李大勝，楊 麗，王賢才

(蚌埠學(xué)院，安徽 蚌埠 233030)

基于數(shù)控技術(shù)課程的機械類應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)模式研究

李大勝，楊 麗，王賢才

(蚌埠學(xué)院，安徽 蚌埠 233030)

基于應(yīng)用型本科院校的自身特點與辦學(xué)定位，以提高學(xué)生的工程實踐能力為核心目標，選擇數(shù)控技術(shù)為機械專業(yè)在制造能力方向的歸結(jié)性課程的視角，分析機械類應(yīng)用型本科專業(yè)人才培養(yǎng)模式的改革，并對數(shù)控技術(shù)系列課程的改革方法做了歸納和總結(jié)。實踐表明，這些改革方法在促進高水平應(yīng)用型人才實踐能力和創(chuàng)造性意識的提升方面是非常有效的。

數(shù)控技術(shù);應(yīng)用型本科;培養(yǎng)模式

0 引言

放眼全球，目前數(shù)控裝備已經(jīng)成為現(xiàn)代制造業(yè)的重要基礎(chǔ)，是衡量各國工業(yè)現(xiàn)代化水平的重要標志。近二十年，為提升我國制造業(yè)的核心競爭力，數(shù)控技術(shù)已經(jīng)在我國的制造業(yè)廣泛應(yīng)用，但具有扎實的專業(yè)理論基礎(chǔ)和較強的工程能力的本科層次的應(yīng)用型機械專業(yè)人才仍嚴重短缺。

蚌埠學(xué)院作為一所以工為主的新建地方應(yīng)用型本科院校，明確了“地方性、應(yīng)用型、工程化"的辦學(xué)理念。機械設(shè)計制造及其自動化、材料成型及控制工程等機械類專業(yè)是我院辦學(xué)歷史和積淀相對深厚、就業(yè)率相對較高的專業(yè)，隨著學(xué)院對機械類專業(yè)近幾年在師資隊伍軟實力和實驗實訓(xùn)條件硬實力的不斷投入，目前機械類專業(yè)已經(jīng)到了如何體現(xiàn)辦學(xué)特色，如何夯實學(xué)生專業(yè)知識基礎(chǔ)，提高學(xué)生專業(yè)知識技能，增強學(xué)生崗位競爭力的時刻。為此機械與車輛工程系亦提出“堅持以機械與信息技術(shù)的有機融合為抓手，以計算機輔助技術(shù)為主線，以數(shù)控技術(shù)和CAD/CAM技術(shù)為突破口，實基礎(chǔ)，重應(yīng)用"的人才培養(yǎng)方案和課程體系的改革思路，提升我系應(yīng)用型本科機械類人才培養(yǎng)質(zhì)量[1]。

機械類的應(yīng)用型本科，特別是機制、材料成型等專業(yè)的應(yīng)用型人才培養(yǎng)，在其就業(yè)定位和社會對其崗位職業(yè)能力的要求方面與研究型本科及高職高專的學(xué)生均存在較大差異。因此，在本校數(shù)控技術(shù)課程的改革與實施過程中，我們在充分借鑒與學(xué)習研究性本科與高職高專的數(shù)控技術(shù)的教學(xué)實踐的經(jīng)驗基礎(chǔ)上，充分分析社會對應(yīng)用型本科學(xué)生的專業(yè)能力需求與定位[2-4]，提出以下改革方案。即通過將數(shù)控技術(shù)知識貫穿整個人才培養(yǎng)方案的各階段教學(xué)過程中，不同程度地從專業(yè)基礎(chǔ)課程到專業(yè)課程，從金工實習到生產(chǎn)實習各階段各課程中有機融合數(shù)控技術(shù)方面的知識和技能，充分滲透認識-實踐-再認識-再實踐的數(shù)控技術(shù)相關(guān)能力的學(xué)習實踐，培養(yǎng)具有基礎(chǔ)理論知識扎實、專業(yè)技能熟練、實踐能力突出，能夠從事機械產(chǎn)品的設(shè)計與開發(fā)、模具設(shè)計與制造、數(shù)控編程與加工以及CAD/CAM技術(shù)、逆向工程等多個不同崗位需求的復(fù)合應(yīng)用型人才。通過以上改革實現(xiàn)學(xué)生在就業(yè)時與老牌工科大學(xué)和高職高專的錯位競爭，提升學(xué)生的就業(yè)競爭力。

1 重新構(gòu)建應(yīng)用型本科機械類人才培養(yǎng)模式和各課程理論及實踐教學(xué)體系

應(yīng)用型機械類專業(yè)培養(yǎng)方案的優(yōu)化必須牢牢抓住應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標及其對應(yīng)的職業(yè)崗位能力需求，徹底打破課程體系中各門課程的獨立性，加強課程之間的知識銜接性的構(gòu)建，提升各課程教學(xué)過程的實踐性、職業(yè)性和相關(guān)性，重視學(xué)生課程學(xué)習與今后實際工作的結(jié)合性，積極探索和開展與職業(yè)能力與崗位需求密切相關(guān)的工學(xué)交替、項目驅(qū)動和頂崗實習等教學(xué)模式。

以機制和材料成型專業(yè)為例，在培養(yǎng)方案中數(shù)控技術(shù)知識模塊與其各相關(guān)重要課程的關(guān)系如圖1所示。從圖中可直觀地看出數(shù)控技術(shù)是一門多學(xué)科、多內(nèi)容交叉的課程，作為一門知識歸結(jié)性課程和培養(yǎng)學(xué)生今后社會急需就業(yè)崗位能力的課程，圍繞數(shù)控技術(shù)來理順機械專業(yè)各課程體系之間的關(guān)系切實可行且至關(guān)重要。為此，我們從以下方面對應(yīng)用型本科機械類人才培養(yǎng)方案進行修訂：

1.1 重新梳理并確立專業(yè)核心課程

核心課程的確立必須從應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標及其對應(yīng)的職業(yè)崗位能力需求出發(fā)。在這一指導(dǎo)思想下，我們將畫法幾何與機械制圖、互換性及技術(shù)測量、機械原理、機械設(shè)計、工程材料與熱處理、機械制造技術(shù)等課程定性為機械類專業(yè)理論知識的核心課程，而將計算機制圖、機械CAD/CAM、數(shù)控技術(shù)等課程定性為機械類專業(yè)學(xué)生計算機輔助設(shè)計加工制造實踐能力的核心課程。

1.2 將課程體系進行模塊化組合

以課程的關(guān)聯(lián)性將專業(yè)基礎(chǔ)課程和專業(yè)課程重新構(gòu)建為四大模塊，分別是機械設(shè)計基礎(chǔ)模塊、機械加工工藝模塊、數(shù)控加工編程模塊和CAD/CAM模塊，每個模塊均設(shè)有對應(yīng)相關(guān)課程的課程設(shè)計或?qū)嵱?xùn)環(huán)節(jié)，重新捋順各課程之間銜接關(guān)系。

其中機械設(shè)計基礎(chǔ)模塊主要包括《機械原理》、《材料力學(xué)》、《機械設(shè)計》、《機械設(shè)計課程設(shè)計》、《液壓與氣壓傳動》等課程，同時設(shè)置1周的機械原理課程設(shè)計、2周的機械設(shè)計課程設(shè)計、1周的液壓與氣壓傳動課程設(shè)計等綜合實踐環(huán)節(jié)。機械加工工藝模塊主要包括《互換性與測量技術(shù)》、《工程材料及熱處理》、《機械制造技術(shù)》等課程，同時設(shè)置4周的金工實習、2周的機械制造技術(shù)課程設(shè)計等綜合實踐環(huán)節(jié)。數(shù)控加工編程模塊主要包括《數(shù)控技術(shù)》、《先進制造技術(shù)》、《特種加工》等課程、同時設(shè)置2周的數(shù)控技術(shù)實訓(xùn)等綜合實踐環(huán)節(jié)。CAD/CAM模塊將主要包括《計算機制圖》、《機械CAD/CAM》等課程，同時設(shè)置模具CAD/CAM實訓(xùn)等綜合實踐環(huán)節(jié)。

1.3 提升數(shù)控技術(shù)課程內(nèi)容的先進性和整合性

數(shù)控技術(shù)在課程內(nèi)容的設(shè)置上要緊跟當前數(shù)控制造領(lǐng)域先進技術(shù)的發(fā)展趨勢，不斷更新相關(guān)課程教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法，始終與國內(nèi)外先進制造技術(shù)的發(fā)展保持同步，強調(diào)以學(xué)生的工程應(yīng)用能力培養(yǎng)為核心。以數(shù)控技術(shù)應(yīng)用能力培養(yǎng)為例，始終著眼于各課程教學(xué)內(nèi)容和課程體系的整體優(yōu)化，構(gòu)建出數(shù)控機床結(jié)構(gòu)-數(shù)控原理-數(shù)控系統(tǒng)-數(shù)控加工工藝-數(shù)控編程的數(shù)控技術(shù)課程體系，將機械產(chǎn)品的設(shè)計、加工工藝的制定、數(shù)控設(shè)備的使用、編程加工的實現(xiàn)等知識融于一體，使知識更連貫、內(nèi)容更完整、教學(xué)更高效。

1.4 加強實踐教學(xué)內(nèi)容改革，全面實現(xiàn)應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標

在各課程的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)中，重點解決以往實踐教學(xué)多為驗證性、演示性和單一性的低檔運行的情況，切實以學(xué)生為中心、以社會實際需求為導(dǎo)向，及時引入本課程本專業(yè)領(lǐng)域科技發(fā)展的新成果，在每門課程中均增加了綜合性、設(shè)計性等應(yīng)用性強的實踐項目，突出對學(xué)生工程實踐能力的培養(yǎng)，努力實現(xiàn)實踐教學(xué)環(huán)境的真實性和實踐教學(xué)內(nèi)容實用性。以《數(shù)控技術(shù)》課程為例，我院目前采用48理論課時+8課內(nèi)實踐課時+2周集中實訓(xùn)環(huán)節(jié)。在8課時的課內(nèi)實踐環(huán)節(jié)，充分發(fā)揮了數(shù)控加工仿真軟件在實踐教學(xué)初期的指導(dǎo)作用，通過8課時的課內(nèi)實踐，要求學(xué)生利用數(shù)控仿真軟件同時掌握FANUC 0i和siemens 802D兩種車削和銑削數(shù)控系統(tǒng)的操作和簡單編程。這兩個數(shù)控系統(tǒng)是國內(nèi)國際在數(shù)控機床上裝機量最大的數(shù)控系統(tǒng)，最具有代表性。在《數(shù)控技術(shù)》課程結(jié)束后，設(shè)置了為期2周的數(shù)控技術(shù)實訓(xùn)的綜合實踐環(huán)節(jié)，在本環(huán)節(jié)中，將學(xué)生5人分為一個小組，要求學(xué)生在2周內(nèi)完成一個車削和一個銑削零件的加工，零件的設(shè)計圖紙均來源生產(chǎn)一線，從而真正做到真題真作，強化對學(xué)生的崗位技能培訓(xùn)。設(shè)備選用、加工工藝設(shè)計、加工程序編制、零件的實際加工均由學(xué)生自主完成。通過綜合實踐環(huán)節(jié)使學(xué)生圍繞數(shù)控技術(shù)系統(tǒng)地理解和掌握其他相關(guān)課程的內(nèi)容和難點，整合了前導(dǎo)課程的綜合應(yīng)用，同時提高了學(xué)生的合作意識，提升了其解決具體工程實踐問題的能力。

1.5 加強應(yīng)用型教材建設(shè)

數(shù)控技術(shù)課程作為機械類專業(yè)開設(shè)的必修課，教材的選擇十分重要，目前已出版的僅國家級精品教材就有十幾本，因此精選教材必須走在課程建設(shè)的前列。通過深入分析和比較現(xiàn)有的國家級精品教材，基本可以分為兩大類。一類主要是面向研究型大學(xué)的教材，此類教材的特點是內(nèi)容廣、信息量大，但重點不突出。另一類教材主要是面向應(yīng)用型本科院校，此類教材的特點是主要突出應(yīng)用這個重點，基本圍繞數(shù)控機床的結(jié)構(gòu)、數(shù)控加工工藝、數(shù)控編程方法這三大內(nèi)容?；趹?yīng)用型人才培養(yǎng)的院校一定要選擇適合自己的應(yīng)用型教材，始終抓住應(yīng)用這個主線。此外課程組教師在備課中對校外企業(yè)生產(chǎn)中的具體問題以及科研過程中遇到的實際問題進行提煉，形成案例，有機地將工程實踐融入到教材的實踐環(huán)節(jié)當中去，使實踐教學(xué)環(huán)節(jié)與實際的生產(chǎn)和科研緊密結(jié)合。1.6 專業(yè)技能測試和數(shù)控技能競賽機制的構(gòu)建與實踐

課程組經(jīng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，目前用人單位十分看中應(yīng)用型機械專業(yè)本科畢業(yè)生的專業(yè)崗位職業(yè)能力水平。為此，我們在校內(nèi)組織開展“數(shù)控技能大賽"，以賽促教；同時通過鼓勵和引導(dǎo)學(xué)生獲得相關(guān)數(shù)控技能等級證書，進一步激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習的動力。加強學(xué)生專業(yè)崗位職業(yè)能力的培養(yǎng)，包括零部件設(shè)計能力、工藝分析能力、編程能力、操作能力、CAD/CAM軟件應(yīng)用能力及其他綜合能力的培養(yǎng)。此舉對于應(yīng)用型本科生專業(yè)崗位職業(yè)能力的培養(yǎng)具有積極意義。

2 加強校內(nèi)實驗實踐硬件建設(shè)，為教學(xué)改革提供保障

實驗實踐教學(xué)裝備的先進性和教學(xué)環(huán)境的真實性是應(yīng)用型本科數(shù)控課程實踐教學(xué)效果的根本保證。為此，課程組深入企業(yè)充分調(diào)研，按照企業(yè)的生產(chǎn)實際有計劃分步驟地購置了先進的工業(yè)級生產(chǎn)型數(shù)控設(shè)備，建立了設(shè)備種類齊全可以基本模擬真實生產(chǎn)環(huán)境的實驗實訓(xùn)中心。同時專門設(shè)立數(shù)控技術(shù)與機電一體化實驗室，配備數(shù)控車床綜合維修試驗臺2臺，數(shù)控銑床綜合維修試驗臺2臺，數(shù)控可編程6關(guān)節(jié)機械手2臺，二維數(shù)字控制系統(tǒng)實驗平臺2臺，以及多套數(shù)控刀架、數(shù)控刀庫、機械手拆裝實驗實訓(xùn)設(shè)備。目前校內(nèi)數(shù)控技術(shù)實驗實踐教學(xué)硬件條件通過一系列的建設(shè)已經(jīng)可以滿足對學(xué)生工程實踐能力的培養(yǎng)。

3 加強師資隊伍建設(shè)，實現(xiàn)教師在教學(xué)改革中的主導(dǎo)地位

師資隊伍的自身工程實踐能力與學(xué)術(shù)水平的強弱，直接決定所培養(yǎng)的學(xué)生能力。為此我們始終堅持走出去和請進來的方法來提高教師隊伍自身的工程實踐能力。具體做法是，每年選派1到2名課程組教師深入合作企業(yè)掛職學(xué)習，每年邀請1到2名企業(yè)高級職稱人員來我校負責課程的部分章節(jié)和實習實訓(xùn)環(huán)節(jié)的指導(dǎo)工作。與此同時，我們還建立了擔任數(shù)控技術(shù)系列課程的教師之間互相學(xué)習觀摩制度，以便使學(xué)生在知識學(xué)習和能力形成的環(huán)節(jié)實現(xiàn)教育的連續(xù)性，實現(xiàn)學(xué)生在數(shù)控技術(shù)能力獲得的各相關(guān)課程的學(xué)習之間的“無縫聯(lián)接"，使學(xué)生將所學(xué)的各門課程的知識構(gòu)成一個有機的整體。

4 推行產(chǎn)學(xué)研合作培養(yǎng)模式

應(yīng)用型本科院校的人才培養(yǎng)一般均提出服務(wù)地方經(jīng)濟建設(shè)的培養(yǎng)目標，這一目標的落實和實現(xiàn)離不開產(chǎn)學(xué)研合作的培養(yǎng)模式。為此，在宏觀上，在分析企業(yè)、院校在資源、環(huán)境等方面的差異基礎(chǔ)上，充分整合和利用各自優(yōu)勢，對整個專業(yè)的培養(yǎng)方案進行優(yōu)化，在學(xué)生培養(yǎng)的各環(huán)節(jié)和階段，把企業(yè)所需的生產(chǎn)實踐能力與傳授知識為主的課堂教育有機結(jié)合。在微觀上，通過優(yōu)化教學(xué)計劃、精心設(shè)計實驗實踐環(huán)節(jié)，從而使教學(xué)計劃的要求與實踐能力的培養(yǎng)密切結(jié)合，實現(xiàn)對學(xué)生創(chuàng)新意識和工程素養(yǎng)的培養(yǎng)，使學(xué)生分析、解決實際問題的能力得到不斷提高。

5 結(jié)語

應(yīng)用型本科院校的人才培養(yǎng)模式改革應(yīng)始終以適應(yīng)地方和行業(yè)經(jīng)濟建設(shè)發(fā)展需要為目標，以工程應(yīng)用為主線，構(gòu)建學(xué)生的工程實踐應(yīng)用能力體系，從而培養(yǎng)出基礎(chǔ)扎實、技術(shù)應(yīng)用能力強、素質(zhì)高的機械類畢業(yè)生，提升學(xué)生的崗位競爭力和發(fā)展后勁。

數(shù)控技術(shù)是一門機械專業(yè)的歸結(jié)性課程，通過此課程教改研究來促進應(yīng)用型機械類專業(yè)的人才培養(yǎng)模式的改革，將使整個培養(yǎng)模式更加符合高等教育培養(yǎng)應(yīng)用型本科人才的特點，更好地適應(yīng)現(xiàn)代制造技術(shù)對人才培養(yǎng)的要求。此外，目前本科高等院校在工程專業(yè)教育認證標準下，分析數(shù)控技術(shù)課程教學(xué)現(xiàn)狀，研究教學(xué)改革方案，優(yōu)化相關(guān)系列課程教學(xué)內(nèi)容，對培養(yǎng)“應(yīng)用型高級人才"和“卓越工程師"也具有重要意義。

[1] 李大勝，張輝，胡娟.應(yīng)用型本科院校數(shù)控技術(shù)課程改革探索[J].吉林農(nóng)林科技學(xué)院學(xué)報，2011,(1):113-116.

[2] 許崇海，方斌，張鵬.面向卓越工程師和工程教育專業(yè)認證的機械類專業(yè)工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式[J].高教學(xué)刊，2015，(21):52-54.

[3] 黃民，李啟光，孫江宏.建設(shè)機械工程實驗教學(xué)示范中心突出應(yīng)用型人才工程實踐和創(chuàng)新能力培養(yǎng)[J].實驗技術(shù)與管理，2013，(4):16-19.

[4]劉偉民，李耀剛，鄭愛云.本科機械類專業(yè)技術(shù)應(yīng)用型人才培養(yǎng)教學(xué)模式研究[J].大學(xué)教育，2014，(13):133-134.

Research on the Training Model Reform of Mechanical Application-Oriented Undergraduate Talents Based on NC Technology Course

LIDa-sheng,YANGLi,WANGXian-cai

(BengbuUniversity,Bengbu233030,China)

Combining both application-oriented institutes' characteristics and their school-running principles, this paper will try to carry out a series of reforms in the NC technology course, focusing on improving students' engineering practical abilities and creativeness. The NC technology course can be used as a conclusive course in cultivating Engineering majors' mechanical manufacturing abilities. It also analyzes mechanical applied undergraduate talents training model reform and makes a summary of the reforming method. It has proved that these reform methods are quite efficient in fostering advanced application-oriented qualified personnel with practical ability and creative consciousness.

NC technology; applied undergraduate; training model

2016-12-16

蚌埠學(xué)院教研項目“基于數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用型本科機械類專業(yè)人才培養(yǎng)模式的研究"(2015jyxm20)

李大勝(1978-)，男，碩士，蚌埠學(xué)院機械與車輛工程學(xué)院副教授，研究方向：數(shù)控技術(shù)、CAD/CAM。

G642.0

A

1674-3229(2017)01-0121-04