《零件的數控加工》在數控專業一體化教學中的應用

趙煜

（遼寧省遼陽技師學院，遼寧 遼陽 111200）

隨著科學技術的飛速發展，社會對產品多樣化的要求日益強烈，產品更新越來越快，多品種、中小批量生產的比重明顯增加；傳統的加工設備和制造方法已難以適應這種多樣化、柔性化與復雜形狀的高效高質量加工要求。因此，數控加工技術得到了迅速發展和廣泛應用，使制造技術發生了根本性的變化，成為機械加工現代化的重要基礎與關鍵技術。

《零件的數控加工》是技工學校數控專業的一門重要專業課，其教學內容專業性強，知識面廣，操作性強。在實踐教學中突出反映了加工工藝繁復，加工工量具和加工工序較多，教學難度大。技工學校學生學習基礎相對較差，對專業理論知識接受能力差，如何能夠更好地提高教學效果呢？

1 職業教育認知規律的變革

在以往的專業教學中，人們普遍認為，職業學習的認知規律是：專業知識學習、某種技能的重復訓練、掌握某種職業能力、學會工作。問題是專業知識學習和技能訓練相對割裂，單純技能訓練和掌握工作過程知識無法對接，學習質量和效率較低。因此，教師在教學中必須首先清楚職業教育的認知規律?，F代職業教育要求要全面提高學生的綜合職業能力，學生綜合職業能力培養目標即職業工作任務，通過創設的真實工作環境，讓學生在這樣的環境中學習工作，從而獲得工作過程知識。教學活動以典型工作任務為載體，學習活動與職業實踐融為一體，學生在學習專業知識的同時感受職業活動豐富內涵，體驗職業活動場景，感悟職業活動管理方式，經歷職業活動過程，享受職業勞動樂趣。職業學習的認知規律變為，以職業活動為主線的集專業知識學習、專業技能發展、工作過程知識積累和職業崗位工作生產與安全管理知識獲取一體化進程，促進了職業工作崗位核心技能的發展、綜合職業能力培養、職業認同感的建立，有益于學生未來的職業發展。

2 教學策略的變革

在數控專業的《零件的數控加工》一體化教學中，我們把教學目標直接與企業生產一線崗位能力目標對接，將企業崗位的工作流程、作業規范、零件制作、維護與保養、責任心、質量意識和工作效率等納入教學目標；將知識目標（如：零件圖的分析方法，零件的加工、檢驗）、能力目標（如：根據圖紙制定工藝路線、信息處理能力、實踐能力）和情感目標（如：團隊協作精神）納入課程目標；將加工方案確定為教學重點，將加工程序確定為教學難點。

教師采取“課前任務準備、課上演示指導、課后拓展延伸”的教學策略。課前，教師將教學仿真、信息化平臺資源有機融合，為學生提供了一個可觀看、可交流、可體驗的課前任務準備學習環境，學生學習的資源更加豐富，課堂教學向課外遷延；課上，教師采取“布置任務、點評任務、示范演示、指導實操、總結評價”等五個步驟，完成知識傳授、技能導訓和能力培養。教師從一個三尺講臺的表演者，蛻變成特定職業活動的總導演，其主導地位顯著提升；課后，學生職業體驗的一大堆疑惑、問題和感受，成為了教師必修之功課，“傳道、受業、解惑”，拓展了學生學習的空間。

學生采取“課前了解任務、課上操練體驗、課后感悟詢疑”的學習策略。課前，學生通過多種資源平臺了解下節課的主要任務，對學習內容產生初步認識，豐富的教學資源和數字化環境學習，能夠激發學生學習興趣和熱情，促使求知欲產生，提高課堂學習的專注度；課上，學生通過“任務學習、團隊分工、計劃制定、實際操練、交流評比、評價總結”等六個步驟，在教師的指導下完成學習工作任務，知識學習、技能操作、工作過程知識獲得、團隊精神培育、安全意識構建和職業精神養成，一氣呵成。學生從一個被灌輸者到職業活動的體驗者，其學習的主體地位更加突出；課后，學生在完成學習工作任務或者職業體驗的同時，對工藝流程、生產質量、生產速度等問題迫切與教師交流，一些在課堂教學不易引起學生注意的知識點、技能點浮出水面，對教學目標有效轉化為學習目標產生了質的飛躍。

3 教學方法和教學手段的變革

為了突出“做中教、做中學”的職業教育教學理念，在教學過程中要充分利用信息化教學資源平臺，以任務驅動法為教學主線，學生在做中學，輔之以直觀性較強的演示教學法，教師在做中教，以提高學生的實踐操作能力。在開放式的學習環境下，將學生間的差異作為資源，采用小組合作學習的方式，進行隱性分層，將不同層次的學生在同一小組內合理搭配，實現學生間的優勢互補。通過動腦思考、動眼觀察、動口討論、動手操作，將所學的知識學以致用。

在教學結構上，根據學生的認知水平，基于對教材、教法、學法的全面剖析，整個教學過程設計課前、課上、課后三個階段，并將信息化手段運用其中。

例如：在課前準備中，教師將設計好的“螺紋軸加工”的任務上傳至個人教學平臺，明確工作對象、工具、材料、設備與資料和工作要求，任務以動畫和文字的兩種方式呈現，動畫的直觀動感和文字的表意精確相結合，讓學生在寓教于樂中明確學習任務。學生不僅可以在交流區自由討論學習任務，幫助學生更好地完成學習任務，拓展知識空間。教師在學生的討論中進行適時指導，為課上確定方案以及仿真實操做好鋪墊；在課上操練階段“展示討論、仿真評比、實踐操作、考核評價”四個環節。

各小組的代表闡述本組在課前確定的加工方案。教師對學生確定的加工方案進行點評，發現學生所確定的加工方案中的差異點，而這可能是由于學生缺乏由二維平面圖形想象三維空間形體的能力，此時，教師借用教學輔助軟件將螺紋軸進行剖切展示，使學生可以直觀地、多角度地觀察到螺紋軸的內部結構，為學生分析零件結構、確定零件加工工藝路線掃清障礙，在此基礎上學生完善各自方案。

各小組的程序方案是否都能加工出合格的零件而成為最優方案呢？帶著這一問題，學生進入仿真評比環節。此環節程序的確定是教學難點，而通過仿真軟件驗證程序的對錯是解決這一難點的關鍵。真實環境下的數控仿真訓練，雖然不能完全代替實訓，但它可以彌補實訓中常見的設備、師資等的不足，同時它也是驗證程序最有效的方式。學生按照小組制定的方案將程序輸入仿真系統，單擊循環啟動按鈕，機床開始仿真加工。隨著程序段的逐條執行，學生可以真實地看到從毛坯到成品的全過程。但是這一過程并非是一蹴而就的，有的小組由于編程問題，程序會停留在錯誤程序段前，有的小組雖然能順利完成加工但對零件進行尺寸測量后發現加工精度不夠，還有的小組雖然零件精度達到要求，但加工時間過長等問題都需要對課前制定的方案進行修改，并運用仿真系統反復驗證。在此過程中，教師對于一些程序參數的設定對學生進行個別指導。經過仿真加工，學生意識到只有加工質量好、生產效率高、生產成本低的方案才是最優的方案。

在實踐操作中，教師采取企業化管理方式，在真實生產環境中開展教學。對使用的工具、材料、設備與資料，任務書、6S管理資料、場地管理規程、安全操作規程等資料，工作方法和勞動組織方式提出明確要求。學生從分析零件圖樣，查閱資料，了解零件的結構，從而確定零件的加工方法和步驟，選擇所需的刀夾量具，并填寫工作單。

學習工作任務完成后，教師利用多媒體教學網分發“螺紋軸加工”的加工評價表，學生采用自評和小組互評形式對加工的產品按要求評比打分，然后提交給教師，從而促進學生自主學習，方便教師掌握學生學習情況。在考核評價階段充分利用資源平臺和局域網，學生要進入教學平臺的考核模塊進行答題，提交答案后，反饋的成績將直接累記到成績表中。

課后利用信息化手段有效地將課堂延伸，學生根據課上所學，在教學平臺中選擇其他零件圖紙，進行工藝分析與程序編制，并發送至教師的郵箱。教師根據學生作業情況可在平臺或手機上與學生交流互動。課下學生還可以在平臺的資源庫中找到操作視頻，觀看教師在機床上的操作過程，為后續的學習打下堅實的基礎。整個的教學設計從典型工作任務出發，以信息化手段為載體，貫穿整個教學過程，兼顧課內與課外，溝通老師與學生，降低了實習消耗，減少了安全隱患。

《零件的數控加工》在數控專業一體化教學中打破了知識的系統性，直觀性、針對性、實踐性和有效性顯著增強，促進了學生專業能力和綜合職業能力的提升，適應企業生產管理和作業的時間大大縮短，教師在教學中應該充分考慮各知識點和技能點的銜接，適時地進行教學分析、歸納和總結，完成碎片化知識學習的有效積累，鞏固知識的實用性，保證必要的知識體系。