数字化实训工厂在一体化教学中的应用

　　大连市技师学院是一所重点培养高级工、预备技师的学校。学院自创办以来一直秉承以德育人，技能立业的校训，坚持学生自豪，家长放心，社会满意的办学理念，为社会培养高素质、高技能的人才。
　　一、实施背景
　　在多年的教学实践中，学院一直在积极探索职业教育规律，通过对用人单位调研，形成了校企合作、工学结合人才培养模式，建立了基于工作过程的课程体系，完善了与企业质量标准对接的评价体系。同时，在建设及应用的过程中，学院及时研究总结相关经验及做法，并在制度建设和机制创新上推动和保障这一模式不断完善。但在教学过程中仍然发现存在以下问题。
　　一是学生进校不知道未来要学习什么，需要掌握哪些基本技能，缺少一个让学生认知、学习的模拟企业场景的场地。二是教学和实训课程往往千篇一律，缺乏实用性、趣味性，学生学习起来觉得很枯燥。三是随着国家对职业教育投入的不断增加，学校购进大量先进的数控设备，但是在一堂课仅有一名指导教师的授课模式下，教师无法兼顾实训教学和操作演示。教师在机床操作、学生围观的教学模式下，既不能保证每个学生都能看得清楚，也不能保障实训安全，且对于学生提出的疑问也无法在现场一一解答，课堂教学和实践教学在一个教学环境内无法兼顾。理论教学与实践教学脱离，学生因看不清楚及问题得不到解答而丧失兴趣。四是实训车间的实训环境与企业有一定差距。五是目前实训车间对学生的实训过程没有进行有效的管理，现有的管理方法和管理手段还处于人工状态。六是学生和教师之间缺少一个有效的沟通平台。学生在实训过程中缺乏相关专业知识及资料的时候，得不到补充，缺少自主学习的支撑平台。七是学校的教学资源（课件、案例、图纸、多媒体资料等）、学生的学习及成长资料（实训及实操资料、成果、作业等），没有一个统一管理、有效共享的资源平台。八是学生评价主要是采用期末考试定成绩的方法。
　　二、企业数字化工厂的主要内容
　　1。从设计部门获取产品数据
　　通过系统集成，从设计部门的产品数据管理（PDM）系统中自动下载产品相关数据，包括产品图纸、3D模型、装配关系等，并在数字化工厂环境中进行工艺审查、公差分析等。
　　2。从工装工具、生产部门获取资源数据（2D3D）
　　通过系统集成，从企业的资源库中自动下载相关资源数据，在数字化工厂环境中建立相关项目的资源库。
　　3。工艺规划
　　在数字化工厂规划模块中进行协同规划或导入工艺部门已有工艺信息。工艺规划包括：总工艺计划、细节工艺计划、生产计划及产品、工艺、资源关联及工时等工艺信息。
　　4。工艺验证、仿真
　　在数字化工厂工程模块中验证规划结果。工艺验证包括：工艺验证、动态装配、工位布局验证、线平衡、工时分析、人机工程仿真、工厂布局、物流仿真、机器人仿真、NC仿真、冲压仿真、PLC仿真和质检等。
　　5。客户化输出
　　通过系统集成和客户化开发，输出工艺执行文件；通过系统集成和客户化开发，输出生产、采购、招投标、维护、培训等信息或将数据传递到现有的计算机辅助工艺过程设计（CAPP）系统中。
　　三、数字化实训工厂建设的主要目标
　　数字化实训工厂的建设既要达到企业应用水平的数字化工厂要求，又要结合职业学校的教学特点。
　　主要目标如下：建立校园内部产品生命周期管理中心，模拟企业真实的工作环境；建立一体化讨论区；建设应用视频采集系统；建设数字化教学资源平台；建立6S车间管理制度；建立与企业质量标准对接的过程化评价体系。
　　四、数字化实训工厂实施过程
　　数字化实训工厂的建设是以国家职业标准为依据，以培养企业需求的人才为目标，通过数字化工厂的多元模式教学平台，充分利用实训车间内部及校园网络平台的支撑，以学生自主学习为主体，实现一体化教学目标。
　　1。产品生命周期管理（PLM）中心建设
　　产品生命周期管理，是一种企业信息化的商业战略，通过实施一整套的业务解决方案，把人、过程和信息有效地集成在一起，作用于整个企业，经历产品从概念到报废的全生命周期，支持与产品相关的协作研发、管理、分发和使用产品定义信息。将PLM引入职业教育，重点是让学生理解产品的全生命周期状况，并做好自己的工作。
　　一体化课程教学主要是应用项目教学法和任务驱动教学法等。产品生命周期管理中心的建立，就是要建立这种教学法的体验中心，实现从单人表现到团队组合表现的多方位考核方式。教学的主要表现形式为以组为单位的项目执行模式，分组原则为设计（人）工艺（人）制造（人），项目教学的过程以图纸设计到产品加工成型为一个流程，以资源管理平台来控制这个流程。实际操作时，可根据教师的个人想法和创意或学生的想法和创意，一起完成任务。
　　学生在实施任务的时候，会应用到已经学习过的知识和技能，但也经常会遇到没有学过的知识和没有训练过的技能。当学生因为某项知识或技能达不到要求时，就需要团队找到解决问题的途径和方法，从而培养学生的团队合作能力、沟通能力、解决问题的能力等。
　　完成上述工作，需要建设完善的软件系统，包括产品设计软件、产品工艺软件、产品加工软件等等。
　　2。一体化讨论区建设
　　建设一体化讨论区的目的是让学生、教师在实际操作过程中，发现问题后能够有集中讨论的区域，所以一体化讨论区要设在实训车间内，必须配备可上网的电脑、学生桌椅。笔者学院配置的电子白板一体机，可实现上网查询资料、教学视频观看、教师授课等功能。
　　3。应用视频采集系统
　　在传统的实训教学中，一般都是教师示范操作，学生围在一起观看，当学生人数很多时，很多学生都看不到教师的操作，大大影响了教学效果。
　　应用视频采集系统，能够采集机床面板以及机床内部的加工视频，指导教师在机床上的操作通过应用视频采集系统展现，学生可通过实训车间的任何电子白板一体机看到清晰的图像，解决了学习效果低下的问题。
　　4。教学资源管理平台建设
　　教学资源管理平台是教学管理现代化的重要手段。在平台上，教师将每个学期的教学进度计划、教案按时上传，长久保存。同时，还可将慕课、微课、课件、题库等教学资源上传至平台，供教师互相学习，不断提高，这对年轻教师的培养具有重要的意义。
　　5。6S车间管理建设
　　引进现代化企业6S管理模式，整理和完善6S管理制度，使6S制度更有实施性和有效性，实现车间6S场地规划和6S细节规划，并且配套6S管理标识，设置6S宣传标语和宣传展板。
　　6。建立与企业质量标准对接的过程化评价体系
　　职业教育的评价体系必须要和企业的质量标准对接，要改变目前的精度赋分方式，引入企业的合格品概念（全部精度都要合格）。大连市技师学院探索出过程化考核评价体系，一个学期要进行四次考核，四次成绩的平均分为期末总成绩。
　　五、主要成果
　　一是数字化实训工厂的建立，使教师和学生都清楚地了解了一个产品生命周期的全过程，教学相长，自身能力得到提升。
　　二是数字化实训工厂自投入运行以来，受到了教师的欢迎。教师在教学中更多地采用了项目教学法、任务驱动教学法等方式方法；年轻教师通过学习优秀教师的教学经验，工作能力、教学能力都有很大的提高；教学管理部门通过教学资源平台，减轻了工作压力，使教学检查更及时、更直观。三是提高了学生的综合职业能力，开拓了学生思维，发挥了学生潜能，为学生今后的发展奠定基础。学生的团队合作能力、与人沟通能力、解决问题能力、革新创新能力、自主学习能力等显著提高，课堂上睡觉、玩手机的现象几乎不见踪迹。从近三年来用人单位反馈的情况看，企业对学院毕业生满意度高。