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[摘要]现代制造技术人才的培养成为高等工科院校关注的热点。针对长江大学现代制造技能培养方案中存在的问题，提出了模块化的理论和实践教学体系以及分层、递进的实施方案，提高了学生的理论学习效果和实际操作技能。
[关键词]培养方案 现代制造技能 工程训练
作为当今机械制造业的最核心技术和原动力,现代制造技术无疑是铸就“中国制造”辉煌的一项非常重要的前沿技术，是制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础,是提高制造业产品质量和劳动生产率必不可少的重要手段。迫切需要有一大批掌握现代制造技术的人才作为支撑。因此，如何加强现代制造技术人才的培养成为高等工科院校关注的热点问题之一。
现行的培养模式主要是开设CAD/CAM、数控技术、数控机床编成、现代加工方法等课程，并辅以课程实验和数控机床操作培训等实践环节。主要存在下列问题：传统教学方法难以满足教学要求；实践教学环节薄弱；理论教学与实践教学脱节。
针对上述问题，笔者提出并实施了现代制造技术理论教学与工程实训相结合的分层、递进培养方案。
总体培养方案
从技术方面来看,现代制造技术涉及到精密机械、电子电路、传感器、电力电子、计算机、通信、自动控制等多门学科的内容,融合了当今许多先进的科学技术。该方向是机械制造及自动化专业非常重要的一个方向。从社会人才需求方面来看,目前市场最紧缺的是具有高水平的现代制造技能的复合型人才,这类人才主要从事数控机床机械结构设计，电气系统的设计，机床的安装、调试和维修以及现代加工工艺方案的制定等工作。要求此类人才具有较高的专业理论水平和丰富的实践经验,不仅精通数控系统原理,而且掌握数控编程、数控机床操作和数控维修等数控技术应用的技能。 因此，现代制造技能培养的目标为:使学生具有现代制造技术方面的基本理论与基本知识，具有初步分析现场生产问题和进行数控机床调试和维修的能力，具有初步数控机床操作、现代加工工艺规程的制定以及数控加工程序编制的技能。
根据上述培养目标，笔者制定了模块化的理论和实践教学体系以及分层、递进的实施方案，如图1所示。
总体实施方案：在第六、七学期按模块讲授基础理论，开出相应的基础实验；应用技术部分的讲授到工程实训中心结合综合实验或实训边讲边应用；在第八学期初，安排3周的工程软件实训和2周的数控机床操作及数控机床编程训练；在此基础上，开展机构创新设计和机械创新设计等创新实践。
理论教学安排
1.教学内容安排。德国劳耐尔教授等认为[1]，工作过程是在企业里为完成一件工作任务并获得工作成果而进行的一个完整的工作程序，是一个综合的、时刻处于运动状态但结构相对固定的系统。工作过程为导向有利于克服学科体系结构化内容学习的不足。从事现代制造技术服务或技术管理方面工作的技术人员的主要工作任务为：沟通与信息获取，制定现代制造工艺方案，编制相关技术文档， 试加工与优化，生产过程管理与控制。上述任务具有程序性和并行性的特征，其核心是生产过程的质量控制。
以《机械设备数控技术》课程为例，确定的教学内容如下：数控机床概述；数控装置及数控系统；检测装置与伺服驱动系统；数控机床的机械结构；数控加工工艺；数控编程技术；数控机床故障诊断与维护；数控技术最新进展及其在其他行业的应用。
2.任务驱动的教学方法。在课程的理论教学中利用多媒体、实物、录像等多种辅助手段，采用任务驱动的教学方法[2]。学生利用教师提供的情境, 在完成教师分配的“任务”过程中, 学习教学大纲规定的理论知识, 获得技能。依据设计任务的情境性、有意义性、系统性和可操作性要求，将机械设备数控技术课程教学分成六大任务，见表1。
表1 课程教学任务表
现代加工技术实践
现代加工技术实践共分为数控工艺、数控编程、数控机床操作和仿真与网络控制等四大模块。
1.数控工艺模块。内容包括数控加工工艺路线的合理制定，夹具、刀具的合理选择与装夹，切削用量的合理选择，轮廓节点的正确计算，数控程序的合理编制，并通过对各种典型机床零件的工艺过程、装夹方法、常见工艺问题的逐步分析，体现数控加工工艺理论的应用，从而提高学生的应用能力和工艺设计能力。
2.数控编程模块。其包括数控车床编程、数控铣床编程、加工中心编程、数控电火花编程四个模块。首先采用手工编程的方式作为基础。第二层次则采用自动编程，针对给定的典型零件，以MasterCAM应用软件为工具，进行计算机辅助造型、分析数控加工工艺、编制数控加工程序、操作三坐标数控机床实现零件的加工、用三坐标测量机对所加工的零件进行测量。侧重学生数控编程、数控机床操作等技能的培训，并使学生全面参与从零件造型到成品加工完成的整个制造过程,完整地了解数控技术的应用过程。
3.数控机床操作模块。数控机床操作模块分为不同机床、不同系统的各小模块，在每个小模块中先讲操作面板中各按钮的功能，然后让学生在金银花机电国贸系列数控仿真系统软件上运行在编程模块中所编写的程序，来练习各机床、各操作系统（F AN U C、SIE M E N S、世纪星、广州数控等系统）的操作方法。
4.网络仿真与控制模块。利用网络仿真与控制模块，学生可在计算机上操作模拟真实数控机床，了解数控机床操作与加工过程、完成各类加工实训任务。数控仿真系统有高度仿真的数控机床控制机控制面板窗口和控制机屏幕窗口以及机床窗口，学生可以在虚拟控制机屏幕窗口中手动输入加工代码，也可导入其它CAM系统自动生成的NC代码，而在机床窗口中实时地模拟仿真加工过程。该模块还包括数控操作仿真考试系统。
通过几年坚持不懈的教学改革和实践,我们基本上建立了比较完整的现代制造技能培养方案，理论教学与实训相结合，开发了具有综合性和创新性的实验及实训环节，使学生的理论学习效果和实际操作能力得到大大提高，在我校的现代制造技术教学、创新大赛及毕业设计中都发挥了重要作用。而进一步提高理论教学与实践教学的融合度，加强理论教学方法的灵活性，实现实验和实践的完全开放，培养学生独立解决现代制造技能培训中的实际问题的能力，是今后一段时间内现代制造技能培养方案改革的重点。
基金项目：1. 湖北省高等学校教学研究项目（鄂高教20060248）；
2. 湖北省高等学校教学研究项目（鄂高教20060243）。
参考文献：
[1]周虹.以工作过程为导向,设计数控技术专业课程方案[J].科技信息，2008年第1期：198-200.
[2]杨世成.基于“任务驱动”的《数控编程》课程教学设计[J].职业技术教育,2007年第8期:77-78.
作者单位：长江大学机械工程学院湖北荆州
[关键词]培养方案 现代制造技能 工程训练
作为当今机械制造业的最核心技术和原动力,现代制造技术无疑是铸就“中国制造”辉煌的一项非常重要的前沿技术，是制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础,是提高制造业产品质量和劳动生产率必不可少的重要手段。迫切需要有一大批掌握现代制造技术的人才作为支撑。因此，如何加强现代制造技术人才的培养成为高等工科院校关注的热点问题之一。
现行的培养模式主要是开设CAD/CAM、数控技术、数控机床编成、现代加工方法等课程，并辅以课程实验和数控机床操作培训等实践环节。主要存在下列问题：传统教学方法难以满足教学要求；实践教学环节薄弱；理论教学与实践教学脱节。
针对上述问题，笔者提出并实施了现代制造技术理论教学与工程实训相结合的分层、递进培养方案。
总体培养方案
从技术方面来看,现代制造技术涉及到精密机械、电子电路、传感器、电力电子、计算机、通信、自动控制等多门学科的内容,融合了当今许多先进的科学技术。该方向是机械制造及自动化专业非常重要的一个方向。从社会人才需求方面来看,目前市场最紧缺的是具有高水平的现代制造技能的复合型人才,这类人才主要从事数控机床机械结构设计，电气系统的设计，机床的安装、调试和维修以及现代加工工艺方案的制定等工作。要求此类人才具有较高的专业理论水平和丰富的实践经验,不仅精通数控系统原理,而且掌握数控编程、数控机床操作和数控维修等数控技术应用的技能。 因此，现代制造技能培养的目标为:使学生具有现代制造技术方面的基本理论与基本知识，具有初步分析现场生产问题和进行数控机床调试和维修的能力，具有初步数控机床操作、现代加工工艺规程的制定以及数控加工程序编制的技能。
根据上述培养目标，笔者制定了模块化的理论和实践教学体系以及分层、递进的实施方案，如图1所示。
总体实施方案：在第六、七学期按模块讲授基础理论，开出相应的基础实验；应用技术部分的讲授到工程实训中心结合综合实验或实训边讲边应用；在第八学期初，安排3周的工程软件实训和2周的数控机床操作及数控机床编程训练；在此基础上，开展机构创新设计和机械创新设计等创新实践。
理论教学安排
1.教学内容安排。德国劳耐尔教授等认为[1]，工作过程是在企业里为完成一件工作任务并获得工作成果而进行的一个完整的工作程序，是一个综合的、时刻处于运动状态但结构相对固定的系统。工作过程为导向有利于克服学科体系结构化内容学习的不足。从事现代制造技术服务或技术管理方面工作的技术人员的主要工作任务为：沟通与信息获取，制定现代制造工艺方案，编制相关技术文档， 试加工与优化，生产过程管理与控制。上述任务具有程序性和并行性的特征，其核心是生产过程的质量控制。
以《机械设备数控技术》课程为例，确定的教学内容如下：数控机床概述；数控装置及数控系统；检测装置与伺服驱动系统；数控机床的机械结构；数控加工工艺；数控编程技术；数控机床故障诊断与维护；数控技术最新进展及其在其他行业的应用。
2.任务驱动的教学方法。在课程的理论教学中利用多媒体、实物、录像等多种辅助手段，采用任务驱动的教学方法[2]。学生利用教师提供的情境, 在完成教师分配的“任务”过程中, 学习教学大纲规定的理论知识, 获得技能。依据设计任务的情境性、有意义性、系统性和可操作性要求，将机械设备数控技术课程教学分成六大任务，见表1。
表1 课程教学任务表
现代加工技术实践
现代加工技术实践共分为数控工艺、数控编程、数控机床操作和仿真与网络控制等四大模块。
1.数控工艺模块。内容包括数控加工工艺路线的合理制定，夹具、刀具的合理选择与装夹，切削用量的合理选择，轮廓节点的正确计算，数控程序的合理编制，并通过对各种典型机床零件的工艺过程、装夹方法、常见工艺问题的逐步分析，体现数控加工工艺理论的应用，从而提高学生的应用能力和工艺设计能力。
2.数控编程模块。其包括数控车床编程、数控铣床编程、加工中心编程、数控电火花编程四个模块。首先采用手工编程的方式作为基础。第二层次则采用自动编程，针对给定的典型零件，以MasterCAM应用软件为工具，进行计算机辅助造型、分析数控加工工艺、编制数控加工程序、操作三坐标数控机床实现零件的加工、用三坐标测量机对所加工的零件进行测量。侧重学生数控编程、数控机床操作等技能的培训，并使学生全面参与从零件造型到成品加工完成的整个制造过程,完整地了解数控技术的应用过程。
3.数控机床操作模块。数控机床操作模块分为不同机床、不同系统的各小模块，在每个小模块中先讲操作面板中各按钮的功能，然后让学生在金银花机电国贸系列数控仿真系统软件上运行在编程模块中所编写的程序，来练习各机床、各操作系统（F AN U C、SIE M E N S、世纪星、广州数控等系统）的操作方法。
4.网络仿真与控制模块。利用网络仿真与控制模块，学生可在计算机上操作模拟真实数控机床，了解数控机床操作与加工过程、完成各类加工实训任务。数控仿真系统有高度仿真的数控机床控制机控制面板窗口和控制机屏幕窗口以及机床窗口，学生可以在虚拟控制机屏幕窗口中手动输入加工代码，也可导入其它CAM系统自动生成的NC代码，而在机床窗口中实时地模拟仿真加工过程。该模块还包括数控操作仿真考试系统。
通过几年坚持不懈的教学改革和实践,我们基本上建立了比较完整的现代制造技能培养方案，理论教学与实训相结合，开发了具有综合性和创新性的实验及实训环节，使学生的理论学习效果和实际操作能力得到大大提高，在我校的现代制造技术教学、创新大赛及毕业设计中都发挥了重要作用。而进一步提高理论教学与实践教学的融合度，加强理论教学方法的灵活性，实现实验和实践的完全开放，培养学生独立解决现代制造技能培训中的实际问题的能力，是今后一段时间内现代制造技能培养方案改革的重点。
基金项目：1. 湖北省高等学校教学研究项目（鄂高教20060248）；
2. 湖北省高等学校教学研究项目（鄂高教20060243）。
参考文献：
[1]周虹.以工作过程为导向,设计数控技术专业课程方案[J].科技信息，2008年第1期：198-200.
[2]杨世成.基于“任务驱动”的《数控编程》课程教学设计[J].职业技术教育,2007年第8期:77-78.
作者单位：长江大学机械工程学院湖北荆州