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科学发展观与中等职业教育数控技术教学

来源:泰州技师学院 作者:宋乃林 发布时间:2008年06月12日


      【摘 要】当今制造技术领域,数控技术方兴未艾,高速加工技术又蓬勃兴起……。面对如此发展的势头,本文想以笔者有限的认识, 运用科学发展观,在职业技术教育领域内尝试讨论中等职业教育数控技术教学可持续发展问题,以期培养学生具有现代数控技术方面最基本的知识和技能基础,以适应学生未来发展的需要和学生全面素质提高的需求。

      【关键词】  科学发展观  中等职业教育   数控技术教学

      一、前言

      “坚持以人为本,树立全面、协调、可持续的发展观,促进经济社会和人的全面发展” 的科学发展观,是关于发展问题的重大创新。在科学发展观这一科学体系中,以人为本是其本质和核心,全面发展是其重要目的,协调发展是其基本原则,可持续发展是其重要体现。这对当前中等职业学校教育同样具有重要的指导意义。树立并落实科学发展观,促进中等职业学校教育的全面、协调、持续发展,也是我国中等职业学校教育研究的重要课题。

      在科学技术迅猛发展的今天,在中等职业学校教育内容中引入新知识、新技术、新思想,符合科学发展观,并已经成为整个中等职业教育界中的一个热点问题和难点问题。寻求这些新知识、新技术、新思想进入职业学校教学内容的途径和方式,是值得研究的一个重要内容。近几十年来,以力学、切削理论为主要基础的传统机械制造技术,不断吸收机械、电子、信息、材料及现代管理等方面最新成果,已逐渐形成涉及机械科学、信息科学、系统科学和管理科学的现代制造技术。数控技术就是其中一例,其集机械技术、现代控制技术、传感检测技术、信息处理技术、网络通信技术于一体,以大幅度节省产品加工的辅助时间,使传统机械制造技术发生了一次革命性的变革,许多工业发达国家视数控技术为机械工业发展的战略重点,用机床数控化率来反映国家机床工业和机械制造业水平的高低,同时作为衡量国家科技进步的重要标志。然而,在目前数控技术教学中,却普遍存在着教学体系不健全,教学内容呆板陈旧和教学手段缺乏等现象,不能及时满足数控技术进步和数控产品更新对技能人才培养的要求。鉴于此,本文想以笔者有限的认识, 运用科学发展观,在职业技术教育领域内尝试讨论中等职业教育数控技术教学可持续发展问题,以期培养学生具有现代数控技术方面最基本的知识和技能基础,以适应学生未来发展的需要和学生全面素质提高的需求。

      二、树立中等职业教育数控技术教学的科学发展观的背景

      中等职业教育数控技术教学与科学发展观的关系非常密切。促进中等职业教育数控技术教学发展是树立和落实科学发展观的必然要求。科学发展观是人们关于发展的本质、目的、内涵和要求的总的看法和根本观点,它决定了发展道路、发展模式和发展战略的选择,对发展实践起到了根本性、全局性、长期性的重大影响。

      近年来我国中等职业教育数控技术教学经过一段时间的大发展、大改革,使新旧矛盾相对集中,新情况、新问题不断涌现,成绩背后存在着一些隐患。随着数控技术的不断发展,对数控技术应用专业的人才培养也提出了新的要求。多数学校现有数控技术应用专业的实训条件、实训内容以及教学水平已不能适应形势发展的需要。也制约了培养高技能人才工作的开展。具体反映在以下几个方面:

      (1)近几年来数控机床为适应加工技术的发展,在高速化、高精度化等技术领域都有了巨大进步,如基于数控技术的高速加工技术已成为现代制造技术继数控技术后又一个里程碑。而目前在多数学校数控技术实训教学中还是空白;

      (2)目前多数学校数控技术实训教学还停留在数控车床、数控铣床和加工中心操作上,而数控技术的应用已涉及到更多的领域,我们所从事的数控技术实训教学只是数控技术应用的冰山一角;

      (3)限于条件,目前我们仅着重训练学生手工编程,自动编程和各种先进数控软件的应用,还只能让学生“耳闻目睹”并不能有条件让学生“熟能生巧”;

      (4)近几年来,多数学校数控技术应用专业迅猛发展,学生人数猛增,现有设备、设施已难满足教学的需要;

      (5)多数学校目前的数控技术培训能力,仅能满足学院现有在校学生中级工、高级工实训的要求。如若承担大规模的社会培训,特别是承担技师、高级技师的培训,数控机床及附件、刀具和软件在数量上、精度上、先进程度上均难满足现实的需求;

      (6)师资力量不足,特别是适应培养高技能人才教学的师资更是严重不足。

      综上分析,目前,我国中等职业教育数控技术教学应处于新形势下的大转折时期。此时,选择什么样的发展道路、发展模式和发展战略,就取决于树立什么样的发展观。中等职业教育数控技术教学的科学发展观应以科学发展观为指导,解决中等职业教育数控技术教学在新形势下怎样发展的问题。其深刻内涵和基本要求包括两个重要方面:一是要求中等职业教育数控技术教学要实现全面、协调和可持续的发展;二是要求中等职业教育数控技术教学要树立“教育以育人为本,以学生为主体;办学以人才为本,以教师为主体”的理念。这两个方面相互统一,缺一不可,归根结底就是要求中等职业教育数控技术教学以教育质量为生命线,以培养优质人才服务社会为最终目标。

    中等职业教育数控技术教学要实现全面、协调和可持续的科学发展,就必须处理好以下几大关系:一是处理好办学规模、质量和效益的关系;二是处理好教学、科研和社会服务的关系;三是处理好知识传授、能力培养和全面发展的关系;四是处理好主体、非主体和整体发展的关系;五是处理好短期发展、长期发展和可持续发展的关系。

      三、区域经济发展带动中等职业教育数控技术教学的科学发展

      我省近年来加快沿江开发,是省委、省政府审时度势作出的重大决策,是促进沿江经济跨越式发展一项战略举措。综观国内外形势,我省沿江开发面临以下机遇:

    1.国际资本和产业,特别是制造业加速向中国转移。随着经济全球化的深入,加入WTO承诺的逐步兑现,国际资本和全球制造业向中国转移的规模、速度不断扩大和加快,这有利于我省沿江地区进一步加快对外开放,充分利用国际国内两种资源、两个市场,招引国际资本进入,扩大商品和服务贸易,提高对外开放水平,在更大范围、更广领域和更高层次上参与国际经济技术合作与竞争,优化资源配置,拓宽发展空间。

      2.长江三角洲国际制造业基地建设。长江三角洲区位优越,交通便捷,腹地市场广阔,产业加工制造与配套能力强,淡水资源丰裕,高素质劳动力充足。凭借强大的产业经济基础和良好的投资发展环境,从上个世纪90年代末起,长江三角洲已成为以加工配套和重化工业为主体的国际资本的重要投资区域,国际制造业基地建设进一步加强、趋势愈益明显,这给位于长江三角洲北翼的我省沿江地区制造业的发展带来极好的发展环境和机遇。

      3.上海龙头带动能力及辐射作用增强。随着长江三角洲区域一体化进程的加快,上海对我省沿江地区的辐射带动作用进一步加强,世博会申办成功,不仅给上海经济的发展带来新的机遇,也给整个长江三角洲的发展带来新的商机。目前,上海正着力于建设国际经济、金融、贸易和航运中心和准备2010年世博会,其经济结构的调整和市场空间的扩大,特别是随着上海服务中心功能的增强,生产制造环节外移、投资外溢,将给我省沿江制造业开发带来更多的辐射带动和发展契机。

      4.全省加快沿江开发战略实施。沿江开发不仅给苏南地区产业升级和产业拓展带来广阔的空间,更为苏中地区加快发展步伐、促进快速崛起提供了现实途径,给我省沿江地区大开放、大发展、大跨越带来难得的机遇。目前,省委、省政府已就加快沿江开发在产业发展和基础设施建设等方面出台了倾斜政策,以项目为载体、资金为纽带、市场化运作的南北两岸联动开发亦进入实质性推进阶段,这给我省沿江开发营造了良好的投资发展环境,增添了新的发展动力。

      针对以上形势分析,我们就必须对数控技术人才的岗位特点、学历要求进行新的调查,以重新确定适应新形势的人才培养目标。已有资料表明,数控机床操作工、数控编程、数控设备维修三个岗位的新需求增长分别为 22%、18%、24%;对数控技术人才的能力要求(按百分制)依次为:数控加工工艺92分、CAD/CAM自动编程90分、数控机床维修90分、机床操作与手工编程80分、数控机床电器控制60分;企业对毕业生的学历要求按岗位依次为:数控机床操作岗位(本科1.8%,大专8.9%,中职94.6%)、编程岗位(本科23.2%,大专46.4%,中职28.6%)、数控设备维修岗位(本科23.2%,大专46.4%,中职28.6%),结果显示,数控机床操作工、数控编程(CAD/CAM自动编程)、数控设备维修三个岗位是高职、中职学生最适合的岗位群。目前我们大多数中等职业教育学校数控技术教学仅为培养数控机床操作工,这与上述分析结果差距很大。

      四、现代制造技术发展带动中等职业教育数控技术教学的科学发展

      目前数控技术教学中的机械制造工艺学、金属切削机床、金属切削原理与刀具等传统学科,经过长期的教学实践,在传统机械制造技术教学范畴内,都已经相当完善了。但基础理论工作一直没有停止过,如各种工艺理论包括切削机理的研究,以及机床基本性能(如精度、可靠性、刚度、热变形、振动、噪声等)及试验的研究。像超精密加工技术、微机械制造技术、高速和超高速加工技术等等,都是这些研究的辉煌成果。这些成果推动了机械制造技术向着高精度、高效率和高度自动化方向的迅速发展,促成了传统机械制造技术向现代机械制造技术的飞跃。研究、讨论、推广、应用这些先进制造技术,是我们在机械制造技术理论教学中延伸和拓展的方向。

      例如,我们目前在普通切削工艺教学中,仅介绍切削速度增大,切削温度随之增大,刀具磨损逐渐加剧,至一临界值时刀具不能再进行切削,为满足加工,延长刀具使用寿命,一般将切削速度(考虑刀具材料等因素)规定在一个常规切削区域范围内。而早在1931年德国物理学家萨洛蒙(Carl Salomon)博士就发现当切削速度达到某一高速区域后,切削速度再增大,切削温度不升反而下降。同时,切削力也会大幅度下降。这一发现,给人一个重要的启示:如果能在具有一定速度的高速区内进行切削加工,不仅能大幅度地减少切削时间(减少约60%~80%),成倍地提高机床效率,而且还将给切削过程带来一系列的优良特性(切削力减少约30%,刀具耐用度提高70%,切削热大幅度降低,切削振动几乎消失等)。由此提出了高速和超高速加工理论。与常规切削相比,高速加工技术切削速度要提高10倍以上,进给速度提高20倍以上,这远远地超越了传统切削的“禁区”,是传统切削理论的延伸。

      再例如,我们现阶段介绍和应用刀具材料,重点都是硬质合金和高速钢,而一些高强度、高熔点刀具材料只做扩大知识面的一般性介绍。但如要推广应用高速加工技术,仅以硬质合金和高速钢的知识来应用刀具材料,是满足不了高速加工技术要求的。高速加工的特定加工环境,要求刀具应有较好的耐高温的力学特性、高的化学稳定性及高的抗热冲击性等。同时,在高速加工时,对不同的工件材料应选用与其合理匹配的刀具材料和允许的切削条件,才能获得最佳的切削效果。目前,能够用于高速切削的刀具材料主要有单涂层或多涂层硬质合金、陶瓷、立方氮化硼、金刚石等,这些材料各有特点,适合不同的工件材料和不同的切削速度范围。较全面介绍这些材料,应是我们机械制造技术教学拓展内容之一。

      传统机械制造技术实习教学向现代机械制造技术实习教学延伸,在目前职业技术学校中小范围内已有实践,数控技术教学就是一例。经过几年来的发展,有些学校在数控技术专业建设上,已具有较强的教学实力。高速加工技术就是在数控技术基础上发展起来的,是数控技术的延伸和拓展领域。我们已有数控技术如此扎实的教学基础,就理应向高速加工技术教学领域延伸和拓展,这样才能适应现代机械制造技术迅猛发展的要求。

      高速加工技术实习教学对机床、刀具、控制系统、编程等都提出了更高的要求。有很多技术问题都要求我们在实践中摸索解决。首先,就应该要解决作为必要条件之一的机床问题。高速加工技术有两项重要的指标:一是高主轴转数,一般情况下,主轴转数至少在12000r/min左右,最高可达60000r/min;二是高速进给,进给速度一般在每分钟几米甚至几十米。选用20世纪90年代后期生产的先进中型加工中心,就可以基本满足以上两项指标。其次是刀具,高速加工刀具直接决定了高速加工的效率、质量和安全,也是实习高速加工技术的必要条件之一。使用高速加工刀具时,除了正确选择刀具材料和切削用量参数外,还要考虑和刀具有关的其他许多问题,如刀具和刀柄的连接,刀柄与机床主轴的连接以及刀具系统的动平衡等。此外,高速加工技术对控制系统、编程也提出了相应高的要求。选用适应于高速加工设备的控制软件和适用于高速加工编程的编程软件进行教学,也是至关重要的。

      参考文献
      [1].张福润 徐鸿本 刘延林 机械制造技术基础(第二版) 华中科技大学出版社,2000
      [2].卢秉恒 机械制造技术基础 机械工业出版社,2002
      [3].林宋 田建君 现代数控机床 化学工业出版社,2004
      [4].姜金三 超高速加工在航空制造中的应用 CAD/CAM与制造业信息化,2004(4)

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