豐田教學模式下《數控編程》教學環節及教學手段改革

楊志豐

摘 要：對于教學內容、方法及手段進行必要的改革，以適應新時期數控專業的教學要求。

關鍵詞：數控 教學 改革

中圖分類號：G720 文獻標識碼：A 文章編號：1673-9795（2014）03（a）-0020-02

20世紀90年代，日本豐田汽車公司與金杯汽車股份有限公司共同出資，合作創辦的一所學校，即現在的沈陽職業技術學院汽車分院（遼寧豐田金杯技師學院、遼寧金杯高級技工學校）。學校是勞動和社會保障部批準的國家級重點高級技工學校，是首批國家中等職業教育改革發展示范學校。

學校在教學的過程中采用豐田教學模式。這種源自日本豐田公司的下屬培訓部門豐田工業學園的職業教育方法經過在中國不斷地的運行，從落地生根、發芽到茁壯成長，在職業教育領域得到了非常快速發展，為我國的職業教育做出了重要的貢獻。

《數控編程》是數控加工專業的核心課程之一。本學科不僅專業性質要求高，而且技術性和實踐性非常強。傳統的《數控編程》課程是一門理論專業課，在授課過程中按照備課、復習舊課、導入新課、講授新課、課堂檢測、鞏固新課、課堂總結，最后進行期末筆試考試等教學環節進行。整個過程是“教師教，學生學”（一言堂、滿堂灌）。對于學生的掌握和理解理論知識十分不利。為此要進行《數控編程》教學環節及教學手段改革，迫在眉睫。

1 改革的指導思想、思路及原則

1.1 指導思想

為貫徹和落實全國教育工作會議精神和《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010—2020年）》，全面推進校企合作人才培養，改革創新人才培養模式、豐田教學模式和評價模式，全面提升高素質技能人才培養水平，不斷深化以校企合作、工學結合為核心的人才培養模式改革，不斷提高學校人才培養質量，滿足當前社會對數控技能人才需求的現狀。

1.2 改革思路

根據完善和發展豐田教學模式的要求，加強企業調研，提升高素質、高技能人才培養的模式和方法，適應時代的發展，滿足社會的需求。

1.3 改革原則

讓學生成為教學的中心，全面提升學生綜合職業素質為原則。

2 改革的具體措施如下

2.1 教學內容改革

按照豐田教學模式的“技能重訓練、理論重應用、人格重養成”理念，以培養學生掌握數控加工的技能，走出校門就能上崗為目標，教學內容改革力求從實際應用的需要出發，盡量減少枯燥、實用性不強的理論概念。課程內容主要由數控機床加工程序編制基礎、數控加工工藝設計、數控車削編程、數控銑床編程、電火花和線切割機床編程、自動編程系統六個模塊構成，包括了加工工藝、刀具、材料的知識運用，數控系統和編程方法的專業知識，在講授過程中，結合學生實習課題和學校數控機床的指令特點，將抽象的理論具體化，便于學生接受。

2.2 教學方法和手段改革

《數控編程》課程一般包括數控車床、數控銑床兩種數控機床的編程與操作，通常涉及的數控系統有FANUC、SIEMENS、華中數控三個系統。先講授FANUC數控車（銑）力求穩扎穩打，熟練掌握，在此基礎上再學習數控銑（車）就相對輕松些。編程指令的學習以FANUC為主，兼顧華中和SIEMENS系統，做到一通百通，重點突出，主次分明。

具體采用教法如下：

（1）多媒體教學。

為體現豐田教學模式中“理論重應用”，應加大多媒體教學。將不易于理解的知識點、不利于說明的知識點通過多媒體的方式呈現給學生。一方面更加直觀、更易于理解；另一方面增大了信息量，提高課堂教學效果。對于多媒體教學的內容上，不要以簡單的圖片和文字為主，而應加大動畫和視頻的比重，加強PPT的可視性及加深學生的學習后的印象。充分利用多媒體教學手段，縮短了繪制課題等準備時間，將課堂時間高效利用。但是也要講多媒體與板書進行合理的分配。如果一味的使用多媒體教學，對于學生的吸引力就會逐漸下降，反而不會收到好的效果。

（2）實物教學法。

為體現豐田教學模式中“理論重應用”，在教學過程中充分利用實物進行教學。利用數控機床加工出產品、樣件作為教學載體，利用工具、量具、刃具等作為教具，讓學習者直接感受工廠的氣息，感受到所學知識的應用方向，使書本上一些隱性知識顯性化，幫助學生進行學習和理解數控加工知識。

（3）采用一體化教學模式。

對《數控編程》進行了理論實踐一體化教學的改革。改變了以往教學中用黑板當數控機床操作面板、用練習本當編程工具的教學方法，讓學生在真實的實踐環境中體會編程、體驗加工；增加學生的練習時間，提高學生對數控知識的理解。在學完理論知識后，立即銜接機床實際操作或仿真軟件加工課程，使書本上的知識、代碼，馬上能夠應用、實踐，得到驗證，加深學生對于知識的理解，也體現了豐田教學模式中“技能重訓練”。

（4）實習現場講授。

豐田教學模式中“技能重訓練”，充分利用實習工廠的設備、工具、量具、夾具等硬件條件，在講授時，可以利用學校實習工廠的設備（車床、銑床、數控設備等）進行講授時，改變了以往“一本書，一只筆，一塊黑板”原始教學手段。充分利用學校的硬件資源，讓學生在學習時“看得見、摸得著”。加強車床、數控車床，銑床、數控銑床等機床對比，提升學生的對機床結構的認識，便于學生消化、掌握理論知識。

（5）利用自動編程軟件。

自動編程也是數控技術中的一項技能。豐田教學模式中“技能重訓練”也就要求要注重自動編程的練習。在進行自動編程章節講授時，利用自動編程實訓室的自動編程軟件進行講解。在軟件的選擇上可以是CAXA，也可以是其他外國的大型軟件。老師在電腦上，利用軟件將課題演示一遍，學生們按照老師的操作步驟進行練習操作，并在軟件中完成老師布置自動編程的練習題和作用。在計算機完成后，有條件的院校應該將程序傳輸到機床中，進行課題的加工，加強了學生對于自動編程的理解和掌握。

（6）利用數控仿真軟件教學。

很多的工科類院校的工程實踐中心的數控機床不能滿足學生的實習需求。充分利用數控仿真軟件來解決數控加工機床的人機比不足的現狀，即節約了成本，避免了加工危險，又有效地提高了人機比，同時利用示教功能，也為教師指導學生、學生進行學習都提供了便利條件，但是仿真軟件不能完全代替數控機床。在課程中，必須安排一定的機床實習課時，來提升學生對于機床操作的掌握。

（7）典型任務課題驅動法。

豐田教學模式中“技能重訓練”。如何去加強技能的訓練。這就要求首先選擇合適的技能訓練課題。在選擇典型任務課題時應以國家職業資格標準中數控專業中級工、高級工職業標準為參考，結合企業調研的結果，加以編排。把企業生產實際中應用的新知識、新技術、新工藝、新方法反映到典型任務課題驅動中去。

在實踐階段，要布置典型任務課題，讓學生通過研究圖紙、分析工藝、確定加工路線和加工參數、然后進行程序編制、程序輸入、仿真軟件進行模擬加工，通過數控機床進行真實加工。而通過制作典型任務課題，全面提升學生的知識掌握。

（8）小組合作法。

在布置典型任務課題時，采用分組法進行。在實習時，以小組為加工單位進行實踐加工時，培養學生互相幫助、互相學習、互相提高、加強團隊意識，鍛煉綜合素質，提升學習效果。

在實訓的過程中采用角色輪換制，將每名學生的角色加以改變，例如可以安排組長、操作者、質檢員、準備員等角色。不同的角色的管理權利、責任、義務都不同，在角色扮演中，灌輸豐田精益生產的管理理念，使不同的角色都能對豐田的管理理念有了解、掌握，體現了豐田教學模式中“人格重養成”。不同的角色扮演會激發學生學習的興趣和潛能，這樣不單單學生的技術水平有了提高，而且鍛煉每名同學的綜合職業能力，增強了學生的素質養成。將傳統教學老師為教學中心的教學方式轉變成為了以學生為中心的教學方式。

（9）課程設計。

常規的數控理論教學中，沒有課程設計的內容，教學效果僅僅能通過考試得到檢驗。但是試卷對于學生知識的檢驗是有限的。為了鍛煉學生們的綜合職業能力，應在課程中加入課程設計的時間和課時。在進行課程設計時，以小組為單位，進行課題的設計、開發。廣泛利用互聯網及其他社會資源收集好的思路，利用CAD軟件進行課題的圖紙設計。利用CAM軟件和機床進行課題的加工、制造，并完成對應的設計說明書，反映了豐田教學模式中“理論重應用”的要求。

（10）畢業設計。

對于數控專業的學生，在最后半個學期應開展畢業設計，梳理學生們學過的知識，提升綜合職業能力。可以完成一些實用性較強的課題，如開發、制造一些簡易數控機床、設計數控機床夾具等任務。通過制造簡易機床設備、制作復雜的零件等對于數控專業學生三年的學習進行綜合的檢驗，提升了學生的課程設計能力，體現了“理論重應用”的豐田教學模式要求。

2.3 考核方法改革

通過合理的考核方法改革來檢驗豐田教學模式下的人才培養。

（1）單一考核向綜合考核轉變。

改變以往一張試卷定乾坤的局面，本學期期末考試成績分三個組成部分。第一部分平時成績40%。這部分注重平時的考核，包括出勤、上課聽講狀態、作業完成情況、實習課操作情況等；第二部分實操考試30%，教師在最后一次實操課上布置考試內容，學生現場抽簽作答，現場評分；第三部分理論考試30%，教師綜合本學期內容出一套試題，由學校統一安排考試時間。這樣能對學生本學科的學習情況給出正確、科學的評價。

（2）工件考核向過程考核轉變。

在實習考核時，每一周的成績由以往的以工件質量考核，改為實習操作、實習筆記、課堂表現、安全生產等綜合考核，注重過程考核，不單單以課題的質量高低作為學生實習課成績的打分依據，使學生的實訓課成績反應出整個實訓過程的情況，將學習的重心從只注意單一的課題加工，轉變為綜合的職業能力養成。

2.4 加強素質教育及綜合能力培養

為實現豐田教學模式中的“人格中養成”，在實踐課過程中，以小組為單位，分配加工任務，讓每組指派小組成員完成老師的提問，給小組成員展示的機會，鍛煉每個學生的語言表達能力，組織能力、專業知識、其他能力等。

在理論課過程中，也要多于學生互動，讓學生們提出問題、老師引導、學生分析問題、解決問題，培養學習們勤于思考、解決問題的能力。

在布置作業時，要求學生做一些的課題設計、開發作業。這種作業要求學生去繪制一張完整的零件圖，這要求學生對于制圖、公差、金屬材料等專業課都要理解掌握，是一個多學科、基礎性、綜合性檢驗，以此來提升學生們的興趣，促使學生熱愛專業、努力鉆研，提升其主動學習的能力。

總之，為使豐田教學模式的“技能重訓練、理論重應用、人格重養成”理念得到支撐，為使豐田教學模式得到發展，要對《數控編程》課程進行必要的教學改革。在《數控編程》課程教學改革過程中，教師應努力學習新知識、新技能，加強機床操作加工練習，不斷提升、完善自己，同時關注學生興趣的啟發與引導，注重學生綜合職業能力的培養，精心設計典型任務課題，努力提高數控編程課程一體化教學程度，充分挖掘學生獨立思考問題、解決問題的能力，以適應企業對高素質數控技能型人才的需求。