車床刀架螺釘的工藝設計與加工教學實踐研究

蔣亮勇 陳芳芳

摘? 要：隨著智能制造、數字化控制技術的迅猛發展，企業對數控加工綜合型應用人才需求逐年提升。在此背景下，對數控專業人才的培養提出了挑戰。文章以職業院校技能大賽教學能力比賽為契機，結合數控車銑模塊化實訓項目中的車床刀架螺釘的工藝設計與加工項目教學實踐為例，從作品的教學整體設計、課堂教學實施、教學實施成效、反思與改進等四個方面進行分析，展示了數控專業人才培養的實訓過程與創新特色，并闡述了“知、引、明、探、析、示、練、講、拓”的三階段九環節教學過程，在課堂中有效幫助學生提升綜合技能。同時，采用過程評價與理實一體、小班制教學模式，融合有效的信息化手段，進一步實現教學目標。

關鍵詞：數控技術；刀架螺釘加工；實施報告；教學設計

一、整體教學設計

（一）模塊內容分析

“車床刀架螺釘的工藝設計與加工”是數控技術應用專業二年級上學期開設的“數控技術應用”專業核心課程中的第三個項目，本項目在專業課程體系中起承前啟后的作用，在學生具備了機械加工基本認知與實踐能力的基礎上，以就業為導向，培養學生的職業崗位能力。本項目包括：螺釘測繪、工藝制訂、程序編制、仿真加工、車銑加工、精度檢測、項目拓展與總結等七項任務。教學過程設計了“知、導、明、探、析、示、練、講、拓”三階段九環節教學過程，采用理實一體、小班制教學、輪崗學習模式，將職業素養養成和崗位技能積累貫穿始終。堅持立德樹人、以技能為核心，對接國家1+X證書制度，提升學生職業素養，培養學生勞動觀念和工匠精神。

（二）學情分析

授課對象為中職二年級數控技術應用專業學生，通過前導課程學習，理論方面，學生已經掌握了機械基礎、機械制圖、公差與配合等專業知識；技能方面，開展了鉗工、車工、銑工等實習實訓，學生對機械加工有了一定的認知與技能掌握，為本課程的項目開展奠定了基礎。

（三）教學目標

根據人培方案與課程標準，結合學情分析與學生實際，確定了完成刀架螺釘測繪、加工工藝制訂、加工程序編制的知識目標；刀架螺釘的仿真加工與實操加工的技能目標，并提升學生的團隊協助、溝通與協調的能力，養成良好的職業素養與精益求精的工匠精神。

（四）教學資源

主要包括智慧職教、微課、視頻、虛擬仿真、數控機床、計算機輔助設計、CAD/CAM軟件等信息化資源輔助教學，實現全程教學管理，實時數據采集，個性化學習和差異化指導，有效整體提升教學質量。

（五）教學策略

遵循“學生主體，教師主導”的教學理念，采用理實一體、小班制教學模式，引入實用性零件加工案例，用專業知識解決實際問題，激發學生的學習興趣。同時，項目設計的子任務之間相輔相成，具有承前啟后、相互聯系、依次遞進的特點。以職業能力培養為目標，通過任務驅動、理實一體的課堂，引導學生自主探究、小組合作，最終有效實現教學目標。

二、教學實施過程

（一）課前啟化

課前在智慧職教平臺推送學習資料，發布課前數控車床安全操作規程視頻與刀架螺釘車削加工步驟流程單，學生學習數控車床安全操作規程視頻，進一步提升安全操作意識，確保實操過程中避免出現安全事故。小組間頭腦風暴分析刀架螺釘車削加工的步驟，理清車削加工思路與每步加工作用，做到實操加工標準化，提高加工效率。掃描二維碼，完成課前練習題目，學生鞏固固有知識的同時，也能進一步了解知識掌握的情況。

（二）課中內化

課中包括引任務、明目標、探方案、析原理、示操作、練技能、講收獲7個環節，具體如下：

1. 引任務。根據刀架螺釘仿真加工查詢系統，小組上臺總結與分析，對仿真中出現的對刀、測量、正確操作、程序運行、精度控制等常見仿真操作問題進行集中講解，并提出解決方案，指導實際加工，避免出現相同錯誤。同時，闡述刀架螺釘加工工步，理清實操加工步驟，弄清楚每步作用與目的，從而保證實操按標準逐步完成。最后，導入本次課堂任務，完成刀架螺釘的車削加工，通過師生共同探討，明確學習目標與加工過程。

2. 明目標。依據學情分析與學生實際情況，制訂課堂學習目標。（1）掌握操作員崗位職責及數控車床操作原理；（2）在數控車床上完成刀架螺釘車削加工；（3）養成積極的勞動觀念與工匠精神。

3. 探方案。在明確實操任務與仿真加工的基礎上，通過生生、師生共同討論，確定刀架螺釘實操加工方案。主要包括：（1）準備工作方案：包括刀架螺釘圖紙分析、加工工藝、加工程序、仿真問題解決等前導知識梳理與確認；（2）實操加工方案：包括工量刀具準備與清點、操作加工步驟流程單、實操及仿真加工過程梳理、突發應急處理方案等；（3）安全操作方案：包括設備維護與保養，嚴格執行設備安全操作規程。不盲目、野蠻、暴力操作，每個步驟都必須經2次以上的確認后方可進行下一步操作。

4. 析原理。根據實操任務，要求學生進行“操作員崗位職責與要求”學習，明確操作員工作任務；小組間根據任務與工藝要求，準備工量刀具，并規范放置擺放，確保齊全；同時，學習“數控車床安全操作規程”，進一步強化安全與規范操作，小組討論，師生互動，羅列重點環節注意事項，包括裝刀及對刀、裝夾與校正、程序與仿真、程序運行與精度控制、過程精度檢測等，確保重點環節零出錯。

5. 示操作。根據前導任務中刀架螺釘加工工藝分析，實操加工時主要包括螺釘的外圓與螺紋兩個部分加工，為規范操作與確保刀架螺釘加工質量，依托希沃投屏助手，教師現場投屏示范加工，學生可通過投屏近距離觀看操作直播視頻，有效學習螺釘加工方法。示范教學中，主要包括：（1）數控車床安全操作規范強調，如工裝穿戴、工量夾具規范使用與擺放，設備正確操作與維護管理、6S管理等；（2）刀架螺釘示范加工，包括刀具與毛坯安裝、對刀操作、程序上傳、程序校驗，試切加工、零件加工、精度控制、磨耗補償、精度檢測等；示范的同時，闡述過程關鍵點及注意事項，有效規范加工過程與設備操作；（3）小組上臺分享教師示范要領，并提出疑惑，師生共同討論解決加工困惑問題，并將示范操作視頻上傳學習平臺，學生可根據學習情況隨時在線進行再次學習。

6. 練技能。依托數控車床，完成刀架螺紋車削部分的實操加工。根據車間設備實際情況，2人每組，分工協助，共同完成。在實操過程中，學生嚴格按照設備安全操作規程，根據零件加工工藝，安全、有序地完成實操任務。過程中，教師全程巡查與指導，及時糾錯和規范學生操作，并記錄學生安全、操作、工藝、加工、測量、素養等相關方面存在的問題，注重過程數據評價，時刻踐行良好的職業素養與工匠精神理念，有效實現專業能力和職業素養的雙提升。

7. 講收獲。實操任務結束后，對各組作品進行即時評價，主要包括過程與作品評價。根據過程巡查，主要評價學生過程中設備的正確操作與否、安全操作意識、設備維護保養、有無撞刀打刀、加工參數設置、加工質量意識、職業素養等進行考評；根據零件檢測結果，主要評價學生作品是否符合圖紙要求，對零件的尺寸公差、形位公差、表面粗糙度等進行考評。通過綜合評價，對學生任務的完成情況可實現及時了解。同時，對優秀作品進行表彰，對不足作品提出要求，提煉出生成性的共性問題集中進行解析。

（三）課后轉化

其一，以數控操作員崗位職責要求，體驗崗位技能，關注企業能工巧匠、技能大師、大國工匠成長事跡，學習先進，舉一反三，拓展理念，夯實技能。其二，關注微信公眾號中相關零件加工方法與案例，了解新工藝、新方法、新技術。其三，線上完成課后理論測試，鞏固所學知識，提升綜合問題解決能力。

三、教學實施成效

（一）教學效果

1. 德技并修、工學結合，強化學生專業技能和職業素養的培養。為適應新時代技能人才需求，本課程以培養學生綜合技能與素養為理念，在教學中，注重學生綜合技能培養，將理論知識體現于技能實踐任務中，課堂采用理實一體，工學結合，學生學習興趣高，技能學習好，真正強化了學生專業技能和職業素養的培養。

2. 重難點突出、知行合一。針對任務實施與學生接受情況不同，因材施教，靈活組織課堂。刀架螺釘的工藝設計及編程與實操加工是項目任務的重、難點，根據前導課程任務實施情況，采用工藝模板連線、工藝卡、工序單、虛擬仿真驗證等直觀的教學手段，把難以理解的知識點變得易理解、易掌握。

3. 數字化數控實訓車間，理實一體，小班制項目教學，打造安全有序、氣氛活躍的高效課堂。為有效提升學生綜合技能，采用小班輪崗制，訓練內容涵蓋車、銑復合加工技術。教學中，培養學生一專多能、一崗多責的職業理念，通過典型零件車、銑復合加工項目的開展，學生有效學習數控綜合加工技術，培養復合型高素質技能人才。

4. 關注學習過程成長，實施多元的教學手段與評價，對“教與學”的教學全過程進行信息采集。在教學中，以學生為主體，關注每個任務實施情況，運用多媒體一體機、教學平臺、演示視頻、實物投屏、虛擬仿真、示范操作、實操加工等多元化的教學手段，拓展了學生的學習形式。對項目開展實施全過程進行評價，包括教師評價、學生自評、小組互評、在線測試、職業素養等，有效開展課堂考核與評價。

5. 利用數字化信息教學平臺與數控實訓車間的有效結合，改變了傳統的“教與練”教學模式，提升了學生的學習興趣與主觀能動性。數字化信息教學平臺，讓課堂內容生動起來，知識可以是形象的視頻或有趣的圖片，模擬練習都能在平臺上完成，能很好地與數控實訓車間相結合，通過線上模擬和線下操作，調動學生學習的主動性，激發學生興趣，提升學習效果。

（二）特色創新

1. 依托專業知識與技能，解決實際加工問題，提升學生分析與解決問題的能力，培養了良好的勞動習慣與理念。車床刀架螺釘為易耗易損件，實訓中，刀架螺釘易出現滑絲、變形，導致失效的情況，本項目以解決刀架螺釘失效的實際問題，依靠所學專業知識與技能，分析刀架螺釘從測繪、工藝、編程、仿真、加工、檢測等技術環節進行突破。完成刀架螺釘的生產加工，解決實際問題的同時，提升學生分析與解決問題的能力，培養良好的勞動習慣與理念。

2. 結合企業實際崗位職業技能與要求，有效突破項目任務重難點。本項目采用課前啟化、課中內化、課后轉化的教學模式，關注學生全過程發展，深入學習情境。為了突破重、難點，注重教學整體設計，以就業為導向，項目任務對接企業崗位需求，將項目任務所學知識及技能與企業崗位制圖員、工藝員、編程員、仿真員、操作員、質檢員有效對接。通過任務的開展，學生扮演其角色，學習崗位的知識及技能點，學生體驗崗位的同時，大大提高了學生的學習興趣與主觀能動性。

3. 由單一化實訓模式向綜合性技能訓練的創新轉變，對接企業綜合素質人才培養，與時俱進，提高專業技術應用能力。傳統的實訓模式以單個工種訓練為主，項目單一、技能單一，學生綜合技能難以提升。本課程為機械零件數控綜合加工，通過重構教學項目，將項目任務分解為多個相互關聯，依次遞進的技能點包括零件測繪、零件加工工藝與編程、仿真加工、實操加工、零件檢測等。對接企業綜合性素質人才標準，培養與提高學生專業技術的應用能力。

4. 應用“三階段、九環節”的教學模式。“三階段、九環節”是一種高效課堂教學模式，三階段為課前啟化、課中內化、課后轉化。九環節為“知、導、明、探、析、示、練、講、拓”。向學生展示層次分明的學習過程，使學生明確知識點，把握重難點，有的放矢。通過教學實施，學生對所學知識與技能的掌握運用成效明顯提升，學習主觀能動性加強。

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（責任編輯：孫曉林）