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小型数控机床实验室解决数控教学难题
( 来自:模具网 时间:2008-8-13 9:04:20 )


何其行

近十年来,世界机加工业的重心在不断向中国转移,数控机床正以空前速度在中国普及和发展。早有资料介绍,全国数控机床操作工和编程人员缺口 60 万。针对这一状况,各地工科院校大规模开办数控机床专业,尤以职业技术院校发展势头最为迅猛,招生情况火爆,成为职业教育的一大支柱专业。加之国家和地方教育行政部门给与极大的支持和投入,使院校有条件进行数控实验室的装备和建设。

由于发展势头来得猛,各院校数控实验室都呈现这样一派景象:几乎都是大中型生产设备,数控车床从 CK6132 到 6150 ,数控铣床从 XK7125 到 8160 ,加工中心也是 50 、 60(Y 轴尺寸 ) 居多,甚至是进口大型加工中心,或是静静地摆放在那里,或是一台机床围着一群学生实习。说是一个工厂,没有正式加工的产品,都是在加工木头或小型试件;说是一个学校的实验室,又没有能让每个学生或两三个学生一组真正做编程、操作和加工工艺实验的设备。我个人曾与许多院校的校长们探讨过这一现象,他们几乎都异口同声地说出这样一个苦衷:学校收的学费、国家和上级教委扶持的资金几乎都购置了大型设备,一是招生时要吸引学生和家长的眼球;二是应付上级检查、验收获得好评争取更大的资金支持;三是为了向招工单位显示实力推荐毕业生。但是,随之带来了一系列的问题和苦恼:一是设备开不起,如果全部设备开动的话,一天的耗电要几百度甚至上千度;二是材料消耗不起,钢材、铜铝材不断涨价,耗材和刀具负担越来越重;三是学校空间有限,各专业争地皮的矛盾越来越突出;四是企业对招聘数控技术工越来越挑剔,符合企业要求的毕业生只占少数,开始出现职业教育毕业生就业也难的局面等等,几乎成了一个困局。

为了走出这一困局,各院校都不同程度地想了一些缓解的办法:一是缩短学生实习课时以节省电费开支;二是用木头或小棒料对付实习,让大马拉小车,或是将数控实验室承包给加工单位变成实质上的加工厂 ( 由此产生诸多生产与教学的矛盾和冲突 ) ;三是割舍其它专业力保数控专业用地或是考虑再投资建房建实验室。至于毕业生的质量,只好向社会放水,走一步说一步。这不能不使我们感到忧虑。

职业教育在我国开始的时间并不算晚,以 “ 现代职业教育 ” 面貌并呈现大规模发展态势始于国家《九五规划》以后,发展至今可以说是到了 “ 鼎盛 ” 时期。这其中,德国的职业教育模式对我国开展职业教育的启发和借鉴作用最大 —— 完全根据市场和企业的要求培养具有实用技术和实际技能的高素质人才,并以市场和企业欢迎的程度作为检验教育成果的唯一标准。今天,我们反过头来再次与欧盟发达国家职业教育的成熟经验作一比较,感觉我们的职业教育在形式上和规模上已经赶上甚至超过他们,同时也发现在教学的方式、教材的编选、实验实习设备的配备、理论与实践课时的安排比例、毕业生受市场和企业欢迎的程度等诸多内涵方面还存在明显的不同和差距。由于笔者能力和关注的范围有限,只能就数控实验实习设备的配备发表一点浅见。 北京和齐齐哈尔有两所职业技术学院在订购小型数控设备时算了这样一笔账:

比较内容

小型数控机床

6140 数控车床

备注

工位占地

1.2m2/ 台

8m2/ 台

北京地区每台节省地皮费 6.8 万元以上

实习工位

6 个 /8m2

1 个 /8m2

50m2 教室可放 30 台小机床

带班老师

1 人 /30 台

1 人 /4 ~ 6 台

小机床可部分解决师资短缺问题

电能消耗

0.8kW/ 台

12.5kw/ 台

15 台小机床耗电相当于 1 台大机床

材料消耗

100 元 / 台月

1500 元 / 台月

许多院校以减少实习课时来降低消耗

编程效果

一样

一样

同是 ISO G 代码格式

操作效果

一样

一样

机床虽小,五脏俱全

工艺效果

一样

一样

小机床也可加工钢材

学习观摩

更好

三维仿真更具学习观察性

展示效果

对招生更好

对企业招工更好

大机床不可无,小机床不可少

教学效果

前期教学好

后期实习好

学生兴趣

自然兴趣

理性兴趣

前期阶段小机床更适合学生心理特点

安全系数

欧盟安全标准

一般国标或企标

 

价格当量

3 台

1 台

 

课时当量

15 课时

1 课时

同样消耗情况下同期工位数量比较

此表的各项比较基本符合欧盟国家院校采购设备时考虑的习惯意识和思路。其中 1:6 的占地、 1:5 的师资投入和 15:1 的课时当量三项,充分说明小型设备具有明显的后续效益。

小型数控教学设备还有一个不被人注意的长处:可扩延为更高一级的教学实验平台。例如,有的院校采用小数控设备搭建 FMS 系统的示教平台;天津大学工业工程管理学院采用小型数控教学设备组成一套体现现代工业制造技术装备面貌供工业管理专业教学用的实验室,引起国内外许多著名工科院校的关注。

我国职业技术院校所以普遍存在“头重脚轻、大马拉小车、实习训练课时严重不足、职教毕业生 就业 也难”的现象,究其根源,可能有以下三点:

1、目前尚缺乏成熟的根据数控 职业教育 规律制定的整体教学方案以及与之相配套的实验室整体装备思路和指导方案,同时各地缺少按照指导方案装备的示范性样板实训基地

2、上级主管部门在进行实验室项目验收时往往看大不看小,听学校汇报时听到的是“我们有多少多大多大的设备”,而不是“我们的设备同时可以安排多少学生实训以及每个学生一学期能有多少实训课时”——在评审标准上缺乏“商”的单位容量衡量标准

3、我国专门研究制造小型数控教学设备的厂家太少。其中一个主要原因是小型数控机床生产制造工艺要求和控制复杂程度不次于大机床,利润薄,大企业不愿做,小企业不愿投,造成目前许多院校采购小型设备时可选择的余地很小。

我国的职业教育在这样短的时间里形成今天这样大的规模,在古今中外的历史上都可以说是一个奇迹。但是,从纯学术角度来看,基本上还属于“一边办学一边探索”的阶段,因此,应时地总结经验尤有必要。不妨提出以下三点建议供参考:

1、切实贯彻胡锦涛同志在党的《十七大报告》中提出的“坚持以人为本、落实科学发展观”的原则,对下一步如何办学的思路进行认真深入的研究和探讨,巩固现有办学的经验和成绩,调整不合理的教学结构和投入,充实加强目前的缺失和薄弱环节,确实提高现代职业教育的水平

2、大设备不可无,小设备不可少。采用小型设备进行数控前期教学,利用大型设备进行后期实习,形成一条符合教学规律和青少年学生心理特征的循序渐进的数控教学链条,克服当前数控教学当中存在的“头重脚轻、大马拉小车、技能培训课时明显不足和职教毕业生 就业 也难”的问题

3、建议国家和地方职教主管部门对小型教学设备的研发、生产和应用作出一定的规划和鼓励措施,一方面鼓励生产企业研发制造占地少、消耗小、安全系数和仿真程度高的“机床虽小、五脏俱全”的小型数控教学实习设备,一方面指导院校根据教学规律办学,将下一阶段国家对职教投入的钱用到刀刃上,让数控职业教育在良性、科学和可持续发展的轨道上运行。

借此机会,建议各位到先导公司参观和考察,不但可以看到国内先进的数控教学和生产实习设备以及新颖的教学模式,还可以听取他们下一步如何调整设备结构充实小型数控教学实验室装备的思路。

由于笔者水平有限,且是一己之见,难免偏颇,希望各位 专家 批评指正。