基于校企合作的數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)改革探索與實(shí)踐

蔣海燕　王國超　陳亮

摘 要 文章在分析工程訓(xùn)練中心數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，闡述了開展校企合作、協(xié)同育人的重要意義。建立校企合作平臺(tái)，整合企業(yè)技術(shù)資源，構(gòu)建基于企業(yè)真實(shí)產(chǎn)品的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，開展基于項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的實(shí)踐教學(xué)改革，打造開放實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，有效提升學(xué)生的工程素養(yǎng)和創(chuàng)新實(shí)踐能力。

關(guān)鍵詞 工程訓(xùn)練 數(shù)控 校企合作 項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)

中圖分類號(hào)：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2017.07.050

Exploration and Practice of Numerical Control Practical Training Teaching Reform Based on Cooperation between School and Enterprise

JIANG Haiyan， WANG Guochao， CHEN Liang

（Engineering Training and Management Experiment Center of Chongqing University of Technology， Chongqing 400054）

Abstract On the basis of analyzing the present situation of numerical control practice training in engineering training center， the importance of developing school enterprise cooperation and educating people with cooperation is expounded. The establishment of school enterprise cooperation platform， technology integration of enterprise resources， the construction enterprise project based on real product training， carrying out teaching reform based on project driven， to create an open platform， effectively improve students' engineering quality and innovative ability in practice.

Keywords engineering training； numerical control； school-enterprise cooperation； project driven

大力發(fā)展高等工程教育，培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型工程技術(shù)人才，是實(shí)現(xiàn)我國由制造大國轉(zhuǎn)型為制造強(qiáng)國的必然選擇?？v觀世界制造強(qiáng)國的工程教育體系，無不強(qiáng)調(diào)工學(xué)結(jié)合、協(xié)同育人的雙主體培養(yǎng)模式，[1-2]且從國家層面制定了完善的政策和激勵(lì)機(jī)制，確保企業(yè)深入?yún)⑴c工程人才的培養(yǎng)。鑒于我國國情，高校與企業(yè)直接合作，共同實(shí)施實(shí)踐教學(xué)具有較大的困難。工程訓(xùn)練中心作為我國高校特有的實(shí)踐教學(xué)機(jī)構(gòu)，在一定程度上彌補(bǔ)了我國高等工程教育中實(shí)踐環(huán)節(jié)不足的矛盾。高校工程訓(xùn)練中心多由原校辦工廠轉(zhuǎn)型而來，近年來，通過“中央財(cái)政支持地方高校專項(xiàng)資金”、“實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心”等項(xiàng)目的建設(shè)，普遍獲得了較大的發(fā)展，以數(shù)控機(jī)床為代表的先進(jìn)制造設(shè)備，無論在種類還是數(shù)量上都上了一個(gè)新臺(tái)階，教學(xué)內(nèi)容也由傳統(tǒng)單一技能訓(xùn)練為主的金工實(shí)習(xí)、電子工藝實(shí)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)代工程綜合實(shí)踐。然而相對(duì)于硬件條件的快速發(fā)展，與之相匹配的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)資源建設(shè)則相對(duì)滯后。[3-5]如何充分利用硬件資源，深化實(shí)踐教學(xué)改革，進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生工程實(shí)踐能力，更好地為高校人才培養(yǎng)目標(biāo)服務(wù)，成為工程訓(xùn)練中心急需解決的問題。重慶理工大學(xué)工程訓(xùn)練中心以數(shù)控模塊為試點(diǎn)，探索校企合作的實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式，取得了較好的效果。

1工程訓(xùn)練數(shù)控實(shí)訓(xùn)現(xiàn)狀分析

數(shù)控技術(shù)作為制造工業(yè)現(xiàn)代的重要基礎(chǔ)，直接影響到一個(gè)國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和綜合國力，因此，數(shù)控實(shí)訓(xùn)在現(xiàn)代工程訓(xùn)練體系中占有重要地位。當(dāng)今，國內(nèi)工程訓(xùn)練中心數(shù)控設(shè)備普遍呈現(xiàn)一定規(guī)模，許多高校對(duì)數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式進(jìn)行改革，然而由于受實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目、內(nèi)容、學(xué)時(shí)、師資等方面的限制，現(xiàn)階段數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)很難做到真正意義上的生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)，學(xué)生雖然掌握了基本的編程指令和設(shè)備操作方法，但對(duì)零件的加工工藝分析、正確的選擇刀具和切削用量、尺寸控制和工件測量等實(shí)用的技能掌握的卻不夠，導(dǎo)致學(xué)生的專業(yè)技能、工程實(shí)踐能力和工程素養(yǎng)的培養(yǎng)與市場化的企業(yè)需求存在差距。目前各高校數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)存在的問題：

1.1 重編程，輕工藝

傳統(tǒng)數(shù)控實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目側(cè)重于對(duì)學(xué)生編程能力的考核，因此在實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的設(shè)置上只注重于“零件”的外形尺寸，對(duì)于尺寸精度、形位公差、粗糙度、零件材料、工裝夾具等要素沒有涉及?？紤]到材料成本及操作安全性，不少學(xué)校使用聚乙烯棒料、石蠟等作為原材料進(jìn)行加工，加工完成后也缺少“零件”檢測環(huán)節(jié)，顯然，這樣的“零件”與企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)是相去甚遠(yuǎn)的，學(xué)生在面對(duì)真實(shí)零件加工時(shí)無從下手。

1.2 重仿真，輕實(shí)做

受數(shù)控實(shí)訓(xùn)師資隊(duì)伍限制，在學(xué)習(xí)數(shù)控編程基本理論知識(shí)的基礎(chǔ)上，學(xué)生往往用大量時(shí)間進(jìn)行編程模擬，待全部仿真通過后，再進(jìn)行分組操作示范和實(shí)做，學(xué)生實(shí)做時(shí)間有限，不能保證每一位學(xué)生都有機(jī)床操作實(shí)踐機(jī)會(huì)。盡管數(shù)控仿真可以模擬數(shù)控機(jī)床的真實(shí)操作面板和刀具相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡，使得數(shù)控機(jī)床的編程操作易于課堂化教學(xué)，同時(shí)降低了實(shí)作的危險(xiǎn)性。然而，數(shù)控加工仿真軟件畢竟不能等同于真正的數(shù)控機(jī)床，模擬仿真更不能替代學(xué)生具體的操作實(shí)踐，過于依賴仿真系統(tǒng)反而不利于學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力、安全意識(shí)和質(zhì)量意識(shí)的培養(yǎng)。[6]endprint

1.3 重課內(nèi)，輕課外

由于教學(xué)任務(wù)繁重、師資不足、安全、設(shè)備運(yùn)行維護(hù)成本高等多種原因，傳統(tǒng)數(shù)控實(shí)訓(xùn)往往只注重課堂內(nèi)的基礎(chǔ)教學(xué)，開放實(shí)訓(xùn)僅集中在學(xué)生競賽、課外科技活動(dòng)、部分教師科研零件制作等少數(shù)環(huán)節(jié)，導(dǎo)致數(shù)控設(shè)備（尤其是高端數(shù)控設(shè)備）使用效率低下，不利于實(shí)訓(xùn)資源的有效共享和學(xué)生工程實(shí)踐能力、創(chuàng)新意識(shí)的進(jìn)一步提升。

2 工程訓(xùn)練數(shù)控實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)開展校企合作的必要性

2.1 有利于數(shù)控實(shí)訓(xùn)師資隊(duì)伍建設(shè)

建設(shè)一支高素質(zhì)的雙師型教師隊(duì)伍，是確保工程訓(xùn)練教學(xué)質(zhì)量的基礎(chǔ)。目前數(shù)控實(shí)訓(xùn)師資隊(duì)伍由兩類人員構(gòu)成：一是來自原校辦工廠的技術(shù)工人，他們具有豐富的工程經(jīng)驗(yàn)和熟練的操作技能，是工程訓(xùn)練中心寶貴的財(cái)富，但理論知識(shí)較欠缺，年齡偏大；二是以人事代理或勞務(wù)派遣等途徑來自高校的青年教師，他們理論基礎(chǔ)扎實(shí)，但缺乏工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，實(shí)踐技能方面也有待提高。受制于高校人才引進(jìn)政策，直接從企業(yè)引進(jìn)高水平技術(shù)人員或從高校引入高層次人才，具有較大困難。通過校企合作，鼓勵(lì)教師參與企業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐或產(chǎn)品開發(fā)，有利于提高實(shí)踐操作技能，積累工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，促進(jìn)教師整體素質(zhì)提高。

2.2 有利于整合技術(shù)資源，建設(shè)數(shù)控實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目庫

項(xiàng)目是學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)控知識(shí)，提升工程實(shí)踐能力的有效載體。優(yōu)質(zhì)的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目必須緊密結(jié)合工程實(shí)際，讓學(xué)生在完成實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的過程中，實(shí)現(xiàn)知識(shí)儲(chǔ)備向能力的轉(zhuǎn)化。通過校企合作，充分整合企業(yè)技術(shù)資源優(yōu)勢(shì)，以企業(yè)真實(shí)生產(chǎn)產(chǎn)品，企業(yè)技術(shù)改造項(xiàng)目等為基礎(chǔ)，凝練實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，可為不同專業(yè)學(xué)生提供分階段、層次化的個(gè)性化實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，便于因材施教的開展。

2.3 有利于學(xué)生大工程意識(shí)的培養(yǎng)

通過工程訓(xùn)練，學(xué)生不僅要體驗(yàn)各種制造技術(shù)，同時(shí)應(yīng)將安全、成本、質(zhì)量、環(huán)保、管理及市場等意識(shí)貫穿于工程訓(xùn)練的始終，培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜問題的能力，提高其綜合素質(zhì)。通過校企合作，以真實(shí)產(chǎn)品為載體，學(xué)生可體驗(yàn)從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、物料選擇、加工裝配到質(zhì)量檢測、經(jīng)營管理、市場營銷和服務(wù)等企業(yè)生產(chǎn)流程，有利于學(xué)生熟悉企業(yè)生產(chǎn)文化，建立全面的工業(yè)生產(chǎn)意識(shí)。[2][4]

3工程訓(xùn)練數(shù)控實(shí)訓(xùn)校企合作具體實(shí)踐

我校工程訓(xùn)練中心數(shù)控實(shí)訓(xùn)室現(xiàn)有數(shù)控車床12臺(tái)、數(shù)控銑床3臺(tái)、加工中心2臺(tái)，共有師資隊(duì)伍5人，其中工程師1名、工勤人員4名（其中2人即將退休），年均接待實(shí)訓(xùn)學(xué)生達(dá)4000余人次。由于師資不足，在教學(xué)內(nèi)容上，側(cè)重于數(shù)控車床和數(shù)控銑床，加工中心則主要以演示教學(xué)為主，使用效率較低。如何進(jìn)一步提升數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)質(zhì)量和設(shè)備利用率？中心采取了“走出去”和“請(qǐng)進(jìn)來”相結(jié)合的措施，積極與企業(yè)加強(qiáng)聯(lián)系。一方面通過調(diào)研了解制造企業(yè)先進(jìn)的數(shù)控加工工藝和對(duì)人才能力需求，及時(shí)調(diào)整數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)大綱內(nèi)容；另一方面積極鼓勵(lì)企業(yè)與中心合作，吸納企業(yè)資源融入教學(xué)，再結(jié)合中心硬件資源，建立比較穩(wěn)定的結(jié)合點(diǎn)，在為數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)服務(wù)的同時(shí)，為課程內(nèi)涵建設(shè)提供更有力的支撐。以此為契機(jī)，中心對(duì)數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式進(jìn)行了改革。

3.1 以項(xiàng)目為導(dǎo)向的數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)改革

“項(xiàng)目教學(xué)法”理論認(rèn)為：知識(shí)可以在一定條件下自主構(gòu)建獲得，學(xué)習(xí)是知識(shí)、技能與行動(dòng)、態(tài)度與價(jià)值觀等方面的長進(jìn)，教育是滿足長進(jìn)需要的有意識(shí)、有系統(tǒng)、有組織的持續(xù)交流活動(dòng)。因此中心在以企業(yè)真實(shí)產(chǎn)品為基礎(chǔ)，構(gòu)建數(shù)控實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目資源庫基礎(chǔ)上，針對(duì)機(jī)械類學(xué)生，在前期已具備數(shù)控編程和設(shè)備操作基礎(chǔ)知識(shí)的前提下（基礎(chǔ)訓(xùn)練），開展以項(xiàng)目為導(dǎo)向的數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)改革（提高訓(xùn)練），取得了良好的效果。具體實(shí)施流程為：將學(xué)生以5～6人一組組建項(xiàng)目小組，每個(gè)小組指定一名組長，并分配不同的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目任務(wù)，各小組在組長的帶領(lǐng)下，共同完成實(shí)訓(xùn)“產(chǎn)品”的工藝分析、程序編寫、模擬仿真、加工制作、檢驗(yàn)、成本分析等各個(gè)環(huán)節(jié)，并展示最終成果。在完成實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的過程中，學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主人，而教師則更多扮演組織者的角色，負(fù)責(zé)項(xiàng)目實(shí)施進(jìn)度的整體把控和教學(xué)過程監(jiān)管，并就項(xiàng)目實(shí)施情況進(jìn)行階段總結(jié)和組織分享交流活動(dòng)。

3.2 打造基于虛擬工廠的數(shù)控實(shí)訓(xùn)開放式學(xué)習(xí)平臺(tái)

高校教師應(yīng)打破傳統(tǒng)的實(shí)訓(xùn)教學(xué)觀念，以開放理念來培養(yǎng)和造就高素質(zhì)人才。[7]如何進(jìn)一步加大實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)開放力度，充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，為學(xué)生提供更多的實(shí)踐機(jī)會(huì)，引導(dǎo)學(xué)生思維向縱深發(fā)展，培養(yǎng)學(xué)生“開放式”思維和開拓進(jìn)取精神，成為擺在工程訓(xùn)練中心面前的一道難題。一方面開放意味著給學(xué)生提供更多的綜合性實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，另一方面，工程訓(xùn)練作為面向全校的公共實(shí)踐基礎(chǔ)課，量大面廣，教學(xué)任務(wù)繁重，實(shí)訓(xùn)室開放管理難度較大。通過校企合作，結(jié)合虛擬工廠實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，可有效破解這一難題。校企合作可以提供大量綜合性實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，虛擬工廠則是以理想的現(xiàn)代化工廠為主要模型，以訂單任務(wù)為引領(lǐng)的，讓學(xué)生體驗(yàn)真實(shí)企業(yè)生產(chǎn)制造流程和工作崗位，基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的產(chǎn)品仿真生產(chǎn)平臺(tái)。將實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目和教學(xué)資源集成到該平臺(tái)上，學(xué)生利用課余時(shí)間，通過自主學(xué)習(xí)，在線仿真完成開放實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的基礎(chǔ)上，申請(qǐng)到中心數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)室完成作品的加工制作，可以大大提高實(shí)訓(xùn)室開放效率，提升數(shù)控設(shè)備利用率。

4結(jié)束語

數(shù)控實(shí)訓(xùn)作為現(xiàn)代工程訓(xùn)練教學(xué)體系中重要的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，在培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型工程技術(shù)人才方面起著重要作用。加強(qiáng)校企合作、充分整合社會(huì)資源，打造基于企業(yè)真實(shí)產(chǎn)品的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，開展以項(xiàng)目為驅(qū)動(dòng)的實(shí)踐教學(xué)模式改革，加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)開放力度，有利于增強(qiáng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力，提高學(xué)生的綜合工程素質(zhì)，更好地為制造強(qiáng)國戰(zhàn)略提供人才儲(chǔ)備。

重慶市高等教育學(xué)會(huì)2015-2016年度高等教育科學(xué)研究課題（項(xiàng)目編號(hào)：CQGJ15102B）

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