论文部分内容阅读
【摘要】面对中职数控专业的技能教学工作与现代企业需求普遍存在着结构性矛盾的状况，我校创建CAXA“数字化工厂”，利用数字化教学平台模拟企业过程设计的教学情境模式让学生在生产产品中学习，使得理论知识得以巩固，实践操作能力得以加强。本文介绍基于CAXA数字化教学平台教学，通过优化技能项目，优化教学模式，优化评价体系，促进中职数控实训教学的根本性变革，培养学生的核心能力、创新精神和实践能力，实现现代企业环境下的素质教育与创新教育。
【关键词】CAXA数字化工厂 中职实训教学优化数控技能训练
一、问题的提出
现代工业经历了机械化、电气化革命，未来的“第三次工业革命”也初现端倪。当前蓬勃发展的新一代信息技术、生物技术、新能源、新材料等新科技，正在以极快的速度形成产业能力和规模市场，从而为产业变革提供了强大的动力。数字化与智能化的制造技术是"第三次工业革命"的核心技术。今年来，随着国际竞争的不断加剧和我国制造业劳动力成本的不断上升，对设备效率、制造成本、产品质量等环节的要求不断提高，各类先进制造业企业已越来越重视数字化工厂的建设。社会也急需大批熟悉和掌握现代数字化设计制造的创新型人才。
然而，目前各类中职学校的教学工作与企业就业需求普遍存在结构性矛盾。特别是数控专业制造类人才的技能训练存在的以下几个明显不足。
1、技能训练的项目与企业生产需求的匹配度不足
中职数控类学生在毕业前应达到人社部的职业技能等级工数控车（铣）工中级要求。学校所进行的技能训练项目都按照其要求开展，注重数控机床操作加工，但对企业的产品的工作过程、岗位职业能力、产品加工的生命周期等认识能力都忽略培养。
2、实习指导教师的示范教学与学生观摩的需求度不足
在实训课程中学生围绕实习指导教师观看示范教学，一部分学生有“看不清”，“听不见”状况，有疑问时也不能实时回答讨论，限制了教学的效果的提升。
3、增加技能训练的投入成本与控制教学成本的平衡度不足
职业教育培养目标是技能型人才，技能训练设施及技能投入成本都很大。但要在保证教学质量的前提下，既要有效减低技能训练教学成本，又需要加强学生技能，这就重新衡量平衡关系。
4、教学评价方式与学生实践能力评价的成长度不足
长期以来，我们对学生的技能水平评价手段还是沿用普通学科的的评价。最终评价=平常实践40% 期中考核30% 期末考核30%。注重结果性评价，忽略了学生在工作过程中的发展性的评价。
5、學生的创新能力与企业产品研发、设计需求的吻合度不足
一直以来，学生的培养都基于学会操作加工，对创新性产品的设计、研发的能力都忽略，对学生的后续能力的发展有着明显制约，对人才的后续培养缺少了一环。
面对数控专业的技能教学工作与企业需求普遍存在着结构性矛盾的状况，我校创建CAXA“数字化工厂”，利用数字化教学平台模拟企业过程设计的教学情境模式让学生在生产产品中学习，使得理论知识得以巩固，实践操作能力得以加强，与以后的顶岗实训提前介入，于之无缝衔接，进一步优化工学结合人才培养模式，实现真正的有深度、有广度的校企合作。
二、国内外研究的现状及综述
“数字化工厂”在国外应用得较早。在“数字化工厂”理念与应用的推广过程中，不得不提到PLM软件厂商。总部位于美国德克萨斯州的Siemens PLM Solutions公司，开放式企业解决方案可以助力企业及其合作伙伴通过全球化创新网络进行协作，以提供世界级的产品和服务。客户遍布全球六十二个国家。它近年来全面推动的阿基米德计划中，数字化工厂是其颇为重要的一大战略。在国内近几年也开始发展起来并取得了一定的成效。奇瑞汽车数字化工厂解决方案的实施，大大提高了产品的市场占有率和客户满意度；海尔集团采用数字化工厂实现了500种洗衣机的“按单生产”；康佳集团通过数字化工厂，减少了90%的手工操作错误，透明的研发过程节约了30%的产品研发费用。相信不久以后，数字化工厂会成为越来越多制造企业的选择。
数控流行已多年，但CAXA数字化工厂在职业院校实训教学运用还是较少的。天津机电工艺学院是天津首家设置数控技术专业的中等职业院校。在其数字化工厂，便可领略这一脱胎于现代制造业发展模式的新事物。在数字化工厂情境下，学生的实训更加贴近企业生产实际，确保校内实训与社会企业的零距离对接。2010年以来，浙江省加快推进转型升级，通过创新驱动、“机器换人”推动技术红利替代人口红利，保持经济的继续增长。以此为契机，大力发展职业技术教育，加大技能人才培养力度，为转型升级提供人力支撑和智力保障。
三、操作定义
CAXA数字化工厂就是指利用学校原有的实训设备和场地，建立起与企业生产环境相一致的实训环境；学生模拟企业生产项目流程和工作岗位进行训练，实现教学过程与生产过程对接；通过运用CAXA数字化技术平台来辅助教学、生产和管理的一种实训教学组织模式。
基于CAXA数字化数控加工教学，采用数字化教学平台，通过数字化的设备手段，实现从设计到制造、检验的全过程，帮助学生体验产品加工的生命周期，提升数控专业的知识结构和岗位职业能力。在教学活动中模拟企业的工作场景，引入设计、工艺、编程、管理等角色，让学生在学习中体验企业部门的不同角色，让学生按项目组织方式协同完成一个产品的完整生产过程，实现基于工作过程的项目式（案例式）教学。在车间配置大屏幕终端，可以实现数据传输，工艺数据查看，实现数字化、无纸化车间管理。
四、研究的目的与内容
（一）、研究的目的
1、创建中职数控加工项目与企业生产实践产品相匹配的基于工作过程的项目式的产品设计。
2、通过基于CAXA数字化工厂数控专业人才培养的实践，培养一批熟悉现代企业生产环境，适应数字化技术的敬业爱岗的学生。 3、以CAXA数字化技术为平台，在实践中形成一定的数控技能教学模式或操作程序，同时努力构建起一支新课程意识强，具有创新能力的教师队伍，优化教师教学行为。
（二）、研究内容
1、優化教学项目与内容，制定符合现代企业和行业所需求的教学目标
根据数控专业中职生人才培养的目标及特点，面对该专业的所对应的岗位的能力及素养，以工作过程为主线的来组织教学内容，将理论知识、职业素养、核心能力培养融入一个学习任务中，不断创新积累教学资源。教学项目分四个学期。
第一学期内容：基础性的单项操作加工技能项目，第二学期内容：综合性工件的加工，并仿真训练。第三学期内容：企业顶岗实习的产品的加工，第四学期内容：结业设计产品的创作与加工。
2、优化实训课程模式，构建数控专业 “四段四式”新模式
第一阶段进行分散的单项技能教学融入素养教育模式，适应基础性技能；第二阶段实现综合性工件的加工，并仿真训练模式，适应技能进阶技能；第三阶段进行企业顶岗实习的产品的加工模式，增强生产产品意识，体验产品的市场价值；第四阶段实现基于工作过程的结业产品设计的综合训练模式，培养学生的创新精神和职业核心能力，适应现代化企业就业需求。
3、优化教学评价体系，形成多阶段、全方面的学生成长档案
对于学生的评价应当根据学生在“工厂工作”的实践表现各方面的综合评价，避免以一场考试的工件质量来评定学生的技能成绩。注重对学生在工作过程的各方面情况掌握，形成结果性评价、工作过程评价、市场价值评价与企业专家评价相互结合的全方位，分层次的考核，以此来建立学生技能成长发展的档案。
基于以上分析，运用CAXA数字化工厂，优化数控技能训练的实践研究，探索总结出基于CAXA数字化工厂平台与数控加工项目教学整合的实施过程中具有普遍性和规律性的因素，在实践中形成一定的模式或操作程序，同时努力构建起一支新课程意识强，具有创新能力的教师队伍，优化教师教学行为；同时构建中职数控加工项目与企业生产实践产品的匹配度，由分散、单个型的项目教学法向整体、系统型的产品生产项目转变，结合CAXA数字化工厂平台培养出适应市场的技能人才，促进中职数控实训教学方式的根本性变革，培养学生的信息素养、创新精神和实践能力，实现现代企业环境下的素质教育与创新教育。
参考文献
[1]施宇锋，徐 宁.数字化工厂及其实现技术综述[J].可编程控制器与工厂自动化，2011（ 11）
[2]王月英，任祖平. 基于 CAXA 软件平台的网络化制造技术研究[J].机械制造与自动化，2007（ 5）
[3]苑建英，史宏江，毛华杰，等. 基于 CAXA 的数字化制造[J]. 机电工程，2005（ 10）
[4]王 军. 基于 CAXA 的数字化教学工厂设计与实践[J] 实验室研究与探索 2013（1）
【关键词】CAXA数字化工厂 中职实训教学优化数控技能训练
一、问题的提出
现代工业经历了机械化、电气化革命，未来的“第三次工业革命”也初现端倪。当前蓬勃发展的新一代信息技术、生物技术、新能源、新材料等新科技，正在以极快的速度形成产业能力和规模市场，从而为产业变革提供了强大的动力。数字化与智能化的制造技术是"第三次工业革命"的核心技术。今年来，随着国际竞争的不断加剧和我国制造业劳动力成本的不断上升，对设备效率、制造成本、产品质量等环节的要求不断提高，各类先进制造业企业已越来越重视数字化工厂的建设。社会也急需大批熟悉和掌握现代数字化设计制造的创新型人才。
然而，目前各类中职学校的教学工作与企业就业需求普遍存在结构性矛盾。特别是数控专业制造类人才的技能训练存在的以下几个明显不足。
1、技能训练的项目与企业生产需求的匹配度不足
中职数控类学生在毕业前应达到人社部的职业技能等级工数控车（铣）工中级要求。学校所进行的技能训练项目都按照其要求开展，注重数控机床操作加工，但对企业的产品的工作过程、岗位职业能力、产品加工的生命周期等认识能力都忽略培养。
2、实习指导教师的示范教学与学生观摩的需求度不足
在实训课程中学生围绕实习指导教师观看示范教学，一部分学生有“看不清”，“听不见”状况，有疑问时也不能实时回答讨论，限制了教学的效果的提升。
3、增加技能训练的投入成本与控制教学成本的平衡度不足
职业教育培养目标是技能型人才，技能训练设施及技能投入成本都很大。但要在保证教学质量的前提下，既要有效减低技能训练教学成本，又需要加强学生技能，这就重新衡量平衡关系。
4、教学评价方式与学生实践能力评价的成长度不足
长期以来，我们对学生的技能水平评价手段还是沿用普通学科的的评价。最终评价=平常实践40% 期中考核30% 期末考核30%。注重结果性评价，忽略了学生在工作过程中的发展性的评价。
5、學生的创新能力与企业产品研发、设计需求的吻合度不足
一直以来，学生的培养都基于学会操作加工，对创新性产品的设计、研发的能力都忽略，对学生的后续能力的发展有着明显制约，对人才的后续培养缺少了一环。
面对数控专业的技能教学工作与企业需求普遍存在着结构性矛盾的状况，我校创建CAXA“数字化工厂”，利用数字化教学平台模拟企业过程设计的教学情境模式让学生在生产产品中学习，使得理论知识得以巩固，实践操作能力得以加强，与以后的顶岗实训提前介入，于之无缝衔接，进一步优化工学结合人才培养模式，实现真正的有深度、有广度的校企合作。
二、国内外研究的现状及综述
“数字化工厂”在国外应用得较早。在“数字化工厂”理念与应用的推广过程中，不得不提到PLM软件厂商。总部位于美国德克萨斯州的Siemens PLM Solutions公司，开放式企业解决方案可以助力企业及其合作伙伴通过全球化创新网络进行协作，以提供世界级的产品和服务。客户遍布全球六十二个国家。它近年来全面推动的阿基米德计划中，数字化工厂是其颇为重要的一大战略。在国内近几年也开始发展起来并取得了一定的成效。奇瑞汽车数字化工厂解决方案的实施，大大提高了产品的市场占有率和客户满意度；海尔集团采用数字化工厂实现了500种洗衣机的“按单生产”；康佳集团通过数字化工厂，减少了90%的手工操作错误，透明的研发过程节约了30%的产品研发费用。相信不久以后，数字化工厂会成为越来越多制造企业的选择。
数控流行已多年，但CAXA数字化工厂在职业院校实训教学运用还是较少的。天津机电工艺学院是天津首家设置数控技术专业的中等职业院校。在其数字化工厂，便可领略这一脱胎于现代制造业发展模式的新事物。在数字化工厂情境下，学生的实训更加贴近企业生产实际，确保校内实训与社会企业的零距离对接。2010年以来，浙江省加快推进转型升级，通过创新驱动、“机器换人”推动技术红利替代人口红利，保持经济的继续增长。以此为契机，大力发展职业技术教育，加大技能人才培养力度，为转型升级提供人力支撑和智力保障。
三、操作定义
CAXA数字化工厂就是指利用学校原有的实训设备和场地，建立起与企业生产环境相一致的实训环境；学生模拟企业生产项目流程和工作岗位进行训练，实现教学过程与生产过程对接；通过运用CAXA数字化技术平台来辅助教学、生产和管理的一种实训教学组织模式。
基于CAXA数字化数控加工教学，采用数字化教学平台，通过数字化的设备手段，实现从设计到制造、检验的全过程，帮助学生体验产品加工的生命周期，提升数控专业的知识结构和岗位职业能力。在教学活动中模拟企业的工作场景，引入设计、工艺、编程、管理等角色，让学生在学习中体验企业部门的不同角色，让学生按项目组织方式协同完成一个产品的完整生产过程，实现基于工作过程的项目式（案例式）教学。在车间配置大屏幕终端，可以实现数据传输，工艺数据查看，实现数字化、无纸化车间管理。
四、研究的目的与内容
（一）、研究的目的
1、创建中职数控加工项目与企业生产实践产品相匹配的基于工作过程的项目式的产品设计。
2、通过基于CAXA数字化工厂数控专业人才培养的实践，培养一批熟悉现代企业生产环境，适应数字化技术的敬业爱岗的学生。 3、以CAXA数字化技术为平台，在实践中形成一定的数控技能教学模式或操作程序，同时努力构建起一支新课程意识强，具有创新能力的教师队伍，优化教师教学行为。
（二）、研究内容
1、優化教学项目与内容，制定符合现代企业和行业所需求的教学目标
根据数控专业中职生人才培养的目标及特点，面对该专业的所对应的岗位的能力及素养，以工作过程为主线的来组织教学内容，将理论知识、职业素养、核心能力培养融入一个学习任务中，不断创新积累教学资源。教学项目分四个学期。
第一学期内容：基础性的单项操作加工技能项目，第二学期内容：综合性工件的加工，并仿真训练。第三学期内容：企业顶岗实习的产品的加工，第四学期内容：结业设计产品的创作与加工。
2、优化实训课程模式，构建数控专业 “四段四式”新模式
第一阶段进行分散的单项技能教学融入素养教育模式，适应基础性技能；第二阶段实现综合性工件的加工，并仿真训练模式，适应技能进阶技能；第三阶段进行企业顶岗实习的产品的加工模式，增强生产产品意识，体验产品的市场价值；第四阶段实现基于工作过程的结业产品设计的综合训练模式，培养学生的创新精神和职业核心能力，适应现代化企业就业需求。
3、优化教学评价体系，形成多阶段、全方面的学生成长档案
对于学生的评价应当根据学生在“工厂工作”的实践表现各方面的综合评价，避免以一场考试的工件质量来评定学生的技能成绩。注重对学生在工作过程的各方面情况掌握，形成结果性评价、工作过程评价、市场价值评价与企业专家评价相互结合的全方位，分层次的考核，以此来建立学生技能成长发展的档案。
基于以上分析，运用CAXA数字化工厂，优化数控技能训练的实践研究，探索总结出基于CAXA数字化工厂平台与数控加工项目教学整合的实施过程中具有普遍性和规律性的因素，在实践中形成一定的模式或操作程序，同时努力构建起一支新课程意识强，具有创新能力的教师队伍，优化教师教学行为；同时构建中职数控加工项目与企业生产实践产品的匹配度，由分散、单个型的项目教学法向整体、系统型的产品生产项目转变，结合CAXA数字化工厂平台培养出适应市场的技能人才，促进中职数控实训教学方式的根本性变革，培养学生的信息素养、创新精神和实践能力，实现现代企业环境下的素质教育与创新教育。
参考文献
[1]施宇锋，徐 宁.数字化工厂及其实现技术综述[J].可编程控制器与工厂自动化，2011（ 11）
[2]王月英，任祖平. 基于 CAXA 软件平台的网络化制造技术研究[J].机械制造与自动化，2007（ 5）
[3]苑建英，史宏江，毛华杰，等. 基于 CAXA 的数字化制造[J]. 机电工程，2005（ 10）
[4]王 军. 基于 CAXA 的数字化教学工厂设计与实践[J] 实验室研究与探索 2013（1）