基于工作工程系统化的《数控技术》课程建设

马志诚 李映辉 曾谢华

[摘    要]在学习德国职教模式办学实践成果的基础上，广泛吸取国外课程建设成功经验，消化吸收先进国家教学课程包，根据学生具体情况因地制宜地进行《数控技术》课程建设。

[关键词]课程建设;数控技术;工作过程系统化;典型工作任务

[中图分类号]G712;TG659-4 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2020）12–00–04

[Abstract]On the basis of learning the practical results of German vocational education mode， we extensively absorb the successful experience of foreign curriculum construction， digest and absorb the teaching curriculum package of advanced countries， and carry out the curriculum construction of "numerical control technology" according to the specific conditions of students.

[Keywords]course construction; numerical control technology; systematization of working process; typical tasks

將德国“双元制”职业教育模式和课程实施方案引入《数控技术》课程建设，在典型工作任务的设计中，组织专业指导委员会委员，组建典型工作任务设计团队，共同开发出《数控技术》课程典型工作任务，充分实现产教融合、理论教学与实践教学深度融合的建设思想。

德国最早将“关键能力”培养纳入人才培养全过程，《数控技术》课程建设很好地学习了德国的这些理念。关键能力是一种跨职业能力，是指专业以外的能力，是方法能力、社会能力和个人能力的进一步发展，是从业者综合职业能力的重要组成部分。因此，此次《数控技术》课程建设是以培养学生获得一种非常有价值的、与人综合素质有关的——“关键能力”的培养为宗旨，使学生在获得知识的同时，具有胜任新工作、适应新环境和可持续发展的能力，课程建设充分体现了这种思想。

1 《数控技术》课程建设保障

《数控技术》课程建设，相关保障的支撑先行——课程基础保障、师资队伍保障、实训条件保障、教材基础保障、建设模式保障、教学条件保障、相关制度保障。以下介绍其中的两项课程建设保障。

1.1 做好产学研结合的教学模式制度保障

《数控技术》课程建设的主题内容充分考虑在教学中学生在企业的实习内容。建立产学研校企合作制度，与行业企业合作，利用社会资源，使学生能够到企业进行数控专项实训，保证学生数控专项技能得到锻炼，同时也是为了让教师更多的接触生产实际，数控技能能力得到提高。为使这种合作能够长期坚持下去，就必须使企业和学校在这种合作中得到双赢。聘请企业高素质、高技能人员为《数控技术》课程建设指导成员和数控实践教学指导教师，让企业人员参与课程建设和与之相关的实践教学指导管理工作;学校数控相关科研技术资源、信息资源、人才资源均可以和企业实现共享;学校优先为企业提供就业优秀人才;企业每年根据需要，接收相关专业学生到车间参加实习锻炼、并按照协议要求配备实践指导教师，与学校随行指导教师共同完成学生实习指导及管理工作，学校按照相关规定给企业指导教师发放课时费，配合企业进行学生实习管理，产学研结合的教学模式制度保障使项目中典型案例得到很好的理论和实践的链接与细节的研究。

1.2 做学教一体的标准模式保障

在《数控技术》课程建设过程中，采用工作过程系统化的思路进行建设，在进行典型工作任务设计的过程中充分考虑“做中学”的问题，将每个学习任务设计成理实一体化项目，采用理实一体化教学。配合理实一体化教学的实施，建设理实一体化教室;做好信息化及共享型教学资源库建设，以网络教育广泛、快速、准确的优势对传统教育方式进行补充，使受众更广泛，能够充分实现教育的社会价值。信息化建设是建设高标准职业院校的基本要求，对促进学校教学和管理的现代化有着重要意义;营造现场氛围，设计情境化教学，构筑包括教师应用系统、学生应用系统、录播管理系统、智能考试系统、学术论坛、员工培训系统、业务管理系统等模块在内的信息化网络。使教师可以通过网络工作、学生可以通过网络自主学习、企业员工可以通过网络获得培训、管理者可以通过网络进行管理，推进教学资源的建设与共享，针对需求量大、覆盖面广的专业，建设包括教学授课计划、课程目标与标准、教学指导、骨干教师录像、教学内容、实训实验、试题库、课件库、素材库、培训模块、学习评价以及精品课程、网络课程等内容的共享型教学资源库，为个性化教学与协作式学习提供途径、为终身学习与职业培训提供服务，培养人才的信息化能力和信息化素质。

2 按照工作过程系统化组织《数控技术》课程建设

按照工作过程即资讯、计划、决策、实施、检查和评估六个步骤组织《数控技术》课程建设。围绕学生的学习状况，教师对学生学习过程进行控制，以学生为主体，围绕典型工作任务的实施，实现思维能力、学习能力、操作技能、合作能力的提高。建设考核方式，依据学生完成成果的质量与综合表现，采取学生自评、互评和老师参与评定相结合的办法，确定课程的成绩。

将典型职业教育模式和课程实施方案引入的《数控技术》课程建设，典型工作任务依据加工手段划分，但在排序时按照学生的认知顺序与加工手段的相关性来排序的，简单的，学生易接受的排在前面，与该工作任务有关联的排在其后。典型工作任务下面的子任务按照加工元素划分，按照由简单到复杂的顺序排列。如，整个课程选择一套模具的关键零件作为载体，这样，在课程结束之后，学生对模具的加工就会有一个清晰的认识，再通过最后典型工作任务的深化学习，学生就会自己较为合理地选择加工手段来完成各零件的加工，达到了《数控技术》课程学习目标。

2.1 《数控技术》课程定位

本课程在学习了机械制图、机械制造技术、金属热加工与热处理、机械制造工艺等课程的基础上，进行数控编程与加工操作的教学，为1+X数控考证实训及其他后续课程的学习奠定基础，具有承上启下的作用，是一门专业核心课、职业技能课。

2.2 《数控技术》课程设计

课程设计理念：以职业岗位能力分析为依据，构建基于工作过程的课程体系，突出高职教育教学特点，将课程模块化，突出职业能力培养，将工学结合的思想贯穿在整个课程教学过程中，实现理论教学和实践技能培养有机结合。

课程设计思路：根据课程特点以及学生的认知规律和职业成长规律，以职业工作过程构建课程典型工作任务。将工作任务按从易到难、从简单到复杂的过程确定教学内容和教学顺序，依托数控实训基地，模拟企业的分工制，按实际工作过程组织和实施教学。

《数控技术》课程所开发出的教材高职高专学生使用，简单实用，以项目为驱动，涵盖数控技术基础知识、数控车、数控铣、数控加工中心的基础知识以及典型数控系统介绍、自动编程的基础知识，以项目教学为线索，均以简单实例引领学生步入数控技术。

例如教材自动编程这一章节中对一个典型零件三维建模后自动编程，使学生学会合理、科学地对具体的工程问题作实际分析，提高了学生的分析问题、解决问题的能力。与同类书籍比较，更简单、实用，内容更全面。

2.3 《数控技术》课程内容组织

课程内构建两大模块，数控车床编程与加工数控铣床/加工中心编程与加工，按工种进行了设计与组合，结合国家职业标准，以工作任务为导向，以真实零件为载体。数控车编程与操作是数控程序编制与加工的基础，车削类零件在机械加工中占有较大比重但轮廓较简单。数控铣床编程/加工中心编程指令相对复杂，铣削类零件种类多、形状复杂。通过学习，学生在就业时，可根据企业需求及自身优势进行工种选择，拓宽就业渠道。在学生的职业发展中，具有向数控机床操作员、数控加工工艺员、数控零件程序员、数控机床调试与维护等方向发展的能力。

2.4 《数控技术》课程教学环节设计

逐步在专题实验、课程设计、校外实训中推广项目建设中得到的参考标准，表单参考标准的实施大大提高了老师与学生的工作与学习效率。根据人才培养方案编好后本的教材成为培养学生职业教育、职业技能、就业创业和继续学习的重要载体，将过程考评与结果考评并重，将理论考评与实践考评并重。提出活动评价体系，除常规意义上的考核评价外，还设计有资料收集、课堂活动、角色扮演、参观、调研、网络搜索、面批、指定岗位分析等活动评价环节，给出了明确详细的评价标准，并将工作习惯、协作精神等纳入考核，从而体现出对学生专业技能和综合素质的培养。

3 《数控技术》课程设计典型工作任务设计

（1）在典型工作任务开发中，組织骨干教师和企业专家，组建典型工作任务建设团队，共同开发数控技术典型工作任务。全部实现职业能力和职业素质培养相结合、理论教学与实践教学高度融合的设计思想。打破传统数控技术知识体系的系统性、完整性，坚持职业导向，让数控技术教学满足专业课教学需求。弱化理论推导，强化能力培养。瞄准高职高专培养目标，以“必需”“够用为度，删去繁琐的原理和理论推导。将大量实际生产案例引入教材。无论案例、概念的归纳，还是理论的应用都起到了举足轻重的作用。以项目建设的方式进行教材新编。建成集理实一体化教材、教学活动设计、多媒体教学课件、自主学习网络化课程、能力化评价项目库等为主要内容，以音频库、视频库、案例库、动画库、图片库为配套内容，具有服务教师教学及满足学校师生、企业员工、社会不同学习者网络自主学习与创新创业需求、企业培训课程开发等功能的立体化教材。

（2）根据产品制作、设备类型、生产技术与工艺、故障排除、职业活动或提供服务等工作任务，设置典型工作任务，实现理论教学与实践教学，将职业技能鉴定内容融入典型工作任务中。依据每一个知识点在人才培养框架教学计划中的作用与地位确定典型工作任务载体类型。

例：采用半径编程方式编写零件的加工程序。

工艺分析：本例题是一个圆弧的综合加工实例，对零件的尺寸要求主要是圆弧连接要求光滑过度，编制程序时采用调用子程序方式对外形加工;

工件装夹：三爪卡盘装夹工件的右端;

刀具选择：T1外圆刀;

切削用量：背吃刀量为2 mm，进给速度为F0.2;

工件坐标系：选择零件右端面的中心作为工件坐标的原点位置;

工作任务设计原则：从易到难、从简单到复杂，满足学生的认知规律和职业成长规律。数控技术经典内容的有效整合，以职业技能要求为依据，组织教学内容;以职业标准为目标，完善课程标准和评价标准的建设;结合岗位标准，规划核心章节和训练环节，确定课程标准，强化过程评价和职业资格评价;国家的职业标准要求与实际就业岗位的统一。

例：数控铣床的工作方式。

与加工中心相比，数控铣床除了缺少自动换刀功能及刀库外，其他方面均与加工中心类同，也可以对工件进行钻、扩、铰、锪和镗孔加工与攻丝等，但它主要还是被用来对工件进行铣削加工，这里所说的主要加工对象及分类也是从铣削加工的角度来考虑的。

平面类零件加工面平行、垂直于水平面或其加工面与水平面的夹角为定角的零件称为平面类零件。根据定义，如图2所示。

目前，在数控铣床上加工的绝大多数零件属于平面类零件。平面类零件的特点是，各个加工单元面是平面，或可以展开成为平面，图2中的曲线轮廓面M和正圆台面N，展开后均为平面。平面类零件是数控铣削加工对象中最简单的一类，一般只须用3坐标数控铣床的两坐标联动就可以把它们加工出来。

加工面与水平面的夹角呈连续变化的零件称为变斜角类零件，如图3所示。这类零件多数为飞机零件，如飞机上的整体梁、框、缘条与肋等，此外还有检验夹具与装配型架等。变斜角类零件的变斜角加工面不能展开为平面，但在加工中，加工面与铣刀圆周接触的瞬间为一条直线。最好采用4坐标和5坐标数控铣床摆角加工，在没有上述机床时，也可用3坐标数控铣床上进行2.5坐标近似加工。

曲面类（立体类）零件如图4所示。

加工面为空间曲面的零件称为曲面类零件。

零件的特点其一是加工面不能展开为平面;其二是加工面与铣刀始终为点接触。此类零件一般采用3坐标数控铣床。

4 通过课程诊改建立课程建设长效机制

根据数控机械加工岗位特点及职业资格标准要求，本课程的学习评价采取过程评价与终结评价相结合、学生互评与教师评价相结合的方式，过程评价的重点是考核基本素养、工艺设计程序编制仿真加工、零件数控加工等。建立常态化的课程建设可持续的诊断与改进工作机制，开展对课程建设水平和教学质量的诊改，形成常态化的课程质量保证机制，提高课程建设水平和教学质量。

5 《数控技术》课程建设完成后取得的成果

5.1 模范带头作用

课程建设成果在省内起到模范带头作用，课程开发流程与方法作为主要培训内容在职业学校新入职教师、双师型教师、骨干教师、优秀青年教师跟岗访学的国培省级培训中进一步推广。

5.2 推进专业教学资源的建设

课程建设推动包括教学计划、教学目标与标准、优秀教师录像、教学内容、实验实训、教学指导、试题库、课件库、素材库、培训模块、学习评价以及精品课程、网络课程等内容。

5.3 课程建设成果有效推动各类比赛

课程建设成果与微课比赛、说课比赛、信息化教学设计比赛以及职业技能比赛有机结合，组织团队成员多次在各级赛项中获得好的成绩。

5.4 探索出课程开发模式后推广到其他课程的开发中

根据数控技术课程开发中得到的经验迅速拓展了机电一体化技术其他课程的开发。

5.5 学生在相关岗位上手时间缩短

教学效果好，进一步开拓了与之相关企业的就业，与多家重点就业企业建立广泛联系，根据毕业生跟踪调查结果，学生在以上单位数控技术岗位操作、维修维护数控机床上手时间缩短，提高工作效率。

5.6 信息化处理手段的提高

在教材的编写中，增加模拟仿真软件的使用内容，让学生初步掌握软件使用方法。一些较繁琐的数学运算和数据处理由计算机来完成，从而增强学生计算机能力、图形处理能力以及通信能力。

5.7 开发出适合高职高专的教材

課程建设成果出版的教材，适合高职高专学生使用，简单实用，以项目为驱动，使学生学会合理、科学地对具体的工程问题作实际分析，提高了学生的分析问题、解决问题的能力。与同类教材比较，更简单，更实用，内容更全面。在机电一体化技术、数控技术、机电设计与制造、机械制造与自动化、机电设备维修与管理等各专业得到广泛应用。

6 《数控技术》课程建设创新点

（1）课程建设成果与微课比赛、说课比赛、信息化教学设计比赛以及职业技能比赛有机结合。

（2）通过课程建设提炼出一套行之有效的以项目管理为方法、以课程建设为载体的科研教研方法。项目建设带动了相关成果的呈现，主要体现在科研教研、论文、著作的发表与出版。提炼的方法在后期用于后期相关项目的建设，大大提高了工作效率。

（3）课程建设项目建设中提炼出的方法、设计出的表单具有通用性，可以在同类课题中推广，大大提高工作相率。

（4）仔细琢磨出专业技术能力通过仿真系统弥补硬件投入不足而受到的影响降低到最小的方法。

（7）随着模拟仿真技术的飞速发展，增加数控技术模拟仿真软件的应用，增强了应用能力与创新能力的培养，使学生们终生受益。

7 结语

《数控技术》课程建设项目是一个长期的过程，打破学科界限，根据各专业对数控知识的需求，将专业学科知识融入《数控技术》，形成有“多板块、多层次、多接口”特色的课程，同时企业管理方法、技术转型不断转变，对当前人才市场的需求做认真、深入的调查，在充分听取用人单位、教育的意见梳理出需求，学习先进的教育理念，以转变教育思想、更新教育观念为先导，吸取国内外同行的先进经验，对标课程建设，持续进行教学内容和课程体系深层次的改革，形成成熟的教学内容和课程体系，达到《数控技术》课程建设的目标。

参考文献

[1] 李学锋，黄清源，郑金辉，等.工作过程系统化高职课程开发与建设的实践研究[J].中国职业技术教育，2009（B03）：9-13，17.

[2] 徐国庆.职业教育项目课程的几个关键问题[J].中国职业技术教育，2007（4）：9-11，24.

[3] 高建设，丁顺良.面向工程教育认证的数控技术课程建设[J].科技创新导报，2020（18）：219-221.

[4] 沈晓琳，张斌.数控技术课程建设与改革思考[J].中国机械，2014（4）：236.

[5] 张旭，李玉爽，张广祥，等.高职教育中工匠精神与实训课程建设相互融合的策略探究——以数控机床机械装调实训课程建设为例[J].现代农村科技，2019（3）：85-87.