技术本科学生数字化技术综合应用能力培养实践

侯培红

摘要：根据技术本科教育的特点，进行涵盖零件有限元分析、三维建模、工程图处理、加工工艺设计、数控加工程序编制和数控加工为一体的数字化技术综合实践教学，培养学生的数字化技术综合能力，效果良好。

关键词：技术本科 数字化技术 应用能力培养 综合实践

高等教育的根本任务是培养和造就大批具有创新精神和实践能力的高级专门人才。实践能力是工科大学生必备的和最重要的基本能力。我校作为技术应用型本科，技术立校应用为本是学校的立校之本，而实践能力培养是学生应用能力培养的很重要一环。本文以我校数字化技术项目综合训练课程为例，用具体装备装置中使用的某一零件为载体，将数字化技术相关课程所对应的能力模块作为子项目，对学生进行综合能力培养，以满足市场对综合性人才的需求。

一、实施方案

1.数字化技术课程能力分析

数字化技术相关课程主要有有限元分析、CAD、CAM、机械加工工艺、数控加工技术等。数字化技术综合能力培养便是将这些课程，通过实践环节加以综合，使学生综合应用能力得到培养。根据专业培养计划与课程教学大纲，数字化技术主要实践能力如表1所示。

由表1可知，技术应用能力包括零件工况分析、有限元分析、三维建模、工程图处理、加工工艺设计及其编程加工等能力。

2.实施方案设计

根据专业培养计划和教学大纲，数字化技术综合训练课时安排为四周。通过训练，不仅可以培养学生相应的技术能力，而且可以培养学生团队协作等能力。根据上述讨论，训练可分为六个模块进行，其具体的实施方案如表2所示。

3.关于资料准备的几点思考

（1）实用性与综合性。作为综合训练，最好以一个实际使用的零件为载体。六个模块的能力训练始终围绕一个零件串在一起展开，通过一个适当的零件加以综合，体现训练的整体性、连续性，便于更好地提高学生综合应用能力。

（2）零件的典型性。作为训练使用的零件，要求为使用在某种装备装置中的零件，需包含椭圆面、螺旋面等三维曲面等的相对复杂形面，采用宏程序、CAM编程，使用3、4轴以上数控加工。

（3）特色题图库。该题图库中，含有包含椭圆面、螺旋面等三维曲面等相对复杂的零件。

4.教学资料

基于以上思考，同时根据实践类课程的特点，教学与过程控制资料如表3所示。

二、实施过程

1.实施阶段划分及其资料

为了有效地开展训练，根据实施要求，将训练分为：准备、训练、考核三个阶段。根据每个阶段的特点，分发相应的资料。

（1）准备阶段。训练开始前，向学生发放训练任务书、指导书、安排表、分组表和题图库。配备训练所需的机房电脑及其相应软件、工艺手册、编程手冊等，安排数控机床设备及其训练场地。

（2）训练阶段。为有效开展和掌握训练情况，教师应持有：大纲、任务书、考勤表、平时成绩记录单；学生应持有任务书、指导书、各类手册等。

（3）考核阶段。学生最后按书写格式汇总提交一份项目综合训练报告，并学好模块知识问题集，根据安排参加答辩或最终检查。

2.实施过程

按照实施阶段，在训练开始前，指导教师确定训练场所及其软件和设备完好，根据教学大纲和题图库情况，编写训练任务书，并向学生发放训练任务书、指导书、安排表、分组表和题图库，准备工艺手册、编程手册等资料。

训练分组进行，一般以4～6人为一组。在训练时，每组从题库中选择一套题。组员进行任务分工，各自根据任务书和训练指导书完成自己的任务，但组内同学要协作、讨论、共同参与。

为了调动学生的主观能动性，训练采用任务驱动式教学方法，任务由学生自己完成。任务完成的主体是学生，教师可以进行引导和根据需要给予学生指导。

在训练过程中，学生遇到问题可以与指导老师讨论，教师要随时观察学生动态和完成情况，跟踪学生解决问题和完成任务的思路，并做好记录，将平时表现作为学生的平时成绩。遇到共性问题，教师及时给学生加以讲解和解决疑难问题。

学生按照要求，完成训练报告。

最后安排答辩或最终考核，检查每个学生训练的参与度和项目完成情况。在参加答辩前，学生必须提交训练报告，并制作PPT。

3.实施情况

从2011年至今，已开展五届数字化技术项目综合训练实践，运行情况如表3所示。

三、成效与反思

在本科技术教育过程中，以能力培养为主线开展实践环节教学至关重要。多年的实践，有成功，也有反思。

1.遵循技术立校之本，进行综合能力培养。作为技术应用型本科，进行技术本科教育，将所学理论知识上升到实际，进行综合应用能力培养非常重要。本成果从数字化技术能力培养出发，提出一种数字化技术综合能力培养模式，将有限元分析、CAD/CAM、数控加工技术等相关课程以数字化技术综合训练的形式串在一起，体现了训练的综合性，培养和提升了学生课程综合应用能力。

2.建设特色题图库，从实用出发进行实践能力培养。从有限元分析等数字化技术相关课程的特点可知，凭空想象某个零件进行训练难以真正培养学生的技术应用能力。本课题构建特色零件题图库，从机器设备、装备中选择实际使用的零件作为研究对象进行训练，体现了训练的实用性。

3.提高编程技术含量，提升技术层次。本综合训练安排在数控机床编程等相关理论与实践教学环节之后进行，以完成椭圆面、螺旋面等高层次数控编程加工为主，提升了技术教育层次。

4.编写方便实用的训练指导书，有助于保证训练质量，根据训练情况，不断加以完善很有必要。同时，如何保证每个同学都能得到全范围综合能力的培养和提升，是实践环节教学的长期且艰巨的任务。

参考文献：

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[4]李锦春.论学生工程实践能力培养体系的构建[J].江苏工业学院学报，2007，（4）：56-58.

基金项目：上海电机学院重点教研教改项目（A1-5401-15-001-05-16）。