《數控加工工藝與編程》教學課程設計的探討

王國永

(承德石油高等專科學校 機械工程系，河北 承德 067000)

探索具有鮮明高職教育特色的人才培養模式，努力培養適應社會要求的高技能應用型人才，是我校人才培養模式改革的重要內容之一。《數控加工工藝與編程》是高職院校機械制造及自動化專業中重要的一門專業核心課，大多院校一直延續理論教學為主的教學手段和方法，存在問題具體表現為以下幾點：1)以教師為中心，學生只能夠被動去接受知識的傳輸，學生的主觀能動性太差[1]；2)最重要的是教學內容陳腐，不能體現本課程的教學實踐性，教學內容不能夠與工廠企業案例相結合；3)以理論教學講授為主，實踐教學為輔，太注重“為什么”，而忽略了“怎么做”；這些已經不能夠適應社會對應用型人才的需求。針對《數控加工工藝與編程》綜合實踐性強的特點，并從機制技術專業人才培養的總體要求，加強理論教學與實踐環節的有機結合,注重創新能力與工程實踐能力的培養，我們將課程進行改革，研究開發了基于工學結合、“教、學、做一體化”的《數控加工工藝與編程》課程的教學模式。

1 機制技術專業崗位能力分析

通過對高職高專機械制造及自動化專業畢業生的就業情況分析，確定了機制專業的畢業生崗位：主要在機械設計加工制造車間生產第一線，從事機械制造工藝編制、機械設備的安裝與操作、數控機床的編程與操作、機械設備的運行和維護、生產車間組織與管理工作、機械產品設計加工與制造等方面的崗位工作。其職業崗位群分析如圖1所示。

通過機制制造專業崗位群分析，可以發現：機械制造工藝編制崗位、機械設備的安裝與操作崗位和數控機床的編程與操作崗位，需要了解掌握全部或部分數控加工工藝分析、編程及其操作機床的能力，以便能夠順利進行零部件的加工操作及質量檢驗的能力；同樣，機械設備的運行與維護崗位、生產車間組織與管理工作崗位、機械產品設計加工與制造崗位也需要畢業生具有部分數控加工工藝分析和操作加工的能力，因此，高職高專機械制造專業崗位能力中都有一個共同的能力要求，那就是：必須具備扎實的數控加工工藝分析、編制程序以及操作數控機床加工零件的能力。因此，能夠進行數控加工工藝分析編程的能力和操作數控機床加工合格零件的能力是機械制造專業畢業生必備的基本職業能力。

而課程《數控加工工藝與編程》課程目標就是：1)培養學生數控加工工藝分析、編程的能力；2)培養學生仿真操作、程序校驗和優化的能力；3)培養學生操作數控機床加工零件產品和質量檢驗的能力；這些能力正好符合機械制造技術專業畢業生的崗位能力要求。

2 《數控加工工藝與編程》課程設計思路

根據機械制造技術專業崗位群和崗位能力要求，重新設置課程教學內容。課程設計總體思路：

1)將“數控車工國家職業資格標準”、“數控銑工國家職業資格標準”、“數控工藝員職業資格標準”準融入課程標準，重新序化課程教學內容，以學習任務為單位組織內容，并以項目活動為主要學習方式，建設模塊化專業課程體系。以典型學習任務、工作過程為課程內容的核心，學生以“學徒工”的身份進入以真實工作環境為演練場的實訓場所，合理安排課程的知識、技能、職業素質培養要求等，把學歷證書與職業資格證書有機結合起來。

2)校企融合，加強與承德江鉆石油機械有限責任公司、學校工業中心等企業的聯系，實施多途徑實訓教學，體現課程的開放性。將掌握先進技術的企業技術人員請進校園指導《數控加工工藝與編程》課程建設，同時派遣學生到企業當中參與數控機床工藝分析、編程、操作加工零件等工作，使學生學到的知識和掌握的技能與企業同步。

3)以“項目導向，任務驅動”組織教學過程。

3 《數控加工工藝與編程》教學內容選取

綜上所述，《數控加工工藝分析與編程》課程內容設計的理念就是：采用教、學、做一體化教學模式，重點突出數控工藝分析與編制程序、數控仿真操作和程序優化、數控機床操作加工零件和質量檢驗能力的培養；課程設計思路是：以典型企業零件作為教學載體；以工藝分析→手工編程→仿真加工與優化→數控實操加工零件為教學流程設計的依據。

在課程內容設置的過程中，依據“數控車工國家職業資格標準”、“數控銑工國家職業資格標準”、“數控工藝員職業資格標準”，遵循高職高專機械制造專業學生的認識規律，對教學內容進行有機的整合和序化，并且基于工作過程的設計了12個學習項目，共計36個學習任務。《數控加工工藝分析與編程》教學內容、項目設計和載體見表1所示。

從上表可以看出，所選擇的項目載體滿足每個項目所對應的知識點和技能點。并且每個項目載體均來自于相關企業產品，從簡單到復雜逐步提高。同時，研究一下項目載體所對應的零件類別，如表2所示。

表1 《數控加工工藝與編程》學習項目設計

教學模塊學習項目學習任務項目載體模塊2:數控銑削加工工藝、編程與操作項目7:數控銑床基本操作項目8:凸模板的數控加工工藝、編程與操作項目9:壓板零件數控加工工藝、編程與操作項目10:蓋板零件數控加工工藝、編程與操作項目11:端蓋零件的數控加工工藝、編程與操作項目12:槽輪板零件數控加工工藝、編程與操作任務7-1:數控銑床的面板操作任務7-2:數控銑床對刀及刀具參數設置任務7-3:數控銑床程序編輯、管理與運行任務8-1:凸模板零件數控加工工藝分析與編程任務8-2:凸模板零件數控銑削仿真加工任務8-3:凸模板零件數控銑削加工操作任務9-1:壓板零件數控加工工藝分析與編程任務9-2:壓板零件數控銑削仿真加工任務9-3:壓板零件數控銑削加工操作任務10-1:蓋板零件數控加工工藝分析與編程任務10-2:蓋板零件數控銑削仿真加工任務10-3:蓋板零件數控銑削加工操作任務11-1:端蓋零件數控加工工藝分析與編程任務11-2:端蓋零件數控銑削仿真加工任務11-3:端蓋零件數控車床加工操作任務12-1:槽輪板零件數控加工工藝分析與編程任務12-2:槽輪板零件數控銑削仿真加工任務12-3:槽輪板零件數控銑削加工操作

4 教學方法和過程

4.1 教學組織采用“項目導向，任務驅動”

以“項目導向，任務驅動[3]”組織教學過程。在教學過程中有機結合學生、教師和實訓條件的學習領域三要素，突出以學生為主體的教學理念，把每一個任務單元當成一個工作任務，按照教、學、做一體化組織教學。下面以項目1階梯軸的數控加工工藝、編程與操作為例說明(見圖2)。

從圖2可知，我們是按零件操作加工所需知識和技能組織項目中的內容。

4.2 教學方法和手段多樣化

4.2.1 充分利用信息化教學平臺[2-3]

教師在上課過程中，充分利用信息化教學平臺——藍墨云班課，主要體現在：

1)充分利用藍墨云班課進行教學，包括課程的備課、授課、課程的任務通知等等。2)在教學的過程中能夠利用現有的資源和網上的資源，整合成自己的課程資源。全課程共做了71個微課視頻，22個動畫，全部發布到藍墨云班課上。3)利用藍墨云班課進行日常教育教學，主要表現在：云班課活動中的投票問卷、頭腦風暴、答疑討論、測試、作業以及課堂表現等。4)利用云班課中的手機簽到功能進行教學管理，加強對學生的考勤管理。

教師利用藍墨云班課進進行教學活動，信息化教學無地域、無時空等限制，主要表現在：1)課前: 通常情況下，在下次上課前的前一天下午將下一個任務通過云班課發給學生，讓學生提前預習，包括微課視頻、動畫、PPT等。2)課中：對學生的課前預習效果進行測試測驗；對教學內容重點和難點進行講解和答疑討論。3)課后：布置作業和任務；對學生的作業進行無紙化評判；對個別學生進行答疑討論。

4.2.2 采用項目導向任務驅動法教學

本課程分12個項目，36個學習任務，學生在完成12個教學項目的過程中學習到數控機床工藝分析、編程和操作加工等技能，同時每個教學項目又有3個學習任務來驅動。通過“任務驅動法”教學，以完成某一項任務為目的，在督促學生加強自主學習的同時，規范了學生訓練的操作步驟，使學生帶著真實的工作任務去完成訓練，提高了當代大學生的崗位責任感和成就感。同時，這12個學習項目符合學生的認知規律，由淺入深、由簡到繁、先易后難。

4.2.3 采用角色扮演法教學

在課程設置的一部分學習情境過程中，我們依托學校生產性實訓基地(工業中心)及校外實訓基地，為學生創設了相對真實的企業工作環境，讓學生根據工作任務組建工作團隊，小組各成員分別扮演企業生產現場不同崗位角色，并在各個角色之間輪換，互相協作，最終共同完成工作任務。

4.2.4 采用示范教學法教學

在學生進行具體操作數控機床加工零件的過程中，指導教師可以先將各個任務操作的要領逐一傳授給學生，對于操作中的重點、難點教師要進行示范操作，這樣學生通過對各個任務的操作演練，提高自己的操作技能。