機(jī)械工程專業(yè)學(xué)位研究生《數(shù)控技術(shù)》課程改革探索

趙國勇++趙玉剛++趙慶志++王士軍

【摘要】機(jī)械工程專業(yè)學(xué)位研究生教育與學(xué)術(shù)型研究生教育的培養(yǎng)目標(biāo)不同，所以不能照搬學(xué)術(shù)型研究生教育的培養(yǎng)方式。對(duì)機(jī)械工程專業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)中核心課程《數(shù)控技術(shù)》進(jìn)行了改革探索，將課堂教學(xué)內(nèi)容劃分模塊，增加了案例教學(xué)，結(jié)合企業(yè)實(shí)際工程問題增加了實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容。該課程改革對(duì)提高機(jī)械工程專業(yè)學(xué)位研究生運(yùn)用數(shù)控理論解決生產(chǎn)中實(shí)際問題的能力具有重要意義。

【關(guān)鍵詞】專業(yè)學(xué)位研究生 數(shù)控技術(shù) 教學(xué)模塊 實(shí)踐教學(xué)

【基金項(xiàng)目】山東理工大學(xué)研究生教育創(chuàng)新計(jì)劃項(xiàng)目“機(jī)械工程專業(yè)學(xué)位研究生《數(shù)控技術(shù)》課程改革及能力培養(yǎng)”。

【中圖分類號(hào)】G424.1 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2016）09-0045-01

1.引言

2009 年教育部將“全日制普通碩士研究生”分為學(xué)術(shù)型和專業(yè)型兩類[1]。專業(yè)學(xué)位研究生重視實(shí)踐和應(yīng)用，突出特點(diǎn)是學(xué)術(shù)性與職業(yè)性緊密結(jié)合[2]。目前在專業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)過程中還存在諸多問題，主要體現(xiàn)在偏重課堂教學(xué)和純理論知識(shí)講授， 大多參考學(xué)術(shù)型研究生的培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)，不能突出專業(yè)學(xué)位研究生注重應(yīng)用研究、創(chuàng)新研究的特點(diǎn)[3-4]。美國各高校根據(jù)自身實(shí)際條件制定各專業(yè)學(xué)位研究生教育培養(yǎng)目標(biāo)，但共同特點(diǎn)是都具有明確的職業(yè)導(dǎo)向。如阿拉巴馬大學(xué)機(jī)械工程專業(yè)學(xué)位碩士研究生培養(yǎng)計(jì)劃中，學(xué)生必須完成一整套高度關(guān)聯(lián)的理論和實(shí)踐學(xué)習(xí)項(xiàng)目，尤其強(qiáng)調(diào)了實(shí)踐導(dǎo)向。

針對(duì)機(jī)械工程專業(yè)學(xué)位研究生《數(shù)控技術(shù)》課程教學(xué)和應(yīng)用能力培養(yǎng)目標(biāo)，將課堂教學(xué)內(nèi)容劃分為三個(gè)模塊，每個(gè)模塊都采用理論講授和案例教學(xué)方法；結(jié)合老師課題和企業(yè)實(shí)際問題，增加實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容。該項(xiàng)目對(duì)提高機(jī)械工程專業(yè)學(xué)位研究生運(yùn)用數(shù)控理論解決生產(chǎn)中實(shí)際問題的能力具有重要意義。

2.機(jī)械工程專業(yè)學(xué)位研究生《數(shù)控技術(shù)》課程培養(yǎng)要求和課程改革基礎(chǔ)

2.1機(jī)械工程專業(yè)學(xué)位研究生《數(shù)控技術(shù)》課程培養(yǎng)要求

深入調(diào)研勝利油田動(dòng)力機(jī)械集團(tuán)、濰坊豪邁集團(tuán)等機(jī)械制造骨干企業(yè)獲知，對(duì)于數(shù)控技術(shù)人才有以下三個(gè)需求層次，包括藍(lán)領(lǐng)層、灰領(lǐng)層、金領(lǐng)層。其中，金領(lǐng)層數(shù)控技術(shù)人才要求具備數(shù)控操作、數(shù)控編程和數(shù)控維護(hù)知識(shí)與能力，能獨(dú)立完成機(jī)床的數(shù)控化改造及數(shù)控裝備設(shè)計(jì)，是大中型機(jī)械制造類企業(yè)的搶手人才。因此，金領(lǐng)層數(shù)控技術(shù)人才符合機(jī)械工程專業(yè)學(xué)位研究生關(guān)于數(shù)控技術(shù)應(yīng)用能力的培養(yǎng)目標(biāo)，在學(xué)習(xí)扎實(shí)的數(shù)控技術(shù)理論知識(shí)基礎(chǔ)上，具體要培養(yǎng)數(shù)控機(jī)床編程與操作能力、數(shù)控機(jī)床調(diào)試維護(hù)和設(shè)計(jì)能力。

2.2 《數(shù)控技術(shù)》課程改革基礎(chǔ)

山東理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院從2009年開始招生全日制機(jī)械工程專業(yè)學(xué)位研究生，通過近7年的培養(yǎng)探索，積累了一定的專業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)經(jīng)驗(yàn)。《數(shù)控技術(shù)》是機(jī)械工程專業(yè)學(xué)位研究生課程體系中一門重要學(xué)位課。學(xué)院擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的數(shù)控系統(tǒng)與微型數(shù)控車床、微型數(shù)控銑床。該數(shù)控系統(tǒng)基于Windows系統(tǒng)開發(fā)，使用步進(jìn)電機(jī)組成開環(huán)系統(tǒng)系列，使用交流伺服電機(jī)組成半閉環(huán)系列。上述兩種微型數(shù)控機(jī)床功能強(qiáng)、體積小、成本低、性能可靠、操作安全，為實(shí)施數(shù)控技術(shù)課堂教學(xué)、案例教學(xué)創(chuàng)造了條件。此外，學(xué)院與勝利油田動(dòng)力機(jī)械集團(tuán)、濰坊豪邁集團(tuán)、山拖農(nóng)裝公司、山東華星集團(tuán)等企業(yè)簽訂了研究生實(shí)習(xí)實(shí)踐協(xié)議，在技術(shù)服務(wù)、人才培養(yǎng)方面合作密切，為《數(shù)控技術(shù)》課程改革和實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的落實(shí)提供了保障。

3.機(jī)械工程專業(yè)學(xué)位研究生《數(shù)控技術(shù)》課程改革內(nèi)容

《數(shù)控技術(shù)》課程改革主要包括課堂講授模塊劃分、理論講授內(nèi)容設(shè)計(jì)、案例教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)、實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)內(nèi)容設(shè)計(jì)。

（1）《數(shù)控技術(shù)》課堂講授模塊劃分及理論講授內(nèi)容設(shè)計(jì)

專業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)中，課程內(nèi)容要以綜合素養(yǎng)和應(yīng)用知識(shí)與能力的提高為核心。將《數(shù)控技術(shù)》課堂教學(xué)分成三個(gè)模塊，分別是加工程序編制模塊、數(shù)控系統(tǒng)軟硬件及伺服驅(qū)動(dòng)模塊、數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)模塊。在每個(gè)教學(xué)模塊中，詳細(xì)設(shè)計(jì)了理論講授內(nèi)容，合理組織問題由來、概念形成、研究思路與方法，要講授數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域最新研究進(jìn)展與應(yīng)用情況，把新理念、新思路、新方法和新問題引入課堂。如在數(shù)控系統(tǒng)軟硬件及伺服驅(qū)動(dòng)模塊講授中，融合進(jìn)最新直線電機(jī)、電主軸、陶瓷軸承知識(shí)，補(bǔ)充國外數(shù)控機(jī)床先進(jìn)的平滑加減速方法、曲線插補(bǔ)方法、STEP-NC技術(shù)等，開闊學(xué)生思路。

（2）《數(shù)控技術(shù)》案例教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)

在《數(shù)控技術(shù)》課堂講授中，增加了案例教學(xué)內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)理論性與應(yīng)用性的有機(jī)結(jié)合。對(duì)于每個(gè)教學(xué)模塊，即加工程序編制模塊、數(shù)控系統(tǒng)軟硬件及伺服驅(qū)動(dòng)模塊、數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)模塊，結(jié)合相關(guān)機(jī)械制造企業(yè)中數(shù)控技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用，做一個(gè)合適的實(shí)際應(yīng)用案例，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，拓寬他們視野和思路。如在加工程序編制模塊中，結(jié)合Mastercam軟件設(shè)計(jì)了葉輪葉片數(shù)控加工程序自動(dòng)編制的應(yīng)用案例，使學(xué)生掌握如何將理論和實(shí)踐相結(jié)合的能力。在數(shù)控系統(tǒng)軟硬件及伺服驅(qū)動(dòng)模塊中，結(jié)合Delphi軟件設(shè)計(jì)了兩軸數(shù)控系統(tǒng)軟件編制的應(yīng)用案例，使學(xué)生掌握數(shù)控系統(tǒng)軟件的編程開發(fā)能力。

（3）實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)內(nèi)容設(shè)計(jì)

全日制專業(yè)學(xué)位研究生以招收應(yīng)屆本科畢業(yè)生為主，這類學(xué)生從學(xué)校到學(xué)校，缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。對(duì)于機(jī)械工程專業(yè)學(xué)位研究生《數(shù)控技術(shù)》課程，如果只注重課堂教學(xué)，遠(yuǎn)離生產(chǎn)車間一線，則不利于培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。結(jié)合老師課題和研究生實(shí)踐基地企業(yè)的實(shí)際問題，合理設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，以鍛煉和提高學(xué)生數(shù)控機(jī)床編程與操作能力、數(shù)控機(jī)床調(diào)試維護(hù)和設(shè)計(jì)能力?？偣苍谠撜n程的講授中安排了8學(xué)時(shí)用于實(shí)踐教學(xué)。與淄博空調(diào)風(fēng)機(jī)廠聯(lián)合設(shè)計(jì)了繞線機(jī)數(shù)控改造實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容；與山拖農(nóng)裝公司聯(lián)合設(shè)計(jì)了螺旋齒輪數(shù)控加工程序編制實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容；與山東華星集團(tuán)聯(lián)合設(shè)計(jì)了上料機(jī)械手的伺服控制實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容。

4.結(jié)語

該課程改革突出數(shù)控技術(shù)能力培養(yǎng)的實(shí)踐性，可以使研究生在學(xué)習(xí)數(shù)控理論知識(shí)的同時(shí)，鍛煉將所學(xué)技術(shù)、理論應(yīng)用于企業(yè)實(shí)踐解決實(shí)際問題的能力，為成為機(jī)械工程領(lǐng)域高層次應(yīng)用人才打下基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

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