数控编程基础训练范文

导语：如何才能写好一篇数控编程基础训练，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

（江苏省常州技师学院，江苏 常州 213000）

【摘要】通过数控技能大赛，实现进一步深化教练组及集训人员对数控大赛纲领性文件的理解，理解数控大赛对参赛选手的专业基础知识要求、技能要求及专业素养要求。提升教练组的整体水平，为今后数控车集训奠定良好的基础。

关键词 数控技能；竞赛；训练；试题图库

“普通教育有高考。职业教育有技能大赛”。此句话说明了技能竞赛作为一项考核在职业教育的检验依据。随着我国经济的快速发展,对技能人才的需求也越来越多。特别是我国数控技术应用领域技能型人才严重紧缺。为满足我国机械制造业的转型升级对高技能人才的急切需求，国家对职业教育发展越来越重视。为鼓励企业和技工院校的数控类技术人员不断提升自身技能水平，为加快我国数控技术应用领域技能型紧缺人才的培养，提高我国装备制造业的竞争力和我国的综合国力，近年来劳动和社会保障部、教育部、科学技术部、国防科工委、中华全国总工会、中国机械工业联合会等六部门积极组建各类数控技能大赛平台，为各企业职工和技职院校师生营造出浓厚的“人人争学技能，人人比拼技能”的教育学习氛围。

企业和技工院校参赛积极性不断提高，选手的数控操作水平也逐年增强，竞争也越发激烈。

我院作为首批国家重点技师学院，积极组建数控加工集训队进行训练参与各类数控大赛并取得了优异的成绩。但这些优异成绩的取得非常艰辛。下面将结合实际工作经验作一番训练方法的探讨以求把竞赛水平推上更高一级的台阶。

1　研讨各类数控大赛纲领性文件

仔细分析每次各类数控大赛纲领性文件上的要求，比赛的工种，比赛的参与对象，比赛的设备及软件的应用和比赛的材料与刀具。通过这些内容大致可以判定当前数控竞赛的发展方向和数控加工现有的水平。从2004年首届全国数控技能大赛到2014年第六届全国数控技能大赛的比赛中，我们发现数控编程由手工编程发展到自动编程。编程软件由国产的CAXA发展到SolidWorks、MasterCAM甚至是功能更强大的Pro ENGINEER或UG软件来造型加工。工件的数量由单件加工发展到5、6件组合。工件材料由单一的45钢发展到铜、铝有色金属加工。工件的精度由单一的尺寸发展到形位精度的控制。 从这些信息上可以确立我们数控集训队的练习方向，通过系统的训练，促使选手全面掌握和巩固各知识面，发挥自如。

2　归纳总结数控大赛对参赛选手的理论知识要求及技能要求

理论是技能的依据，技能是理论的体现，两者不可分开。在技能竞赛中理论成绩占总分的30%。因此在技能集训的同时必须巩固现有的理论知识，开拓相关的理论知识。在技能训练中坚持不懈苦练基本功。基本功训练阶段，首先是选手对基础技能的总体认识过程。对每一个训练项目的操作，都必须要求选手经过“观察—思考—实践—考查”的过程，让选手都能对一个事物的形和象的总体认识。通过自身的思考和延伸，利用各种方法与手段进行实践和验证，不厌其烦地多次反复练习，然后通过考查和记录。这就是一种技能形成的规律。所以，我们的选手在整个训练过程中，都要做到仔细观察、善于思考、勤于实践和经验总结。对各项训练项目我们都必须有时间性和准确性。为了训练有效地出成果，教练都必须严格把关，进行考查测试并实行登记对比，做到取长补短，共享经验。例如各种量具的使用方法、姿势、力度等对自己所测量的结果总是存在半信半疑的态度。故在训练当中，要求选手坚持自己的信念，在相同的测量对象，通过多位选手的反复测量结果作对比，以提高选手对量具的使用信心和测量的准确度。对于技能竞赛来说，只靠单纯的基础训练是远远不够的，熟能生巧之后往往进入熟能生厌的高原期，成绩难以进一步大幅度提高。对于学生来说，各方面的发展是单纯的，可以说是缺乏经验。在通过循序渐进的基础训练之后，对各项训练项目进行总结，选手们要进行经验交流，能做到取长补短，共同进步。为了选手在有限的时间里突破自我、超越自我，在竞赛中取得好成绩，坚持做到以考代练，严格要求，加以点评，当场消化。校外测试，提高适应力，提高心理素质。专家点评，扩大视野，增强知识，突破高原期。

3　收集汇总各类数控大赛试题进行修改和创新

数控技能集训除了要基础训练外，关键是综合训练的应用与消化。在以往集训的过程中发现，集训的内容过于粗放。特别是集训队平时训练的图纸不规范。要么是前几年的数控大赛题，要么就是集训教练根据自己的经验设计。这些题目不是未能紧跟形势就是未能切合数控大赛的技术纲领。这样就会造成选手平日训练感觉很好，可一旦上了赛场往往成绩却不甚理想。为解决这一问题，通过各种途径收集全国各地的比赛图纸，仔细分析加工的难点和重点，认真研究加工工艺性，结合当年数控大赛纲领性文件，修改或创新适合自己的试题图库，并待时进行仿真模拟训练。在训练中要求选手学会用“脑”和“心”训练，改变“笨”练和“盲”练，在“巧”字上突破，做到事半功倍。通过模拟试题训练以检验选手的学习成果，稳定提升。全面冲刺。这也是心理和智力的综合训练。

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关键词：虚拟仿真技术；五轴加工；实训课程；教学模式

中图分类号：G712 文献标识码： A 文章编号：1672-5727（2016）04-0073-03

近年来，我国加工制造业得到了空前发展，高端数控设备的使用已经成为制造业发展的必然趋势。五轴数控机床作为高端设备的代表，在我国制造业得到了广泛使用。然而，能够操作五轴数控设备的技A术人员却严重短缺。培养技术人员的职业院校在五轴加工课程建设方面的不科学，是造成技术人员短缺的主要原因。当然，许多职业院校的教育工作者亦发现了此问题，并进行了相关改革和研究。但目前大多数与五轴加工教学模式相关的研究都仅适用于各学校自身，推广性和复制性不强。因此，建立一种适用于大多数职业院校的五轴加工实训教学模式具有重大意义。

一、五轴加工实训课程的特点

实训的最终目的是全面提高学生的职业素质，最终达到学生满意就业，企业满意用人。然而，五轴加工实训教学对硬件配置的要求较高，开展此类高新技术领域的实训课程一般很难模拟实际工作环境，配置昂贵的实训设备。因此，五轴加工实训课程具有设备昂贵，不易实现大范围教学；课程难度大，技术不易掌握；涉及知识面广，不易入门等特点。这使得开展五轴加工实训课程必须首先解决这些问题。

一般数字制造类实训课程由编程和操作加工两大部分组成，由于五轴机床价格昂贵，学校配置数量很少，因此，课程教学中与机床依赖关系较弱的“编程训练环节”可在课堂上完成，以减少对机床的需求。首先，数控编程分为手工编程和自动编程两部分，由于五轴机床轴数较多，其中自动编程CAM技术为主要训练环节，手工编程为基础训练环节，因此，手工编程与自动编程CAM技术宜分开进行训练。其次，五轴加工分“定向加工”和“联动加工”两大类，无论是哪一类加工方式，都容易产生机床的碰撞和干涉问题。因此，五轴加工程序在执行前，需要脱离机床进行仿真，以验证加工程序的正确性，避免由于程序错误造成机床碰撞，所以需要设置加工仿真环节。

二、五轴加工实训教学模式的建立

（一）虚拟仿真系统与教学模式的建立

由于五轴机床的体积大，购置、维护及运行成本都很高，且与其他数控设备相比，危险程度高，一旦不能正确操作，轻则损坏刀具、刀柄，重则损坏机床，甚至发生人身事故。虚拟仿真技术在五轴加工实训中的合理采用，在一定程度上可以解决设备数量短缺问题，并避免安全事故的发生。然而，单一仿真软件教学与实际机床操作不符，且完全依靠计算机操作，也不能有效地训练学生的操作和编程能力。因此，需要将虚拟仿真技术与五轴机床的操作加工进行合理整合，构建一套科学的实训教学模式。

五轴加工虚拟仿真系统由三部分组成，如图1所示，分别是海德汉iTNC530系统编程仿真工作站，CAD/CAM编程与加工软件及Vericut加工仿真工作站。在仿真系统中，这三个部分之间可以进行NC程序的交互验证和切削仿真训练。其中，基础教学可采用海德汉iTNC530系统编程仿真工作站完成仿真训练。高级教学由于程序和加工内容的难度较高，需要增加另外两部分内容进行仿真训练，首先，可在CAD/CAM软件内进行编程及仿真训练，然后，将编辑的程序传入Vericut加工仿真工作站进行仿真训练。其次，每一个教学环节的设置都有其目的和意义，iTNC530系统编程仿真工作站为基础环节，该环节主要完成手工程序编辑训练，当手工编程训练完成后，学生可以进行五轴机床操作及加工训练，从而完成基础教学。如果学生需要进行高级学习，则需要在虚拟仿真系统中完成CAD/CAM编程及Vericut仿真的训练，具体教学流程如图2所示。

（二）课程内容的构建

以虚拟仿真系统为基础，将虚拟仿真系统与五轴机床操作进行合理整合，可在不增加机床数量和课程开设成本的前提下，最大限度地提升学生对五轴加工技术的理解和熟练程度。以此为课程内容构建目标，可建立如图3所示的五轴加工实训课程内容。

五轴加工实训课程的内容，包括理论知识与编程、五轴加工仿真、五轴操作与加工三个部分，与教学模式流程相对应。基础教学需要进行理论知识与编程和五轴操作与加工两部分知识的学习，高级教学在此基础上进行手工编程、CAM软件、五轴加工仿真、五轴操作几个部分的学习。

（三）教学模式有效性的对比

为验证新教学模式的有效性，可开展实验性教学。实验教学设置A、B两个组，每组15名学生，A组教学按传统模式，B组教学采用新模式。实验要求A、B两组的30名学生经过基础、综合两项测试进行选拔，这两项测试主要对学生的专业基础知识及综合能力进行判定，依照测试成绩将30名学生进行分组，保证两个组学生的基础和能力基本一致。依照表1进行实验准备，表中设施为我校目前五轴加工实训教学设备的配备标准，该实验强调在不增加实训设备的前提下改善五轴教学的效果并验证新教学模式的有效性。

教学实验通过对比学生的测试成绩分析两种教学模式的区别。由于学生人数较多，分别对比离散数据难度较大，因此，通过每科平均数和每人平均数对比的方式对实验数据进行处理，以柱状图的形式得出对比结果。根据实验源数据，得到处理后的平均数，分别包括每人平均数和每科平均数两栏数值，最后，将两栏数值进行柱状比较和方差分析处理，见如图4和下页表2所示。

通过对比A、B两组学生从选拔考试开始至学习结束整个过程中所有的测试成绩可知，选拔基础考试和选拔综合考试A、B两组学生的成绩基本一致，从而说明学生开始学习课程前的基础不存在大的差异。从第一次测试开始，B组的测试成绩呈平缓上升的趋势，且每次测试平均分数均高于A组的平均分数，另外，A组的平均分数存在不规则突变，表明学生每次测试时表现很不稳定，不是一个循序渐进的学习过程，受测试难易程度影响较大。

为检验A、B两组教学效果之间的差异，采用方差齐性检验对两个班每人的平均成绩进行对比。方差齐性检验又称作F检验法，是英国统计学家Fisher提出的，主要通过比较几组数据的方差，以确定对检验对象检验的精密度是否有显著性差异，从而可得出哪一组教学效果较优。先将A、B两组的平均分数和样本标准差求出（见表2），然后假设两组教学效果无明显差异，并进行F值检验，过程如下：

假设H0 ： ？滋A=？滋B

dfb=k-1=1

dfw=nA+nB-k=28

F=■=6.38

其中H0为条件假设，dfb、dfw为自由度，k为对象个数，nA、nB、nC为对象人数，SSb、SSw为方差估计值。

根据dfb=1，dfw=28，查F值表，找到F（1，28）0.05=4.2，由于F=6.38>F（1，28）0.05=4.2，则假设不成立，即A、B两组教学效果存在较大差异，B组教学效果优于A组教学效果。实验结果表明，基于虚拟仿真系统的五轴课程内容及教学模式更加有效。

建立基于虚拟仿真技术的实训教学仿真系统，将虚拟仿真系统应用到实训课程中，构建五轴加工实训教学模式，根据教学模式完善五轴课程内容，并对课程内容进行合理安排，最后开展教学对比实验。实验数据的分析结果表明，新教学模式在不增加五轴机床数量的前提下，有效地提高了教学效果。

参考文献：

[1]陈玉文，杨伟雪.五轴铣削加工在《模具数控加工》教学中的应用[J].模具制造，2014（3）：90-93.

[2]董子源，沈春根，陈炜，等.数控五轴加工叶轮的实验教学探索[J].实验科学与技术，2014，12（2）：99-103.

[3]孟献军.五轴数控加工技术研究与应用[D].天津：天津大学，2008.

[4]高常青，陈伟，密善民，等.基于TRIZ的技术预测方法研究与应用[J].机械设计，2014，31（8）：1-4.

[5]严慧萍.虚拟仿真在中职实训教学中的应用研究[D].福州：福建师范大学，2014.

[6]段雷.基于虚拟仿真系统的数控教学研究[J].机械管理开发，2013（2）：169-172.

[7]张成军.实验设计与数据处理[M].北京：化学工业出版社，2009.

Research on the Teaching Mode of Five-Axis Machining based on Virtual Simulation Technology

LI Jie，TAN Ji-ming

（Tianjin University of Technology and Education， Tianjin 300222， China）

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关键词：工程能力；数控技术；教学模式

高职高专院校是为社会培养高素质技能型人才的专业机构。高职高专学生的鲜明特征就是扎实的理论基础、较高的技能应用能力，其中机械类学生就表现为工程能力。《数控技术》是高职高专机械类学生的重要专业课，同时也是理论性和实践性都很强的课程。

一、教学环境分析

目前，《数控技术》教学还存在这样一些问题：①课堂教学内容与工程实际脱节。教师对着书本讲解数控编程的指令，讲解数控机床的运动动作，讲解数控机床的结构原理。没有具体的工程环境，没有相应的设备，不形象不直观。学生只能是“知其然”，无法“知其所以然”。②教学实践设备不足。由于数控机床使用维护成本高，致使部分学校实体设备数量不足。另外数控机床还带有一定的危险性，部分学校不愿大量安排学生实习，并且部分学生不敢动手操作，从而导致教学实践设备使用不足。③任课教师的知识技能不全面。由于数控技术是一门理论与实践性都很强的课程，要求教师既能讲理论，又能指导实践；既熟悉数控机床的操作，又掌握数控机床的原理与维修。但是这样的知识技能全面的教师为数很少。此外，数控技术正在快速发展，社会对其需求也在不断深入。因此，《数控技术》课程要与企业紧密联系，强调工程应用，强化工程能力。

二、教学改革措施与内容

应用型人才直接服务于生产、生活，承担着转化应用、实际生产和创造价值的任务。因此高职高专学生应具备厚基础、宽口径、重实践、强应用等四个特点。我们在进行教学改革过程中紧密靠近行业，充分体现课程工程性质，通过三个环节连贯实施。

（一）实施阶段

我们在整个教学环节中营造企业氛围，创造企业基础，然后通过三个阶段连贯实施，使学生的工程能力逐步建立、巩固。

第一阶段制造技术的基础训练。本环节主要任务是在老师的安排、讲解、示范下学习掌握机械制造的基础技能，初步建立工程的概念，初步了解企业的工作流程。

第二阶段项目化综合性训练。本环节让学生从参与工程项目，培养学生综合应用分析能力和初步解决工程实际问题的能力。本环节可以采用校内项目化形式教学，也可以采用到企业的工学结合的形式进行训练。我们是通过工学结合的形式实现的。我们请企业人员参与课程设置，制定课程标准；让学生到企业里去实践学校里学到的理论技能。在工学结合的过程中，企业、学生是工学结合的主体，学校是工学结合的组织者，教师是具体的管理者。

首先，学校事先必须做好充分的调研，制订一整套完整的规章制度和实施方案，并仔细挑选合作伙伴，以确保工学结合的成果——能否提高教学质量，能否使学生素质达到设计要求，能否提高就业水平和质量。

其次，企业关心的是经济效益和是否能挑选到合适的人才。为此企业必然和学校进行多次磋商，保证学生在工学结合前就具有基本的知识和能力，同时也使学校的教学文件具有工程化的特色。

再次，学生通过工学结合，可以尽早深入企业，了解企业，熟悉企业，提高适应性，缩短就业后的“缓苗期”。同时学生通过工学结合不仅可以全面锻炼自我，又可以有一定的劳动收入，品尝劳动收获的快乐。

最后，教师在工学结合过程要不断为学校的教学质量目标和企业的经济目标进行协调。这个过程既保证了学生的全面发展，又增加了教师与企业的联系，锻炼了师资，为开展校企合作提供条件。

由此合作各方实现各自目标，收获各自利益，实现多赢状态，保证工学结合良好运行。

第三个阶段工程创新训练。本环节的目标是为了让学生的工程能力得到进一步的升华，培养学生的创新意识和创新能力。在学生掌握基本制造技能之后，教师有计划有步骤地组织开展一些开放性项目，让学生自由发挥，自主设计，逐步实施。开始可以先做一些单体零体，如徽章、立体印章、各式小纪念品等。然后再制作螺纹配合、曲面配合等一些配合零件。最后部分能力较好的学生还可以参加实际工程项目的设计制造。这样学生就充分实现了由学到用，使得知识变成实实在在的技能。

（二）实施保证

人的发展是在一定地理环境与文化环境下的发展。在适宜的环境下，学习者获得相应的情绪体验，形成相应的认知结构，产生一种学习的冲动，逐步形成自主自发倾向，最后形成自主学习的理智感。因此，要保证三个环节的顺利实施，整个教学环节流畅有序，就要使学生能够自主学习。我们从两个方面进行环境的构建，一个方面是人文素养，一个方面是企业氛围。

1.人文素质方面

现在的学生已经是90后了，他们个性鲜明，思维活跃，但是由于生活条件优越，在家长的宠爱下，也养成了任性、怯懦、依赖性等不好的性格习惯。为此我们首先给学生进行品质教育，培养学生的人文素质。①人文品质。以人为本，突出人的发展，把教育与人的自由、尊严、幸福、终极价值紧密联系起来，将理想、追求、伦理道德、严谨求实、宽容合作的人格品质教育贯穿课程教学始终。使学生获得正确思维和学习新知识的能力、不断探索和创新的能力、大胆疑问和情感的自律能力，彰显人文关怀和道德情感。②宽容品质。理性宽容是每个成功者的不可或缺的品质。唯有理性宽容，才能使研究者彻底避免急功近利、浮躁的学风，淡泊名利静下心来，潜心研究课题，刻苦钻研技术。③创新品质。“创新是一个民族的灵魂，是国家兴旺发达的不竭动力”。要形成创新品质，首先要培养创新思维，再塑造创新人格。创新品质是一种素质，体现人的知识水平、心理水平、思维方式和行为习惯等方面，是学生全面发展的重要因素。

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机械工程与自动化学院有硕士学位授予权，拥有机械工程一级学科硕士专业。注重学生厚基础、宽口径、重素质培养。在全国及省部级大学生机械创新大赛、国际工业设计作品大赛、全国大学生“挑战杯”科技大赛、全国大学生数学建模等重大赛事中屡屡取得优异成绩。三十多年来，为国家经济建设培养了大批合格的有用人才，毕业生受到社会普遍欢迎。学院科学研究和学术交流也取得了显著的成绩，已成为学校人才培养和科学研究的重要基地。当然我校在机械设计及自动化专业实践方面需要针对技术发展、社会需求做出相应调整，实践内容相互联系与协调。因此，积极开展机械设计专业的教学实践改革与研究十分必要，如何能够在现有的条件下真正提高机械设计专业实践教学的质量和水平是我们必须要解决的问题。

二、机械设计制造专业综合实践教学改革方案分析与研究

新的机械工程及自动化专业是一个口径更宽的专业，要求学生既能搞设计也能搞实际操作，因此，要求设计综合性实践提高学生动手能力、实践能力、创新能力和综合素质是十分必要的。其实，国内高校不同专业的许多教师进行了不断的探索与研究。传统实践教学的实践多为验证性实践，不利于培养学生的工程应用能力。紧密结合我校实际，根据我们的机械工程学院院级教学研究项目的实践情况经认真分析、充分讨论，提出先组合、后融合，循序渐进的改革思路，综合实践内容的规划方案体现出发展的动态特点。最终提出该发展过程需要解决的问题和解决途径为机械设计制造及自动化专业基础综合实践提供一条可持续的发展近期和远景规划。具体的实践方案是针对传统的实践教学体系，重组实践教学内容，提升教学实践档次，加强基础动手训练、学科强化训练以及综合调试设备训练的能力。本项目根据拟订实施方案重组实践教学体系将培养学生实践能力的总目标分解为基础训练、学科训练、综合训练三个层次。

①基础训练包括工程认知、计算机制图与测绘等。通过实践教学能掌握到基本的实践操作方法，能够正确地使用仪器设备，准确地采集实践数据;认真观察实践现象，进行分析判断、逻辑处理、做出结论的能力。

②学科训练包括电工电子技术、先进制造技术、材料成形技术等。该层次实践主要机械原理、机械零件设计、电工电子技术等。

③综合训练:该层次实践主要结合工业生产过程、模具CAO/cAM基础、CAE技术与应用、应用微机原理、自动控制原理、计算机仿真技术与应用等焙养学生解决实际问题的能力;同时所提供的实践设备覆盖面宽、专业性强河适应机电类类多门课程实践。其中将AD/数据采集引入气动拼装综合实践台，数控设备网络远程程序上传下载实践装置和伺服运动控制台等设备填补了国内在实践设备上的空白。

三、机械设计制造专业教学改革的价值和体现

1.学术价值

研究的理论成果被国内外近十种刊物所发表发表的十多篇论文被中国科学引文数据库、中国人文和社会科学论文统计与分析研究数据库所收录;被国际三大检索收录5篇。理论成果和教学实践是教学改革广泛开展的有利条件。

2.实践意义和社会影响

①提高了教师的科研意识和能力。实践教改的深入开展对广大教师的科研能力提出了更高的要求周此教师开始关注研究方法和教育理论知识进行学科交叉知识的学习。

②初步构建了富有教育特色的有效教学理论体系颂目的实施，减少了授课时间，提高了学生自主能动性和动手实践能力。必须开拓新的思路提高整个教学系统的效率，精心落实每个教学环节，构建有效教学。

③探索行之有效的实践模式和教学方法素质教育的实施也促进了教科研的发展。教师和学生更加关注教学模式和教学方法的创新实施高效教学，适应未来社会对人才的培养需要。

3.成果的特色

实践教改为本科生课程设计、毕业设计和课外创新制作提供训练平台，为教师和相关技术人员提供技术研究开台为改善办学重要任务，提高学科水平，增加学校亮点服务，具有以下几个特色:

①综合性。为了体现这种课程与课程之间的联系设计实践基地将大学的各种实践课程进行了有效的连接与实验。通过实验更深刻地体现专业课程之间的紧密联系，提高学生的专业课程学习的兴趣。

②开放性。教学实践采用模块化设计各模块之间相互独立，功能各异，可选择合适的模块进行连接和实验，可以深刻地体会到工程项目的设计思想，加深了学生对机械产品的设计、组装和调试过程认识。

③实际操作性强。所有实验均需学生自主动手完成实验的连线、程序编程和调试通过实验提高在未来进入社会后的适应能力。另外通过实验学生不仅可以对前期学习课程进行总结还可以对其他专业课程进行学习，如电气、计算机和电子等课程。

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关键词：技能训练；实践教学；二维工作台

中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）48-0266-02

一、引言

当今世界高科技竞争和突破正在创造着新的生产方式和经济秩序，高新技术渗透到传统产业，引起传统产业的深刻变革。而传统的机械设计、机械制造专业在这场新技术革命中面临着冲击。为此，国家及时调整了专业设置，将原来的机械类专业统一调整为——机械设计制造及其自动化这一大专业。它实际上是将原来的机械类主要课程与电子学、信息技术、计算机技术、控制技术等有机融合而形成的一门综合性、机电结合的学科，具有广阔的发展前景。目前，在国民经济各领域中，机电一体化设备以及生产过程自动化得到了广泛的应用，对科技的发展起着重大的作用。机电一体化产品的功能，除了精度、动力、快速性外，更需要自动化、柔性化、信息化、智能化，逐步实现自适应、自控制、自组织、自管理，向智能化过渡。因此，对制造行业中的机电技术提出了许多新的和更高的要求。培养适应当今社会需要的具有创新性的人才是大学教育的主要任务。能否培养出具有创新精神和创新能力的人，关系到培养的大学生毕业后能否适应市场经济的发展需求和竞争，是衡量高校办学水平的标准。我校从06教学计划开始，加强了实践教学环节，增加了教学时间和内容，技能训练就是新增的较重要的一项实践教学。目前关于技能实训的内容、方法等还没有成熟的、可借鉴的先例，因此本文进行了有意的尝试。对于机机械设计制造及其自动化专业学生来说，虽然液压原理、数控技术、机电一体化、单片机技术等若干课程都有附属于理论教学的实验教学，但是这些实验教学内容绝大多数是相对独立的、验证性的实验，缺乏综合性和创新设计。尤其是近几年来，我国高等教育大规模扩招，而实训教学条件建设却没有跟上这个步伐，实践教育环节出现了明显的弱化和软化现象。传统的教学方法重理论、轻实践；重分析、轻综合；重个体、轻协作，缺乏基本的技能训练，培养的学生素质不高，实践能力较弱，社会适应性较差。

二、技能训练目的、内容和方法

1.技能训练的目的和意义.技能训练是在学生修完除毕业设计外全部理论和实践课程之后的一次综合性实践教学环节。各个实践性教学环节的目的不同，课程设计主要是对所学课程的加深理解和具体应用；认识实习、金工实习和生产实习等属于基础训练，目的在于增加感性认识，培养动手能力，了解与本专业有关的生产实际，提高学习兴趣，明确学习目的，为专业学习和专业技能训练打基础；专业技能训练是职业能力培养的重要手段，主要以培养职业技能为目的。其目的和意义在于：（1）培养学生对所学知识的综合应用、理论联系实际的能力；（2）培养学生独立发现问题、分析问题和解决问题的能力；（3）培养学生的动手能力和实际操作能力；（4）培养学生的合作意识、团队精神和创新意识，为后续的毕业设计和就业打下基础。

2.技能训练内容.我校的机械设计制造及其自动化专业，在大三下学期分成机械设计、机械制造、机械电子及模具等四个教学方向，本文的实训内容是针对机械电子教学方向设定的。实训题目：平面运动工作台机电系统设计.内容包括：（1）结构设计；（2）控制系统硬件设计；（3）控制系统软件设计；（4）系统安装调试。

3.技能训练方法.学生以小组为单位，在组长的主持下根据选定的题目，集体讨论确定整体方案；之后任务分工，每项任务的实施方案、方法和步骤，分别由学生各自独立完成。指导教师只给出实训方向，技术指标等，协助学生完成训练任务。同时要求学生积极主动认真参加技能训练，按要求独立完成各项训练任务，并写出实训报告。学生利用教研室、实验室的实验设备、装置、测试仪器等条件，结合训练题目，自己动手进行设计、安装、调试、排除故障，小组学生之间相互协作。

三、技能训练时间安排与要求

1.技能训练时间安排。整个技能训练安排在两周时间内完成，大致的时间安排如下：（1）准备工作：阅读有关参考资料，明确设计要求和工作条件，了解设计或控制对象，拟定设计计划（2天）；（2）设计方案论证及相关的设计计算（2天）；（3）绘制相关图纸（2天）；（4）软件编程（0.5天）；（5）系统安装与调试（2天）；（6）编写设计说明书（1天）；（7）答辩（0.5天）。

2.技能训练要求。学生以组为单位进行训练，应完成以下内容：（1）设计方案论证及相关的设计计算，二维工作台滚动丝杠螺母机构的结构分析、选择与设计计算；工作台步进电机的选择与硬件配置；选择合适的单片机，搭建硬件电路，进行步进电机的驱动控制，编程实现工作台的运动。（2）绘制相关图纸.平面运动工作台装配图、硬件连接图等。（3）软件编程.软件框图及编程。（4）系统安装与调试.硬件控制板制作、硬件系统连接、系统调试，并达到设计要求。（5）完成设计报告.按指导书中要求的撰写内容、顺序，完成设计报告。（6）考核.主要从两方面对学生进行考查：（1）设计与计算能力；（2）实践动手与调试能力。

四、实训效果

通过四届共260名学生的实践，技能设计训练得到如下教学效果。

1.通过技能设计训练，学生将所学知识综合运用到结构及控制系统的设计当中，大大提高了学生的理论联系实际的能力。

2.学生从方案确定、图纸设计、硬件制作，直到样机调试，全部要亲自动手，极大地调动了学生学习的积极性和主动性。

3.有助于提高学生的工程意识，同时培养了学生合作意识、团队精神和创新意识，为后续的毕业设计和就业打下基础。

实践证明，综合设计训练有利于调动学生的积极性并锻炼学生的动手能力，将自己所学应用于实践，使得大学四年所学的课程得到融会贯通，对自己所学方向得到深刻的认识。从某种意义上讲，综合设计训练更能引起学生的兴趣、启迪思维和培养创新能力。进入21世纪以来，面向社会发展、面向工程实践已经成为高等教育的普遍发展趋势。为此，我们要积极探索，不断更新教育观念，着力改革实践教学模式，完善实践教学体系，大力加强实践教学基地建设。

参考文献：

[1]李永海，隋秀凛，杜海艳，李建英，郭华.机器人方向综合设计训练教学模式初探[J].教育教学论坛，2011，（6）.

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【关键词】产学研联合培养 产学研合作教育 理工人才 理工教育

我国正处于工业化中期发展阶段，制造业规模居于世界第三，理工和理工科技是经济建设的核心架构，理工科技人才是经济建设的智力保障，推进高等理工教育的改革和发展，是决定我国未来经济和社会可持续发展的关键要素之一。理工教育改革要怎么改？以产学研联合培养为突破口，能紧跟经济科技发展的最前沿，推进学校的科技创新，改革学科建设，更新人才培养观念，加强师资队伍建设，为卓越理工师培养乃至理工教育改革提供强有力的支持。

产学研合作培养人才在理工专业建设中的应用

1.创新人才培养模式，提高人才培养质量

产学研联合培养人才的模式类型有很多，其中，能有效推动理工学科建设，改革教育教学的模式主要有三种：

（1）“三明治”模式。“三明治”模式分厚三明治和薄三明治模式。厚三明治模式一般把学习分为3个阶段，进行“学习—实践—再学习”，第一阶段以校内培养为主，完成全部或部分基础课、专业基础课和专业课的学习以及规定的实践基础训练；第二阶段以企业培养为主，预分配到工厂或研究所，以见习技术员身份参加理工实践，培养理工技术能力；最后一阶段，学生回到学校，自由选择专业方向和适合自己发展的课程，并完成自己在工作实践中选定的毕业设计课题，完成专科学业。薄三明治模式也叫“工学交替”模式，在高校中应用比较广泛。它一般分为多个学习阶段，根据需要安排参加实践的次数和时段，因此形式多样。一般遵循由基础到专业循序渐进，理论结合实践的原则，课堂理论教学与理工实践交替进行。“一年三学期均衡工学交替”是比较典型的工学交替模式。它把一学年分三个学期，两个学期进行理论学习，一个学习进行工作实践。工作学期由学校与企业共同制订教学计划，内容安排循序渐进，结合理论教学，逐年提高，并分阶段考核、答辩、评分。学生还可以在企业进行毕业设计（论文）。

（2）项目式教学模式。项目式教学模式一般经历四个过程，“基础理论学习+参与项目+回校总结学习+毕业设计”。建筑、水利、电力、铁道、石油学院通常采用这种模式，在基础理论学习阶段结束后，把学生派往合适的大型建设项目工地，让学生运用已学的知识参与理工的设计、施工和质检验收。实践结束后学生回校继续理论学习，这时他们可以有针对性地学习那些在理工实践中必需的但是过去的理论课程中没有的知识，最后进行毕业设计。对于非理工类的专业，项目式教学可以结合用人单位的实际项目进行。

（3）有机渗透型合作模式。有机渗透型合作模式通常是校企双方深层次上的合作，不拘于形式，只要使人才培养活动渗透到专业教育的全过程中。比如上海电力学院与华能上海石洞口第二厂、上海电力安装第一公司开展的以专业综合改革为中心的产学研合作教育。其基本思路是以学校的专业教育改革为突破口，结合考虑学校教育教学规律及企业对人才的要求，重构教学计划和专业课程体系，改革教学内容模块，同时利用企业资源强化实践性教学环节。这种模式实施的关键是企业参与有机渗透到专业教育改革的方方面面中，包括教育管理、教学活动、课程体系、思想教育等整个教育过程。这种模式不仅能提高学生的实践能力，还能推动学校整体的教育教学改革，通常效果显著，但是它涉及面比较广，遇到的困难和问题也会较大。

2.改革教学计划，突出技术应用性

首先，产学研联合培养可以吸纳企业理工技术人员组成专业顾问委员会，参与教学计划的制订，要从学生的知识、能力、素质结构三个方面构建教学计划。理论课程体系按照公共课、专业课、专业方向课和选修课四个模块构建。实践教学体系要按照由易到难，逐步接近理工实践的原则，从认识实习、基本技能训练、岗位技能训练和综合技能训练的线路来构建。

其次，要强调实践教学。以广西工学院的机械理工及自动化专业为例。他们把企业现场实践分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个阶段。企业现场实践Ⅰ为2周，目的是使学生初步了解我国机械制造业的现状、技术进步、科技水平和现代管理方法。企业现场实践Ⅱ为2周，目的是使学生加深对所学知识的理解，并为后续专业课程的学习提供必要的感性知识，直接了解本专业的实际生产过程和生产内容，具体了解模具设计及制造、数控编程操作的全过程。企业现场实践Ⅲ为11周，目的是使学生进一步加深对本专业知识的理解，拓宽知识面，以了解当前模具行业的新知识、新技术和现代化生产情况。

3.加强师资培养，提高教师理工能力

无论何种培养模式，教师都是关键因素。对其专业领域的企业生产和研发活动全然陌生，不能掌握现代技术的专业教师是难以胜任理工教育的教学任务的。因此，工科专业教师必须树立正确的理工伦理观念，具备突出的理工能力，必须熟悉理工实践，并且精通企业产品研发中的一种或多种技术。产学研合作利用企业资源，为教师提高理工能力提供了契机，比如联合指导毕业设计。在产学研联合培养理工专业人才的模式中，学生毕业设计的论文选题大多是来源于企业，结合实际的课题，与企业理工师联合指导毕业设计对于提高教师的理工能力也具有很多帮助。

参考文献：

[1]余群英.高职教育产学结合的理论与实践探索——广东省高等职业技术教育研究会2005年学术年会综述[J].广东农工商职业技术学院学报，2006，2.

篇7

产学研合作培养人才的模式类型有很多，比如最早的“三明治”模式；经典的“工学交替”模式；高层次的“企业博士后攻占模式”，广泛用于工程硕士培养的“双导师、双基地”模式；针对企业培养人才的“311预分配”模式和“继续工程教育”模式；现代化的“工程研究中心”模式；“大学科技园”模式；以及校内产学研结合模式等等。这些模式的应用十分灵活，运行机制也极为多样。其中在地方高校中具有广泛适用性，能有效推动工程学科建设，改革教育教学的模式主要有三种：

1）三明治模式“三明治”模式分厚三明治和薄三明治模式。厚“三明治”模式一般把学习分为3个阶段，进行“学习-实践-再学习”，第一阶段以校内培养为主，完成全部或部分基课、专业基础课和专业课的学习以及规定的实践基础训练；第二阶段以企业培养为主，预分配到工厂或研究所，以见习技术员身份参加工程实践，培养工程技术能力；最后一阶段，学生回到学校，自由选择专业方向和适合自己发展的课程，并完成自己在工作实践中选定的毕业设计课题，完成本科学业[2]。薄三明治模式也叫“工学交替”模式，在高校中应用比较广泛。它一般分为多个学习阶段，根据需要安排参加实践的次数和时段，因此形式多样。一般遵循由基础到专业循序渐进，理论结合实践的原则，课堂理论教学与工程实交替进行。“一年三学期均衡时工学交替”是比较典型的工学交替模式。它把一学年分三个学期，两个学期进行理论学习，一个学习进行工作实践。工作学期由学校与企业共同制订教学计划，内容安排循序渐进，结合理论教学，逐年提高，并分阶段考核、答辩、评分。学生还可以在企业进行毕业设计（论文）。这种模式学校是教育主体，实践方式是顶岗，学生的工作不再由学校集中安排，而是利用市场的调节机制，采取供需见面、双向选择的方式对学生进行分散式的安排。学生根据专业和兴趣自自主选择，因而参与积极性比较高。

2）项目式教学模式项目式教学模式一般经历四个过程，“基础理论学习+参与项目+回校总结学习+毕业设计”。建筑、水利、电力、铁道、石油学院通常采用这种模式，他们在基础理论学习阶段结束后，把学生派往合适的大型建设项目工地，让学生运用已学的知识参与工程的设计、施工和质检验收。工程结束后学生回校继续理论学习，这时他们可以有针对性的学习那些在工程实践中必须的但是过去的理论课程中没有的知识，最后进行毕业设计。对于非工程类的专业，项目式教学，可以结合用人单位的实际项目进行，比如学生在教师指导下，完成调研任务、采访任务、规划勘测任务等用人单位提出的实际项目。由于这种模式具有项目的大小和时间的不固定性，所以实施方面需要比较灵活的教学计划和管理体制。

3）有机渗透型合作模式有机渗透型合作模式通常是校企双方深层次上的合作，不拘于形式，只要使人才培养活动渗透到专业教育的全过程中。比如上海电力学院与华能上海石洞口第二厂、上海电力安装第一公司，开展的以专业综合改革为中心的产学研合作教育。其基本思路是以学校的专业教育改革为突破口，结合考虑学校教育教学规律及企业对人才的要求，重构教学计划和专业课程体系，改革教学内容模块，同时利用企业资源强化实践性教学环节。这种模式实施的关键是企业参与，有机渗透到专业教育改革的方方面面中，包括教育管理、教学活动、课程体系、思想教育等整个教育过程。这种模式不仅能提高学生的实践能力，还能推动学校整体的教育教学改革，通常效果显著，但是它涉及面比较广，遇到的困难和问题也会较大[3]。

2改革教学计划，突出技术应用性

我国传统的工程教育是一种“科学工程教育”，它强调专业知识的系统学习，较为忽视基础知识和实践能力的培养。培养出的人才学机的不懂电，学冷加工的不懂热加工；只懂技术，不懂成本、经营、管理，更缺少人文修养。实施产学研联合培养人才，则要求更新教学内容，突出技术应用性。比如机器人专业不是研究如何制造机器人，而是研究如何运用机器人来分拣物品和生产原料，承担生产线上的工作；模糊控制专业不死研究模糊控制理论、远离的新发展，而是研究如何用模糊控制基本原理实现起吊重物的平衡移动和定位。首先，产学研联合培养可以吸纳企业工程技术人员组成专业顾问委员会，参与教学计划的制定，要从学生的知识、能力、素质结构三个方面构建教学计划。理论课程体系按照公共课、专业课、专业方向课和选修课四个模块构建。实践教学体系要按照由易到难，逐步接近工程实践的原则，从认识实习、基本技能训练、岗位技能训练和综合技能训练的线路来构建。其次，要强调实践教学。以广西工学院的机械工程及自动化专业为例。他们把企业现场实践分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个阶段。企业现场实践Ⅰ为2周，目的是使学生初步了解我国机械制造业的现状、技术进步、科技水平和现代管理方法。企业现场实践Ⅱ为2周，目的是使学生加深对所学知识的理解，并为后续专业课程的学习提供必要的感性知识，直接了解本专业的实际生产过程和生产内容，具体了解模具设计及制造、数控编程操作的全过程。企业现场实践Ⅲ为11周，目的是使学生进一步加深对本专业知识的理解，拓宽知识面，以了解当前模具行业的新只是、新技术和现代化生产情况[4]。又如中山包装学院的产学研联合培养使用“课堂教学+现场参观+技术讲解+动手操作”的模式，充分利用企业生茶那设备，是学生在操作中学习，大大提高了他们的学习积极性和理论知识的消化能力。这样的课程体系和教学方式更贴近生产实践，更符合企业的实际需要。

3加强师资培养，提高教师工程能力