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（2D/3D）
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。