基于培養(yǎng)學(xué)生非技術(shù)能力的數(shù)控實訓(xùn)課程改革與實踐

孫建華　王亮　孟兆生　岳彩霞　郭凡

摘 要：隨著中國成為《華盛頓協(xié)議》的正式會員，對高等院校人才培養(yǎng)也提出更高要求，在培養(yǎng)學(xué)生技術(shù)能力的同時，其非技術(shù)能力也要給予一定的培養(yǎng)和鍛煉。數(shù)控實訓(xùn)課程是工程教育實踐教學(xué)的重要課程，文章通過數(shù)控實訓(xùn)課程中各實訓(xùn)項目之間相互配合，并通過引入項目設(shè)計任務(wù)，優(yōu)化數(shù)控實訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容、創(chuàng)新數(shù)控實訓(xùn)教學(xué)模式、變革數(shù)控實訓(xùn)教學(xué)方法，對數(shù)控實訓(xùn)課程進(jìn)行創(chuàng)新研究與實踐，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊協(xié)作、創(chuàng)新設(shè)計、終身學(xué)習(xí)等非技術(shù)能力的教學(xué)目的。

關(guān)鍵詞：非技術(shù)能力；數(shù)控實訓(xùn)；項目設(shè)計

Abstract：As China becomes the formal member of the Washington Accord， It also puts forward higher requirements to talents training in colleges and universities， while training students' technical ability， the Non-technical ability should give some training and exercise. CNC practice course is an important course of engineering education practice teaching. In this paper， by means of the interaction between CNC practice courses in the training program， the introduction of the project design tasks， the optimization of CNC practice teaching content， the innovation of CNC practice teaching mode and the reformation of CNC practice teaching method， CNC practice courses of study and practice are innovated， while the teaching purpose of cultivating non-technical ability as students' teamwork， innovative design and lifelong learning is achieved.

Keywords：Non-technical ability； CNC practice； project design

引言

2016年6月2日，中國成為國際本科工程學(xué)位互認(rèn)協(xié)議《華盛頓協(xié)議》的正式會員，中國工程教育專業(yè)認(rèn)證與國際等效，這表明我國工程教育質(zhì)量獲得了國際社會的認(rèn)可，但同時對工程型人才的培養(yǎng)也提出了更高的要求。工程教育專業(yè)認(rèn)證中關(guān)于人才培養(yǎng)提出了12個指標(biāo)點（工程知識、問題分析、設(shè)計/開發(fā)解決方案、研究、使用現(xiàn)代工具、工程與社會、環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展、職業(yè)規(guī)范、個人和團(tuán)隊、溝通、項目管理、終身學(xué)習(xí)），其中除對培養(yǎng)學(xué)生技術(shù)能力做出具體要求外，有7項指標(biāo)點達(dá)成是培養(yǎng)學(xué)生非技術(shù)能力。

工程實訓(xùn)課程作為高等工程教育實踐教學(xué)體系的重要環(huán)節(jié)，是學(xué)校培養(yǎng)工程技術(shù)人員基本素質(zhì)與工作能力不可或缺的必修課程，工程訓(xùn)練課程是以實現(xiàn)增強(qiáng)學(xué)生工程實踐能力，培養(yǎng)創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，提高學(xué)生綜合能力為教學(xué)目標(biāo)，是要激發(fā)學(xué)生面向工程實踐活動時所具有的潛能和適應(yīng)性，從根本上講是要培養(yǎng)學(xué)生的工程素質(zhì)能力。與一般的理論教學(xué)不同，工程訓(xùn)練是一門實踐性基礎(chǔ)課，重在實踐教學(xué)過程中培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、分析和解決復(fù)雜工程問題能力，有著操作性強(qiáng)、實用性廣等特點。是高校高素質(zhì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的重中之重。

數(shù)控實訓(xùn)課程作為工程訓(xùn)練課程中的必要課程，針對工程教育專業(yè)認(rèn)證提出的指標(biāo)點，優(yōu)化數(shù)控實訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容，創(chuàng)新數(shù)控實訓(xùn)教學(xué)模式、變革數(shù)控實訓(xùn)教學(xué)方法，注重成果導(dǎo)向，引入項目教學(xué)以培養(yǎng)學(xué)生綜合能力素質(zhì)，讓學(xué)生的團(tuán)隊協(xié)作、創(chuàng)新設(shè)計、終身學(xué)習(xí)等非技術(shù)能力能夠在數(shù)控實訓(xùn)課程中給予培養(yǎng)和鍛煉。

1 數(shù)控實訓(xùn)課程存在的問題

我國各大高等院校均開設(shè)數(shù)控實訓(xùn)課程，但是很多高校在人才培養(yǎng)上桎梏思想，傳統(tǒng)思維模式根深蒂固，對學(xué)生非技術(shù)能力培養(yǎng)缺乏足夠的重視，導(dǎo)致數(shù)控實訓(xùn)教學(xué)效果不佳，主要原因有以下幾點：（1）數(shù)控實訓(xùn)課程之間聯(lián)系不緊密。傳統(tǒng)工程實訓(xùn)授課方式為學(xué)生分組各個訓(xùn)練項目逐個進(jìn)行，例如數(shù)控實訓(xùn)課程，學(xué)生是在數(shù)控車床實訓(xùn)項目結(jié)束后，再進(jìn)行數(shù)控銑床實訓(xùn)，兩個實訓(xùn)項目由不同的教師進(jìn)行講解和指導(dǎo)，授課內(nèi)容相互之間聯(lián)系較少，由于受學(xué)生知識局限性和學(xué)生自身能動性影響，很難將兩個訓(xùn)練項目的知識緊密聯(lián)系到一起，造成學(xué)生各實訓(xùn)項目知識學(xué)習(xí)有間隙，不能做到融會貫通。（2）教學(xué)過程沒有做到以學(xué)生為中心，學(xué)生缺乏積極性。傳統(tǒng)數(shù)控實訓(xùn)項目教學(xué)過程是由教師對數(shù)控機(jī)床概述、程序編制、數(shù)控機(jī)床上機(jī)操作等內(nèi)容逐步進(jìn)行講解，理論課講解結(jié)束后，教師指定典型零部件，由學(xué)生進(jìn)行工藝分析、程序編制、機(jī)床操作等步驟，最終制作出作業(yè)件。整個實訓(xùn)過程學(xué)生都是被動接受教學(xué)內(nèi)容，沒有主動參與設(shè)計，使學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不濃，缺乏積極性。（3）實訓(xùn)課程時間有限，學(xué)生對數(shù)控機(jī)床了解過少。由于進(jìn)行工程訓(xùn)練的學(xué)生大部分都處于大學(xué)二年級，機(jī)械類專業(yè)課程還沒有開設(shè)，對專業(yè)知識了解甚少，而工程實訓(xùn)課程時間有限，對于數(shù)控技術(shù)有關(guān)知識能進(jìn)行系統(tǒng)講解，所以使學(xué)生對于數(shù)控機(jī)床基礎(chǔ)知識和實踐操作知識了解過少，造成實訓(xùn)效果不理想。

2 基于學(xué)生非技術(shù)能力培養(yǎng)的數(shù)控實訓(xùn)課程改革與實踐

針對上述數(shù)控實訓(xùn)課程教學(xué)中存在的弊端，以及國際工程教育發(fā)展新趨勢，工程訓(xùn)練課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式和教學(xué)方法的創(chuàng)新改革已勢在必行。以機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)（以下簡稱為機(jī)制專業(yè)）16-1班為試點班，通過引入項目教學(xué)法，對數(shù)控實訓(xùn)課程進(jìn)行創(chuàng)新研究與實踐，從而培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊協(xié)作、創(chuàng)新設(shè)計、終身學(xué)習(xí)等非技術(shù)能力，使學(xué)生綜合能力在工程實訓(xùn)課程中能夠得到培養(yǎng)和鍛煉。

2.1 根據(jù)機(jī)制專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)制定數(shù)控實訓(xùn)教學(xué)目標(biāo)。

在機(jī)制專業(yè)畢業(yè)生的知識與能力指標(biāo)點中，有三項指標(biāo)點的完成需依靠工程實訓(xùn)課程來實現(xiàn)，數(shù)控實訓(xùn)課程根據(jù)機(jī)制專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)制定出四項教學(xué)目標(biāo)：（1）能夠通過項目教學(xué)任務(wù)設(shè)計，使學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計能力得到培養(yǎng)和鍛煉；（2）能夠通過項目設(shè)計內(nèi)容，利用所學(xué)專業(yè)知識，進(jìn)行初步零件加工工藝分析和工藝流程設(shè)計，并選擇相應(yīng)加工設(shè)備及輔助工藝裝備；（3）能夠在數(shù)控實訓(xùn)零件加工制造過程中，適應(yīng)角色轉(zhuǎn)換，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊協(xié)作能力；（4）能夠通過項目教學(xué)任務(wù)完成過程，培養(yǎng)學(xué)生終身學(xué)習(xí)的好習(xí)慣。

2.2 采用項目教學(xué)法對學(xué)生非技術(shù)能力進(jìn)行鍛煉和培養(yǎng)

為了對學(xué)生非技術(shù)能力進(jìn)行培養(yǎng)和鍛煉，數(shù)控實訓(xùn)課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，從過去的數(shù)控實訓(xùn)各訓(xùn)練項目單獨進(jìn)行更改為各訓(xùn)練項目團(tuán)結(jié)協(xié)作、同時進(jìn)行。整個教學(xué)過程劃分為5個階段，如表1所示。

如表1所示，通過加入項目設(shè)計，數(shù)控實訓(xùn)整體教學(xué)模式發(fā)生了顯著變化，教師從主導(dǎo)教學(xué)變成輔助指導(dǎo)，學(xué)生從被動學(xué)習(xí)變成主動參與設(shè)計和加工制造工件的全部過程，并且增加模擬仿真檢驗流程，最大限度減少加工制造過程中可能出現(xiàn)的問題和錯誤，真正實現(xiàn)以學(xué)生為中心，成果導(dǎo)向，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計能力的良好效果。學(xué)生在進(jìn)行工件設(shè)計的同時，更側(cè)重于整個設(shè)計過程的學(xué)習(xí)樂趣，并且在遇到問題和解決問題的良性循環(huán)過程中，加深了學(xué)生對專業(yè)知識的理解和掌握，增強(qiáng)學(xué)生的團(tuán)隊協(xié)作能力，培養(yǎng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和終身學(xué)習(xí)的良好習(xí)慣。

2.3 數(shù)控實訓(xùn)課程項目設(shè)計成果展示

通過在數(shù)控實訓(xùn)課程中項目設(shè)計的實施，學(xué)生發(fā)揮創(chuàng)新能力，設(shè)計出很多優(yōu)秀產(chǎn)品。圖1為學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計的國際象棋，學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計為國際象棋，國際象棋由棋子和棋盤兩部分組成，在數(shù)控車床上加工出國際象棋的棋子，在數(shù)控銑床上銑削出國際象棋的棋盤，棋子與棋盤的每個小格之間要有精度配合，學(xué)生在程序設(shè)計過程中要充分考慮各零件之間的配合。

圖2為學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計的黑工程1號，該創(chuàng)新設(shè)計由火箭主體、火箭底座以及連接前兩部分的銷三部分組成，火箭主體部分在數(shù)控車床上完成，火箭底座以及銷孔在數(shù)控銑床上完成，銷孔與銷之間需要考慮公差配合，每個銷孔之間的加工要考慮形位公差配合。

3 結(jié)束語

通過6天的數(shù)控實訓(xùn)學(xué)習(xí)，達(dá)到了既定教學(xué)目的，使學(xué)生在學(xué)習(xí)技術(shù)能力的同時，其非技術(shù)能力也能夠得到鍛煉和提高，與其他未進(jìn)行項目設(shè)計制作的班級相比，學(xué)生的團(tuán)隊協(xié)作能力、創(chuàng)新設(shè)計能力和終身學(xué)習(xí)能力具有更大的優(yōu)勢。在課程結(jié)束后，我們對學(xué)生滿意度進(jìn)行調(diào)查，發(fā)現(xiàn)幾乎所有學(xué)生對這種新的教學(xué)模式都給予肯定，實踐證明，數(shù)控實訓(xùn)各實習(xí)項目之間有效配合，并加入項目設(shè)計任務(wù)，對于提高學(xué)生能動性和積極性起到良好的效果，大大提高了數(shù)控實訓(xùn)課程的教學(xué)質(zhì)量。

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作者簡介：孫建華（1984-），女，高級工程師，碩士，研究方向：機(jī)械工程。

*通訊作者：孫建華（1984-），女，高級工程師，碩士，研究方向：機(jī)械工程。