数控技术专业基于工作过程的教学改革研究
[摘要]文章着重探讨了数控技术专业基于工作过程的教学改革内容与方法,主要从人才培养模式、课程体系与师资队伍建设、校内外实训基地建设等方面进行了研究。
[关键词]数控技术 教学改革 课程体系 实训基地
[作者简介]张丽华(1968- ),女,辽宁喀左人,渤海船舶职业学院机电工程系,副教授,硕士,研究方向为数控技术。(辽宁 葫芦岛 125005)
[中图分类号]G712[文献标识码]A[文章编号]1004-3985(2010)14-0112-02
一、教学改革的必要性
数控技术专业是面向现代制造业,培养数控加工工艺实施、数控机床编程、操作、维护、调试等岗位所需要的高技能应用型人才。
近年来,随着我国制造业的迅猛发展,大量的先进数控设备得到使用。根据《2009年中国工业经济运行夏季报告》,中国机床工具工业协会对179家重点联系企业统计,上半年金属加工机床数控化率达到53.7%,同比提高7.7个百分点。近期协会对130余家企业调查显示,目前行业内有三成以上企业正着手或准备上大型、重型机床项目。这表明,企业在长时期内对数控技能人才数量将保持较大需求,但需求结构出现了变化。对“蓝领层”(具体操作、日常简单维护)需求数量大,但相对比例将会有所下降;对“灰领层”(数控编程、数控机床维护、维修)需求的比例相对增加;对“金领层”(精通操作、编程、维护、维修,实际经验丰富)的需求更加迫切。从毕业生上岗情况看,有相当一部分数控技术专业学生就业后不能胜任工作岗位,全国大部分高职院校都不同程度地存在类似问题。这表明,高职数控专业教学不能满足制造业发展需求,由此导致的间接问题是企业数控设备闲置率因缺少人才有所增加,制造业软实力的提升速度放缓。以上情况表明,数控专业教学改革显得十分必要而紧迫。
二、教学改革的基本条件
渤海船舶职业学院(以下简称“我院”)2008年12月被评为首批辽宁省示范性高职院校立项建设单位,数控技术专业是示范校建设5个重点专业之一,学校要求数控技术专业首先进行基于工作过程的教学改革,为其他4个重点专业提供改革模式和经验。
我院的数控技术专业创建于1993年,2000年开始招收高职生;2008年被评为辽宁省品牌专业;数控技术实训基地2007年被列为国防科工委实训基地;2008年被定为中央财政支持的数控实训基地。由此可见,在教学经验和实训条件上都具备了基于工作过程的教学改革条件。
1.师资队伍状况。数控技术专业现有专任专业教师6人,具有硕士学位的教师比例达到100%,“双师素质”教师有4人(达75%),2人有企业经历(约33%),兼职教师均为来自企业一线的高水平专业技术人员及能工巧匠,由3人组成(达50%)。专任教师中正高级职称有1人,副高级职称3人,骨干教师3名,并有1名为省级青年骨干教师,1人为辽宁省数控专业指导委员会委员。2004年,1名教师入选“辽宁省百千万人才”千人层次。专业带头人是数控技术专业专家,具备高级职称,具有较高的教学水平和实践能力,具有行业企业技术服务或技术研发经历,在本行业企业中有较大的影响力。
2.教学实验实训条件。本专业现有数控实训中心、机加实训中心、模具实训中心、数控仿真实训室、模具仿真实训室、机床拆装实训室、公差实训室、液压实训室等校内实训场所。拥有大中型设备97台(套),其中数控车床、数控铣床、加工中心、数控线切割和电火花等数控加工设备共计20多台(套),配有专业机房和CAD/CAM仿真软件。本专业已与东风朝阳柴油机有限责任公司、沈阳机床集团、大连机床集团、渤船重工、山海关船厂等多家企业建立了良好的合作关系,形成了稳固的校外实训基地。
3.毕业生状况。数控技术专业毕业生中,数控车和数控铣中级操作工职业资格证书获证率在95%以上,部分学生获得相应的高级工证书,还有许多学生取得了数控工艺员、AutoCAD三级、Pro/E初级应用水平证书。毕业生爱岗敬业,专业技能强,综合素质高,深受用人单位欢迎,一次就业率一直保持在96%以上,专业对口率平均在75%以上。
4.社会服务状况。以专业现有的数控实训中心为基础,形成了产学结合的现代机械制造技术培训中心,培训和技能鉴定总量约1000人次。专业教师承担了2项省级、6项校级科研及教研项目。在技术研发与推广方面,本专业教师开展横向合作项目9项。
三、教学改革目标
1.培养方向。依据服务制造业高技能人才需求,依托船舶工业和辽宁装备制造业,围绕企业实际需求,提高教学质量,加强校企合作,构建“课堂与车间、实训与生产”产学一体的工学结合人才培养模式,以真实工作任务为载体,以培养“灰领”为主要方向,扩大品牌专业优势,在同行业中处于领先地位。
2.教师队伍。通过改革造就站在本专业技术领域发展前沿,熟悉行业企业最新技术动态,把握专业技术改革方向的专业带头人;培养一批善于根据行业企业岗位群职业能力要求,开发基于工作过程课程体系的专业教学骨干。
3.硬件目标。建设一批具有真实工作场景或模拟仿真效果,融教学、培训、职业技能鉴定和技术开发功能为一体的综合化开放实训中心或实习车间,推动重点建设专业向更高水平发展。
四、教学改革内容
1.人才培养模式改革。数控技术专业人才培养模式改革目标是依托装备制造业,校企深度融合,以数控加工设备使用与维修岗位核心技能培养为重点,以真实工作任务为载体,创建“引产入教、三层次、四学段”工学结合人才培养模式。引产入教是指将企业典型产品零部件作为学习情境设计载体引入课堂。三层次是指技能培养分三个层次,即零件手工制作能力、机械零件常规加工能力、数控加工与设备维护能力。四学段是指教学过程分为四个学段,即零件手工制作、机械零件常规加工、数控机床操作与维护、数控生产性顶岗实习。
积极推进与生产劳动和社会实践相结合的学习模式,学生企业顶岗实习半年,实现学生从基本技能的训练到综合技能训练及职业素质训练再到生产岗位的“零时间”过渡,使教学过程与就业岗位之间实现“零对接”。
2.课程体系建设。以项目教学组建教学团队,打破教师各专业界线,打破教师身份界线,打破实训环境与理论教学环境界线,形成以专业带头人为核心的纵向结构,以项目内涵为核心的横向结构,以实训中心主任为核心的工厂基础结构。(1)核心课程建设途径。一是成立课程建设小组,聘请企业技术专家参与课程建设。企业与学院共同制订人才培养方案和能力目标,由学员教师和企业专家、能工巧匠共同组成专业教学团队进行专业教学。二是根据技术领域和职业岗位(群)的任职要求,参照相关的职业资格标准,改革教学内容,教学中引入企业标准、工作规范和实际工作案例,课程的主要载体是“项目”和“任务”,使教学内容适应职业岗位能力需求并与企业和行业技术发展同步,开发基于工作过程的专业教材。三是加强与企业的深度融合,建立与企业的长效合作机制,以职业岗位能力培养为主线改革课程体系。根据岗位工作内容和职业岗位能力要求将课程体系分为工艺、编程、操作加工、维护维修等基本技能培养模块,与企业共同建设工学结合优质核心课程,改革教学方法与手段。四是课程体系构建思路是与辽宁先进制造业企业合作,以数控机床操作和数控设备维护岗位能力要求为主线,以真实工作任务为载体,以“课堂与车间、实训与生产”产学一体人才培养模式改革为核心,构建基于零件数控加工、数控设备维护工艺过程的模式化课程体系。(2)核心课程建设内容。依据岗位要求,与行业专家和企业技术能手共同参与核心课程的建设工作;按照岗位能力标准,将岗位能力分解为基本岗位能力、核心岗位能力、综合岗位能力、职业素质及能力模块;结合生产实际和能力训练要求,开发相应的项目任务;以真实工作实例的职业标准和行为标准确定考核标准和考核方法;以适应工作过程系统化为导向,理论知识“必需、够用”,实践教学“强技、专能”为目标,建设新的工学结合校本教材。具体核心课程教学设计样本如下:《数控编程与加工》课程选择回转体类零件,平面内腔、外形轮廓类零件,方程曲面类零件,箱体类零件和车铣复合类零件为载体,完成对工作岗位与过程的描述。根据企业对岗位的工作过程与能力需求,组织课程教学内容。《数控加工工艺编制及实施》课程,从职业岗位和岗位技能要求出发组织教学内容,以“数控车床加工工艺编制与实施”“数控铣床加工工艺编制与实施”“加工中心加工工艺编制与实施”“自动编程的工艺安排与实施”四个基于工作任务和工作过程的项目,组织模块教学。《数控机床电气控制与系统维护》课程教学按照模块化的教学方式,以“数控机床电气控制原理与实现”“数控系统的功能与连接”“机床进给系统的连接调试与维护”“主轴驱动系统的连接调试与维护”为教学项目,使学生前期训练的各项技能得到综合应用,同时培养学生完整工作过程的工作方法。
3.师资队伍建设。以“双师素质”建设为基础,构建一支适应教学、生产、技术服务需要,结构合理、专兼结合的“双师结构”专业教学团队。到2010年末数控技术专业建成由10名专任教师(含1名专业带头人、3名专业教学骨干)和10名行业企业技术专家、能工巧匠组成的专兼结合专业教学团队。具有“双师素质”教师达90%,并建立一个30人的兼职教师资源库。(1)培养专业带头人1人。经过培养,使专业带头人的职业教学能力、工程实践能力、技术开发与服务能力显著提高。在省内职业教育领域、数控行业具有一定的影响力。(2)培养骨干教师3名,针对骨干教师自身特点,进行个性化培养。通过三年培养,使其具备先进的高职教育理念,较强的专业技能和一定的课程开发能力。(3)“双师素质”教师队伍建设。鼓励教师通过专业技能培训和到企业挂职锻炼等方式提高实践能力,达到双师要求。(4)兼职教师队伍建设方法。加强与行业企业的深度合作,聘请4名行业企业技术专家以及6名行业能工巧匠充实到教师队伍中,主要从事专业教学及学生生产性实训指导。与企业共同建设一支相对稳定的、适应高职教育发展要求的高水平专兼职结合的专业教学团队,建立一个20人的兼职教师资源库。
4.教学实训条件建设。积极探索校内生产性实训基地建设的校企合作模式,依托机械、船舶、军工、数控等产业优势,引进技术先进的企业入驻校园,突出高精度特异型零件加工特色,营造与生产、管理第一线工作现场相一致的真实的职业环境。将实训基地建设成装备水平高,优质资源共享,融教学、培训、职业技能鉴定和技术研发功能为一体,符合现代企业运作方式的实训基地。(1)扩建数控实训中心。新增加的数控卧式车床、数控立式铣床、加工中心,将使数控实训基地在技术、设备水平能够与企业实际生产条件的发展基本同步。能满足数控技术及专业群所覆盖的船机制造工艺与设备、模具设计与制造、机电一体化技术、计算机辅助设计、船舶机电设备维修等专业学生的数控机床操作生产性实训要求。同时资源共享,促进葫芦岛市及周边地区学生的实训条件改善,能最大范围地为船舶配套企业及地方企业提供职业技能培训,以及中、高级数控车工、铣工、加工中心操作工技能鉴定。(2)新建数控设备调试与维修实训室。建设完成后,开发数控设备制造与机电联调综合实训项目,利用车铣加工实训,完成微型数控铣床工作台及主轴部件加工,外购滚珠丝杠等标准件,机电联调搭建微型数控铣床,并与教具厂合作销售产品。开展数控系统故障诊断与维修实训。能满足数控技术及专业群所覆盖的机械设计与制造专业学生数控系统故障诊断与维修实训要求。(3)机制、制度及管理建设。建立良性互动、校企双赢合作机制,实现生产性实训基地良性运行,建立完善的管理规章制度,采用企业6S管理方式,重新规划并明确功能分区,重组校内数控实训基地资源,不断提高生产性实训学时比例。进一步加强工学结合过程中学生管理,成立以系主任负责,由企业、专业负责人、学生工作负责人以及专业教师组成的学生顶岗实习管理小组,负责研究协调、解决顶岗实习过程中出现的问题,与企业共同拟定出台操作性强,适用范围广的管理办法,并适时开通学生顶岗实习指导网站。
5.校外实训基地建设。积极开拓校外实训基地,依靠机械和船舶工业,建设10个稳定的学生顶岗实习校外实训基地,并逐步形成校外实训基地网络,覆盖专业群相关专业,立足长远发展,建立校企双方参与管理的长效运行机制,形成利益相关的稳固的校企合作关系,保证学生不少于半年顶岗实习时间。校外实训基地主要针对学生在掌握数控加工基本技能和软件工具基础上的职业能力提高和素质拓展,同时也成为“双师素质”教师实践锻炼的场所。聘请企业的一线技术人员和高水平技术工人担任学生在校外实训基地顶岗实习的兼职指导教师,配备专职工作人员,加强学生顶岗实习的管理,保障半年顶岗实习时间和质量。
五、课程改革的保障措施
学院高度重视辽宁省示范性重点专业的教学改革工作,专门成立了课程改革领导小组。院长亲自主持审定各门课程的改革方案与资金的落实。各系部成立了课程改革实施小组,由系主任任组长,课程建设、教材建设以及实训基地建设均落实到人。
为稳步推进学院专业教学改革和建设,我院先后制定了一系列政策性文件,以保障专业教学改革和实训基地建设的顺利进行。
各系成立了实训中心,学院宏观指导协调,实训中心具体组织实施,形成了一整套的实验和实训室管理规章制度。
六、课程改革的预期效果
专业教学改革完成后,将进一步提高该专业的办学实力,产生良好的人才效益,明显提升专业教学水平,全面提高人才培养质量,形成拥有优质教育资源,工学结合、特色鲜明的优势制造技术专业群。树立起数控技术专业品牌,使数控技术专业的改革与建设在全国高等职业院校中发挥示范和带头作用。
1.扩大人才培养规模。使该专业的在校生人数从目前的300人提高到600人左右,能够为机械行业、船舶制造行业提供大量“灰领”阶层人才,缓解国防和船舶配套行业的数控高技能人才短缺状况。
2.提高社会服务能力。为葫芦岛市及辽宁省内各企业提供职工数控技术培训服务,开展职业院校师资培训服务,为所在区域提供农村剩余劳动力转移培训服务,开展面向企业的生产协作和技术开发服务。到2009年,培训人数达到500人日,2010年达到700人日。为辽宁省实施“工业强省”战略,特别是葫芦岛市重点发展的机械、船舶等产业提供强大的人力资源支持。
3.打造优秀教学团队。培养和造就出一支高水平的职业教育教学团队,包括优秀名师,具有较强竞争力的中青年专业教学骨干及一支精干高效的优秀管理队伍。通过教学改革,以优质教学资源辐射辽宁省相关院校的制造类专业,带动专业改革与建设,在辽宁省高职院校中起到示范作用。