《零件的數(shù)控加工》在數(shù)控專業(yè)一體化教學(xué)中的應(yīng)用

趙煜

（遼寧省遼陽技師學(xué)院，遼寧 遼陽 111200）

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，社會(huì)對(duì)產(chǎn)品多樣化的要求日益強(qiáng)烈，產(chǎn)品更新越來越快，多品種、中小批量生產(chǎn)的比重明顯增加；傳統(tǒng)的加工設(shè)備和制造方法已難以適應(yīng)這種多樣化、柔性化與復(fù)雜形狀的高效高質(zhì)量加工要求。因此，數(shù)控加工技術(shù)得到了迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，使制造技術(shù)發(fā)生了根本性的變化，成為機(jī)械加工現(xiàn)代化的重要基礎(chǔ)與關(guān)鍵技術(shù)。

《零件的數(shù)控加工》是技工學(xué)校數(shù)控專業(yè)的一門重要專業(yè)課，其教學(xué)內(nèi)容專業(yè)性強(qiáng)，知識(shí)面廣，操作性強(qiáng)。在實(shí)踐教學(xué)中突出反映了加工工藝繁復(fù)，加工工量具和加工工序較多，教學(xué)難度大。技工學(xué)校學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)相對(duì)較差，對(duì)專業(yè)理論知識(shí)接受能力差，如何能夠更好地提高教學(xué)效果呢？

1 職業(yè)教育認(rèn)知規(guī)律的變革

在以往的專業(yè)教學(xué)中，人們普遍認(rèn)為，職業(yè)學(xué)習(xí)的認(rèn)知規(guī)律是：專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)、某種技能的重復(fù)訓(xùn)練、掌握某種職業(yè)能力、學(xué)會(huì)工作。問題是專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)和技能訓(xùn)練相對(duì)割裂，單純技能訓(xùn)練和掌握工作過程知識(shí)無法對(duì)接，學(xué)習(xí)質(zhì)量和效率較低。因此，教師在教學(xué)中必須首先清楚職業(yè)教育的認(rèn)知規(guī)律?，F(xiàn)代職業(yè)教育要求要全面提高學(xué)生的綜合職業(yè)能力，學(xué)生綜合職業(yè)能力培養(yǎng)目標(biāo)即職業(yè)工作任務(wù)，通過創(chuàng)設(shè)的真實(shí)工作環(huán)境，讓學(xué)生在這樣的環(huán)境中學(xué)習(xí)工作，從而獲得工作過程知識(shí)。教學(xué)活動(dòng)以典型工作任務(wù)為載體，學(xué)習(xí)活動(dòng)與職業(yè)實(shí)踐融為一體，學(xué)生在學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)的同時(shí)感受職業(yè)活動(dòng)豐富內(nèi)涵，體驗(yàn)職業(yè)活動(dòng)場(chǎng)景，感悟職業(yè)活動(dòng)管理方式，經(jīng)歷職業(yè)活動(dòng)過程，享受職業(yè)勞動(dòng)樂趣。職業(yè)學(xué)習(xí)的認(rèn)知規(guī)律變?yōu)?，以職業(yè)活動(dòng)為主線的集專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)、專業(yè)技能發(fā)展、工作過程知識(shí)積累和職業(yè)崗位工作生產(chǎn)與安全管理知識(shí)獲取一體化進(jìn)程，促進(jìn)了職業(yè)工作崗位核心技能的發(fā)展、綜合職業(yè)能力培養(yǎng)、職業(yè)認(rèn)同感的建立，有益于學(xué)生未來的職業(yè)發(fā)展。

2 教學(xué)策略的變革

在數(shù)控專業(yè)的《零件的數(shù)控加工》一體化教學(xué)中，我們把教學(xué)目標(biāo)直接與企業(yè)生產(chǎn)一線崗位能力目標(biāo)對(duì)接，將企業(yè)崗位的工作流程、作業(yè)規(guī)范、零件制作、維護(hù)與保養(yǎng)、責(zé)任心、質(zhì)量意識(shí)和工作效率等納入教學(xué)目標(biāo)；將知識(shí)目標(biāo)（如：零件圖的分析方法，零件的加工、檢驗(yàn)）、能力目標(biāo)（如：根據(jù)圖紙制定工藝路線、信息處理能力、實(shí)踐能力）和情感目標(biāo)（如：團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神）納入課程目標(biāo)；將加工方案確定為教學(xué)重點(diǎn)，將加工程序確定為教學(xué)難點(diǎn)。

教師采取“課前任務(wù)準(zhǔn)備、課上演示指導(dǎo)、課后拓展延伸”的教學(xué)策略。課前，教師將教學(xué)仿真、信息化平臺(tái)資源有機(jī)融合，為學(xué)生提供了一個(gè)可觀看、可交流、可體驗(yàn)的課前任務(wù)準(zhǔn)備學(xué)習(xí)環(huán)境，學(xué)生學(xué)習(xí)的資源更加豐富，課堂教學(xué)向課外遷延；課上，教師采取“布置任務(wù)、點(diǎn)評(píng)任務(wù)、示范演示、指導(dǎo)實(shí)操、總結(jié)評(píng)價(jià)”等五個(gè)步驟，完成知識(shí)傳授、技能導(dǎo)訓(xùn)和能力培養(yǎng)。教師從一個(gè)三尺講臺(tái)的表演者，蛻變成特定職業(yè)活動(dòng)的總導(dǎo)演，其主導(dǎo)地位顯著提升；課后，學(xué)生職業(yè)體驗(yàn)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(yè)、解惑”，拓展了學(xué)生學(xué)習(xí)的空間。

學(xué)生采取“課前了解任務(wù)、課上操練體驗(yàn)、課后感悟詢疑”的學(xué)習(xí)策略。課前，學(xué)生通過多種資源平臺(tái)了解下節(jié)課的主要任務(wù)，對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容產(chǎn)生初步認(rèn)識(shí)，豐富的教學(xué)資源和數(shù)字化環(huán)境學(xué)習(xí)，能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和熱情，促使求知欲產(chǎn)生，提高課堂學(xué)習(xí)的專注度；課上，學(xué)生通過“任務(wù)學(xué)習(xí)、團(tuán)隊(duì)分工、計(jì)劃制定、實(shí)際操練、交流評(píng)比、評(píng)價(jià)總結(jié)”等六個(gè)步驟，在教師的指導(dǎo)下完成學(xué)習(xí)工作任務(wù)，知識(shí)學(xué)習(xí)、技能操作、工作過程知識(shí)獲得、團(tuán)隊(duì)精神培育、安全意識(shí)構(gòu)建和職業(yè)精神養(yǎng)成，一氣呵成。學(xué)生從一個(gè)被灌輸者到職業(yè)活動(dòng)的體驗(yàn)者，其學(xué)習(xí)的主體地位更加突出；課后，學(xué)生在完成學(xué)習(xí)工作任務(wù)或者職業(yè)體驗(yàn)的同時(shí)，對(duì)工藝流程、生產(chǎn)質(zhì)量、生產(chǎn)速度等問題迫切與教師交流，一些在課堂教學(xué)不易引起學(xué)生注意的知識(shí)點(diǎn)、技能點(diǎn)浮出水面，對(duì)教學(xué)目標(biāo)有效轉(zhuǎn)化為學(xué)習(xí)目標(biāo)產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍。

3 教學(xué)方法和教學(xué)手段的變革

為了突出“做中教、做中學(xué)”的職業(yè)教育教學(xué)理念，在教學(xué)過程中要充分利用信息化教學(xué)資源平臺(tái)，以任務(wù)驅(qū)動(dòng)法為教學(xué)主線，學(xué)生在做中學(xué)，輔之以直觀性較強(qiáng)的演示教學(xué)法，教師在做中教，以提高學(xué)生的實(shí)踐操作能力。在開放式的學(xué)習(xí)環(huán)境下，將學(xué)生間的差異作為資源，采用小組合作學(xué)習(xí)的方式，進(jìn)行隱性分層，將不同層次的學(xué)生在同一小組內(nèi)合理搭配，實(shí)現(xiàn)學(xué)生間的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。通過動(dòng)腦思考、動(dòng)眼觀察、動(dòng)口討論、動(dòng)手操作，將所學(xué)的知識(shí)學(xué)以致用。

在教學(xué)結(jié)構(gòu)上，根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知水平，基于對(duì)教材、教法、學(xué)法的全面剖析，整個(gè)教學(xué)過程設(shè)計(jì)課前、課上、課后三個(gè)階段，并將信息化手段運(yùn)用其中。

例如：在課前準(zhǔn)備中，教師將設(shè)計(jì)好的“螺紋軸加工”的任務(wù)上傳至個(gè)人教學(xué)平臺(tái)，明確工作對(duì)象、工具、材料、設(shè)備與資料和工作要求，任務(wù)以動(dòng)畫和文字的兩種方式呈現(xiàn)，動(dòng)畫的直觀動(dòng)感和文字的表意精確相結(jié)合，讓學(xué)生在寓教于樂中明確學(xué)習(xí)任務(wù)。學(xué)生不僅可以在交流區(qū)自由討論學(xué)習(xí)任務(wù)，幫助學(xué)生更好地完成學(xué)習(xí)任務(wù)，拓展知識(shí)空間。教師在學(xué)生的討論中進(jìn)行適時(shí)指導(dǎo)，為課上確定方案以及仿真實(shí)操做好鋪墊；在課上操練階段“展示討論、仿真評(píng)比、實(shí)踐操作、考核評(píng)價(jià)”四個(gè)環(huán)節(jié)。

各小組的代表闡述本組在課前確定的加工方案。教師對(duì)學(xué)生確定的加工方案進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，發(fā)現(xiàn)學(xué)生所確定的加工方案中的差異點(diǎn)，而這可能是由于學(xué)生缺乏由二維平面圖形想象三維空間形體的能力，此時(shí)，教師借用教學(xué)輔助軟件將螺紋軸進(jìn)行剖切展示，使學(xué)生可以直觀地、多角度地觀察到螺紋軸的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，為學(xué)生分析零件結(jié)構(gòu)、確定零件加工工藝路線掃清障礙，在此基礎(chǔ)上學(xué)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(yōu)方案呢？帶著這一問題，學(xué)生進(jìn)入仿真評(píng)比環(huán)節(jié)。此環(huán)節(jié)程序的確定是教學(xué)難點(diǎn)，而通過仿真軟件驗(yàn)證程序的對(duì)錯(cuò)是解決這一難點(diǎn)的關(guān)鍵。真實(shí)環(huán)境下的數(shù)控仿真訓(xùn)練，雖然不能完全代替實(shí)訓(xùn)，但它可以彌補(bǔ)實(shí)訓(xùn)中常見的設(shè)備、師資等的不足，同時(shí)它也是驗(yàn)證程序最有效的方式。學(xué)生按照小組制定的方案將程序輸入仿真系統(tǒng)，單擊循環(huán)啟動(dòng)按鈕，機(jī)床開始仿真加工。隨著程序段的逐條執(zhí)行，學(xué)生可以真實(shí)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(huì)停留在錯(cuò)誤程序段前，有的小組雖然能順利完成加工但對(duì)零件進(jìn)行尺寸測(cè)量后發(fā)現(xiàn)加工精度不夠，還有的小組雖然零件精度達(dá)到要求，但加工時(shí)間過長(zhǎng)等問題都需要對(duì)課前制定的方案進(jìn)行修改，并運(yùn)用仿真系統(tǒng)反復(fù)驗(yàn)證。在此過程中，教師對(duì)于一些程序參數(shù)的設(shè)定對(duì)學(xué)生進(jìn)行個(gè)別指導(dǎo)。經(jīng)過仿真加工，學(xué)生意識(shí)到只有加工質(zhì)量好、生產(chǎn)效率高、生產(chǎn)成本低的方案才是最優(yōu)的方案。

在實(shí)踐操作中，教師采取企業(yè)化管理方式，在真實(shí)生產(chǎn)環(huán)境中開展教學(xué)。對(duì)使用的工具、材料、設(shè)備與資料，任務(wù)書、6S管理資料、場(chǎng)地管理規(guī)程、安全操作規(guī)程等資料，工作方法和勞動(dòng)組織方式提出明確要求。學(xué)生從分析零件圖樣，查閱資料，了解零件的結(jié)構(gòu)，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(xué)習(xí)工作任務(wù)完成后，教師利用多媒體教學(xué)網(wǎng)分發(fā)“螺紋軸加工”的加工評(píng)價(jià)表，學(xué)生采用自評(píng)和小組互評(píng)形式對(duì)加工的產(chǎn)品按要求評(píng)比打分，然后提交給教師，從而促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，方便教師掌握學(xué)生學(xué)習(xí)情況。在考核評(píng)價(jià)階段充分利用資源平臺(tái)和局域網(wǎng)，學(xué)生要進(jìn)入教學(xué)平臺(tái)的考核模塊進(jìn)行答題，提交答案后，反饋的成績(jī)將直接累記到成績(jī)表中。

課后利用信息化手段有效地將課堂延伸，學(xué)生根據(jù)課上所學(xué)，在教學(xué)平臺(tái)中選擇其他零件圖紙，進(jìn)行工藝分析與程序編制，并發(fā)送至教師的郵箱。教師根據(jù)學(xué)生作業(yè)情況可在平臺(tái)或手機(jī)上與學(xué)生交流互動(dòng)。課下學(xué)生還可以在平臺(tái)的資源庫中找到操作視頻，觀看教師在機(jī)床上的操作過程，為后續(xù)的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。整個(gè)的教學(xué)設(shè)計(jì)從典型工作任務(wù)出發(fā)，以信息化手段為載體，貫穿整個(gè)教學(xué)過程，兼顧課內(nèi)與課外，溝通老師與學(xué)生，降低了實(shí)習(xí)消耗，減少了安全隱患。

《零件的數(shù)控加工》在數(shù)控專業(yè)一體化教學(xué)中打破了知識(shí)的系統(tǒng)性，直觀性、針對(duì)性、實(shí)踐性和有效性顯著增強(qiáng)，促進(jìn)了學(xué)生專業(yè)能力和綜合職業(yè)能力的提升，適應(yīng)企業(yè)生產(chǎn)管理和作業(yè)的時(shí)間大大縮短，教師在教學(xué)中應(yīng)該充分考慮各知識(shí)點(diǎn)和技能點(diǎn)的銜接，適時(shí)地進(jìn)行教學(xué)分析、歸納和總結(jié)，完成碎片化知識(shí)學(xué)習(xí)的有效積累，鞏固知識(shí)的實(shí)用性，保證必要的知識(shí)體系。