基于加工中心的精基准教学设计探究

郭伟民，陈俊寰，刘 奕

（1.河南职业技术学院，河南 郑州 450046；2.河南北方红阳机电有限公司，河南 南阳 474678）

0 引 言

基准是用来确定产品上几何关系所依据的点、线或面，其在机械制造中应用广泛，从产品设计时的零件尺寸标注到制造时的工件定位、测量和装配位置确定等。精基准是指已机械加工过的基准，其使用原则包括基准重合、基准统一、互为基准。精基准选择不当，零件的设计要求将无法保证，导致零件加工、测量和装配困难。在加工中心等数控设备占主体的情况下，掌握基于加工中心的精基准使用方法是充分发挥设备性能的前提。在高等职业教育阶段，精基准的概念与选用原则出现在《模具制造技术》的“基础知识”中，其应用贯穿课程始终，精基准内容的学习是掌握模具制造工艺编制方法（该课程的核心职业能力）的重要基础。精基准和加工中心的使用在企业已经普及，现结合高职学生的真实状况，优化精基准教学设计。

1 学情分析

1.1 学习基础分析

虽然精基准的概念与选用原则出现在《模具制造技术》的“基础知识”中，但学生在之前的实训中已经接触，如钳工实训中的划线与配做、车削实训中的车端面、铣六方等。在这些实训过程中，精基准知识点不是练习重点，容易被忽略。

学生在学习行位公差及其标注时，判断基准的“虚”（中心要素）与“实”（轮廓要素）是学习难点，尤其是实测时，中心要素的转化有赖于学生实际练习后的理解。但在实际教学过程中，学生缺乏相关练习，大部分学生对基准的认识不深刻。

1.2 企业需求与学校教材编排的比较

机械制造类企业看重学生的实际工作能力、知识应用能力，“确定基准”是企业对学生的基本要求，只有教会学生应用相关知识，并在此基础上发展学生的职业素养，才有可能满足企业需要。

几乎所有教材都将基准作为基础知识用于支撑“工艺规程”，相关内容并不突出。但从高职学生就业角度分析，基准的使用价值高，甚至比编制工艺规程更有实用价值，高职学生毕业后大部分在生产一线工作，不需要编制工艺规程，所以高职学生理解基准的选择与应用远比编制工艺规程重要、实用。中小企业一般不需要编制“工艺规程”类技术文件，用精基准选择原则指导生产流程的思路更重要，高职学生在中小企业发挥技术能力的可能性与活动空间较大，学生在学习阶段应对基准类的概念与应用有充分的理解。

教材上的内容比较简练，包括基准分类与粗、精基准的含义及选择原则。从帮助学生理解并构建相关知识的角度分析，仅局限于教材上的内容无法让学生真正理解与内化相关知识，必须对之进行丰富，并建立学习梯度：①为什么遵循这些原则；②对应每条原则，按“简单”、“复杂”分别示例；③选择原则的综合运用，按“简单”、“复杂”分别示例（选择企业实际案例）；④以发展学生核心素养的观念指导具体教学活动。

2 教学目标设计

基于社会需求、学生情况和教学条件，确定教学目标。

专业目标：以应用为目的，理解精基准选择原则，能处理常见、典型零件的基准选择问题，实现知行合一。目标层次化：对基本原则的理解与应用→综合运用→基准的优化与创设。

素质目标：以具体教学内容为载体，渗透素质教育。对照《中国学生发展核心素养》，精基准学习过程中主要体现的核心素养有科学精神、学会学习和实践创新。

同时要注重教学过程中的生成性目标，根据学生在教学中的表现和问题而灵活展开相关话题，帮助学生在情境中内化知识，鼓励个性化发展，始终体现以人为本的基本要求。

3 教学评价设计

明确教学评价内容和具体标准有利于对教学过程进行及时调控，该教学内容适合设计表现性评价：通过难度程度不同（单一原则的简单套用→具体情境下、需要克服障碍的应用→多原则的综合使用）的作业，检测并评价知识与技能的理解与应用程度；对于“情感态度与价值观”、“学习过程与方法”等难以结果化的教学目标，借助课堂观察和阶段性的学习体会等方式进行考察与评价。

需要事先列出评价标准，便于学生自评和互评。评价重点是基于知识应用的理解程度，要反映学习前后的能力变化以及学习过程中相关素养的感悟与提升。

4 教学组织设计

4.1 内容组织

按教材编排、平铺直叙地讲授方式不可取，应考虑如何体现教学结构设计，即以选择原则（基准重合、基准统一、互为基准和自为基准等）在实际工作中的应用为主线开展教学活动，这也是该课的学习重点，需要4个学时，教学过程安排如下。

（1）带领学生回忆之前的经验，介绍基准的概念与分类，精基准的选择原则与原因。

（2）举例说明“基准重合”与“基准统一”的选择方法。首先，结合图1所示长方体零件，按设计基准在工件中心、工件非中心、工件外、设备工作行程外等情况分别展开，进行探究式学习与讨论。此例还可以介绍如何将中心要素的基准落实在实体轮廓上以及借助铣出的基准带实现“基准统一”。

图1 长方体零件定位基准

其次介绍：①什么情况下用孔作为主要精基准；②孔作基准的情况下怎么找中心；③用孔“找基准”的完成时间；④标准杆和量块的使用。原则上，①和②对应专业目标“对基本原则的理解与应用”，③和④强调具体情境，需要学生有相关经验才能深入理解。

（3）举例说明精基准选择原则的综合使用。导套加工要求如图2所示，该导套比较常见，紧贴学生已有的实训经验和专业学习基础，难度适中，但要回答如何体现精加工基准的选择原则关键在于对加工过程中基准的使用与理解。以前在介绍完精基准基本知识后，曾用该图考试或练习，结果大部分学生只是罗列几条选择原则，没有深入剖析，所以将该图放到课堂上充分讨论，目的在于引导学生分析，该图对应专业目标为“综合运用”。

图2 导套加工要求

（4）拓展。重点介绍增加辅助基准的方法，同样遵循先易后难的原则，如图3所示。可用于拓展学习的内容还有：①薄板件，对于薄板件的定位基准，主要是防止和减少其装夹过程中的变形，企业在批量生产的情况下，一般是将基准设在夹具上；②超长件，可以在工作台上增设夹具实现超长件（超出机床工作行程）使用同一个定位基准，完成“一次装夹、全部加工”，最大限度地保证工件加工精度；③基于计算机辅助工艺过程设计（CAPP）定位基准的自动优选，CAPP是面向智能制造，有必要让学生了解，但在CAPP系统选择定位基准的过程中，从工艺角度确定评判因素和系数方面还有待于完善，否则会影响定位基准的准确选择。

图3 异形件产品

上述举例在课堂上都可以转变为基于问题的探究式学习过程，所用到的核心知识都相同（精基准选择原则），应用难度从平行到递进，体现了课程开发中的要求（基于知识应用的结构、比较学习、发展学生的知识迁移与应用能力等）。

4.2 教学方法

若将上述内容全部放在课堂上进行探究式学习，4个学时不够，效果也不好。其中一部分可先让学生以作业的形式练习，再到课堂上讨论。鼓励学生利用在线教学平台自学自评，还可进行个性化答疑与辅导。

结合学习内容，课堂上可以选择基于互动的探究式案例教学法。考虑大部分高职学生的实际状态，应先由教师帮助学生回忆和整理之前实训或理论课程中有关基准及其应用的知识点，然后对新知识进行讲解和引导，帮助学生理解含义并初步学会分析问题；最后有针对性地布置作业，难度可分为适中和较难（辅以必要的指导语），让学生练习（资讯、分析、决策），并及时点评练习结果（收作业→学生互评→教师点评→自评）。及时评价能促进学生对有关知识与技能的准确理解，还能促进学习能力的提高（包括学习态度、学习方法等的改进）。同时可以考虑选择一个拓展性问题，安排学习能力强的学生用较长时间去深究，过程中教师进行阶段性指导。从实践效果看，一些学生由此逐渐学会了“研究”问题。

从学习的角度看，整个教学过程要让学生学概念、学应用，重理解、内化与迁移、完成意义的建构。采用迭代式学习法使学生先学透精基准，再了解粗基准，进而以定位基准去比较设计基准、测量基准和装配基准，通过比较学习深化理解。最后再让学生重新审视设计基准及其确定，学生更能理解制图时确定基准的重要意义，强化作为技术员的责任感。

5 结束语

该教学设计体现以学生为中心：①关注原有学习基础（习得的知识与经验）；②创设一个结构化课程方案，以相关知识在工作中的应用引导学习，让知识与应用建立对应关系，帮助学生建构相关知识的实际意义，为今后处理相关工作提供方法论；③在专业知识的学习过程中，始终贯穿相关的核心素养（科学精神、学会学习和实践创新）培育，帮助学生建立质量意识和效率观念，让学生学会认真做事，有对人对事负责的态度等职业素养。

以学生为中心的教学设计使整个教学活动过程贯穿着“以人为本”的人文情怀，让技术知识的学习闪耀着文化光辉，这能提升学生学习兴趣，有利于学生在活动中展现活跃的思维，有助于形成积极向上的职业态度。该教学安排不仅能帮助学生有效完成专业知识的学习，还通过专业教学活动完成相关核心素养以及必要的职业素质的培育，即“课程思政”建设。但也存在不足之处，目前在该课程中无法对相关应用案例进行充分的实践或实训，今后可以考虑加入相应的课程教学中。