基于CBL教学法的数控加工综合实训

鲁艳

摘 要：本文结合数控加工综合实训教学的现状，探讨将医学教学中常用的CBL教学法引入数控加工综合实训教学，以帮助学生树立学习自信心，培养学生分析问题、解决问题的能力，从而提升教学效果，实现教学目标。

关键词：CBL教学法 数控加工综合实训 轴套类零件的加工

《国家职业教育改革实施方案》强调了职业教育对行业技术技能人才培养的重要性及紧迫性，而数控加工综合实训是机械制造的核心专业技能课程，它对整个数控专业的学习和学生以后的发展至关重要，需要学生运用所学的专业知识去指导实践操作，并根据实践经验提升及巩固专业知识与技能，为培养高素质劳动者和技术技能人才奠定基础。

一、职业院校数控加工综合实训教学的现状

湖南省工业技师学院（以下简称学院）在践行《国家职业教育改革实施方案》文件的过程中，受到诸多因素影响，教学效果不尽如人意。

从学生生源上看，现阶段学院数控专业的学生以初中毕业生为主，学生普遍学习基础薄弱，缺乏自信，主动学习的动力明显不足，给后续的教学增加了难度。

从课程内容上看，数控专业涉及知识面广、跨度大、难度也大，其中包括机械制图、机械制造、公差配合、金属工艺、编程等专业基础理论课程，课程理论性强、内容枯燥抽象、课程相对独立、学习难度很大，导致学生产生排斥心理，课堂教学与实训的效果很差。

从技能训练上看，数控加工综合实训是连接专业理论与专业技能的桥梁，但在教学活动以外，独立执行数控加工任务的能力不足，很难满足数控专业对人才的要求。

二、CBL教学法在数控加工综合实训中的应用

CBL教学法首次提出是在医学教学中，其核心是“以病例为先导，以问题为基础，以学生为主体，以教师为主导”小组讨论式教学法。通过将现实生活中的场景模拟或重现，让学生充分运用所学知识分析问题。

CBL教学法采用“病例设问—讲授点拨—讨论总结”三段式教学，即根据情境案例提出问题，组织学生进行问题剖析和假设性推理，确定解决方案并执行。

（一）教学案例背景

学院与企业确定了合作关系，要保质保量地如期完成企业订单。由于毛坯加工余量少、外圆加工精度高、交付时间紧，学院二年级学生根据“1+X”制度及人才培养要求，在采用常规“三爪卡盘”装夹车削“芯棒”产品时，出现了倒角不均、尺寸超差，外圆锥度、椭圆现象、表面振纹缺陷症状。

（二）CBL教学法在项目教学案例中的实施

根据产品加工后出现的质量问题实行CBL教学法。

1.课前基于信息化平台自主学习

教师根据学生的学习情况，整理项目教学所需夹具、定位方法等相关知识，准备阶段要求学生根据某平台所提供的学习资料对产品问题进行剖析与决策，自主学习并进行线上测评考核。强调学习独立思考与资料整合搜索，提高学生的信息素养，提高课堂教学的有效性，为接下来的学习做好知识铺垫。

2.课中基于CBL教学法进行“案例设问—讲授点拨—讨论总结”三段式教学

在学生独立分析的基础上，师生共同参与案例讨论，解决学生独立分析中存在的弊端，补充学生知识盲区。

对于产品出现的质量问题，第一阶段，考虑人为因素以及零件毛坯自身、夹具设备等因素。

假设性推理，学生受工量刃具使用的影响，毛坯装夹不正以及后续加工后对零件的测量方式不当可能导致尺寸超差，可通过强化技能训练避免此问题。毛坯是管料件，在车削加工中，管壁壁厚的均匀程度导致倒角不均、椭圆现象，用游标卡尺采样取点，检测毛坯的壁厚、直线度、圆柱度以及卡爪的径向圆跳动是否合格，进一步强化量具的正确使用及读数的技能训练，即通过不同的校正方法解决问题。

在正确使用量具检测毛坯合格，校正夹具设备以及程序后仍出现倒角不均、椭圆现象及表面振纹问题，本阶段，考虑由于切削参数选择以及毛坯伸长量的因素。

假設性推理，还原“三爪卡盘”装夹车削的加工环境，教师强调金属切削加工前的准备工作，说明切削要素的合理选择会影响整个切削质量，点拨学生从切削参数的合理选择上思考，讨论得出通过调整精车的进给量来解决表面振纹的问题。

在解决尺寸超差、外圆锥度、倒角不均、表面振纹的个体问题以及对椭圆现象剖析的过程中，发现仅遗留且均存在“毛坯伸长量过长”的共性原因。

假设产品缺陷案例的核心问题是毛坯伸出量过长，决策方案为缩短伸长量，即改变下料的加工方式，由车断改为锯断，根据方案来制定加工工艺路线，优化工艺。在课堂教学中，围绕优化工艺的案例，提出问题，组织小组讨论，将机械制图、公差与配合、机械制造、车工工艺学等比较复杂抽象、零散的理论知识与具体的保证产品质量相联系，引导学生从下料方式的变化思考改变装夹方式。

装夹方式有内孔和外圆定位两种，由于内孔定位的胀力心轴制造复杂且毛坯管壁粗糙，不便采用实体心轴定位，因此，“三爪卡盘”装夹时只能采用外圆定位，尾座安装钻头进行先内孔加工，再车端面、倒角，最后内孔定位加工外圆。

在采用锯断下料后，对管料毛坯在钻床上进行内孔加工，而后在数控车床上车端面、倒角，再采用内孔定位的“实体心轴”装夹车削来保证产品质量，使得工序由“三爪卡盘”装夹时的工序集中变为了“实体心轴”装夹的工序分散，从而提高生产率。

工艺优化，确定“实体心轴”装夹车削的方案，布置学生实践操作，检验方案的可行性。学生五人一组，分工合作，一人统筹管理，其余四人分别负责下料、钻孔、数控车削、产品测量，教师巡查指导，记录学生的学习过程与问题，并组织学生进行集体讨论、交流，对共性问题及争议较大的疑难问题进行详细分析，总结归纳教学的重难点，并对各组进行点评，指出不足，提出整改建议。

3.课后基于信息化平台辅学

采用CBL教学法后，由于引入了生产中真实的案例，不仅使课程内容之间有了衔接，也融入了更多人文元素，信息量较大，要求学生根据课堂讨论的学习成果在课后进行总结归纳，进一步分析，撰写书面分析报告并通过平台上交。这一过程在帮助学生固化知识的同时，还锻炼了学生的写作和表达能力。

三、小结

总之，不同于传统教学，CBL教学法在真实的案例分析中，通过理论知识与实际案例相联系，经过一系列教学准备，给学生提供清晰、完整、系统的思维路线，将传统教学中零碎、不完整的知识整合，有助于培养学生分析问题、解决问题的能力，形成团结协作的精神和终身学习的理念。

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（作者单位：湖南省工业技师学院）