数控技术人才工程能力培养实践教学体系的构建*

张晓东 徐盛学 汪菊英 聂小春 王执忠

广东白云学院 广东广州 510450

数控技术人才工程能力培养实践教学体系的构建*

张晓东 徐盛学 汪菊英 聂小春 王执忠

广东白云学院 广东广州 510450

文章基于工程能力在数控技术人才培养中的重要地位，构建了以强化学生工程能力为基础的实践教学体系，探索了学生工程能力培养“再现工程环境”的方法。以完善的实践教学质量标准和管理制度，依托紧密型校企合作校内、校外实践基地，有效地培养学生的工程能力。

工程能力；实践体系；数控技术

一、构建培养数控人才工程能力实践教学体系的背景和目标

随着我国制造业迅速发展，中国已成为制造大国，但还不是制造强国，要真正成为“世界加工制造中心”，必须要有先进的制造技术与一大批掌握先进制造技术的人才作为支撑。现代制造技术的发展对人才的知识、能力、素质结构提出了新的要求。

我国数控技术人才不仅数量上奇缺，而且质量上也存在明显缺陷，其中学生的工程能力薄弱是人才培养过程中存在的一个突出问题。

面对社会经济的发展需求，开展学生工程能力培养的研究与实践，寻求切实可行的提高学生工程能力培养的方法，对培养具有优良工程能力和现代工程意识的应用型技术人才具有重大意义。

工程能力包括：计算、设计、制造、运行、施工、研发、技术创新等能力，以及解决关联社会、政治、经济、环境、法律、文化背景的工程领域重大问题的能力。数控技术人才工程能力的培养和训练主要包括：与机械制造相应的工艺设计、工艺管理、设备运行、质量控制等工程实践能力和素质的训练；与先进制造技术水平相适应的创新能力的训练；与现代制造业相关的质量意识、安全意识、环境意识、竞争意识和协作意识的培养。

因此，数控技术人才工程能力培养的实践教学体系改革的目标为：以工程意识、创新意识和工程实践综合能力的培养为核心，以培养具有高素质、创新能力和实践技能强的生产、建设第一线应用型人才为宗旨，通过建立紧密的校企合作基地，构建完整的工程能力培养实践教学体系，保证人才培养目标的顺利实现。

二、数控技术人才工程能力实践教学体系

1.数控技术人才工程能力实践教学体系的框架

基于“以数控加工为龙头，以CAD／CAM为主线，与职业资格证书相结合”的改革思路，构建数控技术专业实践教学体系。突出工程能力在数控人才培养目标中的地位，形成了分层次、模块化、一体化、项目化的实践教学体系。

第一层次—机械设计与制造基本技能训练。包括：计算机基础训练、金工实习、AutoCAD上机实训、Pro/E上机实训，材料、电工与电子、控制与PLC等验证实验。其目的是使学生对基本的工程实践内容有初步的了解，掌握基本的操作技能，为后续专业课程的学习奠定工程基础。

第二层次——数控编程与加工实训。包括：数控机床与手工编程实习、MasterCAM实训、电火花与线切割实训、数控精雕技术实训、数控加工综合实训，在此阶段学生应取得数控机床操作中级工证，特别优秀的学生可取得数控机床操作高级工证。该层次紧紧围绕“数控机床操作工”国家职业标准开设，涉及工艺准备、编制程序、零件加工、机床维护、精度检验等，保持职业技能标准与专业岗位培养目标一致，使教学更有针对性，学生的就业更有竞争力。

第三层次——数控技术应用。包括：数控机床机械及电气装配、调试、检测，数控机床故障诊断与维护，机械制造工艺综合实训。依托校内北京精雕和台湾全量数控两家数控企业，学生对典型零件编制加工工艺路线，按技术要求操作机床加工出成品；参与数控机床的机械及电气装配、调试、检测。紧密性的校企合作模式，学生可以受到数控编程和加工，零件检测，机器的机械装配和电气装配，产品的性能测试，仓储管理，产品包装，产品的售后服务等多工种、多岗位、全方位真实工程环境的工程综合训练。

第四层次——专业与毕业实习(顶岗实习)。采用工学结合，让学生到企业顶岗实习，在企业的工程环境中，以真实产品作为实习任务，将实习与企业项目结合起来，强调学生将所学知识和技能在实践中加以应用，积极引导学生自主学习，强化学生职业技能、职业素养和工程意识。通过顶岗实习，用企业的工程环境，直接培养学生工程能力，使学生毕业后一上岗就能胜任岗位工作，实现从学生到职业人的顺利过渡，缩短了磨合期，做到与企业的零距离接轨。

2.数控技术人才工程能力培养方法——“再现工程环境”

(1)优化校内技能训练内容，增强学生动手能力。在金工实习、数控实训等校内基本技能训练中充分发挥学生主动性，从机床结构原理分析、不同类型的机床操作、CAD建模、加工工艺编制、刀具的选择、CAM加工路径生成、三坐标测量，到整个实践加工过程，全部按生产实际要求进行训练，培养学生综合应用能力。

(2)加强校企合作，在校内创建真实的工程环境。充分利用社会资源，通过积极拓展校企合作，建立校企联合实验室和实习基地，实现了理论与实践相结合、实践与创新相结合、课内与课外相结合、学校与社会相结合。目前学院与台湾全量数控科技有限公司、北京精雕科技有限公司、广州鑫泰科技有限公司等企业和机构紧密合作，共建实验和训练中心(基地)，从企业引入仪器设备129台套，价值1380万元，有力支持了学生的工程能力训练和科技创新活动。

(3)学生参加1年的工程训练综合性技术实习，在企业真实工程环境中。直接培养其工程能力。1年的实习是数控人才实践教学体系的重要环节，是技术应用能力综合训练和提高的重要阶段。其一，针对不同的企业和学生特点制定了“数控技术专业实习任务书”，它是针对具体企业、具体岗位应具备的知识和技能要求，利用企业的设备、设施和人力等资源制定的个性化任务书，该任务书中明确顶岗实习的轮岗要求，顶岗实习中实践动手能力和操作技能的标准，实习报告撰写要求及顶岗实习考核等内容。其二，将课堂延伸到企业，将人才培养方案中的一部分职业性强的课程安排在企业，采取企业人员和学校教师联合在企业进行形式多样的现场教学活动，让学生得到新知识新技术的学习，实现工程能力在实战中锻炼成长。

(4)重视学生创新实践活动，提高人才培养质量。学生在科技创新实践活动中，其选题紧密结合工程和社会应用，学生的创新作品尽量与实际相结合，从最初简单的工艺品逐渐向实际工业产品及机电一体化的产品过渡。创新训练过程中，学生自主完成从产品的设计到加工直至最后装配的所有工作，了解工业产品生产的全过程。

3.学生工程能力培养的部分实例

工程训练以培养学生工程实践能力为主要目的，教学时采取讲练结合、以练为主的方法。教学过程中以学生为中心，注重培养学生自主学习、研究式学习。

(1)学生CAD/CAM技能训练。AutoCAD软件应用、MasterCAM软件应用、PRO/E模具设计等CAD/CAM课程全部采用一体化课程；数控工艺与编程、特种加工技术等与工程训练联系密切的课程全部采用实例与多媒体结合的教学方式；学院有专业机房5个，不仅安装了Pro/E、UG、MasterCAM、Cimatron、CAXA等CAD/ CAM软件，也安装了数控仿真软件120节点，可同时进行300余位学生的CAD/CAM/CAE训练。

(2)数控编程与加工综合实训。数控编程与加工综合实训是本专业实践体系的一门重要课程。根据数控行业的发展趋势和对人才的需求特点，我们通过企业调研，对数控加工、数控编程等领域进行进一步的分析，将原来的数控编程与加工、MasterCAM软件应用、数控实训3门课程进行了整合，并将整合后的课程进行项目化设计，改理论与实训分开教学为理论实践一体化教学。提高了学生的工程应用能力，拓展了学生岗位适应性。

(3)全量的现代制造中心，全真的企业工程环境。我校与台湾全量科技有限公司合作,在校园内建成了“全量现代制造产学研训练中心”,学生在精密雕刻机生产线的各个岗位上实训实习,技能水平由跟班操作到独立上岗。直接参与数控设备钣金、刀库、电机、电气、外连线等关键部位的装配,调试,精度检测等；雕刻机样上的编程、操作,并根据用户的要求,在样机上加工出零件；品管、仓管等岗位的工作流程。

(4)顶岗实习，在企业实战中强化工程能力。深圳捷甬达实业有限公司是与广东白云学院密切合作建设的实习基地，为学生实习创造了真实的工程环境。企业和学校制定了培训计划，结合岗位要求的理论知识和实践技能，学校实行校外授课的形式，把课堂设在车间，将理论知识和生产现场真实需要有机结合，学生在数控设备的装配，调试、工艺规程拟订、设备维护、故障排除等方面获得急需的理论知识和实践技能。在1年的实习中，学生直接参与了数控机床的组装与调试工作，掌握了钣金装配，机床位置精度调校，机床机械精度检测，机床电路板安装，机床试加工等岗位实践技能。

三、数控技术人才工程能力培养实践教学体系的保障机制

第一，校企合作共建机械工程训练中心。为保障学生的工程能力训练，学院建有机械工程训练中心,中心拥有先进的教学技术手段和实训、实验教学设备,建有多个设备先进,功能齐全的实训室、实验室,教学、科研设备2000多台套,各类工程应用软件几十种,总资产达5000余万元,实训、实验场地面积约7072m2。先后与北京精雕科技有限公司、台湾全量科技有限公司进行产学研项目合作，在学院建立了具有真实职业氛围和工程背景的现代制造技术实训中心。

第二，加大实训场室开放力度，1天采用3班制，1人1机1工位，确保学生工程能力的训练质量。

第三，严格执行实验实训教师上岗认定制。学院采用实验实训教师上岗认定制，凡担任校内实践教学指导的教师，均须取得“实践教学指导资格证书”。根据指导教师专业实践技能水平确定指导级别，不符合条件的不能上岗。对实践教学过程加强督导检查，确保学生工程能力训练的教学质量。

第四，建立工程能力考核体系，采用平时实践操作、工程训练报告、创新训练成绩按比例综合累加的办法确定总成绩，把实训与考证结合起来，按照数控加工中心操作工(中级)的考核标准进行训练，要求学生必须取得数控职业资格证书。

四、构建数控技术人才工程能力培养实践教学体系的主要成果

1.以提高学生工程能力为核心，构建了完善的实践教学体系

基于“以数控加工为龙头，以CAD／CAM为主线，与职业资格证书相结合”的改革思路，构建数控技术专业实践教学体系。突出工程能力在数控人才培养目标中的地位，构建了以机械设计与制造基本技能训练、数控编程与加工实训、数控技术应用、专业与毕业实习4个层次的实践教学体系。

2.制定了实践教学质量标准和质量监控体系，健全了实践教学管理规章制度

针对各实践教学环节的特点和要求,分别设立了相应的质量评价标准,将学生工程能力作为教学考核的重要内容,健全了实践教学管理规章制度。制定了教学计划管理、教学运行管理、教学质量管理与评价、实训课堂教学工作规范管理、教师实践教学工作规范、实训教学伤害事故管理、学生实训管理和安全培训合格准入制度、实训(验)消耗材料定额管理规定、实训教学伤害事故应急处理预案、实践教学事故的认定及处理方法、实训(验)室的管理制度、实训(验)仪器、设备安全操作规程及课程考核管理等考核标准,使学生的工程能力训练真正纳入规范管理的轨道。

3.建设了一支能胜任学生工程能力培养的高素质教师队伍

在构建数控人才培养实践教学体系的同时，对教师提出了更高的要求，不仅要熟练掌握本专业领域的理论知识，而且还必须掌握专业技能，为此在强化学生工程能力的同时，注重对教师工程能力的培养与锻炼，安排教师到企业挂职锻炼，亲身参与工程实际和生产管理运行过程，积累工程经验。同时聘请校内外工程技术人员作为客座教授或专业委员，共同建设了一支具有坚实专业知识和工程实践经验，能胜任学生工程能力培养的高素质师资队伍。

4.学生的工程实践动手能力强

通过对学生工程能力的培养，学生的工程实践动手能力和创新能力增强，数控技术专业学生在各类竞赛中纷纷获奖。2002级古利景等同学的“逆向工程在Pro/E中的应用”获广东省第八届“挑战杯”大学生课外作品竞赛二等奖；2004级杜泳超、2005级赵毅等同学的作品获广东省第九届“挑战杯”大学生课外作品竞赛三等奖；2006级吴惠文、杨宜德同学分获广东省首届大学生三维创新设计竞赛一等奖和三等奖。毕业生一到企业就能上手,在很短时间内就能成为技术骨干,受到了企业的好评。2004级张颖、黄景恒等4位同学在北京精雕科技有限公司东莞分公司,陈校等5位同学在广州万尊金属制品有限公司实习期间就参与重要岗位工作,职业素质和专业能力得到企业的肯定。

通过对学生工程能力的训练，特别是在学校期间就直接与企业接轨，打破了传统重理论、轻实践，重课堂、轻社会的教学模式，使学生的工程素养和职业能力大大地提高，有效地促进了校企合作、共育人才，提升了学生的就业率和就业质量。

[1]薛焕玉.20世纪教育思想文献[M].北京：红旗出版社，2007

[2]徐金寿.高技能人才培养“全程式”实践教学体系的构建[J].中国高等教育，2008，11：50～52

Constructing practical teaching system of NC engineering competence

Zhang Xiaodong, Xu Shengxue, Wang Juying, Nie Xiaochun, Wang Zhizhong
Baiyun institute of Guangzhou, Guangzhou, 510450, China

With view of the importance of engineering competence during NC technical talents cultivation, a practical teaching system, with an approach of "emulating engineering environment", has been constructed to basically strengthen the education effect of students' engineering competence. This system, with a sound quality standard of practical teaching and management, based on intensive cooperation between school and enterprises, depending on practical bases in school and out of school, can effectively foster the engineering competence of students, who, thus, are welcome and favored by the enterprises.

engineering competence; practical teaching system; NC technique

book=126,ebook=464

2009-09-29

张晓东，硕士，副教授。

*本文系广东省高等教育教学改革工程项目(BKZZJG20060142)。