面向“卓越計劃”的數控加工技能訓練模式構建研究

郭競杰++王雅慧

摘要：在“卓越工程師教育培養計劃”的實施背景下，傳統數控技能訓練模式存在定位不明確、培養目標與企業需求不匹配、教學內容與企業需求脫節等亟待解決的問題。作為以上問題的解決途徑，面向“卓越計劃”的數控加工技能訓練模式以培養學生工程實踐能力、分析問題及解決問題、創新能力為著力點，以滿足制造企業對人才的需求為目的，通過加強校企合作來培養企業所需的專業技術人才。

關鍵詞：卓越計劃；校企合作；數控加工

中圖分類號：G4

文獻標識碼：A

doi：10.19311/j.cnki.16723198.2016.25.080

為了培養一大批創新能力強、適應我國經濟社會發展需要的高質量各類型工程技術人才，促進我國高等教育面向社會需求培養人才的發展，教育部提出的“卓越工程師教育培養計劃”（簡稱“卓越計劃”）于2010年6月正式啟動。2012年，河南科技學院的機械設計制造與自動化（簡稱“機制”）本科專業被正式批準為河南省卓越工程師教育培養計劃專業。相對于大眾化教育背景下的普通機制專業本科生培養，“卓越計劃”更注重對本科生的工程技術實踐能力和創新能力的培養。

數控加工技能訓練作為機制專業一個不可或缺的實踐教學環節，其內容主要包括數控編程理論培訓、數控仿真軟件培訓、CAD/CAM軟件培訓及應用、數控加工工藝設計以及數控機床實操等，對培養學生的動手能力、理論聯系實際能力、分析問題及解決問題的能力、創新能力等具有重要的意義。但是，傳統的數控加工技能訓練模式是面向普通機制專業本科生培養的，還存在一些弊端，難以滿足機制專業“卓越計劃”的實施要求。

1傳統數控加工技能訓練存在的問題

1.1定位不明確

根據“卓越計劃”的要求，本科生在企業實踐環節的培養累計時長不能少于一年（約40周），所以一般都把企業實踐環節放在大學第四學年。而數控加工技能訓練也安排在第四學年上學期，時長為9周。在與企業實踐時間發生嚴重沖突情況下，這就產生了一個如何定位數控加工技能訓練的問題。如果完全不考慮其與企業實踐的配合與銜接問題，在時間上勢必會嚴重影響“卓越計劃”企業實踐。如果將其定位于服務企業實踐的某一個具體崗位的培訓，就要根據不同的企業要求重新購置專用設備并設置不同的訓練內容，不僅存在設備、師資重復建設的問題，也不具備可操作性。

1.2培養目標、教學內容不匹配

數控加工技能訓練作為校內實踐教學環節的一部分，具有相應的教學大綱和考核標準。其培養目標是要求學生掌握基本的數控加工實踐能力，在教學內容的設置上注重與《數控機床與編程》、《數控加工工藝》等理論課程的銜接，強調基礎性、穩定性以及教學的可操作性。而“卓越計劃”不僅強調制造企業密切參與學生的培養，而且強調按照行業標準培養專業人才?！白吭接媱潯钡呐囵B目標是使學生具備在制造企業工作所必需的專業知識和技能。因此按照“卓越計劃”設置的培養目標、教學內容更注重專業性、實踐性、時效性，難度更大，對學生的考核評價標準也更高。

1.3教學內容缺乏前瞻性，與企業要求脫節

現代制造企業要面對激烈的市場競爭，生產技術升級換代頻繁，生產設備更新換代比較快。但是數控加工技能訓練是按照教學大綱開展的，而教學大綱的制定就具有一定的滯后性。經過對大量制造企業調研得知，傳統數控加工技能訓練的教學內容已經嚴重落后于企業的發展需求，缺乏前瞻性，與企業對專業技術人才的要求嚴重脫節，主要反映在以下三個方面。

第一，CAD/CAM軟件在制造企業的生產應用中起到了極為重要的作用，因此在數控加工技能訓練中CAD/CAM軟件培訓及應用是重點內容。由于種種原因，以往軟件培訓中所講授的某版本國產軟件由于版本較低、功能相對較單一，在大多數制造企業中已經被功能更強大的同類型高版本國產軟件或者其它國外軟件所取代。所以以往很多畢業生盡管在軟件培訓中學得很好，但是進入制造企業工作后，必須要重新學習企業所需要的CAD/CAM軟件。

第二，目前在很多制造企業中新型數控機床（如高速加工中心等）由于效率高、精度高已經得到了廣泛應用，但因其數控編程方法和數控加工工藝的設計與普通數控機床有很大不同，企業迫切需要熟悉使用和維護此類數控機床的專業人才。但是普通數控機床的編程方法、數控加工工藝設計等仍然作為重點內容，新型數控機床的相關理論知識與專業技能培訓卻很少涉及到。

第三，現代制造業中柔性制造系統（FMS）、計算機集成制造系統（CIMS）的應用越來越廣泛，工業機器人起到越來越重要的作用。目前，制造企業大量采用的先進數控加工自動化生產線已經離不開工業機器人的普遍應用。很多制造企業反映掌握工業機器人控制技術的專業人才缺口相當大，但是面向制造企業的工業機器人控制技術的教學與實訓仍未開展。

綜上所述，教學內容的嚴重滯后性直接導致了以往很多機制專業畢業生所反映的“學的沒有用、有用的沒學”問題，已經極不適應“卓越計劃”的實施與開展。

針對上述問題，以提高“卓越計劃”本科生的工程實踐能力、創新能力為宗旨，以滿足現代制造企業對專業技術人才的需求為目的，以加強校企合作、校企共同培養為紐帶，對傳統數控加工技能訓練模式進行改革，面向“卓越計劃”的、緊貼企業需求的數控加工技能訓練模式的研究與探索迫在眉睫。

2面向“卓越計劃”的數控加工技能訓練模式

2.1直接面向企業人才需求定位

經過對以往大量畢業生問卷調查和對制造企業調研得知，企業最希望招聘已經具備較強工程實踐能力的畢業生，而能夠達到企業期望的畢業生畢竟是少數的。畢業生入職后或者學生進入參加企業技術崗位實踐后，有些企業會對剛入職人員開展崗位培訓，但是培訓時間普遍偏短，有的企業甚至只培訓一個星期。另外由于大多數企業還承擔著繁重的生產任務，幾乎沒有企業會讓剛入職人員在崗位培訓時練習操作生產設備。所以很多剛入職人員只能在工作時間以外加班自學，學習時間不充裕，學習效率較低，很難在較短時間內掌握適應企業需求的工作技能。因此，如果能解決好數控加工技能訓練的定位問題，不僅有利于“卓越計劃”學生無縫對接企業實踐，而且有利于促進“卓越計劃”畢業生在相關企業就業。

通過分析制造企業對不同專業人才的需求情況，依托學院目前的硬件設備和軟件條件，對企業需求量大的專業人才所需掌握的專業技能按類型進行分類。根據分類結果，將現有數控加工技能訓練定位于直接面向企業需求的、多模塊的工程技術教學實踐，每種類型的專業技能分別對應每個擴展教學實踐模塊（簡稱“擴展模塊”）。擴展模塊主要包括數控機床故障診斷與維修模塊、數控特種加工模塊、三軸加工中心編程及實操模塊、多軸加工中心編程及實操模塊以及工業機器人模塊等。模塊化設置的好處是學院可以根據教學大綱的修訂、購置新數控設備或者企業對人才需求的變化等情況，比較方便地增刪擴展模塊。

學生可以根據自身興趣自行選擇一個擴展模塊進行訓練并完成實踐任務。由于學院近年來已購置多種先進數控實驗設備（如DMG五軸加工中心、四軸加工中心等），其性能質量和大多數企業所購置設備相比毫不遜色，部分設備性能質量已高于企業設備，而且這些設備基本無生產任務。在實訓教師指導下，學生可以有充裕的練習操作數控實驗設備時間，這有利于學生在較短時間內掌握一定專業技能繼續參加“卓越計劃”企業實踐，進而在激烈的就業競爭中掌握一定的競爭優勢。

在傳統數控加工技能訓練中引入多個擴展模塊相當于將某些崗位企業實踐的一部分內容引入到校園中，能夠有效解決數控加工技能訓練與“卓越計劃”企業實踐在時間上發生沖突的問題。另外，由于擴展模塊不是針對某個具體企業崗位的培訓，可以有效避免設備、師資重復建設的問題。

2.2校企合作制定培養目標、確定教學內容

設置可選的擴展模塊的目的是直接與企業需求對接以培養企業所需人才，教學大綱所規定的基礎性內容則精簡調整為面向所有學生的基礎模塊，因此將面向“卓越計劃”的數控加工技能訓練模式設置為由基礎模塊和多個擴展教學實踐模塊組成?；A模塊的教學內容主要包括數控車床、數控銑床的數控工藝設計、編程、使用維護以及CAD/CAM軟件培訓與應用等。針對以往選用的CAD/CAM軟件版本低、功能較弱的問題，一方面積極引入高版本軟件培訓，另一方面購置世界先進的Hyper Mill軟件并將該軟件的基礎應用培訓也納入基礎模塊之中。

由于擴展模塊的設置是直接面向企業需求，因此其培養目標、教學內容的確定必須通過校企合作的方式由校企雙方共同確定。目前學院已經和德國DMG MORI公司、德國OPEN MIND公司、日本FANUC公司、寧波海天精工股份有限公司、南京翼馬數控機床有限公司、北京安德建奇公司等多家國內外業內知名企業建立了良好的校企合作關系。相關企業人員根據企業對人才的實際需求并按照專業性、系統性、開放性、創新性、前瞻性的要求制定培養目標、確定教學內容，校方人員根據學時要求、師資力量、現有軟硬件條件以及選擇不同擴展模塊的學生人數等因素再進一步細化培養目標，合理選擇教學內容，以保證學生能夠在有限的時間內高效率地盡可能多學習相關知識，真正提高工程實踐能力。

2.3按照企業標準安排實訓及考核基礎模塊和擴展模塊的實訓及考核是不同的?；A模塊的指導教師主要由校方教師擔任，要求所有學生都要參加基礎模塊訓練并完成實踐任務?；A模塊的實訓要求、考核標準在符合教學大綱的要求下均由學院參照企業標準制定，強調緊密貼合企業工程實踐。學生只要正常出勤參加基礎模塊實訓后并通過考核即可獲得基礎模塊的學分。

擴展模塊的指導教師由校方教師和企業一線技術人員共同擔任。擴展模塊的實訓要求、考核標準均由企業人員嚴格按照企業標準制定，除了具有專業性、開放性的特性以外，還要求具有創新性、前瞻性。根據擴展模塊的不同，學生在實訓期間除了要正常完成必修實訓任務以外，還必須獨立完成至少一個相關實踐項目。學生通過實踐項目答辯后，并通過該擴展模塊考核才能獲得擴展模塊的學分。

3結語

河南科技學院構建的面向“卓越計劃”的數控加工技能訓練模式注重培養學生工程實踐能力、創新能力，把滿足企業對專業技術人才需求放在第一位，做到實訓內容與企業工程實踐無縫對接，是實施“卓越計劃”實踐教學的有效途徑，很好地解決了以往人才培養與企業需求脫節的問題。這一訓練模式在我校機制專業“卓越計劃”實施以來，以及取得了較為理想的效果，得到了機制專業“卓越計劃”畢業生和用人企業的一致好評。

參考文獻

[1]王亞飛，李學華.基于個性化培養的“卓越計劃”工程實踐教學模式[J].實驗室研究與探索，2016，（5）：178180，196.

[2]孔建益，鄒光明，侯宇等.卓越機械工程師培養的實踐教學體系研究[J].高等工程教育研究，2013，（3）：1821.

[3]張瑞軍，董明曉.機械工程類專業卓越工程師創新能力培養研究——以山東建筑大學為例[J].山東建筑大學學報，2014，（6）：596600.