以技能競賽為引導的數控自動編程技術課程改革

丁艷

【摘 要】本文論述職業技能競賽是高職院校教學改革的風向標，可將職業技能競賽的知識點、經驗、考核評價方式等融入數控自動編程技術的課程改革中，采用基于工作過程和項目化的教學模式，改進教學方法和考核評價手段，全面促進教學質量的提高。

【關鍵詞】職業技能競賽 數控自動編程技術 工作過程 項目化

【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2018）01C-0038-02

近年來，隨著各類職業技能競賽如火如荼開展，技能競賽對教學改革的影響越來越受到職業院校的重視，如何將大賽的內容、特點和考點與相關專業課程的教學緊密結合，成了高職院校關注的重要議題之一。機械加工類的競賽有傳統的全國數控技能大賽，也有工業產品數字化設計與制造、復雜部件數控多軸聯動加工技術等近年來出現的新賽項。從此類技能競賽的考點來看，編程手段由手工編程轉變為計算機輔助自動編程，賽題設計既突出基本知識、基本技能的掌握和運用，又引入了裝配、結構創新設計和運動功能等新要素，將行業生產的新技術、新工藝和新裝備融入到技能大賽中。技能大賽考核的方向不再是一味追求速度、難度和單一的某一項技能，而是向美觀、精度和熟練運用CAD/CAM技術完成產品設計加工的綜合技能。

數控自動編程技術是柳州鐵道職業技術學院數控技術專業的核心課程，具有知識新穎、綜合性和實踐性強等特點，針對目前技能競賽導向的變化，柳州鐵道職業技術學院對與技能競賽緊密相關的數控自動編程技術課程進行了改革和探索。

一、課程設計的理念

傳統軟件類課程的教學目標職業性不明確，教學內容的安排是按照軟件功能的難易程度分章節進行講授，主要以軟件功能的講授為主，并且與其他專業課程聯系不大，教學內容缺乏實用性和針對性，且教學組織過程與工作過程不一致，導致很多學生學完本門課程后只學會軟件功能的使用，而面對真實的工作任務就顯得束手無策了，這是過去軟件類課程的通病。從目前技能競賽的導向重點來看，競賽已由重視難度和速度轉變為重視加工精度、綜合技能和團隊創新，這一變化也反映了企業對人才需求的狀況。結合數控專業人才培養目標，將大賽的導向重點融入到數控自動編程技術的課程改革中，改變傳統的教學模式和教學方法，采用更符合職業教育規律的項目化教學和任務驅動式教學，學生通過完成各個工作項目，能夠熟練掌握產品設計建模、制定加工工藝、數控編程、模擬仿真和加工操作等各環節中涉及的知識和技能，學習過程更具有目的性。課程的設置應體現培養學生的綜合技能、創新能力、職業素養和團隊合作能力，加強本門課程與其他專業課程的緊密聯系。

二、課程項目的設計和教學安排

設計合適的教學項目是實施項目化教學的關鍵，課題組教師認真研究了近年來職業技能競賽的特點和考核方向，在選擇教學項目時綜合考慮了以下幾方面的因素：教學內容符合實際生產加工的要求，既包含典型的特征要素，又具有復雜曲面、攻螺紋、銑螺紋、雕刻加工等常見加工要素；將適度、適量的知識點融合到各個項目中，不要追求過多或者過于復雜的內容，否則會阻礙學生主動參與、探究的熱情；教學項目最好是具有一定實用價值的產品，能夠激發起學生完成項目的強烈愿望；教學項目具有可操作性，利用現有的實訓設備條件可以做到。由此，選擇了定位盤、蛋托模型、手機模型、可樂瓶底模型、香皂盒等零件的加工作為教學項目，參照企業中產品設計和制造過程設計教學過程，每個教學項目中包含造型設計、工藝分析、數控編程、后置處理、仿真校驗和產品加工、檢測等環節，將之前學習的各門專業課程與本門課程的知識點融合在每個教學項目中。

教學項目之間相對獨立，難度逐漸增加，例如在“定位盤”教學項目中，要求學生會設計二維輪廓零件的實體模型，編制加工程序，并操作機床加工出二維輪廓零件；“蛋托模型”項目中要求學生會三維曲面零件的實體造型、曲面的數控編程和加工；之后的“手機模型”和“可樂瓶底模型”教學項目中則涉及到多重曲面和復雜曲面的設計和加工。將造型和編程的知識點穿插到各個教學項目中，學生在完成各教學項目的過程中，逐漸掌握造型、編程和加工的知識和技能。依照技能競賽的特點，最后一個項目“香皂盒”增加了創新設計的內容，讓學生們發揮聰明才智，完成新產品的設計與制造。通過將教學內容進行項目化設計，教師將教學過程與真實產品的設計生產聯系起來，讓學生不僅了解產品設計生產的全過程，還能掌握CAD/CAM和數控加工等技術應用方面的新知識和新技能，激發學生的學習興趣。

三、教學方法的設計

在教學項目的實施過程中，以學生為主體，教師為主導，綜合運用項目教學、任務驅動教學、合作學習教學和啟發式教學等教學方法，教師作為教學的組織者和引導者，應注重啟發學生思維，培養他們分析、解決實際問題的綜合能力以及良好的職業素養，而不應只是簡單傳授相關的理論知識和技能。

（一）項目教學法

緊密圍繞教學項目的完成來組織教學過程，每個教學項目的實施過程都是產品的設計和制造的過程，學習任務明確，難度適中，實踐性強，激發學生學習和挑戰的欲望。在教學過程中，首先由教師介紹項目任務、要求和評價方式，提供必要的技術資料，講解和演示相關理論知識和操作技能，然后由學生自主完成教學項目，教師巡回指導，鼓勵學生主動參與，樂于探究，幫助他們學會獲取知識的方法。

（二）任務驅動法

每個教學項目都是一個完整的產品設計和加工的過程，在常規的2個課時的課堂上無法完成，因此將每個教學項目細分成構建零件模型、數控編程、仿真加工和數控加工4個子任務，其中數控加工需要4個課時完成，其余任務均在2個課時里完成。每個任務有明確的教學目標和評價標準，在教學過程中，教師用“任務”來引導學生，讓學生根據“任務”的需求來學習，再鼓勵學生根據自己的想法完成任務要求，這樣既能夠調動學生學習的積極性，又培養了他們的合作精神和創新意識。

（三）合作學習教學法

教師根據工作任務的特點和復雜程度，將學生劃分成若干個學習小組，考慮學生學習能力、態度和性別的差異，采取異質性的分組方式。在完成工作任務的過程中，小組成員之間同舟共濟，共同學習和思考，積極地互動，分享彼此學習的心得，并掌握與小組其他成員進行溝通的技巧，解決在任務完成過程中產生的問題，從而獲得更有效的學習效果。

（四）啟發式教學法

在教學中，教師不是把任務的操作步驟直接傳授或演示給學生看，而是先通過相似例子將所需知識點和技能傳授給學生。例如，在“手機模型”的教學項目中，教師以結構相似的電吹風為例子，介紹相關知識點并演示操作過程，學生在模仿完成該產品的過程中，掌握完成手機模型加工的知識和技能，教師幫助學生分析手機模型的結構特點和加工要點，鼓勵和引導學生們根據自己的想法制定出任務實施方案，并對實施方案進行審核，提出修改意見。最后，教師引導學生歸納總結本次任務實施的要點、出現的問題和解決措施等。在教學任務完成過程中，學生是任務計劃和實施的主體，而教師則想方設法通過引導、設問等方式充分調動學生學習的積極性和主動性，使他們學會觀察，學會總結，養成較強的學習能力。

四、考核方法的改革

本課程原來的考核方式主要以計算機操作考核為主，并按期末（70%）+期中（20%）+平時成績（10%）的方式綜合評定成績，其考核評價方式與相關的職業崗位標準不一致，不能夠客觀、全面地反映出學生的知識技能、操作技能和職業素養等真實情況。結合基于工作過程課程改革的特點，將本課程考核方式改為過程考核（50%）和終結性考核（50%）相結合的模式。過程考核是以平時工作項目的成績作為考核依據，參照職業技能比賽的考核方式，每個工作項目設置了詳細的評分項目，內容包括零件造型質量、數控編程、零件加工質量和職業素養等四個方面，并量化評分標準，教師對學生學習的全過程進行監控和記錄，針對學生所有的學習成果以及在團隊中的表現進行評定。為了減少學生學習的投機行為，期末終結性考核則是采用獨立操作計算機的方式，完成建模、編程和仿真校驗等考試任務。通過對考核方式的改革，盡可能真實地反映學生的學習效果，加強學生學習的主動性和自律性。

五、教學改革效果

技能競賽和教學改革互相促進，相輔相成，一方面技能競賽是職業院校教學改革的風向標，指引著教學改革的方向，另一方面，教學改革促進了教學質量的提高，為技能競賽儲備優秀選手。經過三屆數控技術專業十個班級的教學實踐，數控自動編程技術課程從教學模式、教學內容、教學方法和考核評價等方面做了較大的改進，并且取得了一定的成績，教學資源庫逐漸完善，近兩年學生在全國職業技能競賽以及省級選拔賽中接連獲得獎項。每年學院組織數控加工技能競賽，為有這方面興趣且能力較強的學生提供展現自我、相互學習、共同進步的平臺，通過技能競賽既能為學生明確專業方向和職業技能的要求，又使學生對本門課程學習的積極性有了顯著提高。教學改革是一個持之以恒的過程，仍然需要不斷地探索和改進，例如教學項目的開發和更新、項目化校本教材的開發、理實一體化教室的建設等，今后將教學改革持續進行下去，使教學緊跟上新工藝、新技術發展的步伐。

【參考文獻】

[1]李謨樹.高職《CAD/CAM/CNC技術應用》課程的建設與改革實踐[J].機械職業教育，2011（8）

[2]梁矗軍.基于UG的“CAD/CAM應用技術”項目式課程研究[J].機械職業教育，2014（12）

[3]王彬.大賽引領下高職CAD/CAM課程教學改革——以“機械產品的計算機輔助設計與制造”課程為例[J].職教通訊，2015（18）

[4]周立波，王凌云.突出技能培養的《CAD/CAM綜合實訓課程改革》[J].教育教學論壇，2016（13）

【作者簡介】丁 艷（1981— ），女，柳州鐵道職業技術學院講師，研究方向：數控加工。

（責編 丁 夢）