信息化项目教学在中职《数控加工技术》课堂中的实践与探索

谢飞县 苏嘉 李校伟

习近平总书记在十九大报告中提出，要建设知识型、技能型、创新型的劳动者大军，因此，作为担负着培养现代劳动者大军的中职学校教师，不仅要让学生懂技术、精技能，还要学会创新。在教学改革中融合信息化手段开展《数控加工技术》项目教学，通过合理运用信息化平台，实施一个个完整的项目教学活动，采用“学中做、做中教”的教学手段，围绕以“学生为中心”，使学生参与教学的全过程。在这个过程中，教师通过信息化手段引领学生对新知识不断探索，激发学生的学习潜能，解决受基础知识薄弱而影响学习效果的教学困境，很好地完成教学任务，实现教学目标。

一、《数控加工》与《Solidwork》课程相互融合

《数控加工》课程是中职学校机械类专业的一门核心课程，主要传授的是工程图的识读、加工工艺分析、编程指令辨识和加工程序编制方法、数控机床操作和相关量具和夹具的使用方法。随着企业的转型升级和信息化技术的推广应用，计算机辅助设计与加工软件的应用就成为了机械类专业的一门必修课程。

在教学改革实践过程中，经过对校企合作企业相关岗位的深入调研，为了更好地实现产教融合的育人思路，我们将《数控加工》与《Solidwork》两门课程融合，形成《机械产品设计与加工》的课程，通过该课程，引导学生按照“加工什么产品——图纸是怎么设计出来的——怎么加工出这个产品”的思路，让学生既掌握“数控加工技术”的相关程序编制和产品加工知识，又熟练掌握利用计算机辅助设计软件（Solidwork）绘制产品加工工程图的技能知识。

二、信息化项目教学

信息化下的项目教学是基于信息化平台以项目的组织和实施进行教学活动。它除了把理论性强的知识转化成一个个可以让学生参与的项目之外，还在项目组织和实施的过程中融入了信息化手段，让学生在分组完成项目的过程中，通过信息化平台引导学生独立思考，在信息化平台上进行知识互动和联动，培养学生的团队合作意识，在学习的过程中，教师扮演着组织协调和引导的角色，教师是完成每个项目的成员之一，项目完成后，教师通过信息平台进行评价各团队项目的完成情况，学业也通过该平台对项目完成质量进行自评和团队之间的互评。

信息化项目教学的教学过程由项目+信息平台选择、制定项目实施计划、过程质量监控和教学效果评价等多个环节组成。

（一）项目+信息平台选择

经过到企业的深入调研和结合授课对象的实际情况，将《数控车削螺纹零件》和《Solidwork》两门课程的内容融合成：螺纹零件的工程图绘制（使用Solidwork软件）+3D朋克平台、螺纹零件的加工工艺分析+学习通APP平台、螺纹零件的加工程序编制+学习通APP平台、數控车床的操作+虚拟仿真软件、螺纹零件的质量检测+学习通APP平台等5个项目，在这5个项目中涉及了“Solidwork软件”“3D朋克平台”“数控仿真软件”和“学习通APP互动平台”的应用。

（二）项目实施过程

在信息化项目教学的实施过程中，确定好项目和信息平台，准备好与项目教学相互匹配的计划后，才推进项目的具体实施。下面以“数控车削螺纹零件”项目为例，对整个课堂教学的实施过程进行分析。

1.项目任务分析

该项目，一是通过计算机辅助设计软件“Solidwork”绘制螺纹零件的空间三维实体图，通过该软件自带的功能将三维实体图转换工程图，并进行尺寸和技术要求的调整，直至工程图纸符合国标的有关规定（螺纹零件加工图如图1所示）；二是对该加工项目进行工艺分析，包括：材料、尺寸精度、轮廓构造、参数计算等；三是对该项目进行加工程序的编制，包括：准确寻找该项目的轮廓节点坐标、合理选择与该项目相匹配的编程指令、准确编写加工程序以及使用虚拟仿真软件对加工过程进行模拟演示，检验程序和相关参数设计的准确性。

2.信息化手段的融合

为了让信息化手段助力课堂教学取得成效，一是上课前教师会引导学生在学习通APP平台上，观看将要学习的项目微课视频，通过翻转课堂的形式，让学生在课堂前熟悉所学项目的基本知识；二是课堂上教师首先会让学生用手机登入学习通APP平台，通过手机手势签到后，进入旧知识在线抢答和新知识在线讨论，让学生的注意力迅速聚焦课堂（如图2所示）；当学生画好工程图后，利用3D朋克平台把三维图形转化到手机上，让学生课后也可自行加深对零件立体图的思考；三是通过虚拟仿真平台，让学生在理论课堂的教学环境中，也可以体验跟实景匹配的机床操作，不仅降低了实训操作的失误率，也解决了因实训设备不足影响教学效果的困境。

3.实施过程

为了提高课堂效果，让50人班级中的每个学生都能投入到项目的学习中来，课堂把该项目拆分成了三个小项目，即：绘制工程图、编写加工程序和虚拟仿真操作，然后对学生进行分组，每个小组完成一个小项目，完成后，各小组的内容进行互换（项目互换学习图如图3所示），直至都能按照预设好的学习步骤完成三个小项目的学习。

一是在“Solidwork”平台上绘制螺纹零件的工程图，通过完成螺纹零件的三维实体图后，利用该软件自带的转换生成工程图的功能，完成该项目工程图的绘制（见图4）。这个小项目让学生不仅掌握了工程图的绘制方法，还熟悉了该计算机辅助软件的应用技巧。当学生通过Solidwork软件绘制好图形后，可以把三维图形上传到3D朋克平台，然后生成二维码进行手机扫描，让学生课后在宿舍也可以在手机上对零件的三维图形进行分析研究复习，而不用通过电脑打开三维软件。

二是开展螺纹程序编制的项目的学习，通过分析该项目螺纹零件所设计的工艺参数，首先让学生了解螺纹的构造，螺牙深度值、车削时的分刀次数、每一刀车削深度以及编程节点等相关参数的计算方法；然后让学生学习针对不同的数控系统型号，合理选用螺纹加工指令；最后按照相匹配的数控车削编程方式进行编程（见图5）。为了让学生在这个项目的三个环节中充分参与，及时互动，课堂融合了学习通APP平台，以此提高课堂效率。

三是利用虚拟仿真平台校验程序的准确性和模拟实际机床操作（数控虚拟仿真系统如图6所示）。通过该信息平台，不仅让学生及时校验加工程序，获得学习成效反馈，还能很好地在课堂上熟悉机床操作的整个过程，为进入实训车间做好充分的准备。图6数控虚拟仿真系统同时，因为该虚拟仿真平台可以转换使用多个常用数控系统，因此，进一步拓展了学生的学习知识面，提升了学生的企业实际生产的适应能力。

（三） 项目评价

在项目学习全部完成后，教师会采取线上和线下的课堂评价模式。首先，线下评价是指学生各团队对所完成项目开展自我评价和团队之间相互评价，然后由教师进行综合评价，并在学习通平台上公示各团队项目学习的成绩（如表1、表2、表3所示）；其次，线上评价是指课后学生用手机登入学习通平台，对老师课堂进行综合评价（见图7），老师可以通过该信息平台自带分析功能，掌握学生的学习效果，并及时调整下一步授课计划，营造良好的授课环境。

三、信息化项目教学效果

在《机械产品设计与加工》课程建设中，我们与校企合作企业深入合作，在该企业的实际生产产品中，挖掘出一些有代表性的项目，按照企业的对这些产品的实际生产过程，提炼出相应的课程理论知识和项目实操技能，通过“虚实”结合和线上线下的互动模式，坚持以学生为中心，在教学过程中认真贯彻好“学中做，做中教”的教学理念，让学生在理论知识的学习过程中不再感到枯燥乏味，在实际操作过程中不再因为陌生而频繁出现操作失误，极大地激发了学生的团队协作意识和学习兴趣。该项目试验一年来，有3名学生参加该项的全市技能竞赛荣获一等奖，有5名学生进入校企合作企业实习，其所学知识和技能与企业要求的吻合度非常高，得到了企业方的高度评价。

四、信息化项目教学的实践体会

信息化项目教学在《机械产品设计与加工》课程建设中的实践，不仅丰富了传统意义上的项目教学法，课堂教学把“项目+信息”巧妙地融合，可以很好地解决对于基础知识相对薄弱的中职学生，普遍存在只对机床的简单加工操作感兴趣，而对相应的专业理論知识学习却不感兴趣，从而导致产品加工水平难以提高的问题。同时，该项目为了夯实学生的专业理论基础，在课堂教学中充分利用信息化技术手段，让学生在项目学习时的注意力和兴趣点，很容易聚焦到理论知识的重点和难点上来，有效引领学生进入有趣的专业理论知识探索境界。

总之，在步入新时代社会主义的关键期，中职学校教师担负着培养知识型、技能型和创新型的现代技能型人才的任务更加艰巨。紧跟信息化时代的步伐，积极在传统的教学法的基础上进行教学改革，大胆深入企业调研，站在企业家的角度上去思考人才培养的标准，把课堂教学的过程放在生产过程去思考，提炼出来的课堂教案更能激发学生的学习兴趣，更加吻合企业的人才需求。

责任编辑何丽华