从线上学习到线下工作
本报道由记者张翀采访,从线并由通讯员朱丽和唐青青提供稿件。上学
楼下,习到线下生产加工忙碌不已;楼上,工作仿真教学紧张有序。从线近日,上学记者来到湖北省武汉市武昌职业学院校办工厂——湖北中镶精密制造有限公司的习到线下车间,看到4个班级200多名机电一体化专业的工作学生正在一比一还原真实数控机床的教学平台上进行实践操作。他们同步模拟着制造航空航天飞行器上的从线精密结构件和紧固件的工作过程。
武昌职业学院通过运用数字孪生技术自主研发了机电一体化智慧教学实践平台,上学帮助传统课堂向3D实操转型,习到线下并有效降低了实训成本和人才培养成本。工作这样学生“上课即上班、从线毕业即就业”,上学使该校的习到线下机电一体化省级品牌专业迎来了“重生”。这个案例为培养高端装备产业人才提供了可借鉴的数智教育新模式。
开发数字化双胞胎机床解决教学难题
我们学校机电一体化技术专业的的确是非常优秀的王牌专业,并且还是省级的品牌专业之一。虽然一直保持着每年招收12个班级的教学规模,但从2017年起,招生情况一度变得艰难。高端装备智造学院的汪洋院长如此说道。
高端精密加工的精度达到了纳米级别。要熟练操作这些数控机床,学生往往感觉入门困难重重,进展缓慢,充满了挑战。湖北中镶精密公司负责人武昌职业学院“双师型”教师胡田秀介绍道,“实地教学风险高、成本高且场地受限,难以实施;虚拟教学的效果欠佳、周期长,并容易与实际情况脱节,这些都给实际教学带来了困难。”
胡田秀及其团队耗时半年进行开发和研制。2024年3月,首批50套“昌职智教——数字孪生虚拟教学平台”搬进了课堂。“我们搭建了基于真实机床的数字化孪生模拟机床,并将其一比一还原实际生产操作。”胡田秀说,“通过接入局域网,我们可以实现直接连接和操控实际生产的功能。操作面板与真实的机床面板完全一样,考虑到在实际生产中是站立操作的情况,数字孪生机床设计成了立式结构。”
经过为期八个月的滚动式培训与调试,数字孪生机床在教学上取得了超出预期的效果。
模拟实操让学用不再脱节
“现在我们将模式切换至手轮模式,X轴手轮倍率选择100%……”在湖北中镶精密车间,一位身着蓝色工服、推着黄色小推车的青年教师肖力将摄像头对准工作机床的操作面板,并向身后的一群学生讲解。与此同时,在楼上的实训中心S201教室里,学生们可以看到小推车上显示屏同步显示的画面。这些站在数字孪生机床前的学生一边观看屏幕直播讲解的内容,一边跟着要点操作练习。
肖力表示,他所讲授的《数控编程与操作》课程共设有72学时。这些课时中超过一半以上的内容聚焦于数字孪生机床的实际操作。“学校的数字孪生平台在教学方面发挥了很大的作用。”
自从数字孪生机床投入运行之后,学生的实训成本减少了超过80%。汪洋介绍说:“以前一名毫无基础的学生从入门到掌握规范操作机床大约需要半年的时间。但在掌握了数字孪生机床的模拟操作之后,这个时间缩短至三个月。”
数智教育促进产教融合发展
不仅要培养全面发展的人才,还要重点培养高端专业型人才。汪洋强调,在学生培养的后期强化阶段,学校采取了项目式和卡工式的实践教学模式。根据不同工种的要求进行专业分流,并采用定向小班方式进行培养。真正实现“产教融合”,将课堂与生产无缝连接起来。
在机械与自动化专业的学习过程中,大二学生张俊坤通过实践课程的磨炼,在去年10月进入了湖北中镶精密成为一名实训铣工。自那以后,他已经在这个岗位上工作了7个月,并每月获得超过4000元的实际补贴收入。
工厂铣工组长曾胜表示,张俊坤现在已经掌握了工厂的3套系统操作技能,并生产了超过100款定制精密零部件,废品率控制在5%以内。他表示:“学校的‘实景教学’对初学者入门很有帮助,可以更快、更安全、更低成本地帮助初学者打好基础,降低废品率。”
从"楼上上课"转变为"楼下上班",湖北中镶精密公司有很多像张俊坤一样的实训学生,人数已经接近70名,并且还在增加。
据了解,武昌职业学院的高端装备智造实训基地现有加工车间2万多平方米(含)。拥有各类生产、检验及先进设备设施150多台套。基地内的专任教师、高级技工、技师和高级技师、管理人员都具备长期从事高端精密制造领域的丰富从业经验。(其中)通过培养,90%学生能够在课堂上即获得实际工作经验,并且毕业时即可就业(含)。