数控教学论文|中等职业教育数控技能教学思路的探讨

数控教学论文|中等职业教育数控技能教学思路的探讨

数控技术是制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础；数控技术的应用是提高制造业的产品质量和劳动生产率必不可少的重要手段。加入世贸组织后，中国正在逐步变成“世界制造中心”，为了增强竞争能力，中国制造业开始广泛使用先进的数控技术，这迫切要求职业学校培养出大量的在一线从事数控加工的技术工人。
中等职业教育培养的主要是“蓝领层”数控技术人才，这类人才是指在生产岗位上承担数控机床的具体操作及日常简单维护工作的技术工人，在企业数控技术岗位中占70.2%，是目前需求量最大的数控技术人才。对于“蓝领型”数控人才，必须以传统的机械制造技术（金属材料及热处理、切削原理及刀具、机床夹具、机制工艺等）为基础，学习掌握“数控机床原理及应用基础”和“数控加工编程技术”，还需要熟练掌握“CAD/CAM”软件。
一、数控技能教学的现状
数控技术的广泛应用，给传统制造业的生产方式、产品结构、产业结构带来深刻的变化，亦对传统的机电类专业人才的培养带来新的挑战。但目前中等职业教育数控技能教学在有些方面不能满足教学、生产需要，主要表现在：
（一）课程设置和教学内容不能满足企业需求
1．我国职业学校数控专业课程设置近几年虽有所改进，但教学内容仍较陈旧，学生所学到的知识技能与企业的要求尚存在差距。例如，数控机床与编程的教学还较薄弱。由于部分学校因实训条件所限，仍以理论讲授为主，企业急需的数控机床的编程、操作、维护的培训效果较差，不能系统地适应社会对劳动力的需求。
2．在实践技能培训方面，很多学校把实训重点放在数控机床简单操作上，而对数控加工工艺（如工艺路线选择、刀具选择、切削用量设置等）、模具设计、CAD/CAM与数控自动编程修等专业技术能力训练不够。
3．现有数控技术教育专业教材，形态单一，内容陈旧，实践性差。适合数控编程、数控接口技术训练、机床参数设置及系统故障排除训练、数控仿真软件操作等课程的教材非常有限，严重脱离生产实际。
（二）职业学校数控专业师资数量不足，素质不高
数控技术在近几年的广泛应用，引起了数控人才的大量需求，同时造成数控专业师资、特别是同时具备相当的理论知识和丰富的实践经验的数控专业师资严重不足。尤其缺乏熟悉企业生产实际，并能够承担数控教学工作的“双师（教师、工程师）型”专业教师，严重制约着现代数控技术人才培养水平的提高。
（三）数控实训设备条件差，数量严重不足，且不配套
近年来，受数控人才需求增长的拉动，有相当部分职业学校建有不同规模的数控实训基地，有的是规模大、设备种类多的实训中心，也有设备种类和数量相对较少的实验室。值得注意的是，为了与企业尽可能保持一致，以达到实训效果，各学校在实训硬件选型逐步趋向全部采用工业用数控机床、加工中心，而且实训基地往往以加工设备配备进口数控系统为主，由于每台数控设备非常昂贵，学校购置的设备数量有限，每个学生的独立动手实际操作机会很少，实训效果并不好。这种安排，不能适应普及性的教学实验，一般学校培训以观摩为主，教学培训的实践操作受到局限，无法在短期内实现规模化、普及化的培养，很难从真正意义上提高学生的动手能力，难以实现教学目标，实训效果也较差。
二、数控技能教学的思路
（一） 理论教学和实践教学并行，并以实践为重
1.理论学习应以“实用、够用、管用”为原则，进行模块化、综合化整合，着重通过实践环节培养学生实际工作能力，增加学生自我动手时间，提高学生创新技能和综合素质，增强学生的岗位适应能力。
2.理论教学内容应突出应用性、先进性、前沿性。培养学生应用数控理论的能力，突出数控理论的应用性、实用性，使学生能通过“实践认识—针对实践的理论学习—再实践”的顺序，掌握一定的数控加工技能，及所谓的先会后懂。教学中要体现早实践、多实践、有针对性的实践。
3.教学中应将教学与生产实际、与新科技的转化、应用推广紧密结合起来。加强实践性教学环节是体现以能力为重点，培养学生的熟练职业技能和综合职业能力，实现理论与实际、教学与生产有机结合的有效途径。数控实践教学特别要注意其先进性、前沿性，通过教学内容上渗透新科学、新技术、新工艺，教学过程由教室向生产延伸等，可以培养出一批能熟练运用新技术、新工艺，能适应社会和市场需求的高素质数控操作人才。
（二）重视传统金工实习
与普通机械加工设备相比，使用数控机床能加工出精度更高，外形更复杂的零件，同时可降低工人的劳动强度，提高工作效率（特别是在批量生产中）。但目前，在数控教学中存在着一种误区，认为随着数控机床的不断发展，传统的车、铣、钳的实习的教学要求可以随之降低，在这种思想的引导下，数控专业的实习教学出现了“跨跃式”或“大跃进式”的教学模式，即忽视传统金工实习教学中的基本技能训练，比如在第一届全国数控技能大赛中，就暴露出好多这方面的问题，相当部分选手切削用量选择不当，采用了低的切削速度，小的走刀量，较大的切削深度，导致加工时间不够（粗加工都难以完成），最后慌了手脚，突然加大走刀量，造成刀具损坏；还有的不会磨刀，大赛时，组委会只将刀具进行了粗磨，一再提醒参赛选手，必须磨刀，可是，有的选手一上场，装上刀就开始加工，导致刀具切削性能不好。因此，忽视金工实习而过分重视数控专业的实习是本末倒置的做法，如果不把传统金工实习放到数控专业实习教学的重要位置上，那么，无论多么先进的数控加工设备，也只能培养出“纸老虎”式的数控专业学生。
（三）加强校企合作，形成“订单式”人才培养模式
职业教育走校企合作的道路，有利于提高数控人才培养的针对性，实现学校和企业的“双赢”。企业的需求是职业学校确定数控人才培养目标的根本依据。职业教育只有面向市场，以就业为导向，才会有出路。为此，在教学计划执行过程中，要不断对人才市场进行调研，根据人才类型的需求变化进行一定的调整，不断优化培养方案，使其较好地贴近毕业生岗位需求实际。
具体来说，学生在企业所完成的学习任务主要是实践教学，企业根据自己的需求组织培训、岗位实习、实施专业综合技能训练等，学生所完成的“专业综合技能训练”题目都是企业生产现场的实际生产任务，并由企业技术人员进行指导和考核，学生经过这样的训练，毕业后直接上岗，形成了“订单式”数控人才培养模式，能很快适应岗位需求。
（四）加强“双师型”师资队伍的建设
学位要建立专业教师定期轮训制度，鼓励教师到企业进行见习和工作实践，根据对数控技术的教学需求进行岗位培训，重点放在工艺技术、故障诊断和排除等方面。教务部门对进修实习的教师，在下达教学任务时，给予一定的照顾，在安排授课时间上，尽量相对集中一些，腾出时间让他们学习操作技能和理论知识，同时也可直接从企业聘用数控技术人员作为兼职教师，参与教学大纲和教学计划的制定，并直接承担教育教学任务。
（五）加强数控技术实训基地的建设
1.重视传统金工实习基地的建设
传统的金属加工理论与实践技能，仍是学习先进制造技术的基础。现代制造技术是在传统技术的基础上发展起来的，自动化的数控机床，离不开传统的车、铣、刨、磨加工技术。一个数控加工人员，如果不懂得刀具角度、切削用量和制造工艺，就不可能成为一个合格的数控人员。所以，在建立现代制造技术实训基地时，也同时应重视传统金属加工技术实习基地的建设。
2.建设数控技术实训基地
根据各职业学校的实力，建立一定规模的数控技术实训基地，应包括数控车床、数控铣床、加工中心、电火花成型机床、电火花线切割机床等加工设备以及数控模拟软件,在数控实训中心建设中，应优先满足教学与培训要求，用有限的资金合理配置数控加工实训设备，建议在实训基地的建设中以小型数控机床为主，适当选用高档机床。不论选择小型数控机床还是高档数控机床，数控系统的选择非常重要，因为主要的教学工作是围绕数控系统的功能和操作展开的。因此，对数控系统应要求功能齐全，G、M、T代码和PLC指令丰富、固定循环和宏指令功能强大，可设置的系统参数、轴参数、补偿参数丰富，能支持开环、半闭环和全闭环控制方式，能覆盖国外主要系统的绝大部分功能。最好能有加工轨迹三维图形仿真校验和动态显示、局域网接口和二次开发与扩展接口，以便学生更好、更方便、更安全的掌握数控编程和操作。
目前相当部分职业学校机电技术应用专业都在建设相应的实训基地，分散投入实训装备，建设周期长，设备利用率低，很难发挥资源效益。因此，建议政府给予相应的投入，企业给予相应的支持，在职业学位相对集中的城市建设资源共享的实训基地，以满足当地各职业学校数控技术专业学生实训的需要。
3.配备相应的数控仿真软件
采用数控仿真软件，不仅降低了教学运行成本，而且给学生更多的模拟练习机会，在各种仿真练习中熟练掌握数控生产技术。这些教学系统既能单机独立运行，又能在线运行，完全模拟一线生产实际。独立运行即机床模型方式，其培训设施只需一台微机，数控机床的模拟操作在显示屏显示的仿真面板上进行，而零件切削过程由机床模型三维动画演示，用这种方式进行初步培训是既经济又有效的；在线运行即机床工作方式，这种方式下教学系统将与实际机床连接，由硬件实现零件切削过程，这时除操作者是用仿真面板操作外，其他则与实际机床的真实情况一样。简单来讲，就是利用计算机和其他的专用硬件形成一种真实场景的交互来体验一种真实感觉，因此能进一步培训操作者的实际工作技能。
4． 建设CAD/CAM实训中心
CAD/CAM是数控技术发展的方向，对学生进行CAD/CAM的教学及技能培训是数控技术教学中不可缺少的环节，通过CAM/CAM教学软件，学生能够在计算机上进行机械制图和零件工艺分析，熟练掌握加工编程方法。目前可用于CAD/CAM设计的软件有CAXA、Master CAM、Pro-Engineer、UG等，学校可根据具体情况合理选择其中的两种软件。
总之，在数控技能教学的改革上只要我们更新观念，合理调整教学计划与内容，改革教学方法，建设好专业实训基地，加大师资培训力度，数控技能教学定能取得预期的成效。

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