边境,薛静(天津中德职业技术学院,天津300350)
西班牙数控技术专业课程体系的引进与本土化
边境,薛静
(天津中德职业技术学院,天津300350)
摘要:文章通过比较西班牙IMH机床学院与天津中德职业技术学院的数控技术专业课程体系的异同,吸取西班牙课程设置体系精华,总结出本土化课程体系建构。
关键词:国外职业教育;数控技术专业;课程体系
此文为天津市教育科学“十二五”规划课题“国外职业教育专业课程的引进与创新——以西班牙数控专业课程为例”(课题批准号:VE3023)的研究成果。
天津中德职业技术学院(以下简称“中德”)是一所天津市属全日制高职院校,是中国与德国、日本、西班牙三国政府在职业教育和培训领域最大的合作项目,曾与多所国外知名院校联合培养具有国际化水准的高技能人才,探索国际合作共享共建教学资源的双赢机制,打造吸收、应用、消化、创新国外优质职业教育与培训资源。中德与西班牙IMH机床学院的国际合作办学项目是学院的重点项目,目的是重点打造数控技术专业的国际品牌,共建全新的课程体系。
1.西班牙IMH机床学院数控专业学历教育课程体系
西班牙IMH机床学院在课程设置方面有着丰富的经验。该校根据巴斯克当地工业发展的特点有针对性地制定了专业课程体系,使学生毕业后能够在最短时间内适应岗位要求,和企业实现零距离对接。巴斯克地区机床工业历史悠久,发展迅速,机床企业云集,机床产量占西班牙本国乃至欧洲相当大的比重,多年来对数控机床专业的人才需求都非常旺盛。为了适应市场需求,使学生在有限的学历教育期间掌握专业知识技能,IMH机床学院不断进行实践探索和方案改进,最终制定了以十三门核心课程为主体的数控技术专业课程体系,该课程体系以生产项目为主线,设置主体框架,确立主要课程内容,它们是:“识图”“加工、成型和安装工艺”“数控加工”“计算机辅助加工”“机加工自动化系统”“生产程序”“加工工艺的实施”“质量管理、劳工风险规避和环境保护”“产品检测”“机械产品加工项目”“职业指导”“企业和企业创办”“顶岗实习”。
“学生入学后即直接进入专业素质培养阶段,此阶段开设的九门课程覆盖了数控专业应掌握知识技能的方方面面,既有理论知识讲授,也有实践技能训练。例如“识图”是一门专业基础课,是学习后续课程的必备语言和有效工具;“机加、成型和安装工艺”是一门专业基础课,是讲授机械加工原理、加工工艺、金属工艺等基础知识的理论与实践密切结合的课程,专业知识涵盖广,内容多,为后续的“加工工艺的实施”课程打下坚实基础;“数控加工”是一门专业实践技能课程,主要进行理论与实践密切结合的数控车床、加工中心、数控磨床、特种加工机床的编程与操作技能培训,培养锻炼学生系统地掌握典型零件的工艺分析能力、数控机床的编程及操作能力;“计算机辅助加工”是一门专业课,是主要讲授计算机辅助制造软件及其应用的理论与实践密切结合的课程,培养锻炼学生系统地掌握典型零件的二维与三维几何造型、加工策略分析、后置处理、在线加工的综合应用能力;“机加工自动化系统”是一门综合性专业课,它以自动化生产线为实例讲授液压、气动、PLC、电气以及柔性加工系统的理论与实践密切结合的课程;“生产程序”是一门专业课程,它以企业生产管理为基础,是讲授生产流程和设备的合理使用方面知识的课程;“加工工艺的实施”是一门综合性专业课,它是“加工、成型和安装工艺”课程的延续,以典型零件为例,进行数控加工工艺的实践教学环节,培养锻炼学生系统地掌握典型零件的工艺分析能力;“质量管理、劳工风险规避和环境保护”是一门培养学生具有质量、风险和环保意识的特色课程,“产品检测”是一门培养学生具备测量技能和检测技术的特色课程,“机械产品加工项目”是一门以典型产品生产为例进行项目管理的企业特色课程,这三门课程的标准与职业资格标准相融合,学校教学与企业实际相融合,是学生从学校学习走向企业生产相适应的过渡课程。
在完成了上述九门课程之后,学生即可以进入走向社会的最后准备阶段。此时为他们开设了最后三门课程:“职业指导”课程为学生将来走入社会指引了方向,明确了就业机会的选择方法,团队的合作以及合同和社会保险等相关知识。“企业和企业创办”课程是一门职业拓展课程,鼓励学生自主创业,讲授创办企业应具备的知识和明确企业创办的方法流程。“顶岗实习”是一个重要的实践环节,通过此环节的学习,使学生明确与生产、加工及产品销售相关的企业结构和组织,充分完善本专业的综合能力,达到课程的总体目标。至此,学生即完成了学历教育阶段的全部课程。
2.中德数控专业学历教育课程体系
中德的数控专业多年来是市场需求很高的专业。分析表明,企业对数控技能人才需求主要有以下几类,即数控加工和管理岗位群,数控工艺、数控程序编制岗位群,数控机床维修岗位群和数控设备销售岗位群。根据上述各个岗位群的要求,数控专业学生应具备以下知识和技能要求:具备良好的职业道德和人文素质;能够检索、阅读本专业英文资料;具备计算机应用的基本知识和技能;具备机械技术和电气技术基础知识和技能;能够正确使用数控刀具、夹具、工具、各类量具和量仪;能够进行数控机床调整和操作;能够编制和调整数控加工工艺和程序;能够使用高端数控机床和应用CAD/CAM软件;能够进行数控机床日常维护和一般故障检修;了解生产管理、设备管理和环保知识。
根据以上对数控技术岗位群的职业能力和知识技能要求的分析,我们形成数控技术专业人才培养方案和课程体系,即“两个平台”、“五门核心课程”、“两个融合”和“顶岗实习”特色的人才培养方案及课程体系。
“两个平台”是指:(1)公共基础平台主要培养学生的基本素质和能力,包括思想道德修养与法律基础、毛泽东、邓小平理论和“三个代表”重要思想概论、军事理论与训练、形势与政策、职业指导与就业、素质修养与心理健康、体育与健康、应用数学、公共外语、计算机应用基础等课程。(2)职业能力和职业技能基础平台。主要培养学生的专业基础能力,平台涵盖机械制图、工程材料、工程力学、公差配合与技术测量、机械设计基础、机械制造基础、液压/气压传动技术与应用、数控专业英语、可编程控制器应用、夹具设计、钳工和机加工实训、测量基础实训等课程。其中机械制图、机械制造基础、机械设计基础等为职业能力课程,钳工和机加工实训、测量基础实训等为职业技能实训模块。
“五门核心课程”是指:(1)“典型数控系统编程与仿真加工(车削)”是一门讲授数控车削编程基础知识和仿真操作基本技能的理论与实践密切结合的课程,为后续的“数控车床加工应用”课程打下基础;(2)“数控车床加工应用”主要进行理论与实践密切结合的数控车床编程与操作技能培训。培养锻炼学生系统地掌握典型车削类零件的工艺分析能力、数控车床的编程及操作能力;(3)“典型数控系统编程与仿真加工(铣削)”是一门讲授数控铣削编程基础知识和仿真操作基本技能的理论与实践密切结合的课程,为后续的“加工中心加工应用”课程打下基础;(4)“加工中心加工应用”主要进行理论与实践密切结合的加工中心编程与操作技能培训,培养锻炼学生系统地掌握典型铣削类零件的工艺分析能力、加工中心的编程及操作能力;(5)“CAM先进制造技术应用”是一门讲授计算机辅助制造软件及其应用的理论与实践密切结合的课程,培养锻炼学生系统地掌握典型零件的二维与三维几何造型、加工策略分析、后置处理、在线加工的综合应用能力。
“两个融合”是指教学的课程标准与职业资格标准的融合、学校教学与企业实际的融合。按照数控中级、高级职业资格标准,结合数控技术专业的人才能力分析,围绕“专业核心技术一体化”,构建专业组群公共基础平台,确定相应技术模块,规划核心课程和训练环节,确定课程标准,强化过程评价和职业资格评价。在完成教学任务的同时,达到职业标准要求,取得职业技能证书。
在“顶岗实习”期间,通过学习企业文化、管理规程、生产工艺与操作规程和质量标准等内容,提升学生工作态度、工作纪律、执行工艺、执行操作规程等方面的职业素质和技能水平,将所学的专业知识与企业的生产实际融会贯通。
1.课程内容丰富,涵盖的知识面广
IMH的课程从表面上看数量较少,只有十三门课程,其中和专业素质紧密相关的只有九门课程。但深入了解一下细节,我们就会发现,其实它的每一门课程的内容都很丰富,涵盖的知识面相当广,基本上涵盖了国内课程体系中的多门课程。其课程设置的主导思想是“项目法教学模式”,即以职业能力为本位,以职业就业活动为导向,以培养学生“零距离上岗”为目的来组织、设计教学,使学生获得职业工作岗位所需的各种工作能力。例如:“机加工自动化系统”这门课程的总体目标是让学生掌握利用自动化生产系统组织生产过程的方法。为了完成这一项目,需要学生掌握液压、气动、PLC、电气以及柔性制造系统等多门课程涵盖的知识,不仅如此,还要将这些知识融会贯通,最终实现项目目标。此门课程学习成果和评估标准包括如下几项内容:了解自动化机加工设备特点,掌握生产系统中各个组件的位置和作用;掌握系统各个组件的操作方法,编辑自动生产系统各个部分的程序;组织自动化系统运行,分析系统进程,调整系统可变的参数,从而控制和监督自动生产系统的工作。我们可以看出,上述目标都是综合性实践技能要求很高的项目,和企业生产密切相关。为了实现这些目标,学生必须掌握相关的理论知识和实践技能,具体包括:液压和气动自动化,电子自动化,工业机器人,PLC可编程逻辑控制,柔性制造系统,物流和自动装配系统,工夹具的自动变换系统,机器和配件的调试,工作台的控制,监控与SCADA控制系统以及故障诊断等等。也就是说,仅仅从这一门课就衍生出来若干门课程。课程虽然包含的知识面广,但深度方面并没有太高的要求,主要是强调知识的应用。比如液压和气动自动化的知识技能方面,并不要求学生掌握流体力学的相关知识和繁琐的计算公式,而是要求学生掌握液压气动元器件的用法和常用回路的工作原理、作用和设计方法等,最终目标是使学生能够亲手使用各种元器件连接出接近企业环境中各种设备的应用回路。再如工业机器人的知识技能方面,并不要求学生掌握机器人的设计与制造相关的高深理论,只要学生掌握机器人编程语言,能够把机器人恰当的应用于自动化生产系统并完成它的调试工作即可。其它子课程知识和技能要求也都是如此,强调实用性,学生完成全部项目的学习,就能胜任该工种的岗位工作,成为合格的技能型人才。
“项目教学法模式”的课程设置方法打破传统的学科体系,引导师生通过共同实施一个完整的、具有实际生产、应用价值的工程项目而进行教学活动,突出操作技能训练,又使学生学到与职业技能相关的知识,同时还可以不同程度地培养学生的综合智能能力和创新能力。项目教学对教师的要求特别高,要求指导教师既要有本专业丰富的理论知识,又要有过硬的实际操作能力和丰富的经验,甚至还要具备跨学科的知识和技能,就像医院里的全科医生,能够医治各科疾病。在这方面,西班牙IMH机床学院的教师是非常值得我们学习的,他们每一名专业教师都能够胜任多门课程的教学,并且大都具有企业实践经验,他们用于教学的资料很多都来自于企业的真实设备和实际产品,课堂上设计的问题也有很多都是企业实际生产中解决的实际问题,参考价值非常高。正是因为拥有这样一支高素质的教师队伍,才促成了IMH“项目教学法模式”课程设置的有效实施和良好的实践效果。
2.西班牙IMH课程内容的优势
西班牙IMH机床学院的课程设置除总体指导思想具有“项目法教学模式”的特色外,在每门课程的教学内容选择上也有许多的新意。例如,“识图”这门课看似简单,在机械制图的基础上增加了自动化设备绘图的相关内容,具体包括气动的、液压的、电子的等设备在图中的图标,各部件间连接方法和工作原理图等,丰富了课程内容,有效扩大了学生的识图范围,提高了学生在日后工作岗位上读懂设备资料的能力。
“加工、成型和安装工艺”课程涵盖了热处理、铸造、锻压、焊接、车削、铣削、刨拉镗削、磨削、钳工、数控加工和电火花加工等内容,是依据机械制造基础专业教学和生产特点,结合工作过程系统化课程结构所涉及的教育理论,打破传统教学内容并进行整合规划的。课程内容接近传统的“金属工艺学”和“机械制造工艺学”两门课程所包含的内容,但在此基础上增加了先进的特种加工及CAD/CAM技术等内容,并且工艺方面增加了经济成本、环境保护、风险及资源分配等知识,内容更加实用。
“机加工自动化系统编程”这门课程前述已经作了分析,在此不再赘述。
“生产程序”重点介绍企业管理相关的知识,涵盖内容包括企业生产流程和生产规划,生产编程资料档案文件管理,提高生产率措施,先进生产管理软件的使用。设备管理与使用策略包含设备能力分析,维护保养计划等。仓储管理包括材料的储存、物流、包装,盘点及信息系统等。以上课程都是理论结合实践,要求学生模拟企业场景制作生产计划,编程演练,熟悉企业工作环境,提高实战技能。
“加工工艺的实施”这门课延续了“加工、成型和安装工艺的确认”课程的内容,在它的基础上以生产项目的组织为主线安排课程内容。通过对产品和生产流程特点的认识,组织加工过程的实施,对加工流程有关所需的机器、设备、用具和工具进行准备,操作相关的机器和设备,并对其进行高标准的维护工作。了解工作中存在的有关风险,采取的应对措施来避免风险,并执行环境保护的规范。完成了这门课程的学习,学生便基本熟悉了企业生产环节的全部流程,能相对轻松的适应企业的工作氛围。
“产品检测”这门课相当于国内“公差配合与测量”这门课,只是在其基础上增加了计算产品质量控制和流程控制的数据统计方面知识,以保证产品的质量及生产流程的稳定。在介绍常规的产品测量传统方法基础上还特别介绍了当今企业常用的先进测量设备三座标测量机的使用方法,扩展了学生的知识面,保持了知识技能与需求市场的同步。
以上几门课程都是IMH“项目法教学模式”的典型课程,基本上都是把学生放在真实企业的生产环境中去面对问题,解决问题,获取实用的方法和经验,在完成任务的过程中掌握知识并将其在实践中融会贯通,既能提高学生的学习兴趣,又能高效完成学习任务。
“机械产品加工项目”这门课侧重于项目的管理,包括项目方案规划、计划的实施、控制和管理等内容。属于生产项目的扩展知识,课时不多,但能够帮助学生了解与生产环节对接的管理工作。
“质量管理、劳工风险规避和环境保护””“企业和企业创办”是我们重点要学习的课程,它们具有典型的西班牙特色,在国内的课程设置中很少涉及,因此可以在我们的课程体系中予以借鉴。
经过上述对中西两国数控技术专业课程体系的详细分析与比较,最终得出结论为:保留中德学院原数控技术专业课程框架和模块式课程设置,调整部分专业课的课程内容,在职业能力和职业拓展课程模块中全部引进西班牙IMH学院数控专业的优质特色课程及授课方式,对于国内教师无法胜任的部分课程聘请西班牙教师来进行双语授课。
公共基础课程模块中,在原课程基础上增加了“西班牙语”这门课,目的是为了让学生能够更好的和西班牙教师沟通,更好的和西班牙职业教育接轨,了解西班牙的最新前沿技术,并且为优秀学生提供出国继续深造的可能性,真正落实中西合作办学的初衷。职业能力课程模块保留“专业认知概论”和“机械制图”课程,但在课程中增加引进的课程内容。其他课程依据西班牙的专业课程进行设置,主要包括“加工、成型和安装工艺”“产品检测”“机加工自动化系统”“数控加工”“机械产品加工项目管理”“生产管理”“计算机辅助制造”几门课程,课程标准依据西班牙标准制订。职业拓展模块主要包括“质量管理、劳工风险规避和环境保护”和“企业创办”两门西班牙特色课程,拟由西方教师来院讲授。职业技能实训课程也是很重要的环节,直接影响到学生的就业技能,涵盖的课程包括“加工工艺的实施”,其中包括车、钳、铣工和特种加工实训。“数控加工”包括数控车床和加工中心实训。这些课程在中德学院都是比较成熟的课程,并且有丰富的教学资源和师资来实施。学历教育的最后一个环节就是毕业环节,包“毕业设计”和“顶岗实习”,在这环节依据国内毕业环节执行。至此学生即完成了三年的学习,愉快地走向工作岗位。
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编辑朱荣华
作者简介:边境(1971-),女,天津中德职业技术学院,副教授,工学硕士,研究方向为职业技术教育及数控技术。薛静(1972-),女,天津中德职业技术学院,副教授,工学硕士,研究方向为职业技术教育。
收稿日期:2015-03-16
文章编号:2095-8528(2015)04-049-04
文献标识码:A
中图分类号:G712