新工科背景下数控领域项目化教学模式

胡显威

（新疆职业大学 机械电子工程学院，新疆 乌鲁木齐 830013）

一、社会现状

我国智能制造业的快速发展对具有数控设备操作及维护能力的人才需求量越来越大。近年来，我国数控机床操作人员岗位空缺数量较大[1,2]，职业技能教育与企业岗位需求不成正比，即职业院校的教育相对企业技术的进步存在滞后性，职业院校应急企业所急，提高学生实际动手能力，为我国智能制造业培养实用型人才。

目前，国内职业院校为大力培养数控加工型人才，陆续开设了相关课程，通过职业技能大赛[3]、校企联合培养和考证培训等多种形式发展职业教育[4]。数控加工运用和学习多发生在企业和职业院校，企业仅培养实践，操作员只会对某单一零件进行加工，理论知识面较窄。[5,6]相反，因设备短缺、教师实践能力缺乏、无系统的教学资源等因素，职业院校学生理论掌握较好，但实际操作能力较弱。[7]综上，数控领域课程需要有机融合企业和职业院校两种培养方法，形成一种适应目前形势的教学模式，方能为学生将来走向工作岗位夯实基础。

二、课程建设存在的问题

基于目前职业院校和企业的实际情况，开发新的教学模式首先要关注了解职业院校专业相关课程背景和企业所需人才要求，将二者相互融合，实现职业院校学生毕业即上岗。职业院校完成与企业人员需求的有效衔接，在课程建设方面仍存在以下不足：

（一）职业院校教材与岗位需求不统一，缺乏职业性

职业院校教材多强调学科知识的完整性，比较重视理论和教材之间的形式衔接，课程之间缺乏专业知识的个体技能体现，缺少企业岗位实操技能的引入[8]，职业院校的人才培养与企业的岗位需求脱节。同时，职业院校的教材很少体现专业的职业性和实践性，与企业实际工作岗位要求还有一定距离，导致企业工作岗位与职业院校课程衔接不当。

（二）课程内容繁复，学生学习困难

数控课程学习需要多门先导课程作为学习基础，需掌握多款三维软件的使用和操作，且需要具备数控设备的操作和维护等较强的实践能力。[9]目前大多数职业院校的先导课程及软件课程没有安排在数控课程之前，或者没有开设与之对应的参考课程，课程之间缺乏联系和整合。导致该课程教学内容繁琐、难学且编程指令较多，学生不易掌握相关理论和实践知识，若不寻求新的教学模式，该课程将不适合现在职业院校的学生学习，也难以推进现代制造行业的快速发展。

（三）设备利用率低，教学停在软件仿真阶段

高职院校投入大量资金购买数控设备和仪器，因安全规范操作制度不完善，导致院校数控设备使用率不高，无法高效发挥出应有的教育资源。[10,11]目前，教室教学仍停留在多媒体教室的仿真阶段，对数控机床进行实际操作的频次较低，学生踏入企业后缺乏实际动手能力，难以适应工作岗位的要求。

（四）理论和实际操作脱节，缺乏实效性

目前部分职业院校仍采用传统的教学模式授课，即理论课和实践课分开上，或者先开展一个周期的理论课，再开展一个周期的实训课，造成理论与实践无法合理衔接。[12,13]理论教学仍在教室实施，相比过去仅增加了多媒体模拟教学[14]，理论课教师按教材讲，欠缺实践考虑；实践教师在上实训课时，实操技能传授往往以经验为主，未能向学生渗透理论知识，学生只能完成单一的设备操作，而不了解整个作业流程及工艺，错失职业多向发展的可能性[15]。

三、研究思路及调研分析

（一）研究思路

结合社会背景和课程背景，综合考虑现存课程教学出现的不足，本文基于项目化教学模式，借鉴德国“双元制”培养模式，设计了一种适用于数控领域课程项目化教学的循回教学模式，具体设计思路如图1所示。

图1 项目化教学的循回教学模式设计思路图

该模式的教学过程主要集中在教室、机房及车间三个教学区域，三个区域彼此相邻且课程实施内容相互衔接，最终以学生实际测评结果为评判标准，以项目循回的方式进行过程性教学，对合格的学生标记为通过，不合格的学生则重新进行学习，直至合格。该模式的基本框架如图2所示。

图2 方案设计图

企业调研，收集数控课程相关标准及课程内容。本文调研企业数控岗位需求和职业院校数控课程教学模式，收集查阅数控课程教学相关文献，全面更新教学内容，最大限度融入企业广泛应用的新技术、新知识、新工艺等，结合高职院校学生实际情况，制定课程标准及教案。

开展问卷调查，统计分析数控课程教学需求。促进职业院校学生主动学习和自主创新方面的发展，分析对比“教室—多媒体教室”和“教室—多媒体教室—车间”的循回教学方法，利用数据分析软件对结果进行分析，了解学生对课程、企业对人才的需求情况。

企业车间实践，制定实训指导书。企业车间实践，近距离接触数控加工所需相关知识，将其汇编入能反映典型工作任务和体现理论与实践一体化教学的数控课程实训指导书。

制定评价方式。在车间实际加工阶段，将学生按小组划分（3～5 人为宜），小组共同发掘问题和解决问题，并在零件加工完毕后，采取小组互评和教师总评的方式进行打分。该方式大力推行学生成绩的自主评价，构建相应的评价体系，加快学生对知识和技能的掌握。

（二）校内调研

结合现有教学模式，设置调查问卷，该问卷面向新疆职业大学机电专业七个班级发放，着重了解学生对数控课程的意见，让学生自主选择适合的教学模式。在问卷调查的班级中，72.84%的学生强调加强校内实训，认为学校目前课程实训力度不大；71.6%的学生强调加强工厂实践；而仅有49.83%的学生希望加强理论教学，具体如图3所示。

图3 学生意向模式分析示意图

职业院校与本科院校的培养目标不同，职业院校旨在培养技能型人才，培养方案可融入“1+X”制度，提高人才培养质量。但职业院校首先应基于学生为主体的培养模式，教师需要满足“1+X”证书培训要求，才能在培养学生的过程中给予正确指导；通过课证融通，使学生将专业理论知识转化为岗位任务需求，提高学生的专业技能、社会适应与应变能力，能够在课堂中了解企业制度和文化，结合自身专业提前谋划职业生涯。学校在明确职业院校学生具体的学习需求后，即可结合企业所需制定有针对性的培养模式。

（三）企业调研

对企业机电一体化专业、数控专业及自动化专业岗位调研了解到，新员工入职前，企业均会以知识够用为度，组织开展岗前培训。由既能胜任理论教学，又能胜任实际操作的培训师对新员工进行岗前培训，全程由两位培训员进行教学，一位负责讲解，一位负责工具分发及学生安全管理。教学过程在同一场所且同一时间完成，能够将理论和实践完美衔接，达到较好的培训效果。企业培训时使用的教材主要是活页式教材，培训学员是主要参与者，教师仅在教授过程中起引导作用。

1.企业专业技术人才培养模式

企业培养人才重点围绕校企双元、师资双元、理论实践双元、能力双元等德国“双元制”本土化教育模式。采用行动导向活页式教材，过程当中引入德国标准，并符合国内教育要求的人才培养方案。教学过程以学生为中心、以实践锻炼提升为根本、以解决生产实际中出现的问题为目标，实现行动能力为导向的人才培养模式。教学针对学习或工作过程当中可能出现的问题，以解决具体问题为目标，该理念极大提高了学生的学习效率和企业的作业效率。

2.企业人才培训模式的实施

企业在培训过程中，均立足岗位实际运用到的知识，模拟实际教学情境。教学情境能够根据实际岗位操作中的典型任务（项目）构建，由简单到复杂的几个项目或者是综合性的项目贯穿始终。根据不同的模块选择“四步教学法”“六步教学法”等不同的教学方法，架构任务驱动、行动导向的课程内容。以工作过程导向的职业教育要求培养学生实践动手能力，培养员工创新能力；典型工作任务分析是工作过程导向的职业教育课程开发方法，它让学习内容融入实际工作中。

四、校内教学模式的形成及示范

本文结合新疆职业大学学生实际情况，借鉴企业员工培训模式，以学生为主体对象，教师为引导对象，以数控课程为载体，开发出了“教室—机房—车间”循回项目式教学模式，适用于新工科类项目式教学。为了验证该模式在实际运用过程中的可行性，本研究以新教学模式对机电专业的七个班级，350 余人进行数控课程教学。

教学过程采用虚拟仿真技术配合实际操作练习，让学生主动在课堂探索技能知识，有效提高了学生的学习效率。本文基于现有实训设备，针对数控加工课程，最大程度地和企业生产过程保持一致，有效对接职业院校课程与企业岗位要求，丰富高职教育人才培养方案。

五、结语

本文针对目前职业院校机电一体化专业学生动手实践能力较弱、学习主动性不强、对口就业困难等问题，通过企业实地调研企业员工的培训和管理模式，提出了“教室—机房—车间”循回项目式教学模式。

实施过程以学生为主体，教师为辅助，本着知识够用为度的理念，结合企业岗位需求设计课程教学模式。从教室的理论学习、机房的仿真模拟到最后的实际操作，学生全程参与度极高，表现积极，能够在互动中掌握理论和实践知识。该模式的成功实施，证明其能够满足机电专业课程的教学要求，实施效果良好，方法可行。在整个循环教学模式中，学生接受一种新的教学模式，教师同样也接受新的教学模式，该模式为学生进企业工作奠定了基础，也使教师的教学能力得到了提升。

职业院校和企业间应加强合作，校企联合培养学生。职业院校的设备配置和企业真实工作条件还存在一定差距，无法投入过多资金在产品的生产上，企业在机电生产培训的实训设备上有一定基础，实训设备的功能也相对较好，通过工学结合、校企合作的方式可以实现“产、学、研”一体化。同时，职业院校可以聘请企业资深专家和实践经验丰富的工程师给在校生传授经验及技能，还可以把企业搬进学校，成立研发团队或技能鉴定中心。职业院校加强和企业的交流力度，能够给学生今后的就业和实习创造良好的条件。企业对职业院校毕业生的专业要求越来越高，校企合作及工学结合的办学模式将是职业院校机电一体化专业的发展方向。