基于德国“学习领域”模式的综合机械加工项目开发与实践

何呈娟，陆群华

（1.嘉兴技师学院，浙江 嘉兴 314000；2.嘉兴职业技术学院，浙江 嘉兴 314000）

0 引言

在新的历史时期，美国启动“再工业化”，德国实施“工业4.0”，不同的战略名称，传递出同样的信息“制造业仍是全球竞争焦点”。而中国制造业，正面临发达国家先进技术和发展中国家低成本竞争的双向挤压。中国提出“中国制造2025”，明确了制造业是国民经济的主体，是立国之本、兴国之器、强国之基[1]。《嘉兴市加快推进智能制造发展三年行动方案（2016-2018 年）》，明确将智能制造作为主攻方向。在此背景下，机械类或近机类专业课程体系将产生重大变革，许多传统课程教学内容以及在人才培养体系中的地位也将发生重大改变。

钳工、车工（非数控）、铣工（非数控）通常被称普通机械加工，因其三者组合使用可完成大部分金属切削加工内容，也被业内称为机械加工的“老三样分”，既是机械专业中基础课程也是核心课程。在智能制造背景下，业内对普通机械加工教学的必要性和重要性认识分歧较大，而且趋于两个极端，一类认为智能制造背景下金属切削加工数控化趋势明显，普通机械加工教学可以取消，用更加先进的数控加工替代；一类认为智能制造背景下普通机械加工的作用比原来更重要，企业生产加工讲究“提质、降本、增效”，普通机械加工工艺因设备投入成本低、加工方式灵活，在单件或小批量生产中发挥着不可替代的作用。因此，未来的普通机械加工课应该教学什么，用什么样的方法去教，是当前我们要面对的突出问题。

1 当前普通机械加工教学存在的问题

1.1 学生对普通机械加工的认识不足，导致普遍厌学

当前，在智能制造背景下机械加工行业的数控技术逐渐普及，学生普遍认为掌握数控机床操作就能胜任企业工作岗位，对数控加工与普通加工之间的技术关系认识严重不足。金属切削加工的核心是工艺编制，数控机床加工工艺与普通机床加工工艺并无本质的区别，甚至普通机床加工工艺编制更加灵活，其加工方式更加依赖工装夹具，因此，普通加工对加工工艺编制要求更高，更适应学校阶段工艺编制教学的需求。而传统教学中没有体现出普通机械加工的优势，更多强调各工种机床操作技能的训练，从而使学生对该类实训课感到枯燥无味，失去兴趣，很大程度上影响了技能训练的质量。

1.2 实训教学过程过多强调单一岗位能力教学，而忽略综合职业能力的培养

近10 年来我国职业教育进入高质量发展时期，教育理念从“以服务为宗旨，以就业为导向”向“以服务发展为宗旨，以促进就业为导向”的转变，从中可以清晰看出人才培养定位的变化，从短期单一岗位能力向长期可持续发展能力转变，即学生的综合职业能力培养。综合职业能力是指在真实工作情境中整体化地解决综合性的专业问题能力，分别是专业能力、方法能力和社会能力，这三个能力决定了个人职业能力的高低。近年来随着技术更新速度的不断加快，学校、企业普遍意识到，想要实现培养高素质技术技能人才的目标，把学生适应不同岗位的能力培养作为核心，并以此进行课程设计，平衡好学生在职场中生存和发展之间的关系，使学生获得与真实工作相关联的综合职业能力，真正培养适应技术进步和社会发展的高素质技术技能人才。

1.3 学校对钳工、车工、铣工实行分工种教学，难以完成综合项目加工

当前，各职业学校加工设备的种类和数量均有明显提升，但大多数实训基地建设还是按学科体的模式，其排布多采用“工序分散原则”进行放置，将钳工、车工、铣工安排在不同实训室内完成教学，这种教学方式优点是便于组织教学，对教师的要求较低，缺点是给多工种融合的综合项目教学带来诸多不便，甚至直接导致综合课程的实训环节无法正常实施。综合项目教学强调是学生知识和技能综合应用能力，教学过程适合采用行动导向的教学模式，这类课程除了对实训基地中的设备种类、数量有要求外，设备排布方式应该按照“工序集中原则”进行，便于综合项目的教学组织。

2 解决问题的基本思路

德国“学习领域”模式的课程是一种全新课程结构原则，就是将职业教育的教学过程与工作过程紧密融合，并在专门构建的学习情境中进行职业从业资格的传授[2]。学生在学习过程中逐渐培养解决整体问题的能力和自学能力，从而实现所学知识在实际工作中的迁移、转换和应用。针对当前机械加工教学过程中存在的问题，通过学习借鉴德国“学习领域”模式的课程改革，将普通机械加工教学内容进行整合，构建“钳工、车工、铣工”多工种融合的综合机械加工项目，培养过程中要着眼于高素质技术技能人才的综合职业能力养成，人才培养目标实现社会性和人本性并重，为学生将来的生存和发展打下坚实的基础。

3 解决问题的措施与方法

3.1 开发智能制造背景下的综合加工教学项目

智能制造背景下的综合机械加工教学项目的开发，是基于项目化教学理念开发出的系统项目，其是将项目按照学生认知规律进行排列，最终形成的综合机械加工课程。根据职业教育课程开发理论，课程开发的核心内涵就是课程结构的设计，其中包括课程整体结构即课程方案的设计，课程具体结构即课程标准和课程教材的设计。课程开发总体上可分为四个阶段：课程目标确定、课程内容选择、课程内容排序和课程评价实施。在课程开发过程中受到内部因素和外部因素共同影响。其中，内部因素是课程内容的选择和课程内容的排序；外部因素是社会需求、知识体系和个性发展，三者之间相辅相成，互为作用的一个整体，如图1 所示。综合加工项目的开发即要体现普通机械加工的基础性，又要兼顾智能制造背景下拓展性和兼容性。

图1 综合机械加工项目课程开发要素结构图

课程的目标：学生通过该课程的学习，能够根据产品的技术要求，自主选用合理的加工工艺，正确使用钳工常用工量具和设备，完成产品的加工和检测，最终产品达到要求的性能，以此培养学生的综合职业能力。

课程的开发即学习领域的确定：基于综合机械加工课程开发的模型，项目组开发钳工实训课程，课程开发是建立在企业典型工作任务分析的基础，可分为两部分；一是项目内容的选择（学习情境的确定）；二是项目内容的排序。项目内容的来源是三类：一是企业的典型产品引进（如简单工装夹具制作、冲压模具制作）；二是传统典型实训项目改进（如刀口角尺制作、孔明锁制作）；三是基于典型工作任务自主开发（如插销制作、DIY 汽车模型）具体内容见表1；课程内容排序工作任务为中心，按照工作过程逻辑，从易到难组织教学，同时将相关知识和技能的学习融入项目中，使学生能够“做中学”，这样的排序方式更符合职业学校学生的认识规律。

表1 综合机械加工课程典型教学项目汇总表

3.2 探索适用于综合加工项目教学的教学模式

综合机械加工项目教学的最终目标是培养学生的综合职业能力，课程实施过程中采用的教学模式为行动导向教学模式。该模式是基于完整的工作过程，其典型表现形式是“六步教学法”（图2），行动导向是根据工作人员在工作场所利用工作资源完成一项工作任务并获得工作成果的一系列活动，虽然不同岗位、工作性质的工作任务千差万别，但他们完成工作过程的基本结构基本相同，遵循六个步骤，形成一个完整行动体系[3]。通过该体系实现教师与学生互动，让学生通过行动导向的六个步骤完成综合加工项目的学习，从而建构属于自己的机械加工的经验和知识体系。

图2 行动导向教学模式

3.3 研究适合开展综合加工项目的实训室布局

实训室建设是课程实施的重要载体，通过实训室建设构建一个适用于钳工、车工、钳工于一体的综合机械加工的教学环境（图3），打破了原来以单一工种进行划分的模式：实训室布局和设施、设备严格按工作过程进行设计和布置；在一个实训室内集中不同类型的设备，充分将学习场所和工作环境进行整合，学习环境和实际工作的一致性高；在工作过程导向的课程中，理论学习和实践学习无明确界线，强调学生“做中学”，综合机械加工实训室可充分满足综合加工项目教学系统性和全面性的要求，从而实现教学效果的最大化。

图3 综合机械加工实训室示意图

4 实施成效

通过在数控加工班试点综合机械加工课程，使实训教学从培养学生单一岗位能力向培养学生综合职业能力转变，取得了较好成效。

4.1 突出了产品的概念，学生综合职业能力得到显著提升

“钳、车、铣”教学项目是基于企业真实产品开发的，并通过行动导向模式的教学，学生的学习兴趣大幅度提高。学生在学习过程中，逐渐掌握从产品使用要求出发，分析产品加工的核心尺寸，合理安排加工工艺，正确使用工具进行加工，合理选用量具完成测量，根据加工的结果优化加工工艺和加工操作方式，综合职业能力得到全面提升。经过这种方式培养的学生，能对机械加工知识形成系统认识，知识迁移能力强，创新意识和能力也显著提升，在近几年的在各级各类大赛中成绩显著提升，机械装调项目获嘉兴市中职学校技能节第二名、浙江省中职学校职业能力大赛三等奖，学生发明的“烫印设备改造”项目获浙江省创新创业大赛三等奖。

4.2 突破了工种的概念，教师业务水平得到极大增强

在以往机械专业教师受个人知识体系的影响，人为将专业之间和工种之间的融通设置了藩篱，无法对机械加工形成整体概念，导致难以驾驭复杂的综合项目教学。通过推行综合机械加工项目教学，教师们打破了工种的界限，钳工教师能够掌握钳工、车工和铣工这些基本的机械加工方式，钳工教学中能够融入车床和铣床的简单操作，教学项目设置更加合理且接近企业实际，教师的业务能力也得到极大增强。课程改革工作组的五位教师均顺利通过了德国行动导向教学资格认证，以及德国手工业行会的企业培训师资格认证，并先后取得振兴杯“全国青年职业技能大赛获钳工项目全国第六名，浙江省职业能力大赛获“信息化实训教学（钳工）”三等奖等成绩。

4.3 优化了课堂组织形式，教学效率和质量得到明显改善

行动导向教学模式要求“教师主导、学生主体”，这对教师教学流程的组织和课堂把控能力提出较高的要求，之前学校实训室布置都是按单一工种布置的，在进行复杂项目教学中需要用的多种机械加工设备，教学组织困难。现在通过基于行动导向教学模式优化实训室布局，采用设备混放的方式，使复杂项目可以要一间实训室中完成，教学效率显著提升。同时教师根据综合机械加工项目的不同，设置了三种学习方式，分别是个人独立学习（EA）、小组合作学习（GA）、小组合作模式下的独立学习（GEA），通过三种方式的合理应用，全面提升学生的专业能力、方法能力和社会能力。课程改革工作组教师辅导的16 中德数控加工班，在德国手工业行会（HWK）精密切削师中期考试中，28 位同学参加考试其中26 同学合格，合格率达到92.8%，其中12 人为优秀，优秀率42.8%，远高于同类兄弟院校水平，教学质量明显改善。