机械设计调研报告范文

导语：如何才能写好一篇机械设计调研报告，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。

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关键词：CDIO；专业导论；课程考核方式

中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1672-5727（2013）08-0105-03

近20年来，发达国家都在从观念、目标、教育内容到教育方法对工程教育进行整体改革。环顾欧美各科技强国不难发现，科技发展的加速化、综合化、产业化、国际化和一体化，对各国的工程教育改革提出了更新、更高的要求。

CDIO工程教育模式是近年来国际工程教育改革的最新成果。CDIO的愿景是为学生提供一种强调工程基础的、建立在真实世界的产品和系统的构思-设计-实现-运行（CDIO）过程的背景环境基础上的工程教育。通过精心规划项目的CDIO，可以引导学生对核心专业课程产生浓厚的学习兴趣，从而达到能力培养、综合发展的目的。

CDIO工程教育模式与以往培养计划的不同点之一是：通过开设导论性的基础课程，从起始阶段就将工程实践引导入门，激发学生兴趣，让学生尽早领略工程技术的精华，并且让他们亲手制造一些简单的东西。

大学生在进入大学之前，绝大部分只是凭专业名称或十分简单的专业介绍对所学专业有一个直观理解，对自己专业认识较少，甚至不知道所开设的课程对从事本专业工作有何作用，导致入学时找不到学习方向和目标，对专业课程的学习缺乏动力。而现有高校的教学计划中，很少有学校开设引导类的课程，帮助学生全面了解所学专业，提高学习兴趣。

在新生入学时开展专业引导教育，开设《专业导论》课，通过相关核心工程学科的应用激发学生的兴趣，明确学习动机。同时，学生CDl0教学大纲要求的主要能力发展也能有较早的起步。广东白云学院从2010年开始，在高职“2+1”人才培养模式改革的基础上，为培养高级应用型人才创出一条新路，对机械设计制造及其自动化专业实施基于CDIO工程教育理念的人才模式改革试点工作，开始了对《专业导论》课程教学及考核方式改革的研究与实践。

《专业导论》课程的教学内容

根据CDIO教学大纲中对导论课程的教学要求，其教学内容和项目的设计建立在对学生的引导及激发学习兴趣上，结合专业人才培养目标要求，坚持理论联系实际、学以致用的原则，在学生入校时即对学生进行全方位的专业知识教育。将《专业导论》课程的教学分为理论教学和项目制作实践两个部分。

理论教学内容的设计 《专业导论》课程强调教学的系统性、全面性、前沿性以及与国际化，强化学生工程能力的培养。通过精心设计，理论部分内容通过开设10次学科前沿及发展的讲座，让学生了解所学专业的最新发展及应用领域。讲座主要内容如下：机械工程发展简史、工程图学概论、工程材料概论、机械设计概论、机械创新设计、机械制造概论、模具技术发展、机电一体化技术发展、机械工程师职业能力素质要求等。在开展讲座的同时有针对性地带学生去相关企业参观见习，进一步了解和认识专业。

项目制作实践内容的设计 项目制作实践让学生初步体验机械产品的设计制造、装配调试过程及工程图的表达方法，为学生了解本专业、深入学习本专业的知识打下必要基础。对模具方向的学生引入模具结构测绘项目，让学生以模具实物为载体，通过对模具的拆装及测绘，完成简单模具二维装配图和零件图的输出；对机械设计制造方向的学生以齿轮泵、二级齿轮减速器、蜗轮蜗杆减速器为载体，测量并绘制典型零件图和装配图。这样，以工程图学基础理论和实验装置为依托，以工程绘图为载体，对实物装置进行结构分析和研讨，在实践中互动，在讨论中争辩，激发了学生创新意识，达到了新旧知识优化和创新思维综合训练的目的。学生在完成项目的过程中，掌握本专业所需掌握的工程语言——机械制图及零件测绘，直接培养学生对工程图的识图、绘图能力，并对模具结构、常用的机械产品结构有了初步的认识，培养学生的工程意识。

教学方法与教学手段

CDIO改革并不是要淡化理论课程的学习，而是要改革教学方法，采取能激起学生兴趣的教学方法，理论课程的教学不能采取传统的“满堂灌”的教学方式，而应采取基于问题的学习、师生互动主题研讨、案例教学、论文研究、项目训练等教学形式，着力培养学生的自主学习、发现问题、解决问题和创新思维能力。主要通过以下几种方式提高学生的学习兴趣和学习效果：

一是实施教学和研究互动、课内和课外互动、寓学于研的培养模式，设置基于课程的科研训练项目和自主科研训练项目两类，资助学生开展研究工作。基于课程的科研训练项目由研究型教学课程责任教师组织课程教学团队教师指导。自主科研训练项目一般为学生进入高年级后，在导师的指导下自主选题，经学院审批后开展科研训练工作，并以小组的形式参加创新设计大赛、机械设计竞赛、力学竞赛、挑战杯等科技竞赛活动。较好地完成科研训练项目的学生可以取得实践教学环节学分，鼓励学生以科研训练项目研究成果为内容撰写毕业论文，完成毕业环节。

二是在知名企业建立学生实践基地。学生可优先获得去该类企业实习的机会，并鼓励其在企业中开展科研训练项目的研究工作。

三是通过组织科研训练团队、社会工作等途径培养学生的组织、沟通、协调等领导能力。

四是定期组织开展学术讨论。在导师的指导下对各自研究的课题，发表各自观点，营造良好的学习交流氛围，激发创造力，提高学生的表达和沟通能力。

CDIO人才培养模式下的课程考核方式

理论教学部分的考核方式 学生结合10次讲座所讲授的内容，独立查阅中英文文献，开展市场调研，撰写不少于5000字的调研报告或课程论文，并制作讲授课件，参加课堂上模拟的“21世纪制造业前沿国际论坛”，对调研报告或论文内容进行讲授。教师根据学生调研报告或论文撰写质量和课堂讲授的表现，以及平时教学活动全部环节的表现，确定此部分的分数。

项目制作实践部分的考核方式 （1）项目制作实践的组织形式及成果提交。项目制作实践时学生以4～6人为一个项目小组，每个小组配备一名指导教师。项目制作实践以小组为单位，在理论课堂外执行；项目组内活动方式有：座谈式交流研讨，专题式讲解介绍，边做边探讨式互动，系统性总结等。组间活动主要采用总结介绍方式。项目完成后团队需提交的成果资料有：零件图，总装图，工作原理介绍，项目工作总结或课程论文等。（2）项目制作实践考评方式与标准。项目制作实践的成绩分为优（>90分）、良（80～89分）、中（70～79分）、及格（60～69分）、不及格（

课程教学的成效

《专业导论》课程教学及考核方式改革的研究与实践主要取得了以下成效。

培养了学生的自主学习、团队协作、动手能力等，提高了综合素质 在 “模具结构测绘”实践项目教学环节，要求学生完成后提交的资料有：项目工作报告（装配体的工作原理、拆装顺序、装配简图等）；全部零件（标准件除外）正式零件图；装配图（每人一张）。据统计，采用实践项目教学后，在学时与原来相同的情况下，45名学生共完成零件图119 张（A4～A1 不等），A1 装配图39张、A2装配图6张，比往届多绘制了装配图，并且零件的种类结构形式也有所增加；学生首次对典型模具机构进行了拆装和测绘。学生解决问题的能力和实际动手能力有明显的提高，促进了实践过程与工程实际接轨。虽然学习难度和工作量增加了，但由于学生自主学习的热情被激发出来，在项目团队的协作和交流中，大大促进了学生的思维能力、沟通能力、动手能力及合作精神，其综合素质得到较好的培养，成绩明显提高。

以项目小组为单位的答辩环节，提高了学生的口头表达能力、团队意识和集体荣誉感 项目制作实践在最后环节进行以项目小组为单位的答辩，采用答辩方式，不仅可以锻炼学生的口头表达能力，还可以培养学生的团结协作精神和集体荣誉感。在答辩时，回答问题的不是“个人”，而是代表团队，每个成员都可以抢答或补充回答，以体现团队的真实水平。该实践教学环节的成绩首先是团队的成绩，然后是在此之下的个人成绩，每名学生的成绩都和自己团队的表现息息相关。

教师的教学能力得以提高 基于CDIO工程理念的课程教学，其主要理念是通过项目制作实践环节，让学生在项目制作的过程中掌握理论知识。这就意味着教师决不可以袖手旁观，而是正好相反，对教师的要求也更高。教师要根据每个项目组学生工作的进展情况给予引导和适当的指导，帮助学生学会如何进行自主学习，使学生面对不同的情况和对象，会灵活选用和综合运用各种知识、手段。教师还要根据各组不同的工程项目，分别对学生讲解必须注意的问题和必要的解决问题的方法及基本原则，介绍一些可供参考的途径和技巧等。

结语

《专业导论》课程教学，根据不同专业方向的人才培养需求，分别设置了模具结构测绘、齿轮泵、二级齿轮减速器、蜗轮蜗杆减速器等项目实践，测量并绘制了典型模具的零件图和装配图，典型零件图和装配图；以工程图学基础理论和实验装置为依托，以工程绘图为载体，对实物装置进行结构分析和研讨。在实践中互动，在讨论中争辩，激发了学生的创新意识，达到了新旧知识优化和创新思维综合训练的目标。

根据课程特点，建立了基于CDIO工程教育理念的课程考核方式，对课程教学中的理论教学部分，以课程论文代替传统考试；在项目制作实践部分，将学生的成绩与团队成绩挂钩，学生成绩由个人和团队两部分成绩组成，采用团队成员之间互评、团队之间互评及导师评价三部分组成，通过课程考核方式的改革，培养了学生的合作意识、团队沟通和协作能力，提高了学生的综合素质。

参考文献：

[1]顾佩华，沈民奋，陆小华.重新认识工程教育：国际CDIO培养模式与方法[M].北京：高等教育出版社，2009.

[2]陶勇芳，商存慧.CDIO大纲对高等工科教育创新的启示[J].中国高教研究，2006，（11）：81-83.

[3]杨善林，潘轶山.专业导论课——种全新而有效的大学新生思想教育方法[J].合肥工业大学学报（社会科学版），2004，18（4）：1-3.

[4]杨景常.成功的《专业导论课》将影响学生的一生[J].高等教育研究，2007，23（1）：38-38，41.

篇2

关键词 车辆比赛;辅助装备;集成工具车

中图分类号：G642.423 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2015）01-0024-02

1 辅助装备集成工具车项目的目的和意义

在比赛过程中，选手常常会遇到一些问题，比如：1）轮胎等很重的物品无法快速搬运，用老的笨重的方法，无法实现快速更换;2）工具多且较重，常常丢失找不到;3）赛场上，队员之间联系困难，需要保持随时沟通联络;4）多种用电设备，保证供电也是个问题。

基于此，北京理工大学学生机械创新实践中心有了做一个集成工具车的构想，其应具备以下功能：无线电联络（team radio），设置小功率发射基站，实现单工集群通讯，构建指挥和通讯平台;快速卸胎，参考国外类似工具，实现同时卸除多个螺母的功能;应急供电平台，多个电瓶组成电瓶组，以提升输出功率，通过高效正弦波逆变器提供稳定的220伏电压，并通过电压转换模块提供多组USB 5伏输出，必要时可以改为连续可调输出;设置车载工具箱，随时提供必备应急工具。

机械创新实践中心内现常驻三个创新团体，分别是方程式赛车工作室、智能车俱乐部和节能车俱乐部，目的是通过实践和参加汽车类创新比赛，提高学生的综合素质。他们在各种国内外比赛中取得优异成绩。

北京理工大学方程式赛车工作室，是其中成绩最优秀的。在汽车类科技创新比赛中，先后在第一届、第二届中国大学生方程式大赛中获得冠军;其后分别赴日本、德国参加比赛，并取得优秀成绩，创造出中国高校参赛同级别比赛的最好记录。2012年汽油机赛车排名位列世界600余所高校的88名，是唯一进入世界前100名的中国车队。

北京理工大学智能车队参与了全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛历次比赛，在前八届比赛中，多次获得各组别的华北赛奖项和全国赛奖项，竞赛水平位居全国高校前列。基于车辆比赛及测试的辅助装备集成工具项目的实现，将会帮助北京理工大学方程式赛车工作室创下更加优异的成绩。

2 辅助装备集成工具车项目的特色与创新点

其最大特点就是，将比赛过程中常用维修维护功能集成起来在一起，以提升工作效率。其实用性，在于集成多种功能，这需要进行多次反复的实验，进行调整和改进。其新颖性，在于以最优化的组合和最人性化的设计，专门针对方程式赛车的研究和维修，可以是独一无二的。工具车造型现代，集成车队技术工作、工作指挥平台、储存零部件和运送大型装备等功能，节省人力物力，并且占用空间少，是一个很实用的产品。而且在汽车类创新比赛中，北京理工大学是较早开始研发多功能工具车的。

3 辅助装备集成工具车研究内容、进度计划和研究方法

辅助装备集成工具车的研究内容

车辆基体原理：底盘部分采用五轮结构：四个万向轮;车底部中间安装第五个轮，为主动轮，负责辅助动力传输。制动为自行车碟刹动力传动采用带减速器的同步电机，具有可调速功能。

无线通讯原理：以中功率对讲机为基础，安装小型对讲基站，选择相同频段，给赛车和队员都配备发射接收装置，实现车队内部无缝沟通。

电动与电路设计：通过电瓶提供能源，用逆变器调节电压，通过传动装置实现车体运动，使用同步电机来限定转速。逆变器能提供220伏输出，供给电脑灯设备工作，也可给其他设备充电。

快速卸胎装置：参考国外类似工具的原理，计算扭矩，运用轮系设计改装电钻，使其达到同时卸除多个螺母的目的。

工具储存：在满足上述要求后，优化小车结构设计，充分利用空间，使随赛车的工具盒标准件能在工具车上有更人性化的储存空间和相应归类。

辅助装备集成工具车的研究计划

第一阶段：2012年9月―2013年11月，对工具车车身、结构进行设计，对方案进行修改，每周二下午组内成员进行讨论以及分工进行三维建模。

第二阶段：2012年11月―2013年1月，布置学生通过走访五金市场、网上搜索、组内头脑风暴等，对设计进行创意分析，并得出调研报告和修改纸质方案;布局构建，将多功能所需工具或部件合理设计并分布到三维模型上。

第三阶段：2013年1―4月，设计传动系统，研究“换胎枪”和无线通讯设备的原理以及对电机电瓶的有关知识的掌握，并对计划进行一定调整;对设计进行一定程度的修改。根据各学生特点，对他们做了分工：陈智舟负责无线电设备原理的研究，叶剑辉负责“换胎枪”的设计，李益民负责传动系统设计，许尧负责电机，李诗音负责电瓶。最后得出设计或研究报告。同时，建议他们进行深入调研，走访宜家、朝龙五金等大型市场，对布局和多功能整合性、加工难易程度进行调研，通过及时的调研结论，修改、整合设计，得出最终设计方案。

第四阶段：2013年5―6月，将车的整体加工组装，分为车架加工、车身加工、结构部件填充和最终组装四大部分;同时对一些细小的地方进行小修改;车的整体加工完成。

第五阶段：2013年6月―2014年6月中旬，对科创项目进行实验，分析并解决存在问题，进行总结。

车架的三维模型如图1所示。

辅助装备集成工具车的研究方法

首先，要求对现有工具车调研后，通过SolidWorks建立模型进行车体的大致钢架结构设计，对ANSYS车体进行力学结构分析，选取材料，使其承载极限达到100 kg，同时保证车体结构的稳定性，在一些紧急情况下，可以运载轮胎等重物。整车布局如图2所示。

第二，通过前期网络创意收集和反复研讨，修改钢架设计，使其兼具加工简易性、经济性，并符合美学原理。

第三，重新建立三维模型，将多功能的各部分分部先置于车上，并根据使用情况调整结构布局。

第四，经过对家居市场调研，通过整合设计，修改部件和布局，让车辆的结构设置兼备美学与简易多功能的特点。工具车最终模型如图3所示。

4 辅助装备集成工具车的最终成果及验收指标

通过一系列实验研究和改进，最终实现：

1）制作出一台多功能工具车，可以实现快速换胎、具有组成团体内的移动小型通讯功能、对移动设备进行充电、提供交流直流电源、实现常用工具的储存;

2）培养三名学生，使之能够熟练使用SolidWorks和ANSYS进行三维机械设计，将所学的知识应用于实践，培养学生的独立思考和熟练的实际操作能力。

5 结论

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关键词：应用型人才；培养模式；机械类本科教育

我国的高等工科教育存在着过分追求高层次、过分追求学术研究型，对应用型技术人才培养不够重视的现象，所以教育部决定建设一批世界一流大学的同时，引导一批地方普通本科院校向应用技术型高校转型，其意义非常重大。地方普通本科院校由于受管理体制和运行机制等因素影响与“985”、“211”等重点高校相比，在办学定位、培养目标、培养规格、课程设置、教育教学方法以及教学经费、教学设施、师资等各个方面存在着较大差距。我国有必要借鉴国外应用型人才培养的成功经验，重新构建符合自身特色、适应区域经济发展需要的具有创新精神的高级应用型人才培养模式。全国很多高校开设机械类相关专业，它们是实践性很强的专业，如何加强地方普通工科院校这类专业的应用型人才培养？带着这些问题，本文对国外几个成功的应用型人才培养模式进行研究，总结、提炼其成功的经验，以期为我国机械类本科教育改革实践提供参考。

一、国外应用型本科人才培养模式的特点

（一）德国应用技术大学的人才培养

任何一个国家的发展都离不开两类人才：基础研究型和应用技术型，一般而言，应用技术型人才需求数量应该高于基础研究型。以德国为例，德国各类高等院校有390多所，其中综合性大学111所，应用科学大学（Fachhochule，FH）224所，还有其他一些艺术院校，近60%的工科类大学毕业生都是应用科学大学培养的。这类大学注重研究经济社会变化，以学生就业需求为导向，强调理论与实践相结合，开设面向实践、应用性强的专业，以培养侧重实际应用的高级技术型人才。课程设置的显著特征是课程教学与生产的紧密结合，即使是理论性强的课程也十分注重联系实际。以德国代根多夫应用技术大学机械工程学士学位课程设置为例（表1），代根多夫应用技术大学机械专业本科共7个学期，基础和专业基础课程安排在前四个学期。第5学期开始，以专业深化课程为主，同时加大了实践教学的环节。其中第6学期是实习学期，要修够30学分，此学分为ECTS欧洲通用学分。实习期间，学生必须与实习单位签订正式的实习协议，就有关实习起止时间、实习岗位安排、实习报酬等都作明确的规定。实习结束，要安排专门的实习研讨会，汇报实习情况，交流实习所获。从课程整体安排上讲，实践教学环节占比重较大，这样的课程体系建设对于学生实践能力培养极为有利，使毕业生能迅速适应就业。德国应用科学大学的师资队伍建设采用“双师型”政策，师资有教授、兼职教师和实验室工程师。教授一般拥有博士学位和5年以上企业工作经历；兼职教师大多来自企业，具有较高学历和工程师证书；实验室工程师需要取得工程师资格及相关工作经历，教师的专业性使得整个教学体系应用性显著，并且在教学过程中，始终保持授课内容与实践相结合。培养计划对专业课程设置及考试形式做出了具体规定。对学生的考试分笔试、口试、家庭作业、实习鉴定、实验、毕业设计、答辩等。毕业生实践能力很强，具备解决生产中实际问题的能力，受中小企业欢迎，失业率低[1]。

（二）英国多科技术学院的人才培养

谈起英国教育，精英教育被视为其一大特色，精英教育也被认为是进入上流社会的垫脚石，而多科技术学院的出现被视为英国高等教育大众化的开端。多科技术学院的建立和发展是为了适应英国社会当时经济发展对应用型人才的需求，其培养目标也就是培养英国迫切需要的计算机、机械工程、信息科学等方面的应用型专门人才。多科技术学院大多采用“三明治”模式培养应用型人才，“三明治”模式又称为工学交替的“夹心饼干式”人才培养模式，强调“校企合作”、“产学联盟”，遵循“学习、实践、再学习”的线路[2]。一般的多科技术学院学制为2—3年，在专业课程设置上具有灵活多样的特点。既设有全日制课程、工学结合制课程，还设有夜校脱产短训班以及其他各种类型的部分时间制课程，以部分时间制课程居多。实施“三明治”模式的专业学制增加到4年，多出的1年主要用于强化企业实习环节，提高毕业生实践应用能力。多科技术学院主要从事工科职业技术类教育，办学指导思想侧重于学生在应用科学方面的发展，强调毕业生实际技术的运用能力，重视生产实践与劳动就业的关系，实习和实验课时占总课时的1/3以上[3]。其专业设置也是根据各地区的工业、商业和服务行业的实际需要进行的，多科技术学院的许多专业还是传统大学所没有的。在教师聘任方面，绝大多数教师都是从具有实际经验的工程技术人员和一线管理人员中聘请。多科技术学院与地方工商业关系密切，毕业学生主要服务于地方工商业，就业率高，且深受用人单位欢迎。虽然后来多科技术学院都升格为新的大学，但是这些新大学十分注重学生实践经验和知识应用能力的培养，还是英国社会应用型人才培养的主体。

（三）日本高等专门学校的人才培养

日本的高等教育机构按照学制分为4年制大学、短期大学和高等专门学校。日本高端研究型、研发型人才主要由四年制大学培养。而高等专门学校培养目标是：以培养具有高度创新能力和实践能力，对新技术有适应能力的技术指导者。高等专门学校招收初中毕业生，实行5年制专门技术教育，前三年属于高中教育阶段，后两年属于高等教育阶段。主要设有机械工程、电气工程、自动控制、信息工程、材料工程、建筑工程、环境工程和船舶工程8大类学科，都与制造业密切相关的专业[4]。以日本金沢工业大学机械工学科的课程设置为例（见表2），专业设置以培养学生的实务能力为出发点。课程体系突出实务能力的培养，教学内容与实际密切联系，建立完善的实践教学体系，前三个学期就有专题设计研习，第四学期机械操作实习，第五、六学期的机械工学专业实习，最后两个学期的专题设计，实践教学环节贯穿整个课程体系建设中。实践教学有实验、实训和实习，占必修课总分的40%多[5]。高等专门学校的学生毕业后可获得高等专门学校准学士学位，大多进入大型企业从事专门技术工作；还可以进入科学技术大学继续深造，完成硕士阶段学习，成为应用型高端研发人才。由于高等专门学校重点培养应用型技术人才，非常注重实践教学，一般直接从企业聘请有实践经验的高级研究人员任教，加强理论教学与技术实践的结合，提高学生解决实际技术问题的能力。毕业生能很快适应企业技术发展需要，特别受企业欢迎，在就业竞争异常激烈的日本，就业率始终位居全国高校前列，每年都有毕业生进入像丰田、东芝、三菱等大公司，并很快成为企业技术开发、研究骨干。

二、对我国应用型机械类本科教育的启示

关于国外应用型人才培养模式，有很多成功的经验是我国应用型机械类本科教育值得借鉴的。

（一）确立面向生产的应用型人才培养目标

应用型人才培养目标不同于学术性综合型人才培养，其培养目标是通过高校基础理论的学习和实践教育的培养，使学生成为某一领域既具备专业理论知识又拥有较强的技术应用能力，可解决生产实际问题的中高级专业人才。比如：先前提到的德国代根多夫应用技术大学机械工程专业培养的目标就确定为生产一线的工程技术人员，一个领域对应一项具体的技术工作。而我们应用型机械类本科院校办学定位不清，人才培养目标不明确，有点过分追求教育的多学科、综合化、研究型，还很积极地申请获得硕士、博士学位授予权，没有分清与学术型高校的培养界限，然而培养人才的规格又不及这些高校，从而降低了应用型本科人才培养的效率，影响到自身的可持续发展。我们应该借鉴德国、日本等应用工科的经验，使我们应用型机械类本科人才培养目标紧跟我们国家和各个地方产业发展，根据用人单位的实际需求，有针对性地制定有别于学术型高校的人才培养目标，重点培养能解决工业企业生产实际问题的技能型人才。

（二）构建面向产业发展的人才培养体系

从国外应用应用型人才培养的发展历程中，我们可以看出这是一个社会化的系统工程，首先需要政府顶层设计，然后是教育部门协调加上全社会的共同参与。教育部门在其中是重要的一环而非全部，加上企业的参与、完善的法律法规、标准化培训体系、财政支持、地方经济的发展等，才构成了完整的技术型人才培养体系。比如：在应用型机械本科院校的政策制定上，教育主管部门可以借鉴英国政府设立多科技术学院并使其成功实现服务地方经济的经验，国家在审批这类本科院校时应该明确提出地方性、应用型的发展目标，使应用型机械本科院校的学科专业设置与地方机械行业的发展紧密结合，不与整个经济社会发展需求脱节。根据地方行业发展的需求引导应用型院校制定人才培养方针，改变重理论、轻实践的做法，以期形成机械工业东部面向产业升级、中西部面向产业转移和地方特色产业发展具有我国特色的人才培养格局，实现劳动力人口就业需求与应用人才培养的无缝衔接[6]。

（三）构筑法律保障下的应用人才培养格局

德国的应用科学大学之所以发展迅猛得益于政府对高等技术教育的重视和严格立法保障其有效实施。德国曾先后制定了《高等教育法》、《职业教育法》、《实训教师资格条例》等，德国企业接受学生实习实践是法律规定必须履行的义务，通过立法对企业与学校双方的职责及相关的激励与制约措施进行明确规定，企业和学校都依法办事，解决了企业参与办学的后顾之忧，提高了企业参与的积极性，也保障了应用型本科院校的良性发展。我们可借鉴相关经验制定相关法律法规，进一步规范学校和企业办学的权利，保障应用型本科教育的有效实施。

（四）开拓产学研结合的实用型人才培养模式

应用型人才培养离开了企业的环境是难以成功的。如前所述，英国多科技术学院就十分注重“校企合作”、“产学联盟”。纵观国外一些应用型人才培养无一不是与企业密切合作，以企业对人才的需求为导向设置专业，走工学结合之路的。“校企合作”既是经济社会发展对应用型高等教育提出的客观要求，也是机械类应用型高校自身生存发展的内在需要。一方面学校可以利用工业企业的先进设备和技术优势，面向企业的技术实际问题，加强实践环节，注重实务能力培养，将学生所学的机械设计理论知识与企业生产时间有机结合，提高人才培养的质量和办学水平；另一方面企业可以利用校企合作培养企业急需的人才。本来是双赢的事情，然而企业由于多方面的原因，参与办学积极性不高。所以要在政策层面上建立校企合作的保障和激励机制，引导企业积极参与高校合作，走双赢校企合作之路。

（五）强化实践经验丰富的师资队伍建设

教育界普遍的共识是“应用型人才培养目标的实现取决于具有丰富实践经验的师资队伍建设”。国外应用型高校教师聘任要求有多年的企业实践经历，而目前我国高校教师尽管专业理论知识扎实，普遍缺乏工程实践背景，不能完全胜任应用型技术人才培养的实践教学活动。应用型本科院校要积极吸纳企业和社会高级工程技术人员和高端管理人员充实教师队伍，解决高校师资队伍中实践经验不足的问题；也可选派高校教师进企业进行对口锻炼，全面构建“双师型”教师队伍建设局面，为全方位培养应用型人才创造条件。应用型本科教育是社会经济和科学技术发展的产物，不同国家和地区经济技术发展状况不同其培养模式不同。德国应用科学大学专业设置重点为工程技术，以培养技术应用人才为目标；英国多科技术学院课程设置灵活，根据社会需求招收学生，毕业生就业面宽广；日本技术科学大学面向国际，培养具有创造性、实践性的技术人才。我国的应用型人才培养可以从国外的成功经验中借鉴许多有用的东西。首先，定性在应用型技术人才的培养；其次是面向广大的企业，主要是机械制造业进行培养；第三，加强校企合作是必然趋势，学校不能脱离企业办学；最后要改进师资队伍的结构，实施“双师型”。

参考文献：

[1]李晓军.本科技术教育人才培养的比较研究[D].上海：华东师范大学，2009.

[2]杜才平.英国多科技术学院的办学定位与人才培养[J].高等教育研究，2011，(12).

[3]孙敏.英国多科技术学院调研报告：中[J].世界教育信息，2013，(10).

[4]沈鸿敏.日本短期高等教育和应用技术型人才培养[J].世界教育信息，2015，(24).

[5]叶磊，钱露露.高等职业教育技能性应用型人才培养的日本模式[J].黑龙江高教研究，2015，(7).

篇4

（台州职业技术学院 浙江 台州 318000）

摘要：在“工业机器人安装与调试”学习领域课程开发过程中，确定该课程应使学生具备工业机器人安装、工业机器人调试、工业机器人编程操控以及工业机器人检修维护等能力。深入企业调研，明确典型工作岗位，分析课程所对应的典型工作任务；从高职学生的基本情况出发，对典型工作任务进行提炼形成行动领域；按行动领域所承载的知识、能力的相互关系构建学习领域；按照每个学习情境对应一个完整的工作过程的原则构建学习情境；最后按照“资讯、计划、决策、实施、检查、评估”六步法实施教学。在教学过程中尽可能为学生提供类似企业的真实工作环境、国家或行业标准、任务单和计划书等资料。

关键词 ：高职；工业机器人安装与调试；课程开发；学习情境

中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1672-5727（2014）04-0086-05

工业机器人（Industrial Robots）简称IR，是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器人。工业机器人是自动执行工作的机器装置，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。它可以接受人类指挥，也可以按照预先编排的程序运行，现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动。工业机器人具有高效、可靠的优点，在自动化生产线中应用日益广泛，如在汽车工业中完成焊接、搬运、喷涂和装配等工作。此外，我国的民营企业也逐渐认识到了工业机器人的优势，对工业机器人的采用量逐年增加。但这些企业存在着装机量不高、人才流动性强和培训不到位等问题，因而对工业机器人应用维护人才需求较大和要求较高，高职院校有必要加强对这方面人才的培养力度。

课程开发原则和流程

（一）课程开发原则

作为台州职业技术学院机电一体化技术专业的核心课程，“工业机器人安装与调试”的开设原则是以企业实际需要为根本出发点，通过教师进入企业实地调研，总结典型工作任务，完成调研报告，最终确定工业机器人课程教学内容及范围。包括：工业机器人及柔性自动化生产线的安装，辨识电器原理图，根据需要编写程序和调试代码以及各种故障的诊断和维修。以项目化实训为主线，以学生亲历实践为导向，培养学生分析问题、解决问题的综合职业能力。通过课程的学习，让学生具备常规工业机器人及柔性自动化生产线安装调试和故障诊断与维修能力，适应未来社会对工业机器人领域人才的需求。

（二）课程开发流程

“工业机器人安装与调试”课程开发的整体流程包括：教师深入工业机器人研发或应用型企业调研，通过走访、参观、座谈、研讨等形式，了解与本课程相关人才的社会需求情况，相关行业对本课程开发的要求及企业的典型工作任务的信息，为确定课程定位，制定课程开发方案，培养适应社会发展需求的高素质技术技能型人才提供依据。从高职学生的实际情况出发，遵从学生认知规律，与企业实践专家一起对典型工作任务进行提炼形成行动领域。按行动领域所承载的知识、能力的相互关系构建学习领域，制定出课程方案和课程标准。并在实践专家指导下设计符合工作过程的学习情境。最后，按照六步法进行课程的实施和评价。整个课程开发流程如图1所示。

课程开发过程

（一）企业调研

交通运输装备制造业与特色装备制造业是台州市两大传统优势主导产业。台州地区现有汽车、摩托车及配件生产企业3 000多家，不乏吉利、吉奥、钱江等汽车行业知名龙头企业。我们利用假期先后走访了温岭市风云机器人有限公司、浙江安露清洗机有限公司、吉利集团、浙江吉奥汽车有限公司等企业。了解就业岗位的主要工作任务，企业对高职从事工业机器人及自动化生产线安装与调试工作毕业生的专业技能、社会能力和职业素养的具体要求，并与企业实践专家探讨工业机器人及自动化生产线安装与调试课程开设的有关情况。首先，我们拟定了调研方案，选定样本为企业经理、一线的维修工、车间和部门领导以及毕业生等，采取访谈和问卷调研相结合的方式。拟定调研方案之后，调研与工业机器人安装调试及维修有关岗位，包括岗位名称、级别、人数、岗位职责，然后了解所有这些岗位毕业生是如何在岗位之间调动的，以此获得毕业生岗位升迁的一般路线图。获得具体岗位之后，确定毕业生在这个岗位上从事的具体工作项目，在此基础上，再一次向企业和毕业生征询意见，重点了解对学生职业素质和社会能力培养的具体要求，了解毕业生对拟开设课程知识学习的具体建议。主要形成四项调研成果：该课程培养的学生典型就业岗位、课程培养目标，企业要求和岗位工作项目。

典型工作岗位分析 通过调查分析确定工业机器人及自动化生产线安装与调试典型工作岗位包括：工业机器人及柔性自动化生产线操作工、维修工、电气工程师、编程调试工程师、自动化生产线班组长、车间主任或项目经理。

课程培养目标 以就业为导向确定课程培养目标：学生以独立或小组合作的形式，通过教师指导或借助各种资料，制定工业机器人的安装和调试作业计划，在规定时间内完成上述计划、实施、检查并进行评价反馈。在实施计划的过程中，使用工具、设备和材料等要符合劳动安全和环境保护规定，对已完成的任务进行记录、存档和评价反馈。

企业要求 通过调研，归纳出企业对工业机器人及自动化生产线安调和维修人员的要求是：要具有良好的职业态度；具备各种常用工具和专用工具使用技能；具备一定的电工知识，熟识常见的电气线路图；能够掌握工业机器人行业前沿技术知识动态；对设备具有保养、操作、维护能力；对专用维修检测仪器的数据能够分析，能够运用数据流分析判断故障产生的原因，能够制定相应的维修计划并实施，能够向领导汇报情况；具有一定的写作能力与获取信息的能力；具有团结协作、组织协调能力和继续学习能力；了解工业机器人及自动化生产线整体和各模块的工作原理，了解各个模块间的通讯，能够具备根据任务的简单变化修改相应控制程序的能力。

岗位工作项目 企业调查显示，工业机器人安装和调试人员主要从事的工作包括新建生产线的安装和调试、定期维护和保养、综合故障诊断和维修、生产线功能的扩展和研发、生产线质量控制和检验等。

（二）典型工作任务描述

在企业实地走访调研基础上，提炼“工业机器人安装与调试”典型工作任务，如下页表1所示。

（三）岗位能力分析

通过岗位分析，“工业机器人安装与调试”课程应培养学生三方面的能力，即知识能力、社会能力和方法能力。

知识能力 了解工业机器人技术的基本概念和基本理论；了解工业机器人系统的组成及工作原理；学会商业谈判、合同签订并根据技术要求设计工作计划和行动方案的方法；学会与工业机器人有关的英语；学会根据工业机器人的机械结构，制定机械和电器元件的拆装顺序；掌握气动元件、传感器、电动元件、PLC装置在工业机器人中的作用并绘制相应的电路图；掌握工业机器人的模块化组装、调试、控制与维护的基本方法；掌握工业机器人的编程语言，编写较简单的调试程序；掌握工业机器人常见故障诊断和维护方法。

社会能力 养成积极思考问题、主动学习的习惯；培养良好的团队合作精神，乐于助人；培养良好的职业道德和规范、安全、环保、成本和质量意识；养成勇于克服困难的精神，具有较强的忍耐力；养成及时完成阶段性工作任务的习惯。

方法能力 能够根据任务需要查阅相关资料、制定工作计划的能力，解决实际问题的能力，独立学习新知识、新技术的能力，评估总结工作结果的能力；能够正确阅读工业机器人部件装配图、零件图和技术文件，进行机械部件装配；能够正确阅读工业机器人的电气原理图、电气安装图，完成电气装配；能够编写适用于不同工作任务的工业机器人调试程序；能够使用工业机器人安装与调试常用的机械工具，电子工具和相关仪器仪表；能够及时详细地记录工业机器人安装与调试过程的工作日记、总结工作经验以供日后使用；能够检测和处理工业机器人的各种常见故障，并作相应检查维修工作记录；能够在工作过程中使用相关专业英语进行简单的交流。

（四）学习情境设计

学习情境是在典型工作任务基础之上，由专任教师和企业专家共同开发设计用于教学的“情形”和“环境”，是对典型工作任务进行教学化处理的结果。德莱弗斯（S E Dreyfus）等人研究发现：“人的职业成长遵循从初学者到专家的逻辑发展规律，其发展过程分为初学者、高级初学者、有能力者、熟练者和专家五个阶段”。职业教育教学的根本任务是通过一定科学合理的方法把初学者带入更高级的阶段。因此，对于教学情境的选择和设计应充分考虑上述因素，以工作任务为导向，符合职业发展过程和学生认知规律，突出职业能力训练，使学生掌握工业机器人安装和调试的核心技能。通过前期企业调研，得到了企业工业机器人安装和调试的典型工作任务，对典型工作任务进行提炼后形成行动领域从而构建相应的学习领域。

台州职业技术学院机电一体化技术专业学生在学习“工业机器人安装和调试”课程之前已经具备一定的机械设计、液压和气动技术、PLC编程以及常见电机及其控制方法的基础，但是缺少对机器人的认知。故在设计学习情境时以积木式机器人为载体，先安排16课时让学生对原有知识进行温故知新，同时了解工业机器人的相关定义，了解企业自动化生产线改造的过程和方法，学习机器人安装和调试的基本原理、手段和方法，提高学生学习兴趣和探索新知识的热情。然后，从关节（直角坐标）两种典型的工业机器人入手（应用场合包括焊接、喷涂、搬运、立体仓库等），作为进阶情境，实现工业机器人基本的空间定位和目标识别功能，学会根据任务需要设计末端执行机构的方法。最后，以关节机器人为核心的柔性生产线作为高级学习情境，该情境又细分为七个子任务，即供料单元安装和调试、防护单元安装和调试、输送单元安装和调试、加工单元安装和调试、视觉单元安装和调试、生产线的整体联调以及故障诊断和维修维护。最终实现由一部工业机器人和其他部件构成的柔性制造系统能同时监管三台加工中心的加工任务，并实施自动上下料及相关的自动化模式。

PLC与机器人控制器、加工中心的嵌入控制实现独立总线控制，并运用触摸屏及相应模块实现显示、控制、操作于一体的应用。电气控制与机器人操作分布在不同的区域，实现控制与操作分开。完成必要的设备改造和基础设施修造工作。提供自动化的零件料仓和其他辅助机械手，直至加工中心区域实现无人车间。

基于工作过程的学习情境设计充分体现了从初学者到专家的逻辑发展规律，具体学习情境设计如图2所示。

课程教学实施

“工业机器人安装与调试”课程的实施遵循项目教学、任务驱动，理论教学和实践教学一体，以及做中学原则。以工作过程为导向，以培养学生的技能和综合职业素质为核心。每个学习情境都按照“资讯、计划、决策、实施、检查、评估”六步法实施教学。在教学实施过程中，除了融入企业元素的学训一体化的工业机器人实践性教学基地，满足技能训练的要求外，还提供必要的资源，包括学生工作页、学习指南、课程参考书、厂家提供的安装和调试说明书和手册以及常见故障诊断维护方法、多媒体教学资料等。其中，学生工作页中融入任务单、资讯单、案例单、信息单、计划单、决策单、实施单、检查评价单和教学反馈单等栏目。以工业机器人机械结构的装调教学为例加以说明，其实施过程如表2所示。

在整个实施过程中，我们遇到并成功解决了三个问题：（1）设备数量难以满足教学需求的问题。由于工业机器人及其柔性生产线价格昂贵，因此，能够提供给学生实训的设备数量相当有限，这就需要解决僧多粥少的局面。通过合理安排实训项目，学生分组轮换等手段解决。如学生在进行工业机器人电气系统的安装和调试项目时，可将该项目分为电气元件的识别、电源模块的安装和调试、驱动模块的安装和调试、控制模块的安装和调试，将学生分组后在这四个子任务中轮换。另外，可通过购买其他类型的机器人辅助教学设备分担压力。（2）设备保修和教学实施的问题。在实施工业机器人及柔性生产线故障诊断和维修维护任务时，为了使学生深入理解掌握维护维修的方法，必须全面了解工业机器人及配套设备的结构，包括外部可见的和内部不可见部分，如内部传动机构、减速系统等构造。受工业机器人厂家的保养准则限制以及笨重的零部件给检测造成的潜在风险，对于内部结构往往以图片讲解为主，学生无法获得直观的体验。可从二手市场采购形同或相似型号的工业机器人给学生拆装，帮助其了解工业机器人的内部结构和维护相关知识。或者引入工业机器人模拟软件构建虚拟的工作环境辅助教学。（3）社会评价无法贯穿学期教学过程的问题。本课程不是传授单一技能，而是在学完了各相关专业课的基础上，用工业机器人安装与调试这个载体，将其进行综合。所以，评价体系应该围绕各相关专业知识和技能的综合运用水平，使学生明确感受到对一个系统的掌握和成就感。教学评价采取多种方式，包括自我评价、学生评价、教师评价和社会评价，同时设计了相应的评价表，以更好地反馈教学信息，指导教学质量不断改进。在以上四种评价中，当属社会评价比较难以实施，兼职教师授课的时间有限，无法自始至终贯穿整个学期的教学过程。我们通过远程视频联接的方法，让兼职教师参与指导学生的工作过程，参与学生成果的评价。学生亦可由视频系统向兼职教师提问，随时进行交流。

以工业关节机器人为核心的柔性生产线的安装和调试课程在高职院校中开设和实施为数不多，可借鉴的经验甚少。我们立足台州，服务地方经济，通过前期大量企业实地走访调研、与企业实践专家和课程开发专家一起制定了切实可行符合高职院校学生认知规律的课程标准，开发了基于工作过程、任务驱动的学习情境，并在课程实施过程中灵活调整，及时更新、补充、修改教学内容，实现课程的动态反馈，完成课程内容的闭环控制。通过课程学习，学生取得了多项实质性成果。

参考文献：

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[3]姚和芳，首珩，周虹.基于工作过程数控技术专业学习领域课程方案开发与设计[M].北京：高等教育出版社，2008.

[4]易传佩.基于工作过程的学习领域课程体系的开发与实践——以“焊接技术及自动化”专业为例[J].企业家天地，2010（9）：97-98.

[5]黄锐，张颖.从岗位导向到学习情境——基于学习领域的高职国际贸易实务专业课程开发与应用研究[J].长春理工大学学报，2012，7（7）：167-169.

[6]阮友德，林丹.基于工作过程导向的PLC课程建设与实践[J].实验室研究与探索，2011，30（8）：446-449.

[7]赵凤申，李爱芹.高职院校工业机器人课程建设研究[J].职业教育研究，2011（3）：39-40.

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【关键词】 数控机床 数控实习 编程操作

数控技术是制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础;数控技术的应用是提高制造业的产品质量和劳动生产率必不可少的重要手段;数控机床是国防工业现代化的重要战略装备,是关系到国家战略地位和体现国家综合国力水平的重要标志。专家们预言: 二十一世纪机械制造业的竞争,其实质是数控技术的竞争。

机械工业教育发展中心的国家数控系统工程技术研究中心2003年7月提供的关于数控人才需求与数控人才职业教育教学改革的调研报告表明:目前数控人才极为缺乏,仅操作工人就需要六十万,而现在只有三十万,在沿海经济发达地区,数控技术人才的短缺更为突出。因为人才不足而导致数控机床利用率不足20%,如利用率提高5%,则相当增加几万台数控机床。

调查表明,我国目前数控人才不仅在数量上短缺,且在质量、知识结构也不能完全满足企业需求。数控技术人才可分为研究型、应用型和操作型三个需求层次,后两类人才正是社会急需的“数控蓝领”人才。据了解,现在处于生产一线的各种数控人才主要有两个来源:一是来自大学、高等职业技术院校的数控技术应用专业毕业生。这类人才具有一定的专业知识和动手能力,但缺乏工艺经验,难以满足某些企业对加工和维修一体化复合型人才的要求。另一方面则是接受过较正规相关培训的企业员工。他们具有企业所需的工艺背景、实践经验,但知识面较窄,缺乏对计算机应用技术和计算机数控系统的了解和应用。而企业需要的数控“蓝领”技工,是在现代机械设计、机制工艺、机械加工、夹具、刀具和量具等方面具有扎实基础知识,同时在机床数控技术应用等方面有较强操作能力,上述两类人才来源都需要经过一段时间的专项培训后才能上岗,竞争激烈的市场让企业不可能有充足的时间等着他们培训。

由于数控应用人才是一种介于工程师和高级技术工人之间的人才,他们的培养需要一种全新的教育体制,他们既应具备相应的理论知识,更应具备熟练的编程、操作及维修技能。技能在职业学校教育中是起主导作用。这样,通过“批量”的培养规模,以数控培训基地为依托,加大实践环节的教学,进行系统化的数控应用技术教育,可以有效地缓解目前国内数控应用人才缺乏的局面。实习教学是在数控人才培养中占有重要地位,它体现学生对所学专业的技能训练掌握的程度。作为教师要竭力引导学生,努力激发学生的求知欲望,促进学生实际操作动手能力,可以用以下方法:

一、设计好起始课,搞好理论联系实际

学生们每当第一次接受新的学科学习时,总是存在着极强的好奇心。他们渴望了解这门课程与日常生活及自然界的关系,在脑海中提出了很多的问号。理论与实践是相互联系,二者在学习中是不能缺少的。我们知道理论是靠实践来检验的,而实践则可用理论来进行指导。在实习教学中,理论学习的目的全在于应用。

二、数控仿真软件操作是数控实习教学中的辅助手段

数控机床操作面板、按键较多,并且大都含有链锁关系。对于不熟悉面板操作的同学来说,疏忽了一个小小的步骤,就有可能无法进行后续操作,严重的还会产生报警。有些学生面对数控机床,心里负担较重,害怕自己的操作失误引起设备故障,操作时特别谨慎。这些情况都会延长实习课题的操作时间,打乱正常的实习安排。作为解决的方法,我院选择将数控仿真软件作为数控教学的桥梁,使理论和实践有效的衔接,打破了传统的数控教学模式,增加了学生动手的机会,提高了操作的熟练程度。

但在实习中,发现一部分同学出现了以下情况:①过分依赖仿真系统,未经仿真加工就不肯上机操作加工零件。②认为仿真系统可实现的加工,实际上机便可加工,且能达到理想效果。③依赖仿真系统提供的对刀及刀具库快捷按钮,到实际机床上操作时还在寻找仿真系统提供的部分功能。发现实现操作中并没有这些功能时,就变得手忙脚乱。

针对这些情况,我们在教学中改变了以往在没有看见过实际机床操作的情况下,先进行仿真软件操作学习的安排。实习教学一开始就先安排观摩机床操作。在紧接着的仿真软件操作学习中,尽量不采用仿真软件提供的快捷操作,完全按照机床操作进行练习。同时强调什么是实际存在的功能,什么是仿真系统提供的虚拟的功能。

三、概念要反复复习、加强理解,编程指令的运用要求不能停留在“会”的层次,要“熟”,要熟能生巧

坐标系概念的掌握是程序编制和零件加工中至关重要的一个环节。许多操作与编程指令的运用都离不开坐标系的知识。学生首次接触机床坐标系、参考点和工件坐标系概念时,由于较为抽象,大多数同学掌握情况不是很好,只是对概念的记住。此时不能将过多的运用环节灌输给学生,而要在今后的程序编制过程与对刀操作练习中不断复述这些概念,让他们逐渐地消化和吸收。在讲授、示范新出现的运用环节前再加以复习巩固。

四、上机操作要求因“课题”而易

对刀操作是上机操作的第一课题。对于这一课题的练习要求:一方面严格要求学生操作步骤的准确性。学生首次上机操作要养成良好的操作习惯。能够正确的进行界面的切换。明白要做什么,要如何做。要明确每一步骤的目的。另一方面要在练习时间安排上应较为宽松。毕竟学生是首次上机操作,会有一些紧张。作为老师要鼓励他们自主独立操作,让他们有相对宽裕的思考时间。正确的操作结果得到教师的肯定后,会更有信心。如果操作失败或错误要和他们一起分析找出错误所在,并鼓励再次练习。直到操作步骤正确为止。在以后的课题练习中,如果是首次接触的课题也会参照对刀操作的教学要求,决不能让学生把错误的操作步骤留在大脑中。对其它熟练巩固的课题则提出 “胆大心细、高质高效”的练习要求。

五、重视设备与工艺知识的学习

我们要培养的学生是能够独立完成中等复杂甚至是复杂零件加工的操作型人才。这不是简单的会选择加工指令、能够输入程序加工零件就可以的;而要能够全面掌握数控加工工艺知识,了解数控设备机械结构,熟悉数控机床操作加工与维护,处理常见的报警信息。这需要从基础知识抓起,并将这些知识穿插在教学实践项目中,以培养学生的知识综合应用能力、分析思维能力和独立处理问题的能力。

六、强调自我总结

无论是编程练习还是操作练习,不断总结才(下转第164页)

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关键词：数控技术；课程群；整合优化

中图分类号：G712 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）32-0246-03

聊城职业技术学院是山东省省级示范性高职院校建设单位、山东省名校工程首批立项建设单位。数控技术专业作为院级特色专业，紧跟高职教育发展方向，围绕社会的需要，通过校企合作、工学结合，深化教学改革，经过几年的探索取得了显著的效果。经过大量的调研和与企业一线技术人员进行研讨，确定数控技术专业的培养目标为：具备过硬的机床操作守岗能力，懂工艺、会编程、善维护的高端技能型人才。通过专业调研、行业专家研讨会、专家论证会确定聊城职业技术学院数控技术专业有效对接岗位是面向聊城地区中小型制造企业的工艺施工员。数控技术专业核心课程群包括：《零件的造型与测绘》、《零件的数控车削加工》、《零件的数控铣削加工》、《零件的数控加工工艺编制》和《零件的计算机辅助制造》。不同课程之间的整合优化体现在课程平台建设、结构重组及内容整合优化等方面。

一、课程平台建设

（一）成立了专业建设指导委员会

在制造类校企合作理事会的指导下，与聊城市政府主导部门、行业、企业联合，成立了数控技术专业建设指导委员会，完善互利共赢的校企合作机制，使校企合作成为培养有责任感、能做事、会做事、做成事的高端技能型人才的有效平台。充分发挥专业建设指导委员会的作用，深化与山东鑫亚工业股份有限公司、迅力特种汽车有限公司、中通客车等地方企业的合作，校企共同开展实训基地建设、专业人才培养目标确定、人才培养方案修订、课程体系构建、课程标准制订、师资培养、人才培养质量评价、专业评估和人才培养与就业等工作。明确专业建设指导委员会的职责，权利、义务以及工作程序，每年组织召开两次专业建设指导研讨会，研讨人才需求调研报告、人才培养方案，审议专业发展规划，提出人才培养方案修改建议等，实现校企共同推进合作办学、合作育人、合作就业、合作发展，解决人才共育共管、成果共享等问题，为提高人才培养质量提供体制机制保障。

（二）完善了校企合作运行机制

1.制度建设。在充分调研基础上，依据理事会章程，制定了专业建设指导委员会相关制度，对校企合作进行系统设计。在学院相关制度的基础上，制定了《先进制造实训中心管理制度》、《企业研修锻炼管理制度》和《兼职教师聘用制度》等有利于校企协同的管理制度，使企业深度参与学校教学，构筑有利于高端技能型人才培养的制度环境。

2.校企合作运行载体――“双基地”模式。加强了与企业的合作，实施了“双基地”的校企合作模式，即企业做学校的教学实践基地、师资培训基地；学校做企业的人才培养培训基地、技术工艺创新基地；构建校企合作长效运行机制；使校内教师承担企业角色，企业人员肩负培养任务。

（三）创新了人才培养模式

依托山东鑫亚工业股份有限公司等企业，积极探索和实践“双基地融合、双实境交替”的人才培养模式。为学生打造一个“教学工厂（教学区+生产区）+师生工作室+顶岗实习基地”工学结合的运作平台，引入企业真实的产品和生产过程，学生通过不断完成工作项目来提高专业技能、增强岗位适应与迁移能力，形成一个职业人所具备的职业能力。真正实现了三个“零距离”对接，即教学内容与培养目标零距离、课程设置与职业活动零距离、专业设置与用工需求零距离。

二、结构重组、内容整合与优化

结构重组、内容整合与优化的内容主要包括有：课程体系的优化；课程内容的优化；教学团队的优化；实践条件的优化及教学方法与手段的改革。

（一）课程体系优化――构建了“重能力、强素质、细方向”的课程体系

围绕“双基地融合、双实境交替”人才培养模式，确立动态的课程发展观，及时调整专业设置与课程内容，从而保持教学内容与社会经济发展需求的动态一致性。由专业教师、行业企业专家、企业人力资源专家和课程研究专家组建团队，系统分析面向中小企业岗位群的“工作过程与职业活动”，解剖典型工艺和典型产品加工过程，确定职业岗位技能要求，构建“重能力、强素质、细方向”课程体系；参照行业技术标准和职业资格标准，开发相应的专业教学标准。依据就业岗位对知识、能力、素质的需求构建课程体系，设置公共平台课和专业平台课两个平台课程，以及专业方向模块、素质拓展模块和集中实践教学模块三个模块课程。“重能力、强素质、细方向”课程体系的内涵如下。

1.重能力――构建“三链路”专业平台课课程体系。围绕工艺施工员三大核心能力进行分学期、递进式的能力培养，每个学期对三种能力进行延伸和拓展，按照从学徒到准员工的成长规律逐步提高学生的专业技能以适应岗位的需求。这样就形成了以三条链路为骨架组织的专业课课程体系，即零件加工与装配链路、工艺编制链路、数控维修链路。

2.强素质――加强职业素质教育。增设专业教育课程，由行业专家、技术能手和专业教师轮流执教。通过对现代制造业和数控技术职业的系统介绍，组织学生到相关企业典型技术岗位进行工作观摩，请优秀校友和企业家作报告、讲座等各类职业教育活动，使学生在入学伊始就了解毕业后的职业岗位，了解职业课程的对应岗位，认识将来从事工作岗位的职业技术特征与技能知识要求，树立正确的学习观和职业观，制定个人奋斗目标，激发、驱动学生的学习积极性，促使传统入学专业教育向岗位职业教育转化。增设《职业健康安全与规范》模块，将模块内容分散在零件的普通机加工、零件的数控加工、顶岗实习等各实践环节进行教学，毕业前以面试的形式测试，对考试合格的学生给予相应学分。素质教育贯穿在专业课教学过程中，引导学生养成良好的职业习惯，吃苦耐劳的工作态度，精益求精的质量意识，促进职业素质的提高，最终成为一名高素质的专业人才。在完成专业课程体系及课程开发的同时，重点提高学生的自我学习、信息处理、数字应用、心理调适、创新思维、与人交流、与人合作及解决问题等能力。在先进制造实训中心中创办师生工作室，以师生工作室为载体，以工艺创新设计、产品创新设计为研究方向，构建出激发学生创新能力的教育训练，组织学生参加各级技能大赛，促进学生创新意识及创新能力的提升。通过各种科技创新活动达到拓宽学生知识面、锻炼社交能力、培养团队与合作意识的目的。

3.细方向――精准与有效对接工艺施工员岗位要求。避免原来培养目标大而全的误区，采用精准和有效对接工艺施工员的模式。围绕工艺施工员的岗位要求构建课程体系。

（二）课程内容的优化――项目化教学

课程的教学内容是根据工艺施工员职业岗位所需要求来选取，职业能力阶次递进。课程的设计以工作过程为导向，以真实的产品为载体，对课程的结构和内容进行重构。

按“做中学、所学即为所需”的原则跨科目归整各项目相关学习内容，通过开放拓展的引导问题进行新知识结构融会贯通性的导向。教师的工作是“化整为零”――将传统教材归纳后的知识内容结合载体解构到各个项目中实施教学；学生的学习是“零存整取”――将各个项目中学习到的零散知识归纳后提升到系统化认知的高度。

（三）教学团队的优化――建设了一支“上课堂，进厂房”师资队伍

根据专业及课程建设的需要，由企业专家、教学管理专家、专业教师共同组建教学团队，依托团队做好专业教师的职业生涯规划，通过技能培训、挂职锻炼、职教能力培训等形式，促使团队成员在理论、技能和职业教育教学能力等方面得到提升。在师资配置上，每门课程的主讲教师都有来自企业一线的兼职教师，形成职称、年龄、双师结构合理，专兼结合的教学团队。在教学上，可把企业应用的新技术更新到教学内容中来，实现教学内容的开放性。每门课程工学结合教学团队的合作教学不是各司其职的简单组合形式，是互相交流、共同提高。学校教师积极参与企业职工培训、技术革新、企业文化建设，实现专业教师与企业技术人员身份互兼，将企业教师纳入专业师资建设团队范畴；专任教师与企业兼职教师，共同开发培训教材、学习包等，进一步开发体现工学结合的课程体系。

（四）实践条件的整合优化――对接生产现场、对接关键技术、对接典型工艺

为实现实践条件体系化建设，在原有实训室基础上整合、新建先进制造实训中心已建成并投入使用。该实训中心有加工中心、数控铣床、数控车床、普通车床、铣床、钻床、刨床、钳工工作台等大中型实训设备60余台套，配套设施200多种，可实施加工中心操作工、数控车工、数控铣工、车工、铣工、钳工、维修电工、制图员等实训项目和技能鉴定。通过先进制造实训中心的建设，逐步实现实践条件的体系化建设。构建校内教学工厂各分区与校外顶岗实习基地各部门的双实境对应，教学工厂中教学区与生产区的双实境对应。

（五）教学方法与手段的改革――能力本位、做学教一体化

改革原则：教学目标以能力培养为本位；教学过程与实际工作过程相一致；教学行动以学生为主体，做学教一体化；教学方法要采用项目任务等多种方法。

1.课堂教学以能力为主线，以学生为主体，形成学教一体化人才培养模式。以培养学生的综合职业能力为核心，课程整体设计以职业活动为导向，突出能力目标，能力训练项目精心设计，实践、知识、理论一体化，课程以行动导向组织教学，学生是课程及其评价的主体，采用多种教学方法，充分调动学生的积极性，课程中进行职业道德、职业素质和职业核心能力的渗透。在专业核心课教学中全面推行项目化教学。在教学中注重工作过程和学生的主体性，要求学生针对某一工作岗位的某一生产任务中的实际问题提出解决方案，并付诸实施。

2.实施特长生制度，每个班级抽取学习基础好、有特殊兴趣的学生组建特长生小组，由富有教学经验、实践经验和科研特长的老师带领，在师生工作室对他们进行个性化培养，学生作为老师的科研助手共同进行科学研究，准备科技竞赛，共同开发技术服务项目。特长生是班级的学习骨干，带动更多的学生改善学风。

3.应用信息化手段和多媒体技术，制作电子教案、课件、动画、视频等资料，使教学内容生动、丰富、具有立体感，激发学生兴趣，让学生易于理解和掌握。

4.建设课程群网络学习资源，方便学生自主学习。为了培养学生的职业核心能力，还开辟了丰富的第二课堂，成立了创业协会、科技协会等学生社团，指导学生自主学习和业余活动。每学期邀请企业技术人员与学生一起举办技术竞赛活动，以赛促学。同时，使学生了解到成为一名企业技术人员应有的技术水平和劳动态度。

三、整合优化后的效果

数控技术专业核心课程群实现了课程体系优化、课程内容、教师队伍、实践条件的重组与优化，实现了资源共享，促进了学生综合职业能力的提高。课程群课程的整合优化，是一种新的课程设计理念与方法，避免了课程内容的重复与遗漏，课程体系更具科学性和实效性；课程内容的整合与优化，更加注重所学内容与工作过程的一致性，解决学生“学什么”、“为什么学”的问题；学生通过完成真实的工作任务，对工作不再迷茫与畏惧，对自己将来从事的工作更加有信心。

1.符合教学认知规律，学生技能培养得到提升。遵循了教学规律和职业成长规律，依托任务驱动、项目导向对教学内容进一步的整合，按照不同工作任务的技能需求以及由简单到复杂的能力递进规律，科学设计了基于零件加工过程的课程体系。经过解构和重构之后的课程群课程，总学时下降减轻了学生的学习负担。同时，课程群课程以典型零件的加工为主线，符合认知规律，激发了学生的求知欲，增强了学生对所爱好专业的信心。课程群课程教学增强了职业能力培养，提高了学习效率，学生的零件加工技能得到了较大的提升，体现了1+1+1+1+1>5的课程综合优化效果。

2.学生职业能力得到提高。整合优化后的课程群课程注重知行合一、学思结合，使得数控技术专业的学生岗位适应能力强，职业道德、职业能力得到全面发展。很多毕业生快速成长，经过几年的磨炼，逐步成长为班组长、车间主任或技术骨干。

3.利用专业知识开展社会服务。数控技术教学团队通过深化校企合作，充分发挥校内实训基地的设备资源和人才资源优势，开展了多种形式的社会服务和技术服务，增强了专业的社会服务能力。

参考文献：

[1]戴士弘.职业教育课程教学改革[M].北京：清华大学出版社，2007.

[2]李兴凯.鞠永胜.基于高职机械设计与制造能力为本位的课程群构建[J].北京：清华大学出版社，2007.