基于产品全生命周期的中职叉车转向轴智能生产实践教学探讨

张红霞

摘要：产品全生命周期是指产品从需求、规划、设计、生产、经销、运行、使用、维修保养，直到回收再处置的过程。文章针对数字化时代背景下教育教学改革发展新要求，以合力叉车转向轴从设计、生产、物流、销售、服务的“产品全生命周期”智能制造生产流程所面向的职业岗位群角度为出发点，探讨构建基于“产品全生命周期”的智能制造专业群，创新实施“匠心铸就品质”价值引领下的“一条主线、数字赋能”智慧教学模式，构建“析、教、做、评”智慧教学闭环评价系统，以提高教学质量，提升学生职业素养，为社会培养更多复合型人才。

关键词：产品全生命周期；智能生产；智慧教学；教学模式；实践教学

中图分类号：G712文献标志码：A文章编号：1008-3561（2024）15-0085-04

随着我国制造业智能化不断推进，智能制造通过数据共享实现产品研发、生产、物流、售后等各个环节的数字化集成和信息无缝连接，使产品全生命周期各环节不断交叉融合。智能制造生产不再是单一的标准性加工制造，而是融合产前、产中、产后的产业链条制造过程[1]。产品全生命周期管理系统（Productlifecycle management，PLM）是指产品从需求、规划、设计、生产、经销、运行、使用、维修保养，直到回收再处置的全生命周期过程[2]。本文立足盱眙区域经济发展，对接企业产品全生命周期所面向的“数字化设计—智能化制造—专业化维护—信息化服务”岗位群，围绕“高端装备制造”“数字化制造”“智能制造”“绿色制造”等重点领域，组建以数控专业为核心，以机械设计与制造专业为重点，带动模具设计与制造、3D增材制造、机电设备管理与维护等专业协同发展的智能制造专业群，明确了“懂设计+精制造+能维护+会服务”复合型职业能力培养目标[3]。以典型产品合力叉车转向轴生产为项目案例，依托典型企业—典型岗位—典型产品—典型案例，对接数控专业结构—项目课程—教学内容—数字资源，采用“质量导向，智技结合，三段八步，综合评价”教学策略，培养具有“明生产规程，精转轴加工，守岗位规范，优服务品质”职业能力和“重规范安全，争岗位先锋，追工匠精神”职业素养的复合型人才。

一、基于产品智能生产全生命周期，重构课程体系

1.教学内容———对标对岗，课证融通，赛教融合八位一体

经过市场调研，基于人才培养方案和课程标准，结合区域经济发展，对接岗位标准，依托校企合作项目，融入数控加工职业技能等级证书和数控技能大赛核心内容，校企协同，构建主体双元、课程双元、教材双元、场景双元、文化双元、身份双元、时间双元、评价双元“八位一体”的课程内容。

2.学情分析———多源数据，综合分析，精准定位因材施教

授课对象为中职数控技术应用专业二年级学生，结合教学需求和企业人才需求，整合智慧实训、学习通等学习平台中学生前期学习的相关数据，结合问卷星平台问卷调查，得出学生的学习现状。一是学习习惯不良。个别学生没有养成良好的学习习惯，课后利用率不高。二是职业认知模糊。69%的学生对将要从事的工作岗位没有明确的认知，岗位意识模糊。三是实训操作不规范。73%的学生在实训过程中主要追求完成速度，对智能加工中的桁架参数设置和机器操作不规范。整个项目在实施过程中全程依托质量监控系统对学生的认知能力、操作能力、综合素养等进行实时监控和数据记录，对学生进行个性化、精准化分析，从而做到因材施教。其一，知识与技能基础。学生已掌握加工销轴、台阶轴等先导知识，熟悉部分SolidWorks和数控仿真平台的使用，项目七中涉及到的产品实操考核优良率为92.3%，需进一步加强螺纹实操技能的系统训练。其二，认知与实践能力。从质量监控平台数据反馈看，学生对合力叉车转向轴的台阶、锥度等实操技能的考核率为90.2%，产品的合格率为95.3%，需进一步对合力叉车转向轴的螺纹部分进行加工。其三，学习特点。从质量管控平台对实训技能、实训素养、实训质量等反馈看，学生对企业实景操作有强烈的好奇心，96%的学生更偏爱虚拟仿真、微课、动画等。

3.教学目标———以学定教，知识掌握，岗位复合，素养提升

结合学情分析，以岗位能力需求和课程标准为依据，以叉车转向轴生产流程为主線，岗课对接，培养学生“明生产规程，精转轴加工，守岗位规范，优服务品质”职业能力和“重规范安全，争岗位先锋，追工匠精神”的职业素养。

4.教学策略———质量导向，智技结合，三段八步，综合评价

产品质量是企业生存之本，教师要将企业产品质量标准融入实践教学评价体系中，在产品检测环节，把企业产品质量“看板”融入课堂，营造真实的生产场景。要将智能化生产线与传统技术相结合，以智能化改造和数字化转型赋能产业发展。要采用课前“领任务”“析图纸”，课中“排工艺”“定方案”“做产品”“检质量”，课后“创效益”“评质量”三段八步教学环节。要构建服务学生全面发展的综合评价体系，以突出学生主体地位。

二、以典型工作任务为载体，培养学生职业能力

1.教学组织———双角色，三阶段，四平台，五融合

双角色。教学实施过程中，企业能工巧匠进课堂，教师与师傅、学生与学徒、产品与作品、实习与生产双角色，构建产品设计岗位、工艺分析岗位、产品检测岗位、智能车间操作岗位，将企业文化、行业标准融入课堂，对学生进行言传身教，提升学生专业认知，促进校企育人精准化。三阶段，四平台。课前通过信息平台发布任务，课中借助仿真平台、质量监控平台对知识进行讲解，课后借助企业实践平台进行练习和巩固。五融合。发挥党员先锋示范岗引领作用，把争当先锋和培育工匠精神融入教学过程。要以真实环境下的工作过程为导向，实现五个融合，即课程与岗位融合、课程与大赛融合、课程与考证融合、课程与科研融合、课程与创新融合，引导学生主动参与，乐于探索。下面以合力叉车转向轴生产流程为例，阐述课堂教学实施过程。

其一，课前自学。教师借助专业云科教育资源平台，发布叉车转向轴生产相关理论知识和量具使用测试题，学生自学并完成测试。学生根据实践平台发布的生产任务，分析叉车轴的加工图纸，确定加工设备、测量设备、工装夹具、工量具等。其二，课中互学。学生根据图纸和订单毛坯分析加工工艺，利用SolidWorks三维软件和数控综合模拟仿真软件测试工装动平衡，采用一夹一顶的加工方式。根据工艺安排，结合设备、加工材料，利用Edgecam工艺软件制定“精转轴加工”方案，采用粗车—半精车—精车—螺纹加工—检测—调质—入库生产流程。校企导师现场指导操作方法和注意事项，培养学生“重规范安全”的职业素养。利用三坐标建模和电子螺纹千分尺快速、准确形成检测数据，实时反馈加工精度，保证产品合格率达98.9%，培养学生“精益求精、一丝不苟”的工匠精神。其三，课后延学。通过质量监控系统全过程质量数据反馈，精准帮扶未达标学生，实现达标全覆盖。课前通过云科教育平台的基础评价，课中通过企业实践平台、质量监控平台的过程评价和增值评价，培养学生“争岗位先锋”的职业意识，课后通过学生成长系统的数据反馈，形成全过程综合评价系统，为技能增值，为学生增智，为企业赋能。

2.岗位体验———多元化，精准化，个性化，智能化

校内建成校企合作生产区，根据产品生产流程—叉车转向轴项目生产，创设真实的生产过程。学生体验产品设计岗位、工艺分析岗位、产品检测岗位、智能车间操作岗位。依托质量管控平台数据反馈和学情分析，做到产品可定制、过程可视化、数据可采集，精准化、个性化定位岗位。在智能排产过程中，教师要通过质量管控平台，全维度实现对产品质量、数量、设备的实时监控，达到数据与机床的互联互通，实现岗位体验的智能化。

3.综合评价———多主体，多维度，全过程，增值性

利用综合考评系统全程质控，通过教师、企业、学生等多主体对生产流程、技能掌握、服务品质、安全操作、职业素养等进行评价[4]。围绕课前、课中、课后三段八步全过程，实施基础评价、过程评价、终结评价。关注个性学习“提高率”开展增值评价，充分发挥评价的激励与促进作用[5]。

4.课程思政———岗引领惜传统，融企业，强专业

课程思政要以先锋岗教师团队、技术能手等榜样为示范，培育学生“立足岗位，争当先锋”的职业意识。叉车转向轴是叉车转向部位的核心零部件，该企业从1958年建厂至今，由小到大、由弱到强，从学跑、跟跑到领跑。企业以匠心铸就传奇，坚持质量第一。先锋示范岗事迹和企业优良传统融入教学，有利于培养学生争做岗位先锋、能工巧匠的精神。

三、沉浸式岗位体验，促使目标达成

项目实施应着力培养学生追求极致，形成质量第一、品质为先的理念。应通过“五共三对接”，即共定方案（与人才需求能力对接）、共构课程（与岗位及标准对接）、共谋教学（与生产过程对接）、共同评价、共创成果，“双精准”育人模式，促进学生从“重知轻技、重技轻德”向“德知技相融”转变，从“路径单一，发展受限，”向“课证行赛、学用融合”转变。

1.知识目标———多元交互，提高兴趣，目标高效达成

借助云科教育平台，通过项目学习，学生的知识测评成绩及格率从62.5%提升到100%，学生学习兴趣明显提升，课堂参与度明显提高，签到、分组任务和测试参与率均为100%，知识目标高效达成。

2.能力目标———智技结合，操作规范，目标充分实现

企业质量智能监控系统数据反饋，学生加工叉车转向轴的产品合格率达到98.9%，操作规范性明显提升，技能操作整体进步幅度较大，叉车转向轴加工能力明显提升。

3.素养目标———思政渗透，品质创新，职业素养提升

依托“党员先锋示范岗”，课程思政“精准渗透”，提升了学生“重规范安全，争岗位先锋，追工匠精神”的职业素养，坚定了学生从事加工制造业的职业理想和职业追求。同时，学生的服务品质得到提升，与企业共同研发新产品20多项，2023年承担企业智能化生产线改造，该设备现已投入生产，为企业额外创收200多万元，取得了良好的经济与社会效益。

四、数字赋能，层次化教学，助推教学创新

1.模式创新———“八位一体、四岗递进、数智赋能”的智慧教学新模式

依托现代学徒制试点项目，校企双主体协同育人。学生以学徒、准员工身份进入企业实训，校企双导师授课，完成认岗、跟岗、轮岗、顶岗四个阶段的教学。1-3学期根据课程安排和企业生产实际进行工学交替，4-5学期在企业轮岗，第6学期顶岗[6]。本项目是轮岗阶段，校企导师可开展线上、线下混合式教学、远程教学、现场教学及岗位实践等。可以合力叉车转向轴生产流程为主线，引入企业“以人为本、以精品回报社会”的现代管理理念，使之与学校管理保持一致，可引入企业“合力提升未来”文化，使之与学校文化保持一致。同时，叉车零部件生产任务要与实训课程保持一致，学生与企业学徒身份要保持一致，合力叉车生产场景与教学场景要保持一致，企业生产时间与学生学习时间要保持一致，学校评价与企业质量综合考评要保持一致，以培养学生智能排产、智慧管理、智能监测能力，实现学生基本能力、专项能力、核心能力、综合能力的提升。

2.机制创新———“四方协同、系统推进、全程监测”的智慧教学新机制

以合力叉车转向轴生产流程为主线，政、行、企、校四方协同，引入企业智慧实训系统，将企业先进技术、流程与岗位要求融入实训课程，结合物联网、大数据技术，模拟企业场景，构建智慧实训、智慧管理的实训体系[7]。（1）项目实施过程中，全程依托质量监控系统对学生的认知能力、操作能力、综合素养等进行实时监控和数据记录，形成系统的成长档案。（2）对传统数控、普车等设备进行智能化改造，通过智慧实训平台的信息收集以销定产，以订单的物料分析疑难解难，以监控平台的生产进度追踪进行技术突破，以智慧实训平台的质量监控进行总结评价，实现对产品质量、数量、设备的全维度实时监控，实现数据与机床的互联互通，以打破传统教学的时空界限，创设智改数转技术赋能E时代课堂[8]。（3）利用综合考评系统动态评价，围绕课前、课中、课后三段八步全过程，多主体、多维度实施基础评价、过程评价、终结评价，关注个性学习“提高率”开展增值评价，充分发挥评价的激励与促进作用，提高教学质量，促进学生综合素质发展[9]。

3.技術创新———“典型产品、平衡测试、效益显著”的智慧教学新技术

叉车转向轴为异型件，之前企业采用的是工装绑定后直接进行加工的方法，机床和工件容易发生震动，合格率较低。企校双元合作，对工装和工艺进行完善，采用一夹一顶的方法进行加工，同时对工装进行动平衡测试，使产品合格率从原来的62.3%提升到98.9%。该异型件产品毛坯售价220元/件，生产加工、涂装、调质、出库总费用达510元/件，合格产品投入市场后售价为1260元/件，通过关键技术的创新，每班次生产60件，每年可为企业创收近600万元。

五、教学反思

现有的技术、资源、教学手段能较好满足学生的学习需求和企业需求，为提升教学效果，提高企业生产效率，还需从以下方面进行完善。一是丰富教学资源，满足学生个性化学习需求。企业产品差异较大，课堂教学难以全覆盖，需要从校企双元合作角度入手，合力开发教学案例资源库，进一步丰富教学资源，以满足学生个性化学习需求。二是优化教学评价，完善成长档案。全过程生产智能考评系统已覆盖项目实施过程全部数据，要形成学生系统化、科学化、全面化、智能化的成长档案，还需进行改革和创新。

参考文献：

[1]张亚萍，李曙生.智能制造对高职机电类人才培养的影响探究[J].现代职业教育，2019（29）：48-49.

[2]沈建新，周儒荣.产品全生命周期管理系统框架及关键技术研究[J].南京航空航天大学学报，2003，19（35）：565-566.

[3]赵明威，苏宏志，张文亭.机械制造类复合型人才培养专业群组群逻辑研究与实践———以陕西工业职业技术学院机械制造与自动化专业群为例[J].机械职业教育，2020（12）：26-29.

[4]黄兆军，赵新宽，王荦荦.新时代背景下高职院校新工科专业课程教学模式改革探索———以“电力电子技术与应用”课程为例[J].职业技术，2023（06）：94-101.

[5]彭志红.生态文明思想融入高校思想政治理论课的实践研究[J].湖北开放职业学院学报，2023，26（04）：145-146.

[6]熊小艳，杨柳.“三教”改革背景下“工业机器人应用系统集成”课程教学改革与实践[J].湖北开放大学学报，2023，27（02）：47-51.

[7]邵国成.“四岗四导”递进式人才培养模式的探索与实践[J].职业教育，2019（05）：76-82.

[8]黄兆军，赵新宽，王荦荦.新时代背景下高职院校新工科专业课程教学模式改革探索———以“电力电子技术与应用”课程为例[J].职业技术，2023（06）：94-101.

[9]佘勇.政校行企四方协同的“双师型”教师队伍建设研究[J].职业教育，2023（03）：75-79.

Exploration of Intelligent Production Practice Teaching for Steering Shafts of Vocational Forklifts Based on the Whole Life Cycle of Products

Zhang Hongxia1，2

（1.Jiangsu Xuyi Vocational School， Xuyi 211700， China； 2.Xuyi Technician College， Xuyi 211700， China）

Abstract： The full lifecycle of a product refers to the process from demand， planning， design， production， distribution， operation， use， maintenance， to recycling and disposal. The article focuses on the new requirements for education and teaching reform and development in the context of the digital era. Starting from the perspective of the professional position group oriented towards the "product lifecycle" intelligent manufacturing production process of design， production， logistics， sales， and service， the article explores the construction of an intelligent manufacturing professional group based on the "product lifecycle"， innovatively implements the "one main line， digital empowerment" intelligent teaching model guided by the value of"craftsmanship casting quality"， and constructs a "analysis， teaching， doing， and evaluation" intelligent teaching closed-loop evaluation system to improve teaching quality， enhance student professional literacy， and cultivate more composite talents for society.

Key words： productlifecycle； intelligentproduction； smartteaching；teachingmodel；practicalteaching