基于校企合作的数控技术项目式教学改革与实践

徐爱军

（湖南工学院 湖南 衡阳 421002）

深化产教融合，加强校企合作，提升教育教学质量是应用型本科院校提高培养符合社会需求的工程人才的必由之路。数控技术是机械类专业一门理论性与实践性高度融合的核心课程，直接对接机械加工企业技术岗位能力需求，是综合了计算机、自动控制、电气传动、测量检测、监控、电机、机械制造等学科领域成果而形成的高度机电一体化的一门技术[1]。在现代机械加工制造企业，数控机床已成为降本增效的关键装备，但普遍存在五轴联动加工中心、车铣复合机床等高档数控机床领域人才极为短缺现象。

数控技术是现代制造业的支柱，也是核心技术。数控技术是采用计算机数字信息对机械运动及其工作过程进行控制的技术，具有多学科交叉、技术更新快、实践性强等特点，而原有的“重理论、轻实践，重认知、轻创新”的教学理念，以及与数控技术发展、与企业生产实践脱离的教学内容，已不适应培养应用型创新人才的需求，难以培养出具备数控加工制造领域扎实理论基础和卓越实践能力的新型工程技术人才。顺应工程教育认证标准要求和工程教育改革趋势，数控技术课程教学改革刻不容缓且意义重大。

1 传统《数控技术》 课程教学中存在的主要问题

在《数控技术》课程的传统课堂教学中，教师是推动课堂教学的主要驱动力，学生缺乏自主学习和主动分析解决问题的内生驱动力[2]。研究发现，互动式讲授法、根据学生兴趣和需要的教法、让学生主动参与的教法被学生更加期待[3]。在《数控技术》课程的传统教学内容中，主要讲授数控技术概论、数控加工程序编制基础、数控加工编程方法、数控机床的运动控制原理、数控机床的检测装置、数控机床的伺服驱动系统、数控机床的机械结构与装置等。学生们对数控机床的机械结构、伺服驱动系统、检测装置等方面知识掌握较好，而对于如何进行零件图分析及工艺处理、数学处理并编制数控加工程序掌握不好，需要在学习中投入更多精力与时间进行提升。经调查分析，学生对数控加工工艺处理及程序编制等内容掌握较差的主要原因有两点，一是工艺处理需要较为全面的学科综合运用能力，需要对伺服电机及自动控制技术、电气传动及测量监控技术、机械加工制造工艺、电子信息技术等重难点知识有较深入全面的理解；二是学生缺乏企业实践生产经验，对加工方法、工艺路线、刀具选择及夹具设计、加工路线、切削用量的确定等实践性较强的知识掌握不好。针对上述问题，为培养出数控加工产业需要的应用型创新性人才，提高学生的工程实践能力，需要对该课程的教学内容和教学方法进行重构。

2 数控技术项目式教学内涵分析

项目式教学是秉承学生为中心理念，在课程教学中引入合作企业现实产品项目资源，按照企业产品开发流程全要素全过程进行教学的一种新方法。该教学方式能较好地适应国家产教研结合的倡议，满足社会对高等教育培养高素质应用型人才的新要求。项目式教学一般需要多学科知识，学生通过项目实践，需要主动进行系统性知识学习，补充专业知识的盲区短板，重新建构符合工程实践的知识体系，提高学生学习主动性、分析解决问题能力、项目管理能力与团队分工协作意识。数控技术作为一门理论性与实践性较强的专业核心课程进行项目式教学是可行且适宜的。数控技术项目式教学侧重数控加工工艺与数控编程，主要目的是直接形成数控工艺员的职业技能，其主要内容与步骤如图1 所示。项目式教学需要教师根据产业现实问题提出项目的要求与条件、讲解与项目相关的理论知识、提供相关资料与咨询、巡回指导并评价项目成果提出建议、拓展相关理论知识与原理。其流程主要包括项目引入—知识铺垫—方案制定—项目实施—评价总结—知识拓展。

图1 项目式教学内容

3 校企合作课程《数控技术》 的建设路径

校企合作课程作为工程教育人才培养方案课程体系的重要环节，突出产业能力培育，需要重构课程的新路径、新标准和新机制。

3.1 校企合作课程的目标设定。校企合作课程目标首先要遵循OBE 原则，根据工程教育认证标准设定的专业培养目标和毕业要求能力矩阵重新确定校企合作课程目标，突出知识、能力与素养的融合汇通。其次要综合考虑产教融合课程的职业性特征，突出企业岗位实践能力生成，突出学生解决复杂工程问题能力与创新性思维培育。最后要突出课程思政教育，根据课程内容章节做好思政元素融入，如盐溶水般做好课程思政教学。

3.2 校企合作课程的建设思路。课程目标设定后，首先需要对课程内容进行重构整合，根据企业岗位实践能力需求选择多个典型产业工程项目(案例)，对每一个工程案例(技术产品)进行学科知识原理的逆向分析和解构，每个案例一般都包含若干复杂工程问题，每个问题的解决都依靠具体的学科原理、若干个专业知识点的综合运用[4]。其次需要确定课程大纲，对课程目标、教学学时、教学方法、考核标准等教学内容进行固化。然后进行课程实施，对教学方法、教学资源与平台进行验证优化，最后对课程进行评估评价，采用面向产出的形成性评价与总结性评价，评价课程教学的优势与不足，持续进行改进。

3.3 校企合作课程的建设标准。首先，校企合作课程要符合专业课程的基本标准要求并遵循教育规律和学生认知规律。其次，教学内容要充分体现学术性与职业应用性相融通的特点，它不是“理论＋案例”的实践经验堆积，而是由典型工程案例展开的对科学技术问题的探索求解，教学内容按照“先问题描述，后分析解决”的原则。校企合作课程要具备“两性一度”标准，即高阶性：知识能力素质的有机融合，培养学生解决复杂问题的综合能力和高级思维。典型工程案例体现了行业的最新技术和理论实践，本身具有问题复杂性和较高难度，需要较全面的学科知识理论作支撑方能解决。创新性：课程内容反映前沿性和时代性，教学形式呈现先进性和互动性，学习结果具有探究性和个性化。典型工程案例体现了行业的最新技术和理论实践，教学采用项目式教学方法，注重师生互动、生生互动，项目式教学不具有规范性的答案标准，学习结果具有开放性，有利于提高学生的思维发散性和创新能力。挑战度：课程有一定难度，需要跳一跳能够够得着，老师备课和学生课下有较高要求。项目式教学对教师提出了更高要求，需要教师准备大量教学材料，在课堂上加强师生间的交流互动，强化教学过程的指导和监督。学生需要针对企业复杂工程技术问题开展研究分析、设计解决方案、进行实施制作，需要占用大量课外时间和精力进行探究。

3.4 校企合作课程的教学方法。校企合作课程把企业复杂工程技术案例由现实生产迁移到课堂和实验室，强调学生的实践主体性，让学生在实践中获得成就感，产生兴趣，从内心驱动自己主动学习，在解决问题中提升学生的工程实践能力，真正推进了“教”与“学”方式的变革[5]。为此，校企合作课程实施项目式教学方式，以学生特点、兴趣进行项目分组，以企业实际零件加工项目作为问题牵引，让学生贴近真实项目开展探究学习，在解决问题中促进自主学习和多学科交叉应用，高阶培养学生“认识问题—发现问题—分析问题—解决复杂问题”的能力[6]。所以，产教融合课程教学不仅需要依靠真实的工程实践场景，还需要建立一支产教融合的教师团队协同开展教学活动，通过校企共建的产教融合课程教研室，聘请当地汽车零部件上市企业技术管理骨干担任产教融合兼职教师，校企合作课程40%以上课程教学内容由产教融合兼职教师讲授，校企双方共同制订“课堂教学＋实验操作双模块”教学方案，实施融合式教学过程，让学生在真题、真景、真用中学习真本领。同时，通过在课程设计、毕业实习、毕业设计等教学环节积极推动学生加入课题组或协会参加竞赛促进“校企合作课题＋学生专业学会＋工训竞赛”的“三合一”多课堂融合学习，拓展学生知识边界，建立课内课外双向循环教学。

3.5 校企合作课程的教学评价。校企合作课程《数控技术》采用线上线下混合式教学模式，由任课教师、产教融合教师、学生共同参与评价，评价结果由项目实施(20%)、项目质量(60%)、项目答辩(20%)组成，注重全过程跟踪考核，实现对学生学习效果的客观评价[7]。项目式教学从项目成果、知识成果和实践成果等多个维度对学生的工程项目进行量化考评。项目成果评价包括项目目标完成情况和额外完成情况、团队答辩表现等；知识成果评价包括项目生命周期内团队产出的文档、图片、视频、介绍、说明等知识资料；实践成果评价包括项目通过线上宣传效果、小范围试用、同行评价和媒体评价等所获得的经济效益、社会效益和人文效益。项目实施日常管理与督促由校内教师完成，主要任务是考察评估学生在项目执行过程中的态度、能力与参与度；项目技术指导咨询与项目成果答辩主要由企业产教融合兼职教师和校内教师完成，主要任务是考察评价学生项目完成质量、技术方案的完整性、项目创新性与成熟度，并且对每个项目建立电子档案，对每位学生提出具体专业的意见。

4 结语

数控技术特别是高档数控机床是制约我国先进制造业发展的关键核心技术，应用型创新型高素质技能人才也是我国现代工业企业高质量发展极为紧缺的人才资源。通过现代产业学院形式进行深度产教融合、全方位校企合作共同建设数控技术课程，对标企业岗位实践能力要求标准对课程的教学目标、建设标准、教学大纲、教学方法、教学内容、考核评价体系进行混合式线上线下教学改革是应用型本科院校深化工程教育教学改革、面向未来培养创新型人才的必由之路。当前数控技术课程教学改革多数停留在探索思考层面，项目式教学方法在高等教育层次应用不多，《数控技术》作为机械类专业一门实践性很强的专业核心课程，对培养学生的专业技术技能有直接的现实意义。当然，数控技术课程所建构的项目式教学实施办法需要进一步修正完善，持续推动课程改革向纵深发展，需重点关注该教学模式在项目资源、项目分组、项目进度、项目实施、项目评价等具体环节中的实施过程，细化固化项目式教学改革的实践成果。