基于創(chuàng)客教育模式的中職數(shù)控課堂教學(xué)探究

文/佛山市順德區(qū)勒流職業(yè)技術(shù)學(xué)校 汪 潔

隨著工業(yè)發(fā)展和教育教學(xué)改革要求的不斷提升，創(chuàng)客教育進入校園已是一種必然趨勢。中職學(xué)校傳統(tǒng)的數(shù)控課堂教學(xué)已無法滿足學(xué)生發(fā)揮主觀創(chuàng)造力的意愿?；趧?chuàng)客思維的滲透和創(chuàng)客能力培養(yǎng)兩方面,筆者嘗試將創(chuàng)客教育融入中職數(shù)控加工的課堂教學(xué)中。對比傳統(tǒng)的數(shù)控教學(xué)方式，融入了創(chuàng)客教育的課堂對增強學(xué)生的吸引力和教學(xué)效果有明顯優(yōu)勢。

一、創(chuàng)客教育概述

“創(chuàng)客”一詞來源于英文單詞Maker、Hacker，是指出于興趣與愛好，努力把各種創(chuàng)意轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)實的人。

創(chuàng)客教育是創(chuàng)客文化與教育的結(jié)合。具體做法是基于學(xué)生興趣，以項目學(xué)習(xí)的方式，通過鼓勵學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)造，過程中綜合使用多種工具(包括開源硬件、3D打印、計算機、激光切割機等)培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力，引導(dǎo)學(xué)生在發(fā)現(xiàn)問題、探索問題、解決問題的過程中培養(yǎng)創(chuàng)造思維，提高解決問題的綜合能力的一種教育方式。

二、中職數(shù)控教學(xué)現(xiàn)狀分析

中職數(shù)控專業(yè)課程是以理論知識為基礎(chǔ)，以實踐操作為主要形式的課堂教學(xué)，旨在培養(yǎng)學(xué)生掌握數(shù)控原理、數(shù)控編程和數(shù)控加工等方面的專業(yè)知識及操作技能。目前大多數(shù)中高職院校的數(shù)控教學(xué)，都是以教師講解原理方法和步驟并進行示范操作，學(xué)生進行實踐操作練習(xí)的課堂模式。這種傳統(tǒng)的教學(xué)模式仍是以教師為主導(dǎo)，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、主動性和課堂氛圍有待改善，同時從實踐教學(xué)的效果來看，仍不太理想。

國務(wù)院參事湯敏2012年曾在清華大學(xué)講座中提出，我國要抓住第三次工業(yè)革命的機遇，首先應(yīng)從教育開始，因為第三次工業(yè)革命需要一大批創(chuàng)新型人才。他還提出，“我國可能被甩出第三次工業(yè)革命，因為我們現(xiàn)在的這套教育體制，不適合未來工業(yè)革命”。以上這些觀點雖然尖銳，但卻是不可否認(rèn)的現(xiàn)實。同時對我國職業(yè)教育的現(xiàn)狀提出了警醒：我們的職業(yè)教育必須做出改革，從教育的方針、目標(biāo)到教育教學(xué)的方法、手段，都要跟隨工業(yè)發(fā)展和時代需求做出相應(yīng)的調(diào)整，才能滿足社會和崗位對人才的需求。創(chuàng)客教育的引入與興起正是起源于我們對教育教學(xué)改革的迫切需求。

反觀創(chuàng)客教育，目前創(chuàng)客教育主要依托3D打印機、開源硬件等軟硬件來開展。3D打印雖然方便，但它也存在許多桎梏，比如在金屬物件制作方面，由于成本和技術(shù)限制，金屬3D打印很難在校園內(nèi)實現(xiàn)。因此創(chuàng)客教育需尋求更多的途徑和渠道的幫助，比如借助數(shù)控機床采用車削或銑削的方式進行金屬加工。

綜上所述，創(chuàng)客教育和數(shù)控課堂教學(xué)的合作將是必然的趨勢。特別在中職學(xué)校，學(xué)生在掌握專業(yè)技能的基礎(chǔ)上，培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)客思維，這將對學(xué)生未來的就業(yè)和發(fā)展起到舉足輕重的作用。

三、中職數(shù)控課堂教學(xué)和創(chuàng)客教育的結(jié)合

在科技日新月異的時代，學(xué)生接受知識、發(fā)揮主觀創(chuàng)造力的意愿也在不斷增強，因此我們的教育必須面向未來，為學(xué)生未來發(fā)展所需的能力打好基礎(chǔ)，培養(yǎng)“創(chuàng)客”，也就是創(chuàng)新人才。創(chuàng)新人才需具有創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維(即創(chuàng)造性思維)和創(chuàng)新能力等。

(一)創(chuàng)客思維的滲透

在課程初期，至少設(shè)置2個課時，進行創(chuàng)新教育的背景和內(nèi)涵、中西方創(chuàng)新設(shè)計的對比與分析等創(chuàng)客基本概念的講授。然后運用至少4個課時，介紹“設(shè)計思維”的概念和常見的設(shè)計思維過程模型，例如“IDEO”設(shè)計思維模型和斯坦福大學(xué)設(shè)計思維學(xué)院的設(shè)計思維過程模型等，通過為學(xué)生提供一套切實可用的思維方法，引導(dǎo)學(xué)生掌握創(chuàng)新設(shè)計方法。同時，在數(shù)控項目過程中設(shè)置創(chuàng)新設(shè)計環(huán)節(jié)和獎勵環(huán)節(jié)等，正面鼓勵每一個學(xué)生充分發(fā)揮自己的想象力和科學(xué)認(rèn)知儲備去進行設(shè)計和制作。

(二)創(chuàng)客能力的培養(yǎng)(課堂實施)

結(jié)合創(chuàng)客教育形式和數(shù)控加工的專業(yè)特點，我們每學(xué)期進行1-2次創(chuàng)客綜合實踐教學(xué)，每次實踐用時3-4天。課堂上采用“項目驅(qū)動教學(xué)法”和“小組合作學(xué)習(xí)法”來進行具體的課堂教學(xué)。

1.分組及知識準(zhǔn)備

由于中職學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和能力參差不齊，加上數(shù)控機床操作安全性的要求，因此合適合理的分組很重要。課前在充分了解學(xué)生基本情況后，依據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、基礎(chǔ)知識和技能等條件進行合理均勻分配，小組人數(shù)以6-8人為宜。每組設(shè)置一名知識基礎(chǔ)好、組織能力較強的組長，課堂上可負(fù)責(zé)組織和分工協(xié)調(diào)、安全管控等工作。合作分工是創(chuàng)新創(chuàng)客中必不可少的，因此每組學(xué)生應(yīng)充分利用自身特長，在各自擅長的領(lǐng)域發(fā)揮作用，進行相應(yīng)分工。

在進行綜合實踐前，應(yīng)先完成相應(yīng)理論和技能知識的教學(xué)，確保學(xué)生已掌握數(shù)控編程和工藝分析等知識，能進行實際加工操作，為項目的順利實施做準(zhǔn)備。

2.項目提出

課前一周教師布置綜合實訓(xùn)任務(wù)，各組通過查詢資料，根據(jù)知識技能掌握情況，小組討論后選定創(chuàng)新制作項目，并編寫項目任務(wù)書。

這一環(huán)節(jié)教師應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生以自己的興趣愛好為基礎(chǔ)，從生活實際出發(fā)，整合機械原理、數(shù)控加工等學(xué)科知識，選取切實可行、有意義的實踐項目，同時要求作品主題明確，內(nèi)容健康積極。

3.項目研究

(1)可行性研究

此環(huán)節(jié)可采取“頭腦風(fēng)暴法”，學(xué)生在課堂上先分組闡述設(shè)計方案、部件組成、各部件工藝分析、各加工內(nèi)容的加工方法、加工順序、裝配關(guān)系，其他組的學(xué)生可現(xiàn)場提出疑問或建議，教師記錄所有疑問和意見，然后結(jié)合學(xué)生觀點，對項目進行評估并提出指導(dǎo)意見。小組對方案進行修改后，再重復(fù)一次此環(huán)節(jié)，直到方案評估通過，確保項目可實施性。

(2)軟硬件資源準(zhǔn)備

方案確定后，根據(jù)方案分別列出軟件和硬件清單。教師在可實現(xiàn)的范圍內(nèi)，盡可能為學(xué)生提供硬件設(shè)備支持。資源不足的情況下，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生因地制宜，善于運用一切可用資源，甚至有些組件需要DIY，通過手工制作，提高學(xué)生動手能力。除了硬件，在互聯(lián)網(wǎng)時代，教師還要引導(dǎo)鼓勵學(xué)生學(xué)會從多種渠道獲取資源和信息，同時提醒學(xué)生學(xué)會甄別信息，掌握去偽存真的能力。

4.項目實施

方案和資源準(zhǔn)備好后，學(xué)生分組進行項目實施，步驟如下：

(1)部件分工、工藝分析、加工順序確定；

(2)材料分析、毛坯準(zhǔn)備；

(3)圖紙繪制、確定精度；

(4)數(shù)控編程與模擬、教師檢查確認(rèn)；

(5)加工成型、后期處理；

(6)其他組件準(zhǔn)備；

(7)裝配組合、整體效果檢驗與調(diào)整。

實施過程采取全天制實訓(xùn)模式，學(xué)生制作過程3-4天。數(shù)控加工過程中，教師與各組長一起巡視，確保學(xué)生安全操作。

5.項目改進

作品初步完成后，各小組現(xiàn)場展示作品，邀請其他班的學(xué)生和科組教師參觀并提出改進意見。最后匯總意見，根據(jù)實際調(diào)試情況，進行作品調(diào)整和修正，此過程大約耗時1天。

6.課堂評價與分享

(1)多元化評價體系：學(xué)生的知識掌握情況、技能實操水平、課堂表現(xiàn)、小組分工合作形式以及作品的外觀、新穎性和實用性等方面，多維度評價學(xué)生課堂作品。

(2)小組分享實施過程經(jīng)驗：課堂上以小組為單位，各小組分享做法和經(jīng)驗：包括分工方式、創(chuàng)意要素、討論分析過程、制作實施步驟等，從而鍛煉學(xué)生的歸納能力和表達能力，培養(yǎng)學(xué)生自信快樂的健康人格。課后，小組在QQ班群中以文檔形式提交以下資料：設(shè)計思路、制作過程、硬件清單、數(shù)控源代碼等，共享資源和知識，享受分享的快樂。

四、效果與反思

與傳統(tǒng)數(shù)控教學(xué)過程相比，創(chuàng)客式的數(shù)控課堂不再是一成不變的機械式操作。教師從知識的傳授者，成為項目的組織管理者，而學(xué)生才是真正意義上的項目主導(dǎo)的主體。學(xué)生在設(shè)計、討論、實施、分享等環(huán)節(jié)中，表現(xiàn)出極高的興趣和參與度，同時表現(xiàn)出高度的團隊精神。從學(xué)生的參與情況、分工情況和制作過程綜合來看，基于創(chuàng)客教育的課堂模式明顯優(yōu)異于傳統(tǒng)的數(shù)控教學(xué)課堂。

五、結(jié)語

在以上開展的基于創(chuàng)客教育的數(shù)控課程中，有意識地融入創(chuàng)客教育內(nèi)容，課堂采用任務(wù)驅(qū)動和小組合作學(xué)習(xí)，圍繞具體項目和問題，讓學(xué)生以團隊形式協(xié)同創(chuàng)造新方案和新作品。在教中學(xué)、學(xué)中做，在創(chuàng)新創(chuàng)作過程中讓學(xué)生綜合運用技能與知識的同時，提高了學(xué)生的創(chuàng)新思維、合作意識、溝通表達能力、自信健康的人格，達到了傳統(tǒng)數(shù)控課堂難以實現(xiàn)的教育教學(xué)效果。但由于數(shù)控機床加工對象、范圍以及加工難度，限制了與創(chuàng)客教育更廣泛的結(jié)合，相信未來隨著創(chuàng)客教育的發(fā)展和普及，簡易型桌面數(shù)控機床將會越來越普及，從而促進中職數(shù)控教學(xué)與創(chuàng)客教育的深度融合。