项目实战训练法在数控实训教学中的应用探究

朱学伟 朱华炳 张文祥

摘 要：随着现代制造业的高速发展，社会对数控加工专业高技能人才的需求从单一型向复合型、创新型转变。更好地实现这一转变的关键在于实训教学模式上的创新和突破，为了能够契合专业需求和学生群体特点，可在数控实训教学中引入项目实战训练法。本文介绍了该方法的内涵与特点，着重分析了其在数控实训教学中的实际应用，通过项目实战训练法可以实现对学生综合实践能力的培养，促进学生综合实践能力显著提升，收到事半功倍的教学效果。

关键词：项目实战训练法 高技能人才 数控实训教学 综合实践能力

课 题：本文系2020年度安徽省级技工教育教研课题项目“以创新技能型人才培养为目标的一体化教学改革与研究”研究成果。

数控加工专业主要是培养能够在生产一线从事生产管理、机械设计、数控编程与加工操作等工作的综合应用型高技能人才，学生的实践操作能力的高低是用人单位选人用人的主要关注点。所以，在数控加工专业的人才培养方案中，学生实践操作能力的培养被放在了首要位置。

实训教学是实践操作能力培养的关键环节。传统的教学模式是按大纲全程灌输，针对性不强，“老师照本宣科，学生被动接受”，学生不知所学内容与实际应用有何关系，听得“一头雾水”，这不仅不利于培养学生的综合实践能力、发现问题与解决问题能力，还在一定程度上阻碍了学生创新能力的发展，学生遇到真正的项目时不知从何下手，达不到高技能人才培养的要求。

因此，结合人才培养需求和技师学院学生群体特点，探索项目实战训练法，选择实际的工程项目案例进行教学，以团队协作的方式按照工程实战的流程组织训练，让学生针对实际案例问题进行学习，激发学生学习兴趣，可以收到事半功倍的教学效果。

一、项目实战训练法的内涵与特点

（一）项目实战训练法的内涵

项目实战训练法吸收了项目教学法的优点，以实际产品设计制造为主线，将课堂中的理论知识与企业实际生产有机融合，并引导学生进行自主探索，学生在教师的启发下，独立或团队协作完成一个独立产品生产制作的教学过程。项目教学法的题目可以是人为设计的虚拟题目，而项目实战训练法的题目必须要来源于企业的真实项目，学生的作品就是企业的产品，是能够实际使用的。其主要目的是培养学生的综合实践操作能力以及创新能力，逐步提高学生分析、解决问题的综合能力，缩短学生就业后的适应时间。在教学过程中，不再是教师一味地讲解传授知识，而是强调学生才是学习的中心和主体，要求学生全程参与，自主探究，发现问题并主动沟通，构建自身知识体系。

（二）项目实战训练法的特点

在运用项目实战训练法进行教学的过程中， 教师根据课程特点和内容，选定合适产品，将理论知识点碎片化后，融入产品设计生产项目，并设计相应的质量指标。多名学生组成团队，在教师的指导下分析项目，自主获取相关知识，最终完成项目。学生主动学习和解决问题的意识在项目实施过程中不断增强。

在项目实战训练法具体实施过程中，学生不再是被动听课的角色，而是企业员工，不仅要分析项目客户的需求，还需要综合考虑项目实施过程中的各种难题及企业生产的质量成本、经济效益。指导教师扮演项目客户，提出项目需求，同时扮演项目总工程师或项目经理，适时指导项目组工作，并负责每个项目的监督与审核工作。

以每个项目要求的指标作为评价依据，以目标为导向，对每个项目组和项目组成员进行多元化综合评价，给出最终成绩。评价过程中，加工零件的质量评分规则发生了质的变化，不再是传统的某一尺寸超差或精度要求不达标扣除相应分数，而是一切从实际产品生产要求出发，产品的一項尺寸超差或精度不达标就按废品处理，评分就是零分。

项目实战训练法通常按以下流程进行项目操作，首先授课教师根据课程知识点选择合适项目，设计项目需求和任务指标，制定任务指导书。其次学生开始分析项目，分解项目任务，搜集相关资料，自主探究学习，设计制定项目实施方案。然后进行项目实施。最后教师组织开展自评、互评及答辩等环节，进行项目验收。

二、项目实战训练法在数控实训教学中的实际应用

（一）项目设计

1. 学情分析

项目实战训练法实施对象为数控加工专业高级工班二年级学生，他们在第一学年已经系统学习了数控车床与数控铣床编程指令和加工工艺基础知识，能够独立操作数控车床与数控铣床，选择合适的工量刃具，设定相对合理的加工工艺，并且具备了国家职业技能鉴定中级数控车工和数控铣工的操作能力。

2. 教学目标分析

教学目标主要包括知识、能力和素养三大项。

知识目标主要为使学生掌握本专业所涉及的理论知识，主要包括机械设计基础、机械制图知识、数控加工编程知识、数控加工工艺知识、金属切削知识等。

能力目标为使学生掌握本专业所涉及的实践能力，主要包括零部件的测绘能力、数控加工工艺分析能力、实践加工操作能力、经济成本分析能力、发现问题与解决问题能力、创新设计制作能力等。

素养目标为培养学生良好的职业素养、团队协作意识及综合工程意识等。

3. 项目设定

结合学情和教学目标，参照国家职业技能鉴定高级数控车工和数控铣工考核标准，选择实际生产项目，设计项目指标。

例如“现有一个鱼塘增氧泵三相异步电动机前端盖产生裂纹，需要更换。由于此电动机购买年限较长，现已停产，无法采购到合适的配件，所以需要根据原产品设计制作一个以便更换”。设定项目为生产某产品的维修备件。

该项目要求每个项目小组对损坏前端盖实物进行三维激光扫描，对结构或材料进行创新，利用计算机辅助设计软件（CAD）构建三维模型、绘制零件工程图纸，进行生产加工，并进行经济成本分析。

4. 任务下发

授课教师通过网络学习平台将项目相关知识点、项目指导书及自主学习途径等资料下发到学生端。

（二）项目实施

1.任务分析

该项目属于开放性、创新型项目，学生想要较好地实施该项目，首先要分析项目，分解项目任务，确定组员分工，明确各人职责;其次要搜集整理项目所涉及的相关资料，进行自主探究学习;最后制定详细的项目实施方案，根据方案计划依次开展工作。

2.方案设计

（1）明确组员工作职责。①组长：负责项目方案的整体设计、任务分解、成本分析与管控及各组员间工作协调;② 组员甲：负责项目涉及的知识点分析，通过各种途径搜集获取相关知识资料;③ 组员乙：负责电动机前端盖实体测绘与创新设计，利用计算机辅助设计软件（CAD）构建创新后的前端盖的三维模型，并绘制零件工程图;④ 组员丙：负责创新后的电动机前端盖的加工工艺分析、刀具选择与切削参数确定、程序编制、设备操作加工及精度检测自评等;⑤组员丁：负责项目实施过程中所有资料整理归档、撰写总结报告及组间互评和终期答辩。

（2）自主探究与创新设计。学生剖析电动机结构，通过MOOC或其他学习途径自主学习相关课程知识点后，思考材料选型和结构设计创新点，利用三维扫描仪扫描实体数据，再通过计算机辅助设计软件（CAD）建立前端盖三维模型、绘制零件工程图等。

（3）工艺规划与加工。完成一个合格产品的生产，一般按规定的步骤依次进行。①分析零件图纸：主要包含零件的尺寸精度、形位公差和表面粗糙度等。②工艺规划：首先根据图纸分析，选择合适的加工设备;其次确定编程坐标系，并确定加工方案;最后根据加工方案设计具体的加工路线。③工件定位：确定装夹方式，选择合适的夹具。④刀具及切削参数选择：根据加工路线，选择恰当的刀具，确定切削参数。⑤节点计算：计算图纸中各个节点的坐标值。⑥填写工艺卡片：确定具体的加工工艺，参照行业标准填写加工工艺卡（包含单位名称、产品名称或代号、零件名称、零件图号、工序顺序号、工序名称、工序内容、加工设备、数控系统、加工程序号、夹具名称等）、刀具卡（包含产品名称或代号、零件名称、零件图号、工步顺序号、刀具号、刀具型号、刀具材料、刀柄型号、主轴转速、进给速度、背吃刀量等）。

（4）程序编制与加工操作。①编写完整的数控加工程序，输入数控机床，并进行程序校验。②在数控机床上完成毛坯装夹、工件坐标系设定后进行操作加工，并检测尺寸及形位公差。

3.方案实施

第一阶段项目开始，学生分组，明确组员职责。在教师的引导下，学生交流讨论，分析项目有可能涉及的相关问题，根据问题进行相关课程理论知识的自主探究学习。

第二阶段项目开展，在教师引导下首先进行实体三维激光扫描测绘，通过反求软件还原零件三维模型，在此基礎上进行二次创新设计，其次进行加工工艺规划分析，最后编写程序，操作设备加工零件，进行精度检测等。

第三个阶段总结评价，组织学生进行自我评价、成果展示汇报，教师针对项目完成效果和答辩情况进行总结点评。

（三）项目验收

1.学生自评

由项目组成员从资料搜集、产品逆向设计、工艺分析、工序工步安排、工量刃具选择、切削参数确定、产品质量检测、成本控制与环境保护意识及安全意识等多角度撰写自评式项目总结报告。这一过程可培养学生欠缺的文字表达能力和综合性产品分析报告撰写能力。

2.组间互评

各项目组之间针对项目总结报告进行互评，提出其他组在项目实施过程中的优势和欠妥之处，给出综合性评价意见。这一过程有效促使大家找出自身不足，发现他人长处，有助于学生共同提高。

3.教师点评

由指导教师组成项目评委会，各项目组推选一名组员对评委会进行答辩。指导教师首先要结合项目完成效果和答辩效果给出评定成绩，并充分肯定学生完成项目的成果，增强学生的成就感。其次要针对项目探究实施过程中出现的相关问题进行提问，帮助学生梳理脉络，理清思路，并引导学生思考如何分析问题，优化解决方案。

这一过程可使学生充分体会自我探究取得成果的喜悦，帮助学生树立学习自信，增强自我探究意识。

三、项目实战训练法在数控实训教学过程中进行应用的反思

（一）结合学情和教学目标设计适宜项目

项目选题和设计十分重要，项目素材来源于实际生产，需选择具有典型工作任务的项目作为教学项目。

设计项目时，需结合学情和教学内容并紧扣教学大纲，设计成可分解的多级子项目任务。这样不仅便于项目实施，还能最大限度激发学生学习兴趣，使学生在完成项目的过程中提高综合素质。

（二）实现教师角色转换

采用项目实战训练法进行教学，教师要充分发挥主导作用。在教学实施过程中，教师是项目的组织者、设计者和评价者，是学生学习的引导者，需要具有较强的教学情境设计能力。

为了使设计项目具有可行性和实际意义，教师要走进企业跟岗学习，提升专业水平和操作技能，深入了解生产一线实际工作内容和人才需求，充分了解现代企业的工作流程。

（三）做好项目教学评价

采用组内自评、组间互评和教师评价等多元化评价方式进行项目验收考核。学生之间自评可使学生发现项目实施过程中存在的问题，组间互评可使学生发掘值得借鉴学习的方式方法，教师评价则重在分析学生存在的问题，并给出解决方案。

四、小结

实践证明，项目实战训练法应用于实训教学，充分调动了学生的学习兴趣与主动性，使学生“在行动中学习，在实战中思索”，大大提高了学生的自主学习能力，还激发了学生的创新思维，同时，使学生综合实践能力、团队协作精神得以显著增强。

这对于提高技师学院实训教学效果，培养复合型、创新型等综合应用型高技能人才起着举足轻重的作用。

参考文献：

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[2]曾捷，谢宁，张志朋.基于项目教学法的模拟电路实验教学模式研究[J].实验室科学，2016（2）.

[3]任钦.项目教学法在数控加工实训教学中的运用[J].现代职业教育，2021（22）.

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[5]田汝美.浅谈项目教学法在数控加工教学中的应用[J].职业，2021（10）.

（作者单位：合肥工业大学技师学院）