基于PLM體驗(yàn)中心數(shù)控課程教學(xué)的改革與實(shí)踐

孫娜　王強(qiáng)

[摘? ? ? ? ? ?要]? PLM體驗(yàn)中心是一種新興的學(xué)生實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，基于PLM體驗(yàn)中心對(duì)數(shù)控類課程教學(xué)進(jìn)行改革與實(shí)踐。主要采取模塊化的教學(xué)方式，每個(gè)模塊基于PLM體驗(yàn)中心平臺(tái)，按照企業(yè)的項(xiàng)目完成任務(wù)，而且對(duì)課程的考核形式也做了針對(duì)性、有效性的改革。通過(guò)改革，學(xué)生的實(shí)踐能力得到提升，最終實(shí)現(xiàn)校企之間的銜接和過(guò)渡。

[關(guān)? ? 鍵? ?詞]? 數(shù)控類課程;PLM體驗(yàn)中心;教學(xué)改革

[中圖分類號(hào)]? G642? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]? A? ? ? ? ? ? ? [文章編號(hào)]? 2096-0603（2019）34-0024-02

隨著全國(guó)高等學(xué)校本科教育工作會(huì)議的召開，對(duì)傳統(tǒng)的教

育模式提出了新要求，會(huì)議中強(qiáng)調(diào)要著力推動(dòng)課堂革命。推廣翻轉(zhuǎn)課堂、混合式教學(xué)等新型教學(xué)模式，把沉默單向的課堂變成碰撞思想、啟迪智慧的互動(dòng)場(chǎng)所，讓學(xué)生主動(dòng)地“坐到前排來(lái)、把頭抬起來(lái)、提出問(wèn)題來(lái)”?；谶@種要求，對(duì)核心類的專業(yè)課程進(jìn)行教學(xué)改革，以適應(yīng)對(duì)人才培養(yǎng)的新要求。

PLM（Product Lifecycle Management）體驗(yàn)中心是一種新興的學(xué)生實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，它是學(xué)校建立企業(yè)式的真實(shí)生產(chǎn)環(huán)境，學(xué)生實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目按照企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程組織，學(xué)生按企業(yè)生產(chǎn)崗位分工協(xié)作，學(xué)生生產(chǎn)成果按照企業(yè)模式檢驗(yàn)，具體講是一種對(duì)所有與課程講授內(nèi)容（或稱“產(chǎn)品”）相關(guān)的數(shù)據(jù)在其整個(gè)生命周期內(nèi)進(jìn)行管理的技術(shù)。本文依托于PLM體驗(yàn)中心，將數(shù)控課程教學(xué)進(jìn)行教學(xué)改革，建立一種立體化教學(xué)模式，利用立體化教學(xué)模式培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力，避免了理論與實(shí)踐脫節(jié)的現(xiàn)象，讓學(xué)生真正建立起實(shí)際工作崗位的理念，以便于就業(yè)后盡快適應(yīng)工作崗位，成為具有較強(qiáng)社會(huì)適應(yīng)能力和競(jìng)爭(zhēng)能力的高素質(zhì)應(yīng)用型人才。

一、數(shù)控課程的教學(xué)特點(diǎn)

數(shù)控課程是機(jī)械工程及自動(dòng)化專業(yè)必修的一門專業(yè)課程，它集理論性、抽象性、實(shí)踐性為一體，具有理論抽象、實(shí)踐操作技能性強(qiáng)的特點(diǎn)，而且這類課程不單單是一門課程的學(xué)習(xí)，它是由理論到實(shí)踐一個(gè)完整的教學(xué)體系組成，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的先修課程如機(jī)械制圖、機(jī)械加工工藝、機(jī)械設(shè)計(jì)等專業(yè)課程的知識(shí)點(diǎn)是綜合的考查和應(yīng)用，對(duì)學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐能力和分析解決問(wèn)題的能力有一定的要求，學(xué)生在此類實(shí)踐性強(qiáng)、理論抽象的課程學(xué)習(xí)上往往存在很大的困難。在數(shù)控類課程的教學(xué)體系安排中，為了形成理論到實(shí)踐一個(gè)完善的教學(xué)體系學(xué)習(xí)，在本課程的教學(xué)課程體系安排中，主要分三個(gè)模塊：數(shù)控編程理論授課，借助軟件的編程教學(xué)，數(shù)控編程車間實(shí)踐操作。三個(gè)模塊將數(shù)控課程從理論到實(shí)踐進(jìn)行了合理的教學(xué)安排，實(shí)現(xiàn)了理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)的有機(jī)融合。

二、PLM體驗(yàn)中心的教學(xué)內(nèi)涵

PLM體驗(yàn)中心是對(duì)產(chǎn)品在整個(gè)生命周期進(jìn)行管理的技術(shù)，一個(gè)產(chǎn)品的周期過(guò)程包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、軟件編程、產(chǎn)品生產(chǎn)的過(guò)程，它是先進(jìn)制造流程實(shí)訓(xùn)與展示學(xué)生學(xué)習(xí)效果和能力的融合。依托PLM體驗(yàn)中心可以讓學(xué)生掌握一個(gè)產(chǎn)品的最終實(shí)現(xiàn)所需要的完整體系，使知識(shí)體系模塊化，而且基于PLM體驗(yàn)中心的學(xué)習(xí)管理模式，建立了企業(yè)的真實(shí)環(huán)境，融合了理論到實(shí)操的整個(gè)過(guò)程，使學(xué)生的學(xué)習(xí)交流、合作變得簡(jiǎn)單便利，真正實(shí)現(xiàn)理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)的有機(jī)結(jié)合。

三、依托PLM體驗(yàn)中心改革的方法

（一）采取教學(xué)體系模塊化教學(xué)方式

數(shù)控類課程的教學(xué)體系主要分三個(gè)部分：數(shù)控課程理論講授、軟件編程教學(xué)、實(shí)踐操作環(huán)節(jié)三個(gè)部分。理論授課是基礎(chǔ)，軟件編程是銜接，實(shí)踐環(huán)節(jié)是升華，三部分課程內(nèi)容的教學(xué)不能獨(dú)立成個(gè)體，要把三個(gè)模塊的教學(xué)知識(shí)點(diǎn)緊密地聯(lián)系起來(lái)。那么在三個(gè)部分的教學(xué)過(guò)程中，要依托PLM體驗(yàn)中心將各個(gè)散狀知識(shí)點(diǎn)串聯(lián)起來(lái)，三個(gè)模塊化主要知識(shí)點(diǎn)的銜接是：理論授課部分將數(shù)控編程的基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)和編程的命令內(nèi)容進(jìn)行講解;軟件編程主要是利用軟件進(jìn)行計(jì)算機(jī)自動(dòng)程序生成，這部分主要讓學(xué)生利用所學(xué)的工藝路線安排、編程參數(shù)設(shè)置等進(jìn)行自動(dòng)編程設(shè)計(jì)，是前期理論授課內(nèi)容的復(fù)習(xí)和鞏固，也是通過(guò)模擬軟件仿真的實(shí)踐和應(yīng)用;最后的實(shí)踐環(huán)節(jié)是通過(guò)實(shí)訓(xùn)車間的機(jī)床操作，利用手工編程以及軟件自動(dòng)編程的方法進(jìn)行實(shí)踐。通過(guò)實(shí)踐把三個(gè)模塊的教學(xué)體系進(jìn)行應(yīng)用和實(shí)踐。教學(xué)體系的模塊化使數(shù)控課程第一課堂與PLM體驗(yàn)中心，從教學(xué)場(chǎng)所、教學(xué)時(shí)間、教學(xué)內(nèi)容等方面高度融合、相互嵌入，從而建立一種立體化的教學(xué)模式，使課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)、上機(jī)、實(shí)訓(xùn)成為有機(jī)整體，隨著教學(xué)內(nèi)容的推進(jìn)，實(shí)驗(yàn)從認(rèn)知性開始，逐漸向驗(yàn)證性、綜合性過(guò)渡，最終實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新性。

（二）采取項(xiàng)目式教學(xué)方法布置任務(wù)

一個(gè)產(chǎn)品的最終實(shí)現(xiàn)要通過(guò)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、軟件實(shí)現(xiàn)、產(chǎn)品生成的過(guò)程，PLM體驗(yàn)中心的本身旨在對(duì)產(chǎn)品的相關(guān)數(shù)據(jù)在其整個(gè)生命周期內(nèi)進(jìn)行管理，所以要給學(xué)生建立一個(gè)產(chǎn)品系統(tǒng)的、完整的生成過(guò)程概念。往往我們?cè)诮虒W(xué)過(guò)程中重視理論教學(xué)而輕視實(shí)踐教學(xué)，過(guò)于強(qiáng)調(diào)理論的指導(dǎo)性，忽視實(shí)踐的能動(dòng)性，不注重多學(xué)科的交叉學(xué)習(xí)培養(yǎng)。而采取項(xiàng)目式的教學(xué)方法，可以有效地增強(qiáng)每個(gè)環(huán)節(jié)的能力培養(yǎng)，讓交叉學(xué)科的知識(shí)點(diǎn)達(dá)到有效的銜接和融合。在項(xiàng)目式教學(xué)法中可以讓學(xué)生按照項(xiàng)目要求完成一個(gè)產(chǎn)品生命周期的所有文件，基于PLM體驗(yàn)中心完成一個(gè)產(chǎn)品的過(guò)程如下圖所示：

1.產(chǎn)品設(shè)計(jì)：根據(jù)生產(chǎn)和使用要求，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)，此環(huán)節(jié)主要利用所學(xué)的機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械理論等專業(yè)知識(shí)，利用CAD軟件進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)。

2.產(chǎn)品工藝分析與規(guī)劃：此環(huán)節(jié)主要利用所學(xué)機(jī)械工藝等專業(yè)知識(shí)，按照加工要求進(jìn)行工藝分析。

3.產(chǎn)品的CAM模塊：根據(jù)前期的工藝分析，此環(huán)節(jié)主要利用所學(xué)的數(shù)控編程的理論知識(shí)，借助輔助軟件進(jìn)行數(shù)控自動(dòng)編程。

4.模擬加工：借助輔助軟件對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行模擬加工，并對(duì)加工工藝分析進(jìn)行核對(duì)。

5.后處理生成程序：根據(jù)前期模擬加工的結(jié)果，借助輔助軟件生成數(shù)控程序。

6.數(shù)控機(jī)床加工：完成了前期所有的工作后，最終在數(shù)控設(shè)備上實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的加工。

7.文件的管理：對(duì)產(chǎn)品的所有文件進(jìn)行存檔和管理。

一個(gè)產(chǎn)品的最終實(shí)現(xiàn)，通過(guò)以上完整的項(xiàng)目過(guò)程，借助PLM體驗(yàn)中心對(duì)產(chǎn)品的相關(guān)數(shù)據(jù)在其整個(gè)生命周期內(nèi)進(jìn)行管理，讓學(xué)生在走向工作崗位之前就對(duì)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)的整個(gè)過(guò)程有掌握，實(shí)現(xiàn)了校企銜接和過(guò)渡，達(dá)到了學(xué)習(xí)目的。

四、采取靈活的考核方式檢查教學(xué)效果

以往的考核方式形式單一，多以終結(jié)性考核方式為主，但現(xiàn)階段終結(jié)性出卷考核方式已經(jīng)不適宜此類課程的考核，因?yàn)檫@種模式不能有效地掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，無(wú)法對(duì)學(xué)生做出客觀的判斷。而且基于PLM體驗(yàn)中心的課程教學(xué)模式改革的初衷，就是要讓學(xué)生掌握產(chǎn)品整個(gè)周期的過(guò)程，通過(guò)理論學(xué)習(xí)、過(guò)程分析、生產(chǎn)模擬再加實(shí)踐操作的過(guò)程，最終達(dá)到學(xué)習(xí)效果，所以考核方式的改革要適應(yīng)教學(xué)模式的改革。鑒于這種情況，此類課程在考核方式上，方式要靈活多樣，多注重平時(shí)知識(shí)點(diǎn)的檢查，以以下幾個(gè)能力的檢測(cè)為主要準(zhǔn)則：

1.課堂消化的能力：主要以課堂學(xué)習(xí)的情況考核為主，可以按照模塊，每堂課布置任務(wù)，按照小組完成情況的形式給予成績(jī)?cè)u(píng)定。

2.自主學(xué)習(xí)的能力：主要以學(xué)生的日常表現(xiàn)、主動(dòng)完成學(xué)習(xí)任務(wù)的情況為主，比如課堂教授的知識(shí)點(diǎn)借助網(wǎng)絡(luò)手段來(lái)檢查學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，通過(guò)QQ群、班級(jí)群交流學(xué)習(xí)情況，加強(qiáng)課下的交流，解決學(xué)習(xí)過(guò)程中的難點(diǎn)，營(yíng)造學(xué)習(xí)氛圍。

3.知識(shí)運(yùn)用的能力：學(xué)習(xí)的最終目的是會(huì)運(yùn)用，知識(shí)點(diǎn)掌握了，如何檢查學(xué)生運(yùn)用知識(shí)點(diǎn)的能力是很有必要的。在此環(huán)節(jié)中，可以讓學(xué)生自行設(shè)計(jì)一個(gè)產(chǎn)品，從產(chǎn)品的設(shè)計(jì)到產(chǎn)品的最終完成，整個(gè)環(huán)節(jié)要按照真實(shí)的生成環(huán)境去完成，最終上交一個(gè)完整的材料。

4.實(shí)踐調(diào)研的能力：在學(xué)習(xí)過(guò)程中，也要讓學(xué)生通過(guò)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，調(diào)研當(dāng)前最新的加工技術(shù)，了解數(shù)控發(fā)展的趨勢(shì)，有條件的可以通過(guò)企業(yè)調(diào)研、實(shí)踐參觀進(jìn)行深入的了解。此環(huán)節(jié)中可以讓學(xué)生以調(diào)研報(bào)告或者小論文的形式形成報(bào)告上交，一方面讓學(xué)生對(duì)本課程的情況有了解，另一方面也鍛煉了學(xué)生撰寫工程論文的能力，為學(xué)生寫畢業(yè)論文奠定基礎(chǔ)。

五、改革成效

依托PLM體驗(yàn)中心的學(xué)習(xí)管理模式不但培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手操作能力，也培養(yǎng)了學(xué)生在項(xiàng)目中的管理協(xié)調(diào)能力，使學(xué)生在工作崗位上真正實(shí)現(xiàn)懂技術(shù)、會(huì)管理的技術(shù)型人才。而且在項(xiàng)目的實(shí)施過(guò)程中也能使教師及時(shí)了解學(xué)生掌握知識(shí)點(diǎn)的情況，使管理更加有效。實(shí)現(xiàn)了校企之間的過(guò)渡和銜接，為學(xué)生今后走向工作崗位打下基礎(chǔ)。

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◎編輯 馮永霞