基于工作过程的“数控加工工艺”课程教学设计

胡相斌

基于工作过程的“数控加工工艺”课程教学设计

胡相斌

“数控加工工艺”课程是高职院校数控技术专业的核心课程，对学生职业能力的培养起着重要的作用。以提高课程教学质量为出发点，从职业岗位分析入手，提炼总结了行动领域，继而延伸至学习领域，在明确学习目标的前提下设计学习情境及教学过程，对教学实施及评价提出了详细方案。体现了基于工作过程的教学理念，真正实现了“教、学、做”一体化。

高职；数控加工工艺；教学设计；教学情境；工作过程

随着我国高等职业教育的发展，控制规模、培植示范、引导发展、提高质量成为指导思想，而如何提高教学质量是职业教育研究的重点。课程建设与改革是提高教学质量，培养学生职业岗位能力的关键所在。课程建设与改革的重点在于内容契合职业岗位对知识、能力的要求；过程体现“教、学、做”一体化；方法适应高职生源结构；评价体现能力本位。基于这一认识，本文围绕教学质量的提高，针对数控技术专业核心课程“数控加工工艺”进行了教学设计。

一、教学设计的总体思路

（一）指导思想

增强课程教学的针对性和适应性，体现“教、学、做”一体化，使教学更贴近于职业岗位的要求，激发学生学习的主动性，缩短从学生到产业工人的距离，从而提升教学质量，提高教学效率。

（二）教学设计的思路

以职业岗位能力培养为目标，以工作过程为导向进行课程设计。[1]

1.职业岗位分析。通过广泛的企业调研，分析职业岗位典型工作过程，得出专业职业岗位及岗位群取向，明确学生将来的就业岗位包括：（1）数控机床操作工；（2）数控编程员；（3）数控工艺员。

2.职业岗位工作过程分析。访问企业专家，分析典型工作任务工作过程，确定工作过程能力要素及要求，以便形成符合生产实践、利于能力形成的教学实施方案。

机械零件的加工过程：任务零件分析——制定零件加工工艺——编制零件加工程序——程序调试校验——收件试切加工——分析加工结果——修改工艺方案及程序——零件加工——质量检验——机床维护保养。

3.行动领域提炼。将相互关联的任务集合归纳整合为职业行动领域：（1）使用数控机床进行零件加工；（2）典型零件数控加工工艺编制及实施。

4.学习领域设计。吸收企业专家参与，将职业行动领域转化为对应的学习领域，如图1所示。

图1 行动领域与学习领域转化

5.学习情景设计。以工作过程为导向，将学习领域分解序化为若干个学习情景，按循序渐进序化路径，在学习过程中逐步培养学生解决问题的能力。

图2 课程教学目标

二、教学设计

（一）课程能力目标设计

终极教学目标：熟练掌握机械零件数控加工工艺规程的制定，如图2所示。

1.知识目标。包含以下四个方面。

（1）熟悉金属切削过程及影响切削的主要因素，掌握切削用量确定方法。

（2）熟悉常见定位方式及定位基准的选择原则，掌握常用夹具的使用方法。

（3）熟悉各种刀具的材料、结构、几何参数及应用范围。

（4）熟悉数控加工工艺过程的组成、加工方法的选择、工艺制定的步骤。

2.能力目标。包含专业能力、社会能力和方法能力。

（1）专业能力培养（见表1）。初步具备商业谈判的能力，能够明确客户加工要求，熟悉零件的功能及装配要求，初步判定零件的加工难易程度；熟悉金属切削过程及规律；熟悉工件定位装夹方法及常用夹具的种类、结构；熟悉常用数控加工刀具的性能、选用及切削参数确定；能根据零件结构特点及材料特性，独立制定合理的加工方案，并能选择正确的加工设备、工装夹具、刀具、量具、毛坯等；能对零件加工质量进行检测，并能分析影响加工质量的因素，提出保证质量的措施；能遵守相关法律、技术规定，按照正确操作规程进行操作，保证人身设备安全。

（2）社会能力培养。具有较强的语言表达能力、人际沟通能力；具有团队精神和协作精神；诚实守信，认真负责，具有良好的心理素质和克服困难的能力；遵守法规、标准，注重技术安全和劳动保护，具有环保理念，具有良好的职业道德。

（3）方法能力培养。能自主学习新知识、新技术；能通过各种媒体资源获取所需信息；能独立制定工作计划并进行实施；能不断积累工作（工艺制定、质量控制等）经验，从个案中寻找共性。

（二）学习领域（课程）定位

1.课程定位。“数控加工工艺”是数控技术专业及模具设计制造专业针对数控车床操作员、数控编程员、数控工艺员岗位能力进行培养的一门核心课程。

2.课程传承。如图3所示。

本课程以机械制图、工程材料、机械制造基础、公差配合与测量、钳工实训、机加工实训等课程作为先导课程，为数控编程、CAD/CAM技术、数控加工实训、职业技能取证等后续课程打下基础。课程以培养数控加工工艺制定能力为开设目标，是数控中级工取证考试的主要课程。

3.课程目标。本课程主要培养学生数控车削加工工艺制定、数控编程及利用数控车床进行零件加工等专业能力，同时，注重培养学生的社会能力和方法能力。

（三）学习领域课程内容

1.教学内容确定的原则。基于课程定位及课程目标，同时，考虑到国家职业标准中对相关内容的要求。教学设计立足于职业技能培养，从岗位职业能力的需求出发；教学内容的确定依据完成工作过程所需知识能力要求，筛选关联知识及能力要素，注重与职业岗位的针对性及适应性，遵循“必须、够用”原则；强调工学结合，加大实践训练，通过典型零件工艺案例分析，说明如何分析、制定零件的加工工艺，如何安装定位零件，如何保证加工质量，如何选择使用刀具、如何确定切削用量等，从而使教学符合职业岗位要求，适合技能培养。

表1 课程职业能力及知识结构

图3 课程承接关系

2.教学内容的针对性与适应性。工作过程导向的课程是面向工作体系、反映工作的内在逻辑关系，并按过程进行知识和技能的科学组合。[2]因此，作为学习载体的零件，一方面，需进行教学化处理，使零件能集中反映结构、工艺、编程等方面的知识点，去除重复繁琐的结构，体现学习的针对性；另一方面，要反映实际生产的特点，增强学生对实际工作的适应性。

图4 教学内容确定流程

3.教学内容确定的步骤。如图4所示。

4.学习情景的划分。如表2所示。

表2 课程学习情境

按学习情景序化路径，学习过程中学习载体——任务难度逐步提高；学习主体——学生自主程度逐步提高；学习客体——教师参与度逐步降低。教学重点在于工件定位与装夹、数控刀具选用、工艺方案的制定。教学难点是学生掌握切削用量的合理确定，零件加工质量的工艺保证。

三、学习领域课程描述

学习领域课程描述如表3所示。

四、学习领域情景设计

学习领域情景设计以车削零件数控加工工艺制定为例，如表4所示。

五、学习领域课程考核方案

教学评价以提高教学质量为目的，引导促进学生自主学习的积极性，提高学生分析问题、解决问题的能力及团队协作的能力，使学生对自己在学习中的表现进行“自我反思性评价”。学生自我评价、相互评价、教师评价相结合，过程评价与结果评价相结合，强调过程评价。

考核结果既能反映学生的能力、知识，又能反映学生的态度、协作意识。根据数控加工工艺课程的特点，“数控加工工艺”的成绩分为理论考试和能力考查两部分，重点考察学生对知识的理解和实际操作能力。理论考试占30%，能力考查占70%。理论成绩包括单元知识测试和平时作业成绩，单元知识测试采取笔试的方法，平时成绩主要采取作业形式。能力考查采取课程项目评价法，根据每个学生课程项目完成情况，通过答辩评定成绩。

表3 学习领域课程描述

表4 车削工艺制定学习情境

综上所述，“数控加工工艺”课程教学设计以工作过程导向，以提高课程教学质量为目标，以激发学生学习主动性为出发点，体现学习过程任务驱动，学习主体积极参与，学习客体组织引导。经过两年多的教学实践，学生学习目标明确，变被动为主动，教学质量明显提高。

[1]毕蓉.高职项目课程教学设计过程模式的构建[J].职业技术教育，2010（17）：26-29.

[2]张松才，姚明明.基于职业教育发展的高职素质教育项目设计[J].中国职业技术教育，2009（4）：17-19.

[责任编辑 盛艳]

胡相斌，男，兰州石化职业技术学院教授，硕士，主要研究方向为数控技术。

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1674-7747（2017）03-0005-06