數(shù)控加工工藝與編程項(xiàng)目化教學(xué)改革探討*

李笑勉 李會(huì)玲 范四立 張良超

東莞職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系 廣東東莞 523808

隨著我國(guó)由“制造大國(guó)”向“制造強(qiáng)國(guó)”的轉(zhuǎn)型，社會(huì)對(duì)高素質(zhì)技術(shù)人才的需求也不斷發(fā)生變化。職業(yè)教育肩負(fù)著向特定行業(yè)和崗位培養(yǎng)合格的一線操作技能型專門人才的重任。數(shù)控技術(shù)專業(yè)高技能人才在珠三角尤其緊缺，如何提高學(xué)生的技能水平和綜合素質(zhì)，是職業(yè)技術(shù)教育急需解決的關(guān)鍵問(wèn)題。

職業(yè)教育中學(xué)生普遍對(duì)理論課程不感興趣，或理論與實(shí)踐脫節(jié)，造成學(xué)生基礎(chǔ)不扎實(shí)，動(dòng)手能力差，不能適應(yīng)企業(yè)的需要。項(xiàng)目化教學(xué)模式是為了解決這一問(wèn)題而被提出來(lái)的，但是教學(xué)的效果卻有不同。如何讓項(xiàng)目化教學(xué)方法的教學(xué)效果發(fā)揮得更好是很值得研究的問(wèn)題。換言之，就是在提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也讓學(xué)生掌握了一定理論基礎(chǔ)知識(shí)，同時(shí)也具備較高的技能水平，但是學(xué)生能不能在畢業(yè)后的工作崗位上很快勝任工作或者與企業(yè)需求“零”距離對(duì)接呢？目前學(xué)校的課程設(shè)置普遍存在“加工工藝分析與數(shù)控編程脫節(jié)、理論教學(xué)與實(shí)踐環(huán)節(jié)脫節(jié)、學(xué)校教學(xué)與企業(yè)生產(chǎn)脫節(jié)”這樣一種“三脫節(jié)”的問(wèn)題，從而導(dǎo)致“教師自認(rèn)為教得不錯(cuò)，學(xué)生自認(rèn)為學(xué)得不錯(cuò)，可是畢業(yè)生一到企業(yè)什么也不會(huì)做”的現(xiàn)象。因此，如何開(kāi)發(fā)合適的項(xiàng)目課題是解決這個(gè)問(wèn)題的關(guān)鍵。

1 項(xiàng)目設(shè)計(jì)依據(jù)

走訪北京精雕科技有限公司、臺(tái)灣全量科技有限公司、東莞奇峰液壓有限公司等知名企業(yè)，通過(guò)訪談企業(yè)專家和技術(shù)人員，對(duì)數(shù)控技術(shù)專業(yè)方向所面向工作崗位的工作項(xiàng)目、工作任務(wù)和職業(yè)能力進(jìn)行系統(tǒng)的分析，綜合各位專家意見(jiàn)，將該門課程定位在“零件加工工藝流程設(shè)計(jì)、零件加工工藝分析、零件工序工藝文件編制、CAD/CAM軟件的應(yīng)用、零件加工質(zhì)量和效率分析、引入編程新技術(shù)、數(shù)控加工操作”等工作任務(wù)上。圍繞這些工作任務(wù)，以數(shù)控加工的典型零件為載體，設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)項(xiàng)目，組織課程內(nèi)容。這些典型零件從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，從考證訓(xùn)練項(xiàng)目到實(shí)際生產(chǎn)零件，形成項(xiàng)目序列，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)項(xiàng)目的過(guò)程中不斷地提升職業(yè)能力。

該門課程選取以下工程實(shí)際項(xiàng)目：項(xiàng)目一，軸套類零件數(shù)車工藝設(shè)計(jì)與編程加工；項(xiàng)目二，板塊盤類零件數(shù)銑工藝設(shè)計(jì)與編程加工；項(xiàng)目三，箱體類零件加工中心工藝設(shè)計(jì)與編程加工；項(xiàng)目四，數(shù)控精雕工藝設(shè)計(jì)與編程加工；項(xiàng)目五，模具電火花線切割工藝設(shè)計(jì)與編程加工；項(xiàng)目六，數(shù)控綜合工藝設(shè)計(jì)與編程加工；項(xiàng)目七，復(fù)雜零件（葉輪）數(shù)控工藝設(shè)計(jì)與編程加工。

通過(guò)以典型零件為載體設(shè)計(jì)的項(xiàng)目學(xué)習(xí)，形成以下職業(yè)能力：1）會(huì)根據(jù)裝配圖、零件圖及技術(shù)要求，進(jìn)行加工工藝分析，并能進(jìn)行整體工藝設(shè)計(jì)；2）會(huì)根據(jù)零件工藝特點(diǎn)及技術(shù)要求，選擇合適的加工設(shè)備、刀具、工夾量具；3）能選擇合適的切削用量及其他工藝參數(shù)；4）能編制各種標(biāo)準(zhǔn)格式的數(shù)控加工工藝文件；5）能根據(jù)工藝要求應(yīng)用CAD/CAM軟件進(jìn)行編程；6）熟悉常用數(shù)控機(jī)床的性能特點(diǎn)，并能熟練操作數(shù)控機(jī)床；7）能加工零件至符合圖紙技術(shù)要求；8）會(huì)分析加工質(zhì)量、加工效率影響因素，并能進(jìn)行合理調(diào)整；9）具有安全、質(zhì)量、成本、效益等意識(shí)。

2 配套項(xiàng)目化教材的編寫

1）依據(jù)本課程標(biāo)準(zhǔn)編寫教材，教材應(yīng)充分體現(xiàn)加工任務(wù)引領(lǐng)、生產(chǎn)實(shí)踐導(dǎo)向的設(shè)計(jì)思想。

2）教材應(yīng)將本課程的職業(yè)活動(dòng)，依據(jù)生產(chǎn)流程或不同零件，分解成若干典型的工作項(xiàng)目，采用典型項(xiàng)目持續(xù)訓(xùn)練的教學(xué)模式，不斷鞏固和強(qiáng)化其專業(yè)知識(shí)、基本技能和職業(yè)素養(yǎng)。

3）教材應(yīng)密切結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)實(shí)際，體現(xiàn)真實(shí)工程環(huán)境，再現(xiàn)工作現(xiàn)場(chǎng)。

4）教材內(nèi)容體現(xiàn)先進(jìn)性、通用性、實(shí)用性，要將本專業(yè)新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備及時(shí)地納入教材，使教材更貼近本專業(yè)的發(fā)展和實(shí)際需要。

5）教材中的活動(dòng)設(shè)計(jì)的內(nèi)容具體，并具有可操作性，便于教師指導(dǎo)和學(xué)生學(xué)習(xí)。

6）按照項(xiàng)目課程的理念，可確定其教材編寫格式為：①教學(xué)目標(biāo)；②工作任務(wù)；③實(shí)踐操作（相關(guān)實(shí)踐知識(shí)）；④問(wèn)題探究（相關(guān)理論知識(shí)）；⑤知識(shí)拓展（選學(xué)內(nèi)容）；⑥練習(xí)。

目前，該教材正在進(jìn)行編寫，預(yù)計(jì)2013年完成校本教材，經(jīng)過(guò)校內(nèi)修訂后力爭(zhēng)2014年底正式出版。

3 項(xiàng)目實(shí)施采用的教學(xué)方法

1）在教學(xué)過(guò)程中，應(yīng)立足于加強(qiáng)學(xué)生實(shí)際操作能力的培養(yǎng)，采用項(xiàng)目教學(xué)，以工作任務(wù)引領(lǐng)提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生的成就動(dòng)機(jī)。

2）本課程教學(xué)的關(guān)鍵是現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)，應(yīng)選用典型零件生產(chǎn)工藝流程為載體，教學(xué)過(guò)程以生產(chǎn)過(guò)程為主線，強(qiáng)調(diào)生產(chǎn)任務(wù)為最終目標(biāo)。

3）在完成生產(chǎn)任務(wù)的過(guò)程中，自然融入相關(guān)工藝知識(shí)、編程知識(shí)、軟件應(yīng)用知識(shí)，以及安全、質(zhì)量、成本、效益等意識(shí)。

4）在教學(xué)過(guò)程中，多采用掛圖、多媒體、投影等教學(xué)資源輔助教學(xué)，幫助學(xué)生理解關(guān)鍵工藝問(wèn)題。

5）在教學(xué)過(guò)程中，要重視本專業(yè)領(lǐng)域新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備發(fā)展趨勢(shì)，貼近生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)。為學(xué)生提供職業(yè)生涯發(fā)展的空間，努力培養(yǎng)學(xué)生參與社會(huì)實(shí)踐的創(chuàng)新精神和職業(yè)能力。

6）教學(xué)過(guò)程中教師應(yīng)積極引導(dǎo)學(xué)生提升職業(yè)素養(yǎng)，提高職業(yè)道德。

4 教學(xué)評(píng)估

1）改革傳統(tǒng)的學(xué)生評(píng)價(jià)手段和方法，采用階段評(píng)價(jià)、目標(biāo)評(píng)價(jià)、項(xiàng)目評(píng)價(jià)、理論與實(shí)踐一體化評(píng)價(jià)模式。

2）關(guān)注評(píng)價(jià)的多元性，結(jié)合提問(wèn)、現(xiàn)場(chǎng)解決問(wèn)題、提交作品（包括工藝文件、編程、零件成品等）、測(cè)驗(yàn)、考試等情況，綜合評(píng)價(jià)學(xué)生成績(jī)。

3）既注重學(xué)生在實(shí)踐中獨(dú)立分析問(wèn)題和解決問(wèn)題能力的考核，又注重學(xué)生協(xié)同作業(yè)的溝通、協(xié)作能力，全面綜合評(píng)價(jià)學(xué)生的工作能力。

5 教學(xué)場(chǎng)所的設(shè)計(jì)

以往的實(shí)訓(xùn)（實(shí)驗(yàn)）室是根據(jù)教學(xué)的需要設(shè)計(jì)和建設(shè)的，這是一種課程內(nèi)容導(dǎo)向的實(shí)訓(xùn)（實(shí)驗(yàn)）室設(shè)計(jì)模式，存在零散性等缺點(diǎn)，缺乏整體設(shè)計(jì)思路。如果現(xiàn)有的課程體系本身存在問(wèn)題，將更加導(dǎo)致實(shí)訓(xùn)（實(shí)驗(yàn)）室設(shè)計(jì)的偏差。新的課程理念要求以工作任務(wù)分析為基礎(chǔ)，按照空間結(jié)構(gòu)與工作現(xiàn)場(chǎng)相吻合的原則設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)（實(shí)驗(yàn)）室。一方面是數(shù)控實(shí)訓(xùn)設(shè)備的配置。目前學(xué)院的數(shù)控設(shè)備有14臺(tái)數(shù)控銑床、4臺(tái)加工中心、14臺(tái)數(shù)控車床、4臺(tái)電火花機(jī)、4臺(tái)電火花線切割機(jī)，后期設(shè)備還準(zhǔn)備添置1臺(tái)五軸聯(lián)動(dòng)加工中心、1臺(tái)車銑復(fù)合加工中心、5臺(tái)數(shù)控雕刻機(jī)。另一方面是CAD/CAM多媒體實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)。該實(shí)驗(yàn)室是學(xué)生進(jìn)行理論學(xué)習(xí)以及數(shù)控編程上機(jī)操作的場(chǎng)所，歸屬于數(shù)控實(shí)訓(xùn)場(chǎng)的配套教室，這為理論實(shí)踐一體化教學(xué)提供有利條件。另外，實(shí)驗(yàn)室對(duì)教師和學(xué)生進(jìn)行全面開(kāi)放，有利于提高設(shè)備的綜合利用率，以實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室所有資源的共享和良性循環(huán)發(fā)展。

6 項(xiàng)目教學(xué)的實(shí)施

以項(xiàng)目為核心，教、學(xué)、做合一，工學(xué)結(jié)合，一體化教學(xué)模式。根據(jù)上述的7個(gè)項(xiàng)目設(shè)置7個(gè)學(xué)習(xí)情境，組織學(xué)生分組，以小組為單位，按照如圖1所示“六步法”（資訊—計(jì)劃—決策—實(shí)施—檢查—評(píng)價(jià)）的過(guò)程和方法完成工作任務(wù)。

第一步：資訊。先由教師發(fā)資料，包括資訊單、任務(wù)書、引導(dǎo)文等，學(xué)生閱讀學(xué)習(xí)資料，查閱收集資料，學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)，然后由教師使用多媒體講授相關(guān)的理論知識(shí)，并進(jìn)行課堂互動(dòng)，討論完成第一步的內(nèi)容。

第二步：計(jì)劃。教師發(fā)相關(guān)資料，包括分組表、任務(wù)分配單、工作計(jì)劃單、儀器工具清單，班長(zhǎng)組織分組討論，交流對(duì)任務(wù)的認(rèn)識(shí)，分頭學(xué)習(xí)項(xiàng)目設(shè)計(jì)方法和過(guò)程，交流學(xué)習(xí)到的方法和相關(guān)知識(shí)。并制訂完成項(xiàng)目計(jì)劃，組長(zhǎng)組織討論修改計(jì)劃，達(dá)成一致。

第三步：決策。由教師審閱各組方案，組織演示、討論，提出修改意見(jiàn)，講解設(shè)計(jì)方案關(guān)鍵知識(shí)和技能。學(xué)生分組討論修改方案、計(jì)劃，經(jīng)過(guò)師生、小組內(nèi)多次交流互動(dòng)，達(dá)成一致方案、計(jì)劃。

第四步：實(shí)施。學(xué)生分組按方案和計(jì)劃開(kāi)展項(xiàng)目學(xué)習(xí)與工作，教師記錄各組各生項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程情況并巡回指導(dǎo)學(xué)生。

第五步：檢查。教師按任務(wù)書要求檢查項(xiàng)目完成情況，幫助學(xué)生修改錯(cuò)誤和修正項(xiàng)目。學(xué)生則修改完成過(guò)程中錯(cuò)誤，重新完成項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程。待項(xiàng)目完成后，學(xué)生填寫好項(xiàng)目檢查單和書寫項(xiàng)目報(bào)告。

第六步：評(píng)估。由教師審閱各組項(xiàng)目報(bào)告、總結(jié)，并組織小組答辯，通過(guò)項(xiàng)目答辯對(duì)學(xué)生個(gè)人和團(tuán)隊(duì)進(jìn)行評(píng)估考核。

7 教學(xué)改革收獲和總結(jié)

東莞職業(yè)技術(shù)學(xué)院從2011年10級(jí)數(shù)控技術(shù)專業(yè)學(xué)生開(kāi)始對(duì)數(shù)控加工工藝與編程課程進(jìn)行項(xiàng)目化教學(xué)改革試點(diǎn)，這種工作任務(wù)導(dǎo)向課程模式可以極大地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，使學(xué)生找到學(xué)習(xí)的樂(lè)趣，切實(shí)提高學(xué)生的職業(yè)能力。2012年5月統(tǒng)計(jì)的數(shù)控技術(shù)專業(yè)就業(yè)率達(dá)到94%。在2011年的全國(guó)高職院校模具技能大賽中，數(shù)控專業(yè)學(xué)生獲得全國(guó)二等獎(jiǎng)；在廣東省數(shù)控技能競(jìng)賽中獲得三等獎(jiǎng)。通過(guò)這次課程改革，取得一定的成績(jī)，同時(shí)也為其他課程的改革提供了借鑒。當(dāng)然，還要對(duì)改革中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行剖析以及解決，如教材內(nèi)容的優(yōu)化、雙師型師資隊(duì)伍的建設(shè)等。

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