基于PLM体验中心数控课程教学的改革与实践

孙娜　王强

[摘           要]  PLM体验中心是一种新兴的学生实训平台，基于PLM体验中心对数控类课程教学进行改革与实践。主要采取模块化的教学方式，每个模块基于PLM体验中心平台，按照企业的项目完成任务，而且对课程的考核形式也做了针对性、有效性的改革。通过改革，学生的实践能力得到提升，最终实现校企之间的衔接和过渡。

[关    键   词]  数控类课程;PLM体验中心;教学改革

[中图分类号]  G642                 [文献标志码]  A              [文章编号]  2096-0603（2019）34-0024-02

随着全国高等学校本科教育工作会议的召开，对传统的教

育模式提出了新要求，会议中强调要着力推动课堂革命。推广翻转课堂、混合式教学等新型教学模式，把沉默单向的课堂变成碰撞思想、启迪智慧的互动场所，让学生主动地“坐到前排来、把头抬起来、提出问题来”。基于这种要求，对核心类的专业课程进行教学改革，以适应对人才培养的新要求。

PLM（Product Lifecycle Management）体验中心是一种新兴的学生实训平台，它是學校建立企业式的真实生产环境，学生实训项目按照企业生产过程组织，学生按企业生产岗位分工协作，学生生产成果按照企业模式检验，具体讲是一种对所有与课程讲授内容（或称“产品”）相关的数据在其整个生命周期内进行管理的技术。本文依托于PLM体验中心，将数控课程教学进行教学改革，建立一种立体化教学模式，利用立体化教学模式培养学生的实践能力，避免了理论与实践脱节的现象，让学生真正建立起实际工作岗位的理念，以便于就业后尽快适应工作岗位，成为具有较强社会适应能力和竞争能力的高素质应用型人才。

一、数控课程的教学特点

数控课程是机械工程及自动化专业必修的一门专业课程，它集理论性、抽象性、实践性为一体，具有理论抽象、实践操作技能性强的特点，而且这类课程不单单是一门课程的学习，它是由理论到实践一个完整的教学体系组成，对学生学习的先修课程如机械制图、机械加工工艺、机械设计等专业课程的知识点是综合的考查和应用，对学生现场实践能力和分析解决问题的能力有一定的要求，学生在此类实践性强、理论抽象的课程学习上往往存在很大的困难。在数控类课程的教学体系安排中，为了形成理论到实践一个完善的教学体系学习，在本课程的教学课程体系安排中，主要分三个模块：数控编程理论授课，借助软件的编程教学，数控编程车间实践操作。三个模块将数控课程从理论到实践进行了合理的教学安排，实现了理论教学和实践教学的有机融合。

二、PLM体验中心的教学内涵

PLM体验中心是对产品在整个生命周期进行管理的技术，一个产品的周期过程包括产品设计、工艺设计、软件编程、产品生产的过程，它是先进制造流程实训与展示学生学习效果和能力的融合。依托PLM体验中心可以让学生掌握一个产品的最终实现所需要的完整体系，使知识体系模块化，而且基于PLM体验中心的学习管理模式，建立了企业的真实环境，融合了理论到实操的整个过程，使学生的学习交流、合作变得简单便利，真正实现理论教学与实践教学的有机结合。

三、依托PLM体验中心改革的方法

（一）采取教学体系模块化教学方式

数控类课程的教学体系主要分三个部分：数控课程理论讲授、软件编程教学、实践操作环节三个部分。理论授课是基础，软件编程是衔接，实践环节是升华，三部分课程内容的教学不能独立成个体，要把三个模块的教学知识点紧密地联系起来。那么在三个部分的教学过程中，要依托PLM体验中心将各个散状知识点串联起来，三个模块化主要知识点的衔接是：理论授课部分将数控编程的基础知识点和编程的命令内容进行讲解;软件编程主要是利用软件进行计算机自动程序生成，这部分主要让学生利用所学的工艺路线安排、编程参数设置等进行自动编程设计，是前期理论授课内容的复习和巩固，也是通过模拟软件仿真的实践和应用;最后的实践环节是通过实训车间的机床操作，利用手工编程以及软件自动编程的方法进行实践。通过实践把三个模块的教学体系进行应用和实践。教学体系的模块化使数控课程第一课堂与PLM体验中心，从教学场所、教学时间、教学内容等方面高度融合、相互嵌入，从而建立一种立体化的教学模式，使课堂教学、实验、上机、实训成为有机整体，随着教学内容的推进，实验从认知性开始，逐渐向验证性、综合性过渡，最终实现创新性。

（二）采取项目式教学方法布置任务

一个产品的最终实现要通过产品设计、软件实现、产品生成的过程，PLM体验中心的本身旨在对产品的相关数据在其整个生命周期内进行管理，所以要给学生建立一个产品系统的、完整的生成过程概念。往往我们在教学过程中重视理论教学而轻视实践教学，过于强调理论的指导性，忽视实践的能动性，不注重多学科的交叉学习培养。而采取项目式的教学方法，可以有效地增强每个环节的能力培养，让交叉学科的知识点达到有效的衔接和融合。在项目式教学法中可以让学生按照项目要求完成一个产品生命周期的所有文件，基于PLM体验中心完成一个产品的过程如下图所示：

1.产品设计：根据生产和使用要求，对产品进行设计，此环节主要利用所学的机械设计、机械理论等专业知识，利用CAD软件进行产品设计。

2.产品工艺分析与规划：此环节主要利用所学机械工艺等专业知识，按照加工要求进行工艺分析。

3.产品的CAM模块：根据前期的工艺分析，此环节主要利用所学的数控编程的理论知识，借助辅助软件进行数控自动编程。

4.模拟加工：借助辅助软件对产品进行模拟加工，并对加工工艺分析进行核对。

5.后处理生成程序：根据前期模拟加工的结果，借助辅助软件生成数控程序。

6.数控机床加工：完成了前期所有的工作后，最终在数控设备上实现产品的加工。

7.文件的管理：对产品的所有文件进行存档和管理。

一个产品的最终实现，通过以上完整的项目过程，借助PLM体验中心对产品的相关数据在其整个生命周期内进行管理，让学生在走向工作岗位之前就对产品实现的整个过程有掌握，实现了校企衔接和过渡，达到了学习目的。

四、采取灵活的考核方式检查教学效果

以往的考核方式形式单一，多以终结性考核方式为主，但现阶段终结性出卷考核方式已经不适宜此类课程的考核，因为这种模式不能有效地掌握学生的学习情况，无法对学生做出客观的判断。而且基于PLM体验中心的课程教学模式改革的初衷，就是要让学生掌握产品整个周期的过程，通过理论学习、过程分析、生产模拟再加实践操作的过程，最终达到学习效果，所以考核方式的改革要适应教学模式的改革。鉴于这种情况，此类课程在考核方式上，方式要灵活多样，多注重平时知识点的检查，以以下几个能力的检测为主要准则：

1.课堂消化的能力：主要以课堂学习的情况考核為主，可以按照模块，每堂课布置任务，按照小组完成情况的形式给予成绩评定。

2.自主学习的能力：主要以学生的日常表现、主动完成学习任务的情况为主，比如课堂教授的知识点借助网络手段来检查学生的学习情况，通过QQ群、班级群交流学习情况，加强课下的交流，解决学习过程中的难点，营造学习氛围。

3.知识运用的能力：学习的最终目的是会运用，知识点掌握了，如何检查学生运用知识点的能力是很有必要的。在此环节中，可以让学生自行设计一个产品，从产品的设计到产品的最终完成，整个环节要按照真实的生成环境去完成，最终上交一个完整的材料。

4.实践调研的能力：在学习过程中，也要让学生通过网络平台，调研当前最新的加工技术，了解数控发展的趋势，有条件的可以通过企业调研、实践参观进行深入的了解。此环节中可以让学生以调研报告或者小论文的形式形成报告上交，一方面让学生对本课程的情况有了解，另一方面也锻炼了学生撰写工程论文的能力，为学生写毕业论文奠定基础。

五、改革成效

依托PLM体验中心的学习管理模式不但培养了学生的实际动手操作能力，也培养了学生在项目中的管理协调能力，使学生在工作岗位上真正实现懂技术、会管理的技术型人才。而且在项目的实施过程中也能使教师及时了解学生掌握知识点的情况，使管理更加有效。实现了校企之间的过渡和衔接，为学生今后走向工作岗位打下基础。

参考文献：

[1]任士明.PLM体验中心在数控专业一体化实训教学中的应用[J].科学与财富，2014（4）.

[2]王莉.基于PLM体验中心的模块化教学实践[J].教学探索，2014（3）.

[3]李疆，杨波，杨秋萍，等.基于CAXA PLM的数字化工厂平台的构建及应用[J].制造业自动化，2013（8）.

◎编辑 冯永霞