基于工作過程的《數控編程與加工》課程開發與實踐

摘 要：依據基于工作過程課程理念，介紹了《數控編程與加工》課程在教學內容、教學組織實施、教學評價和教學環境等方面進行的一些改革措施。實踐證明，通過這些改革提升了學生學習的主動性，提高了學生的職業能力。

關鍵詞：基于工作過程 數控編程與加工 課程開發

基于工作過程的課程開發是目前高職教育專業課程建設的主流模式。基于工作過程的課程要求課程體系從學科體系轉向工作體系；課程內容從知識導向轉向行動導向；課程目標從知識本位轉向能力本位；課程順序從知識邏輯為主線轉向職業活動為主線；課程環境從課堂情境轉向工作情境；課程實施從教師為主導轉向學生為中心；課程價值從知識儲備為主轉向實際應用為主[1]。 按照這一課程理念，筆者對我院計算機輔助設計與制造專業開設的《數控編程與加工》課程的教學內容、教學組織實施、教學評價和教學環境等方面進行改革與實踐，取得了一些經驗，在此進行剖析，以期與同行探討。

1.重構課程教學內容，設計學習情境

《數控編程與加工》是我院計算機輔助設計與制造（CAD/CAM）專業的專業主干課程之一，是學生專業能力培養的主要課程。在教學改革之前課程采用學科體系下的課程內容編排，注重知識的系統化、邏輯化，課程內容不能與企業、行業有效對接，授課主要采用“滿堂灌”、“填鴨式”教學方式，先理論后實踐的教學模式導致理論教學和實踐教學相脫節，教學過程枯燥，學生對教學內容難以理解，興趣不濃，厭學現象嚴重，教學效果不理想，更無法培養學生的職業能力。

我們在充分聽取企業一線技術人員的意見和建議基礎上，對職業崗位進行分析，結合中級數控操作工國家職業標準，重新確定課程標準，解構了原有的基于知識儲備的《數控編程與加工》學科課程內容結構，重構了基于知識應用的工作過程導向內容結構，打破了原來的知識體系順序，由企業實踐專家和學院課程開發專家按工作過程重組、序化課程教學內容。根據職業崗位調研確定本課程的任務是使學生具有機械產品數控車床、數控銑床/加工中心加工工藝設計、程序編制和使用數控機床加工的能力，強調學生職業能力的培養。按照職業性、典型性、邏輯性、可遷移性的學習情境設計原則[1]，設計了數控銑床/加工中心編程與加工、數控車床編程與加工兩個模塊的10個學習情境（見表1）。每個學習情境都包含了數控編程與加工崗位的完整工作過程，各學習情境之間具有平行、遞進、包容的邏輯關系。

2.改革傳統教學方法，實施行動導向的教學

任何工作任務均具有不同的工作內容，但其工作過程基本一致，即無論完成什么工作任務，基本要遵循資訊、決策、計劃、實施、檢查、評價的步驟。且無論工作任務的技術要求是否改變，使用的工作方法是否變革，其步驟是不變的[2]。

基于工作過程的課程要體現職業工作任務的完整工作過程，通過完成工作任務對學生進行“資訊、決策、計劃、實施、檢查、評價”的思維過程訓練[3]，培養學生的職業能力。教學實施中關鍵要強調6步思維過程訓練，這是學生可持續發展的根本。教學組織形式也應更加靈活多樣，符合學生活潑的天性，學生在動手做的過程中通過不斷努力，解決碰到的各種問題，從而鍛煉個人能力。各模塊第一個教學情境實施中老師提供學生一個簡單零件加工的數控程序，手把手教學生輸入程序、輸入參數、操作數控機床及安裝調整工件，使學生了解數控加工的整個流程，能操作數控機床，會安裝刀具工件等。在其他教學情境的教學中將全部同學分為五人一組，教師與各組學生按照零件數控編程與加工的工作過程完成教學。首先老師下達加工任務，引導學生分析加工任務、搜集并學習相關資料；然后組長組織同學進行加工工藝的討論，確定一套合適的工藝方案，填寫工藝卡，編寫加工程序；接著對數控程序進行仿真調試和零件加工；加工完成后對照零件圖紙進行零件質量的檢驗，分析討論加工質量情況并提出改進措施直至零件加工合格，最后把完善工藝方案存檔。針對不同的教學內容可以采用講授法、討論法、引導法、項目教學法、工作過程6步教學法等教學方法，將過去由教師主導、學生被動接受的教學模式向教師指導、學生為中心的教學轉變。

表1 數控編程與加工課程學習情境

模塊序號學習情境目標與內容學時

數控銑床/加工中心編程與加工

1操作數控銑床1、了解數控銑床結構、特點；2、會數控銑床的基本操作。8

2平面槽零件銑削加工1、 會使用數控加工仿真軟件；2、 能進行刀具中心軌跡編程。12

3外輪廓零件銑削加工1、能進行刀具半徑補償編程；2、掌握外輪廓加工工藝；3、能通過調整加工參數提高加工質量。12

4含孔零件加工1、 初步掌握孔加工工藝；2、 能進行刀具長度補償編程。14

5型腔零件銑削加工1、 掌握內輪廓及型腔加工工藝；2、 會合理規劃刀具路徑。18

數控車床編程與加工

1操作數控車床1、了解數控車床結構特點；2、會操作數控車床。6

2階梯軸車削加工1、掌握數控車床編程特點；2、能進行外圓加工編程。8

3螺紋軸車削加工1、掌握螺紋、槽加工工藝及編程方法；2、能進行外圓輪廓、三角螺紋加工編程。12

4較復雜軸零件車削加工1、能合理安排車削粗精加工工藝；2、能利用計算機計算節點坐標。12

5套零件車削加工1、 掌握內圓加工工藝；2、 能進行內圓加工編程。10

學生在做中學，學中做，全程參與教學過程，課堂上很充實甚至有些忙碌，不時翻書查資料，或與同學討論加工工藝，或者自己進行仿真調試程序，加工的時候更是注意力高度集中觀察加工過程。每個任務完成都有一個可以看得見的學習成果，學生學習主動，興趣濃厚，能進行獨立思考，有些同學還能進行深入鉆研，總結一些方法如何提高完成任務的效率和零件加工質量。課程結束后與學生交流，反映在數控編程與加工課程中有所收獲，知道了做什么和怎么做，對勝任相關崗位工作的信心有所增強。

3.采用強調能力的教學評價

課程考核評價改變過去單一試卷考核的方式，采用過程考核與期終考核相結合的方式。過程考核使用評價表對學生完成的每個工作任務的情況進行個人、小組、老師三方的評價（見表2），重點考查學生能力、態度。期終考核采用試卷進行，主要用于考查學生理論知識點的掌握情況。過程考核與期終考核按7：3計入學生本課程總成績。

表2 教學評價表

任務名稱學生

評價指標評價標準配分完成情況

制定加工工藝工藝規范合理20

編制加工程序程序仿真合格20

零件加工質量符合圖紙要求40

安全文明生產遵守車間制度10

個人學習態度態度積極主動10

學生自評（40%）小組互評（30%）老師評價（40%）總評

4.創設工作情境的教學環境

打破改革前理論與實踐分離的教學環境，創設盡可能與實際工作環境接近的教學環境，將理論教學和實踐教學集成，形成學習融

“教、學、做”為一體的課堂，把學生知識和技能的學習過程置于工作過程、工作崗位的環境中，實現教學環境與工作環境的有機融合。

數控編程與加工的教學在模擬真實工作環境的數控加工車間進行，在車間里設置工藝設計室，學生在此進行數控加工前的準備工作，準備完成后就可以到車間進行零件加工，呈現了真實工作情景，加工真實工作產品，實現真實工作過程。

5.總結

通過基于工作過程的課程開發與實踐，在《數控編程與加工》課程教學中牢牢抓住“6步思維過程訓練”這個核心，有所為，有所不為，提升了學生學習主動性，學習效果得到明顯改善，學生曾在海峽兩岸大學生數控技能競賽中獲得二等獎。通過探索和實踐，《數控編程與加工》基于工作過程的開發與實踐取得了一些成績，但還應繼續深化課程改革，為培養更多高素質、高技能一線人才服務。

參考文獻：

[1]姜大源.工作過程導向的高職課程開發探索與實踐[M].北京：高等教育出版社，2008.

[2]趙志群.職業教育與培訓新概念[M].北京：科學出版社，2003.

[3]姜大源.論高等職業教育課程的系統化設計——關于工作過程系統化課程開發的解讀[J].中國高教研究，2009，（ 4） ： 66-70.

課題項目：汕頭職業技術學院教改課題“基于工作過程的《數控編程與加工》課程開發與實踐”階段性成果。