数控技术应用专业人才培养模式与专业设置

 

　  项城中专数控技术专业于2004年9月开始招生，12年来，在学校领导的指导下、企业的支持帮助和专业老师的共同努力下，我们在开办数控技术中等职业教育方面做出了大胆尝试，获得了一些经验和体会。但在人才培养模式和课程体系方面存在很多不足的地方，按照传统的教学模式已不适应社会的发展，我们需要对传统的数控专业人才培养模式与课程体系构建方面进行改革。

（一）专业教学改革的社会背景和行业背景

加入世贸组织后，制造业将成为我国经济的主要增长点，保证制造业健康发展的关键是提高市场竞争能力，制造业的信息化是增强市场竞争能力的根基，制造业信息化的基础是计算机辅助设计与制造（数控技术）。劳动力市场出现了数控技术应用型人才严重短缺的现象，媒体不断呼吁“高薪难聘高素质的数控技工”。

（二）专业的社会需求分析

经过我们走访学生就业企业和通过我们对东莞昭和机械有限公司、腾龙实业有限公司、富士康淮安园区等数十家数控和模具制造企业的问卷调查，初步掌握了数控加工人才的就业岗位和学历结构情况。表1、表2、表3，分别是企业数控技术人才现状、影响数控设备利用率和完好率的因素、数控技术主要岗位的知识要求、学历要求。

表1.数控技术人才现状

学历状况				岗位类型
本科以上	本科	高职	中职	编程	维修	操作	全能
1.0%	8.59%	31.25%	59.16%	12.6%	12.44%	70.13%	4.83%

 

表2. 影响数控设备利用率和完好率的因素

影响设备利用率的因素					影响完好率的因素
编程能力不够	维修能力不够	任务不饱满	操作人员不熟	系统陈旧无法维修	操作不当	维修太贵或无配件	维修能力不够	机床有待改造
17.2%	36.5%	24.8%	15.2%	6.3%	15.7%	22.6%	38.4%	23.3%

 

表3. 数控技术相关岗位的学历要求

操作岗位			编程岗位			维修岗位
本科	高职	中职	本科	中职	高职	本科	中职	高职
5.9%	35.6%	58.5%	37.7%	53.6%	8.7%	28.2%	59.3%	12.5%

从表1我们可以发现目前从事数控技术工作的人员，以高职职和中职为主，中职毕业生占的比例较大，但随着高等教育大众的推进，中职毕业生从事数控技术工作的比例必然会大幅度增加；岗位类型主要有设计、编程、操作、维修、服务等类型。从表2可以看出，影响设备利用率和完好率的因素主要是维修改造。表3是企业对数控技术主要岗位的学历要求，编程和维修岗位需要中职毕业生占的比例较大，由于不同企业拥有数控设备档次不同，因此也有较多企业操作岗位要求用中职毕业生，随着社会经济的发展，产品质量要求的不断提高，会有更多的企业会希望中职毕业生操作数控设备。

（一）开展广泛深入的社会调研，明确专业培养目标，提出三段式人才培养模式

表4数控技术主要岗位及工作内容分析

工作岗位		工作内容	工作要求
初次就业岗位 （操作工岗位）	普通机床操作工 数控机床操作工	从事普通机床和数控机床的操作及维护保养工作	1.能根据加工工艺要求，操作普通机床进行零件加工。 2.能根据加工工艺要求，操作数控机床进行零件加工。
发展岗位 （技术员岗位）	数控程序员	从事数控机床的自动与手工编程	1.能根据零件加工工艺要求，手工编制零件加工程序。 2.能根据零件加工工艺要求，应用CAD/CAM软件编制复杂零件加工程序。
	工艺、工装设计师	从事加工工艺、工装夹具的设计	1.能根据零件要求制定零件加工工艺。 2.能根据零件加工工序，设计出夹具、检具。
	产品检验员	从事产品质量检测工作	1.能应用专用量具对零件进行快速检测。 2.能应用三坐标测量机等先进设备对零件、模具组件进行全面检测，并根据检测结果提出相应的工艺建议。
拓展岗位 （生产组织管理岗位）	班组长 车间主管 项目主管	从事班组和车间的现场管理工作	1.能进行车间的生产调度与管理； 2.能制定生产项目计划，推动项目实施，并按要求完成项目。

在调研的过程中，我们也得到了企业对中专毕业生基本素质要求，具体要求如下：

①具有良好的职业素质，有较强的组织纪律及集体观念。

②有吃苦耐劳的意志品质，严格服从企业的安排与管理；

③有不断学习的能力，接受新知识的能力强，并具备一定的开拓创新能力；

④有良好的交流沟通能力、团结协作能力；

⑤有较强的组织管理能力、自主管理能力、沟通能力、协调能力。

⑥能熟练操作计算机，有一定的外语基础。

根据上述调研结果，结合数控技术从业人员职业标准，我们确定了数控技术专业人才培养目标，即：主要面向汽车、机械等零部件生产企业，以数控加工等先进制造技术在机械生产中的应用为方向，培养具有良好职业道德、工作态度及行为规范，能够从事数控机床操作、数控加工工艺与数控加工程序编制、数控设备的维护、CAD/CAM软件应用、模具设计与制造；数控系统或设备的销售与技术服务工作等工作。

同时，根据对毕业生的跟踪调研，总结出本专业毕业生岗位变迁发展规律，即：

初次就业岗位：操作工岗位（普通机床操作工、数控机床操作工）发展岗位：技术员岗位（数控程序员、工艺设计师、产品检验员）拓展岗位：生产组织与管理岗位（生产主管、项目经理等）

 

也就是我们所说的“蓝领层”：承担数控机床的具体操作及日常简单维护工作的技术工人，目前需求最大。

“灰领层”：承担数控编程的工艺人员和数控机床维护、维修人员。

“金领层”：具备并精通数控操作、数控工艺、编程和数控机床维护、维修所需要的综合知识，实践经验丰富，知识面广。

 

针对岗位分析，我们改变以前我们按基础课、专业基础课、实训课按部就班的顺序，学生的技能性不强特点，提出三段式人才培养模式。　　
　　　　
　　“三段式”人才培养模式的构建
　　“三段式”人才培养模式，就是在一个培养的周期内，将高技能人才分为基本技能、专业技能和综合技能三个层次进行培养，按照由低级到高级，由单一到复合的技能形成过程，采取讲练结合、工学结合、手脑并用的教学方法，培养高技能人才的方式。
　　1.“三段式”才培养模式的可行性
　　(1)符合人的认知规律和教育规律。人的认知是从实践到认识，从感性到理性，从片面到全面，从表象到本质、循环往复的渐进过程。教育的目的就是使人从无知到有知，从知之较少到知之较多，从不掌握到掌握，从掌握较少到掌握较多，其规律是和认知规律相同的。要培养学生掌握有一技之长或成为能工巧匠，其培养过程也必须遵循认知规律和教育规律，从低级向高级逐渐发展。
　　(2)符合人的成才规律。人的成才道路大体来说有三条：一是经过学院式的严格教育而成才，二是经过作坊式的师傅带徒弟训练成才，三是经过刻苦努力自学成才。不论哪种成才途径，都有一个从不会到会，从不熟练到熟练，从粗疏到精湛的过程。中职职教育应当把三种成才途径有效地结合起来，给学生提供优质的成才条件，努力促使人人成才。
　　(3)符合时代要求。随着科技进步的日新月异，我国经济结构和产业结构优化升级的不断加快，人力资源能力建设已成为国家发展战略必须解决的重要问题，“特别是在制造、加工、建筑、能源、环保等传统产业和电子信息、航空航天等高新技术产业以及现代服务产业领域，高技能人才的严重短缺，已成为制约经济社会可持续发展和阻碍产业升级的瓶颈”以能力形成为本位，将技能分成不同的层次，并按照不同层次的标准，分时段进行培养和培训，在中职教育周期内，使学生成为高技能人才，既是社会的需要，家长的企盼，也是学校的责任。
　　2.“三段式”人才培养模式的实施方式
　　在每个技能层次内按照知识、能力、素质的规格要求进行严格的培养、考核和评价，达到规定的标准后，再进入下一个技能层次进行学习，其教学模式由“基本技能+专业技能+综合技能”构成。
　　(1)基本技能层次
　　即“基本技能+基本知识+基本素质”的结构层次。基本技能中普通车床和计算机应用能力尤为重要。基本知识包括公共必修课、专业基础知识。基本素质包括正确的世界观、人生观、价值观、道德品质和健康的体魄和心理。
　　(2)专业技能层次
　　即“专业技能+专业知识+专业素质”的结构层次。专业技能的形成，靠序列化的单项实训课程来实现。专业知识指的是以应用为目的，紧密衔接在一起的教学型数控机床操作技能训练为中心专业理论课程体系，这是技能形成和升级的必须条件。专业素质主要包括与专业相同或相近的企业管理文化，自然团队合作精神。
　　(3)综合技能层次
　　即“综合技能+综合知识+综合素质”的结构层次。综合技能体现了高技能人才的自身价值和社会价值，其基本特质是能综合运用各种专业技能，并能进行技术改造和创新。综合知识指现代企业管理知识，国家的大政方针和产业政策，先进的设备和专业技术前沿知识等。综合素质主要指专业自学精神，创新意识，创新勇气和创新能力，其中创新能力包括移植模仿能力，发现并解决问题的能力，预测决策能力，这些方面的高度整合就形成了高技能人才的综合素质。
　　3.“三段式”才培养模式的特点
　　(1)培养过程的阶段性。以技能培养为核心，知识、能力、素质教育按阶段进行，少走弯路。
　　(2)技能培养的递进性。即后一个层次的技能培养既包容前一个层次培养内容，又是前一个层次的提高，以螺旋进阶的方式逐步达到培养目标。
　　(3)考核管理的灵活性。在“三段式”人才培养模式的人才培养过程中，进步快的学生，经过测评，可以提前进入下一个阶段的学习培训，反之则将推迟进入下
一阶段的学习培训，既便于因材施教，也使弹性学习制度变为可能。
　　4.“三段式”人才培养模式实施的保障条件
　　(1)校企合作，工学结合。只有行业、企业全过程的共同参与人才培养，才能科学设计出与市场需求完全接轨的人才培养方案，才能打破学科窠臼，构建出以应用为目的，以能力为本位的课程体系，才能按照社会需求进行教学内容的改革。而这正是中等职业教育改革和人才培养模式改革的关键所在。
　　(2)模拟仿真和生产性教学条件。建立模拟仿真的生产性校内实训基地和校外实训基地是保证人才培养模式改革的重要条件之一。学生通过校内模拟仿真的学习培训，才能熟知操作规程、工艺标准，并形成技能，然后再到企业进行生产性顶岗实习，毕业时自然达到与岗位工作的零距离对接，受到企业、行业的欢迎。高水平的“双师型”师资队伍是保证人才培养模式改革的重要条件之二。一般来说，中等职业院校的师资，多数从学校到学校，理论型教师较多，虽然经过短期培训，下基层锻炼，不少人具备了双师素质，但同长期在生产一线摸爬滚打的技术人员、能工巧匠相比，依然有先天性营养不良的缺陷。所以要进行人才培养模式改革，中职院校除了坚持对专业教师进行较长时间的生产性操作技能培训外，更要注重从企业、行业引进教师，并大量聘请生产一线的技术人员作为兼职教师，与技能培训密切相关的实践课程主要应由兼职教师担任。
、“三段式”的实施框架

“三段式”模式是我国中等职业教育人才培养的一种方法，是产学研合作教具体就是三年教学两年在学校组织，一年在企业进行。校内教学以理论与实践结合，学生在学校掌握本专业的基本理论知识，并掌握该专业的基本技能；一年以顶岗实习为主，完成生产型数控机床的操作技能训练，结合生产实际选择适当的课题，在学校和企业指导教师的共同指导下完成好专业实习报告。

    二、以三段式人才培养模式为中心的教学体系

以三段式人才培养模式为标准，本着这一精神，我们将数控技术专业的各项能力进一步具体化，各项能力的实现通过课程教学来保障，其间的联系如图1、图2能力目标分解图框所示。

图1：数控技术专业能力目标分解图框1

图2：数控技术专业能力目标分解图框1

（一）课程内容与体系

为实现具有较中职业工作能力和全面素质的数控技术高技能人才的培养目标，对该专业的培养模式在近8年探索中我们经过了以下几个阶段：

第一阶段：2004-2009年采用的是理论加实践课程体系，学生主要在课堂和实训室学习。

第二阶段：2010-2012年采用“三段式”的人才培养模式。在此期间对11、12级实行校企合作、工学结合的“三段式”培养模式改革。

第三阶段：2012年—2016年继续完善并实行“三段式＋模块培养模式改革。

3、构建“三段式+模块”的课程体系

中专课程体系设置应从职业教育的特点着手，按职业岗位群应掌握的知识和能力来进行。要以知识应用为主线，以能力培养为核心，打破原有的学科课程体系，对课程进行优化和整合，充分考虑与中职的衔接，坚决避免重复。文化基础知识以“必需、够用”为度，专业知识则根据职业岗位群有针对性地设置专门化教学模块，建立一个宽广、针对性和实用性都很强的知识平台。在课程体系设置中，主体框架思路如下：
    第一，将培养目标分解到每一教学模块单元，确定每一教学模块单元所承担的功能，应培养的知识和能力，相应的配套实践教学环节，每一教学模块单元主干课程的内容组成，每一课程要传授的知识、能力以及考核学生的方法。

第二，对各个教学模块之间相互重复与交叉的知识，应进行优化组合，加以综合化改造，强调知识间的相互联系和衔接，坚决取消重复的教学内容。综合化课程要突出综合应用知识能力的培养。

第三，理论教学与实践教学相互渗透，理论知识与实践技能考核相互结合，可采用项目教学教学方法。

第四，整个课程设置不讲求理论知识的系统性和完整性，而强调针对性和应用性。

 

为此我们构建的课程体系如下表：

模块	能力分解	课程 体系	理论课程体系	实践课程体系
基本素质与 能力 模块	基本政治素质 职业道德与社交能力 法律法规及政策水平 良好身体素质 工程计算能力 英语应用能力 计算机技术应用能力	通 识 平 台 课	心理健康 法律基础知识   应用文写作 英语 计算机应用基础 数学 职业指导 礼仪	社会实践 体育 计算机应用能力训练
普通机械加工操作 应用能力	识图与绘图能力 工程材料处理能力 机加工机床操作能力 机械设计基本能力 机械零件测量基本能力	专 业 平 台 课	机械制图与CAD 机械基础 Pro/Engineer基础 公差配合与技术测量 机械制造技术 金属工艺学	金工实习 CAD上机实训 机械加工实习 参观机械加工制造企业 Pro/Engineer上机实训
数控技术应用能力	机械加工工艺能力 数控加工操作与调整能力 数控加工工艺编程能力 三维CAD/CAM技术应用能力	专 业 方 向 课	数控机床与编程 CAXA2008数控车 CAXA2004制造工程师 英语	数控机床与手工编程实习 数控自动编程 模拟训练 三维设计 数控加工综合实训与考证   专业与毕业实习（顶岗实习）
数控机床维护能力	常用电气图识读能力 常用电工仪器、仪表使用能力   液压控制技术应用能力 可编程控制器应用能力 数控机床调试与维护能力 数控机床控制技术应用能力	专 业 方 向 课	机械设备   数控机床诊断与维护 企业管理	数控系统维修实训 专业与毕业实习顶岗实习）
学 生 特 长	根据学生的兴趣特长提高人文素质并在进行某方面的强化训练形成自己的特长	选 修 课	校内任选课 校内任选课 学术讲座	第二课堂活动 学校技术练兵月的各种科技项目和专业技能竞赛 “校园风采”中专学生课外竞赛 学生创新能力培训班 企业顶岗实习

“三段式”强调的是对学生综合素质、动手能力和解决问题的培养。其实质是由校企两个育人主体和校企两个育人环境中培养学生做人、做事的本领，使中职教育与市场真正的结合，使中职人才实现与企业零距离接轨。

“三段式”模式的教学设计如图3所示

 

 

图3“三段式”模式的教育教学设计框图

第三阶段教育教学在企业进行，而企业育人环境由三个要素构成：一是工程环境；二是教学环境；三是素质教育环境。该阶段学生的主要任务是顶岗实习、部分专业学习及撰写专业实习报告。

 

（二）理论课程体系的改革

1、根据岗位确定课程

中职数控技术专业主要就业岗位为数控加工人员，其核心能力数控加工操作与调整能力。而优秀的数控操作人员应熟悉零件数控加工工艺，具有较丰富的实际工艺知识，这就要求首先掌握机床操作技能，成为一名熟练的数控机床操作人员，才能获得岗位所需的实际工艺知识。

按照支撑岗位核心能力的知识、技能的需要为原则，确定专业主干课程：数控机床与编程、机械制造工艺，考证：数控机床操作中级证。

确定主干课后，再逆向构建支撑主干课的专业基础课和相关专业课，理论课部分：金属工艺学、机械制图、机械基础、机械配合与技术测量、机械设备。

实践课部分：金属工艺学、AutoCAD、Pro/Engineer基础、数控车床编程与操作、数控铣床编程与操作、CAXA2008数控车。CAXA2004制造工程师。

2、建立课程体系

    在课程体系中，采用通识平台课——基本素质与能力模块、专业平台课——机械制造与设计技术应用能力、专业方向课——数控技术应用能力及数控机床维护能力、人文素质等大个模块课程，并确定相应的学分。

    （1）基本素质与能力模块。包括政治理论、身体素质、数学、外语和计算机应用基础等课程，并与社会调查实践相结合，加强政治理论素质的教育、强化身体素质、外语和计算机应用能力的培养。该模块注重计算机新知识的应用、外语与数学基础和专业技术的有机结合。

（2）机械制造与设计技术应用能力模块。该模块为职业基础能力而设置，包括机械制图与CAD、金属工艺学、机械加工、公差、Pro/E等组成。打破了原来金属材料、机械加工工艺、机械制图、机械零件等相对独立的课程体系，按照三段式人才培养模式第一段所需，并适当拓展，在实施过程中对其优化和整合，突出新知识、新技能、新技术的学习。

（3）数控技术应用能力模块。该模块是为数控第一职业岗位能力而设置，包括数控机床与编程、CＡＸＡ２００８数控车、ｃＡＸＡ２００４制造工程师、专业英语等课程。该模块根据数控技术的发展要求，强调数控加工技术的应用使学生学到从事数控加工与编程岗位的所应具备的知识与技能。

（4）数控机床维护能力模块。该模块是为数控第二职业岗位能力而设置，包括机械设备、数控机床诊断与维护等课程。该模块是根据数控系统的维修和检测要求，强调学生对数控机床与系统的组成和工作原理，突出综合分析问题、解决问题、故障诊断能力。

 

3、改革数控专业课程教学内容 培养学生分析问题和解决问题能力

本着“必需、够用”为原则，我们对数控专业有关课程内容进行了适当的增、删，如：

《工程制图与CAD》——将机械制图与AutoCAD整合，课堂主要讲授工程制图的投影规律，培养学生绘图、识图能力；在多媒体课室讲解AutoCAD的使用方法，把AutoCAD作为工程制图的工具，使工程制图与AutoCAD有机结合，提高了教学效率，学生反映良好。

《金属工艺学》——应用多媒体技术，将大量材料的制造、加工成型、热处理等信息传递给学生，并将主要课时集中在常用材料的特性和选用上，做到必须和够用

《公差与技术测量》——围绕机械制造对公差配合与技术测量两大内容的要求，结合工程背景，引入实践案例，提高学生的技术应用能力。

《Pro/Engineer》、——根据教学内容，由教师预先准备好一系列相关问题，利用多媒体教学，逐步分析和演示问题的解决方法及步骤。这样做，使学生既学会了CAD/CAM基本原理，又培养和锻炼了分析问题及解决问题的能力，同时也了解了各软件的特点及其应用。

《数控机床编程与加工》——针对广东珠三角现代制造企业和我校使用数控设备的实际情况，编写了校本教材（拟于2012年5月由郑大出版社出版），重点突出编程工艺的应用。

 

《机械设备》——强调液气压、电气控制、PLC控制，重点突出PLC与数控系统的接口技术。

《数控机床维护维修》—— 数控设备是机、电、液、计算机一体化、软硬结合的高科技产品，有意增强学生综合运用所学理论与实践知识来分析问题、解决问题的能力，重点突出典型数控系统（西门子、法那克、广州数控、华中数控）的应用、检测与维护。

（三）实践课程体系的改革

我校的数控技术专业的实践课程体系是“以数控加工为龙头，以CAD／CAM为主线，以职业资格证书为纽带”的专业改革思路来构架的。它主要体现在：
 。

实践教学是培养高等技术应用型人才的重要途径和保障，在专业培养方案中占有重要地位。修订后的我校数控专业教学计划中，实验上机学时达482学时，使理论教学与实践教学交叉进行，实践教学周数达44周，占总教学周数的40%，确保学生技能的实现。

1、数控课程的改革——“再现工程环境”

实践教学是培养高等技术应用型人才的重要途径和保障，而良好工程环境是造就应用型人才的基本保证。所谓再现工程环境，是指在教学中模拟一个实际生产加工的环境，学生能够身临其境地学习数控知识，增加其真实感。从11级开始我们一改原来在数控机床上用工塑料仿真加工，改为学生直接用金属加工。为使学生对将来就业岗位有岗前认识，在机加工实习、数控操作实训、综合训练中充分发挥学生主动性，真正让学生成为主体，从加工工艺编制、刀具的选择、CAM加工路经生成、三坐标测量、到整个实践加工过程，尽量让学生来完成，指导老师按照生产实际要求进行辅导，与学生共同分析问题，尽可能让学生独立解决问题，以期培养学生综合应用能力，教师只是学生的引导者和指导者。

2、强化数控加工龙头作用，取得数控机床操作职业资格证书

 数控加工企业主要存在上述岗位，数控操作、数控编程、CAD设计、生产管理、设备管理、企业采购与销售等岗位。为强化数控加工的龙头作用，我们对其职业资格证书的进行了改革，由“计算机辅助绘图员”调整为“数控机床操作中级工证”（根据实际情况，选择数控铣床、数控车床、加工中心的一种操作技能证书），使技能鉴定与专业能力的要求相吻合。由国家职业标准可知，“计算机辅助绘图员”考核的是：国家标准制图的基本知识，工程常用投影法知识，计算机辅助绘图软件的使用，而“数控机床操作工”考核的内容是：数控机床的操作，数控编程，涉及到工艺准备，编制程序、机床维护工件加工、精度检验。调整为“数控机床操作工”证书，使技能鉴定与专业岗位培养目标一致，教学更有针对性，学生的就业更有竞争力，调整了教学计划增加了实训时间，同时增添数控设备来提高学生人均训练时间，有效地提高了学生的数控加工技能。

所开设“数控专业综合实训”，分两个学期进行。第三四学期在学完了“数控加工与编程” 课程后，开设8周数控综合实训，按照中级工的考核内容进行指导，主要是进行数控车、数控铣和加工中心的训练，最后考取数控加工中级证书。