模具专业《数控编程与操作》课改研究与实践＊

2020-12-20郭伟民

模具制造 2020年1期

郭伟民

河南职业技术学院（河南郑州 450046）

1 引言

当前，高职模具设计与制造专业的学生进入社会后，从事模具制造、机械加工类工作的可能性更高一些。模具制造类企业的核心技术和重要支撑是数控加工技术，高职学生若不能掌握好这门技术，进入企业后就相当于“文盲”，无法胜任技术含量高的工作，经常被分配到动手操作的岗位，和中职生、高中生一样工作，由此形成心理落差并走向辞职，最终有可能放弃从事本专业方面的工作。《数控编程与操作》是模具专业的学生接触数控加工技术的入门课，在校期间若不能学好这门课，后续其他数控技术方面的课程也很难再学会，毕业选择工作时就丧失了一个很大的技术优势，甚至影响今后的职业生涯发展。基于上述认知，笔者在审视原教学方式的基础上，以现代职业教育理论为指导，结合企业要求、学生状态和学校实际情况，提出渐进式改革方案，通过教学方法的改进和学习内容的优化，以实现教学质量的提升。

2 原来的教学方式及其弊端

此前该课程的教学安排是先“理论”后“实训”：先在教室进行72学时的理论知识学习，依据教材把数控加工工艺基础知识和编程指令用法通讲一遍；然后再进行60学时的实训练习，这包含数控车削实训和数控铣削实训（各30学时），其中每种实训再细化为熟悉机床基本操作、编程和对刀（各6学时）和加工练习（12学时）。

这种“理”、“实”分家的授课方式有几个弊端：首先它无视学生“零基础”的实际状态，忽视了学生在没有实践经验支撑的情况下、对有关抽象理论知识的接受能力是非常有限的这一客观情况，学生在整个听课过程会觉得很抽象，对有关工艺知识和指令的理解就非常有限，甚至完全不理解不会用；其次，这种授课方式割裂了有关技能知识的完整性和系统性，因为理论课上无法把包括隐性知识在内的知识体系完整地呈现出来，所以，学生充其量是对有关知识的显性部分“略知一二”，在课堂上无法实现意义的建构，因而72个学时讲下来，虽然“课时”完成了，知识点也面面俱到地讲授了，但学生的学习效果却不好，大部分学生因听不懂而弃学、厌学；第三，等到上实训课的时候，学生几乎都忘记了曾经学过什么，也不知道该怎么做，这使得实训教学任务很重，实训教师基本上要重新教指令怎么用、程序怎么编、机床怎么操作等等，忙碌中安全隐患就会增多，久而久之，实训教师就可能放弃编程方面的再教学，而是给学生提供一个可以安全运行的程序，让学生在机床前把这个程序运行一遍，加工出轮廓即可，很显然，这样的实训使学生仅仅练习了基本的机床操作技能，与培养目标的要求相去甚远；第四，执教纯理论课的教师很容易在教学过程中“形而上”，搞知识堆砌，脱离实际应用，因而学生很难编出实用的程序；最后，从素质教育的角度看，这种学习模式非常不利于培养数控加工技术所需要的严谨认真、勇于探索的工作作风，“理论灌输”非常不利于培养学生的自学能力和钻研精神。

那么，怎样做才能让学生学好这门课呢？笔者认为应从以下3点出发，提出新的教改方案：①一是学生的实际状况：零基础，无实际经验；②二是该门课程的特点：逻辑性强，适合“做中学”；③三是工作岗位特点：复杂程度高，要求严，忌讳一知半解。

3 课程改革思路

培养理念上以学生为中心，着重培养学生的职业能力、继续学习能力和解决问题的能力，不强调理论知识传授了多少，强调能力培养。

课程目标上，在立德树人的大方向下，帮助学生认识数控编程与操作的基本规律和特点；形成适合数控加工要求的学习方法，为今后职业生涯中的继续学习奠定基础；培养学生严谨认真、吃苦耐劳、勤于思考、勇于探索的工作作风。具体到每个学生的时候，学习目标弹性化，在引导的基础上因材施教。

学习内容以国家职业技能鉴定标准为指导，充分契合企业工作过程和岗位要求，以工作任务为中心组织内容，并做出初步规划：以先易后难、循序渐进为原则，通过“做中学”，借助情景和条件的变化，引导学生领悟和反思，在不断巩固基本技能的过程中逐渐提升学习难度。具体来说，拟把教学内容分为“数控车削编程与加工”和“数控铣削编程与加工”两部分。其中“车削”分为“数控车床的认识与操作”、“简单指令的编程与加工”、“单一固定循环指令的编程与加工”、“复合固定循环指令的编程与加工”和“宏程序的编程与加工”五个模块，依次进行；“铣削”分为“数控铣床的认识与操作”、“外轮廓的编程与加工”、“孔的编程与加工”、“槽的编程与加工”、“对称轮廓的编程与加工”和“宏程序的编程与加工”。如果条件允许，再追加“基于加工中心的配合件的编程与加工”等内容。

教学形式采用边学边做的理实一体化形式。5～8人为一组，每组设组长和“小先生”各一名，其中担任“小先生”的同学既当学生又当老师，专司学习上的“领、帮、带”。设立学习小组有两个目的：便于教师组织管理，解决教师少学生多、机床前讲课受众有限的问题；再就是通过角色转换来锻炼学生的爱心和耐心、语言表达能力、团结协作精神等素质，并促进思考、加深对有关知识点的理解。

考核方式采用过程评价与结果评价相结合，突出编程能力的培养，强调参与学习过程的重要性，强调个人努力程度和综合素质的提升。

4 课改实践过程中的新情况

结合学校实际情况，调整了理实一体化教学形式。由于传统的实训课已经排满了教学周，占尽了实训设备，原计划的理实一体化上课不得不改成白天先在教室学习知识（4学时），等晚上实训室空出来后再去实践2学时，每周如此；而且为了符合有关管理规定，有关安排不得不提前固定下来，这多少影响了中后期因学情而需要调整的灵活度。尽管如此，这种边学边应用的学习方式还是大受欢迎，几乎每次实训都要或多或少地延长上课时间。

适应学情，放缓进度，突出对“编程方法”的学习。经过两周的学习，发现操作数控机床的复杂程度，远超大部分学生的预期，他们需要一个适应、熟悉的过程；而程序的结构和内在逻辑关系，更让大部分学生难以适应，难以入手。故适应学生的情况，随即放缓了讲解知识的进度，突出了对“怎么编程”的讲解。

采用灵活多样的教学策略，努力保证教学效果。理论课堂上采取“小步走，慢讲、精讲”的策略，由易到难，力争不放弃每一个同学，并鼓励大家课堂提问，亦鼓励其他同学尝试解答。课下布置难度程度不同的编程作业，并借助微信或QQ，分层分类辅导。针对少数“拒绝学习”的同学，及早给他们明确了最低学习要求；而对于学习进步快的同学，则以鼓励和引导为主，通过指引方向、提供学习资料并提倡自学，渐渐培养起浓厚的学习兴趣。随着学习的深入，在掌握了编程方法之后，兴趣的重要性越来越明显：很多学生自学了很多指令，甚至完成了原本看似不可能的学习任务。

小组学习在实训环节作用明显。在明确而严格的要求下，班长、学习委员、各组长和小先生相当负责任，基本实现自主管理（时间的分配与、刀具和量具的收发、机床的使用与维护），组员之间互帮互助，分享学习体会，有良性竞争，每次下课时打扫卫生的小组都很积极，没有推诿现象。

尽可能把素质教育融入整个教学环节。理论课上强调思辨能力、学习方法和语言表达能力；实训环节强调诚信、严谨认真、自律和自我管理意识、互助和奉献精神等；课下有意识培养学生的自主学习能力、独立思考和解决问题的能力等；还有一点虽然没强调，但几乎每个学生都很自觉地用行动或语言表达了他们的尊师爱师之情。

5 课改体会

（1）激发兴趣，用兴趣引领学习很重要。前8周几乎都是在强化基础上做功课，并没有急于提高难度或加快进度，特意给出时间和空间，通过教师、组长和小先生的传、帮、带，把更多的同学引上路，尽量减少掉队人数，有意识地逐步培养学习兴趣。所以到收尾阶段，才有了参与人多且积极性高的局面。在完成指定的学习任务之后，允许学生自主选择形状独立加工，没想到这种“放任”产生了意想不到的“遍地开花”：29人中居然有21人加工出了外形精致可爱且有加工技术难度的产品，这是教改前期绝对想不到的事情，很值得总结一下：首先精致的轮廓吸引了学生，接下来就会很积极地想办法实现，这个过程里面包含着对加工工艺、编程、刀具选择和装夹方法等的思考、试行和纠错等一系列思想和行为，是一个很有价值的学习体验过程，而最后的成功则增强了学生的自信和对学习的强烈兴趣。

（2）教会学习方法比掌握知识更重要。在短短10周的学习过程中，教师一直强调基础要扎实，学会学习方法比掌握多少指令更重要。事实证明这样做是对的，比如在教学过程中，鉴于学情，放慢了进度，所以像内孔加工、镜像指令和宏程序等都没有时间在课堂上讲授；但最后的结果表明，一旦交会他们学习方法，这些知识根本不用老师再说，学生自己边学边干就拿下了，这表明他的学习能力变强了，而且颇有自豪感，表现得阳光、自信、自觉、勤奋和热情等。

（3）知识点少而精，优先考虑所学知识和技能的基础性、通用性和实用性，强调学生在学习过程中的意义建构。把学习内容分成必修和提升两部分，让学生结合自身情况选择。每个教学单元都以理论够用、在应用中内化有关知识和观念、锻炼综合职业能力、重视学习效果为原则进行组织。

（4）教学要尊重学习规律。在了解高职学生特点和该门课程的特点的基础上，无论是调整学习内容还是改变教学方式，实际上都是遵从了认知规律、技术技能人才成长规律等。

（5）把素质教育融入专业学习过程，也是本次课改的一个努力点。但由于时间仓促、经验不足等原因，实施前未就此列出详细计划，故在教改过程中主要依托教师的17年企业相关工作经历来勾勒素质教育要点，通过教学组织管理来强化具有共性的素质教育的效果，以就事论事的方式来解决学生个体的具体素质问题。概括起来有以下几点体会：只有结合工作岗位谈素质要求，学生才会信服；只有教师身体力行，学生看到了标杆、自然会模仿。

（6）学习效果明显提高。对比近10年的学生表现，以前能做到自己编程自己加工的学生通常不超过10%，而这次教改中能做到的人数则占到70%以上；而且对数控技术技能的掌握程度明显不一样，以前只能加工一个简单地外轮廓，这次则加工了螺纹、孔轴配合件，实现了宏程序、主程序和子程序的混合嵌套等；以前是机床闲置等人来，这次是机床明显不够用。从最后的考核结果看，一个班里达到优秀和良好程度的占六成。

（7）教师的作用很关键。这样上课对教师的要求是比较高的，需要他对数控技术（编程、工艺、设备）理论知识、数控设备（车、铣）的实际操作和现代职业教育理念都有较高程度的把握才可，把各有所长的教师组建成教学团队也是个值得考虑的办法。