智能制造背景下数控维修课程教学优化 陈晓雨 张本松 杨晨摘要： 在“中国制造2025”战略背景下，我国智能装备产业发展对从业人才需求所遇到的瓶颈以高职院校《数控机床故障诊断与维修》课程为载体，根据智能装备发展过程中新技术应用的趋势，从教学知识、教学设备、教学方式和教师能力四个方面分析了课程体系的问题优化了教学大纲的培养定位;精简传统教学内容，增加新知识;整合实训资源，提高设备利用率;采用团队化教学方式，突出学生自我创新能力教学实践发现，新课程体系提高了学生的学习兴趣和创新实践能力，使学生就业时很好的与企业需求进行接轨，缩短了企业人才培养周期Abstract： In the context of the "Made in China 2025" strategy， the development of China's smart equipment industry encounters a bottleneck in the demand for practitioners. Taking the course "CNC Machine Fault Diagnosis and Maintenance" in higher vocational colleges as the carrier， according to the trend of new technology application in the development of intelligent equipment， the problems of the course system are analyzed from four aspects： teaching knowledge， teaching equipment， teaching methods and teacher ability. Optimize the training positioning of the syllabus; streamline traditional teaching content and increase new knowledge; integrate training resources and improve equipment utilization; use team teaching methods to highlight students' self-innovation ability. Teaching practice has found that the new curriculum system has improved students′ interest in learning and innovative and practical ability， so that students can better meet the needs of enterprises when they are employed， and shorten the period of enterprise talent training.关键词： 智能装备;数控维修;课程体系;人才培养Key words： intelligent equipment;numerical control maintenance;curriculum system;personnel training：G712 ：A ：1674-957X（2021）18-0240-020 引言如今智能制造已经成为世界各国经济发展的新方向。
智能制造作为新型的生产方式，融合了新一代信息通信技术与先进制造技术，贯穿于设计、生产、管理、服务等制造活动的各个环节在智能化发展的大背景下，企业对传统的数控机床提出了更多的要求，特别是现在新型传感器以及智能APP等技术的产生，使数控机床能够对数据的采集和管理更加及时，以实现生产过程的追溯虽然智能制造产业得到了重视，但是发展中也存在问题，巨大的才人缺口;创新能力严重不足，使得行业整体水平与世界先进水平有较大的差距随着企業生产线的升级换代以及“数字化工厂”“无人工厂”的出现，传统岗位中的“熟练工种”已被机器人所替代，而具备更强分析问题、解决问题能力以及具备“高精尖”能力的“工匠”需求旺盛，这也必将倒逼“高职教育升级”针对这个问题，根据高职院校实际情况对《数控机床故障诊断与维修》课程进行相应的优化，添加新体系选择这个课程是因为从国家近两年的技能赛项要求来看，基本是以数控机床维修为基础向智能制造装备升级方向发展通过优化使这个课程的教学目标和人才培养更加的贴合当今的智能装备产业，能够针对性的对高档数控机床甚至集成智能数控加工装备培养对口的人才1 《数控机床故障诊断与维修》课程教学存在的问题1.1 教学缺乏新知识 当前国内大部分高校专业课程体系的设置与建设严重落后于产业需求，未能跟上科技进步和产业发展的变化趋势做出适时调整，高等教育人才培养体系主要侧重于理论传授与学术前沿探索，致力于培养各类学术型人才，工程教育长期以来处于弱化状态，应用型人才教育未得到应有的重视，专才教育存在一定程度的缺失。
现在的数控机床随着视觉传感器和再工业互联网的发展已经具备了生产环节执行者和监控者的功能;添加上分析软件和工业APP，数控机床将会成为生产执行者—监控者—管理者智能数控机床实际上是传统制造与信息技术的交叉学科，作为应用型人才培养方向的高职院校，我们的课程仅仅展现了机械、电气等传统制造领域的专业知识，内容深奥且偏重于理论，实践学时偏少对于新技术的应用在我们的课程教学与实践过程中很少涉及1.2 实训设备缺乏新技术 仪器设备是高校教学、科研活动的重要资源保障，仪器设备的保有量和使用率在一定程度上反映了高校的教育水平和科研水平《数控机床故障诊断与维修》这门课内容包涵机、电、液、气、控制系统以及PLC和工业软件等方面，涉及的知识面非常广，但是课程实践所需的设备开发比较少以开发设备考核内容较为传统，对智能化技术设备应用检测的考核更是空白这样的实训设备完全跟不上现在智能制造产业对人才的需求，学生实践应用方面缺乏更新，降低了企业对高校人才培养的期望值1.3 理实一体化教程不明显 通过实践教学，培养学生的工程意识、实践动手能力与创新能力;通过实践教学，培养学生的团队协作精神及表达能力、综合应用学知识解决实际问题的能力;通过实际教学，培养与提高学生的综合素质，增强实际工作的适应能力。
可见理实一体化教学方式对《数控机床故障诊断与维修》课程的重要性但是课程硬件和软件开发的缺失使得课程很多的内容特别是智能设备的使用内容都无法通过实训的方式来展现教师大部分内容靠传统的教学方式来解决，这种过于偏理论的教学方式使学生很难提起学习兴趣，学习效果也不佳同时大部分高校实训室的建设功能过于单一，也让教师很难展开交叉学科的综合实训教学1.4 教师专业结构不全面 新技术的发展使《数控机床故障诊断与维修》课程开始多涉及到计算机和电子专业，这就对任课教师的专业知识提出了很高的挑战作为应用人才培养的高职院校，一线教师应该是“双师型”教师，在有全面的理论知识基础上还要熟悉企业的实际工作经验，特别是对企业新技术的运用要熟练所以绝大多数高校在短期内都很难解决师资专业知识掌握不全面的问题那么授课教师能力的不足将直接导致教学效果不佳，学生学习质量不高，培养的学生水平也不会太高2 《数控机床故障诊断与维修》课程体系优化2.1 教学大纲新思路 首先教学大纲的制定一定要符合现代职业技能人才的需求从了解到的数控技术应用人才的需求与层次出发，合理构建知识结构，因“需”施教，不断优化教学大纲，使其更好的贴近毕业生岗位需求。
现在的教学大纲中对数控维修的知识点更新不及时，对学生的能力和素质培养定位不准确如今各大装备生产厂家都在针对智能化技术制定新的生产标准企业再也不需要那么多传统的“3D工人”，转而追求更好的高技能人才2016年国家人力资源与社会保障部把数控维修工列入新职业;2019年国家人力资源与社会保障部发布的新职业里包含了智能制造工程技术人员这体现了国家对智能化产业人才培养的重视，是从国家层面为行业人才的选用与培养明确了方向所以《数控机床故障诊断与维修》的教学大纲会以智能制造工程技术人员考核标准作为参考，将数字化、网络化、智能化的新技术引入课程大纲，为实现智能制造领域专业人才培养提供一个新的探索思路2.2 教学内容的调整 数控机床维修课程实践教学改革的原则为经过系统实践练习，使学生由基本技能型向综合型创新型发展，能综合运用所学知识解决相关问题而现在企业随着智能化的发展，对车间技术人员有了新的定义，具备创新能力和设备调试能力的人才将会有很大的需求同时机械制造领域传统的冷热加工，到新型的制造技术，再到先进的制造集成，工程训练已逐渐向产品现代化制造各类技术拓展，不断充实现代工程实践内容，反映现代制造工艺的全貌及前沿技术。
所以要对我们的教学内容进行调整，更加接近实际我们把数控维修课程大致归纳六个模块，分配比例如图1所示如今数控机床使用的机械和电气类部件稳定性大大提高，故障率逐步降低，因此保留大部分机床传动系统的机械和电气内容，其它方面的内容删除或者讲解不需要太深入关于机床操作系统的课程内容主要讲解几个厂商新开发的智能模块内容在PLC环节我们增加了教学内容，不仅仅对单个机床的PLC控制进行讲解，还添加了PLC产线通信与调试，人机界面应用等相关内容，更好的面向企业未来DNC的应用MES的应用与通信模块是新加入的，主要讲解数控机床与上下料仓之间信息传递及智能加工的实现;数控机床监控创新模块也是最新内容，主要讲解现在市场主流的一些传感器和工业APP的功能，提升学生的创新思维以适应未来工作岗位中越来越高的创新要求2.3 实训室的建设 智能制造专业人才多元要素培养体系是指以能力培养、实践创新、产业需求为目标，以培养学生的综合能力为核心，依托多元项目驱动，产业协同等方式开展实践探索没有完备的实训室和实训设备，数控维修的实践教学过程终究只是“纸上谈兵”倘若以课堂理论教学为主，学生会很快因为听不懂而失去学习兴趣所以我们把理实一体化教学方式的理论与实践比例提高到1：1，直接把课堂内容搬进了各个实训室当中，实训室建设的好坏直接关乎实践教学水平的高低。
针对数控维修课程不同的阶段产生不同专业内容的问题，在学院的大力支持下设立了课改小组，将不同专业管辖的实训室资源进行整合，通过把电工教研室、机械教研室、数控教研室的部分实训室联系起来建立了数控维修综合实训平台这一模式突破了单一学科或专业的实训室建设，使实训内容更加丰富与全面为了丰富实训室功能在车间里建立了无线网络覆盖的多媒体教室;同时引入了MR仿真技术辅助教学2.4 教学方式的改进 现在关于数控维修的课本里面实践项目大多都是基础类型，为辅助课程理论而出现这样的实训项目弱化了学生的动手实操能力，对学生機床综合分析能力和智能化方向的创新能力帮助有限为此在教学方法上除了基础类实训，把综合类实训和创新拓展类实训添加进来作为主体，并采用任务驱动法教学综合类实训过程以技能培养为主，由浅入深，由单一到复杂，主要引导学生以所学的内容去解决复杂问题的分析思路和方法创新拓展类实训以学生自主创新为目的，实训的内容更加符合智能制造发展的方向和新技术实际的运用，以此来检验学生对整门课程的掌握程度和机床创新改造的能力这个实训过程学生分组以课程设计形式展现，设计内容自拟但要符合智能制造发展方向，可以是硬件的改造、软件的开发、加工的优化等等，参与到不同模块教师的科研项目当中。