智能制造背景下数控铣削实训课程教学改革探索与实践

曹代焕

[摘           要]  數控铣削实训课程是数控专业中的重点内容之一，在教育教学工作实施期间，铣削技术会随着行业市场变化而作出调整，而随着智能制造技术的发展，数控铣削实训原有的课程体系已经难以满足时代发展的需要，对课程教学改革是时代发展所必需的，只有这样才能培养出更多优质的智能制造人才。

[关    键   词]  智能制造;数控;铣削实训;课程教学;改革;实践

[中图分类号]  G712                 [文献标志码]  A              [文章编号]  2096-0603（2021）14-0184-02

随着中国智能制造发展战略的提出，机械制造业将会以智能制造为核心进行产业结构升级，同时企业对人才也提出了更高的要求。在教学工作实施期间，课程体系是实现教学活动和人才培养目标的关键所在，高职院校在为智能制造业培养高端技术技能人才时，必须保证课程内容适应教学发展需要，根据新的职业能力确立课程目标，对课程内容进行全新架构，这样才能更好地适应时代发展需要。

一、智能制造对数控铣削实训课程体系的影响

（一）学生需要具备综合的专业知识

在智能制造背景之下，机械制造类专业所传授的知识相对于传统制造来说更为复杂，学生不仅需要掌握专业的数控铣削知识，同时还应掌握企业使用的各类软件、数字化网络化制造、虚拟现实技术、精密检测等知识。智能制造企业生产经营活动实施期间，要关注单一的生产环境，与此同时对产品生命周期和生产流程也高度关注。在产品生产期间普遍采用制造执行系统MES对产品生产进行信息化管理、虚拟制造、高度柔性智能工序、在线精密检测等，因此对学生来说，就需要对整体产品全生命周期生产流程的相关知识有全面的了解和认识。

（二）学生需要具备信息化管理知识

信息化技术融入项目管理有效地解决了过去教学中人员管理的难题，而且借助协同平台可以对学生的实训情况进行可视化管理。信息化技术应用在生产车间，以智能机器人为核心，实现零件与同类设备上的自动化装夹、加工和检测，这样在实训课程教学期间也可以有效地提高设备的利用效率，可以减少车间操作人员的数量。同时信息化与工业化融合技术也使企业的生产环境发生了改变，比如说，原本的独立生产设备可以借助信息技术赋予设备通信功能，这样则可以实现自动化生产，减少生产的人为干预，所以说，学生还需要具备信息化管理知识。

（三）学生需要具备物联网技术知识

智能制造企业的生产离不物联网技术的支持，智能制造背景下，企业可以借助物联网与上游客户进行沟通和交流，并与下游供应商取得联系，在企业内部借助物联网技术还可以将各种资源迅速集成在一起，然后实现人与机器、机器与机器、机器与产品之间的快速互联。传统制造模式通常是以产品为中心的，智能制造模式则改变了这种与产品为中心的模式，其主张以用户的个性化需求为中心。通过物联网技术可以将用户、智能工厂、物料供应商等进行动态交流互动，这使实训教学始终处于可视化的状态，有效地了解实训教学过程中存在的缺点和不足，为后期制定实训教学任务提供指导性意见。

（四）学生需要具备过程控制理论知识

智能制造企业柔性生产线主要是借助高效自动化装夹技术、过程控制技术、物联网技术以及机器人技术等实现生产过程的自动化。在产品生产期间，企业对工作人员的操作技能需求有所降低，但是针对生产流程的监控要求则有所提升。比如说，在产品生产过程中需要对生产数据进行采集、分析与监控，并且借助所采集到的数据分析影响产品质量的主要因素，保证产品质量始终处于可控的状态，同时在掌握了产品生产的一系列数据之后，还可以对生产参数予以优化，这样也可以降低产品废品发生率。在智能制造背景下，企业除了要加大对生产质量进行监控之外，还需要对多元数据进行统计和监控等，将员工、设备、生产效率之间的对应关系进行全面分析，然后科学、合理地配置生产任务。在智能制造的背景下，企业对产品的需求发生变化，对制造人才技能提出了新的要求，这些都决定了数控铣削实训课程在教学改革时，对学生所掌握的知识要作出调整和变化，否则教学就难以满足学生的学习发展需要。

（五）学生需要具备大数据知识

随着时代的不断发展变化，产品个性化需求所受关注度也不断提升，为了更好地满足不同受众对产品的需求，在产品中应用大数据知识就显得极为有必要了。大数据知识可以应用于智能制造的各个环节之中，比如说，企业资源规划、射频识别、产品信息传递等在智能生产线上高速运转，然后形成生产工业数据，通过分析这些数据，企业可以准确地分析生产运行状况。此外，用户在与制造企业进行交互时也将会产生大量的数据，而通过分析和挖掘这些动态数据，这样则可以为产品创新提供更为丰富的素材。而且，在企业生产定制数据达到一定数量之后，还可以通过数据分析对产品流行趋势进行预测，然后灵活地配置各类生产物料资源，保证企业生产出更多优质产品。基于这样的原因，在智能制造背景下，数控专业学生还应对工业生产大数据知识有充分的了解和认识，这样所培养的数控铣削专业人才可以更好地满足当前市场上企业的发展需要。

二、智能制造背景下数控铣削实训课程教学改变所面临的挑战

（一）学生岗位职业能力没有跟上时代需求

结合当前社会发展现状，智能制造技术和人才的竞争使职业岗位变更速度大幅度提升，企业所需要的并非单一的职业能力人才，而是渴求拥有多种职业能力的人才。基于这样的原因，职业院校数控铣削实训课程在教学期间也应及时更新自身的教学课程课程体系，加强对数字化学习环境的应用，在教学中重点培养学生的知识迁移能力，使学生所具备的知识能够更好地适应市场变化需求。然而，实际上，智能制造在我国工业生产中应用的时间并不是很长，高校在教育教学中长时间处于封闭管理的状态，学校在课程体系构建过程中存在与市场发展相脱节的问题，因此数控铣削实训课程教学改革并没有全方位地跟上时代发展要求，学生的岗位职业能力培养并不是十分理想。

（二）跨学科的知识体系需求量增长

在智能制造背景下，学生不仅需要具备扎实的理论与实践知识，还应具备网络化、信息化、自动化技术等跨学科的基础知识。智能制造背景下，学生如果只是单独具有某一方面的技术显然是难以满足时代发展需求的，未来企业所需要的是以信息化为主的跨界复合型人才。智能制造对于数控铣削专业人员的技术技能提出了更高的要求。学生在学习过程中所需要掌握的跨学科知识大幅度增长，而对于高职院校来说，学生在校学习两年，企业实训一年，三年的高职教育显然是很难将智能制造所需要的知识融入教学的各个领域之中的，这也给教学工作的有效实施提出了巨大的挑战。

（三）校企合作力度不足

智能制造背景下学校要做好数控铣削实训课程教学改革，就需要深入了解企业所需要的数控铣削专业人才应当具备的素质，需要加強与企业之间的交流与沟通，落实好校企合作，教学活动可以紧密围绕企业生产活动进行，专业课程的制定也应以企业需求为主。然而，结合当前诸多高校数控铣削实训课程的实际教学改革情况来看，学校的教学内容明显落后于企业的发展需求，企业与学校之间的合作并不是十分密切，这也是学校所培养出来的人才与企业以及社会需求不符的根本原因。

三、智能制造背景下数控铣削实训课程教学改革策略

（一）深入了解市场需求，制定科学、合理的人才培养目标

在对数控铣削实训课程实施教学改革，使该专业人才能够有效满足智能制造背景需求时，首先需要做好前期的市场调研工作，要深入了解当前市场需要具备有哪些素质的数控铣削专业人才，相较于过去，在人才需求上出现了哪些变化。做好市场调研之后，才能对人才培养目标进行优化，丰富课程体系。

（二）应用递进式项目教学法实施案例教学

实际教学中，每个学生的能力各不相同，为了更好地提升学生的综合素养，保证其能够更好地适应企业发展需要，可以尝试应用递进式项目教学法实施案例教学法。以数控铣削实训教学为例，可以将教学内容划分初级、中级和高级三个不同的层次，然后应用案例的方式对教学内容进行讲解。再将学生分成三个不同的小组，各个小组分别领取任务案例，让他们以团队协作的形式完成各个小组的任务。在实训教学实施期间，教师应当做好各项准备工作，为学生提供指导，给予学生加工案例、图纸等多样化的资源，借助信息化技术搜集多种教学资源，满足学生的学习需求。

（三）灵活应用多种教学方法

改革决定了数控铣削实训课程不能再被传统的教育教学模式所束缚，在教学工作实施过程中，教师可以结合实际灵活应用多种教学方法。比如说，教师可以让学生使用数控加工仿真软件系统，进行虚拟环境下的模拟与加工操作，然后，将模拟实验所确定的数控加工程序导入实际的数控加工机床中，对实体进行加工和处理。此外，在实训教学环节，教师还可以发挥示范教学的作用，学生对教师的讲解与示范仔细地学习与观察，然后完成教师的教学要求。同时，部分学校的教学资金有限，数控加工设备可能并不是十分充足，因此实训环节还可以应用轮换式教学模式。此外，教师还可以开展针对性的实训教学，比如说可以根据学生的兴趣爱好和能力水平等制定不同的实训教学方案，保证学生能够真正地学有所得，切实达到改革的目的。

当前，我国正处于智能制造发展的关键阶段，市场对数控铣削专业人才的需求量极为巨大，而要想切实有效地培养优质的数控铣削专业人才，就需要做好市场调研工作，了解智能制造背景下对优质数控铣削人才的需求，然后制定科学、合理的人才培养方案，保证学生在实训中能够学有所得，使学生在未来能够找到更加理想的工作。

参考文献：

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[2]吴世萍.基于工作过程的数控铣削操作实训教学模式改革分析[J].中国校外教育（中旬刊），2018（7）：119-120.

[3]刘凤环，杨朝霞.《数控铣削加工技术》实践教学质量提升有效途径的研究[J].通讯世界，2019（11）：299-300.

编辑 张 慧