皖西學院實驗實訓教學管理部 李 明 夏 松 秦海波 馬 銳

霍邱縣第一人民醫(yī)院 屠魯培

數控裝備在現今機械制造業(yè)中具有重要的戰(zhàn)略性作用。文章論述了數控實訓的重要意義，分析了當前應用型本科機械專業(yè)的數控實訓的發(fā)展現狀，指出了實訓教學現狀中存在著的問題，結合皖西學院在數控實訓教學改革過程中的舉措，進行了相關實踐研究。

0 概述

在“中國制造2025”背景下，“智能制造”人才需求巨大，新工科專業(yè)是以智能制造、機器人等用于傳統(tǒng)工科專業(yè)的升級改造，相對于傳統(tǒng)的工科人才，未來新興產業(yè)和新經濟需要的是實踐能力強、創(chuàng)新能力強、具備國際競爭力的高素質復合型新工科人才。當今世界各制造強國投入大量人、財和物來促進數控技術及其裝備的革新（王其飛,劉敬猛,凌有鑄.一種基于ARM+FPGA新型數控系統(tǒng)硬件設計[J].安徽工程科技學院學報(自然科學版),2010,25(03):20-23;薛光明.淺談針對本科數控實訓教學的幾點意見[J].職業(yè)圈,2007(8):109-110）。數控技術的發(fā)展和數控機床的普遍應用，給機械產品的形狀復雜程度、尺寸精度檔次、生產方式和產業(yè)結構帶來了新變化。本科階段對學生的數控技能培育對增強學生的動手實踐能力，理論聯系實際的能力，思維創(chuàng)新的能力等具有重要意義，在新工科背景下應用型本科高校數控實訓更應得到重視與加強。

1 本科數控實訓教學發(fā)展的現狀及其存在的問題

據相關統(tǒng)計，我國每年數控人材缺口達30萬。全國各大高校也因此加快了數控實訓基地建設的步伐,引進了大量的數控實訓設備和教學人員。實訓基地的環(huán)境和實訓教學成果有了很大的改善。但在快速發(fā)展的步伐中的同時,很多本科院校，尤其是應用型本科院校也面臨著很多問題（蔣占四,機械類本科數控技術系列課程整合與教學研究[J].廣西輕工業(yè),2010(12):68-70），具體問題分析如圖1中所示。

圖 1 本科數控實訓存在的問題

（1）學生培養(yǎng)導向模糊

本科學生的個體素質、教學特點、就業(yè)定位和社會對本科畢業(yè)生的期望與?？茖W生存在很大不同。?？祁惖臄悼亟虒W，優(yōu)勢在于其自身的特點的單一和明確的市場定位，就業(yè)市場也更為認可?？茖W生的實踐水平。鑒于就業(yè)壓力,部分本科院校開始忽視自身的教學特點,將自家學生和?？茖W生放在相同需求層次上培養(yǎng)，而這樣既壓縮了?？粕木蜆I(yè)空間，又舍棄了本科生的優(yōu)勢，浪費了教育資源。

（2）教學設計不夠完善

數控技術知識體系主要包括數控加工原理、數控程序的編制、機床構造和機床實際操作。然而目前的數控技術的教改研究偏重在數控編程方面，強調數控程序的編制，而忽略了數控機床結構，機械原理以及機床實際操作，這樣做將直接導致理論教學與實訓教學環(huán)節(jié)脫節(jié)，消減學生的創(chuàng)新設計能力和自主研發(fā)能力。

（3）實訓中心硬件條件落后

部門院校的師資力量薄弱，學生將大量的實訓時間用在了操作仿真軟件上，通過數控仿真軟件觀測實訓模型的數控加工過程，然而實際操作機床加工時則采用尼龍棒和塑料塊等廉價甚至劣質材料代替金屬毛坯進行加工，有的甚至不對學生進行機床實際操作的教學，實訓效果遠比不上使用金屬毛坯進行加工。

實訓中心的在教學人員的配置上也存在不合理因素，一位數控實訓教學人員同時指導的學生數有限，實訓過程中還要制止與避免學生的操作失誤和危險事故發(fā)生，所以實訓老師的教學具有很強的隨機性，不會讓每一個學生都進行機床操作加工，只是具有針對性地介紹數控加工過程操作，讓學生有個感官地概念性認識，并不進行實際加工操作。

有的實訓中心的設備配置也較為落后，幾乎不具備實訓教學的條件，而一臺數控加工設備本身價格不菲，若考慮其經濟因素，引進最新的設備，實訓中心無法及時采購或不具備采購的條件，所以學生無法了解較為新的數控加工設備，學習較為前沿的技能。

2 數控實訓教學的改革實踐

數控加工與智能數控機床是機械制造行業(yè)的發(fā)展方向，數控實習是皖西學院機械專業(yè)重要的實踐環(huán)節(jié)，為保證數控實訓教學環(huán)節(jié)的質量，我們進行了如下幾個方面的改革嘗試，實踐架構體系如圖2所示。

圖2 數控實訓教學改革實踐方案

2.1 明確學生培養(yǎng)目標

本科數控實訓的教學方式,可以借鑒一些?？圃盒５慕涷?結合本科教學的特點,高水平的培養(yǎng)從事數控制造領域的人才（周小超.金工實習數控加工部分考核標準的研究[J].電大理工,2015(2):10-11;張少伍,錢金明,李健.數控車削的加工程序編制[J].皖西學院學報,2004(05):68-70）,既培養(yǎng)學生數控加工理論方面的知識，使其具有較強的數控理論功底,同時又進行動手操作機床加工產品，使其具有較為熟練的數控實操技能,在理論聯系實際的同時又重視學生的創(chuàng)新能力的開拓。

結合地方性大學周邊的產業(yè)環(huán)境，培養(yǎng)創(chuàng)新型應用人才，企業(yè)的產品開發(fā)人員配置分為“產品設計師”、“制造工藝師”、“操作技工”三類。創(chuàng)新型應用型本科人才培養(yǎng)目標則定位在“制造工藝師”層面，這種人才定位不僅利于企業(yè)選擇他們所需要的人才，也利于本科院校明確自家學生的培養(yǎng)目標。

2.2 數控實訓教學設計

學生學到的理論知識，很大程度上要經過實訓才能被學生掌握,才能實現理論到實踐的飛躍,學生頭腦中的相關知識體系才能被構建和鞏固。在有限的課時里，教師應盡力提高理論教學的教學效果和實訓環(huán)節(jié)的實踐效果，避免占用學生過多的動手時間。理論課內容的設置時應考慮后期實訓。理論課中還應引入實訓案例。實訓教學時，教師講解演示機床加工的過程中，要回顧學生以前學到的理論知識,避免理論知識與實訓操作脫節(jié)。

（1）在數控實訓的教學設計方面，要結合實訓中心軟硬件條件，應遵循下面幾個原則：

1）完整性原則。數控實訓內容的安排，必須是完整的知識模塊,忌多忌雜，架構精簡凝練，內容充實飽滿。盡量把每個模塊的操作細節(jié)完整地呈現給學生。如在進行數控CAM實訓的時候（達式旻,發(fā)展數控實訓培養(yǎng)創(chuàng)新人才[J].學理論,2010(19):226-227;王學鵬,中職數控實訓教學之淺見[J].文理導航·教育研究與實踐,2015(4)）,應該將零件三維造型設計、自動編程過程、后期處理、仿真加工、首件試加工中的每一個環(huán)節(jié)都讓學生完完整整地經歷一遍。皖西學院實訓教學環(huán)節(jié)設計如圖3所示。

圖3 實訓教學環(huán)節(jié)設定

2）學生主體性原則。數控實訓教學應以學生為主體,以教師為主導。培養(yǎng)學生養(yǎng)成發(fā)現問題，運用所學過的理論知識分析問題，并最終解決問題的能力和習慣。

（2）數控實訓的教學方法，可以借鑒“行為導向教學法”、“任務驅動法”和“競賽教學法”等方法進行設計。學生的實訓接受速度有高低,可采用“分級任務教學法”進行分級教學,即以做任務的形式進行分類實訓，本組任務先完成的學生可進入高一級別的任務,考核結果以任務完成數量、效率和難度級別來判定。

（3）數控實訓的教學手段，在實訓開始前，通過放視頻講解，使學生了解最直觀的數控加工技術。加強研發(fā) CAI 課件和教學軟件，將數控機床、刀具、機床附件、加工過程等難于表達的、抽象的教學內容具體化，幫助學生掌握知識。實訓結束后，組織學生到企業(yè)工廠參觀，讓學生了解數控機床在生產一線中的使用狀況。

2.3 完善實訓教學考核內容的設置

數控實踐操作能力，需要學生對產品生產全過程乃至工廠管理方面等全面理解。皖西學院在數控實訓考核內容設置上，做了如下安排：

（1）任務輸入分析，零件設計

學生接到實訓任務的零件圖紙，能夠分析零件圖紙，知道加工技術要求，結合實訓中心現有的設備條件，分析加工方法的選擇等。

（2）編寫加工工藝

針對零件的加工特點合理選擇數控加工方法，合理選擇毛坯材料和尺寸、機床種類、刀具種類、相關夾具設計，制定數控加工工藝路線，編制加工工藝卡，對于加工出來的零件，通過量具測量，檢驗零件尺寸是否合格，如果不合格的話，分析工藝路線中的不足。

（3）數控加工程序編寫

根據上述編寫的工藝卡片，能夠手工編制加工程序或利用相關的CAM軟件自動編程。要求學生能夠獨自建立工件坐標系，設計合理的走刀路線；能夠把CNC程序輸入到機床面板中進行空運行，學會使用“圖形”功能查看刀位點軌跡是否正確，并修改加工程序；能夠優(yōu)化刀位點的路徑等。

（4）數控機床操作

對數控機床的操作要求學生能進行工件對刀，設置刀偏、刀補等參數，能進行刀位點坐標驗證；掌握機床的“鎖定”運行功能、實際加工過程的分析能力；能夠測量誤差大小、分析誤差誘因。

2.4 對師資建設方面進行合理有效的規(guī)劃和建設

本科數控實訓基地的建設，應考慮教學規(guī)模的需求、場地限制，制定合理長久的發(fā)展規(guī)劃。在教師教員方面，應盡可能引進機械專業(yè)出身的、工廠里有過多年工作經驗尤其是具有實操經驗的人承擔實訓教學工作。針對實訓基地現有的教學人員，拿出合理的教師培訓深造計劃,及時跟上數控技術等的更新。

3 結語

通過一系列數控實訓方面的教學改革實踐，皖西學院學生參與數控實訓的興趣有較大提高，學生的數控加工能力有明顯提升，培養(yǎng)了一批具有較強的實操能力和開拓創(chuàng)新能力的數控技術人才。同時，皖西學院這些改革實踐的成果，也可為今后其他本科高校開展數控實訓教學改革提供相關經驗。