基于技能大賽的數(shù)控技術(shù)專業(yè)理論與實(shí)踐課程改革探索*

魏 勝

（深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院，廣東 深圳518055）

從2008年起由教育部主辦的全國職業(yè)院校技能大賽每年在天津舉行．該項(xiàng)賽事作為提升高職院校學(xué)生專業(yè)核心競爭力的重要平臺，以深化高職院校教學(xué)改革和促進(jìn)人才培養(yǎng)為目的，對高職教學(xué)相關(guān)專業(yè)的發(fā)展影響深遠(yuǎn)[1]；同時也是檢驗(yàn)我國高職院校專業(yè)建設(shè)質(zhì)量，衡量老師和學(xué)生職業(yè)技能水平以及職業(yè)教育發(fā)展成果的有效手段[2]．另外，職業(yè)技能大賽對于人才培養(yǎng)模式的改進(jìn)、專業(yè)課程教學(xué)內(nèi)容和方法的改革，以及師資隊伍的建設(shè)起到積極的促進(jìn)作用，在取得優(yōu)異成績的同時還能提高學(xué)生的職業(yè)能力和素養(yǎng)，提升職業(yè)教育的影響力和吸引力[3]．

為適應(yīng)國家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整并緊扣市場需求，每年都有調(diào)整．從2009年起，為促進(jìn)職業(yè)院校數(shù)控技術(shù)應(yīng)用專業(yè)的發(fā)展，全國職業(yè)技能競賽高職組就新增“數(shù)控機(jī)床裝配和調(diào)試與維修”賽項(xiàng)，其賽項(xiàng)內(nèi)容為數(shù)控技術(shù)專業(yè)的課程設(shè)置提供必要的參考[4]．國內(nèi)高職教育工作者針對如何通過職業(yè)技能大賽推進(jìn)專業(yè)課程改革進(jìn)行很多相關(guān)的研究，包括對工學(xué)結(jié)合的推進(jìn)作用[5]、專業(yè)課程設(shè)置及教學(xué)模式改變[4]、競賽與職業(yè)資格鑒定相結(jié)合[6]、師資隊伍建設(shè)及綜合職業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)[7]、項(xiàng)目化教學(xué)改革和校企合作等方面[8]．以上研究偏重于從宏觀方面探討職業(yè)技能競賽對職業(yè)教育的促進(jìn)意義、以及對職業(yè)人才素質(zhì)培養(yǎng)等方面的推進(jìn)作用等，并沒有涉及到通過職業(yè)技能競賽促進(jìn)高職院校理論和實(shí)踐課程教學(xué)內(nèi)容的改革方面．

本文結(jié)合近幾年來指導(dǎo)學(xué)生參加數(shù)維大賽的經(jīng)驗(yàn)，從賽項(xiàng)技術(shù)規(guī)程和競賽內(nèi)容、當(dāng)前專業(yè)課程教學(xué)內(nèi)容的不足以及改進(jìn)方法等三方面進(jìn)行深入的分析和研究，實(shí)現(xiàn)技能大賽背景下數(shù)控技術(shù)專業(yè)的課程和實(shí)踐教學(xué)的改革．以技能大賽為載體，參考技能大賽的標(biāo)準(zhǔn)，對專業(yè)技術(shù)課程內(nèi)容進(jìn)行取舍，并對新技術(shù)、新理論進(jìn)行補(bǔ)充，將技能競賽的內(nèi)容合理地融入到相關(guān)的課程教學(xué)中，并據(jù)此設(shè)置各環(huán)節(jié)的教學(xué)內(nèi)容、組織形式、實(shí)施方案等[9]．促進(jìn)本專業(yè)理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)體系的改革，提高本專業(yè)的人才培養(yǎng)質(zhì)量．

1 “數(shù)維”大賽現(xiàn)狀分析

全國及廣東省“數(shù)控機(jī)床裝調(diào)與技術(shù)改造”技能大賽項(xiàng)目是與本專業(yè)最為密切相關(guān)的賽項(xiàng)（以下簡稱數(shù)維大賽）．通過比賽，可以檢驗(yàn)參賽選手的團(tuán)隊協(xié)作能力、計劃組織能力；考察選手的質(zhì)量、效率、成本、安全和環(huán)保意識；推動高職院校數(shù)控設(shè)備應(yīng)用與維護(hù)等專業(yè)的教育教學(xué)改革，促進(jìn)高職院校緊貼產(chǎn)業(yè)需求，加快工學(xué)結(jié)合人才培養(yǎng)模式改革與創(chuàng)新的步伐，培養(yǎng)制造企業(yè)急需的數(shù)控設(shè)備應(yīng)用維護(hù)及新技術(shù)應(yīng)用高素質(zhì)高技能型人才．

近3年來該賽項(xiàng)的具體賽項(xiàng)內(nèi)容見表1，可見賽項(xiàng)內(nèi)容幾乎涵蓋了數(shù)控技術(shù)專業(yè)所有知識點(diǎn)，包括數(shù)控機(jī)床機(jī)械與電氣裝調(diào)、故障診斷和排除、機(jī)床精度檢驗(yàn)、技術(shù)改造與功能開發(fā)、試件切削試驗(yàn)等方面．大賽的要求已經(jīng)不僅僅是局限于機(jī)床能用就行，而是要提高機(jī)床的精度以及功能升級改造．整個賽項(xiàng)內(nèi)容與企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際結(jié)合緊密，即沒有超出高職校知識范疇，又有一定的創(chuàng)新提升空間，而且存在著許多最新的數(shù)控知識和不確定性因素，包括了數(shù)控技術(shù)綜合知識的運(yùn)用、操作技能的熟練程度以及知識技能之外的應(yīng)變能力等[1]．

從賽項(xiàng)內(nèi)容的配分比可以看出故障診斷、技術(shù)改造及精度檢驗(yàn)部分所占比例較大（60%），屬于該賽項(xiàng)的核心內(nèi)容，將直接影響選手的成績及名次；而試切件編程和加工部分考核的是數(shù)控技術(shù)專業(yè)學(xué)生的基本功，選手都能較好地完成任務(wù)，所占比例僅為10%；另外電氣線路設(shè)計和連接部分考核的是機(jī)電大類學(xué)生電工課程的水平，學(xué)生在考取中級電工證后基本能夠完成該項(xiàng)任務(wù)；任務(wù)2所涉及到的十字滑臺的裝配和調(diào)試屬于機(jī)械裝配課程中的教學(xué)內(nèi)容，選手可以在理論學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上多加練習(xí)也可完成該項(xiàng)任務(wù)；任務(wù)7所包含的職業(yè)素養(yǎng)與安全操作部分看似送分題，然而一旦選手因經(jīng)驗(yàn)不足錯接線路而燒損設(shè)備電路，或操作不熟練而撞刀，都會導(dǎo)致該賽項(xiàng)零分甚至勸告離場．

這些賽項(xiàng)內(nèi)容大部分都可在當(dāng)前的專業(yè)課程中學(xué)到，當(dāng)然也有當(dāng)前專業(yè)教學(xué)過程中鮮有涉及的內(nèi)容，如無線測頭的連接及調(diào)試、球桿儀的應(yīng)用等．另外，賽項(xiàng)任務(wù)的具體細(xì)節(jié)比所學(xué)專業(yè)課程的內(nèi)容更系統(tǒng)，更有難度．因此，競賽內(nèi)容對教師和學(xué)生的綜合素質(zhì)要求非常高，在集訓(xùn)時除了要考慮相關(guān)知識點(diǎn)和技能點(diǎn)的訓(xùn)練外，還要考慮學(xué)生潛力的挖掘、獨(dú)立思考問題的能力，以及臨場應(yīng)變能力等．

本專業(yè)教師近年來曾多次指導(dǎo)學(xué)生參加該項(xiàng)目的省賽和國賽，并取得優(yōu)異成績，具有豐富的大賽指導(dǎo)經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)課程教學(xué)經(jīng)驗(yàn)．當(dāng)然，在初次參加大賽時也會遇到許多挫折，如為了大賽獲獎，不惜師生停課，臨時組建“突擊隊”，進(jìn)行幾個月的強(qiáng)化訓(xùn)練，這種違背了職業(yè)院校技能大賽初衷做法只會導(dǎo)致既沒有獲得好獎項(xiàng)，又沒有系統(tǒng)化培養(yǎng)人才，更沒有形成競賽選手梯隊．訓(xùn)練過程中也發(fā)現(xiàn)專業(yè)教學(xué)技術(shù)及課程教學(xué)內(nèi)容與大賽所需掌握的技能有一定的差距，進(jìn)而對訓(xùn)練效果也產(chǎn)生較大的影響．另外，賽項(xiàng)內(nèi)容的變化都是以專業(yè)基礎(chǔ)技術(shù)技能為基礎(chǔ)的，著重注意學(xué)生的基本功訓(xùn)練技能就能相應(yīng)的增強(qiáng)學(xué)生應(yīng)對大賽試題的變化．因此，對專業(yè)教學(xué)計劃及核心課程教學(xué)內(nèi)容及方法進(jìn)行改革，將大賽能力要求及考核標(biāo)準(zhǔn)滲透至教學(xué)過程中，形成一種“以賽促教，賽教結(jié)合”的應(yīng)用型人才培養(yǎng)機(jī)制顯得非常重要[10]．

表1 全國職業(yè)院?！皵?shù)控機(jī)床裝調(diào)與技術(shù)改造”賽項(xiàng)任務(wù)

2 目前教學(xué)內(nèi)容所存在的問題

我校數(shù)控技術(shù)專業(yè)自2000年成立以來，一直致力于培養(yǎng)數(shù)控機(jī)床的調(diào)試與安裝、維護(hù)與維修的高等應(yīng)用型專業(yè)技術(shù)人才．本專業(yè)的教學(xué)計劃及核心課程的設(shè)置注重職業(yè)技能和職業(yè)素養(yǎng)的培養(yǎng)，突出職業(yè)教育特色，適應(yīng)職業(yè)教育的發(fā)展．在專業(yè)的發(fā)展過程中，成立產(chǎn)學(xué)研委員會，悉心聽取企業(yè)行業(yè)管理者意見，參考國家技能大賽任務(wù)，針對專業(yè)學(xué)生就業(yè)崗位的需求進(jìn)一步優(yōu)化教學(xué)計劃，增強(qiáng)專業(yè)實(shí)訓(xùn)課程，提高專業(yè)計劃的科學(xué)性和合理性．

表2所示為本專業(yè)近3年來的專業(yè)課教學(xué)計劃及其所對應(yīng)的技能大賽任務(wù)，由表可知當(dāng)前的專業(yè)教學(xué)計劃基本涵蓋了當(dāng)前技能大賽的賽項(xiàng)內(nèi)容和知識點(diǎn)，但在具體的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)設(shè)備和教學(xué)實(shí)施上仍然存在不足之處，具體表現(xiàn)為：

1）在數(shù)維大賽中都有試切削加工和零件精度檢測部分，需要參賽人員手工編寫加工指令進(jìn)行切削加工，而且會用到高級編程指令如坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)，比例縮放編程等；另外，采用激光探頭進(jìn)行零件精度檢測時需要掌握宏程序和子程序編程方法，這也是檢驗(yàn)參賽人員基礎(chǔ)技術(shù)技能水平的一種方式．目前本專業(yè)“數(shù)控機(jī)床原理與編程”的課程教學(xué)中，手工編程部分主要講述最基本的編程指令和方法，對于高級編程指令以及宏指令編程鮮有涉及或講解較少，這就導(dǎo)致集訓(xùn)期間要花較大精力進(jìn)行高級指令編程訓(xùn)練．

2）數(shù)維大賽的賽項(xiàng)內(nèi)容還包括“機(jī)械裝配”和“機(jī)床精度檢測”兩部分，而且比重很大（約20%）．目前本專業(yè)的“數(shù)控機(jī)床裝調(diào)實(shí)訓(xùn)”課程主要以電氣裝調(diào)和PLC編程為主，機(jī)械裝配實(shí)踐項(xiàng)目課程內(nèi)容較少，機(jī)床精度檢測部分如平行度、直線度、垂直度等缺乏理論知識的引導(dǎo)，導(dǎo)致學(xué)生動手能力不足，更無法熟練的完成十字滑臺及滾珠絲杠的安裝并保證安裝精度．

3）數(shù)維大賽的賽項(xiàng)內(nèi)容的“功能升級改造”部分，要求參賽學(xué)生加裝智能制造所需工件測頭，能夠完成測頭的電氣連接，并且編寫完整的PLC程序來實(shí)現(xiàn)測頭的檢測功能；或者對機(jī)床某個功能通過改編PLC程序?qū)崿F(xiàn)升級．而我們的“數(shù)控機(jī)床接口與PLC技術(shù)”課程局限于理解和熟悉本機(jī)床的PLC程序，并沒有涉及到改寫PLC程序來實(shí)現(xiàn)機(jī)床的功能升級；教學(xué)內(nèi)容中針對與功能有關(guān)的PLC程序也沒有通過改寫的方法來實(shí)現(xiàn)，因此與大賽的要求有一定差距，如若比賽采用其它類型數(shù)控系統(tǒng)，參數(shù)學(xué)生要花費(fèi)很大精力和時間才能適應(yīng)，并不能達(dá)到觸類旁通的效果．

4）數(shù)維大賽今年新增了“伺服調(diào)整”模塊，要求參賽學(xué)生正確使用伺服調(diào)整功能診斷、調(diào)整機(jī)床伺服精度，伺服精度以圖形、最終零件粗糙度、尺寸精度作為考核標(biāo)準(zhǔn)．我們目前的“數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修實(shí)訓(xùn)”課程目前強(qiáng)調(diào)電氣、參數(shù)與PLC的故障，并以實(shí)例來進(jìn)行驗(yàn)證和說明，而對于伺服調(diào)試部分的講解是通過設(shè)置電機(jī)規(guī)格、主軸參數(shù)和伺服參數(shù)來完成，而伺服優(yōu)化部分涉及較少，學(xué)生對伺服優(yōu)化軟件的運(yùn)用和理解程度不夠，最終都會影響訓(xùn)練效果和大賽成績．

表2 數(shù)控技術(shù)專業(yè)主要專業(yè)課程教學(xué)計劃

綜上所述，通過對數(shù)維大賽競賽任務(wù)的分析折射了我院數(shù)控技術(shù)專業(yè)在理論和實(shí)踐課程內(nèi)容上的若干問題，這也導(dǎo)致了在首次參加大賽時，我們的選手沒有取得好的成績．不單純是準(zhǔn)備不足的問題，根本原因還是專業(yè)教學(xué)內(nèi)容缺乏實(shí)用性，且與大賽關(guān)鍵知識點(diǎn)契合度不高．

3 教學(xué)內(nèi)容和方法的改進(jìn)

1）將技能大賽所涵蓋的核心專業(yè)技能與主要專業(yè)課程有效融合，完善專業(yè)理論課程的教學(xué)內(nèi)容、組織形式及評價標(biāo)準(zhǔn)．

針對目前教學(xué)中手工編程部分欠缺，且不熟悉宏程序的編寫及應(yīng)用的現(xiàn)狀，在數(shù)控機(jī)床原理與編程課程中要著重訓(xùn)練手工編程技術(shù)，熟練使用坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)、鏡像、比例放大等高級編程方法，并且能夠掌握宏程序和子程序的編程方法，以便在試切削加工和測頭使用過程中快速編寫加工程序和測頭檢測的宏程序．而在數(shù)控機(jī)床接口與PLC技術(shù)課程中不在局限于理解和熟悉本機(jī)床的PLC程序，而是能夠改寫程序?qū)崿F(xiàn)機(jī)床的功能升級，尤其針對與功能有關(guān)的PLC程序，能夠做到迅速適應(yīng)其它類型數(shù)控系統(tǒng)，真正做到觸類旁通．

2）從技能大賽的視角并結(jié)合企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際和崗位職業(yè)能力需求，探索更具創(chuàng)新性、實(shí)用性和科學(xué)性的實(shí)踐教學(xué)項(xiàng)目．

數(shù)控機(jī)床機(jī)械裝配及整機(jī)精度檢測是機(jī)床企業(yè)的一個重要的職業(yè)能力需求，在技能大賽中也占有較大分值比重．在數(shù)控機(jī)床裝調(diào)實(shí)訓(xùn)課程中增加具體的機(jī)械裝配實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，包括十字滑臺的安裝和調(diào)試、機(jī)床整機(jī)的檢測等項(xiàng)目，并學(xué)習(xí)編寫相應(yīng)的工藝卡單，從而提高學(xué)生的動手能力．另外，利用伺服調(diào)試軟件來優(yōu)化伺服系統(tǒng)也是近年來新增的競賽內(nèi)容，可在數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修實(shí)訓(xùn)課程中增加伺服系統(tǒng)調(diào)試模塊的學(xué)習(xí)和操作，充分了解伺服調(diào)試的目的和調(diào)試軟件的使用方法，從而彌補(bǔ)這方面的不足．

3）注意理論與實(shí)踐教學(xué)在內(nèi)容和時間分配上的合理性，同時培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和分析解決問題的能力．

技能大賽重在考察參賽學(xué)生的實(shí)操技能水平和職業(yè)綜合素養(yǎng)，因此實(shí)踐教學(xué)中的具體項(xiàng)目和教學(xué)模式顯得尤為重要，且相對于理論教學(xué)來說占用更大的比重．基礎(chǔ)理論教學(xué)內(nèi)容要以強(qiáng)化應(yīng)用為教學(xué)重點(diǎn)，注重核心技能的講解，而每個實(shí)訓(xùn)教學(xué)模塊要與理論課程緊密結(jié)合．教學(xué)過程以職業(yè)技能競賽為核心并以任務(wù)驅(qū)動教學(xué)模式展開技能教學(xué)設(shè)計，參考職業(yè)技能標(biāo)準(zhǔn)和考核要求作為實(shí)踐教學(xué)的考核標(biāo)準(zhǔn)，使得學(xué)生能夠逐步掌握專業(yè)核心技能，提升綜合職業(yè)能力．同時考慮到職業(yè)技能大賽的難度和不確定因素，在實(shí)踐教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考問題和分析解決問題的能力也是提高技能競賽成績的有效途徑．