隨著現(xiàn)代職業(yè)教育體系建設(shè)改革的不斷深入，實踐教學在高素質(zhì)技術(shù)技能人才培養(yǎng)體系中的重要性日益凸顯。但受到多方面因素影響，當前職業(yè)院校教學儀器設(shè)備的配置與更新速度往往落后于行業(yè)發(fā)展步伐，已成為制約職業(yè)教育實踐教學質(zhì)量提升的一道難題。河北石油職業(yè)技術(shù)大學（以下簡稱“河北石油職大”）作為首批職業(yè)本科院校之一，通過自主研發(fā)教學儀器設(shè)備，實現(xiàn)教學設(shè)備從“怕?lián)p壞”到“不怕壞”再到“鼓勵壞”的蛻變，搭建深度學習平臺，學生的動手操作能力和復(fù)雜問題綜合解決能力得到顯著提升。

　　痛點凸顯

　　設(shè)備配置短板阻礙深度學習

　　職業(yè)院校的實訓(xùn)教學，設(shè)施設(shè)備不僅是基礎(chǔ)保障，更是培養(yǎng)學生實踐能力和技術(shù)應(yīng)用能力的關(guān)鍵。以數(shù)控多軸加工實訓(xùn)所需的教學設(shè)備為例，一臺工業(yè)級五軸數(shù)控機床的售價通常為七八十萬元，一般配備10臺以上才能夠滿足一節(jié)課上一個行政班（35人左右）每名學生都有動手操作的機會。一旦設(shè)備配備不足，學生實際操作的機會將大幅減少，教學效果將大打折扣。不僅如此，由于工業(yè)級機床結(jié)構(gòu)復(fù)雜、集成度高的特點，還存在“易損壞、維修難”的問題。絕大多數(shù)職校生機床操作經(jīng)驗不足，稍有不慎就會出現(xiàn)操作失誤，造成機床損壞、停機。如果設(shè)備損壞過多無法及時修理，也會導(dǎo)致學生動手實操的機會減少。

　　河北石油職大數(shù)控實訓(xùn)基地負責人黃志國說：“以前上實訓(xùn)課最怕設(shè)備損壞，一旦設(shè)備罷工，原本就捉襟見肘的實訓(xùn)設(shè)備更是‘雪上加霜’，只能安排多名學生圍在一臺機床邊，僅個別學生有動手操作的機會，多數(shù)學生只能站在旁邊圍觀?！睘楸M量降低設(shè)備的損耗率，實訓(xùn)課教師往往將學生的操作內(nèi)容限定在預(yù)設(shè)的安全范圍內(nèi)。這就導(dǎo)致課堂上教師“嚴防死守”防止設(shè)備損壞、學生“畏首畏尾”不敢大膽操作，不僅不能達到理想的技能訓(xùn)練效果，更無法滿足學生的深度學習需求。

　　突破困境

　　自主研制機床助力實踐教學

　　全國青年崗位能手、河北省五一勞動獎?wù)芦@得者魏艷東，是由企業(yè)引進到學校的一名數(shù)控技能大師。在他的帶領(lǐng)下，河北石油職大師生團隊立足數(shù)控多軸加工實訓(xùn)的教學痛點，自主研發(fā)了經(jīng)濟型五軸數(shù)控機床。該機床具備RTCP刀尖跟隨、自動換刀、機內(nèi)對刀等功能，可實現(xiàn)高柔性加工，適用于玉石雕刻、工藝品制作和小型復(fù)雜有色金屬加工等復(fù)雜曲面加工場景，具有精度高、穩(wěn)定性好、結(jié)構(gòu)簡單、維護成本低的特點，已達到行業(yè)最新發(fā)展水平。更為重要的是，該機床的生產(chǎn)成本僅為工業(yè)級機床的1/5，有效調(diào)和了需求、功能和成本間的矛盾。

　　談及研發(fā)機床的過程，魏艷東說：“我之前一直在外資企業(yè)從事數(shù)控加工工作，最大的體會就是想要熟練掌握機床操作技能、成為行家里手，除了在機床上不斷練習和反復(fù)操作外，沒有任何捷徑可言。來到學校后，當看到實踐教學的效果因機床配備不足而受到影響時，我就想起來在企業(yè)自制小型雕刻機的經(jīng)歷，進而萌發(fā)了自主研制機床的想法。我和幾位年輕教師一起，利用廢舊零部件組裝成一臺簡易機床，實現(xiàn)五軸機床的基本功能。又在學校的支持下，組建師生團隊對機床進行結(jié)構(gòu)和功能方面的優(yōu)化升級，最終成功研制出經(jīng)濟型五軸數(shù)控機床。”

　　自研機床幫助學校實現(xiàn)了儀器設(shè)備的足量配置，緩解了設(shè)備購置資金短缺難題。通過建設(shè)多軸加工實訓(xùn)基地，滿足了實踐教學“多分組、分小組”的需求，大幅增加了學生動手實操機會，生均動手操作時長占比從之前的不足60%增加到100%，有效扭轉(zhuǎn)了設(shè)備不足導(dǎo)致學生“吃不飽”的情況。

　　在自主研發(fā)經(jīng)濟型五軸數(shù)控機床的過程中，教師們除了帶領(lǐng)學生直接參與研發(fā)外，還把整個研發(fā)過程引入專業(yè)教學，機制、數(shù)控專業(yè)的500多名學生間接參與其中，學生的數(shù)控加工設(shè)備操作技能得到大幅提升。在首批直接參與研發(fā)的學生中，有2人獲第十六屆“振興杯”全國青年職業(yè)技能大賽銅獎，并被授予“全國青年崗位能手”稱號，間接參與研發(fā)的學生也成為各大企業(yè)爭相選聘的目標。

　　回歸課堂

　　優(yōu)化教學組織實現(xiàn)深度學習

　　河北石油職大工業(yè)技術(shù)中心的教師們一直在思考，職業(yè)本科院校的實踐課程如果僅僅停留在滿足學生基本操作技能的培養(yǎng)階段，學生走向企業(yè)后能不能解決復(fù)雜的技術(shù)問題、敢不敢接手高標準的生產(chǎn)任務(wù)？機床的損壞停機雖然會影響教學，但機床維修和調(diào)整過程卻是非常難得的教學內(nèi)容。而工業(yè)級機床的維修需要專業(yè)人員介入，學生難以參與其中，對數(shù)控機床的認知僅能停留在基本操作層面，錯失了深入了解機床內(nèi)部結(jié)構(gòu)與工作原理的機會。如何將機床的維修、裝調(diào)等環(huán)節(jié)與機床工作原理和機床加工操作緊密結(jié)合起來，將生產(chǎn)一線真實的技術(shù)場景搬到課堂上，曾經(jīng)是困擾教師們的另一道難題。但是自研機床的大規(guī)模配備給了大家充足的信心，教師們決心改變以往“嚴防死守”的教學組織形式，將自研機床的效能發(fā)揮到極致，為自研設(shè)備增值賦能。

　　在數(shù)控多軸加工實訓(xùn)課的課堂上，教師不再擔心設(shè)備損壞、不再預(yù)設(shè)“安全范圍”，鼓勵學生在遵守安全操作規(guī)程的前提下大膽操作。即便出現(xiàn)機床損壞的情況，教師也可以結(jié)合具體情況實時切換教學內(nèi)容，指導(dǎo)學生現(xiàn)場分析故障原因并組織維修，學生角色迅速從“操作員”切換為“維修員”，“零件加工場景”無縫轉(zhuǎn)換為“設(shè)備維修場景”，更加貼近企業(yè)一線的“真情實景”。學生在模擬企業(yè)一線的場景里真刀實槍地干和練，操作時不再“畏首畏尾”，遇到緊急情況時也能沉著應(yīng)對，應(yīng)對現(xiàn)場復(fù)雜問題的能力得到有效提升。

　　經(jīng)過多年的努力，河北石油職大的數(shù)控實訓(xùn)設(shè)備實現(xiàn)了從“怕?lián)p壞”到“不怕壞”再到“鼓勵壞”的蛻變，實踐教學載體從“模擬故障”“預(yù)設(shè)故障”變?yōu)椤罢鎸嵐收稀薄半S機故障”。通過學習任務(wù)實時切換、師生角色適時轉(zhuǎn)換、教學場景隨時變換，有效地優(yōu)化了課程組織形式，極大地提升了教學效果。

　　輻射帶動

　　激發(fā)師生創(chuàng)新創(chuàng)效熱情

　　除了在校內(nèi)成功應(yīng)用外，河北石油職大自主研發(fā)的經(jīng)濟型五軸數(shù)控機床還成功推廣至電子科技大學、中國農(nóng)業(yè)大學等高校以及山西桐封技師學院等職業(yè)院校，為其累計節(jié)約設(shè)備購置成本500余萬元。

　　此外，自研機床操作簡便、安全性好且支持定制，除滿足日常教學需求外，還應(yīng)用于開展開放實訓(xùn)和科創(chuàng)研修。師生團隊針對石油鉆采一線中的關(guān)鍵問題，利用自研機床成功開發(fā)了超高壓硬密封油井封隔器泄壓端蓋。在2024年世界職業(yè)院校技能大賽數(shù)控多軸加工技術(shù)賽項上，學校代表隊使用自研機床與知名品牌工業(yè)級機床同場競技榮獲銅獎，自研機床的綜合性能和師生的綜合素質(zhì)均經(jīng)受住了嚴格考驗。

　　在機床研發(fā)項目的帶動下，教師參與創(chuàng)新創(chuàng)效的熱情得到充分激發(fā)。國家級、省級技能大師帶領(lǐng)骨干教師，將教學設(shè)備研發(fā)和具備真實生產(chǎn)背景的項目化課程開發(fā)作為核心任務(wù)，積極推進產(chǎn)學研用協(xié)同發(fā)展。教師團隊先后成功開發(fā)數(shù)控技術(shù)綜合仿真實訓(xùn)平臺、機械設(shè)備裝調(diào)綜合實訓(xùn)平臺、焊接技能綜合實訓(xùn)裝置、普通車床溜板箱模擬練習裝置等一系列教學儀器設(shè)備，并大力推進實踐教學情境真實化、實習實訓(xùn)項目生產(chǎn)化。學生通過參與具體工作項目，在真實場景中進行深度學習，不僅熟練掌握了崗位核心技術(shù)，解決現(xiàn)場復(fù)雜技術(shù)問題的能力也得到大幅提升。

　　河北石油職大立足學生崗位核心能力培養(yǎng)，通過自主研發(fā)教學儀器設(shè)備，建設(shè)“場景真實、開放融合”的綜合性實訓(xùn)基地；通過開發(fā)項目化課程并成功應(yīng)用于實踐教學中，促進科技研發(fā)成果落實、落地，成功打造了創(chuàng)新性、高階性、綜合性相結(jié)合的深度學習平臺，實現(xiàn)“從教學中來，到教學中去”的實踐育人閉環(huán)。

《中國教育報》2025年01月07日 第06版