椖?。其次，要進行空間上的開放。只要學生對所進行的實驗有足夠的認識和理解，對實驗或?qū)嵱栱椖空莆毡容^扎實，設(shè)計的實驗步驟清晰、正確，就可以使用所有的試驗設(shè)備和儀器。

2)實驗內(nèi)容、方法、手段的開放。當學生對數(shù)控設(shè)備和儀器比較熟悉時，學生自己設(shè)計實驗內(nèi)容、實驗方法和實驗手段，經(jīng)指導教師審查，符合實驗室的管理規(guī)定時，都是允許的。

建立開放式的數(shù)控實驗室，首先是時間和時間上的開放，這是實驗室開放的初級階段;其次是實驗內(nèi)容、方法、手段上的開放，更深層次的觀念意識和思維方法上的開放是數(shù)控實驗室開放的真正目的和本質(zhì)要求。建立開放式的數(shù)控實驗室可以從大學一年級開始，選擇成績和興趣較好的同學建立數(shù)控興趣學習小組，通過學生自學為主，教師指導為輔的方法，學習相關(guān)知識，實現(xiàn)對數(shù)控興趣小組的開放。這樣可以更好的選拔學生，為全國數(shù)控大賽貯備力量，對于學校組織參加全國數(shù)控大賽是有裨益的。

2.5 完善和提高數(shù)控實驗室管理水平

為了解決實驗室教師上課任務繁重，不能全天在崗的問題，可以聘任專職實驗室管理員，招聘從事數(shù)控技術(shù)的工人師傅或者大專生，采用靈活的聘任方式，專門負責實驗室的管理。建立專職實驗室管理員，首先要明確專職管理員的職責，除了其核心職責外，還要求負責建設(shè)開放型的數(shù)控實驗室，負責全國數(shù)控技能大賽等工作。另外，從事數(shù)控技術(shù)的工人師傅具有較高動手能力和實踐技能，讓他們擔任實驗室管理員，有利于提高學生的動手能力和實踐技能。

3 結(jié)束語

建設(shè)具有專業(yè)特色的數(shù)控實驗室，要以專業(yè)人才培養(yǎng)計劃和專業(yè)就業(yè)崗位為基礎(chǔ)，以學生為主，教師為輔，以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和工程實踐能力為目的，制定相應的計劃和措施。同時，鼓勵更多教師和學生到數(shù)控實驗室進行學習和科學研究，帶動實驗室的文化氛圍，采取“以人為本”的管理理念，建設(shè)開放式的數(shù)控實驗室，為我校的高技能應用性人才培養(yǎng)做貢獻。

［1］傅洪強，李冬.淺談高校實驗室文化建設(shè)［J］.科技信息，2007(36):754 -755.

［2］劉穎.高職院校實驗室管理探究［J］.科教文匯，2010(10):167.

［3］胡斌.高校數(shù)控實驗室建設(shè)的探索與思考［J］.裝備制造技術(shù)，2009(10):130 -131.

［4］肖永生，黃麗貞，陳 瓊.開放實驗室的研究與探索［J］.職業(yè)圈，2007(20):127 -128.