機(jī)械制造類(lèi)工藝創(chuàng)新型技能人才培養(yǎng)探索

許中明，伍偉杰

(順德職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院，廣東 佛山 528333)

?

機(jī)械制造類(lèi)工藝創(chuàng)新型技能人才培養(yǎng)探索

許中明，伍偉杰

(順德職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院，廣東 佛山 528333)

為探索機(jī)械制造類(lèi)工藝創(chuàng)新型技能人才培養(yǎng)問(wèn)題，順德職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)械制造課程組，用項(xiàng)目導(dǎo)向教學(xué)法將機(jī)械制造相關(guān)課程的理論與實(shí)踐教學(xué)整合為由機(jī)械制造基本技能訓(xùn)練、機(jī)械制造新工藝與新技能訓(xùn)練、機(jī)械制造工藝創(chuàng)新綜合訓(xùn)練三門(mén)項(xiàng)目導(dǎo)向課程組成的課程群，用做中學(xué)、校企結(jié)合的方式逐步提高學(xué)生的工藝創(chuàng)新能力。教改實(shí)施幾年來(lái)已初見(jiàn)成效,學(xué)生的工藝創(chuàng)新能力有明顯提高。

項(xiàng)目導(dǎo)向教學(xué)法；機(jī)械制造；工藝創(chuàng)新；人才培養(yǎng)

0　引言

從規(guī)模上看，我國(guó)的制造業(yè)已躍居世界第一位，但我國(guó)制造業(yè)的現(xiàn)狀是大而不強(qiáng)，傳統(tǒng)制造業(yè)比重過(guò)大，高端制造業(yè)比重過(guò)小。[1]隨著人工、場(chǎng)地租金等生產(chǎn)成本以及環(huán)保等要求的不斷提高，同時(shí)在歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家和東南亞等新興經(jīng)濟(jì)體的兩頭擠壓下，以低價(jià)作為主要競(jìng)爭(zhēng)手段的傳統(tǒng)制造業(yè)優(yōu)勢(shì)不斷下降，越來(lái)越多的制造企業(yè)陷入困境。為扭轉(zhuǎn)這種不利局面，2015年5月我國(guó)正式發(fā)布實(shí)施《中國(guó)制造2025》，提出大力發(fā)展先進(jìn)制造業(yè)和高端裝備制造業(yè)，實(shí)現(xiàn)由低成本競(jìng)爭(zhēng)向質(zhì)量效益競(jìng)爭(zhēng)的轉(zhuǎn)變與升級(jí)，力爭(zhēng)到2025年實(shí)現(xiàn)從制造大國(guó)到制造強(qiáng)國(guó)的跨越。[2]毫無(wú)疑問(wèn)，我國(guó)制造業(yè)轉(zhuǎn)型與升級(jí)之路任重而道遠(yuǎn)，要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，必將需要更多高水平的制造類(lèi)技能型人才。這將給高職教育提出嶄新的任務(wù)和巨大的挑戰(zhàn)。

1　我國(guó)制造業(yè)轉(zhuǎn)型與升級(jí)需要工藝創(chuàng)新型技能人才

工藝創(chuàng)新是指通過(guò)研究和運(yùn)用新的生產(chǎn)技術(shù)、操作程序、操作方式方法和規(guī)則體系等，來(lái)提高企業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)水平、產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率的活動(dòng)。[3]工藝創(chuàng)新對(duì)制造企業(yè)的發(fā)展極為重要，又是新形勢(shì)下我國(guó)制造業(yè)轉(zhuǎn)型與升級(jí)取得成功的關(guān)鍵。

1.1工藝創(chuàng)新是我國(guó)企業(yè)提高制造水平的主要手段

俗話說(shuō)：“產(chǎn)品質(zhì)量三分靠設(shè)計(jì)，七分靠工藝?！惫に噷?duì)制造企業(yè)而言，其重要性不言而喻。瑞士的手表和軍刀、德國(guó)的機(jī)床和汽車(chē)等能夠一直享譽(yù)世界，成為精品制造的象征，就是靠精湛的制造工藝。制造企業(yè)要想保持競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)而長(zhǎng)盛不衰，其工藝技術(shù)必須不斷創(chuàng)新和進(jìn)步，如果忽視工藝創(chuàng)新，企業(yè)將逐步走向衰敗甚至破產(chǎn)。

1.2工藝創(chuàng)新是我國(guó)制造企業(yè)新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)和保障

我國(guó)的制造企業(yè)要轉(zhuǎn)型和升級(jí)，就必須不斷開(kāi)發(fā)出新的產(chǎn)品，然而如果工藝落后的話，即使有一流的產(chǎn)品設(shè)計(jì)圖紙，也無(wú)法按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行制造。事實(shí)上，攻克新產(chǎn)品制造所面臨的各種工藝難題，已成為制造企業(yè)新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與技術(shù)升級(jí)的關(guān)鍵，這只能通過(guò)不斷創(chuàng)新來(lái)解決。

1.3工藝創(chuàng)新是企業(yè)降本增效的主要手段

通過(guò)工藝創(chuàng)新，就能以先進(jìn)的工藝取代落后的工藝，大幅減少原材料的消耗，提高生產(chǎn)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度和生產(chǎn)成本。在我國(guó)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的背景下，企業(yè)大力開(kāi)展工藝創(chuàng)新越來(lái)越重要。這就要求企業(yè)必須有充足數(shù)量的具備工藝創(chuàng)新能力的高技能人才。然而，目前這種創(chuàng)新類(lèi)型的人才極為缺乏，因此，高職教育就要根據(jù)企業(yè)發(fā)展的實(shí)際需要，大力加強(qiáng)工藝創(chuàng)新型技能人才的培養(yǎng)，以便更好地為企業(yè)發(fā)展服務(wù)。

2　高職機(jī)械制造類(lèi)專業(yè)學(xué)生工藝創(chuàng)新能力培養(yǎng)現(xiàn)狀

企業(yè)缺乏工藝創(chuàng)新型技能人才，折射出我國(guó)高職院校在這類(lèi)人才培養(yǎng)方面長(zhǎng)期存在不足，主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：

2.1學(xué)生缺乏工藝創(chuàng)新意識(shí)

工藝創(chuàng)新型技能人才必須具備強(qiáng)烈的創(chuàng)新意識(shí)和主動(dòng)性，而這恰恰是目前大部分高職學(xué)生所欠缺的。工藝創(chuàng)新行為的產(chǎn)生，建立在對(duì)改變現(xiàn)有工藝方法和流程有強(qiáng)烈興趣和欲望的基礎(chǔ)上,沒(méi)有這種興趣和欲望，學(xué)生就不會(huì)主動(dòng)去進(jìn)行工藝創(chuàng)新探索。但是，事實(shí)上，不管是在校內(nèi)實(shí)訓(xùn)，還是在校外實(shí)習(xí)，大部分學(xué)生都習(xí)慣于直接按照老師或師傅教的方法進(jìn)行操作，很少有人會(huì)主動(dòng)去思考：有沒(méi)有改進(jìn)的空間？有沒(méi)有其他更好的做法？如何去改進(jìn)？他們分析和解決問(wèn)題的方法也往往大同小異，鮮見(jiàn)新意和突破，缺乏深入思考的習(xí)慣和另辟蹊徑的能力。

2.2學(xué)生缺乏企業(yè)所需的新技能

目前，我國(guó)制造業(yè)正處于轉(zhuǎn)型升級(jí)的關(guān)鍵時(shí)期，數(shù)字化制造、網(wǎng)絡(luò)制造、增材制造、智能制造、精密制造等先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展迅猛，各種新設(shè)備、新工藝不斷推陳出新，企業(yè)對(duì)畢業(yè)生的要求也相應(yīng)提高，希望學(xué)生能熟練操控一些新設(shè)備，掌握企業(yè)所急需的新技能。盡管近年我國(guó)各級(jí)政府重視發(fā)展職業(yè)教育，撥給職業(yè)院校較多的辦學(xué)經(jīng)費(fèi)，使職業(yè)院校的教學(xué)環(huán)境得到改善，教學(xué)設(shè)備和師資等方面有了較大的提升，但由于新型設(shè)備價(jià)格昂貴，即使是條件較好的學(xué)校也無(wú)法購(gòu)買(mǎi)足夠數(shù)量的先進(jìn)設(shè)備用于教學(xué)，而條件較差的學(xué)校對(duì)這些設(shè)備更是不敢奢望。缺乏新設(shè)備是高職院校普遍存在的問(wèn)題，由于實(shí)踐條件的限制，學(xué)生也就失去了在校熟悉新設(shè)備和掌握新技能的機(jī)會(huì)。這無(wú)疑會(huì)造成高職院校學(xué)生工藝創(chuàng)新能力的缺乏。

3　以工藝創(chuàng)新能力培養(yǎng)為核心的機(jī)械制造項(xiàng)目導(dǎo)向課程群改革

高職院校學(xué)生工藝創(chuàng)新能力不足的問(wèn)題，一直受到學(xué)校與企業(yè)的共同關(guān)注。為了配合與支持順德地區(qū)機(jī)械裝備制造業(yè)的升級(jí)，順德職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)械制造課程組，自2012年起就開(kāi)始探索培養(yǎng)機(jī)械制造類(lèi)各專業(yè)學(xué)生的工藝創(chuàng)新能力, 制定了新課程群以激發(fā)創(chuàng)新興趣為突破點(diǎn)，從培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)著手，采用“做中學(xué)”的方式，用項(xiàng)目導(dǎo)向教學(xué)法[4,5]將機(jī)械制造相關(guān)課程的理論與實(shí)踐教學(xué)整合為由機(jī)械制造基本技能訓(xùn)練、機(jī)械制造新工藝與新技能訓(xùn)練、機(jī)械制造工藝創(chuàng)新綜合訓(xùn)練三門(mén)項(xiàng)目導(dǎo)向課程組成的課程群。

3.1機(jī)械制造基本技能訓(xùn)練課程

具備全面、扎實(shí)的機(jī)械制造基礎(chǔ)知識(shí)和較強(qiáng)的綜合動(dòng)手能力，是培養(yǎng)學(xué)生工藝創(chuàng)新能力的基礎(chǔ)。本課程以引導(dǎo)學(xué)生完成一臺(tái)典型機(jī)器(如臺(tái)鉆等)的設(shè)計(jì)、制造任務(wù)為主線，打破各門(mén)課程原有界限，將機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)、金工實(shí)習(xí)、機(jī)械制造技術(shù)、公差與技術(shù)測(cè)量等五門(mén)專業(yè)基礎(chǔ)課程的內(nèi)容融進(jìn)訓(xùn)練項(xiàng)目中。下達(dá)工作任務(wù)后，按照企業(yè)的工作流程，將課程分為圖紙?jiān)O(shè)計(jì)、加工工藝編制、夾具設(shè)計(jì)、零件加工、質(zhì)量檢測(cè)、裝配6個(gè)項(xiàng)目，每個(gè)項(xiàng)目均采用項(xiàng)目導(dǎo)向教學(xué)法，按工作流程細(xì)分成若干個(gè)工作任務(wù)。在完成這一系列工作任務(wù)的過(guò)程中，學(xué)生最終能夠逐步掌握機(jī)械制造所需要的各種基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能，從而具備工藝創(chuàng)新的能力基礎(chǔ)。

3.2機(jī)械制造新工藝與新技能訓(xùn)練課程

以3D打印、3D掃描(逆向工程)為代表的“數(shù)字化”制造技術(shù)發(fā)展迅猛，這些技術(shù)可按不同要求隨時(shí)隨地進(jìn)行生產(chǎn)，很可能會(huì)改變未來(lái)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造和銷(xiāo)售方式，從而徹底改變自福特大規(guī)模生產(chǎn)時(shí)代以來(lái)的傳統(tǒng)制造方式，應(yīng)用前景廣闊。因此，課程組將3D打印/3D掃描技術(shù)作為學(xué)生必須掌握的新技術(shù)，列入本階段課程教學(xué)安排。本階段課程包括兩個(gè)項(xiàng)目：(1)零件3D打印，包括3D建模、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、用3D打印機(jī)打印零件、后處理4個(gè)任務(wù)，最后將零件制作出來(lái)；(2)零件3D掃描與檢測(cè)，包括噴粉、貼點(diǎn)、掃描、處理點(diǎn)云數(shù)據(jù)、逆向設(shè)計(jì)、零件3D檢測(cè)6個(gè)任務(wù)。

本階段課程要求學(xué)生仔細(xì)體會(huì)采用切削加工方式的傳統(tǒng)零件制造方法，與3D打印方式的零件制造方法、傳統(tǒng)檢測(cè)方法與基于高精度3D掃描的計(jì)算機(jī)輔助檢測(cè)方法的不同，在此基礎(chǔ)上要求學(xué)生利用3D打印/3D掃描技術(shù)的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，設(shè)計(jì)、制造和檢測(cè)傳統(tǒng)方法無(wú)法做到的一些特殊結(jié)構(gòu)。例如，直接制作3D裝配體、制作非圓(錐)面嚙合齒輪對(duì)等產(chǎn)品，以此擴(kuò)展學(xué)生工藝創(chuàng)新的視野、思路，提高學(xué)生工藝創(chuàng)新的能力。

3.3機(jī)械制造工藝創(chuàng)新綜合訓(xùn)練課程

為了提高學(xué)生的工藝創(chuàng)新能力和綜合動(dòng)手能力，本階段課程安排了一項(xiàng)綜合訓(xùn)練任務(wù)，該任務(wù)以順德地區(qū)企業(yè)的真實(shí)產(chǎn)品如臺(tái)鉆上的某個(gè)零件、空調(diào)壓縮機(jī)的零件等作為教學(xué)載體，學(xué)生按第一階段課程學(xué)過(guò)的知識(shí)和技能，以組為單位，較為獨(dú)立地完成從設(shè)計(jì)到制造各個(gè)階段的任務(wù)。與傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)“手把手”式集中教學(xué)、采用統(tǒng)一工藝方案的模式不同，本課程將培養(yǎng)學(xué)生工藝創(chuàng)新能力作為首要教學(xué)目標(biāo)，不再讓學(xué)生采用“標(biāo)準(zhǔn)”的工藝方案，而是鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)思考和探索，指導(dǎo)教師為學(xué)生準(zhǔn)備好常用的毛坯材料、刀具、工具與量具等，各組學(xué)生根據(jù)實(shí)訓(xùn)室提供的條件，由組長(zhǎng)組織小組成員找資料，進(jìn)行討論與做出決策，確定本組的方案及具體的工作計(jì)劃，交指導(dǎo)教師審查后修改和實(shí)施。

4　教改實(shí)施

針對(duì)高職學(xué)生文化基礎(chǔ)薄弱、缺乏學(xué)習(xí)興趣的特點(diǎn)，為了確保教改順利實(shí)施，課程組采取了以下幾項(xiàng)措施。

4.1采用多種手段提高學(xué)生工藝創(chuàng)新的興趣和意識(shí)

“興趣是最好的老師”,是否能激發(fā)出學(xué)生工藝創(chuàng)新的興趣，是本項(xiàng)教改成敗的關(guān)鍵。因此，課程組采用多種手段提高學(xué)生工藝創(chuàng)新的興趣，強(qiáng)化創(chuàng)新意識(shí)。

4.1.1講“故事”

教改實(shí)施中，課程組的老師結(jié)合項(xiàng)目教學(xué)內(nèi)容，系統(tǒng)地以小故事的形式講述、點(diǎn)評(píng)機(jī)械制造工業(yè)史上相關(guān)的工藝創(chuàng)新事例，將枯燥的技術(shù)融入到有趣的故事中。例如，在學(xué)習(xí)車(chē)削加工時(shí)，為學(xué)生講述英國(guó)工匠莫茲利為了提高效率多次改進(jìn)車(chē)床從而被后人稱為車(chē)床之父的事跡；[6]學(xué)習(xí)鉆削加工時(shí)，為學(xué)生講述原北京永定機(jī)械廠青年鉗工倪志福發(fā)明多刃鉆的事跡。[7]這種方式深受學(xué)生歡迎，既加深了學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容的理解，活躍了課堂氣氛，也大大激發(fā)了學(xué)生開(kāi)展工藝創(chuàng)新的興趣，促使學(xué)生在項(xiàng)目實(shí)施中多思考、多改進(jìn)，逐步培養(yǎng)了他們的工藝創(chuàng)新意識(shí)，效果顯著。

4.1.2小組競(jìng)賽，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情

沉悶的氣氛不利于提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣與積極性，課程組采用玩“游戲”的模式對(duì)項(xiàng)目教學(xué)的一些環(huán)節(jié)進(jìn)行改造，使完成項(xiàng)目的過(guò)程變得有趣，氣氛變得熱烈，從而促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)進(jìn)行思考和創(chuàng)新。例如，在項(xiàng)目的方案討論、階段成果匯報(bào)環(huán)節(jié)采用小組競(jìng)賽的模式，每組學(xué)生根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)抽簽的結(jié)果派代表上臺(tái)介紹本組方案、主要工藝創(chuàng)新點(diǎn)或本組階段工作成果，并接受老師和其他組同學(xué)的提問(wèn)。指導(dǎo)教師和各組代表組成評(píng)委進(jìn)行投票，各組每次得分、累加分均公布在實(shí)訓(xùn)室黑板上，各組最后的總分作為該組每位同學(xué)成績(jī)的一部分計(jì)入課程成績(jī)。這種競(jìng)賽方式激發(fā)了學(xué)生們的求知欲望和好勝心理，現(xiàn)場(chǎng)氣氛變得活躍、熱烈，學(xué)生參與的積極性很高，收到了意想不到的效果。

4.2校內(nèi)實(shí)訓(xùn)與校外實(shí)習(xí)相結(jié)合，提高學(xué)生對(duì)工藝創(chuàng)新的認(rèn)識(shí)

要培養(yǎng)學(xué)生的工藝創(chuàng)新能力，就必須讓他們了解和熟悉企業(yè)實(shí)際的工作情況。在第一階段課程下達(dá)任務(wù)前，指導(dǎo)教師帶學(xué)生到順德及周邊地區(qū)幾家具有代表性的大型機(jī)械制造企業(yè)進(jìn)行了短期實(shí)習(xí)，使大家對(duì)制造企業(yè)、生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)管理等有了初步的認(rèn)知。期間，指導(dǎo)教師結(jié)合實(shí)際提出一些與后面工作任務(wù)相關(guān)的問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)觀察，認(rèn)真思考，最后再下達(dá)課程的工作任務(wù)。

第三階段課程的校內(nèi)實(shí)訓(xùn)結(jié)束后，組織學(xué)生再到相應(yīng)機(jī)械制造企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)學(xué)習(xí)，由企業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)演示與講解，讓學(xué)生了解企業(yè)真實(shí)的制造工藝。回到學(xué)校后，指導(dǎo)教師組織學(xué)生開(kāi)展討論，對(duì)企業(yè)各工序的工藝創(chuàng)新進(jìn)行詳細(xì)分析和點(diǎn)評(píng)，從而加深學(xué)生對(duì)工藝創(chuàng)新的認(rèn)識(shí)和理解。

5　結(jié)語(yǔ)

教改實(shí)施幾年以來(lái)，已初見(jiàn)成效，學(xué)生在機(jī)械制造方面的工藝創(chuàng)新意識(shí)明顯增強(qiáng)，工藝創(chuàng)新能力較前幾屆學(xué)生有了提高，參加技能競(jìng)賽和科技創(chuàng)新競(jìng)賽的學(xué)生在數(shù)量上有較大幅度的增長(zhǎng)，多名學(xué)生在全國(guó)職業(yè)院校技能大賽、挑戰(zhàn)杯校外科技作品大賽中獲獎(jiǎng)，企業(yè)對(duì)畢業(yè)生的滿意度有明顯提高。

培養(yǎng)工藝創(chuàng)新型技能人才的工作任重而道遠(yuǎn)，需要更多的探索和實(shí)踐。課程組下一步將加強(qiáng)與區(qū)內(nèi)企業(yè)的合作，通過(guò)產(chǎn)學(xué)合作的方式進(jìn)一步提高學(xué)生的工藝創(chuàng)新能力。

[1]汪應(yīng)洛，劉子晗.中國(guó)從制造大國(guó)邁向制造強(qiáng)國(guó)的戰(zhàn)略思考[J].西安交通大學(xué)學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版), 2013(06):1-6.

[2]中華人民共和國(guó)國(guó)務(wù)院.中國(guó)制造2025[Z].2015-05-08.

[3]王志海，舒敬萍.機(jī)械制造工程實(shí)訓(xùn)及創(chuàng)新教育[M].北京：清華大學(xué)出版社，2014.

[4]徐國(guó)慶.職業(yè)教育項(xiàng)目課程的內(nèi)涵、原理與開(kāi)發(fā)[J].職業(yè)技術(shù)教育, 2008(19)：5-11.

[5]徐國(guó)慶.職業(yè)教育項(xiàng)目課程開(kāi)發(fā)指南[M].上海：華東師范大學(xué)出版社, 2009.

[6]張策.機(jī)械工程簡(jiǎn)史[M].北京：清華大學(xué)出版社，2014.

[7]蔡運(yùn)飛，段建中.圖解普通麻花鉆與倪志福鉆頭[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.

(編輯文新梅)

Exploration on the Cultivation of Innovative Technological Talents in Mechanical Manufacturing

XU Zhongming, WU Weijie

(Department of Mechatronic Engineering, Shunde Polytechnic, Foshan 528333, China)

To explore the problem of cultivating the innovative technological talents in mechanical manufacturing, the project-oriented teaching method was used by mechanical manufacturing course group of Shunde Polytechnic to reconstruct the theory and practice teaching of the course of mechanical manufacturing.There are three project-oriented courses in the new teaching system, which includes the basic skills training in mechanical manufacturing, the training of new technology and skills in mechanical manufacturing, and integrated training of technological innovation in mechanical manufacturing.The technological innovation ability of the students was promoted in the way of learning by doing and combination between a college and enterprises.Since the implementation of the program for several years, the results are remarkable, and the students have had a significant improvement in the technological innovation ability.

project-oriented teaching method; mechanical manufacturing; technological innovation; cultivation of talents

2016-03-20

廣東省高等職業(yè)教育教學(xué)改革項(xiàng)目“基于工作過(guò)程的機(jī)械制造技術(shù)綜合實(shí)訓(xùn)教學(xué)改革”(項(xiàng)目編號(hào)：20130201112)，主持人：許中明。

許中明(1971-)，廣東湛江人。博士，順德職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院副教授。研究方向：機(jī)械制造技術(shù)與工藝創(chuàng)新教育。

T

B

1672-0601(2016)07-0047-04