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【關鍵詞】數控機床；故障診斷；教學方法

我國在故障診斷技術方面起步較晚,1979年才初步接觸設備診斷技術，近年來得到迅速發展。目前國內對裝備的故障診斷技術,尤其是板級故障診斷技術的研究有了較大的進展。經過二十多年的研究與發展,我國的故障診斷技術己廣泛應用于軍工、化工、工業制造等領域,如數控機床、汽車行業及發電廠等。

一、數控機床故障診斷與維修行業人才結構

1.藍領層

數控操作工：精通機械加工和數控加工工藝知識，熟練掌握數控機床的操作和手工編程，了解自動編程和數控機床的簡單維護維修。其崗位適合中職學校組織培養。此類人員市場需求量大，適合作為車間的數控機床操作技工。但由于其知識較單一，其工資待遇不會太高。

2.灰領層

（1)數控編程員：掌握數控加工工藝知識和數控機床的操作，掌握復雜模具的設計和制造專業知識，熟練掌握三維CAD／CAM軟件，熟練掌握數控手工和自動編程技術。其崗位適合高職、本科學校組織培養，適合作為工廠設計處和工藝處的數控編程員。此類人員需求量大，尤其在模具行業非常受歡迎，待遇也較高。

（2)數控機床維護、維修人員：掌握數控機床的機械結構和機電聯調，掌握數控機床的操作與編程，熟悉各種數控系統的特點、軟硬件結構、PLC和參數設置，精通數控機床的機械和電氣的調試和維修。其崗位適合高職學校組織培養，適合作為工廠設備處工程技術人員。目前非常缺乏，其待遇也較高。

3.金領層

數控通才：具備并精通數控操作技工、數控編程員和數控維護、維修人員所需掌握的綜合知識，并積累了大量實踐經驗，知識面很廣。能自行完成數控系統的選型、數控機床電氣系統的設計、安裝、調試和維修，能獨立完成機床的數控化改造，是企業(特別是民營企業)的搶手人才，其待遇很高。其崗位適合本科、高職學校組織培養。

對于這三類人才主要有兩個來源：一是大學及職校機電一體化或數控技術應用等專業的畢業生，他們具有不同程度的理論知識和較強的動手能力，最大的缺陷就是學校難以提供的工藝經驗；另一個來源就是從企業現有員工中挑選人員參加不同層次的數控技術中、短期培訓。這些人員一般具有企業所需的工藝背景及比較豐富的實踐經驗，但是他們知識面較窄，特別是對計算機應用技術和計算機數控系統不太了解。[3]

因此，數控機床故障診斷與維修的教學應圍繞怎樣使學生具備豐富的實踐經驗進行。

二、當前數控機床故障診斷與維修的教學現狀

(一)學校師資力量嚴重不足

數控技術在近幾年的廣泛應用，引起了數控人才的大量需求，同時造成數控師資、特別是同時具備相當的理論知識和豐富的實踐經驗的數控師資隊伍嚴重不足。[2]

有些學校從社會上引進了一些具有豐富實踐經驗的工程技術人員，用來充實教師隊伍。但是，由于有關規定的限制，這些人被排除在外。因此一些學校只有聘用豐富實踐經驗的工程師作為學校的兼職老師，按勞付酬。[5]

(二)實訓設備種類多，且與教材不配套

由于數控機床有多種系列，如法那科系列、西門子系列、三菱、華中系列、廣州數控系列等，其控制系統及故障表現形式多種多樣。當前數控機床故障診斷與維修的相關高職、高專類教材中講解的數控機床故障診斷與維修的典型案例主要針對市場上的一些主流數控機床，使得理論教學與實訓教學并不是十分的配套，一定程度上影響了本專業的教學質量。

三、如何開展數控機床故障診斷與維修專業課程教學

(一)師資隊伍的建設

1.學校從機電一體化及數控技術相關的專業中錄用本科生或碩士生，他們具有扎實的基礎理論知識?？墒撬麄內狈嵺`經驗，為此學?？蓪⑶嗄杲處熡杏媱澋厮偷狡髽I去掛職鍛煉，將實戰培訓的重點放在工藝知識、故障診斷和故障排除等方面。

2.學校從數控設備多的企業招聘有豐富的現場經驗、組織能力強的故障診斷技術人員，這樣的人才在數控技術實訓中能很快把握實訓要點。

(二) 數控機床故障診斷與維修實訓中心的建設

數控機床故障診斷與維修實訓中心應從基礎理論教育到實驗、實踐環節建立一套完整的實驗、實習體制。為滿足教學需要一般應建立以下幾種實驗室。

1.數控原理實驗室

包括數控原理、數控機床電氣控制、主軸系統、伺服系統、機床檢測與調試技術等基礎實驗。

2.與教材配套的數控機床故障診斷與維修綜合實驗室

本實驗室應可以完成數控系統的功能、結構、安裝、參數設置以及調試等多項實驗，其應用范圍包括：

（1)教師講授數控原理、調試維修以及參數設置的平臺；

（2)學生驗證教學內容和基本原理的對象；

（3)學生調試、參數設置、故障診斷、維修等實訓實習項目的配套設備。

(三)改革教學方法

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［關鍵詞］《數控機床故障診斷與維修》；課程建設；教學改革

一、國內《數控機床故障診斷與維修》課程建設的概況

（一）對該課程的重視程度不夠

目前，有為數不多的職業院校把數控維修作為一門專業來建設。將《數控機床故障診斷與維修》這門課作為一門專業選修課，是相當多職業院校的做法，他們并沒有把這門課放到足夠重要的位置上，這使眾多數控專業的學生僅僅懂得機床操作，而對維修仍然一無所知，這已經不能滿足市場對數控專業學生綜合素質的需要。

（二）有關該課程的研究很少

不少學校在安排《數控機床故障診斷與維修》這門課時主要還是理論教學，實踐環節安排的課時很少，也沒有非常優秀實用的教材，更缺乏對該課程教學模式的探索，非常不利于學生掌握數控維修技能。

（三）理論與實踐環節脫離

《數控機床故障診斷與維修》是理論知識難度大、實踐性強的課程，教學中理論和實踐都應該重視。長期以來，《數控機床故障與維修》課程教學理論和實踐分開，教學內容不能緊跟市場需求，教學方法和手段單一，背離職業教育強調應用性、實踐性、創新性的教學特點，不能適應當前制造業對數控人才所需技能的要求。理論與實踐課程脫節，學校環境和工廠環境反差大，所培養學生的維修技能無法適應企業的需要。

二、轉變觀念，積極開展《數控機床故障診斷與維修》課程建設

（一）轉變觀念，適應市場需要

課程建設應以適應市場需要為宗旨，以服務就業崗位為目標。課程建設應該與時俱進，不斷在深化教育教學體制改革中，適應市場變化的需要。學校教育的目的就是：“一切為了學生，為了學生一切，為了一切學生。”教育的目的就是為了培養適應社會需要的人才，為了這個目的，學校一切工作都應該服務于這個目的。我所在的學院以示范性建設為契機，全面實施教學質量工程，轉變觀念，以市場為導向，強化學生專業知識、人文素質、創新精神、實踐能力和健全人格的培養，建立產業、學校、行業一體的產教融合的合作辦學機制，創新人才培養模式。

（二）加強《數控機床故障診斷與維修》課程建設

隨著《中國制造2015》計劃的推進，我國由制造大國向制造強國邁進，企業生產中使用數控設備越來越普遍，數控設備的維護維修人員需求將呈現強勁增長的態勢。根據市場調研，企業所需數控專業人才崗位(群)分為以下幾個部分：數控設備的操作人員、數控設備的裝調人員、數控設備的維護維修人員以及其他工作崗位。數控專業主要崗位對應的職業能力有：數控機床的操作、維護；數控機床的安裝、檢測、驗收；數控機床的常見故障診斷與排除；普通設備的數控化改造。推進《數控機床故障診斷與維修》課程建設對培養高素質高技能的數控機床裝調與維修人員是非常有意義的。

三、推進《數控機床故障診斷與維修》課程改革與建設的有效措施

1.加強師資隊伍建設，特別是提高數控維修專業教師的理論和實踐水平，形成一支年齡結構合理、教學水平較高的高等數學課程教學和研究隊伍，從教學人員上保證課程建設的不斷深入發展。2.繼續完善教學大綱與授課計劃的修訂，使之更能適應高等教育從精英教育到大眾化教育的需要，使教學計劃和課程設置符合就業導向。3.教材建設（1）推進項目化教學和案例教學內容。以具體的案例或任務為載體編寫教學內容，充分發揮學生的主觀能動性。（2）建設立體化教材，把實踐性強的內容視頻化，知識點微課化。（3）不斷更新教學內容，緊跟市場需求。（4）適應學生需求，力求教材知識與趣味性一體。4.現代教育技術的使用（1）不斷改進教學方法和教學手段。教學手段應從過去傳統的黑板加粉筆的單一方法過渡到傳統方法與多媒體現代化教學手段相結合的綜合性方法，力爭開展多媒體授課。（2）建設課程資源庫，開發微課資源。（3）建設信息化資源課，使教學資源上網，充分發揮學生自學的主觀能動性。

四、以數控維修實驗臺的研究應用為契機，推進《數控機床故障診斷與維修》課程建設

筆者所在學校配合數控專業的示范性建設，投資60余萬元用于數控維修實訓中心建設。在數控維修實訓中心建設過程中，由學校教師根據本校學生特點，結合企業對數控專業學生的要求自主設計，自主建設實訓中心，不但使學校的數控維修實訓教學條件大大改觀，也鍛煉了教師的能力。數控機床安裝、調試與故障維修能力是數控技術專業核心的能力之一，在課程的設計上遵循以下理念：以工程應用為背景，以崗位職業能力培養為目標，以典型的工作任務為載體，構建完成崗位工作所需要的專業能力、方法能力、社會能力三位一體的教學內容體系；教學組織與實施是以學生為主、老師為輔的師生互動的過程，理實一體化的教學模式，課程標準以職業標準為依據，學生通過學習獲得與工作崗位一致的能力，把工學結合的思想貫穿在整個課程教學過程中。本課程嵌入數控機床裝調與維修工職業資格標準，理論聯系實際，以任務為學習載體，采用理實一體化的教學模式。以數控機床安裝調試與維修的過程為主線，設計學習情境，在學習情境內學生完成安裝調試與維修任務。根據教學內容的組織，設計相應的教學計劃。上述教學內容，學生在完成過程中，全部采用任務驅動的方式，在任務二和任務三實施過程中，學生在完成任務的過程中對遇到的問題可以查閱故障診斷手冊，可以通過手機APP上網查看知識點微課，學生完成任務書要由小組一起進行PPT匯報，對完成任務的情況進行匯報總結。以其中任務三中的一個子任務為例，教學過程如下表所示。在每次的教學過程中注意體現學生的主導地位，教師加以引導，報告完成后仔細進行討論、分析，目的是學生掌握技能。

五、結論

通過教學改革，教師因材施教，學生既能在輕松的環境中學習和獲取理論知識，也能鍛煉學生的操作技能，是對培養適應市場需求人才的教育教學模式的一種有益探索。

參考文獻：

［1］王道林，朱秀琳．機械制造基礎．工學結合特色課程建設研究［J］．南京工業職業技術學院學報，2007（12）：78-79．

［2］陳玉琨．課程改革與課程評價［M］．北京：教育科學出版社，2001（6）：l-8．

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關鍵詞：高職；數控專業；人才培養模式；崗位群能力；課程體系

中圖分類號：G712 文獻標識碼：A 文章編號：1672-5727（2013）02-0040-03

我國機械制造業已廣泛使用先進的數控技術，數控技術技能人才尤其是高技能型人才需求旺盛。高職院校如何適應市場需求培養企業急需的高質量數控人才，是一個亟須解決的現實問題。教育部文件明確提出：“高等職業院校要積極與行業企業合作開發課程，根據技術領域和職業崗位（群）的任職要求，參照相關的職業資格標準，改革課程體系和教學內容。”因此，探索工學結合人才培養模式的改革實踐具有重要的現實意義。我校近三年來在數控技術專業人才培養模式改革方面做了大量的探索與實踐，并取得了一些成果與經驗。

“1233”人才培養模式的內涵

根據人才市場需求、學校辦學層次和區域經濟發展，江蘇建筑職業技術學院確定的數控專業培養目標是：面向江蘇機械制造業，尤其是徐州工程機械裝備制造業，培養擁護黨的基本路線，具有現代機械制造的基礎理論知識和專門知識，具備較強的從事機械工藝設計、數控編程、數控維修及操作等實際工作能力，適應生產、管理第一線需要的，德、智、體等方面全面發展的高素質高技能應用型人才。職業崗位群主要包括工藝編程、數控維修及操作崗位。

根據培養目標、專業特點、區域經濟發展及學校情況，經過近三年的探索實踐，我院數控專業逐步形成了“1233”工學結合人才培養模式?！?”即一條主線，以職業能力培養為主線，構建課程體系；“2”即雙元合作，校企合作育人，合作就業；“3”即三階段，基本能力專項能力綜合能力三階段能力提升培養；“3”即三融合，在培養過程中注重教學環境與職業環境融合、專業教育與職業素質融合、課程與證書融合。

培養過程如圖1所示，前兩學年除第一學期企業崗位認知實習外，均為校內課堂教學和技能訓練教學，第一學年培養學生基本能力，第二學年培養學生專項能力，實施“任務驅動，學做合一”的教學模式，提高教學質量。第五學期為實踐教學學期，上半學期校內綜合實訓，下半學期和第六學期為就業實習，第三學年培養學生綜合能力，最終實現雙證融通和人才培養目標。

“能力主線，三段提升”課程體系的構建

原有的學科課程體系已不能適應新的人才培養模式和教學模式的需要。根據數控專業崗位群和人才培養目標，我院對崗位群工作任務和職業資格標準進行了分析、歸納、總結，確定了數控崗位群主要職業能力，構建了以能力培養為主線的課程體系，根據職業能力設置課程，如表1所示。職業能力課程是課程體系的主體，再加上基本素質課程和專業拓展課程，構成數控專業的整個課程體系結構，拓展能力課程開設了《多軸加工技術》、《模具技術》、《工程機械構造》、《特種加工》、《生產組織與管理》等課程，學生可以根據興趣和未來職業發展需要進行選修。

在“1233”人才培養模式下，依據人的認知規律和實踐專家的成長規律，安排課程開設順序，并根據實踐進行課程體系整體性優化和完善，目前課程體系已成熟穩定。第一學年開設基本素質課程，包括《計算機應用基礎》、《工程數學》、《實用英語》、《創業就業指導》、《體育》、《思想道德修養和法律基礎》、《思想和中國特色社會主義理論體系概論》等；基本能力課程包括《機械制圖》、《電工電子技術》、《機械設計Ⅰ》、《公差配合與測量技術》、《零件車削加工》、《零件手工制作》等，培養學生基本素質和基本能力。第三學期開設《機械設計Ⅱ》、《機械制造技術Ⅰ》、《數控機床編程與操作》、《液壓與氣動技術》、《機床電氣控制》、《零件車削加工》、《機械測繪》等課程，第四學期開設《數控機床》、《計算機輔助設計》、《計算機輔助編程》、《數控加工實訓及拓展》等課程，培養學生各項專項能力和職業素質。第五學期上半學期開設《數控機床故障診斷與維修》、《CAD/CAM綜合實訓》課程并安排畢業設計，下半學期至第六學期結束進行就業實習，培養學生綜合能力和職業素質。

項目課程的建設

在“能力主線，三段提升”的課程體系下，根據職業任職要求，以職業核心能力為主線，確定《機械制圖》、《機械制造技術》、《數控機床編程與操作》、《計算機輔助設計》和《數控機床故障診斷與維修》5門核心能力課程，并進行校級立項重點建設，并與企業合作開發適合學校條件的項目課程。2010年11月已完成課程標準、教學課件、校本教材及網絡課程建設任務并通過驗收，付諸實施，效果良好。以《數控機床編程與操作》課程為例，建設成果如圖2所示。每個項目以零件為載體，教學過程分為工藝規劃、程序編制、操作機床加工零件、質量檢測與評價4個教學環節，在數控車間實施教學，以學生為主體，任務驅動，學做合一，評價以過程評價為主，結果評價為輔。學生學習課程結束后，經后續數控加工實訓，數控技能可達到高級工水平。為鼓勵教師根據課程性質、內容和特點進行其他課程改革，機電學院制定了工學結合課程改革教學實施工作量獎勵方法，有效地推動了項目課程的改革與實施。

技能訓練課程是課程體系的重要組成部分，是培養學生職業素質和職業技能的主戰場。目前全部實施項目教學，確定以《機械測繪》（繪圖員）、《零件車削加工》（車工中級）、《數控加工實訓》（數控高級）、《CAD/CAM綜合實訓》（CAD/CAM應用師）為課證融合課程，學生學習結束時技能水平可達到職業資格要求，考取相應的職業資格證書。校內技能訓練課程項目教學由企業兼職教師和校內專任教師共同指導。校外就業實習學生已是企業的準員工，培養準員工是企業的內在要求，可使合作育人成為現實。

校內外實訓基地建設

校內實訓基地建設 人才培養模式改革必須要有硬件作支撐方能實現。為此，我院根據新課程體系建設的需要和專業群資源共享的原則建設了實訓室，投資300余萬元建設了機電工業中心，為零件車削加工實訓、零件銑削加工實訓和機械制造技術課程新建了機械加工實訓室，為數控機床故障診斷與維修和數控機床與數控系統課程新建了數控維修實訓室，共計新建了6個實訓室，再加上原有的數控加工實訓室、鉗工實訓室和機械基礎實訓室3個實訓室，面積達三千多平方米，滿足了前四個學期校內課堂教學、技能訓練和第五學期校內綜合訓練的硬件要求。硬件是基礎，軟件是靈魂，為此應大力加強機電工業中心的內涵建設。具體舉措如下：（1）采用企業化的運作模式，教學環境融合企業環境和文化。（2）引入企業產品作為技能訓練項目載體，企業兼職教師和校內專任教師共同指導實訓，實現合作育人，合作雙贏。（3）每年舉行一次職業技能大賽，以賽促學，以形成良好的學習氛圍。（4）依托機電工業中心積極開展技術服務和教科研工作。近兩年來，院級以上立項教育科研課題8項，《機電類創新創業教育實習實訓基地建設研究》立項作為我院的江蘇省大學生創業教育示范校建設子項目進行研究，并多次為企業培訓員工、承辦企業技能大賽，獲得了企業的好評。

校外實訓基地建設 面對企業接納學生頂崗實習積極性不高的問題，可以通過“合作就業，合作育人”的途徑加以解決，使頂崗實習變為就業實習。通過調研，企業樂于接受這種模式，但前提是要有企業接納學生就業實習。為此，機電學院專門成立了校企合作辦公室，負責就業實習基地建設。經過不懈的努力，開拓了就業實習基地10家，我院與徐工集團簽訂了戰略合作協議，每年在新生中組建“徐工班”，優先接收本校數控等專業學生就業實習，滿足了數控專業人才就業實習的需要。

我院進行的“1233”數控技術人才培養模式改革實踐取得了良好的效果。2010年以來，數控技術專業學生獲得數控機床操作工證書的占99.4%，其中獲得中級證書的占53.9%，獲得高級資格證書的占45.5%，獲得CAD中級證書的達到100%，在華東區首屆高校大學生CAD技能大賽上獲得三等獎以上的有10人。近兩年來，畢業生一次性就業率達95.4%以上，50%以上畢業生到徐工集團就業，就業質量明顯改善。該模式的可操作性強，有利于開展校企合作育人，就業實習方式頗受企業歡迎，解決了企業參與人才培養積極性不高的問題，具有借鑒意義。

參考文獻：

[1]趙志群.職業教育工學結合一體化開發指南[M].北京：清華大學出版社，2009.

[2]盧艷.高職機電一體化專業人才培養模式改革與探討[J].職業教育研究，2009（4）.

[3]隋秀梅，劉宏偉，等.數控技術專業人才培養模式的改革與實踐[J].教育與職業，2010（29）：118-119.

作者簡介：

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關鍵詞 數控化改造 理實一體化教 項目任務

中圖分類號：G712 文獻標識碼：A DOI：10.16400/ki.kjdkx.2017.02.012

Abstract Lathe numerical control transformation of the course， with the transformation of ordinary CNC lathe and CNC lathe used during upgrading of typical project tasks as the carrier， through the integration of theory and practice of teaching practice， explore the "NC transformation" course teaching design and practice research. After the curriculum reform， the classroom learning atmosphere and enthusiasm of the students have been greatly improved.

Keywords Numerical control transformation； integration and theory and practice； project task

床的數控化改造課程是機床再制造專業的核心專業課程，它綜合了本專業機床電氣控制與PLC、數控系統連接與調試、數控機床PLC控制與調試、數控機床機械部件裝配與調整和數控機床液壓與氣壓傳動等課程內容，是前期這些課程知識和能力的綜合應用，對于提高本專業學生從事機床數控化改造或機床再制造方面所需核心技能具有重要意義。

1 課程的基本信息

車床的數控化改造課程是“機床再制造專業”專業綜合應用性課程，開設于二年級學生第四學期后半學期，實行理實一體化項目教學，集中上課，邊做邊學；整合課改前72學時理論授課，4周機床數控化改造實訓（實訓結束后進行數控機床裝調與維修工技能鑒定），變成目前課改后的理實一體項目化授課120學時，數控機床裝調與維修工技能鑒定前1周集中培訓。

2 課程的目標與定位

（1）專業人才培養目標。培養從事機床數控化改造或再制造方面的改造前評估、設計、裝配調試和測試檢驗等工作，具有職業崗位（群）所需的基礎知識及專業技能、具有較強綜合職業能力的高端技術技能型專門人才。

（2）專業典型工作崗位。本專業典型工作崗位包括：機床改造工程師、設計員、工藝員和一線操作工，本課程基于機床再制造專業人才培養目標，能夠滿足這些典型工作崗位所需專業知識和技能。

（3）課程定位?！败嚧驳臄悼鼗脑臁闭n程在專業課程體系中屬于專業綜合應用性課程。它具有較少的新知識和新能力要求，更多側重于前期課程知識和能力的綜合應用，是學生頂崗實習前夕重要的一門綜合類課程。

（4）課程教學目標。

①能根據給定的廢舊車床（包括廢舊的數控車床），考慮多方面因素，如改造成本、廢舊車床目前狀況，綜合評判是否適合車床的數控化改造-廢舊車床性能檢測與再制造性評估；

②按照國家標準（GJB 5481-2005機床數控化改造通用技術要求；GB/T 28615-2012綠色制造金屬切削機床再制造技術導則），能夠擬定或設計廢舊車床整體改造方案（重點：系統選型），并進行詳細設計，包括電氣原理圖繪制、機械結構改造設計等（20%）；

③按照給定車床數控化改造要求，如改造用電氣原理圖和接線圖，裝配圖及裝配工藝，整機改造工藝流程，相關系統用連接、調試說明書等，初步具有完成局部或整機改造的能力-拆洗修換裝調（機電）；

④能夠對改造后的車床，按照相關國家標準，借助相關工量具，完成精度檢驗和試切加工；

⑤綜合運用先修課程學到的知識和掌握的技能，解決車床改造過程中出現的實際問題。

3 課程整體設計

3.1 項目設計

由于學院車床的數控化改造過程目前做不到重復性改造，故把改造過程涉及到的主干知識學習和核心技能訓練，拆解成18個相關性項目進行訓練，具體項目設計詳見表1，這18個項目基本覆蓋車床改造過程的典型工作過程和任務，同時側重于車床安裝、裝配、系統連接與調試、精度檢驗和試切加工等，同時兼顧改造設計。

3.2 課程教學條件

校內實訓基地：兩臺普車改造完成的數控車床，兩臺廢舊數控車床經系統升級改造的數控車床，四臺數控車床CAK6150Di（配置fanuc 0i mate TC系統），可用于本門課程的理實一體項目化教學。

校外實訓基地：學院與山西智創科技有限公司、蘇州勤美達精密機械有限公司進行深入校企合作，在數控機床裝調維修、數控機床升級改造或普通機床數控化改造方面對頂崗實習的學生實施聯合培養機制，鞏固所學專業知識，強化機床改造方面的實踐技能。

課程參考資料：本門授課所用資料是機床廠家和數控系統廠家提供的全套技術資料，如：機床電氣原理圖、數控車床使用說明書（機械與電氣）、fanuc系統系列說明書，數控車床典型部件裝配圖紙和裝配工藝等；四臺改造完成的數控車床改造前及改造過程中整理完成的全套技術資料。

3.3 教學模式

課程設計理念：在整個教學過程始終貫徹邊做邊學教學理念，突出專業能力培養，將相關專業知識和實踐技能融入到每一次課程當中，實現“理論知識與實踐技能結合、教室與實訓室結合、學習與工作結合”的三結合。

教學過程：每一次課都通過案例或示范任務直觀引入，學生模仿并通過思考，逐步完成類似或難度等級漸增任務，在做任務、做項目過程不斷提高理論水平和實踐技能，同時在一些重要的項目中增加考核任務。

教學方法與教學手段：在教學實施過程中，以學生為主體，以學生是否掌握相關知識和技能來評價教學方法的科學性和合理性，善于采用引導法、分組討論法、情境法等教學方法，充分利用教學課件、技術資料、實訓設備、課程資源庫等教學資源，激發學生的學習積極性和主動性。

3.4 課程評價

過程考核、期末考核和技能鑒定考核三者相結合。過程考核側重學生平時學習態度、課堂上任務完成情況，考核項目或任務得分情況，過程考核占到總成績的50%；期末考試側重于理論考核，占到總成績的25%；數控機床裝調與（下轉第68頁）（上接第24頁）維修工技能鑒定考核占到總成績的25%。

4 課程單元設計

下面以fanuc系統選型為例，闡述教學實施過程：

（1）任務引入（15min）。學院有兩臺廢舊數控車床，1987年左右購置，系統為DJK-BS03A，該機床自購置后主要用以數控車削實訓，機械精度保持較好，現需對其數控系統升級改造。鑒于學院數控實訓中心大部分系統為HNC-210系統和FANUC系統，①為了便于維護管理；②同時近幾年在數控機床裝調維修與升級改造比賽項目中，使用fanuc系統較多；③改造完成后也主要用于機床改造課程實訓和技能競賽培訓用，所以經申請領導同意升級為fanuc系統，現需確定系統配置清單和價格。

（2）逆向任務實施（容易著手）（45min）。學院有四臺數控車床，配置的系統為fanuc 0i mate TC系統，請根據課前提供的相關技術資料（選型手冊、部件速查手冊、維修說明書、連接功能說明書等）和設備，確定機床的系統配置清單。學生可以通過現場查看各部件銘牌、系統開機查看系統軟硬件配置，翻閱相關說明書，以小組分工、討論、協作方式最終完成配置清單的填寫（表2）。必要的情況下，教師根據學生完成任務情況或遇到的典型問題進行講解。最終每小組向老師匯報工作。

（3）教師點評總結（30min）。展示學生的成果并點評，之后集中講解學生在做任務中遇到的難題或疑問。

（4）正向任務實施（上課時引入的問題）（45min）。在完成逆向任務的基礎上，已知主軸電機的功率和調速范圍要求，各進給軸電機的功率和扭矩，以及其他改造要求，確定fanuc系統配置清單。

（5）考核（15min）。任務考核分兩個階段，第一段在任務實施的過程中進行部分考核，另外一個階段為上置清單后進行考核（表3）。

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關鍵詞：高職；數控設備維修專業；實踐教學

現階段，數控設備是各個企業的核心設備，其能有效地提高產品的生產質量和生產效率。因此，數控設備維修便成了企業必不可少的重要環節，于是，企業迫切需要優秀的數控設備維修人員。而高職院校是培養這類人才的重要場所，但受到辦學資金、師資力量等各種限制，目前高職院校的數控設備維修專業實踐教學仍存在很多問題。

1 數控設備維修專業現狀

如今，各國的制造類企業數控設備的應用越來越普遍，因為數控技術可以有效提高企業的生產效益，增強企業對市場的適應性和競爭性。各國都通過努力發展并使用數控技術使本國的制造技術更加先進，以促進經濟的快速增長，綜合國力的迅速上升。制造類企業一直以來都比較重視設備的維修。維修工作都是由機修鉗工和維修電工合作完成，其原因是兩者所掌握的技能有一定的局限性，雙方不了解彼此的專業技能，機修鉗工只精通機械部分，不了解電器控制，而維修電工正好相反。近些年，企業紛紛引進數控設備，傳統的維修工人由于知識陳舊，能力滯后，無法完成數控設備的維修，而所有數控設備都依靠售后服務來維修又不太現實，一是成本高，二是不及時，因此企業需要引進自己的數控設備維修人員。

通過調查顯示，目前進入企業的數控設備維修專業的畢業生存在如下能力缺陷：第一、能力不均衡，擅長機械維修的學生往往在電器維修、系統調試方面有所欠缺，缺少全能型人才；第二、排除故障方面的能力較差，不能及時分析并解決問題，無法結合理論對存在的故障進行系統分析。第三、高職院校畢業生的英語比較差，對進口設備的操作提示以及使用說明理解困難。

通過總結，分析出現以上現象的原因主要有：第一、招收的學生綜合素質不高，由于數控設備維修專業的綜合性比較強，所以對學生的綜合能力要求較高；第二、學生沒有從整體上把握數控維修專業的理論知識，只是獨立地掌握其中的某幾個點，沒有形成體系；第三、學生缺乏動手實踐，沒有將理論與實踐有機地結合起來。

2 實踐教學改進

2.1 重新制定教學培養方案

隨著教學改革的深入和發展，高職院校的教學課程體系越來越完善，也越來越與生產實際更接近。但由于受許多客觀條件的限制，高職院校的特色仍然沒能很好的體現，所培養的學生仍然無法滿足企業的真正需求，其培養目標、培養效果與企業需求存在偏差。造成該結果的原因是：第一、教學培養方案的制定者往往更多的從學科角度掌握數控技術的發展狀況，滯后于當前企業的主流技術，致使學生所掌握的專業知識落后于企業采用的主流技術；第二、培養方案的制定者往往更了解教育，對于企業的相關方面所知甚少，于是，其所設置的課程大多符合傳統的學科模型，而偏離職業。所以各個職業院校應該不斷審視自己的職業教育，是否真正培養了企業所需要的技術人才。高職院校應抓住自己的本質特征，真正理解職業教育，制定貼合企業的培養課程，為社會培養實用型人才。

不斷審定教學大綱，并合理安排課程內容；課程內容更貼合實際，選取市場主流的、典型的數控設備及數控系統作為教學內容。例如：FANUC、SIEMENS以及國產的華中數控設備等。電氣控制板塊在普通電氣控制的基礎上補充PLC，讓學生了解PLC知識的形成，教學內容應該包括如下幾個方面：第一、讓學生分析經典的數控電氣控制線路及控制邏輯，能對電氣控制設置障礙，并通過推理能有效排除故障。關注與數控技術密切相關的伺服驅動技術、檢測傳感技術、自動控制技術、信息處理技術、系統總體技術等的發展。

2.2 改革教學方法

教師應該注重對學生進行啟發引導，著重培養學生獨立工作的能力。高職院校已不再采用“填鴨式”的教學模式，灌輸式教學方法培養出的學生已經不能適應社會需求了。高職院校必須經過多方探討，不斷探索適合本校條件和特點的教學方法。比如可以采用以下這個教學模式：簡單易懂的內容由學生自學，這部分內容教師以考核為主；對于某些內容，教師只教授基礎知識，讓學生自行深入探討研究；教師還可以多采用提出問題的方式，讓學生在尋找答案的過程中掌握知識。學生通過自己的獨立思考，最終得到答案，其對知識的掌握程度更深刻，對知識的印象也更深，并且這會激發學生的學習熱情，調動學生的積極性，讓學生體會到成就感。項目實訓是更好的教學方法，能進一步啟發學生，學生根據教師給出的題目設計自己認為可行的方案，然后教師對學生提出的方案進行指導，這樣學生有足夠的空間發揮自己的思考能力，根據各自的思維邏輯設計各自的方案，而不是局限在教師的思維框架內，能讓學生得到更好的鍛煉。

高職院校應充分發揮實訓基地的作用，打造實訓車間與理論課堂互成一體的教學場地，這樣教師可以根據課堂需要隨時帶領學生變換教學地點，把理論和實踐的聯系真正落到實處，讓學生更生動形象地接受課堂內容，激發學生的學習興趣。教師應盡量多地擺脫傳統的板書教學，充分運用先進的教學設備，如：多媒體課件、投影機等，以便擴大課堂的教學容量，拓寬學生的視野，讓學生更直觀地理解相關知識。如：要教授一臺設備的內部結構，光靠書本上的各種空間圖，學生很難想象其真實結構，難免對設備的認識存在某些偏差，若通過視頻為學生展示真實的設備結構，則課堂教學必定會產生更好的效果。再如：教師很難完整教授設備的工作過程時，同樣可以采用多媒體教學來幫助學生更深刻地理解教學內容。這樣學生在課堂上就減少了筆記量，有充足的時間進行思考并消化吸收課堂內容，這無疑提高了教師的教學質量和學生的學習效果。同時，教師可以利用網絡將課堂教學內容共享給每位學生，以便學生在課下及時、方便地鞏固課堂內容，加深記憶。

2.3 增強師資力量

高職院校應加強本校的師資隊伍建設，引進更優秀的教師骨干。教師應不斷更新知識，為學生傳遞更“新鮮”的信息。教師除了擔任學生的課堂講師之外，還應該承擔實踐環節的工程師這個角色，高職院校應打造扎實的“雙師型”教師團隊。同時，教師應該將理論與實踐并重，同時提升理論水平與實踐能力。為學生提供更多的實踐教學

（下轉第170頁）

（上接第227頁）

環節，增強學生的動手實踐能力。教師應加強與企業的合作聯系，帶領學生到企業參觀實習，讓學生在校期間便開始接觸工作崗位，以便畢業后更好地適應工作環境。

2.4 增強校企合作

促使產學研相互結合的重要手段便是增強校企合作。高職院?？梢耘c合作企業共同制定專業課程和教學內容。這樣不但有利于高職院校及時掌握當下流行的專業技術和主流設備，培養真正符合社會需求、市場需求的優秀人才，提升學生的就業前景，更有利于企業引進適合本企業需求的技術型人才，解決企業數控設備維修的技術難題。增強高職院校與企業的合作，使雙方達到“雙贏”。

3 總結

數控設備維修專業的一個顯著特點就是具有非常強的實踐性，因此，高職院校應盡各方面的努力來達到這一要求，如：更新設置培養方案，完善教學方法，加強師資隊伍建設，增加校企合作等。同時高職院校應引進先進的數控設備，并且要保證一定的數量，這是一筆不小的開支，學校應積極解決這一難題，爭取讓學生有更多動手實踐的機會。

參考文獻：

[1]李巧玲.數控設備維修專業產學研結合實踐教學體系研究[J].職業Occupation，2014（12）：115-116.

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一、植于壽命周期的數控機床可用性技術方案論證

在確定數控機床整機及各部件的方案時，應綜合考慮各種因素的制約（如可靠、維修、經濟、性能、安全等），最大限度地保證其在在壽命周期內費效比最低，合理地驗證，選取成熟的方案和技術手段，與此同時有必要采用新技術。在進行方案論證時，要充分考慮數控機床各子系統或部件的常見故障現象，這樣將有利于完善子系統和零部件清單。同時，筆者總結實踐過程后，認為還要綜合地考慮環境的制約（如包裝、貯存、裝卸、運輸和維修等因素），從而在論證基礎上選取新技術、新工藝、新材料。

二、植于壽命周期的數控機床可用性技術設計

當前，在植于壽命周期的數控機床可用性增長技術設計過程中，要優先分析數控機床機械、電氣、液壓（氣動）之間的關系和功能作用，同時制定和完善必要的設計原則，以這些需求為基礎。針對這些部分制定相關的可靠性設計準則。另外，要做好預防策略，數控機床預防性的維修設計就是杜絕隱患的產生，及早要做好故障預測，及早檢查、發現、修復。因此，數控機床的可用性增長技術設計，也就有必要做好預警設計，在危險和故障還在苗頭時，就消除掉，預警設計是數控機床可用性的重要內容之一，在預警設計中，應把握好常見故障的特性與特點，有的放矢的進行完善。

三、植于壽命周期的數控機床可用性生產實踐

數控機床可用性的生產考察環節，同樣存在著一些實際問題，比如數控沖床工作臺碩大的現實問題，這直接導致輸送和裝配的問題，給裝配帶來了困難，使得底座零件受力情況繁雜，因此有必要有綜合考慮對導軌進行分段插接，縮短單根導軌零件的長度，降低制造難度。

同時，主管工藝師應該提議設立質量檢控環節，應對產品的關鍵部件和關鍵項目的質量要求，根據產品質量重要度進行分級設置，設計好分級監控表，把握好實踐過程，比如床身加工工序、旋轉模裝配工序、上下轉盤及定位板加工工序等。注重各個生產環節，把握好工藝過程的特殊要求，特別注意到每個部件的裝配質量都不同程度地反映到整機的質量上，因此要嚴格認識到只有經過檢驗和嚴格質量控制的部件才可以流轉到下一層次的工序。同時，要進行經驗的積累和反饋，善于利用過往的產品質量反饋信息，對不合格品較多部位的工序進行改善，主管和一線操作員應在應在工藝設計中，提出自己的寶貴經驗。

四、植于壽命周期的數控機床可用性的使用分析

眾所周知，數控機床屬于高投入產品，機器本身價格昂貴，如果單位或學校實訓購置后，而不加以良好地使用，必然會造成一定經濟和技術損失，也給國家的經濟和教育帶來損失。筆者經過其所在院校的實訓環節發現，一些數控機器在實際使用中確實存在著一定的問題，有的機器成了擺設，有的機器很難結合理論進行操作，有的機器也沒有進行好科學地管理和保護。這些都給數控機床等機器的故障維護帶來了亟待解決的問題，由此建立科學維修制度是非常必要的。同時，一些的培訓和管理人員要把握好相關機器的使用規律，這也是機器實際運用中必要掌握的技術，摸索好從磨合、調試、正常工作到大修或報廢故障率變化的規律，從而完善好管理與維護，延長使用周期。

因此，一線人員和實訓教師的操作技術水平至關重要，在使用過程中有必要加強編程人員的編程技巧等相關技術的培訓，綜合業務素質的提高。

五、植于壽命周期的數控機床可用性增長技術報廢

現階段，各個機械專業的高職院校，都相繼采購了大量數控機床，在使用中也面臨著最后一個問題，就是機器的報廢問題。由于機器采購價格普遍較高，在其壽命周期的最后環節，如何提高報廢產品的使用率，因此有必要從使用、環保等環節減少能源消耗，提高產品二次利用。

六、結束語

在本文中，筆者基于產品的周期性，進行分析數控機床可用性，在筆者的經驗和實踐的基礎上從可靠性設計準則、維修性設計準則，以及在故障預警等環節進行研究和實施等；針對許多故障是由外購、外協件的質量引起的這一情況和探索，提出改進建議，對關鍵工序建立監控表。

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關鍵詞：數控技術；教學現狀；調查分析

作者簡介：劉馨潞（1978-），女，江蘇南通人，江蘇海事職業技術學院講師，碩士，研究方向為機械工程。

中圖分類號：G712 文獻標識碼：B 文章編號：1001-7518（2013）05-0094-03

一、引言

數控技術作為現代制造技術的基礎，它是國家宏觀發展戰略中提出的重點發展的科學技術，是機械類專業必修的主干課程，也是各工科院校重點進行建設的學科方向。我院于2008年新開設了機械制造與自動化專業（以下簡稱機制專業），為船舶設備制造企業培養應用型數控人才。

機制專業開設三年來，數控技術課程的教學質量經過不斷的學習與摸索已有所進步，但由于學校數控師資力量及一些軟硬件設施都較薄弱，所以在實際的教學過程當中，對數控技術課程的認識、課程體系、教學內容和教學方法等方面都還亟待提高。為進行數控技術課程教學改革，筆者通過在數控技術課程的設置、教學方法和手段、教材使用、教學效果等幾個方面展開問卷調查，分析目前數控技術的教學現狀，為本課程的教學改革提供依據。

二、調查對象與方法

本次調查面對我院機制專業09級和10級的學生展開，共發放問卷95份，回收92份，其中有效問卷92份。問卷共設10個問題， 其中1-9題為選擇題， 第10題為開放式的問題，可以歸納為以下幾個方面的內容。

（一）學生對數控技術課程重要性的認識

近年來，由于數控技術給傳統的制造業生產方式、產品結構、產業結構帶來的深刻變化，無論是從社會還是到學校，幾乎所用的人都已經認識到了數控技術的重要性。通過了解學生的基本情況和表1中的問題后，我們發現，95.6%的學生認為數控技術很重要或比較重要，只有4.4%的學生認為數控技術不重要。

（二）學生普遍認為數控技術的學習困難

通過調查發現，在絕大多數學生都認為數控技術課程很重要的同時，他們也同樣覺得數控技術的學習是困難的。通過表2可以看出，大部分人對課上老師講的內容是一知半解的，只有很少的人能完全理解，而有部分人甚至是一點不懂，這當然是認為所有人都在認真聽課的前提下。那么為何會出現這樣的結果呢？原因是多方面的：一方面由于學校的專業教學計劃還有不完善之處，學生先修課程不夠，基礎薄弱；另一方面實訓設備條件數量嚴重不足，且不配套，雖然教師準備了大量的多媒體課件，但“只能看，不能摸”與“看得見，摸得著”的教學效果是不可同日而語的；再者由于數控技術課程的教學內容涉及設計、工藝、機床、刀具、夾具、切削原理、材料、氣液傳動、自動控制、電工電子技術、檢測原理、微機原理、自動控制原理等很多方面的內容，知識面太寬，如果采用傳統的教學法進行教學，學生很難學透。

（三）學生對數控技術課程使用教材及教學方法等的評價與要求

從表3 可以看出，學生認為數控技術教材及參考書的選用是基本合理的，但這并不能完全說明教材的選用不存在問題，事實上現有的數控技術教材，形態都比較單一，內容也陳舊，實踐性不強，雖然近年來市面上出現了名目繁多的適用于高職高專使用的教材，質量卻良莠不齊，很多教材在數控系統原理、數控機床機電控制、數控機床故障診斷與維護維修方面都只是基本理論，條條框框的內容，脫離生產實際，本來就很枯燥的知識學起來更是晦澀難懂。再加上老師在教材的選擇上也缺少經驗，教材教學內容比較陳舊，以至于學生所學到的知識跟不上數控前沿技術的發展，與現實脫節，與社會和企業的要求存在很大差距。

表3 學生對數控技術課程使用教材及教學方法等的評價與要求

由表3中第6、7個問題的答卷情況可以看出，大部份學生都認為如果沒有實驗實訓，僅靠多媒體教學是不能提高學習效率的。只有一成左右的學生認為上課僅靠老師講就行，九成的學生希望課上有實驗，或有實踐項目引入，學生自己參與進來。

我院現在的數控技術的理論教學與實驗實訓幾乎是完全分開的，一方面，這跟學校目前的數控設備硬件條件不足有關，另一方面，這也與學校數控師資隊伍嚴重不足有關，同時具備理論知識和實踐經驗都很豐富的“雙師型”教師少之又少，理論老師大多缺乏實踐經驗，無法在上理論課的同時很好的完成實驗實訓項目，而實訓老師往往在理論方面又比較薄弱。

（四）學生對數控技術課程學習效果的評價

表4的調研結果表明，學生對所學的知識掌握程度和實踐動手能力的滿意程度不太高，大多集中在基本滿意這一選項，不滿意的比例達到三成以上。而另一問題即要求學生感受自己所學的數控知識能否適應社會發展和就業需要的調查更令人堪憂，只有45%的學生選擇能適應或基本可以，55%的人認為不能適應。可見學生雖然尚未走進社會，卻也能通過各種途徑了解到自己所學的知識內容與社會企業的需求相距甚遠。這一點本人在教學中就深刻認識到，因實訓條件所限，數控加工刀具和工藝的教學相當薄弱，上課都以理論講授為主，教學效果較差，實踐技能培訓的重點僅僅在數控機床簡單操作上，而對數控加工工藝（如工藝路線選擇、刀具選擇、切削用量設置等）學生都不太熟悉，還有企業需要的如模具設計、CAD/CAM與自動編程、數控機床的維護維修等專業技術訓練都遠遠不夠甚至沒有。

表4 學生對數控技術課程學習效果的評價

（五）學生對數控技術課程教學的建議

本次調查的最后一個開放式問題是請學生提出自己對數控技術課程教學的建議，其中有相當多的建議都集中在希望增加實驗實訓的問題上；也有一部分是希望老師改進課程的教學方法，使他們能更好的接受和理解課堂教學的內容；還有提出對教材的要求和學習自動編程語言等方面的建議。

三、調查結果與分析

通過對調查問卷的分析，可以歸納出我院目前的數控技術課程教學中主要存在以下問題：數控技術課程設置和教學內容不能適應社會行業需要；數控實驗實訓設備條件數量嚴重不足，且不配套；數控專業師資力量薄弱；數控技術教學模式與方法陳舊落后。

綜合上述問題，我們對數控技術課程的教學改革提出以下改進意見：

（一）目前學校為了強調實訓，很多課程都采用了壓縮理論課時的辦法。數控技術也不例外，但是數控技術課程的教學內容涉及的知識面很寬，學時太短會導致很多知識老師上課只能一帶而過，不能跟實際結合，最終老師講的費勁，學生學的吃力。

我院現在的數控技術的理論教學與實驗實訓幾乎是完全分開的，一些實訓課程中的內容在理論課中已經講過，如果我們可以將一些實訓課程與數控技術課程合并教學，把傳統的“理論一實踐一理論”的教學改為“實踐認識一針對實踐的理論一再實踐”的項目式教學，通過設計項目課題，把培養某項綜合能力所需的課程內容按照知識要點和技能要點加以篩選歸納，不但能使學生的學習有的放矢，使學習的理論與實踐緊密聯系起來，還可以減少數控技術與一些實訓課程之間的銜接和重復內容，大大提高教學時間的利用率，保證學生在有限時間里學到應有的知識。

進行項目式教學改革的過程中應注意的是，我們不能也不需要把所有的內容都改為項目教學，因為項目教學中學生學到的知識具有針對性，有些內容如數控加工工藝設計、數控車床、銑床和加工中心編程等方面的內容比較適合項目教學。但有一些如數控加工基本原理等方面的內容就沒有必要改成項目教學，這樣可以在一定程度上保證學生所學知識的系統性。

（二）必須選用合適的教材，即便在課堂上的效率很高，大部分學生在課后都還是要利用課本來進行溫故知新，才能真正達到對知識的掌握。我發現，在課時緊張，課堂節奏很快的情況下，如果教材與課堂內容不配套，學生在課后就會很少去看書，從而對課程的一部分興趣也就會缺失掉，因此最好是課堂授課內容與教材配套，如果必要，可以根據學?；驅I的特色，以及不同的教學模式去重新編寫適用的教材。

（三）采用項目式教學模式必須要有具備相當的理論知識和豐富的實踐經驗的并能夠承擔數控教學工作的“雙師型”教師，針對理論老師缺乏實踐經驗的情況，學校應當有計劃地送教師到企業進行實踐和見習，了解數控技術的新知識，根據對數控技術的教學需求進行實戰培訓，重點放在數控加工工藝、機床故障診斷和維修等方面。只有老師“能文能武”，才能帶領學生邊學理論邊實踐，老師在運用各種教學方法的時候也才能游刃有余。同時，學校也可以聘請一些企業的專家到學校來授課，緩解師資不足的問題。

（四）學校應優先滿足教學與培訓需求，利用有限的資金合理配置數控技術實驗實訓設備，應包括數控車床、數控銑床、加工中心、電火花成型機床和線切割機床等基本加工設備，數控模擬仿真軟件、數控機床典型零部件裝拆、數控系統調試等的綜合實驗臺?？蛇M行數控機床操作實訓、數控原理、數控機床電氣控制、電機調速與控制、機床精度檢測與調試技術等基礎實驗。

也可以采取一些校企合作的方式，讓學生到企業去參觀實習，使學生全方位的接觸企業的數控產品，了解實際的生產過程，這種直接的方式可以最大程度上的促進學生對課堂知識的理解。

（五）要注重開展CAD/CAM和自動編程軟件的教學，CAD/CAM是數控技術發展的趨勢，對學生進行CAD/CAM 的設計軟件如Master CAM、CAXA、UG、Pro-Engineer等教學及技能培訓是當今數控技術教學方法中不可或缺的環節。尤其在數控硬件設施不足的情形下，開展自動編程軟件的教學可以起到揚長避短的作用。因為雖然學校的數控加工和實驗設備不足，但計算機資源還是比較豐富的，學好了一些自動編程軟件，學生將來的就業會更具競爭力，而目前我們在數控技術課程中對只是略作介紹，這也是不妥當的。

四、結語

通過本次調研，總結出目前我院數控技術教學中存在的問題，為數控技術課程的教學改革提供依據。為此，教學改革將從調整數控課程設置與教學內容、改進教學模式、強化師資隊伍等幾個方面來展開，通過教學過程與研究過程的結合，邊執行、邊修改，最終得出一套切實可行的方案，提高數控技術的教學質量，使其符合社會需要和行業需求，同時也為其它課程的教學模式改革提供參考。

參考文獻：

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關鍵詞：工業機器人 實訓室建設

工業機器人是集機械、電子、控制、計算機、傳感器、人工智能等多學科先進技術于一體的現代制造業重要的自動化裝備。廣泛采用工業機器人，不僅可以有效提高產品質量，而且對保障人身安全、改善勞動環境、減輕勞動強度、提高勞動生產率、節約材料消耗以及降低生產成本都有十分重要的意義。工業機器人的應用水平已經成為衡量一個國家制造業水平和科技水平的重要標志。

工業機器人應用涉及到多門學科知識， 學生不僅要掌握理論知識， 還要具備工程技術應用能力。而實訓環節對于學生鞏固理論知識， 特別是培養其解決實際工程問題的能力、工程應用能力、創新能力至關重要。 高職院校應充分利用現有資源， 積極與企業開展校企合作，創建更加貼合實際工程應用的工業機器人實訓室，為學生提供解決實際工程問題及提高創新能力的條件和機會。

一、工業機器人實訓室布局

工業機器人實訓室歸屬于本校自動化生產設備應用專業，為了讓教學更加貼近真實的工作任務，自動化生產設備應用專業教學團隊與合作企業華中數控工業機器人有限公司，共同制定專業人才培養目標、教學內容、教學要求，使教學內容與實際工作崗位任務相符，并以此為依據建設規劃工業機器人實訓室，經過雙方的研究和探討，該實訓室被劃分為多媒體教學、基礎實驗、維護維修、工程應用等四個功能區域。實訓室布局如圖1。

圖1 實訓室布局圖

二、 工業機器人實訓室硬件設施

為開展工業機器人應用項目的教學，并考慮到實際工業生產中最有代表性的機器人類型，實訓室中工業機器人類型選用華中數控工業機器人有限公司生產的4臺輕載式六自由度多關節機器人、4臺桁架機器手，臺灣益眾科技有限公司的2足行走機器人、競速機器人、樂高趣味組合機器人用于基礎教學;選用華中數控提供的4臺六軸機器人本體、4臺桁架機械手本體、及配圖控制器用于維護維修教學;選用華中數控提供的3臺立式加工中心并配置1臺6六自由度多關節機器人組成1個自動加工單元用于工程應用實驗教學。同時，上述兩家公司還配套教學所需的各種輔助設備，包括末端執行裝置（如機械手、吸盤、專用夾具等），電氣控制、傳感設備等。

三、工業機器人實訓室軟件設施

除了硬件設施供學生提升實操能力、工程應用能力之外，還要注重軟件設施的建設。實訓室除操作系統以外，還安裝了AutoCAD、UG、CATIA等三維軟件，用于三維建模，為運動仿真提供數字模型。為了克服機器人數量不足，降低機器人及各種輔助設備的損耗，實訓室還配套華中數控研制的模擬仿真軟件，包括離線編程功能和仿真功能，用于構建虛擬機器人的工作環境，以及虛擬機器人工作過程的仿真。

四、工業機器人實訓室實訓項目設置

工業機器人技術實訓項目是與華中數控工業機器人有限公司按照企業實際工作任務來進行設計、歸納、總結得到的，實行教學內容模塊化。為了實現教學、演示等功能，在多媒體教學區中，還需配置多媒體及配套設備、電腦及配套設備、網絡傳輸所需的服務器、 交換機及配圖設備等。

（一）工業機器人基礎培訓模塊

1.模塊一：機器人操作 （16課時）

項目內容：1）工業機器人系統介紹;2）安全操作規范，緊急情況處置;3）使用示教器操作機器人，修改位置點;4）調用系統中的例行程序;5）程序備份和系統備份方法介紹，實踐;6）機器人零位更新方法介紹，實踐;7）手動模式下的機器人操作;8）益眾機器人參數設置及操作實踐。

2.模塊二：機器人基礎編程 （40課時）

項目內容：

1）手動模式下的機器人操作;2）工業機器人坐標系統;3）編程語言介紹及其基本指令;4）I/O 信號介紹及配置;5）機器人系統重啟指令介紹;6）程序保存，系統備份;7）機器人系統配置及安裝;8）校正方式介紹;9）操作實踐。

（二）工業機器人維護維修培訓模塊

1.模塊一：機器人維護維修 （80課時）

項目內容：1）機器人中各電氣模塊功能及原理介紹。包括電源系統，計算機系統，驅動系統，總線與I/O 系統，冷卻系統，安全面板 和 SMB 板;2）機器人電氣知識簡介，電路圖講解;3）機器人中各電氣模塊維護保養注意事項;4）機器人安全面板、主機箱中的指示燈狀態介紹;5）機器人故障代碼介紹;6）機器人不同啟動方式的原理及介紹;7）故障排除實踐;8）機器人本體硬件結構介紹;9）日常機械維護保養知識介紹及實踐;10）各軸電機、電纜更換步驟講解及實踐;11）機器人齒輪箱、平衡裝置更換方法講解與實踐;12）機器人精校準方法介紹與實踐。

（三）工業機器人工程應用培訓模塊

1.模塊一：機器人離線編程系統的學習 （40課時）

項目內容：1）創建工作站;2）創建系統;3）創建幾何體和機械裝置;4）創建工具、工件坐標系、路徑點、軌跡;5）利用創建的組件和數據進行離線編程和仿真;6）使用相關組件模擬現場動態效果;7）機器人的可選項的使用，包括外軸（轉臺、 導軌）;輸送鏈追蹤;8）學習離線編程系統的實用功能。包括信號分析器;文件傳輸。

2.模塊二：自動化加工單元的學習（32課時）

項目內容：1）學習系統技術資料、自動化加工單元的組成和工作原理;2）裝配工藝設計;3）制定安裝順序和工作計劃;4）加工單元工作程序編寫及導入;5）加工單元的組裝聯調;6）加工單元穩定性調整;7）加工單元驗收。

五、小結

通過校企合作的方式建設工業機器人實訓室，使教學內容更加貼近實際工作崗位的內容， 降低企業二次培訓的時間和費用，促進了學校和企業的無縫連接。同時，也促進教師教學工作、 科研工作的開展， 激發教師教學改革的熱情，提升學生實操能力、工程應用能力、創新能力。

參考文獻：

[1]趙鳳申，李愛芹.高職院校工業機器人實訓室建設初探[J].電氣電子教學學報，2010，32（4）：115～116.

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關鍵詞： 中職數控專業教學 多元化 仿真系統 職業意識

多元化就是任何在某種程度上相似但是有所不同的人員的組合，在很多場合上，人們常常傾向于將多元化聯想到容易識別的特性。多元化的教學是中職教學的目標之一，也是根據教學培養目標、課程性質、教學目標及學生個體發展的需要提出的，多元化的教學體系是對學生的知識、能力、素質綜合評價等方面所反映出的內容，建立多元化的教學是素質教育的必然要求，是因材施教和學生個性的需要。所以中職學校數控專業的多元化教學需要盡快實施起來，實施方法如下：

一、采用數控仿真系統加以教學，強化學生的操作和編程能力

1.“數控仿真系統”的應用。數控專業的仿真系統就是模擬真正的機床操作，模擬性的系統在數控專業教學中必不可少，學習數控不僅要在理論上弄懂，其實踐性操作顯得更重要，數控車床編程和實訓、數控機床維修等編程的操作受益于“數控仿真系統”，教師可以通過仿真系統在課上對操作過程進行講解。

2.強化編程能力。數控能否被學生學好，其關鍵就看這個學生的編程學得如何，編程時需要注意到很多技術性問題，在編程過程中，學生要按照加工工藝的各種流程，根據圖片進行詳解，并能夠通過一些縝密的計算，獲得刀位的數據等加工工藝的流程。編程如果出錯，最后加工出來的產品必然就不會合格，這樣的結果就是既浪費材料又浪費時間，學生也會慢慢地對編程有畏懼感，失去學習數控的興趣，所以要強化學生的編程能力。

3.強化操作。仿真系統能夠最大限度地提高學生的操作能力，強化的本身就是讓學生得到更多的實踐性鍛煉，仿真系統能夠達到事半功倍的效果，學生在編程的時候也就能通過電腦中的檢測對自己的操作做出判斷，不斷地進行檢查和分析，并且在教師的幫助下強化操作能力，激發學習興趣。

二、理論與實踐相結合，培養學生的職業意識

理論與實踐相結合就是日常所說的“理實――體化教學法”，也就是需要教師打破傳統的灌輸理論的過程，曾經的數控教學將理論實踐及實訓課分得特別清楚，這樣就會顯得課程具有很強的分塊話化，很多知識根本得不到靈活運用。采用相融合、一體化的教學模式能夠讓學生很快地適應企業的各種要求，主要有以下幾個環節。

1.教師滲透理論知識。教師要讓學生充分了解理論知識，為后一步學生的操作能力的提高奠基，教學的場所可以是普通的教室，也可以是實驗室或者實訓的車間，只要教師認為能夠更高效率地完成教學任務即可。師生之間邊學邊教、邊學邊做，在講解中可以適當地加入實踐內容，具體化和抽象化的知識聯系在一起理解，理中有實，實中有理，這樣才能讓學生更好地學習基礎理論知識，與后來的操作訓練對號入座。

2.參觀實習，走出課本。很多知識都是課本上學不到的，在校內和課堂實訓的基礎上，學校應當安排學生去工廠參觀實習，但是每次的實習都必須有很強的目的性，而且在實習過后應當有很好的實結。通過大規模企業的參觀實習，學生學到很多課堂上學不到的知識，并且在實習過程中自覺地并且高效率地將理論知識和實踐有機結合起來。

3.參加頂崗實習。中職學生一般都是兩年制的，在校兩年之后，大部分都需要進行頂崗實習，這是學生轉變成員工不可忽略的環節。在定崗實習的過程中，學生更進一步地了解數控專業，并且學到相應的感性知識，拓寬知識面，通過操作掌握企業的工作方法，形成擔任技術工作的能力，學到更多有用的知識，為以后的工作打下堅實基礎。

三、多元化教學離不開多元化評價

數控專業在過程評價體系中，根據中職教育培養適應性人才的教育特點，將學生的自我評定和教師的評定相結合，全方位、多層次、寬領域地對學生的學習實踐進行綜合性評價。評價的功能主要通過學生的課堂和日常的表現及時地反映給學生，促使學生對學習過程積極地進行反思和總結，數控專業的評價主要有以下兩個方面。

1.學生自我評定為主。學生必須很好地進行自我評價，對自身學習過程中完成的任務和學習經驗等情況進行自我總結和思考。數控專業應當根據中職教育的特點，以企業的員工工作過程為腳本，在評價的時候適當地加入“工作日志”，讓學生在填寫過程中了解自己的任務內容、任務完成的情況、未完成的工作和已解決的問題、解決問題的方法及個人的經驗總結，等等。教師可以根據學生的工作日志了解學生的大體情況，使得學習情況得到及時交流和反饋。

2.教師評價為輔。教師應當適當地對學生做出評價，讓學生了解自己所處的位置，考核的內容主要是學生的出勤情況和作業的完及數控操作。對學生在項目學習中的學習態度、知識掌握和解決問題能力等方面進行考核。教師在進行評價的時候，應該采用多元化的評價方法。

四、結語

中職數控專業教學應當遵循科學的教學規律，優化教學結構中的各個環節，多方面地調動學生學習積極性，從而進一步提高學生的數控技能。

參考文獻：

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一、項目背景

為了積極探索數控專業人才培養新模式，學習國外的先進職教辦學經驗，本項目在現有數控專業的基礎上，經過調查和論證，引入了德國相關專業――切削機械師（Zerspannungs-mechaniker）的培養計劃。參照德國雙元制模式，組織教師學習德國職業教育理念、工具和方法來開展相應學習領域的教學工作，根據培養模塊的要求配合相應的企業培訓。實施過程中，遇到了培養計劃調整、雙元制模式落地、一體化考核實施以及師資教育理念、工具和方法不匹配等一系列問題。

從德國社會學家盧曼的“功能-結構系統理論”的角度來看，現代社會中沒有一種特殊的、普遍適用的文化。取代一種統一社會價值觀的是每一個社會系統單獨具有的功能。盧曼的理論視角下，社會結構的存在是由于社會結構所完成的功能所決定的，而不是源于某一個普適的文化背景，而且這種社會結構的存在將創造出與之適配的文化[1]。從這個角度看，將德國切削機械師引入高職數控專業出現的一系列問題時，要探討的就不再是他國文化背景下產生的教育模式移植到本國文化背景下時如何尋求適配的問題，而首先應探討數控人才培養面臨什么問題，教育系統作為一個和政治、經濟等并列的子系統能夠為人才培養提供什么解決方案，在該解決方案的實施過程中，可以嘗試將德國切削機械師專業引入高職數控專業。

本文將整個項目歸納成四大要素及相關環節：培養計劃；培養實施、考核實施、師資培養。以下將對各個要素分別進行描述，最后用系統論的方法進行歸納和總結，如圖1所示。

二、培養計劃

（一）培養計劃的制定

我國數控專業以培養學生使用和維修機床為主線，傳授給學生相關專業知識，通過學校實訓中心和企業實踐練習操作技能，同時，鼓勵學生考取多種職業資格證書。從培養計劃的制定來看，原數控專業的培養計劃內容集中于如何滿足企業對學生就業技能的需求。同時，為了幫助學生打造系統的知識基礎，配備了相關的公共基礎課和職業基礎課。

德國切削機械師專業以培養學生完成制造型企業中金屬加工任務（使用各種工具、機床進行加工生產）為線索，貫穿教育和培訓組織介紹，涉及到就業后企業的組織、工作任務、客戶服務、成本預算、設備準備、訂單加工流程等，整個計劃著重強調工作安全、健康保護和環保要求。

該培養計劃的制定如圖1所示，通過政府部門的組織，行業協會和教育專家協同工作，以客戶訂單為線索提取典型工作過程，以計劃、實施和監控三個步驟為一個循環對工作過程進行解構，形成該職業的能力清單，以專業能力和核心能力的劃分組成培訓模塊、培訓計劃，圍繞完成職業行為能力的知識理論，劃分學習領域，制定培養計劃。培養計劃中的培訓模塊部分由企業或者企業委托跨企業培訓中心完成，學習領域部分由各職業學校完成。

該培養計劃的制定是由國家對93個職業大類和371個職業進行劃分[2]，在德國行業協會、文化教育部和經濟部的協同下對該職業應該培養的職業能力進行清單化的制定，以形成法律文本到各個州統一執行。因此，從職業能力的角度看，調研范圍并沒有局限于少數企業。此外，職業能力以培養成熟社會人為目標，重視在相應的職業活動背景下，以學校和企業為場所，逐步培養出學生的職業行為能力，使學生能夠以該職業為身份完成與社會的互動。

（二）培養計劃內容比較

我國高職數控專業的培養目標：德智體美全面發展的，具備使用和維修機床能力的技能型人才。針對市場對數控技術應用方面人才的需求，設置不同層次、不同類型的實習基地，加強校企合作。培養學生掌握有用的知識和技能，獲取多種職業資格證書。主要的專業課程：現代工程制圖、電工與電子技術基礎、工程力學、機械設計基礎、單片機原理與應用、機械制造工程學、可編程控制器、傳感器與測試技術、數控機床、典型數控系統、數控機床伺服系統、數控機床故障分析與維修。

切削機械師是德國職業教育制造型企業的五大職業之一，采用雙元制教育模式，學習時間為3年半，學生畢業后從事制造型企業中與金屬加工相關的工作。學習內容包括：職業教育、勞動法和勞資協議；培訓企業的組成和結構；工作安全和健康保護；環保；企業和技術交流；工作的計劃、組織以及工作成果的評價；分類、分配和處理原料和輔料；加工零部件；生產資料的維護保養；控制技術；張貼、固定和運輸；面向客戶；加工過程的計劃；數控加工機床和加工系統的編程；機床和加工系統的調試；加工工件；監控和優化加工工藝；應用領域的經營過程和質量保障系統。另外，學生必須在以下四個方面之一進行深造：自動車床系統；車床系統；銑床系統；磨床系統[3]。

三、培養實施

我國數控專業整個培養計劃的安排以授課結合校內實訓，以及學習結束前的企業實訓完成整個教學過程。在課程組織中，理論課程教學以講授式為主，實訓課程以圍繞從一種加工方法的訓練到小型零部件的加工裝配來進行組織。培養實施采用授課和實訓相結合的方式，同時通過輔導班等形式幫助學生考取各類職業資格證書。

德國切削機械師專業的學習領域課程以學習情境為單元，學習情境要求來源于具體的職業行為情境。因此，如果要以職業行為情境為背景和線索，而非完整的學科體系，教師必須在有限的課時數內對學科化的知識進行重新排列組合和揚棄，又必須為學生提供大量的課下學習資源，引導學生自學完成信息搜集整理。此外，以學習情境為單元展開的課程無法完全使用講座式的授課方式，必須穿插必要的實驗和實訓操作，講解才能向下推進。該專業的培養計劃以學習領域中的學習情境來完成理論教學，以培訓模塊來完成實訓教學，學習領域和培訓模塊在內容上存在著一定的呼應關系，兩種課程交替進行完成整個教學過程。將理論知識放在實際的工作情景之下（學習領域）進行傳授，從知識傳遞的角度減少了“惰性知識”的傳遞，更加有利于學生進行知識遷移；將實踐技能編織進由簡入繁的來源于企業的項目加工當中，通過教師的合理引導完成從計劃到監控的全過程學習[4]。學生的整個學習結束后通過考試可以取得相應的職業資格證書，該證書既代表了學歷又代表了職業技能水平，為所有德國企業用工認可。

四、考核實施

我國數控專業的考核方法是采用筆試方法進行理論知識的考核，通過對加工產品精度等各方面的達標程度評分來進行技能考核。從考核實施來看，采用的筆試和對實訓結果評價的方法能夠高效率地完成對學生的考核。

德國數控切削機械師專業的大量非操作性技能的學習內容無法通過筆試和對加工結果的測量進行評價。例如，企業和技術交流、工作計劃、組織以及工作結果評價的能力等。因此，在平常的學習當中采用筆試、口試、工作日志檢查等方法來進行考核，期中和期末考試采用一體化考試的方法，通過給定加工任務，通過觀察和評價學生進行加工任務過程中的技術交流、安全防護以及對工作的計劃、組織、實施、測量和自我評價等環節的行為來考核學生的過程能力。

五、師資培養

我國數控專業教師的背景基本上為兩類：一類是進行知識能力教學的教師主要來源于高校機械類專業的碩士和博士，應聘后通過國家組織的教師培訓取得高等教育教師資格證；另一類實訓教師主要來源于企業或者職業學校，應聘之前就具備了技師和工程師資格。

在德國，培訓師需要在培訓計劃的指導下開展培訓，在企業或者跨企業培訓中心建設的工作環境中通過任務、項目等實戰式的教學方法使學生的專業能力和核心能力得到建構。而職業學校教師需要在課堂中以學習情境為單元逐步重構整個工作過程，在學習情境中將非系統化但實用的理論知識傳授給學生。因此，這對師資的職業實踐能力、專業能力，尤其是教育教學能力就有著非常高的要求。整個雙元制培養計劃由企業里實施培訓模塊的培訓師（Ausbilder）和職業學校里實施學習領域的理論課教師（Lehrer）、實踐課教師（Lehrer）共同完成。培訓師除了具備本職業的職業資格證書并在企業有一定的從業經驗和良好考核之外，還需要參加教育學方面的進修培訓，并通過國家的相關培訓師資格考試；職業學校理論課教師需要具備工科專業的高等教育文憑，再經過1～2年的教育學進修取得相應進修文憑，并通過第一次國家考試，通過后可以進入職業學校進行為期兩年的實踐，期間進行教育學相關課程的進修，畢業時需要通過第二次國家考試。職業學校實踐課教師要求在本職業的職業資格證基礎上進修師傅職業資格證，同時還需要再進修1～2年的教育學課程并取得文憑。從業之后，根據法律規定，所有的教師必須不斷參加各類技術的繼續教育[5]。

從師資培養來看，目前引入德國切削機械師專業的主要問題是師資培養和進修體系的不完善。從培養計劃的制定到培養實施以及考核的各個環節由教師團隊來完成。但是，由于相關教育背景的缺失，教師的著眼點基本上仍停留在對技術和教育內容的考量上，相比較學生能力的培養和發展，更加關注知識的系統性傳授和技術的前沿發展等問題。

六、結論