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浅析中等职业教育数控专业的建构

福建省侨兴轻工学校   连彩元

数控编程是目前CAD/CAPP/CAM系统中最能明显发挥效益的环节之一,其在实现设计加工自动化、提高加工精度和加工质量、缩短产品研制周期等方面发挥着重要作用。在诸如航空工业、汽车工业等领域有着大量的应用。由于生产实际的强烈需求,国内外都对数控编程技术进行了广泛的研究,并取得了丰硕成果。下面就对数控编程及其发展作一些介绍。

一、 引言

众所周知,随着现代技术的迅猛发展,数控技术在机械制造行业中的广泛应用,已成为社会的生产支柱,企业使用数控设备的领域也越来越广,特别是高性能数控机床的需求将有较大幅度的增长。因此,21世纪机械制造行业的竟争主要就是体现数控技术能力的竟争。这就急需培养一大批既有现代科学技术,又有现实 生产能力的中等人才,经过职业技能训练,能够在工厂第一线或技术部门从事数控机床编程与操作、使用与维修及维护等应用型的技术人才。而市场对这种人才地需求恰恰又是中等职业教育的培养目标。为此,近几年来,我省许多中等学校都相继开设了数控专业,以满足与适应市场对人才的需求;另一方面,由于数控技术是一门综合技术,它是将计算机、自动控制、电气传动、精密测量、机械制造和管理信息等技术溶为一体而形成的学科,是自动 化机械系统、机器人柔性制造系统、计算机集成制造系统等高新技术的基础,充分体现该学科的前瞻性和拓展性。因此,开设数控专业是紧跟着时代先进技术的发展,符合时代发展的要求,但往往开设一门专业并不难,难的是应该如何成功办好所开设的专业,本文以培养“专而博”的知识结构为出发点,简述了“课群式”的课程体系建设、对“模块化”的教学方法、多媒体辅助教学手段、实验基地、师资队伍的建设等问题进行了探讨。

二.以建立合理的课程结构,形成优化的课程体系

课程体系建设的合理性是实现专业培养目标的前提条件。因此要制定合理、科学的课程结构,必须明确本专业的培养目标与人才培养规格,同时还应注重综合素质能力的培养和体现理论与实践并重的原则,力求形成优化的课程体系。

数控专业培养的目标是在培养德、智、体全面发展的基础上,主要培养面向生产第一线,从事数控技术加工,数控一般编程,数控设备安装与调试和数控加工技术管理的应用型的机电一体化应用人才。培养的人才规格,应具有“专而博”的知识结构。所谓“专”指的是该专业培养的学生必须具有数控专业方面的技能或特长,诸如:具有数控编程、数控机床维修、数控机床维护等方面的能手;而所谓“博”要求学生必须具有良好的思想职业道德素质、外语、计算机、人文与科学素质等知识,从而充分体现教育者的个性能力与全面素质的培养。

鉴于以上的分析 ,本专业的课程体系建构应分为四大类:公共课、专业基础课(含实践课)、专业课(含实践课),选修课。

(1)公共课:主要包含有思想素质类课程,外语、计算机水平与能力类课程,体育文化与健康技能类课程,人文与科学素质类课程。目的是为提高教育者的社会综合素质能力而服务。

(2)专业基础课:这是课程体系中的一个主体,其功能主要是为专业课而服务。其课程可按课群方式设置,即由力学系列课程、机械设计基础系列课程、电工、电子技术基础系列课程、计算机应用系列课程、机械制造技术基础系列课程、测控系列课程、经营管理系列课程等七大课群组成。这样的课群组成,使得学生不仅具有机与电专业的基础知识,而且还学会计算机在机械(或电气)的设计制造领域的广泛应用,有效地拓宽专业口径和专业基础,同时有利于加强课群内各门课程在内容上的衔接,例如:在力学系列课程中开设理论力学、材料力学课程,在机械设计基础中开设机械原理课程、工程制图课程等是为整个专业的机械设计方面作好辅垫,也有利于以后课程体系的进一步整合、优化和改革,例如:将原来电工、电子技术分散在各门课程中的强电部分知识进行整合、优化成《机电传动控制》突出了"机电结合,电为机用"的特点.再如将工程测试与计算机信息处理进行整合成《工程测试与信息处理》代替测试技术课程,能增加测试技术与信息获取、传输、存贮处理及应用有关的内容,体现出应用性特点,能多方位适应科学技术的突飞猛进和社会的不断进步。它即体现出“以创新设计为核心,以机械技术与信息技术结合为龙头,以计算机辅助技术为主线,拓宽基础,强化实践”的总体思想,也体现出课程体系建设的有机性与相互性,灵活性与可变性的特点。

(3)专业课:也称专门课,是指具有落实各项专业能力培养的课程设置,具有很强的定向性,应用性特征,这部分的课程应有必要的理论为基础,但又不苛求理论的完整性和系统性,而是突出知识的技术应用性,以实现培养动手、实践能力为目的。因此,该专业课可以设置以下几门课程:数控加工技术、机床维护与调试、数控编程与操作,数控机床拆装与测绘、数控机床设计等。

(4)选修课:选修课的开设,主要是以拓宽学生的知识面以及介绍本专业学科的最新发展状态为原则。为此,本专业可设置如:现代设计方法、机器人技术基础、机电一体化控制技术与系统、计算机集成制造系统与柔性制造自动化概论等科目,反映本学科现代的新发展,为将来学生面向工作岗位,接受新技术 的挑战奠定了一个良好的基础。

(5)教材的选择:在课程的体系建设中,除了课程的设置之外,还应注意教材选择的合理性。尤其是随着新技术的不断更新和发展,教材也在不断的改革。因此,在选择教材时一定要符合时代的先进性。例如:用机械制造技术基础代替机械制造工艺学、金属切削机床设计、金属切削原理与刀具;用机电传动控制代替原来的电工技术、电子技术系列课程,起到了减少学时,拓宽基础,精选内容和更新知识的作用;再如:用工程测试与信息处理代替测试技术,能增加了测试技术与信息获取、传输、存贮处理及应用有关的内容,体现出应用性特点。

三.运用先进的教学手段和构建模块化的教学方法

教学模式是保证专业教学工作质量的重要内容。数控专业是一门工程实践很强的学科,课程中的内容较多都要涉及至各种机械的结构及机构的传动,运动原理,诸如:机械零件与机械设计、机电传动控制、液压与气压传动、数控机床编程与操作等课程,教师除了安排学生进行参观实习外,在课堂教学中,如果还是依靠以前的“一支粉笔,一个黑板”的教学手段,一方面由于绘制大量复杂的结构图形浪费教学时间;另一方面对目前中等职业教育学校的学生生源的素质,仅用一个平面的图形来讲授工程的问题,使抽象的问题无法形象化,也无法达到良好的教学效果。今天,随着计算机、多媒体和网络技术的迅速发展和广泛应用,数控专业的课堂教学应进入数字化时代,可以购买相应的多媒体教学光盘或教师自己制作多媒体课件来授课,以到达良好的教学效果。

另外,根据其专业的特点,构建“实践――针对理论的实践学习――再实践”的教学方法,做到早实践、多实践、实践教学不断线。同时,在专业教学内容上,可根据学生知识能力结构的不同要求,把教学内容分成若干个模块,有机床拆装与测绘,数控机床操作、数控机床编程、数控机床维修等,按照“实际、实用、实践”的原则组织教学,而理论教学则以“必须,够用”为度,少一点公式推导,多一点应用实践,删繁就简,确保重点,突出针对性和应用性。例如:在讲“数控编程与操作”这个模块中,理论方面应着重从编程思想与方法出发,将涉及到的工艺分析、程序的代码、结构、格式及数值计算进行详细讲解,多一些编程操作实例,突出实用、实践,而无需对数控系统或数控机床的维护维护保养等知识讲解。在教学中要充分与实践相结合,采用精讲多练,边讲边练,讲练结合的形式,把学生分模块进行讨论式学习,每个模块学习结束后,都必须要拿出具体的学习成果,作为专业最后的考核或数控技能鉴定的考核指标。只有对学生按模块进行技能考核,才能体现学生的“专项”技能培养,同时也培养了学生的工程能力、实践能力、职业能力、创新意识、创造能力和创业精神。

四、增加实验设备的投入,完善实验基地的建设

增加实验设备的投入,完善实验基地的建设是加强专业学科建设的保证,是学科发展的重要支撑硬件。教师要完成实践教学,进行学科专业的研究,为产、教、研的结合提供一个实验平台,而学生的实际工作能力的形成主要是放在实践环节上,通过实践这一重要环节,为学生营造出一个所学所用和解决实际问题的环境,这是提高学生创新技能及综合素质的最佳途径,是学生适应职业岗位的关键。

为此,作为数控专业的实验基地,如果资金、场地允许的话,必须购置生产型的数控机床设备若干台(包括有车、铣、钻、刨和加工中心等)。但这些的设备投资较为昂贵,建议可以分批采购来建立和完善实验基地,或与外校联立数控实验室或与企业直接联系来真正达到技能的训练和鉴定。目前,随着现代科学技术的迅速发展,虚拟仿真技术的应用已融入各行各业中,构建虚拟仿真制造车间,一方面可以作为要专业的学科研究与学生实践,另一方面可以与其它专业达到实验平台的资源共享。

五、“双师型”的师资队伍建设

人才资源是第一资源,教师是课程建设与组织教学实施的主体,其素质高低直接影响课堂教学目标的实现,而数控专业又是一门工程实践性的学科,对从事数控专业的教师而言,应既是知识的传播者,也是实践的示范者。目前,中等职业教育学校的专业教师,大多是从学校到学校,缺乏实践这一环节的训练,因此,作为数控专业的教师必须加强“双师型”能力的培养。

六、结束语

综上所述,是否具有合理性的课程体系建设、先进科学的教学手段、正确合理的教学方法、完善的实验基地和师资力量,都将直接影响到专业的建设。

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