数控编程基础训练精选(十四篇)

序言：作为思想的载体和知识的探索者，写作是一种独特的艺术，我们为您准备了不同风格的14篇数控编程基础训练，期待它们能激发您的灵感。

篇1

关键词：加工中心 轨迹仿真 实践教学

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）008-190-02

1 引言

数控技术及装备，是发展高新技术产业和尖端工业的基本技能技术和最基本的装备。随着我国由“制造大国”向“制造强国”的转型，数控加工中心在先进制造技术领域中得到了越来越广泛的应用，社会对高素质技术人才的需求也不断发生变化。了解先进制造技术的发展现状，掌握先进制造装备的编程、轨迹仿真和加工技术原理将成为工科院校毕业生所必备的专业知识。

2 数控加工中心实践教学现状

美国的高校一直以来都对实践教育给予了足够的重视，在全面开展系统化的理论课程同时，倡导开放型与实践性，让学生通过实践提高创新能力。国内高校也深刻地认识到人才市场需求的变化，加大投入购买了一些先进的加工中心设备。加工中心作为数控技术发展的终端，具备提高学生掌握更加复杂的数控加工工艺、加工能力和编程方法，进一步了解更先进的数控设备和制造技术发展趋势的优势。然而，加工中心在国内高校的实践教学中却未能起到其应有的作用，主要问题在于：（1）设备昂贵，维护成本高。现行的实践教学方式需要多台加工中心设备才能达到教学效果，而目前三轴的加工中心动辄百万以上，使的大部分教学单位无力承担。（2）人均占有设备数少。虽然国内很多高校都引进了加工中心，但大多未形成设备群，单一种类至多1-2台，对于每个班级至少20人进行实践教学则无法实现。（3）操作安全性差。加工中心操作复杂程度高，学生实际操作经验不足，出现误操作的可能性大，对于人身和设备都存在安全隐患。

这些问题使得加工中心在工程训练实践教学中受到限制，如何在工程训练实训中扩展加工中心的实践课程、利用现有资源突破加工中心教学课程的瓶颈，使学生了解更先进的数控设备和制造技术的发展趋势，掌握更加复杂的数控加工工艺、加工能力和编程方法，成为工科院校实践教学亟待解决的问题。

3 轨迹仿真在数控加工中心实践教学中的应用模式

加工中心实训的目的是使学生在机械类课程学习和数控加工实训的基础上，进一步锻炼学生的先进加工技能、机械加工中工艺规程制定、程序编制、切削工艺性、刀具种类等综合专业知识。本文拟充分利用工程训练中心现有的4套美国HASS加工中心数控系统和1台美国HASS三轴立式铣削加工中心（如图1所示），开展数控加工中心实践教学中手动编程、轨迹仿真、实操训练等教学模式探索。

加工中心数控实践教学以专业技术应用为主线，围绕这条主线设置课程、确定教学内容、形成教学体系组织教学。理论课程体系的教学，在密切结合专业实际需要和应用范围的前提下，使学生掌握必需、够用的理论知识；实践课程体系教学主要以基本技术和工艺技能熟练为重点，培养学生对先进技术的应用能力和素质，两者有机结合，共同围绕主线展开教学。

3.1 加工中心编程基础训练

编程讲解与实际操作相结合，在加工中心实际加工模块中编程的讲解是必须的，也是首先要做的。但同时这种实训中的编程讲解又与理论课中的编程讲解不一样，实训中的编程讲解针对实际使用的设备和系统，有很强的可操作性。利用现有的4套HASS加工中心数控系统和1台立式铣削加工中心，可使5组同学每组2-3人分别在HASS数控系统边学习边演示，使学生对所学知识有直观的验证，从而加强学生的理解和实际运用能力，使学生熟悉加工中心编程特点，掌握常用的编程G代码，熟悉加工中心的工作原理。

3.2 手动编程与加工轨迹仿真实践

设置具有典型工艺特征的零件作为数控轨迹编程对象，充分利用加工中心工序集中、自动换刀功能的特点，零件应具有钻、铣等多种加工工艺特征和粗、精加工等多种工艺过程。利用现有数控系统采用手工编程方法，实现零件的工艺规程的制定和数控轨迹编程。

采用数控系统自带的轨迹仿真模块对程序进行仿真，验证数控轨迹的正确性。这样既使学生综合锻炼了机械制造的基础知识，掌握了加工中心的技术特点，同时也避免了实际加工中因程序设置不当或操作不当而带来的危险。学生可在数控系统中多次对编制的程序进行修改、仿真，最终形成可行的加工轨迹。

3.3 数控轨迹加工验证实践

在加工中心编程基础训练和加工轨迹仿真训练的基础上，对于在仿真模块修改好的典型零件加工程序，可在指导教师审核后，在实际的加工中心中以石蜡或PVC为坯料，开展典型零件的样件加工，充分体现加工中心所独有的工序集中、高效率、高精度的加工过程，使学生理论联系实际，切实掌握机械制造技术。

在培养加工中心数控技术专业技能过程中，通过典型零件的设置，综合运用理论知识对零件的加工进行合理的工艺编排，并通过轨迹仿真对编程进行修定，最终通过样件的加工对理论知识进行验证。这种教学模式有利于学生实践能力与创新能力的培养，提高了教学效率和效益。

4 结论

本文以“编程技术――加工工艺制定――轨迹仿真――样件加工验证”的课程体系设计思路，优选典型的体现加工中心技术和机械制造工艺的零件，通过合理安排教学内容，探索加工中心在实践教学中的应用模式，使学生更好的了解先进制造技术的现状、特点，并初步掌握加工中心加工的基本技能。

（辽宁省普通高等教育本科教学改革研究项目“基于综合性工程素质培养的工程训练教学内容改革与实践”资助）

参考文献：

[1] 宋春华.数控技术的现状及发展趋势[J].装备制造技术，2011（3）：114-117.

篇2

关键词: 数控铣削加工教学 理论教学 实践教学

一、理论教学

(一)传统教学。

数控铣削加工教学与其它学科一样,传统的教学是完成其基本教学的重要途径,是一种在教室里通过师生的双向交流而完成知识传授的教学形式,可借用传统教学工具,采用讲述、举例、对比、图示、练习等教学方法,恰当地将知识点分解,把复杂的问题简单化,把抽象的问题形象化,使学生易于接受。然而,不同于其他专业课的是,数控铣削加工教学的实践性非常强,有很多问题很抽象,单纯地靠课堂讲解、练习等方法很难较好地完成理论教学,所以,必须进一步将理论问题实践化,将抽象的知识形象化,这在传统的课堂里很难达到。

(二)电化教学。

电化教学是利用计算机、投影仪、音响等多媒体设备,适当地将教学内容配上声音、图像、动画等,从而使学生更易于接受教学内容的一种教学形式。如果在数控铣削加工理论课中,适当地运用这种多媒体教学,则很多较难讲述清楚的抽象问题,就能形象地表达出来。一个好的电教课件能通过合适的声音配以恰当的说明来突出重点、难点和疑点问题,能反复演示一些较难理解的知识点等。比如,在讲述一个较复杂的三维曲面零件的加工时,其加工顺序、换刀、刀具选择等都是较难掌握的,对于初学者来说,一般很难作出最佳选择,如果用课件,以动画的形式将多种可能的方案一一演示出来,让学生进行比较,则最佳方案就一目了然,而学生也更容易地接受这种比较式的学习方法。

(三)仿真系统的使用。

数控仿真系统是指能在计算机上模拟数控机床各种操作的,利用局域网的功能,让学生坐在计算机前模拟地完成数控机床的各种操作,教师能对学生每台电脑进行实时监控与现场教学。对于经济实力薄弱,没有足够机床设备供学生实操的学校来说,是一种很好的教学模拟系统。而且,只要能正确使用电脑,学生就能安全操作,不会造成任何由于操作不当而带来的人身伤亡与机械设备的损害,既使是有足够实操设备的学校,在仿真系统设备上教学,对于初学者来说,也是最佳的学习方式。

二、实践教学

对于数控铣削加工教学来说,实操训练是一项最基本也是最重要的教学内容,学生只有掌握了铣床的各种基本功能、众多数控指令的运用和操作命令的使用方法,以及采用软件对工件进行三维造型与自动编程,才有可能顺利地进行零件加工训练。学生要尽快地掌握这一训练内容,必须做到以下几点。

(一)规范化、高标准的实操要求。

任何实操课都要求规范、标准:一是课堂组织规范。课堂做到秩序井然,有条不紊,形成一个高标准的教学组织形态,为学生营造一个良好的实操练习环境。二是操作规范。做到每位学生每个操作动作都很规范、标准,这样才能确保每堂课的正常进行。三是在训练进度上要求有一个高的标准,每堂课后,都要求学生达到一个什么水平,并予以评价、比较,给予适当的褒奖与激励。这样才能确保每堂课安全高效地进行,才能达到实操课的真正目的,所以,在实操课前制定一个完整、可靠、规范的实操要求和安全规则是必要的。

(二)科学分组,以优辅差,共同进步。

数控铣削加工的教学任务不仅是让学生学会怎样操作一个系统的数控铣床(任何两个系统的数控铣床之间都存有差别),更重要的是让学生学会数控铣削加工的学习方法,使他们通过自学掌握各种铣床的操作,只有这样,培养出来的学生才能满足外界社会的需要,才能适应社会的发展。然而对于一个班的学生的教学,很容易出现下列情况:一是优秀的学生接受能力强,老师的讲述、示范等都能较容易的掌握,在学习的过程中可能不会遇到太多问题,特别是一些难度不大但又容易出现的错误,或是容易被忽略的问题,他们可能遇不到。也许有很多人认为在学习的过程中没问题是好事,其实不然,因为没遇到问题不等于没问题,对于学习,没遇到问题本身就是最大的问题。学生在一帆风顺的学习过程中是不可能学到太多的,特别是解决问题的能力,可能得不到明显的提高。二是一些基础较差的学生,就可能受到很大的压力,一方面是来自教师的,一方面是来自其他同学的,还有自己的心理因素,等等。随着教学的推进,积累的问题也越来越多,容易产生自卑的心理,认为自己笨,“破罐子破摔”。三是优秀的学生没有一个比较的参考点,容易满足,容易助长学生“不过如此而已”的心态,从而造成止步不前的状况。这些现象都是极有可能出现的,这样就会使整个班集体的学风变坏,慢慢地造成整体退步的现象。

面对这些情况,我认为“以优辅差”的方法是比较好的。实操课一般都是分组练习的,有很多教师都由学生自行分组或随随便便将学生分成若干组,也不作任何调查分析,这是不可取的。科学的分组能使其达到最优配置,比如根据学生的学习态度、性格、悟性等情况,合理地安排每组成员,这是比较好的。最起码要做到的一点,我认为就是要优劣搭配,每组都要安排优秀的学生作为组长,全面地带动同学进行实操训练。这样做我认为有以下优点。

1.优等生能帮助教师进行教学辅导,使教师有足够的时间照看整个课堂,有利于整个课堂秩序的维护,保证实操课安全、正常地进行。

2.每组的后进生都有优等生进行辅导,能及时、高效地解决问题,而且同学之间的沟通比师生之间更容易。

3.教师有足够的时间和精力解答那些优秀生无法解决的问题,这样优秀生的进步就比较快,有利于学生的可持续发展。

4.后进生能够得到更多的辅导与帮助,他们的学习也就会逐渐好起来。自信心也会得到进一步的提高,而由于优秀生辅导后进生时,也会遇到许多自己没有遇到过的问题,使他们多了很多思考问题与解决问题的机会,无形中培养了他们各方面的能力。

5.同学之间互相帮助,更增强了班级凝聚力,使他们能更加团结一致,齐心协力,共同进步。

(三)综合训练。

数控铣削加工实操综合训练主要是集毛坯选择、装刀、对刀、程序编制(自动编程与手工编程)与调试、试切加工等于一体的操作练习,其中重点与难点就在于编程与对刀,而加工则是体现前述操作正确与否的关键,在这一阶段很容易出现各种事故,如撞刀等。所以,这一训练阶段一定要妥善管理,谨慎教学,以保证教学工作正常、高效地开展,我认为这阶段的教学有必要做到以下几点。

1.健全教学管理机制。

数控铣削加工综合训练是在学生基本上掌握了各项单独操作(如编程对刀等)后,集所有操作步骤一次性完成的一种操作训练,要一次性完成从毛坯选择到零件加工这一过程中的每一步操作,其难度较以前的基础训练有了很大的提高。这一阶段很容易出现安全事故,所以必须有一个健全的教学管理体系,如此才能确保教学的正常进行。

首先,要有一个完善的实操规范和安全规则,对操作的每一个动作都做到严格要求,一定做到规范、标准(这在基础训练中同样重要)。其次,我认为采取组长负责的竞争教学机制也是一种较好的方法。因为教师不可能时时刻刻都跟着每一位学生,为了确保安全,就必须每组、每台机床设备都有一个能代表教师进行严格管理和示范操作的学生作为组长,课前教师首先对组长进行严格的培训,使他们预先就熟练地掌握本次课的知识点与操作技巧,了解课堂的注意事项,上课时他们全权代表教师进行本组的教学与管理。教师再适当地加以激励,使组与组之间形成一种相互竞争,互相促进的局势。这样既能体现“以优辅差”的优越性,又能基本能确保每堂课的正常进行。

2.高标准、分层次的综合训练。

综合训练的难易程度取决于工件的复杂程度,一般实操应由易到难,分步骤、分层次地进行。比如,首先可以练维工件的加工(采用手工编程),然后是单个三维工件(采用自动编程),最后可以进行复杂三维工件的加工练习(采用自动编程)。这一阶段必须规定好练习内容、训练要求、时间、零件检测标准等。这是一个主要的技能训练、锻炼学生操作技能、技巧的一个阶段,所以,必须花大量时间和精力。

其次,“自由训练”也是值得提倡的。它很容易让人想起“放羊”式的教学。这里所讲的“自由”是高标准、高要求下的自由,并非完全放手任学生胡来。这是在前阶段综合训练基础上的升级。在这一阶段,教师规定了学生的训练步骤和达标方案。比如,第一,要求学生自己设计零件图形和尺寸及技术参数,并以图纸的形式表达出来,以备教师检查。这一步要求学生不仅懂得铣工工艺的有关知识,而且必须具备公差、制图、三维造型与自动编程等相关专业知识,对于学生来说,难度是较大的,但它也给了学生自由发挥的机会,有利于他们个性的发挥,培养他们综合的专业能力。第二,学生必须根据零件的需要选择刀具,有时甚至需要在教师的指导下自己设计并磨出所需刀具。因为学生自己设计的工件通常形状怪异,难度很大,在练习的过程中通常会出现许多意想不到的困难和问题,这自然就会加大学生的练习难度,也拓宽学生练习的知识范围。第三,因为工件是由学生自己设计的,所以他们的兴趣会很高,有时,有的学生还有可能会遇到高难度的问题,他们会互相商量,勤奋思考或询问老师,直到将问题解决。在这一学习过程中,学生在无形中会学到很多书本上无法学到,教师也难以教会的知识。我认为,教是教方法,学也是学方法,也只有这样高度发挥学生自主性的教学才能培养出更优秀的学生。

当然,这样的“自由训练”也不是一味地鼓励学生往难处钻,而是要循序渐进,分层次、分步骤地进行,有的学生想“一步登天”,想一下子就能自己设计并加工出非常复杂的工件来,这是不现实的,还有些学生可能会认为偷懒的机会来了,可以弄虚作假,胡乱抄袭,这也是不可取的。所以,教师在检查学生的设计图纸时,就应该严格把好关,严格控制这些好高骛远或想瞒天过海的学生。其次,教师也可以采取一些措施引导学生设计各种自己力所能及的零件,以真正达到“跳一跳,摘颗桃”的教学效果。比如,评分不以工件难度大小为标准,而以完成质量好坏和与前次相比是否有进步为尺度,鼓励学生在练习时做到由易到难,步步为营。

以上是我在几年的数控铣削加工教学中,从理论学习、实习教学、综合训练三个方面作的一些总结与探讨。数控铣削加工教学,没有任何的经验可以借鉴,只有慢慢摸索,故任重而道远。

参考文献:

[1]谈高职数控技术教学.电大理工,2004,(1).

篇3

关键词：金工实习；改革；创新

中图分类号：G420；文献标识码：A；文章编号：

金工实习是以实践教学为主的技术基础课，是机械类等专业学生学习机械制造基本工艺方法，完成基本工程训练，培养具有工程素质和创新型、应用型人才的重要必修课。根据校区高素质应用型人才的培养目标，金工实习课程结合大工程背景下制造技术的快速发展趋势与高等教育的改革精神，以国家教育部本科课程改革指南为指导，改革教学模式，优化教学内容，结合现代工程训练，使之发展成基础性、实践性、趣味性的知识结构。通过"新"金工实习，培养锻炼学生的创新意识，"学以致用"，为以后走向工作岗位打下坚实的基础。

学校非常重视工程训练中心的建设，投入大量资金整修厂房，增添更新先进设备，中心的硬件条件得以显著改善。伴随校区"办学定位"的调整，金工实习教学也应积极适应形势的变化，"相时顺势，有所作为"，争取进一步提高教学质量。

一、更新观念，制定合理的人才培养方案与教学实施计划

培养方案和教学实施计划是组织教学活动、实施教学管理的主要依据，金工实习时间安排的合理与否对其效果的好坏起着关键性作用。在制订教学计划时，应由教务部协同工程训练中心及涉及金工实习的兄弟院系一起，全盘考虑训练中心的实际情况及各实习专业的特点，将实习时间调整好，使金工实习能够有序地进行。

二、充分利用先进教学手段，构建金工实习教学新模式

传统的金工实习教学过程中，教师直接陈述教学内容，学生被动接受训练。学生受的约束多，自由发挥少，教师教授方法教条化，缺乏新技术和新手段影响了金工实习的效果。新的教学模式，将教学与实践紧密结合，主要采取以下方法：

（一）课堂讲授教学

以教师课堂讲授为主和多媒体课件辅助的教学方法。如切削加工基础等理论内容和加工操作安全规程介绍。讲课又多采用启发式教学，便于学生理解。

（二）现场示范教学与辅导

学生以学习和训练工艺技术为主的内容主要采用这种方式。如学生学习各种机床的操纵，是先由指导教师作现场教学示范，让学生在旁观摩学习。在学生实习操作时，教师在旁辅导，使实习安全、顺地利进行，又能提高学习质量。

（三）视频录像课教学

通过网上视频授课方式，既可让学生听视频上生动的讲课，又能看一些不容易看到的生产设备和过程，以及一些先进生产技术。这样有较好的教学效果，有利于扩大学生知识面。

（四）习作件实习

在教师指导下，学生独立完成指定习作件的生产加工。

（五）分组讨论式实习

一些工艺内容以分组讨论的方式，让学生更好地理论联系实际，同时调动他们的积极性，以及启发他们的创造性思维。

（六）学生自己创新制作

在整个金工实习结束前，让学生们根据所学的知识，自己创新设计综合零件，编制工艺过程，加工出所设计的零件。以提高他们的综合素质。

（七）现代教育技术和手段的应用

利用软件进行实体零件设计，生成加工轨迹，然后利用模拟软件在数控机床上进行加工模拟演示教学。

三、更新教学内容、培养高素质应用型人才

教学内容要体现基础性、前沿性、创新性，要培养适应适应社会需求的高素质应用型人才，将金工实习分成基本训练、初级综合训练和创新综合训练三个层次。其中非机械工程类学生只安排常规技术训练内容，近机械工程类学生安排常规技术训练和初级综合训练，机械工程类学生除安排常规技术基础训练和初级综合训练外，还安排先进制造技术和创新综合训练。鼓励学生参加各类职业资格证书的培训及鉴定工作。

（一）常规技术基础训练模块

通过车工、铣工、刨工、磨工、钳工、铸造、锻压、焊接、热处理等各种训练，培养动手能力和学习常规工艺知识。

（二）先进制造技术训练模块

以数控车、数控铣、加工中心、数控线切割、电火花成形加工等先进制造系统，将常规工艺知识与先进制造技术有机结合，完成手工编程与自动编程，学习数控加工、特种加工等新型工艺知识，面向先进制造技术，学习制造系统和熟悉高级制造软件。

（三）综合训练与创新实践模块

以车工综合训练、钳工综合训练、铸工综合训练、焊工综合训练，以及数控车创新训练、数控线切割创新训练、铸工创新训练为基础，培养学生综合运用知识的能力和创新思维能力。

四、加强师资队伍建设、培养"双师型"指导教师

金工实习指导教师应当具有坚实的理论基础和丰富的实践经验，既要具备课堂讲授能力，又要具有现场示范指导的能力，不只是一个师傅，也不只是一个普通意义上的教师，而应该是合二为一的。目前，校区金工实习指导人员为原机械厂师傅，他们具有较高的实际操作水平，但在理论讲授方面有所欠缺，知识结构和学历结构都较低。所以加强实习教师队伍建设，不断提高其全面素质，塑造一支既能从事理论教学，又能从事实践教学，结构合理的"双师型"师资队伍是十分必要的。一方面，对现有的实习指导人员，应采取各种措施进行培养、培训，鼓励参加学历和非学历教育，请教学经验丰富的教授讲课，支持他们旁听本科生有关课程，提高理论知识水平。另一方面，将理论课教师充实到实习指导队伍中。鼓励理论教师坚持实习制度，参加有关企业、公司专业资格培训，取得相关的技术资格证书。有计划地引进高学历、高职称人员担任实习教师，满足先进技术的教学需要。

为了全面推进素质教育，构建适应社会发展的高素质应用型人才培养模式，必须长期不断地加强教学改革，使金工实习教学真正由"传统"转为"现代"。既让学生学习工艺知识，增强工程实践能力，提高工程素质，又培养学生的创新意识和创新思维，逐步拓展学生的创新能力。

参考文献

[1]王炜，张春.对金工实践教学主要问题的探析[J].中国电力教育，2009.08108-109.

篇4

关键词：中高职；数控技术；专业核心课程；衔接；设计

中高职衔接教育是构建现代职业教育体系的主要形式，数控技术专业在中职学校、高职院校中开设率很高，中职数控技术毕业生可以通过技能高考、高职单招、“3＋2”多种形式进入高职院校升造学习，提升专业技能。在岗位调查及其典型工作任务分析的基础上，对数控技术专业中高职课程、课程体系、核心课程内容等方面做一体化设计，以期达到中高职人才培养的协调发展。

1中高职数控技术专业课程体系

1．1总体设计

中、高职衔接关键是课程体系的衔接，它是实现中高职职业教育协调发展的核心。中高职课程设置面向工作岗位，来源于典型岗位工作任务分析。中等职业、高等职业教育目标相同，都是为社会各行各业培养需要的技能型人才。中等职业偏重于操作技能岗位人才培养，高等职业教育偏重于技术技能型人才培养，两者在人才能力培养呈递进式。因此制定中高等职业人才培养方案，关键是设置与行业企业对人才能力需求层次相适应、体现能力递进的衔接课程。中高职课程体系的衔接主要是基础知识学习领域课程衔接、专业学习领域的课程衔接、专业核心课程衔接、专业拓展领域的课程衔接、职业素养课程衔接、实训体系、教学方法及教学考核衔接等方面。本着知识能力螺旋上升的学习规律，中高职各课程模块应面向工作岗位构建衔接课程体系，其核心课程的衔接必然是课程体系衔接的核心。

1．2核心课程设置

中高职数控技术专业课程体系是基于专业调研，典型工作任务分析，行业企业核心岗位工作能力及企业任职资格要求构建，中高职分别确定核心能力与核心课程。数控机床已在机械加工制造企业广泛使用，设备数控率达37％，制造企业数控机床通常有不同类型、档次的数控机床，其中中低档数控车床、数控铣床、加工中心机床使用数量大，高档数控机床较少。数控机床加工是产品质量的重要保证，在产品加工制造中是关键工序。数控设备的正常生产需要具有相应的专业技术技能的人才，企业中有不同能力层次需求，需要面向数控机床的现场操作员、数控加工技术的工艺技术员、数控机床的维护维修技术员。操作工岗位能操作数控机床及机床日常维护，具备图纸工艺识读能力，简单几何形状加工程序编制及零件加工质量控制能力，具备数控机床结构知识；数控工艺技术员岗位除具备操作岗位能力之外，还要有产品零件加工工艺编制能力，三维空间曲面编程与加工能力；数控设备维护维修岗位需要懂得数控机床操作，更需要熟知数控机床的机械及电气控制结构，会运用数控技术知识，维护数控机床及数控机床故障诊断修复。这三类岗位就是机械制造企业的核心岗位。数控机床的操作岗位典型工作任务有零件图图纸、工艺文件识读、加工前准备、加工操作数控机床、调整加工工艺参数、控制产品加工质量；数控工艺技术员、数控设备维修技术员在工作中分别有零件图纸分析、工艺方案设计及工艺拟定、工装夹具设计、3D零件造型设计及工艺规划、自动编程、操作数控机床调试程序、产品质量分析与控制方案，数控机床故障诊断与维修，机床机械、电器装调、精度检验与恢复等。核心岗位工作任务转化成学习领域的情境学习课程，中职将数控机床操作加工能力的培养确定为核心能力，高职将数控工艺技术员、数控设备维修技术员所需能力确定为高职教育培养的核心能力。中职核心能力与高职确定的核心能力紧密相连，中高职分别设置《数控加工操作与编程》、《CAD／CAM软件应用》与《数控加工及夹具设计》、《3D造型与多轴加工》、《数控机床装调》、《数控机床故障诊断与维修》为核心课程。

2核心课程衔接设计

2．1核心课程教学标准

课程标准是体现学生在知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等方面的基本要求，是教材编写、教学、评估和考试命题的依据，是教学管理和评价课程的基础。标准提出课程的性质、目标、内容框架，提出教学建议和评价建议，并提出了指导性的教学原则和评价建议、教学重点、难点、时间分配等具体内容，合理科学规划课程及教学内容，实现中高职教学无缝衔接。《数控加工操作与编程》、《CAD／CAM软件应用》为中职核心课程；《数控加工及夹具设计》、《3D造型与多轴加工》、《数控机床装调》、《数控机床故障诊断与维修》为高职核心课程，按照企业岗位目标和职业能力要求，逐步提高要求，中职阶段注重基础素质教育，高职阶段注重学生知识、技能和职业素养全面培养，提高学生可持续发展能力。中高职核心课程教学以国家职业标准（中、高级）规定的知识和技能要求为基本目标，将数控编程与加工的相关理论知识与加工操作融为一体。以学生为主体，以操作为重点，注重学生自主学习和关键能力（方法能力和社会）的培养。中职阶段更注重基础训练，高职阶段，注重知识面的扩展与提升，教学重点上，中职以熟练操作数控机床，手动编程加工2D几何形状零件，知道数控机床的基本原理与维护。高职阶段，确立复杂手工编程及3D曲面零件，熟练掌握数控机床结构与维护，能诊断数控机床故障并修复，以过渡巩固与提升衔接。核心课程教学评价注重考查学生能力，中高职考核方式相同，实际操作考核与理论考核相结合，中职考核，实操比重70％，理论30％，高职考核均占50％；兼顾平时学习过程与学习态度考核。

2．2核心课程内容衔接设计

按照企业岗位目标和职业能力要求，中高职核心课程内容都是面向专业岗位，避免中、高职课程内容的简单重复，逐步拓宽和加深课程内容，螺旋上升，实现课程内容的衔接。中高职两阶段在知识技能教学的重点、难点要合理安排，以适应学生渐进性学习和终身学习的需要。中高职数控技术专业在技能人才培养上有共性，但培养能力层次不同，掌握专业技能与知识深度、广度不同。数控加工与编程能力的培养，中职阶段能实现手工编程，操作数控机床实现零件加工，设置数控机床基本操作、零件图纸工艺识读、简单轴内外车削加工、螺纹加工、槽类加工、2D内外轮廓铣削加工、对称、旋转几何形状编程与加工、数控机床基本原理与维护等学习情境；高职阶段数控加工与编程，手工编程加工为基础，能运用CAM软件实现复杂零件的自动编程，操作复杂数控机床加工零件，设置加工工艺及夹具、复杂轴内外轮廓车削加工、特殊螺纹车削加工、端面槽加工、非圆弧2D轮廓加工、3D曲面加工、车铣复合加工、数控机床结构装调维修维护等学习情境。在教学上，中职注重数控加工与编程的基本指令应用与经济型机床的操作，高职注重提升，学习高级数控加工与编程，中高职在学习内容上实现课程内容衔接的连续性、逻辑性和整合性。核心课程教学情境在内容选取时需一体化设计。（1）知识由简单到复杂，技能从低到高递进培养充分做好岗位典型工作任务调研，行业企业岗位任职资格中高职技能分界点，构建中职和高职学习情境内容。企业行业一线现场数控机床操作岗位需具备中职职业能力及数控类中级职业资格证书，数控工艺技术员，班组工段施工员要求编制数控加工工艺及现场程序调试，熟知数控机床结构与性能及数控类高级资格证书。中职阶段偏重基础知识、基础技能的学习，高职注重技术应用，面向行业企业高端岗位能力需求。知识与能力按简单2轴数控到3轴的数控机床操作学习，简单基本加工指令到复合加工编程指令学习，2D软件自动编程到3D自动编程，识读零件图纸工艺到零件图分析到工艺方案制定的螺旋上升培养。中高职在相同课程中，重构知识体系，由浅入深，先易后难，全面安排课程内容。（2）优化学材结构，提高教学效率学材就是实施教学的载体，学材的选取是依据人的认知规律由简单到复杂、由单一到综合、由浅入深原则而定。学材结构是将学习材料符合学习者心理，科学呈现给学习者的序化，是具体教学的进程组织形式。中高职课程基于工作过程将知识技能训练以情景模式形成专业知识技能学习材料，依据知识技能从低到高的提升顺序优化数控技术专业核心课程内容结构。中职阶段以专业基础知识与能力，选取数控机床操作、数控加工基本指令、简单零件加工、特征零件等情境，达到国家四级职业资格证书能力要求；高职教育进一步深化学习，学习任务情景依据岗位要求及行业企业需求，选取多轴加工中心机床操作、宏程序编程加工、复合循环指令加工、3D曲面造型与加工编程等情境，达到国家三级职业资格证书能力要求。一体化设计选取教学内容，优化中高职教材结构，避免教学内容的重复，可以提高教学效率。（3）突出核心能力培养，共编核心课程教材针对企业行业核心工作岗位所需核心工作能力，精心组织企业专家与相关教师共同编写教材。中高职数控技术专业面向数控机床操作、数控工艺技术员、数控设备维修维护技术员等核心岗位，要针对中高职两阶段的特点，优化学材结构，共同编写《数控机床操作加工与编程》、《数控加工工艺及夹具》、《数控机床装调与维修》教材的中高职版，固化中高职教学内容，协调数控技术专业的发展，真正起到促进中高职课程衔接和提高教学质量的作用。

3核心课程教学设计

中高职专业技术技能教学有着共同的特点，就是教授数控技术知识与技能，是职业教学，不是单纯的理论教学，也不是单纯的实践教学，需要新的教学模式，教学是一种师生共同的有目的、有组织的活动，教学活动的目的是使学生掌握知识技能，具备自我学习的能力，符合职业教育的，形成相对稳定的教学结构就是职业教学模式，如基于工作过程的理实一体化、行动导向、项目任务等。中高职核心课程是培养核心能力的重要学习材料，精心做好教学组织设计是达成教学目标的保障。中高职以就业为导向，本着理论知识够用为原则，重点培养学生实际操作动手及技术应用能力，理实一体化教学模式能较好融理论与实践操作训练于一体，是一种效率高的教学模式。理实一体化教学的核心是以学生的学习活动为中心，教师与学生角色化，教师即师傅，学生即徒弟；学习环境情境化，数控机床搬进教室，教室即车间；学习内容项目任务化，以数控技术专业课程知识点、技能点为中心，设计成产品加工项目，完成项目分解成子任务，如零件图分析拟定工艺方案、编写工艺、刀具、夹具、量具、机床等加工前准备、程序编写调试、操作机床零件加工、零件测量等子任务，加工工艺理论、工件装夹定位理论、金属切削理论、测量理论等知识依据任务完成需要，确定知识内容，在实践中运用学习，在实践中归纳知识点，理论实践相互印证；能力培养工作过程化，即实践理论再实践过程，各项目任务按程序完成，符合教育教学过程的模拟生产实际，教师在过程中指导、分配、检查、督促实施、解答疑惑、总结任务知识技能学习；学习效果评价个体化，学生自我评价、相互评价、教师评价等多种评价结合，学习效果现场评价，教师与学生面对面评价，及时总结；学时安排集中化，任务的完成是一个连续过程，通常按4或8学时为单位设计学习任务，较好保证教学效果。中高职在教学模式上有着共同的结构，不同在于学习知识技能层次，因此，学习内容的设计应区别对待。中职面向初中毕业学生，专业起始能力低，任务设计简单难度低，以基础知识能力为主；高职面向的是有着专业能力较高的中职毕业生，任务设计复杂些且难度要高些，以提升专业知识能力为主。为作好中高职课程的衔接设计，必须加强中高职学校之间的教学交流，进行科学的统筹规划。

4核心课程考核与评价

中高职数控技术专业教育重点在数控技术知识及技能的掌握，既要评价数控技术必需够用的理论知识掌握程度，又要评价数控机床操作技能及技术应用能力。中高职在学业评价上具有相同的评价目标，构建共同的评价体系，有助于中高职衔接的协调发展，共建构建学习过程评价体系、专业理论知识评价体系，职业技术技能评价体系，技能测试结合必要知识测试，还需要参考学习过程的综合评价，才能更好更全面评价学业状况，以利于衔接。

参考文献：

［1］顾明远，石中英．国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010－2020年）解读［M］．北京：北京师范大学出版社，2010．

［2］高淼，范有雄．数控技术专业中高职课程衔接研究［J］．机械职业教育，2015（11）．

［3］曾仙乐．实现中高职教育衔接的设想［J］．中国职业技术教育，2010（16）．

［4］杨哲，等．理实一体化教学模式探讨［J］．河南科技，2014（22）．

篇5

关键词：教学体系;教学模式;教学内容;科技创新能力

中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）43-0099-02

随着科学技术的迅速发展和教育改革的不断深入，为适应工业界对具有实践性、创造性等综合能力强、素质高的工程技术人才的迫切需要，我国高等教育正在逐步实现由传统的应试教育向现代的综合创新型素质教育转化。工程训练作为学生实践能力的教育培养体系，其内涵也从传统的“学习工艺知识、提高动手能力”朝着“增强工程实践能力，培养创新精神和创新能力”方向发展。为此，必须完善机械工程训练教学体系，建立与之相适应的教学模式，将工程训练内容与培养学生科技创新能力相结合，改革工程训练教学方法，为国家培养更多、更优秀的创新应用型人才奠定基础。

一、完善机械工程训练教学体系

1.教学体系。根据不同专业和年级，将机械工程训练分成工程认知实习、工程基础训练、工程强化训练、工程综合训练4个不同阶段来进行，让工程训练贯穿学生的整个大学阶段，形成多层次、递进式的实践教学体系，并采取“基础训练+项目驱动”的教学模式，促进学生科技创新能力的培养和提高。

2.教学内容。在原有实训内容的基础上，增加激光加工、数控冲等新的教学内容，同时为了满足部分学生的兴趣爱好，增加《特种加工》、《数控技术加工》、《钣金加工》、《综合实训》等通识教育课程，拓宽学生的工程视野。在项目驱动中，由学生自命题进行创意设计训练，自行设计，自己编程、建模、加工，最后完成作品，培养学生的创新意识和能力。

3.教学方法。改变传统的教学方法，从以教师为中心转为以学生为中心，充分调动学生的主观能动性和创造性，大力提倡启发式、讨论式的教学方法。改变原有“零件生产”的教学模式，革新为“工程产品”教学模式，在工程综合训练教学中鼓励学生自行设计，培养学生的创新意识和能力。为学生营造一种真实的工程氛围，同时通过训练过程中的合作，培养学生的团队精神和群体合作能力及组织、管理能力。基于金工实习原有的“师傅带徒弟”式教学方法，拓展多媒体教学、网络教学、综合训练、创新设计、自命题创意等多方位的教学方法。

4.教学效果。中心不断地通过对工程训练教学模式、教学内容、教学方法的改革与完善，培养了学生的工程意识和团结协作精神，增强了学生的工程实践能力和科技创新能力，改变了之前以培养学生基本操作技能为主的培养目标，也取得了较好的教学效果。近几年，学生在各项比赛中也取得了优异的成绩。

二、“基础训练+项目驱动”训练模式和“集中+开放”教学方式

传统的金工实习主要以各种独立的训练项目，如车工、铣工、钳工等为教学内容，缺乏各训练项目间的相互衔接，虽然学生的动手能力和工艺知识得到了一定的提高，但缺乏对工程项目生产流程、工艺技术等内容的整体认识，大大限制了学生的科技创新意识和工程实践能力的培养。中心采取“基础训练+项目驱动”的新工程训练模式，以工程项目完整的操作流程为教学内容进行训练，通过项目训练，培养学生的工程实践能力。由于学生实习时间有限，为了保证该训练模式的顺利进行，中心采用“集中+开放”的教学方式。“集中”训练（14天），主要完成车、铣、刨、磨、钳、焊接、数控车、数控铣、加工中心、特种加工等所有实训内容的集中学习和操作;“开放”训练（15天），每批次学生按照5～6人/组自由组队，在规定的时间内提出一种基于工程目标的综合创新作品的设计方案，通过指导教师组的审核即可开始创新作品的加工、装配、调试、检测等内容。在此过程中，学生根据个人需求自由预约开放时间。为了防止开放过程中学生实习时间“偷工减料”的现象，要求对每位学生的开放时间不少于40学时。“基础训练+项目驱动”工程训练模式实现了四个转变：从传统金工重技能向现代工程训练重工程能力的转变、从按部就班向自主创新设计的转变、从单工种独立训练向多工种交叉综合创新训练的转变、从个体能力培养向团队协作能力培养模式的转变。

三、学生科技创新能力的培养

创新能力的培养和学生个性的发展密切相关，要爱护和培养学生的好奇心、求知欲，因此中心开设了《特种加工》、《数控技术加工》、《钣金加工》、《机械综合创新设计》等通识课程，以满足学生学习的个性化需求，帮助学生自主学习、独立思考，保护学生的探索精神、创新思维，营造崇尚真知、追求真理的氛围，为学生的禀赋和潜能的充分开发创造一种宽松的环境。通过组织有针对性的训练，大大提高学生的工程实践能力，使学生由“仅仅有所知”变为“尚能有所为”，从而促进学生知识向能力的高效转化，进而促进学生创新思维的固化。

通过组织学生以项目的形式参与导师制、各级机械创新设计制造大赛等方式，让学生在“做”中学，开拓创新，并为他们提供科技创新所需的场地、器材、辅导师资等科技创新环境;让学生感受、理解知识产生和发展的过程，培养科学精神和创新思维，重视培养收集处理信息的能力、获取新知识的能力、分析问题和解决问题的能力、语言文字表达及团结协作和社会活动的能力。

为了更好地培养学生的科技创新能力，中心成立了工程训练创新基地和桂翎车队两个科技创新组织，搭建了全国大学生工程训练综合能力竞赛广西竞赛和广西高校大学生创新设计与制作大赛两个平台，专门为学生进行创新实践、科技制作、毕业设计及个人业余学习提供全方位服务。科技创新组织形成“以竞赛为主线，以学科为依托，导师指导、学生自我管理相结合”的管理模式，学生按“自愿报名―基础理论与实践培训―赛前强化培训―竞赛―科研训练”的流程进行创新实践活动，逐渐成为广西区内具有较大影响力的工程训练创新实践平台。

四、加强师资队伍建设

为了提高机械工程训练的教学质量，培养学生的创新能力，各项目的训练实行指导教师负责制，在骨干教师和老教师传帮带的作用下，已经建立起一支业务精良、技术精湛的实习指导教师队伍。同时，鼓励教师多次参与技能培训。中心于2015年引进了两名研究生，加强对学生科技创新的理论指导，使得中心教师的知识结构、学历结构和年龄结构有了很大的改善，更趋合理，从源头上保障师资队伍的高水平，为学生创新能力的培养提供了师资保障。

五、小结

工程训练教学改革研究，正处在探索和尝试阶段，到目前为止，并没有成功的经验可寻。通过工程训练教学改革的实践，我们总结出了以下几点体会：（1）改变原有“零件生产”的教学模式，革新为“工程产品”教学模式，鼓励学生自行设计，自己编程、建模、加工、装配、调试，最后完成作品，培养创新意识和工程实践能力。（2）工程训练基地在提供正常教学服务的同时，还为学生进行创新实践、科技制作、毕业设计及个人业余学习提供全方位服务，即实施全方位、开放式的工程训练教学模式，最大程度地利用工程训练中心的资源。（3）为学生提供科技创新所需的场地、器材、辅导师资，组织学生以项目的形式参与制作机械创新产品，积极参加各级机械创新设计制作大赛，让学生在“做中学、学中创”。在此基础上，建立起一支业务精良、技术精湛的实习指导教师队伍，为学生创新能力的培养提供师资保障。

参考文献：

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[2]桂慧等.基于大学生创新能力培养的工程训练教学改革研究与实践[J].广西教育，2012，（4）：176-177.

[3]周雄新，欧笛声.基于卓越工程师培养的机械工程训练教学模式探索[J].机械管理开发，2012，（1）：164-165.

[4]丁政等.多模块开放型工程训练体系探讨[J].高教论坛，2008，6（3）：105-106.

Sdudy and Practice of the Teaching Reform of Engineering Training Based on Cultivateing the Students’ Innovation Ability

LIAO Wei-qi，WEI De-qiang，HUANG Chang-e，LIU Jian-wei，WANG Xi-she，LV Ru-jin

（Guilin University of Electronic Technology，Guilin，Guangxi 541004，China）

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【论文关键词】数控车工；实训教学；体会 

 

合理安排教学内容，抓好学生的基础训练;采用分层次教学管理模式，利用现代化的教学设备，实现因材施教;承认个别差异，让学生明确学习目标，并对学生的成绩通过师生互动、学生互动给予做出及时的评价，激发其积极性，调动学习意愿，引导学生开拓思维，独立思考，独立作业，勇于创新的学习热情，这样才能更好地提高学生车工实习操作水平。 

职业技能是一种包含专业素质在内的专业技能，是一种直接的有形生产力。具体说，职业技能指与操作生产设备直接联系的技能，如数控设备操作、车工操作；或与实际工作直接联系的技能。职业技能培训教学的目标是培养出现代社会生产急需的、有社会主义觉悟的、有技术的高素质劳动者和技术员。我校开设车工专业的时间比较短，但由于几年来我们一直重视教学质量，增强学生的动手能力，使得该专业毕业生的就业形势一直很好。随着市场经济的发展，职业学校的毕业生就业竞争也日趋激烈，如何使学校在竞争中得以长足的发展，我们说：教学质量。本人在多年的实践教学中也是始终坚持这一宗旨。 

技术学校应社会需要而开设的车工生产实习课程教学的任务是培养学生全面牢固地掌握本工种的基本操作技能；会做本工种中级技术等级工件的工作；学会一定的先进工艺操作；能熟练地使用、调整本工种的主要设备；独立进行一级保养；正确使用工、夹、量具、具有安全生产知识和文明生产的习惯；养成良好的职业道德。从技校车工生产实习课程教学的特点分析，我校结合自己学校实际情况，依教学大纲要求，开展车工生产实习教学。 

为营造我校采用分层次教学管理模式，充分利用现代化的教学设备,实现因材施教的环境。我校在充分借助多媒体工具向学生展示图、文、声像相结合的课件的同时，充分利用学生的心理特点及学生自我展示的需要，借助现代化的教学设备开展技术交流，构建一个师生互动、学生互动，鼓励学生上讲台解说、分析工件加工工艺步骤，并与不同学龄段的学生交流自己在车工实习过程中的心得，总结自己实习得失、经验的平台。以此平台对学生的成绩通过师生互动、学生互动给予做出及时的评价。如此教师不必像以前那样唱“独角戏”，还能在教学过程中点燃学生思维的火花，激发学生感情上的参预与主动学习的意识，从而构建学生认知主体的地位，把学生的感知过程、理解过程、运用过程融为一体，培养学生的创新能力，有效地提高学生的学习效率，一定程度上也弥补了学生的实践经验的不足。使学生通过操作进一步加深对机械生产的理解。因此，我校校园内，学生学习气氛非常浓厚。新老生间三五成群的聚在一起讨论车工实习操作卡片上的零件加工工艺、加工步骤及加工方法等（例如：在车双梯形螺纹时，如何利用平行四边行法则或量块实现分线;在转动小滑板车圆锥体时，如何采用相似三角形及全等三角形方法进行调整小滑板角度等），已经成为校园内的一道风景线。 

1．利用数控仿真系统，使学生在虚拟环境中了解数控加工技术 

    数控加工仿真系统采用了与数控机床操作系统相同的面板和按键功能，不存在任何的安全问题，学生可以大胆地、独立地进行学习和练习。不仅如此，现代的数控加工仿真软件还能实现加工模拟演示功能和程序自诊断功能，不仅具有对学生编制的数控程序进行自动检测、具体指出错误原因的功能，还具有在真实设备上无法实现的三维测量功能。这样学生既能比较完整地学到知识，还能锻炼学生的胆量，培养他们的自信心。 

2．妥善安排实训步骤，减少学习“弯路” 

现代的数控车床种类繁多，结构、操作系统以及主要性能都不一样，特别是不同的车床，它的控制面板也是不同的，它的g代码和辅助功能的m代码的含义也不完全相同，甚至完全不同。所以实训的第一步必须要学生先熟悉所操作的车床的结构，了解车床的主要技术参数、操作系统、控制面板、g代码、坐标系等性能。第二步发给学生一些外圆弧、锥度等模型零件的加工程序，让学生照此输入，然后在实训教师指导下加工，使学生进一步熟悉车床的性能，熟悉操作规程，减少操作时的恐惧心理，树立自信心。第三步给学生一些简单零件的图纸让学生先观察，明确加工内容和技术要求，在此基础上确定零件的加工方案，划分和安排加工工序；考虑零件的定位、夹具和刀具选择、切削用量的确定以及对刀点、换刀点的位置和刀具补偿等一系列问题。然后手工编写加工程序单，检验并修改加工程序，编制数控加工工艺技术文件，如数控加工工序卡、程序说明卡、走刀路线图等。第四步在实训教师在场的情况下按照自己所编工艺路线上车独自加工完成零件。第五步按照考级要求让学生熟练掌握各类g代码、m指令等功能以及切削要素的内涵并能恰当选用。加工先从轴类零件、盘类零件、内外螺纹零件开始训练，等这些熟练后尝试加工中等复杂零件，如车制机床主轴（要求采用粗切循环功能）、车制内外球面（要求采用刀尖圆弧半径补偿功能，并且球面的位置度不大于0.04mm）、车制蜗杆以及多头螺纹（要求采用子程序功能，并符合图样要求），最后再练习一两次较高难度结构复杂零件的加工，锻炼学生独立思考能力，充分挖掘学生潜能，激发学习兴趣。 

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关键词：导生；模块；教学模式；数控实训

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1003-2851（2013）-02-0217-01

中职学校培养数控车床人员的基本目标是能看懂加工图纸，能编写程序加工工件的技术应用型人才。我校在教学实践中不断探索，现总结出“导生+模块”教学模式。纵观几年的教学实践，笔者认为我校数控专业教学是一种“导生+模块”教学模式，该教学模式突出体现了“就业为导向”、“学生为主体”、“能力为本位”，着重培养学生独立操作又具有团结合作的精神。

一、以“就业为导向”划分实用的教学模块

当前虽然各种版本的中职数控专业教材很多，但能体现中职特色的很少，不同的学校设备和数控系统也不同。因此，学校必须编写校本教材来满足数控专业的教学需要，为此我校从2004年开始成立了数控专业校本教材编写小组。经过几年的使用和修改，在2009年正式使用。根据教学实际需要，我们把教材开发、编写重点放在实训上。笔者认为，校本教材要让学生能看懂、能研习。整本教材参照数控车中级工国家要求分为五大模块。降低难度，尊重学生认识主体的地位，发挥他们作为认识主体的能动作用，使学生学会学习，学会发展。

1.准备阶段模块。在这个模块中，要求学生准备好开展实训前的刀具、量具等工具，掌握开启和关闭机床方法，熟悉FANUC系统操作面板各个按键的意义，掌握手动、编辑、自动、手轮和对刀等基本操作。

2.直线轮廓模块。在这个模块中，学习G01、G90指令使用方法及数车编程的基本格式，掌握倒角、锥面及槽加工。学习刀具的安装和使用，理解对刀操作的本质是确定工件坐标系。

3.圆弧轮廓模块。学习凹弧、凸弧即G02、G03指令使用方法。能加工由圆弧构成的工件，在加工深凹弧时，能正确选用刀具及刃磨合适的刀具。

4.螺纹模块。学习螺纹加工，常用指令G92指令使用方法。并刃磨60度螺纹刀。

5.循环模块。重点是要求学生掌握G71、G73、G70循环指令应用。在前面四大模块的基础上，进行倒角、圆弧、锥面、螺纹组合操作。

上述模块每个教学功能模块相对独立，可以进行积木式的多重组合，灵活多变。可以根据不同的学生和不同的教学层次需要编排。模块式教学的体系清晰，形式生动活泼，是以学生为主体的有效教学方法，理论知识围绕技能训练展开教学，针对性强，既利于教师的“教”，又利于学生的“学”；教师既讲解理论又传授技能，与学生相处时间增加，更容易获取每个学生掌握技能和知识情况的信息，便于及时进行有的放矢的辅导，大大提高了教学质量。模块式教学适宜小班教学，它能充分发挥每个教师的潜能，又使师生配置比例变小，降低了教学成本，提高了办学效率。

二、以“学生为主体”开展恰当的教学方式

在我校实际教学中，共有12台数控车床同时使用，这就给实训教师教学带来一定的难度。教师在指导技能训练时，很难照顾到每一位学生的需要，不可能对每个学生进行个别指导。另一方面数控车工单靠课堂内的训练是远远不够的，而指导教师的时间、精力有限，不可能在课内外都跟着学生训练，教学效果因此也会大打折扣，因此我提出导生制教学。

1.导生选拔阶段。在第一模块教学过程时，我就有目的、有计划地了解授课班级学生的思想状况、个性特点、知识基础等。选出4到6位学生担任导生，导生是贯彻和落实教师教学模块忠实的“执行者”，在班级中起到小老师的作用。把责任心强、学习好、乐于助人的学生选为导生，目的是让其协助指导老师对本组的同学进行指导。

2.导生培训阶段。利用晚自修，课外活动等时间，教师指导导生先进行五大模块训练，要求导生对本学期教学内容做进一步的深入理解，努力尝试各种操作方法。培训时由浅到深，由易到难，由单一模块到多个模块组合。使导生能熟练掌握五大模块操作。

3.导生使用阶段。教师在讲解本堂课的主要任务以及加工方法要点后，学生开始操作加工，教师做全场巡视，导生作为小指导老师，在学生训练及自己加工的同时隔一段时间去检查组内同学的操作方法是否得当，精度是否达到要求，给予其他同学指导操作方法。对于一些比较常见的问题和他们不能解决的问题，向老师反映，在老师的帮助下解决问题。

三、以“能力为本位”提升学生的技能水平

1.强化训练，熟能生巧。在实训中，教师组织导生对每个学生进行大量的、反复的、系列的操作练习，学生由开始的基础训练到五大模块掌握，使学生积累和掌握所要求的技能和技巧。并引导学生养成良好的工作习惯和职业素养，为他们今后的学习和工作打下基础。

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[关键词]数控技术 精致型操作工 同业标准

[作者简介]包中碧（1972- ），女，重庆人，重庆工业职业技术学院，讲师，研究方向为机械类技术及高等职业教育;徐益（1964- ），男，浙江永康人，重庆工业职业技术学院副院长，教授，博士，研究方向为高等职业教育;刘虹（1964- ），女，重庆人，重庆工业职业技术学院，教授，研究方向为数控技术及高等职业教育。（重庆 401120）

[中图分类号]G712 [文献标识码]A [文章编号]1004-3985（2014）36-0108-02

数控技术作为国家首批紧缺型技能人才专业，经过近十年的快速发展，极大满足了我国装备制造业的需求，并为中国制造走向中国创造奠定了基础。但不可否认，目前职业院校、社会培训机构培养的都是普通数控操作工，相互之间区别不大，且日趋饱和。随着产业结构调整和装备制造技术的不断升级，企业缺的是高精细设备的操作、调试人员，缺的是高精尖零部件加工的技能人才，这类技能型人才如何培养，谁来培养，是高职院校人才培养面临的问题。

一、高职数控专业人才培养中存在的问题

1.人才培养目标定位明显滞后于产业技术发展。当前正是制造业转型升级关键期，却频频面临“设备易得、技工难求”的尴尬局面。人社部一项统计显示，中国2.25亿第二产业就业人员中，技能劳动者总量仅为1.19亿人，其中高技能人才约3117万人，仅制造业高级技工缺口就达400余万人。产品精度、复杂程度及尺寸的要求提高，高精、大型、复合化数控设备广泛使用，复杂编程、多轴加工技术广泛应用，但相应的高端技能人才奇缺，职业院校的人才培养目标定位明显滞后于产业转型及升级。

2.课程体系难以匹配职业岗位能力。原有课程体系与职业岗位能力不匹配，课程内容中企业主流技术体现不充分，缺乏质量、成本、工期等生产过程要素;教学活动设计缺乏精专项目、严谨训练环节;课程实施缺乏高水平师资支撑;鉴定模式中知识模块与技能模块分离;职业素养养成缺乏孕育环境。

3.多轴、复合型数控设备操作工缺少职业标准。国家现有数控车工、数控铣工、加工中心操作工、数控机床装调维修工等职业标准中缺少多轴、复合型数控设备操作工的技能要求与相关知识，该类人才的教育培训无参照、技能鉴定无依据，缺少相应的职业标准。

4.教学资源不能满足教育教学需求。教学资源缺乏品牌企业技术、项目的支持，设备档次普遍不高，技术不规范，教学场所缺乏真实的工作氛围，教学装备与制造技术升级不同步，能力本位课程实施困难。

二、数控“精致型操作工”培养模式构建与实施

随着制造业中加工精度、复杂程度、精细程度等要求提高，大量多轴、大型、复合化数控设备在企业广泛使用，相应岗位的操作工不仅要有一流操作技能，还要有严谨的职业素养，要达到“精致型操作工”的要求。为此，学院要瞄准以国防核工业基地为代表的高端制造领域，围绕数控加工关键技术及数控机床装调维修高端技能人才培养，按照“需求驱动、精致培养”的思路，与32家大中型企业深度合作，共同开发数控专业岗位能力标准，构建多轴、复合型数控设备操作工职业标准，优化课程体系与教学内容，整合国际优质资源，实施“团队+组件”能力评价模式，创新并实践数控专业“精致型”人才培养，如下图所示。

1.校企共建岗位能力标准，确定人才培养目标和教学标准。通过对32家大中型装备制造企业的生产流程和岗位调研，收集、整理和分析数控设备信息及岗位工作任务，整合出数控设备操作员”“数控加工工艺员”“数控设备调试、维修员”“数控加工质检员”四大岗位群;与企业专家共同提炼专业群面向的28种典型工作任务;对典型的工作任务进行疏理整合，形成20项职业能力;以数控加工及数控装调维修国家职业标准为基础，引入德国AHK数控加工技师证书标准和日本FANUC数控系统技术规范，新增多轴、复合数控设备操作岗位能力要素，共同开发出数控技术岗位能力标准1套（43个能力单元），重庆市教育委员会认可并备案。各能力单元描述了工作任务需要的能力要素、实做指标、基础知识与技能、关键能力水平、学习资源等信息，既为课程设计、教材编写、教学实施、评价考核的内涵和标准提供准确依据，又实现教学标准与国际对接。

2.强化职业素养，实施“浸入式”素质教育。鉴于国防尖端企业产品加工的特殊技术、工艺极限状态以及设备操作复杂性，提出“严细融于一切”工作要求。基于此，职业素质课程设计一要以中国工程物理研究院核科学技术馆作为素质教育实践教学基地，通过了解我国国防科技事业发展的艰辛历程，感受国防高科技的科技魅力，增强责任重于一切、严细融于一切、进取成就一切的意识。二要聘请核九院的技能大师进校园，通过分享他们研制核武器的经历，激励学生苦练技能。三要通过校友座谈会及优秀校友事迹介绍，感受严谨细致、一丝不苟、精益求精的工作态度。四要与核九院共同创建育人环境，将“产业、工业、企业”和高职的文化转化为“文化符号”，融入校园环境，凸显校园文化特色，提升学生的创新能力、敬业精神。

3.基于岗位能力标准，构建职业能力课程。分析企业流程、岗位群与课程模块的对应关系，根据岗位能力标准，构建校企合作课程。借鉴发达国家课程开发经验，以企业高端设备、先进加工技术以及复杂产品加工工艺为载体，与企业专家、职教课程专家共同分析课程结构、整合课程内容，形成“课程内容项目化、教学策略活动化、能力评价组合化”为特征的课程。

一是课程内容项目化。借鉴德国数控加工技师标准以及日本FANUC数控系统技术规范，参照企业工作岗位、生产流程设置教学环节，以岗位能力标准为依据，以真实的任务或产品为载体，融入产品质量、成本及工期等要素，按照“由浅入深、由易到难、由单一到综合”的认知规律重组教学内容。设计“学做一体”项目，突出企业主流技术，跟进高速、精密、复合加工等先进技术，实现课程内容与岗位能力无缝对接。

二是教学策略活动化。采用理实一体化教学，边教、边学、边做。教，强调质量、成本、工期理念;训，强调技能基础训练，学习数控加工的学生必须接受长期的普通加工训练;学，强调创新，突出学生动手能力和精专技艺训练。学习和训练的过程与真实工作情境一致，并把“德国的严谨、日本的注重细节、中国核工业的严细融于一切”的职业精神贯穿到学生职业素养、综合实训、创新实践的教学活动中。

三是能力评价组合化。比对AHK证书标准，以企业员工的职业能力标准为考核标准，构建职业化的考核评价体系。课程考核依据零件图纸要求及工艺条件，考核学生专业理论知识与实践技能综合运用的能力。创新“团队+组件”评价模式，学生分工完成零件加工任务，协作完成组件总装，以单件与组件均合格为评判标准，整个考核凸显生产化过程。

4.以生产过程因素为主线，实践四步教学法。借鉴德国学徒培训方式及行为导向教法，针对学生先前知识和技能，构建知识讲解、动作示范、参照练习、指导提升的四步教学法，即教师讲解相关专业知识及操作要领、根据操作规程进行操作示范、学生参照教师示范进行练习、教师巡回指导学生技能提升。老师在必要的讲解和示范后，放手让学生自己做，学生全面参与问题的提出和解决过程，包括获取信息、选择材料工具、拟订工艺过程、确定工作步骤、实施项目任务、评价项目成果。遇到问题，学生先自己动脑思考，解决不了再向组内人员寻求帮助，还解决不了，再找老师。操作加工的时候，以小组为单位，每个学生负责一种零件的生产，最后将所有零件再组装成部件。

5.制定多轴、复合型数控设备操作工职业标准。针对多轴加工工艺及编程，结合空间复杂曲面的加工解决方案及高速度、高精度、复合加工要素，制定多轴、复合型数控设备操作工职业标准。该标准参照国家职业标准框架，由职业名称、定义、等级、职业能力特征、培训要求、鉴定方式等构成，职业等级确定为高级，不少于300个培训学时，考核时间为420分钟，考核对象是从事编制复杂数控加工程序、操作多轴及复合数控机床进行零件多工序组合切削加工的人员。标准中含“三维建模”“多轴加工的刀具系统”等11项职业功能，“第五轴控制程序的编制”“车、铣复合控制程序的编制”等20项工作内容。

6.整合国际企业资源，创新实践教学平台。FANUC数控系统设备的市场份额在重庆约占70%，在全国约占60%，所以学校要及时引入FANUC国际知名企业技术规范、设备、企业文化、培训项目，跟踪国内外新技术、新工艺发展，同时融入欧洲职教联盟培训标准，建成教育部“重庆FANUC数控系统技术应用中心”，构建起具有真实职业情境的教学环境，实现教学内容与企业技术同步，为重庆市职业院校师资培训、学生技能培训及技能大赛提供基地，并作为FANUC公司在西南地区唯一的售后技术服务中心，共同承担5期对外技术培训与技术服务。

三、数控“精致型操作工”培养模式实施效果

数控“精致型操作工”目标定位契合国防核工业要求，数控专业30余名学生参与核九院国家重大科学工程项目，协助解决“高、精、尖、怪”的制造难题，毕业生成了先进装备制造行业“抢手货”。“团队+组件”评价模式突破了传统能力鉴定方法，职业能力显著提升，学生参加德方AHK数控技师证书认证，通过率与德国本土相当，并在全国、省级数控类技能大赛获一、二等奖30余个，连续6届包揽重庆市技能大赛一等奖，近20名学生赴德国应用技术大学深造，进入BSK德制工程师高职精英教育计划项目。该培养模式形成的成果荣获2014年职业教育国家教学成果二等奖。

[参考文献]

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以能力本位培养目标为宗旨，以技能训练为轴心，以创新教育理念为主线，本着资源配置优化、共享的原则，机电工程中心主要设置了实践教学、职业技能鉴定、职业技能培训、技术研发、职业素质训导、生产等六大功能；搭建了基本技能训练、专业核心技能训练和专项技能训练三个层面的教学平台，并依次递进。基本技能训练主要包括普通车床操作加工、钳工基本操作等基础训练；专业核心技能训练主要包括典型零件的手工编程与数控加工的训练；专项技能训练主要包括数控车床加工、数控铣床与加工中心加工及数控机床维修等专项技能的训练。制度是各项工作高效运转的保障。校内实训基地的管理应包含实践教学管理、设备管理、资产管理、物料管理、师资管理等多个方面。机电工程中心制订了一系列管理制度，主要有实践教学管理规定，设备使用维护管理规定，设备安全操作规程，学生实训管理规定，物料管理规定等；同时设置了严格的奖惩机制。通过这些制度高效规范的运转，中心的各项工作得以有序高效批的开展，提高了教学管理的规范化和设备的使用效率，同时增强了实训的有效性，提高了人才培养的质量。

2.加强实训教学的教材建设

现代制造业技术更新日新月异，新知识、新工艺、新技术、新方法不断涌现。高职院校要培养紧跟时展形势的高素质技能型人才，必须实时更新相应的实践教学内容。学院针对现实状况，结合学生的认知特点和基地现有的硬件设备，本着“工学结合”的人才培养理念，组织实践教学一线教师，与企业进行合作，开发了一系列实训教学教材。学院通过组织数控技术专业教学团队，与秦皇岛当地多家企业进行合作，聘请企业的一线技术能手，工程师，管理人员等开展多轮的专业建设研讨会及实践教学项目论证会，结合企业对一线技能人才的要求，教师与行业企业专家一起确定了实训科目的大纲，实训项目的内容，训练形式，技能目标等。经过老师的努力，编制了钳工、车工实训指导书，典型零件的手工编程与数控加工的实训指导书以及专项技能训练等多门实训指导书。教材的编制力主找到学校与企业、学习与工作、知识与技能之间的结合点，平衡点；训导方式力求做到启发学生主动参与、主动探索、主动思考，发挥学生主体；实现多方面、全方位的融合；激发学生主动探究的兴趣。

3.坚持就业导向，加强与行业企业深度合作

突破资源瓶颈，加强与行业企业的深度合作，使行业企业一线具有良好职业道德、创新精神和实践能力的高素质技能型人才直接参与到学校人才培养过程中，是实现人才培养“零距离就业”目标的有效途径。首先，从企业引进人才，学习企业先进管理经验，引进企业的管理规范，技术标准，工艺设备，把传统的以传授知识和基本技能为主的课堂环境打造成直接获取实践经验和综合职业能力的生产环境，从而提升学生综合的职业技能。其次，加强与行业企业的合作。通过与秦皇岛燕秦纳米科技有限公司进行技术研发合作、与DMG公司等技术培训合作，带领师生走向社会，走进企业，开展技术推广交流，向企业学习的同时也带来相应的服务，从而与企业建立可持续发展的良性循环机制。以互惠互利、文化交融、互相促进、共同发展为导向，实现学校办学和企业经营的双赢，保证实训基地的稳定持续运行。

4.加强双师素质的师资培养

抓好实训基地内涵建设，实训教师的素质必须得到全面提升。这就要求实训教师不仅具备较高的专业理论水平和较强的职业教育意识，同时也必须具有丰富的专业实践经验。因此，教师必须到行业企业进行充分锻炼，了解行业发展趋势和企业的生产实际，针对我院的实际现状，在内涵建设的过程中，结合实训教师的学历结构、职称结构、能力结构，对实训教师进行全方位的培养。第一，学院积极支持参加各类职业技能大赛，通过参赛，不仅掌握最前沿的技术发展趋势，对提升整体的师资水平也具有极大的促进作用；第二，专门成立以实训教师为主的研发中心，参与企业的项目开发、试制，不仅提升教师的技术水平，而且对项目中合适的内容可以直接转化到学生实训过程中；第三，充分利用寒暑假的时间，派教师到地区周边的合作企业进行学习锻炼，参与企业的一线生产管理，技术指导和项目研发。

5.营造职业氛围，加强文化建设

校内实训基地是学生学习生产第一线知识，掌握生产第一线技能，培养职业态度、职业能力和职业素养的最重要的场所，因此，实训基地必须打造出真实职业环境和职业氛围。在氛围营造方面，机电工程中心成立专门的研发中心和工业工程训练中心，使得研发气氛与实践氛围有机结合，互相渗透，互相影响；研发气氛不脱离实践意味，实践氛围渗透出研发色彩，营造出浓厚的实践氛围，这样能引导学生既重视理论学习，又善于从细节入手。在环境打造方面，聘请管理咨询公司为实训教师进行质量管理课程开发的培训，以质量管理课程为载体，通过学生参与，将车间的管理制度化，规范化。从设备、技术、管理、标准、质量、安全等方面最大限度接近或模拟真实的生产环境，划分明确的实训基地作业区域，制定了人员岗位职责，设备管理维修制度，工、量、夹、刃、具管理制度，材料管理制度，人员考核制度等一系列制度性文件和相关的质量管理记录文件，制做规范统一的标识、警示用语，学生教师统一着装上岗，实行严格的考勤管理，模拟企业管理进行角色任命。通过师生共同参与车间的管理，使学生得到技术规范及职业道德的熏陶，从而养成精益求精、严密细致的工作态度，养成爱岗敬业、无私奉献的职业道德，养成吃苦耐劳、勤奋踏实的进取意识和相互配合，协作奋进的团队精神。

6.结束语

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关键词：示范中心：实践教学：教育创新：规范管理

本文结合北京理工大学工程训练中心实验教学示范中心的创建，就工程训练实践教学体系和管理体系的创新与建设问题进行探索，以期深化工程实践教学改革。

一、坚持学科引领的工程实践教学理念和改革思路

在高等工程教育过程中，工程训练中心作为对学生进行全面系统的工程技术教育和工艺技术训练的实践教学基地，使学生获取机械制造工程技术的知识，了解工程概念，提高工程素质，培养创新意识和创新能力，正在发挥越来越重要的作用。长期的教学改革实践表明，工程实践教育是提高学生全面素质的重要环节。

北京理工大学要建设“国内一流、国际知名”的高水平研究型大学，必须有一流的公共实践教学基础平台。我校工程训练中心始建于1999年世界银行贷款“高等教育发展项目”，并分别得到了学校“985工程”实验教学基地建设、“十五”“211工程”公共服务体系建设等项目的支持。按照我校本科培养目标和教育教学改革的思路，在工程训练中心的建设中，贯彻以学科建设引领的工程实践教学理念和改革思路，促进实践基地与学科建设、专业建设的融合，利用机械大学科的拉动，超前设计，统一规划，集中管理，资源共享，对构建现代制造技术的实践教学基地有着重要意义。

我校工程训练中心建设以机械工程一级学科(机械制造及自动化、机械设计及理论、机械电子工程和车辆工程及工业工程五个二级学科)为龙头，依托四大课群(工程材料与机械制造基础课群、机械设计基础课群、机械工程及自动化专业课群以及工业工程专业课群)，按照三大模块(工程技能基础训练模块、机电产品创新设计制作模块和先进制造技术训练模块)，本着“边建设、边运行、边发挥效益”的原则，瞄准高水平，高起点和领先目标，进行了规模化、系统化规划建设，实现公共基础、技术基础、专业基础以及专业实践“一条线”的工程训练，完成传统“金工实习”向现代工程训练全面转变。

为了适应现代化工业技术综合性，多学科交叉的特点，工程训练课程的内容和训练方式都发生了根本的变化，在教学中必须对训练的内容进行精选、重组和优化，充分体现机与电结合、金属与非金属结合、技术与非技术因素结合，贯穿计算机技术应用，以适应科学技术高速发展的要求：在方法上按照层次从简单到复杂、从传统加工技术到先进制造技术、从按部就班训练到创新设计及制造。适当保留传统工艺方法的基本训练，让学生很好地了解和掌握材料成型、机械加工的基本工艺知识，同时增加现代加工技术和对经济、质量、市场意识的训练。使学生更加全面地了解和熟悉现代加工技术及其发展趋势，更深刻地感受到新工艺、新技术的产生和发展，需要多学科知识的交叉和融合，逐步建立起大机械、大制造、大工程的意识和概念。将素质教育和大工程的思想始终贯穿在工程训练的教学中，及时掌握现代工业的特征和内容。这种在工程实践教学中，坚持传授知识、培养能力、提高素质协调发展，注重对学生探索精神、科学思维、实践能力、创新能力的培养改革思路，从根本上改变实验教学依附于理论教学的传统观念，充分认识并落实实验教学在学校人才培养和教学工作中的地位，形成理论教学与实验教学统筹协调的理念和氛围，成为我校工程训练中心的风格，体现我校的办学特色。

二、构建“工程训练四年不断线”的实践教学新体系

以工程训练为载体，全面提高学生的工程素质，是当前教学改革的核心任务之一。根据学生的学习认知过程，建立分阶段、多层次、模块化、开放型、综合性工程训练教学新模式，分阶段完成和实施工程训练，实现工程训练四年不断线。把训练内容融入为四个层面，即：《工程训练Ⅰ》――针对学生进行对制造系统和制造过程的认知性工程训练，培养学生的感性知识，为学生奠定工程知识背景： 《工程训练Ⅱ》――针对学生进行工程技能基础训练，使学生学习工艺知识，提高工程实践能力，培养工程素质和创新意识和能力； 《工程训练Ⅲ》――针对学生进行工程综合思维能力与创新能力训练，结合先进技术和专业教学，提供不依附于课程的现代工程实践活动，增加学生的动手能力和创新思维能力：《工程训练Ⅳ》――提供综合工程平台，让学生进行专题研究训练，全面提高学生的工程素质。

上述四个部分训练以大工程为背景，以工程教育教学改革为动力，以提高学生工程实践能力、综合工程素质和创新意识和能力为主线，按照由浅入深，由低到高的认知规律，构建人才培养新模式和科学合理的课程体系。课程的设计坚持思想解放和观念更新，树立“大工程教育”理念，紧紧抓住素质教育的核心――创新精神和实践能力的培养。通过多年的实践，形成“纵向贯穿”、“横向交融”的课程新体系。所谓纵向贯穿，即从机械工程基础技能培养方面入手，逐步进入到该领域先进技术：所谓横向交融，即体现人才培养中，各科知识的融合与贯通，以及学科专业的交叉和渗透，使被培养者成为复合型、创新型人才。

这样的工程训练教学体系有利于根据不同专业、不同层次学生的需求，有利于采取灵活的教学方式安排工程实践训练教学内容，有利于培养学生实践能力、创新意识和工程综合素质，有利于提高实践训练水平。

三、拓展工程训练内涵，搭建多学科工程训练实训平台，提升实训水平

学科建设是高水平大学建设的一个重要方面，充分利用学科和学科建设技术优势，拓展工程训练内涵，搭建多学科工程训练实训平台，是建设高水平工程训练基地的有效途径，不仅使所建项目有较高的技术起点，使本科学生在工程训练中就得到高水平的装备操作、最前沿的科学技术知识。缩短学生与现代技术的距离，提升实训水平。

从人才培养体系整体出发，建立以能力培养为主线，分层次、多模块、相互衔接的实验教学体系，与理论教学既有机结合又相对独立。实验教学内容与科研、工程、社会应用实践密切联系，形成良性互动，实现基础与前沿、经典与现代的有机结合。引入、集成信息技术等现代技术，改造传统的实验教学内容和实验技术方法，加强综合性、设计性、创新性实验。建立新型的适应学生能力培养、鼓励探索的多元实验考核方法和实验教学模式，推进学生自主学习、合作学习、研究性学习。

在工程技能基础训练模块的课程改革中，主要结合工程材料及机械制造基础课群的知识体系改革，在构建现代工业培训的基础综合硬件平台(机械制造基础工艺训练平台、材料成形工艺和新技术基础训练平台)上，

重点加强“新技术、新工艺、新设备”的应用，利用先进的教学手段，系统地提供工程素质、能力培养和作风养成方面的基本训练。同时，逐步实现传统的金工实习向全面工程训练的转变。并对“机械制造基础”、“热加工工艺基础”、“机械加工工艺基础”等课程进行了改革。

在机电产品创新设计制作模块的课程改革中，主要结合机械设计基础课群的知识体系改革，将原分散的课程整合，形成以“机械工程概论”、“几何精度设计”、“工程制图”、“机械原理”、“机械设计”为主线的机械设计基础课群，建立由机械创新基础训练、机械创新设计、机械性能测试和创新产品制作组成的产品创新设计制作实验平台，从认知、创新设计、性能测试到产品制作，完成完整的创新设计与制作的工程能力培养过程。

在先进制造技术训练模块的课程改革中，主要结合机械工程及自动化专业课群、工业工程专业课群的知识体系改革，在专业课程内容的调整、合并以及理顺各知识间关系基础上，打破原有课程分散实验的限制，开设“生产准备与控制”、“系统分析与仿真”、“物流工程”等跨课程、综合性(电、机械和信息处理)的实验内容，建成较为完整的先进制造技术实践知识的演示、训练和应用的教学基地。

在教学方法上，采取教师讲解和技工指导相结合，基本操作与现代工程能力训练相结合，参观研究与动手实训相结合，实物教学与CAI课件虚拟实验相结合。在新增较多先进数控设备的基础上，更新学生工程训练内容。特别在数控技术实训中，充分利用计算机网络技术，建设工程训练远程设计微机室和多媒体教室，引入最新CAD／CAM软件，改变了过去单纯手工编程的历史，使学生不但了解和初步掌握了先进的产品设计和绘图工具，而且将机件设计、计算机绘图、修改编程、加工制造等环节连接起来，使学生对产品的生产的全过程有一个直观的认识。应用远程设计、网络制造的设计理念以及计算机网络技术、现代多媒体教学手段，初步实现远程设计、网络制造的现代机械制造理念，完成金工实习向工程训练的全面转变。

四、开展科技创新活动，提高学生工程综合素质

高校是我国培养现代化建设所需高等人才的重要基地，在实践教学过程中，开展创新设计与制作活动，培养学生的创新意识和能力是示范中心的重要任务。必须把“创新”教育思想渗透、贯穿到工程训练的全过程，并逐步得以提高。

我校以工程实训中心的软硬件条件为平台，积极组织和开展大学生创新实践活动。一方面，在正常的实践教学计划内，专设创新活动周，组织学生按照给定的命题，如“非轮式仿生爬行机器人”、“机械式弹跳装置”等，以小组为单位，进行创新项目设计与制作。在实践中不断激发学生创新的潜能。另一方面，结合各种形式的创新大赛，开展大学生科技创新活动，部分学生的成果参加了相关的创新设计竞赛等。

学生通过开展科技创新活动，独立自主地学习，不仅可以将所学知识灵活应用于实际，学到更多的知识，而且还能培养学生的各种能力，提高学生的综合工程素质。

五、先进的运行机制和规范管理是工程训练中心可持续发展的可靠保证

依据学校学科的特点，整合实验教学资源，建设面向多学科、多专业的实验教学中心。我校工程训练中心是校级实验室。学校对中心实行统一领导、分级管理的体制(投资与建设以学校管理为主，教学与日常管理以学院为主)。校实验室与设备处、教务处对中心每年的常规实验费、设备费以及工程训练等专项经费实行单列，以确保工程训练教学经费落实到位。学院由一名副院长兼任中心主任，直接分管中心的工作。中心实行主任负责制，对本中心的人、财、物进行综合管理。

中心内部实现教学资源统筹安排、设备及所有资源共享。中心建立网络化的实验教学和实验室管理信息平台，利用局域网络系统，结合数控技术和计算机科学技术，营造了一个使学生进行“远程设计、网络制造”理念的工程训练氛围。并形成“公共基础教育一学科基础教育一专业教育一专业学科”一条线的知识结构。同时，建立有利于激励学生学习和提高学生能力的有效管理机制，创造学生自主实验、个性化学习的实验环境，建立实验教学的科学评价机制，完善实验教学质量保证体系，引导教师积极改革创新。

工程训练实践教学过程，不仅通过加强基本技能和工程能力训练来提高工程素质，而工程环境及非技术因素对人才的影响也是十分重要的。我们以“科学、创新、艺术”为主题，打造中心环境，建立并营造具有人性化、智能化的人文环境、学习环境、实践环境以及可管、可控、可预防、可应急的安全管理环境。在建设中全面更新实验台、工具柜，建立工具站，设置实训区、实验室标识牌，划出安全通道等，使学生进入实训区，就能强烈感受到浓郁的学习氛围，清洁明亮的环境，加上排列有序的机床，展现了现代企业厂房的风貌，一扫过去实习环境脏、乱、差的状态。这些都无不给学生们一种新的感受，也得到各高校同仁的充分肯定和赞赏。

学校重视实验教学队伍建设，制定相应的政策，采取有效的措施，鼓励高水平教师投入实验教学工作。建设实验教学与理论教学队伍互通，教学、科研、技术兼容，核心骨干相对稳定，结构合理的实验教学团队。形成一支由学术带头人或高水平教授负责，热爱实验教学，教育理念先进，学术水平高，教学科研能力强，实践经验丰富，熟悉实验技术，勇于创新的实验教学队伍。

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关键词：先进制造技术；工程训练；教学模块化；自主创新

工程训练是我国在进行高等教育改革的发展历程中必然经历的一种实践教学的新型模式[1]，近几年来，工程训练已然成为工科类院校规模最大、受众学生最多的重要教育教学资源。前不久国家提出了“中国制造2025”的概念，强调创新驱动以及发展先进制造业已成为现阶段国际竞争主流。为适应“中国制造2025”，需加强对学生工程能力的培养和对学生的先进制造动手能力的培养。

1高校工程训练中存在的問题

1）教学结构欠佳。

由于工程训练开课学期较早，理论知识还未学习，没有系统性的金属加工概念，理论与实践无法相互结合，为学生的学习增加了理解难度。

2）设备缺乏以及设备落后。

由于工程训练中心规模较大，需涉及到各个工种，需投资资金较多。再加上民办本科以及独立学院资金来源较少，或重视成都不够，导致基础设备过于陈旧不能及时更新，遇到问题无法检修[2]。同时，缺少先进的数控车床或先进制造车床，使学生仍旧停留于传统加工方式的观念，对于先进制造技术只能观看无法进行操作，严重降低了教学效果以及影响学生对先进制造技术操作能力的培养。

3）教学模式滞留。

目前，大多数学校工程训练仍旧停留在生从师带的过程，加工物品仍旧是榔头，指导教师给出各种要求条件以及设计图纸，学生只是在被动的模仿老师的加工过程，缺乏自主动脑的思维，限制了学生创新能力的发展。

指导教师教学模式过于程式化，讲解简单，学生无法形成系统、全面的知识架构体系，致使理论与实践环节脱离，也导致了工程训练结束后，学生对其印象不深，仅仅获得了加工过程以及劳动力的付出，无法与自身理论知识联系到一起。

2先进制造技术应用于工程训练必要性分析

1）先进制造技术及其特点。

先进制造技术（AdvancedManufacturingTechnology，简称为AMT）是指微电子技术、自动化技术、信息技术等先进技术给传统制造技术带来的种种变化与新型系统。具体地说，就是指集机械工程技术、电子技术、自动化技术、信息技术等多种技术为一体所产生的技术、设备和系统的总称[34]。主要包括：计算机辅助设计、计算机辅助制造、集成制造系统等[5]。其特点为：

a.先进制造技术具有范畴领域性。

b.先进制造技术企业推展性和经济效益性。

c.先进制造技术具有主体性和群体性。

2）先进制造技术应用于工程训练的必要性。

从根本上说，随着AMT的发展，传统的制造业正面临一场全新的技术革命，以制造业信息化推动制造业发展是当前必然趋势[3]。培养创新驱动型人才，正是我们开展先进制造技术工程训练的首要目的。其必要性有以下几点：

a.先进制造技术应用于工程训练是培养创新性人才的必须过程。

b.先进制造技术应用于工程训练是提出培养适合我国提出的“中国制造2025”技术性人才的关键过程。

c.先进制造技术应用于工程训练也是现如今互联网快速发展，以及材料快速成型的必然要求。

3先进制造技术应用于工程训练的模块化教学理论

把先进制造技术应用于工程训练中，是必然经历的过程，其培养目标也非常明确：提高学生整体工程的综合性能力，包括系统的统的工程技术理论知识和实践能力、良好的职业素养和创新意识、初步的市场感知能力和对行业规则的了解。为达到这一目标，也需要调整相关的教学模式，建立起教学研究小组，采用化整为零，逐步突破的方法实施模块教学理论。

1）先进制造技术工业生产认识模块教学方式。

设计此模块的目的是对先进制造技术基础流程以及产品加工过程的了解。此教学模块最大的特点是虚实结合，以演示视频为主，结合各行业特色，与各专业老师合作，找到各专业切入点进行深入讲解，使各专业学生对本专业所从事的行业采用先进制造技术的生产制造以及管理模式进行直观了解。

2）基础工艺学训练与先进制造技术结合模块教学方式。

该模块以基础工艺理论为主导，结合传统制造工艺过程逐步过渡至先进制造技术，实行基础训练讲解和演示操作，由学生自主设计具有一定简单功能的日常生活器具或用品，如榔头、锤子、衣架等。指导教师根据学生设计进行分类讲解工艺知识，指导加工。并讲解同种加工方式采用先进制造技术与传统制造技术的优缺点以及工艺的不同性。实施作品展览等形式，让学生能独立完成先关设计以及工艺的交互式学习体验。

3）先进制造技术实习模块教学方式。

该模块以数控设备和激光设备以及3D打印等设备为主体框架，进行自主式指导教学法，指导教师需要根据学生设计物品进行讲解加工，并传授数控变成法则，让学生自主编程然后检查相应对错并指导加工，使学生能自主完成设计物品并加工出实物，并与设计对比，找出不合理的地方然后进行改进，培养学生工程设计和优化设计的工程学思维。

4）综合创新训练与开发教学模块。

此模块针对大学生创新实践训练与竞赛平台功能和协同研究开发功能于一体的教学模块，以历届工程训练大赛或机械创新大赛要求为主题，以各一等奖作品为蓝本讲解设计中的优缺点以及如何优化和处理。使学生在训练之后能继续对本专业有所兴趣参加各类比赛，继续发展自己的创新能力。

尽量引导学生的制造方式从传统加工方式逐步过渡到先进制造技术中，以更好的适应毕业后所处的先进制造的大环境中。

4总结

培养创新驱动型人才，正是我们开展先进制造技术工程训练的首要目的，也是培养未来机械创新驱动型人才的重要工具，通过发现现如今各高校对于先进制造技术应用于工程训练教学模式过于陈旧等问题，提出工程训练与先进制造技术的模块化教学理论，为以后先进制造技术能更加有效的应用于工程训练中，起到一定的指导教学实践的作用。

参考文献： 

[1]牛同训，王燕.适应先进制造技术的继续教育体系探析[J].现代制造技术与装备，2012（4）：7678. 

[2]周福章.先进制造技术与跨世纪人才培养[J].高等工程教育研究，1996（1）：1922. 

[3]郭砚荣，周文杰，王欣.先进制造技术[J].内蒙古科技与经济，2012（16）：81. 

[4]王飞南.浅淡化学实验中的发展性教学[J].内蒙古农业大学学报（社会科学版），2005（1）：7980. 

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关键词 工程训练；开放式教学；能力培养

中图分类号：G642.44 文献标识码：B 文章编号：1671-489X（2012）33-0136-03

1 工程训练中心概况

华北电力大学工程训练中心是学校“四模块”实践教学体系中校内实践基地的重要组成部分，是国家级实验教学示范中心建设单位。中心成立以来，一直以培养和提高学生的工程实践能力和创新能力为目标，密切结合教学实际，在工程训练中采用多种形式的开放运行模式，取得良好的成效。

开放式教学是解决参加实训的学生人数不断增加而教学资源有限之间的矛盾，扩大学生受益面，提高教学质量和设备利用率的有效手段。学校于2008年施行新的本科教学人才培养方案，其中一个显著的特点就是加强关于大学生综合实践的内容，强调培养学生对所学知识的综合运用能力、创新能力和工程实践能力。在08版本科教学人才培养方案中，机械、电力等学科把工程训练中心开设的数控加工、机电一体化及电工实践等部分公共选修实践课程列为必修课程，参加实训的学生人数、实训工作量等大大增加。同时，工程训练中心还承担面向全校学生开设的公共选修实践教学任务和劳动部职业技能认证培训、组织大学生科技创新竞赛、机械工程学科科研平台等任务。在设备、场地等教学资源有限的情况下，如何使更多的大学生能够参加工程实训，充分提高设备利用率，更好地适应新版教学大纲的要求，是目前需要研究和解决的一个主要问题。由于教学类型不同以及学生的专业、年级不同，就要有针对性地采取不同形式的开放式教学模式，因此对多种形式的开放式运行模式进行探索是非常必要的。

2 开放式教学项目的特色

为了吸引全校不同专业、年级学生参加到实训项目中来，开设不同层次的训练项目，分为系统认知、基础训练、系统训练、职业技能培训认证4个层次，可覆盖从大一到大四的理工类学生，充分体现“四年不断线”教学理念。

在教学实践中经过反复摸索和论证，开设的实践课程采用项目教学法，项目教学是师生共同实施一个完整的项目而进行的教学活动。项目可用于特定教学内容，具有一定的应用价值，具有一个轮廓清晰的任务说明；能将某一课题的理论知识和实践技能结合在一起。项目教学的特点：学生有独立进行计划工作的机会，在一定时间范围内可以自行组织、安排自己的学习行为；有明确而具体的成果展示；学生自己处理在项目中出现的问题；不仅是已有知识、技能的应用，而且要求学生运用已有知识，在一定范围内学习新的知识技能，解决过去从未遇到过的实际问题；学习结束时，师生共同评价项目成果以及工作和学习的方法。项目教学是目前先进的教学方法之一，非常符合学生认知规律，引入实践教学中来最为恰当。

结合各种各类大学生创新竞赛，通过学生自主参加、自选题目或结合教师科研项目进行各种创新实践活动，使学生从研究实践中培养创新意识和创新能力。创新项目训练包括机器人控制技术基础项目、全国大学生机械创新设计大赛竞赛项目、全国大学生工程训练综合能力竞赛项目、挑战杯竞赛项目、大学生创新性实验计划项目、亚太机器人项目等。项目的层次性和系统性也使得学生能够循序渐进地从理论知识的进一步深化学习和基本工程能力的训练到能够充分发挥自主性和创造性。

3 开放式教学模式的特点

开放式教学模式分为全开放模式与分散开放、分期滚动两种运行模式。例如，先进设计制造综合实训是机械学科各专业大三学生的必修课，采用分散开放、分期滚动模式。当学生进入大三后，将其编成不同的批次分散到两个学期进行实训，在规定的实训周期内向该批次学生全开放。对于全开放形式的项目和课程，则充分利用学生包括节假日在内的课余时间全面开放。两种开放式教学模式交叉进行，为大学生提供更多的工程实践机会。开放式实验教学打破传统实验教学以教为主、时间固定、内容固定、对象固定的教学模式，使学生享有较多的自主性，更能满足不同学生的需要，更有利于学生主动性和创造性的发挥。其内涵包括内容开放、时间开放、对象开放、教学资源开放以及开放式运行的管理模式。

3.1 时间开放

开放式教学就是充分利用学生包括节假日在内的课余时间，扩大学生的受益面。由于教学任务中既包括机械、电力等学科必修的综合实践课程，还包括面向全校学生开设的公共选修实践课程、大学生科技创新竞赛和劳动部职业技能认证培训等，需要根据不同的教学任务和教学对象，采取不同形式的开放运行模式。在具体的教学实践中采用全开放与分散开放、分期滚动两种不同的开放模式，两种开放模式交叉进行。

3.2 内容开放

面向全校不同专业、年级学生，开设不同层次的训练项目，这些项目均为公共选修实践课程，学习通过后可获得相应的学分。开设的训练项目和有关教材、课件放到中心网页上，学生可根据自己所学专业和自己的兴趣“点菜单”选择训练项目，下载教学资料自主学习。

3.3 对象开放

开放对象涵盖专业与非专业学生，涵盖其他兄弟院校学生，面向社会，面向企业，提供各种教学培训。

3.4 教学资源开放

和相关院系密切合作，教学资源向中心教学计划外的院系师生进一步开放，如学生认知实习、现场教学、课程设计、毕业设计等；为各院系教师的科研活动服务；为各院系教学仪器的设计制作提供平台和服务。

3.5 开放式运行管理模式

开放运行给教学管理带来一系列新问题。针对指导教师工作时间与工作量的增加、设备维修工作量的增大、实验室安全任务加重、教学质量管理难度增大等为题，一方面增大指导教师工作时间的弹性，使之与学生实训时间对接，缓解占用指导教师节假日等休息时间的问题；另一方面聘用研究生助管协助，并鼓励本科生积极参与管理。在教学实践中，逐渐形成以指导教师为主、研究生助管协助，学生参与的管理模式。目前共有6名研究生以助管的形式、8名本科生以勤工助学的形式参与开放基地的管理和运行工作。

4 开放式教学对学生能力的培养

中心在多年来的教学实践和教学改革研究中，逐步形成“以培养学生工程意识和工程能力，提高学生工程素质和创新能力为目标”的实践教学理念。在开放式教学过程中，无论是实训项目建设内容，还是具体的教学过程，都是围绕这一指导思想进行的。

4.1 学生工程能力的培养

在传统的专业课程实验教学中，往往偏重于原理验证，对学生的实际工程能力培养不足。为了加强学生的工程意识和工程能力培养，在进行实训项目建设时，特别注重密切结合工程实际。例如，先进制造技术教学实践基地开设的数控加工实训包含数控车、数控铣、数控电加工、加工中心、CAD/CAM等实训模块，机电技术实训包含精密测量、快速成型、PLC编程等实训模块，所涉及的工程技术均代表了目前先进制造和机电技术领域比较典型的工程技术和发展方向。所用实训设备与工业现场一致，实训题库中的题目也都来自于工业生产实际。

在具体进行实训时，不但注重对学生动手能力的培养，还要求实训过程中的每一个环节都与工程实际接轨。如数控加工实训，学生在题库选取题目后，首先编制工艺卡片，合理选择刀具和切削参数、编程，然后在计算机上仿真，最后独立数控机床进行加工、检验。学生在这样一个非常接近实际生产现场要求的教学环境中进行实训，可以较好地将所学理论知识与工程实际有机地结合起来进行实际应用，从而有利于培养工程意识和工程能力。

4.2 学生综合能力和创新能力的培养

实训的目的不仅是让学生掌握某项技能，更为重要的是使学生提高综合运用知识的能力和创新能力。如开设的机电一体化实训项目，综合液压气动、机电传动、电工电子、传感器应用、PLC控制等多门专业课程知识。通过PLC编程、生产线系统调试，学生由理解独立工作模块的工作方式开始，到完整的工作单元的运行调试，到机电一体化系统平台的设计和搭建，他们在循序渐进学习的过程中，既能将所学理论知识有机地融合起来，又能不断激发自主学习的热情和创新思维。

同时，在实训过程别注重引导学生建立“大工程”框架思路，使其将所学有关专业课程系统地串联、融合。如在先进制造实训中，从精密测量到反求，从快速成型到无模制造，以及各种数控加工技术等，引导学生建立起先进制造的大框架思路。在具体设计及制作阶段，则放手让学生综合所学知识，进行自主设计和创新实践。

4.3 学生工程技能的培养

工程训练的整个教学过程实行能力等级证书制，完成规定的实践环节可以获得相应的能力等级证书，最高可以获得国家劳动与社会保障部颁发的“数控工艺员”和“机电一体化”职业技能培训证书。

5 开放式教学实施效果

通过由浅入深的多层次实训，不但逐步提高了学生的工程能力，而且可以激发其创新思维和团队协作精神。对于那些具有一定难度和复杂程度的实训项目，需要学生分组协作完成，学生在完成项目的过程中，不断激发学习的自主性和创新思维。同时，无论是查阅文献、实际操作，还是实验结果的分析及文献资料的整理，都是一个团队协作的过程。创新思维和团队协作精神的培养也是学生工程能力培养的一个重要方面。

多形式开放运行模式的实施取得良好的成效。根据2010～2011学年统计，不同开放运行模式的受益面总计达1969人。近年来在全国大学生工程训练综合能力竞赛、挑战杯等竞赛、全国大学生机械创新设计大赛项目中，获国家级奖5项、省级奖21项，学生获得专利授权5项，协助兄弟院系教师完成“水轮机调速装置”等2项科研项目，先后有6名博士、硕士研究生的论文工作、42名本科生的毕业设计在中心进行，发挥国家级实验教学示范中心建设单位的辐射示范作用。

参考文献

[1]张丽，丁艳清，张彩霞.论大学主体创新教育中的开放式教学[J].兰州教育学院学报，2010，26（5）：128-129.

篇13

Abstract： Metalworking practice is an important part of practical teaching in the universities. Combined with "Excellent Engineer Education and Training Plan" and "CDIO Engineering Education Mode" purpose， the paper makes an exploration on the teaching concept and teaching method of metalworking practice； and the core idea of CDIO engineering education runs through the metalworking practice. At last， it puts forward the metalworking practice reform targeted as "improving engineering practice ability and innovation ability" and based on metalworking practice reform.

关键词： 互换性；CDIO工程教育；教学内容；教学手段

Key words： compatibility；CDIO engineering education；teaching content；teaching means

中图分类号：G71 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2012）31-0229-02

0 引言

金工实习作为一门以实践教学为主的基础课程，它是学生第一次接触到生产实际，是理论和实践的第一次交融，在金工实习过程中学生不仅能获得机械制造工艺的基本知识和基本操作技能，还能提高学生的综合素质、实践动手能力、工程意识、质量经济意识和创新精神等方面综合素质。结合我院“卓越工程师计划”和“CDIO工程教育模式”的培养方案的定位，对传统的金工实习在教学观念、教学方法等方面进行了认真的总结和反思，把CDIO工程教育的核心思想“构思—设计—实现—运作”贯穿于金工实习教学的整个环节中。提出了以“改革金工教学模式”为前提，以“提高工程实践能力和创新能力”为目标的金工教学改革。

1 原有金工实习状况

1.1 金工实习工厂的状况 原有实习工厂是集生产和教学实习于一体的校办实体，一部分厂房和设备由于生产加工，另一部分厂房和设备由于金工教学实习，导致设备和台组数不足，影响实习效果；金工实习指导教师有教研室理论教室和工厂技术教师共同指导，由于理论老师不属于工厂领导，因此有思想顾虑，在工厂没有发言权，因而教师下工厂的积极性不高，有的理论教师干脆不去工厂，造成金工实习和课堂教学脱节。因此，现有的金工实习工厂环境差、金工实习教学设备少，教学设计落后，金工实习指导教师不足等因数严重地影响了金工教学秩序的正常进行。

1.2 金工实习内容的状况 由于金工实习的内容还停留在车、钳、铣、刨、磨、铸、锻、焊、热处理等传统的工业加工方法，学生只是对这些工种的基本功和常规操作有一定程度的训练，与现代制造技术相差甚远，再加上实习条件艰苦，学生对金工实训的积极性明显不高，甚至有抵触情绪，在实习中完全处于被动状态。大多数学生认为金工实习的内容已经落伍了，与现代化制造技术的高速度、高精度、高可靠性的现实形成巨大的反差。

1.3 金工实习教学模式的状况 金工教学模式仍旧是传统的师傅带徒弟式教学模式，金工教学实际上就是金工劳动，缺乏必要的现代教学技术手段，没有现代化的教学设备。金工实习的指导教师大多数是有中高级技工担任，这些教师虽然有一定的操作技能和生产经验，但在知识面、教学技巧和对先进制造技术的了解程度上有明显的不足。

2 金工实习改革

2.1 改革实习内容 我院人才培养目标的定位是：培养应用型本科人才，人才培养方案由工程技术教育向知识、能力素质的综合能力教育转变。金工实习必需着眼于培养掌握先进制造技术，具有较强实践能力的高级应用型人才本科人才目标转变。为此应压缩传统实习内容，增加对先进制造技术的训练。在实习中采用按专业、分模块的实习方式。将全部实习内容分为：常规操作技术的基础训练，主要在培养对学生对车、钳、铣、刨、磨、铸、锻、焊、热处理等常规技术的动手能力和劳动素质，掌握常规的工艺知识；先进制造技术的训练，通过对数控车、铣、雕、切割、电火花成型加工、电解加工等先进制造技术的实习，主要在于培养学生掌握手工编程和自动编程、数控加工、特种加工等新工艺知识的掌握，开拓学生的视野，激发学生的学习兴趣；创新技术训练，对于层次较高的学生采取自愿式的选修创新技术实习训练，此项训练与院大学生科技创新基金相结合，通过创新实践训练培养学生综合运用知识的能力和创新思维能力。

2.2 改革实习教学手段 传统的教学方法和教学手段，已不适应现代化高素质应用型人才培养目标的要求，为了扩大学生视野，改变了传统的教学手段，运用现代教育手段，通过多媒体课件，可以将复杂的，传统的、先进的实习内容通过多媒体课件图文并茂的演示教学内容，有利于学生形象理解，直观感受，同时提高课堂效率。例如，建立虚拟教学场景，通过现代教学手段可以再现工业现场的一些加工场景，使带有浓郁工业色彩的金工实习更贴近生活。不但有助于提高学生工业源自生活、服务于生活的意识，更能帮助学生建立工程概念，改变学生过去对金工实习认识的偏见。

2.3 改革实习指导观念 金工实习是一种特殊的教学活动过程，他对教师素质有其独特的要求。指导教师的自身的工程意识、工程实践能力和工程创新精神对学生的影响很大，建设一支学历、职称、年龄结构合理的教师队伍对培养应用本科人才和CDIO工程教育模式是完全必要和必需的。为此，我院非常重视实践性教学模式的改革，今年我院增派教师去清华大学参加教学创新教学高级研修班，通过参观、学习、交流互动对提高教师的实践教学水平有很大的促进作用，收获很大。清华大学校长在百年校庆的讲话中提出“实践是创新之根”的观点，可见教师提高实践能力和教学水平是历史赋予我们的责任和义务，正所谓“只有工程师才能培养出工程师”。

建立以学生为主体的教学机制，让学生真正成为实习过程中的实践者、探索者、创造者。创造一种平等、合作、和谐的师生关系，使学生拥有更多实践和创新的时间和空间，激发学生参与实习实践的兴趣，成为金工实习教学过程的主人。减少理论教学时间，增加应用型项目训练，使理论与实际紧密联系、相辅相成，遇到问题及时研究，及时解决，学锻炼学生发现问题、解决问题的能力，分享成功的快乐。总之，在教学过程中教师由知识的控制者，转变为教学的激励者，协作、交流、讨论贯串始终。学生有了自已的思想才会有所创新。

3 结论

为保障“卓越工程师教育培养计划”和“CDIO工程教育模式”的顺利实施，在借鉴兄弟院校的成功经验，结合我院的人才培养模式，提出了以“改革金工教学模式”为前提，以“提高工程实践能力和创新能力”为目标的金工教学改革。

参考文献：

[1]赵素君，张春元，陈虹.对金工实习教学中存在的问题的思考[J].中北大学学报，200，（6）.

[2]胡城立，朱圣瑜，徐培民.谈建立金工实习中心[J].北京：机械工业高教研究，1995，（4）.

篇14

关键词：机械制造技术基础；精品课程建设；工程能力培养；教学改革

作者简介：王（1966-），女，河南郑州人，北京信息科技大学机电工程学院，教授；张怀存（1956-），男，陕西延安人，北京信息科技大学机电工程学院，副教授。（北京 100192）

基金项目：本文系北京信息科技大学市级精品课程建设项目、北京信息科技大学2010教学改革项目（项目编号：2010JG06）的研究成果。

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）01-0087-03

一、“机械制造技术基础”精品课程建设的背景

随着高等教育改革的不断深入和发展，课程作为高等学校培养计划的基本组成单元，是实现高等学校教育目标的基本保证。课程体系、内容的合适与否影响着培养目标实现。教育部在2003 年正式启动国家精品课程建设项目并在《教育部关于启动高等学校教学质量与教学改革工程精品课程建设工作的通知》中指出“国家精品课程是具有一流教师队伍、一流教学内容、一流教学方法、一流教材、一流教学管理等特点的示范性课程”。[1]即精品课程应该具有体系的整体性、内容的先进性、资源的开放性和师生之间的互动性并具有强烈的示范作用。要求精品课程以多媒体信息技术为实现手段，基于互联网，包括课程的历史沿革、网上教学资源如大纲、电子教案、多媒体课件、教材和课堂录像、教育理念、师资队伍、教学方法手段与教学改革、学生和专家的评价考核等建设要素。[2]精品课程不单纯是教学方法和教学模式的改革，更是一个包含教师、学生、教材、教学技术手段、教学制度等多种要素的系统工程。精品课程建设一般分为内容建设、队伍建设、教学方法和手段建设、教材建设、实验内容建设及机制建设等六个方面。[3]

1997年国家教委工科处委托制图与机械基础两课委员会组织全国重点工科高校就工程材料和机械制造基础课程召开会议，对原金工系列课程改革的必要性和基本思路进行了探讨，会议通过了《高等工科院校金工系列课程改革指南》。提出根据“以培养学生创新能力为核心，以CAD/CAM为主线，拓宽基础，重视实践”的总体改革思路；重新规划了机械制造系列课程的内容体系。按照其改革方案而设置的“机械制造技术基础”课程是机械制造基础系列课程中的一门主要专业基础课程。1998年配合北京信息科技大学拓宽专业口径和人才培养模式改革，进行专业改革，将原机械制造及其自动化、机械设计和机械电子等专业合并为机械设计制造及其自动化专业。为了适应扩宽机械类专业人才培养模式的需要，将“机械制造工艺学”、“金属切削原理与刀具”、“金属切削机床”和“机床夹具设计”四门课程按照重基础、少学时、新知识、宽面向的原则整合优化合并为“机械制造技术基础”。[4]“机械制造技术基础”不仅是机械设计制造及其自动化专业的专业基础课程，也是工业工程、车辆工程等专业的专业基础课程。目前北京信息科技大学机械设计制造及其自动化、工业工程、车辆工程等专业均设置该门课程。机械设计制造及其自动化专业计划80学时、工业工程专业计划72 学时，其中实验8学时；车辆工程专业计划40 学时，其中实验6学时。

北京信息科技大学一直以来非常重视精品课程建设。为了适应当今社会对机械专业人才需求，实现机械设计制造及其自动化专业应用型人才专业核心能力的要求，[5]学生既要具有必备的理论基础，又要具有快速适应工作岗位的工程能力。2006年“机械制造技术基础”被列为北京信息科技大学重点建设课程、2007年被评为校精品建设课程。经过多年的建设和完善，2009年被评为北京市精品课程。在精品课程建设过程中进行了深入思考，特别注重教学内容的与时俱进；注重教学方法和教学模式的改革；构建了公益劳动、金工实习、课程内实验、生产实习、综合实验周、课程设计、制造综合能力学科竞赛的基于工程的实践教学体系，实现对学生工程能力的培养。

二、与时俱进优化课程体系和教学内容，适应学科最新发展

“机械制造技术基础”课程内容涉及知识面宽、知识点多、综合性强，与实际工程结合紧密，图多、层次多。科学技术的迅猛发展不断促进制造技术的发展，新材料新技术不断涌现。要实现与工业企业的无缝连接，教师需密切关注学科发展，与时俱进优化课程体系和教学内容，协调传统内容与先进性。

课程的内容围绕产品的加工制造，以机械加工工艺为主线，以优质、高效、低成本、节能减排为宗旨，将涉及到的机床设备、金属切削原理与刀具、工艺装备等有关内容有机结合起来，并根据这条主线的需求作为取舍的原则，强调以产品质量、生产率、经济性、可持续发展为中心融入节约能源和绿色制造的理念。从培养学生的综合工程素质出发，使学生熟悉和掌握基本理论和专业知识，具有能够在理论上进行分析、在实践上具有解决一般技术问题能力。补充新知识，增加现代工业领域采用的新刀具材料、新加工方法、数控机床的基本介绍、数控加工工艺的特点、计算机辅助工艺设计、绿色制造等内容，使教学内容能够充分反映现代制造技术的发展。

目前，“机械制造技术基础”教学内容多课时少，在教学内容的讲授上既要加强基础，又要拓宽知识面；既要保持经典，又要体现先进制造技术的发展；既要掌握基本理论，又要加强工程实践能力和创新思维的培养。在教学内容上以少、精、宽、新为原则，对教学内容进行必要的调整，如减少车床进给和螺纹加工运动传动链的讲授，而将这部分内容放在实验课中，学生在现场对着实物进行感性观察，学得更快、记得更牢。对于机械加工工艺拟定、加工精度部分等重点内容仍进行重点讲解，但是更加注重对实际工程问题的分析和理解，强化学生在实际工程中应用所学知识解决问题的能力。

高水平教材的建设是课程建设的基本，本课程选用韩秋实和王主编《机械制造技术基础（第3版）》作为教材。该教材是普通高等教育“十一五”国家级规划教材和北京市精品教材立项，该教材还获得中国机械工业科技进步三等奖。编写出版与之配套的《机械制造技术基础习题集》，分为学习指导和习题（包括填空题、选择题、判断题、简答题、分析题、计算题和参考答案）。编写《机械制造技术基础实验指导书》和实验报告，用于实验教学。编写《综合实验周大纲》和《综合实验周指导书》用于指导学生完成综合实验周的学习。建设了“机械制造技术基础”的课程教学网络化平台。制作了网络课件、编写了多媒体教案，网上提供教学大纲、教案、电子讲义等资料，实现教学资源的共享。开设网上答疑和交流通道。学生利用网络资源巩固课本知识的同时，进一步拓宽知识面，增强理论学习的深入性，使课堂教学得到扩展。

三、以工程能力培养为中心，构建层次式的实践教学体系，实现理论教学和创新实践活动的有机融合

深入企业调研，分析整合和提炼典型生产流程所需的知识、技能、核心能力和态度，构建专业认知与实践－金工实习－课程实验教学－生产实习－课程设计-综合实验周－制造综合能力-数控加工学科竞赛“多元结合”的实践教学体系。在实践性教学体系构建的过程中，特别注重学生实践能力的培养，努力实现从模拟型向实战型转变，由限制性向自主性转变，由验证性向综合性转变，由理论性向应用性转变。注重让学生建立起工程的系统概念，了解工艺设计、制造、检验等过程。从机械制造技术基础—先进制造技术—数控编程—实际加工操作，注重层次化、从设计、仿真到实际零件加工的动手能力培养，体现渐进性教学方式。

金工实习使学生了解基本的机械制造知识和方法；生产实习使之了解机械产品加工与装配工艺过程和工艺装备，将所学理论知识与生产实际紧密联系起来；课程实验教学将科研成果引入教学，教师运用现代实验手段开出综合性、设计性实验，让学生亲自动手，提高了学生实验技能和实际动手能力；课程设计选自实际生产课题，要求学生独立完成，同时注意发挥团队作用。重点培养学生制订零件机械加工工艺规程和分析工艺问题的能力；综合实验课使学生受到一次接近实际的工程训练，全面实践和了解产品从设计、分析、制造、装配的全过程，提高学生综合分析能力、解决工程实际问题能力、协同工作能力和系统集成能力。制造综合能力-数控加工学科竞赛满足学生进行创新的需求，进一步融合理论与实践，使学生的工程能力得到进一步提升。

在课程建设过程中，本校进一步强化和加强生产实习组织、指导教师队伍的建设，设立长春一汽生产实习基地，使生产实习取得实效。综合实验周通过学生对产品的设计建模，进行工艺设计、数控编程和在机床上加工出产品，使学生综合运用知识解决问题的能力大大提高。

实验指导教师在实验中只讲述实验中的难点、应注意的事项，而实验原理、仪器的工作原理和使用方法由学生自己在实验预习中完成。另外，安排学生生产实习，使学生对机械制造工艺及设备有一个切身的感性认识，每年还鼓励学生参加各种比赛和见习工程师考试，取得了较好的效果。

在专业课程设计中融入现代计算机工程软件的应用，实现与先进制造技术和信息技术的融合。从计算机辅助设计进行产品的建模分析，然后基于计算机辅助制造软件进行零件的数控编程，通过DNC系统将程序传到数控机床上进行加工，得到零件。通过实验为学生建立起制造系统的概念。专业课程设计过程中教师的指导和讨论环节规范化，使学生的课程设计真正取得实效。

面向工程实际，为学生营造现代工业背景的工程大环境。利用北京市的相关资源为学生提供实践机会。与机床协会密切合作，每年组织学生参观机床展览会并进行讨论和研讨。邀请相关企业的技术工程师到校讲座、联系北汽福田、现代等现代化企业组织学生进行参观，为学生创造机会接触了解先进制造技术的最新发展动向和行业发展趋势，增加对现代化企业实际的感性认识。学校购置了各种教学模型、高档加工中心、数控车床、FMS系统、机床静刚度测试仪、主轴动态特性测试试验台等实验设备，设有专门的制造实验室，为学生构建了实际的工程环境，使从未接触过工程实际的学生建立应用的整体概念，突出实验的演示性、设计性和综合性，追求实验手段的先进性。

为了适应应用型高级人才培养目标的实验体系研究和实验环节的建设，学校开设综合性和设计性实验，构建实验平台，编写实验指导书和任务书；编写相关的课程设计指导书。开设综合性和设计性实验，初步设想设定加工某零件要求达到的精度目标，让学生自主设计实验项目和方案，并独立完成实验。利用综合实验周的时间开设计算机辅助工艺设计和先进制造技术实验等。主要安排反映制造工程领域技术先进性和技术发展动向的实验，包括数控机床加工操作、计算机辅助工艺设计、计算机辅助制造等实验，使学生了解先进制造技术的研究发展和基本技术方法，建立现代制造工业先进技术的实际概念，完成先进技术设备实际操作的基础训练。

四、实施工程意识培养和实践能力提高的基于项目的教学改革

1.以建构主义理论为指导，以工程应用为主线，研究基于项目的教学模式，注重工程能力的培养

针对目前普遍存在的教学与科研相脱节，课堂教学内容缺乏现实感，学生缺乏对先进制造技术的认识和专业学习积极性；课堂教学与企业的实践操作彼此割裂，学生运用学科理论与方法解决工程实际问题的能力得不到培养和锻炼；校园生活与工业实际彼此分离等问题，以建构主义理论为指导，在机械制造及其自动化专业方向实施基于项目的教学模式改革的实践，整个过程贯穿学习—实践—再学习—再实践，以项目引领、任务驱动、教学做一体化课程教学模式设计和组织教学内容。

从“机械制造技术基础”课程的第一节课，提出基于项目研究的学习。给每个同学发一份项目研究任务书，一个“机械制造技术基础课程”项目研究活动一览表。学生自愿组合，1～3人为一个小组，以小组为单位开展研究。随着教学内容的开展，基于项目的要求，在教师的指导下，学生通过课堂学习、下课到图书馆查阅相关资料，遇到问题请教教师，循序渐进地完成项目的研究。学生成为学习主体，充分调动学生的主观能动性，将教师的教学与学生的学习活动融为一体。学生以小组为单位通过解决实际问题而学习，通过讨论与小组其他成员进行积极的良性互动，相互交流想法、相互鼓励和沟通，培养了学生的团队合作意识和工程能力。实行新的教学模式后，学生的学习积极性和主动性提高，解决工程实际问题的能力得到了锻炼和提高。

2.课堂讨论法

在课程讲授过程中常注意提出一些思考问题启发学生积极主动思考。结合课程的重点、难点，设计课堂讨论题目，通过讨论、质疑和总结提高学生学习的兴趣和课堂活力，使学生对知识易于理解和掌握。对于习题中的错误，教师设计题目，供同学们讨论。比如对于机械加工关键工序的工序尺寸的拟订，如何判断封闭环是关键，教师给出一个实例，给同学们讨论，然后通过正确和不正确方法的比较，和同学们一起总结出“尺寸链很重要，基准转换用得着；先看封闭环，再判增和减，极值和概率法帮计算；多尺寸计算，图表法最有效” 等朗朗上口的口诀，便于学生记忆。注重结合生产实践，讲课过程中还经常结合科研项目中的问题与学生进行课堂讨论得出解决方案。

3.案例教学法

本课程主讲教师近年承担国家高档数控机床科技重大专项、国家和北京市自然基金、北京市科技计划等多项科研项目，得到科研经费上千万，获得省部级科技奖励7项。在高端数控装备的研制和开发上取得多项科研成果。在教学过程中，将科研成果作为案例介绍给学生，从实际需求、方案的构思、方案的设计和实施方式，使学生较真实地接触工程实际，将其中的科学规律与教学内容有机地结合起来，培养学生科学思考问题的工程能力。比如在讲到提高生产效率的时候，将研制的复合机床作为实例，使学生深刻理解提高效率的各种不同途径。在讲到机床传动链时，介绍传动链的长短的优点和不足。在介绍数控机床时，以研究的电主轴为例，提出电主轴概念的来源，在于缩短传动链，揭示机械制造科学技术进步内在规律，开阔了学生的学术眼界。其次，鼓励学生参与科研，积极拓展第二课堂，吸收学生参与教师科研项目，依托科研项目培养学生的综合素质、实际解决问题的能力和创新能力。

在“机械制造技术基础”精品课程建设中，基于工程能力培养的精品课程的建设是一个长期的工作，需要不断凝练课程特色、持续完善课程体系和优化教学内容、在教学模式和教学方法的改革等方面不断探索实践改进，才能将“机械制造技术基础”课程建设成真正意义上的精品课程。

参考文献：

[1]教育部高教司.教育部关于启动高等学校教学质量和教学改革工程精品课程建设工作的通知[EB/OL].．

[2]柳礼泉.论精品课程的特征[J].高等教育研究，2009，（3）.

[3]段远源，杨蕾.以提高人才培养质量为核心 深入推进精品课程建设[J].中国高等教育，2008，（Z3）.