基于工作过程的“数控加工工艺”课程教学改革与实践

摘要：基于工作过程的课程教学比较适合高职学生。“数控加工工艺”课程进行情境设计与教学，建设基于工作过程的教学平台，构建学习情境，根据企业的生产特点来设计典型零件的工艺，建立模拟企业工艺设计组织，布置企业典型零件工艺设计任务。学生在教师指导下设计，边学边做自己的项目，教师把相关知识学习与应用穿插到执行工作任务的过程中，从而使学生掌握实际工艺设计能力，并通过项目评定学生学习成果。

关键词：工作过程；数控加工工艺；教学改革

中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1672-5727（2015）06-0057-04

基于工作过程的教学方法是一种能较好地适应职业教育与培训的教学方式。不来梅大学技术与教育研究所劳耐尔（Rauner）教授认为“一个职业所以能够成为一个职业，是因为它具有特殊的工作过程，即在工作方式、内容、方法、组织以及工具的历史方面有它自身的独到之处”，把工作过程定义为“在企业里为完成一件工作任务，并获得工作成果，而进行的完整的工作程序”，该过程“是一个综合的、时刻处于运动状态但结构相对固定的系统。”

基于工作过程是教学方式由理论推导的学科教学方法向情境式教学适应职业教学方法的转变，目的是避开高职学生理论推导能力不足的弱点，通过情境教学的刺激，激发学生学习兴趣。数控加工工艺是指使用数控机床加工零件所采用的各种加工方案和工艺手段，它是伴随着数控机床的产生、发展而逐步完善起来的一种应用技术，是人们进行大量数控加工实践的经验总结，数控加工工艺技术具有综合性、系统性的特点，是高职数控技术专业学生核心知识与技能，也是高职数控技术专业学生未来岗位必备核心能力。培养学生机械零件制造工艺能力是本门课的主要任务。

根据职业教育的特点，很多高职院校都在进行基于工作过程的项目教学工作，在取得一定进展的同时也存在很多问题，如理论准备不足，项目积累不够充分，教学平台不能体现生产情况，没有基于工作过程的整套项目教学教材，教师团队不适应项目教学，企业教师对教学理解不够而学校教师又没有深刻的企业体验，学生因很少进入项目工作与学习的环境而难于完成有难度的数控工艺项目等。

我院数控技术专业根据自身所处地区现代制造企业情况，对“数控加工工艺”课程进行基于工作过程的项目教学建设，并开始工作过程情境教学设计与教学实践。我院在整合教师、实验室、企业资源的基础上，通过构建基于工作过程情境的教学平台，建设模拟企业数控工艺员工作的学习情境，应用典型企业项目牵引教学并辅之以综合考评方法，经过几年实践取得了一定成效，积累了一些经验。

一、构建基于工作过程情境的教学平台

由于职业教育与普通教育教学过程和方法区别较大，且高职院校原有教学设施大多是按照注重理论教学设计的，故按照职业教育的特点建设职业教育教学平台十分重要。特别是专业课程，教学平台应能反映学生未来就业岗位企业工作过程。“数控加工工艺”课程主要培养数控技术专业学生现代机械制造工艺技术能力，能完成企业基层工艺员所承担的工艺规程与工装设计任务，初步解决生产中的工艺问题的能力，要为这一目标实现构建基工作过程的情境教学平台。

（一）构建基于工作过程课程的教学环境

“数控加工工艺”课程基于工作过程的教学设计，是以企业典型工艺项目为牵引展开，学生在教师指导下完成若干项目，在实践中学会完成工作任务。学习情境设计应能充分体现企业工艺设计过程，教学环境应能体现相关要求。根据对企业深入调查，构建模拟企业工艺室（厂或车间）的环境，在学校建设“教学做”一体化工作室。工作室主要资源包括：典型零件的工艺规程样本、样件，典型零件夹具样本、实物，典型零件加工录像，各种工艺资料手册，国内外相关标准，机床手册和样本，企业的各种规章制度，以及模拟工厂或车间。这些资源能够使学生更加便利地接触到所需的工艺资源与信息，从而更好地融入工艺工作的氛围与情境中。

（二）引入企业工艺师作为兼职教师

设计零件的数控加工工艺，必须以经验丰富的工艺师作为支撑，如果学校没有具备企业经验的工艺师作为教学指导，则很难体现工艺设计工作过程。特别是由于行业不同，制造工艺不同，企业氛围亦有所不同，应按学生就业岗位要求，引进熟悉行业工艺的工艺师作为兼职教师，才能形成企业氛围。

在教学过程中，根据企业工艺师特点开辟专门特色工艺单元，介绍工艺的开发与实验情况，使学生知道新工艺的产生与不断革新的重要性，提升学生学习工艺知识与技能的自豪感。自觉钻研工艺，为在工作岗位施展才能打好基础。

企业工艺师兼职教师可以带来最新的行业工艺技术，在教学中融入企业的思维方式、市场对技术的要求、最新的工艺案例，能够使学生日后更容易融入社会。专任教师应发挥自己对教学环境熟悉的优势，与企业教师优势互补，完成教学任务。实践证明，只有充分协调好专任教师与兼职教师的教学安排，才能形成优良的教学情境，对学生也最为有利。

（三）建设“数控加工工艺”网上资源

目前，计算机作为学习终端已经普及，在教学过程中及时提供网上资源十分必要，在建设“数控加工工艺”学校精品课的基础上，我院同步建设了网上资源，将教学视频、企业制造过程视频、工艺文件样本等资源上传至网络，在工作室“教学做”时，学生随时可以取得相关资源，使得教学过程更加通畅。

二、构建模拟企业数控工艺员工作的学习情境

构建模拟企业数控工艺员工作环境，模拟行动领域数控工艺员工作过程，在教师的示范和指导下，学生边学边做，构建出便于学生学习的学习情境。

（一）梳理工艺员工作过程，使学生进入岗位角色

根据涂尔干（E Durkheim）的社会学功能理论，教育的目的“在于使年轻一代系统性的社会化”，“使出生时不适应社会生活的个体成为崭新的社会的我”。依据上述理论和工作过程的教学方法理念，基于工作过程的教学方法实际上是为学生进入专业角色（社会）的一种实践和模拟。学习情境是学生掌握工作过程知识与能力的便捷方式。

通过梳理工艺员工作过程、选择典型工作任务、将典型工作任务转化为学习领域、设计学习情境，使工艺员工作过程展现在学习领域，学生在角色扮演中逐步掌握工艺员的工作能力。

（二）建构基于工作过程便于认知的学习情境

以瑞士教育学家皮亚杰（J Piaget）为代表的建构主义认为，知识不是通过教师传授得到的，而是学习者在一定的情境即社会文化背景下，借助他人（包括教师和学习伙伴）帮助，利用必要的学习资料通过意义构建的方式而获得。建构基于工作过程学习情境，应按照工艺工作过程内容对课堂教学内容进行序化，将学习领域细化成学习情境进行教学。

建构学习情境必须根据学生认知规律展开，先使学生熟悉教学情境的逻辑关系，认识基本工作工具；再从简单零件工艺设计开始，逐步过渡到中等难度的零件，到特殊零件工艺设计。在教学过程中，应建立学生学习小组，以便于构成协作情境。这不仅有利于学生间相互协作、会话和意义建构，攻克认知难点，而且可形成良好的学习氛围，使学习更具现场感。

（三）建立“现代师徒制”教学方法

教师与学生的角色是基于工作过程教学的关键，传统师徒培养方式是从实践中学习知识与技能，解决了传统手工业技术的传承问题。现代大工业技术复杂，知识与技能领域广，按传统师徒培养方式效率不能保证。要更好地利用学校形式，发挥现代师徒教学方式优点，基于工作过程教学方法为此提供可能。

教师在基于工作过程教学中承担师傅的角色，学生角色为徒弟，在模拟的学习情境中，完成知识与技能提升，这样学生更容易掌握教学内容、提升能力，而且便于师生间、学生间的沟通，使学生在学习时更有情境感和成就感。

三、典型企业项目牵引的教学实施

实际生产中机械零件非常多，必须选出典型类型零件。我们主要以缝纫机零件为主，提供给学生整台机械各类零件制造工艺，使每个学生受到各类常见典型零件工艺的训练，在教学过程中我们主要做了以下工作。

（一）梳理典型机械零件工艺过程，建立典型项目库

根据机械零件的特点，采用成组技术的原理，将机械零件分为轴类零件、盘类零件、箱体类零件、齿轮类零件、叉架类零件和型腔壳体类零件等典型零件类型。将每种类型的零件工艺方案进行典型化，并根据工件的难易程度建设项目库。

到企业收集相关的典型零件工艺规程，逐渐丰富典型零件工艺项目资源，建立各种技术文件档案，方便学生查找。将学生毕业设计优秀作品等作为资料储存起来，作为学生学习的样本。企业的零件工艺规程可以使学生感受真实的企业工作情境，使学生工作更认真。

（二）编写典型零件工艺教材

典型零件工艺的教材是十分必要的。为了能够编写更加符合企业实际的教材，我们深入企业解析工艺流程，测绘工艺装备。将企业工艺流程拍摄成录像，把企业典型零件工艺整理成教材内容，并按工作过程和教学情境序化成教学单元。

在教材编写中，按照成组技术的原理，即按零件类型设置工艺项目，在项目中穿插相关知识点，使学生举一反三，融会贯通，更加深入全面地掌握工艺知识与能力。我院首先编写校本教材，并在几年教学修改的基础上出版，为展开基于工作过程教学提供了教学资源。

（三）建立模拟企业工艺设计流程的组织

为真实地反映企业工作情境，课程教学之初，在教学班成立工厂化的工艺技术组织，即成立工艺研究所。该研究所下设数个工艺小组，每个小组由4～5名学生组成，并任命一个组长（相当于工厂车间工艺组）。任命课代表为所长助理，教师与兼职工艺师为所长或副所长。

每个工艺小组负责不同零件类型的车间，全班共同完成一个产品的各类工艺规程，班级学生共同协作，形成团队，完成整个产品的工艺规程及部分夹具设计，遇到问题共同协商。为使学生得到较全面的锻炼，学生在下一个产品中每组学生的零件类型加以轮换，以完成不同类型零件工艺能力的培养。

（四）以企业典型项目牵引，学生学中做、做中学

零件工艺规程和夹具设计是本课主要教学项目，对于没有长期工厂工作经验的学生来说是十分棘手的问题。采用“我做、你看，你做、我看；我再做，你再看；你再做，我再看”的学中做、做中学的方式，逐步提升学生的工艺能力及工艺感觉，使其逐步进入角色。

课程之初给每个工艺小组若干个企业项目为任务，要求学生在课程中完成工艺规程和部分夹具，并以这些项目作为牵引进行教学，使学生带着任务和问题学习，在课程教学中逐步解决。在以企业典型项目牵引过程中，把学生带到企业参观生产线，熟悉企业设备和工艺装备十分必要，这时企业兼职教师显得更为重要。校中厂无疑是最好的教学场所，条件具备的可以将部分学生的工艺规程（包括数控程序）在厂中实现。我校开展“卓越技师”培养工程，对优秀学生重点培养。数控技术专业将机械零件工艺规程与夹具实现作为其中一部分。经过两届学生的实践，效果较好，形成了部分实用作品，经过该项培养的毕业生在工作中工艺能力也受到了好评。

四、以项目为基础的考评方法

以往以考试为主的考评体系很难适应基于工作过程的教学，建立以项目为基础，过程和考试相结合的考评体系。将学生学习过程取得的成果计入学生课程总成绩，注重学习过程评价，使学生更注重平时学习、注重细节，学生之间配合更主动，培养了学生团队精神。

学生期末做完项目，组织项目答辩会，请部分优秀学生和企业工艺师组成答辩小组，对各组成果进行答辩，学生在答辩会上可以充分展示自己的成果，以培养学生自信心。通过答辩学生也可以提高项目表达能力、项目分析能力。

考试作为评价的一部分不可或缺，通过考试可以评价学生基础知识掌握情况，也可以促进部分学生全面掌握工艺知识。这样的评价方式，促使学生明确学习目的，学习主动性有所提高。2010、2011、2012级学生几乎没有旷课现象，听课效果也明显提高，数控加工工艺课程通过率达96%以上，学生数控工艺规程与夹具设计能力明显提升，毕业设计指导量明显减少，学生设计的工艺规程质量较高。通过基于工作过程的课程教改与实践，学生对教学内容和教学方法比较认可，避免了过去由于学生没有实践经验对教师授课不知所云的情况，教学过程更活泼生动。基于工作过程的教学方法，可以把以往的学习难点分散到过程当中，学生更容易掌握。

基于工作过程的教学方法提升了学生工艺设计能力，使学生对相关工艺知识的认识更加深刻。课程学习培养了学生的严谨工作作风，使其熟悉了未来工作岗位的工作情况，提高了职业认知度。

教学改革是一项复杂的系统工程，需要完成的工作很多，尤其在培养学生的创新能力和实践能力方面仍需教师不断尝试探索。高职“数控加工工艺”课程教学应进一步提升学做一体教学平台层次，构建企业真实环境的综合工作室，使学生更好地体会企业工作过程，做到与企业岗位无缝连接，真正培养出适应社会发展的高素质的技术技能型人才。

参考文献：

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