數控加工工藝與編程項目化教學改革探討*

李笑勉 李會玲 范四立 張良超

東莞職業技術學院機電工程系 廣東東莞 523808

隨著我國由“制造大國”向“制造強國”的轉型，社會對高素質技術人才的需求也不斷發生變化。職業教育肩負著向特定行業和崗位培養合格的一線操作技能型專門人才的重任。數控技術專業高技能人才在珠三角尤其緊缺，如何提高學生的技能水平和綜合素質，是職業技術教育急需解決的關鍵問題。

職業教育中學生普遍對理論課程不感興趣，或理論與實踐脫節，造成學生基礎不扎實，動手能力差，不能適應企業的需要。項目化教學模式是為了解決這一問題而被提出來的，但是教學的效果卻有不同。如何讓項目化教學方法的教學效果發揮得更好是很值得研究的問題。換言之，就是在提高了學生的學習興趣，也讓學生掌握了一定理論基礎知識，同時也具備較高的技能水平，但是學生能不能在畢業后的工作崗位上很快勝任工作或者與企業需求“零”距離對接呢？目前學校的課程設置普遍存在“加工工藝分析與數控編程脫節、理論教學與實踐環節脫節、學校教學與企業生產脫節”這樣一種“三脫節”的問題，從而導致“教師自認為教得不錯，學生自認為學得不錯，可是畢業生一到企業什么也不會做”的現象。因此，如何開發合適的項目課題是解決這個問題的關鍵。

1 項目設計依據

走訪北京精雕科技有限公司、臺灣全量科技有限公司、東莞奇峰液壓有限公司等知名企業，通過訪談企業專家和技術人員，對數控技術專業方向所面向工作崗位的工作項目、工作任務和職業能力進行系統的分析，綜合各位專家意見，將該門課程定位在“零件加工工藝流程設計、零件加工工藝分析、零件工序工藝文件編制、CAD/CAM軟件的應用、零件加工質量和效率分析、引入編程新技術、數控加工操作”等工作任務上。圍繞這些工作任務，以數控加工的典型零件為載體，設計學習項目，組織課程內容。這些典型零件從簡單到復雜，從考證訓練項目到實際生產零件，形成項目序列，讓學生在學習項目的過程中不斷地提升職業能力。

該門課程選取以下工程實際項目：項目一，軸套類零件數車工藝設計與編程加工；項目二，板塊盤類零件數銑工藝設計與編程加工；項目三，箱體類零件加工中心工藝設計與編程加工；項目四，數控精雕工藝設計與編程加工；項目五，模具電火花線切割工藝設計與編程加工；項目六，數控綜合工藝設計與編程加工；項目七，復雜零件（葉輪）數控工藝設計與編程加工。

通過以典型零件為載體設計的項目學習，形成以下職業能力：1）會根據裝配圖、零件圖及技術要求，進行加工工藝分析，并能進行整體工藝設計；2）會根據零件工藝特點及技術要求，選擇合適的加工設備、刀具、工夾量具；3）能選擇合適的切削用量及其他工藝參數；4）能編制各種標準格式的數控加工工藝文件；5）能根據工藝要求應用CAD/CAM軟件進行編程；6）熟悉常用數控機床的性能特點，并能熟練操作數控機床；7）能加工零件至符合圖紙技術要求；8）會分析加工質量、加工效率影響因素，并能進行合理調整；9）具有安全、質量、成本、效益等意識。

2 配套項目化教材的編寫

1）依據本課程標準編寫教材，教材應充分體現加工任務引領、生產實踐導向的設計思想。

2）教材應將本課程的職業活動，依據生產流程或不同零件，分解成若干典型的工作項目，采用典型項目持續訓練的教學模式，不斷鞏固和強化其專業知識、基本技能和職業素養。

3）教材應密切結合現場生產實際，體現真實工程環境，再現工作現場。

4）教材內容體現先進性、通用性、實用性，要將本專業新技術、新工藝、新設備及時地納入教材，使教材更貼近本專業的發展和實際需要。

5）教材中的活動設計的內容具體，并具有可操作性，便于教師指導和學生學習。

6）按照項目課程的理念，可確定其教材編寫格式為：①教學目標；②工作任務；③實踐操作（相關實踐知識）；④問題探究（相關理論知識）；⑤知識拓展（選學內容）；⑥練習。

目前，該教材正在進行編寫，預計2013年完成校本教材，經過校內修訂后力爭2014年底正式出版。

3 項目實施采用的教學方法

1）在教學過程中，應立足于加強學生實際操作能力的培養，采用項目教學，以工作任務引領提高學生學習興趣，激發學生的成就動機。

2）本課程教學的關鍵是現場教學，應選用典型零件生產工藝流程為載體，教學過程以生產過程為主線，強調生產任務為最終目標。

3）在完成生產任務的過程中，自然融入相關工藝知識、編程知識、軟件應用知識，以及安全、質量、成本、效益等意識。

4）在教學過程中，多采用掛圖、多媒體、投影等教學資源輔助教學，幫助學生理解關鍵工藝問題。

5）在教學過程中，要重視本專業領域新技術、新工藝、新設備發展趨勢，貼近生產現場。為學生提供職業生涯發展的空間，努力培養學生參與社會實踐的創新精神和職業能力。

6）教學過程中教師應積極引導學生提升職業素養，提高職業道德。

4 教學評估

1）改革傳統的學生評價手段和方法，采用階段評價、目標評價、項目評價、理論與實踐一體化評價模式。

2）關注評價的多元性，結合提問、現場解決問題、提交作品（包括工藝文件、編程、零件成品等）、測驗、考試等情況，綜合評價學生成績。

3）既注重學生在實踐中獨立分析問題和解決問題能力的考核，又注重學生協同作業的溝通、協作能力，全面綜合評價學生的工作能力。

5 教學場所的設計

以往的實訓（實驗）室是根據教學的需要設計和建設的，這是一種課程內容導向的實訓（實驗）室設計模式，存在零散性等缺點，缺乏整體設計思路。如果現有的課程體系本身存在問題，將更加導致實訓（實驗）室設計的偏差。新的課程理念要求以工作任務分析為基礎，按照空間結構與工作現場相吻合的原則設計實訓（實驗）室。一方面是數控實訓設備的配置。目前學院的數控設備有14臺數控銑床、4臺加工中心、14臺數控車床、4臺電火花機、4臺電火花線切割機，后期設備還準備添置1臺五軸聯動加工中心、1臺車銑復合加工中心、5臺數控雕刻機。另一方面是CAD/CAM多媒體實驗室的建設。該實驗室是學生進行理論學習以及數控編程上機操作的場所，歸屬于數控實訓場的配套教室，這為理論實踐一體化教學提供有利條件。另外，實驗室對教師和學生進行全面開放，有利于提高設備的綜合利用率，以實現實驗室所有資源的共享和良性循環發展。

6 項目教學的實施

以項目為核心，教、學、做合一，工學結合，一體化教學模式。根據上述的7個項目設置7個學習情境，組織學生分組，以小組為單位，按照如圖1所示“六步法”（資訊—計劃—決策—實施—檢查—評價）的過程和方法完成工作任務。

第一步：資訊。先由教師發資料，包括資訊單、任務書、引導文等，學生閱讀學習資料，查閱收集資料，學習相關知識，然后由教師使用多媒體講授相關的理論知識，并進行課堂互動，討論完成第一步的內容。

第二步：計劃。教師發相關資料，包括分組表、任務分配單、工作計劃單、儀器工具清單，班長組織分組討論，交流對任務的認識，分頭學習項目設計方法和過程，交流學習到的方法和相關知識。并制訂完成項目計劃，組長組織討論修改計劃，達成一致。

第三步：決策。由教師審閱各組方案，組織演示、討論，提出修改意見，講解設計方案關鍵知識和技能。學生分組討論修改方案、計劃，經過師生、小組內多次交流互動，達成一致方案、計劃。

第四步：實施。學生分組按方案和計劃開展項目學習與工作，教師記錄各組各生項目實施過程情況并巡回指導學生。

第五步：檢查。教師按任務書要求檢查項目完成情況，幫助學生修改錯誤和修正項目。學生則修改完成過程中錯誤，重新完成項目實施過程。待項目完成后，學生填寫好項目檢查單和書寫項目報告。

第六步：評估。由教師審閱各組項目報告、總結，并組織小組答辯，通過項目答辯對學生個人和團隊進行評估考核。

7 教學改革收獲和總結

東莞職業技術學院從2011年10級數控技術專業學生開始對數控加工工藝與編程課程進行項目化教學改革試點，這種工作任務導向課程模式可以極大地激發學生的學習熱情，使學生找到學習的樂趣，切實提高學生的職業能力。2012年5月統計的數控技術專業就業率達到94%。在2011年的全國高職院校模具技能大賽中，數控專業學生獲得全國二等獎；在廣東省數控技能競賽中獲得三等獎。通過這次課程改革，取得一定的成績，同時也為其他課程的改革提供了借鑒。當然，還要對改革中出現的問題進行剖析以及解決，如教材內容的優化、雙師型師資隊伍的建設等。

[1]張瑤,劉樹青,汪木蘭.系列化探究式項目教學實驗室建設與運行[J].中國現代教育裝備,2011(23):18-20.

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