基于OBE理念的中職數控機床編程與操作實訓課程教學設計研究

摘" 要" 針對中職學校數控機床編程與操作實訓教學觀念相對落后，學生實操能力不強以及學習動機較弱等問題，基于OBE理念，對數控機床編程與操作實訓教學進行設計，從教學理念、教學內容、教學手段、評價體系方面重新構建教學體系，為中職學校數控技術應用型人才培養提供參考。

關鍵詞" OBE理念；數控機床編程與操作；中職學校；翻轉課堂；混合式教學；實訓教學

中圖分類號：G712" " 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2024）21-00-05

0" 引言

智能制造時代，數控技術被譽為我國制造業轉型升級的重要支撐和關鍵技術，是國家科技創新、高端制造發展水平的重要標志，是《中國制造2025》重點發展領域，是我國從中國制造邁向中國智造的核心。而數控產業要想蓬勃發展，加快推進數控職業教育課程改革是必經之路[1]。目前中職學校所培養的數控應用型人才尚不能滿足時代發展的需求。據統計，2025年，高檔數控機床和機器人人才缺口為450萬人，顯然，我國技能型人才的缺口依舊較大。要想填補技能型人才的空缺，必須解決實訓課程教學問題，因此，課程教學改革刻不容緩。2023年，中共中央辦公廳、國務院辦公廳印發《關于深化現代職業教育體系建設改革的意見》，明確提出堅持以人為本、能力為重、質量為要、守正創新，持續推進現代職業教育體系建設改革。

目前，我國已將數控機床編程與操作課程列為數控技術專業核心課程，但中職學校對于該課程的定位仍不夠清晰，教學觀念相對落后，課程目標尚未清楚，實訓課程安排較少，導致學生對機床的操作較生疏，對職業規劃感到迷茫[2]。為了能更好地解決此類問題，數控機床編程與操作實訓課程亟須確立新的教學目標和引入新的教學方法，基于我國對數控應用型人才的需要，對實訓課程進行教學改革，為中職數控機床編程與操作實訓課程開辟新路徑。

OBE（Outcome based education）理念由Spady"W G[3]在1981年率先提出，并逐漸在美國、歐盟等國家和地區教育改革中流行起來。OBE理念又被稱為成果導向教育、能力導向教育、目標導向教育或需求導向教育，是一種以成果為目標導向、以學生為本，采用逆向思維建構教學的理念。發展至今，OBE理念作為一種先進的教育理念，已被應用于各個學科之中。OBE理念以明確的成果導向開展教學活動，通過教學評價校驗教學成果，形成閉環的教學形式[4]。基于OBE理念，不僅有利于中職學校快速發現數控機床編程與操作實訓課程教學過程中的不足，及時加以改進，而且以學生為本，教師作為促進者可以更好地發揮學生的主觀能動性，有利于提高學生的專業興趣和獨立解決問題的能力。

作為核心課程，數控機床編程與操作旨在提高學生對數控機床整體結構的認識，培養學生的機床操作能力，激發學生的創新精神。本文基于OBE理念提出以學習成果為導向、以逆向思維建立實訓課程教學體系的策略，以期解決傳統的中職數控機床編程與操作實訓課程教學質量不高等問題，讓教學更具實效性、針對性、專業性，切實提高學生實操能力和就業競爭力，為中職學校數控技術實訓類課程教學提供參考。

1" 中職學校數控機床編程與操作實訓課程學情分析

2017年12月，工業和信息化部印發《促進新一代人工智能產業發展三年行動計劃（2018—2020年）》，明確提出引導職業學校培養產業發展急需的技能型人才。至此，數控技術專業逐漸受到重視，作為具有戰略性意義的專業，中職學校也紛紛開設相關課程，如數控技術基礎、數控機床操作與編程等。然而，由于時代快速發展，傳統的數控機床編程與操作實訓無法滿足時代對于技能型人才要求，課程教學方面尚存不足，不利于中職學校的人才培養[5]。

1.1" 教學理念墨守成規

中職學校開設數控機床編程與操作課程，其目的在于服務一線的制造產業，培養能獨立對銑床進行編程與操作的技能型人才。中職教育始終以就業為導向，需要更多動手實操的機會，而中職學校仍然保留傳統的教育理念，以教師為主導，即使是實訓課，為學生安排的動手實操環節也相對較少。“填鴨式”教學導致學生學習動機不強，創新能力被埋沒，動手實操能力弱，對于理論知識的應用得不到體現。課程安排上，學生嚴重缺乏實踐課，這不符合中職教育的初衷，也影響人才培養的質量。

1.2" 教學內容定位不清

由于數控機床編程與操作是一門綜合性、實踐性較強的課程，既有模具設計與制造、機械原理與結構等機械設計研發方面的知識，也有數控機床編程加工、數控系統組成等控制方面的知識，這就導致教師在有限的學時里無法覆蓋全部的知識點，授課時感到無從下手。對中職學生而言，教學上更應該側重于培養學生數控銑削的實際應用能力，如機床銑削工件時的刀具路徑設計、編程、分析等。因此，對于控制系統的集成、研發等不應該作為教學重點，只需要讓學生對這類知識有所理解即可。目前，中職數控專業教學針對性不強，導致教學進度較慢，學生知識不成體系，教學效果大打折扣。

1.3" 教學手段相對滯后

目前，中職學校開展數控機床編程與操作實訓仍采用傳統的教學模式，沒有以學生為中心，沒有根據學情需要選用合適的教學手段。“照葫蘆畫瓢”的教學手段雖能讓學生在短時間內掌握基礎知識，但這些知識都是機械性、間接性的，不利于學生組織能力、獨立解決問題能力、創新設計能力的培

養[5]。僅僅進行簡單重復的練習，會讓學生產生厭學情緒，厭倦傳統教學單向的知識傳遞，無法產生學習興趣，因此，學生課堂參與度較低，理論知識無法轉換為實踐操作，不利于專業能力的發展。

1.4" 教學評價過于單一

當前，我國中職教學實訓評價方式過于單一，以數控機床編程與操作實訓課程為例，教師往往只對學生工件的完成質量、日常出勤、理論成績等方面進行分項打分，然后進行最終求和，評級體系中絲毫沒有提及學生創新思維、團隊協作精神、工匠精神等綜合性評價。這導致學生在學校里只關心自身成績的高低，對于是否掌握技能毫不在乎，而教師也未意識到這樣的考核方式并不能達到預期的教學目標。新時代需要的是復合型、技能型人才，而非空有理論知識的“書呆子”。

2" OBE理念與實訓課程融合的必要性

傳統教育以內容為本，以中職數控機床編程與操作實訓課程為例，學生的銑床技能僅僅停留在給工件對刀、銑削凸臺、進行簡單的擴孔等方面，并未涉及中途如何換刀、曲面應該如何銑削、進給速度如何調節更加合理等知識的學習；授課所用圖紙已經是十幾年前淘汰的，與學生當前技能考證和企業生產的圖紙相距甚遠；教學理論知識與實訓內容相互獨立，教師僅僅通過自身示范讓學生進行模仿，而并非通過講解讓學生內化為自己的知識，在這種機械式教學方式下，學生的職業技能很難提升[6]。

面對中職學校教學現階段存在的問題，中職教師需要打破傳統教育思維框架，引入OBE理念，以成果為導向，依據社會技能人才標準和企業對人才的需求制定目標，確定畢業要求[7]，讓學生課前就明確完成學業后應達到何種技能水平。根據畢業要求，學校制定人才培養方案，教師依據方案實施課堂教學，以成果為導向的教學設計更能滿足社會對人才的需要，如圖1所示。目標明確，教師在設計教學時就能有側重點地安排學習任務，以達到既定的教學效果；學生在實訓課上也能有目標、有方向地強化實操能力，而不是簡單地、機械地模仿。只有將OBE理念植入教師與學生的意識，使教師的教與學生的學步調一致，才能確保學生很好地獲得知識與能力，從而為社會作出貢獻。

3" 基于OBE理念的中職數控機床編程與操作實訓課程教學設計

3.1" 轉變教學理念

從中職實訓教學現狀出發，將OBE理念作為指導思想，糾正傳統教學目標、學生活動、評價體系沒有相互關聯的錯誤教學理念，把教學成果作為核心導向，打破教、學、評三者之間的壁壘，使其相互關聯，構建教—學—評閉環的教學模型（圖2）。OBE理念的核心思想是“以學生為主體，以教師為主導”，充分尊重學生的主體性，根據不同的學情設置相應的教學目標，采用多樣化的教學方法滿足學生的個性化需求，搭建起連接理論知識與實操技能的橋梁，強化學生的實際操作水平，最終以多元化評價體系考核學生的技能水平與理論基礎，校驗既定的學習成果是否達標，可以用教—學—評閉環的教學模型來表示。通過轉變教學理念，以成果為導向貫穿教學環節，可以激發學生學習的主觀能動性，把被動式教學轉變為主動教學，保證教學質量穩步提升。

3.2" 以學生為中心、以成果為導向優化實訓課程教學內容

以學生為中心、以成果為導向優化數控機床編程與操作實訓課程教學內容如表1所示。對于傳統課程教學內容多、知識點零散、思政元素不充分等問題，本文通過精煉教學內容、補充新知識點、融入思政元素，以理論成果、技能成果、思政成果為導向，分層次優化教學內容[8]，并以中國勞動社會保障出版社出版的《數控機床編程與操作》（第四版）作為授課用書。該教材重點知識分布更為集中，技能知識與理論知識緊密結合，同時有豐富的課后習題并配備有答案，有利于學生進行自主學習，發揮主觀能動性。通過逆向思維方式，從成果出發優化教學內容，使教學內容更具系統性、嚴密性、專業性，可為學生踏入社會奠定良好的實踐基礎。

3.3" 采用多樣化教學手段，豐富實訓課堂

3.3.1" 采用項目式教學

項目式教學是教師的教與學生的學相互配合，以學生為主體，學生在教師指導下完成某個教學項目。以數控機床編程與操作實訓課程為例，教師以某典型零件作為項目，將零件建模、程序編寫、刀具選用等知識融入教學過程，以OBE理念為導向，基于社會與學校需求設計教學目標，豐富課堂教學，充實教學內容，完善考核評價體系。通過教師對典型零件的講解，學生進行編程與加工。在此過程中，教師要為學生提供模擬一線企業的實際加工場景，將物料、設備、操作、產品等要素串聯起來，并將理論基礎、技能操作、團隊合作、創新思維等社會復合型人才必備的要求有機結合，始終把就業作為第一導向。只有這樣，才能保證技能型人才的輸送，提高人才培養質量。

3.3.2" 采用翻轉課堂

作為一門實訓課程，數控機床編程與操作的教學目的是讓學生掌握數控銑床的操作，培養學生的實際操作能力。為了讓學生能更好地搭建起理論知識與實際操作之間的橋梁，教師可采用翻轉課堂的方式進行實訓教學，教師與學生互換角色，可給予學生更多獨立鉆研、動手操作的時間。教師除了對典型零件的加工進行示范，還應提供一線企業日常加工的零件圖紙，真實還原加工場景，讓學生的編程和加工技能能真正運用到實踐中。在此過程中，教師不應強制要求學生按部就班，而是鼓勵學生自主思考如何進行加工，將大部分時間留給學生，充分將課堂的主導權交給學生，只要求學生按圖紙加工出實物即可，僅在學生遇到難題時將其提出的困難交由集體共同討論解決。翻轉課堂實訓教學不僅使學生的知識遷移、發散思維、獨立解決問題等能力得到培養，其既定的教學目標也能更好地實現。

3.3.3" 采用線上+線下混合式教學

傳統的實訓課堂上，“填鴨式”教學不能兼顧學生的個性化差異，忽視以學生為本，教學效果大打折扣。為提高線下教育教學質量，基于成果導向理論，選用超星學習通作為教學平臺，推行混合式教學，形成線上線下相結合的教學模式，盡可能滿足學生想學即學的需求。

以數控機床編程與操作實訓為例，教師課前明確本節課所需達到的教學目標，同時發布預習任務、課程任務，讓學生預先了解課程內容，有目的、有針對性地進行預習。學生可根據圖紙的圖形尺寸進行建模，并使用斯沃數控仿真軟件進行模擬。對于學生遇到的問題，教師在平臺上先進行線上解答。仿真模擬實訓能有效避免學生因編程或操作失誤而造成的安全事故。通過仿真模擬，學生能有效提高線下課程的學習效率。實訓加工時，教師巡視課堂，有目的地觀察線上編程有紕漏的學生，及時進行規范示教，并給予學生幫助與引導。課后，教師上傳零件加工評分結果，并通過平臺發放超差原因報告，學生通過填寫報告總結此次實訓操作出現的問題和失誤，提出改進方法。通過融入OBE理念的混合式教學，教師能更好地關注學生的個性化差異，對不同學生因材施教。同時，每位學生都有明確的學習目標，學習的積極性會大大提高。采用線上+線下混合式教學，達到提高教學質量的目的[9]。

3.4" 多元化評價體系校驗實訓成果

傳統的考核評價體系過于簡單，通常以期末考試這種終結性評價方式打分，導致學校“唯分數論”占主導地位。如圖3所示，本文基于OBE理念設計中職數控機床編程與操作實訓課程評價體系，融入過程性評價，消除評價體系單一化的弊端，采用多元化評價方式，將評價方式劃分為學生自評、小組互評、教師總評三部分，考核評價過程師生共同參與，不僅可以培養學生的自評能力和接受不同意見的能力，更有助于為學生提供有針對性的反饋和指導。教師通過最終的評價分數，可以更加全面、準確地了解是否達到教學目標要求，為進一步制訂教學計劃提供參考。

實訓課程總成績由實訓加工成績（60%）和實訓過程考核成績（40%）兩部分組成，其中實訓加工與過程考核又各分為四個維度進行評分，學生自評、小組互評、教師總評占比分別為20%、30%、50%。

4" 結束語

數控銑削在我國制造業發展中有著重要的作用，數控銑削的中職教育目標是為社會培養更多復合型人才。筆者將OBE理念貫穿中職數控機床編程與操作實訓課程教學，以業界需求為導向，將“以學生為中心，以教師為主導”作為核心理念，從教學理念、教學內容、教學手段、評價體系等方面進行教學設計。對教師而言，這是教學的改革創新；對學生而言，這是明確發展方向的挑戰。這種教學設計不僅有利于教師打破常規，融入新的教學法，調動學生的學習積極性，提高教學質量，而且有利于學生的學習和職業規劃與發展，也為中職數控技術實訓課程提供了新的發展思路。

5" 參考文獻

[1] 李欣，徐慧，張靜雙.高職數控專業課程體系與國際職業資格認證的銜接研究[J].中國職業技術教育，2018（14）：87-90.

[2] 楊勇，趙崇杰，張國泉，等.基于STEAM教育的中職“工業機器人技術”課程教學模式研究[J].職業教育研究，2021（5）：87-91.

[3] Spady W G. Outcome-based education： Critical issues and answers[M].Arlington， VA： American Association of School Administrators，1994：13.

[4] 李志義，朱泓，劉志軍，等.用成果導向教育理念引導高等工程教育教學改革[J].高等工程教育研究， 2014（2）：29-34，70.

[5] 崔陵，劉冰雪，楊宗斌.新時代技術技能人才培養背景下中職課改挑戰與因應：以浙江省中職機械類專業“整體重構”課改項目為例[J].中國職業技術教育，2023（8）：50-55.

[6] 王英杰，左希慶.基于OBE的“數控車實訓”課程教學改革[J].教育教學論壇，2020（9）：135-136.

[7] 劉衍聰，李軍.基于OBE理念的應用技術型人才培養方案的設計[J].中國職業技術教育，2018（14）：72-76，96.

[8] 楊瑞青，呂俊燕，孟凡召.基于OBE理念的“數控技術”課程教學改革研究[J].裝備制造技術，2022（3）：245-258.

[9] 霍天樞.基于目標模式的開放大學遠程學習情境創設研究：以《數控編程技術》課程為例[J].職業技術教育，2021，42（29）：34-37.

*項目來源：廣東省2020年度課程思政建設改革示范項目“機器人創新設計”（項目編號：粵教高函〔2021〕4號）；廣東技術師范大學2020年校級教學質量與教學改革工程“智能制造工程創新班”（項目編號：2020zlgc26）；廣東省現代農業產業技術體系項目“林果機器人共性關鍵技術研發創新團隊”（項目編號：2019KJ139）；廣東技術師范大學教研項目“中職特色雙師型工業機器人師資培養研究”（項目編號：1821415）；廣東省新師范建設助推基礎教育高質量發展研究與實踐項目“中職機械類專業教學改革研究與實踐”（項目編號：粵教高函〔2023〕29號）；廣東技術師范大學2023年度“實驗室管理研究”項目“服務‘技術+師范’教育的機器人特色實驗室建設與管理研究”。

作者簡介：楊勇，通信作者，廣東技術師范大學機電學院院長，教授、博士、碩士生導師。