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摘 要 数控加工工艺与编程是机械制造与自动化专业的一门实践性很强的核心课程。结合数控加工工艺与编程课程的性质和要求，以及高职学生和高职教育的特点，论述运用工作任务导向课程教学模式对数控加工工艺与编程课程进行的项目化教学改革探索。
关键词 数控加工工艺与编程；项目化教学改革；一体化教学
中图分类号：G712 文献标识码：B 文章编号：1671-489X(2012)27-0096-03
Study of Project-based Teaching on Process and Programming for CNC Machining//Li Xiaomian, Li Huiling, Fan Sili, Zhang Liangchao
Abstract NC machining process and programming is a practical main professional course of mechanical engineering. Combination of NC machining process and programming the nature and course requirements, as well as the vocational students and the characteristics of vocational education, the application of task oriented teaching model of NC machining process and programming course project teaching reform are discussed.
Key words NC machining process and programming; project teaching reform; integration of teaching
Author’s address Dongguan Vocational Technical College, Dongguan, Guangdong, China 523808
随着我国由“制造大国”向“制造强国”的转型，社会对高素质技术人才的需求也不断发生变化。职业教育肩负着向特定行业和岗位培养合格的一线操作技能型专门人才的重任。数控技术专业高技能人才在珠三角尤其紧缺，如何提高学生的技能水平和综合素质，是职业技术教育急需解决的关键问题。
职业教育中学生普遍对理论课程不感兴趣，或理论与实践脱节，造成学生基础不扎实，动手能力差，不能适应企业的需要。项目化教学模式是为了解决这一问题而被提出来的，但是教学的效果却有不同。如何让项目化教学方法的教学效果发挥得更好是很值得研究的问题。换言之，就是在提高了学生的学习兴趣，也让学生掌握了一定理论基础知识，同时也具备较高的技能水平，但是学生能不能在毕业后的工作岗位上很快胜任工作或者与企业需求“零”距离对接呢？目前学校的课程设置普遍存在“加工工艺分析与数控编程脱节、理论教学与实践环节脱节、学校教学与企业生产脱节”这样一种“三脱节”的问题，从而导致“教师自认为教得不错，学生自认为学得不错，可是毕业生一到企业什么也不会做”的现象。因此，如何开发合适的项目课题是解决这个问题的关键。
1 项目设计依据
走访北京精雕科技有限公司、台湾全量科技有限公司、东莞奇峰液压有限公司等知名企业，通过访谈企业专家和技术人员，对数控技术专业方向所面向工作岗位的工作项目、工作任务和职业能力进行系统的分析，综合各位专家意见，将该门课程定位在“零件加工工艺流程设计、零件加工工艺分析、零件工序工艺文件编制、CAD/CAM软件的应用、零件加工质量和效率分析、引入编程新技术、数控加工操作”等工作任务上。围绕这些工作任务，以数控加工的典型零件为载体，设计学习项目，组织课程内容。这些典型零件从简单到复杂，从考证训练项目到实际生产零件，形成项目序列，让学生在学习项目的过程中不断地提升职业能力。
该门课程选取以下工程实际项目：项目一，轴套类零件数车工艺设计与编程加工；项目二，板块盘类零件数铣工艺设计与编程加工；项目三，箱体类零件加工中心工艺设计与编程加工；项目四，数控精雕工艺设计与编程加工；项目五，模具电火花线切割工艺设计与编程加工；项目六，数控综合工艺设计与编程加工；项目七，复杂零件（叶轮）数控工艺设计与编程加工。
通过以典型零件为载体设计的项目学习，形成以下职业能力：1）会根据装配图、零件图及技术要求，进行加工工艺分析，并能进行整体工艺设计；2）会根据零件工艺特点及技术要求，选择合适的加工设备、刀具、工夹量具；3）能选择合适的切削用量及其他工艺参数；4）能编制各种标准格式的数控加工工艺文件；5）能根据工艺要求应用CAD/CAM软件进行编程；6）熟悉常用数控机床的性能特点，并能熟练操作数控机床；7）能加工零件至符合图纸技术要求；8）会分析加工质量、加工效率影响因素，并能进行合理调整；9）具有安全、质量、成本、效益等意识。
2 配套项目化教材的编写
1）依据本课程标准编写教材，教材应充分体现加工任务引领、生产实践导向的设计思想。
2）教材应将本课程的职业活动，依据生产流程或不同零件，分解成若干典型的工作项目，采用典型项目持续训练的教学模式，不断巩固和强化其专业知识、基本技能和职业素养。
3）教材应密切结合现场生产实际，体现真实工程环境，再现工作现场。
4）教材内容体现先进性、通用性、实用性，要将本专业新技术、新工艺、新设备及时地纳入教材，使教材更贴近本专业的发展和实际需要。
5）教材中的活动设计的内容具体，并具有可操作性，便于教师指导和学生学习。
6）按照项目课程的理念，可确定其教材编写格式为：①教学目标；②工作任务；③实践操作（相关实践知识）；④问题探究（相关理论知识）；⑤知识拓展（选学内容）；⑥练习。 目前，该教材正在进行编写，预计2013年完成校本教材，经过校内修订后力争2014年底正式出版。
3 项目实施采用的教学方法
1）在教学过程中，应立足于加强学生实际操作能力的培养，采用项目教学，以工作任务引领提高学生学习兴趣，激发学生的成就动机。
2）本课程教学的关键是现场教学，应选用典型零件生产工艺流程为载体，教学过程以生产过程为主线，强调生产任务为最终目标。
3）在完成生产任务的过程中，自然融入相关工艺知识、编程知识、软件应用知识，以及安全、质量、成本、效益等意识。
4）在教学过程中，多采用挂图、多媒体、投影等教学资源辅助教学，帮助学生理解关键工艺问题。
5）在教学过程中，要重视本专业领域新技术、新工艺、新设备发展趋势，贴近生产现场。为学生提供职业生涯发展的空间，努力培养学生参与社会实践的创新精神和职业能力。
6）教学过程中教师应积极引导学生提升职业素养，提高职业道德。
4 教学评估
1）改革传统的学生评价手段和方法，采用阶段评价、目标评价、项目评价、理论与实践一体化评价模式。
2）关注评价的多元性，结合提问、现场解决问题、提交作品（包括工艺文件、编程、零件成品等）、测验、考试等情况，综合评价学生成绩。
3）既注重学生在实践中独立分析问题和解决问题能力的考核，又注重学生协同作业的沟通、协作能力，全面综合评价学生的工作能力。
5 教学场所的设计
以往的实训（实验）室是根据教学的需要设计和建设的，这是一种课程内容导向的实训（实验）室设计模式，存在零散性等缺点，缺乏整体设计思路。如果现有的课程体系本身存在问题，将更加导致实训（实验）室设计的偏差。新的课程理念要求以工作任务分析为基础，按照空间结构与工作现场相吻合的原则设计实训（实验）室。一方面是数控实训设备的配置。目前学院的数控设备有14台数控铣床、4台加工中心、14台数控车床、4台电火花机、4台电火花线切割机，后期设备还准备添置1台五轴联动加工中心、1台车铣复合加工中心、5台数控雕刻机。另一方面是CAD/CAM多媒体实验室的建设。该实验室是学生进行理论学习以及数控编程上机操作的场所，归属于数控实训场的配套教室，这为理论实践一体化教学提供有利条件。另外，实验室对教师和学生进行全面开放，有利于提高设备的综合利用率，以实现实验室所有资源的共享和良性循环发展。
6 项目教学的实施
以项目为核心，教、学、做合一，工学结合，一体化教学模式。根据上述的7个项目设置7个学习情境，组织学生分组，以小组为单位，按照如图1所示“六步法”（资讯—计划—决策—实施—检查—评价）的过程和方法完成工作任务。
第一步：资讯。先由教师发资料，包括资讯单、任务书、引导文等，学生阅读学习资料，查阅收集资料，学习相关知识，然后由教师使用多媒体讲授相关的理论知识，并进行课堂互动，讨论完成第一步的内容。
第二步：计划。教师发相关资料，包括分组表、任务分配单、工作计划单、仪器工具清单，班长组织分组讨论，交流对任务的认识，分头学习项目设计方法和过程，交流学习到的方法和相关知识。并制订完成项目计划，组长组织讨论修改计划，达成一致。
第三步：决策。由教师审阅各组方案，组织演示、讨论，提出修改意见，讲解设计方案关键知识和技能。学生分组讨论修改方案、计划，经过师生、小组内多次交流互动，达成一致方案、计划。
第四步：实施。学生分组按方案和计划开展项目学习与工作，教师记录各组各生项目实施过程情况并巡回指导学生。
第五步：检查。教师按任务书要求检查项目完成情况，帮助学生修改错误和修正项目。学生则修改完成过程中错误，重新完成项目实施过程。待项目完成后，学生填写好项目检查单和书写项目报告。
第六步：评估。由教师审阅各组项目报告、总结，并组织小组答辩，通过项目答辩对学生个人和团队进行评估考核。
7 教学改革收获和总结
东莞职业技术学院从2011年10级数控技术专业学生开始对数控加工工艺与编程课程进行项目化教学改革试点，这种工作任务导向课程模式可以极大地激发学生的学习热情，使学生找到学习的乐趣，切实提高学生的职业能力。2012年5月统计的数控技术专业就业率达到94%。在2011年的全国高职院校模具技能大赛中，数控专业学生获得全国二等奖；在广东省数控技能竞赛中获得三等奖。通过这次课程改革，取得一定的成绩，同时也为其他课程的改革提供了借鉴。当然，还要对改革中出现的问题进行剖析以及解决，如教材内容的优化、双师型师资队伍的建设等。
参考文献
[1]张瑶,刘树青,汪木兰.系列化探究式项目教学实验室建设与运行[J].中国现代教育装备,2011(23):18-20.
[2]丛娟,丛树林.基于工作任务导向的数控加工工艺与编程课程改革实践[J].辽宁科技学院学报,2011(1):82-83.
[3]唐海波.项目教学法在高职专业课程设计中的应用[J].职教论坛,2009(12Z):52,54.
[4]路大勇,张洪强.基于工作过程导向的教学改革实践与探讨[J].职教论坛,2009(5Z):53-54.
关键词 数控加工工艺与编程；项目化教学改革；一体化教学
中图分类号：G712 文献标识码：B 文章编号：1671-489X(2012)27-0096-03
Study of Project-based Teaching on Process and Programming for CNC Machining//Li Xiaomian, Li Huiling, Fan Sili, Zhang Liangchao
Abstract NC machining process and programming is a practical main professional course of mechanical engineering. Combination of NC machining process and programming the nature and course requirements, as well as the vocational students and the characteristics of vocational education, the application of task oriented teaching model of NC machining process and programming course project teaching reform are discussed.
Key words NC machining process and programming; project teaching reform; integration of teaching
Author’s address Dongguan Vocational Technical College, Dongguan, Guangdong, China 523808
随着我国由“制造大国”向“制造强国”的转型，社会对高素质技术人才的需求也不断发生变化。职业教育肩负着向特定行业和岗位培养合格的一线操作技能型专门人才的重任。数控技术专业高技能人才在珠三角尤其紧缺，如何提高学生的技能水平和综合素质，是职业技术教育急需解决的关键问题。
职业教育中学生普遍对理论课程不感兴趣，或理论与实践脱节，造成学生基础不扎实，动手能力差，不能适应企业的需要。项目化教学模式是为了解决这一问题而被提出来的，但是教学的效果却有不同。如何让项目化教学方法的教学效果发挥得更好是很值得研究的问题。换言之，就是在提高了学生的学习兴趣，也让学生掌握了一定理论基础知识，同时也具备较高的技能水平，但是学生能不能在毕业后的工作岗位上很快胜任工作或者与企业需求“零”距离对接呢？目前学校的课程设置普遍存在“加工工艺分析与数控编程脱节、理论教学与实践环节脱节、学校教学与企业生产脱节”这样一种“三脱节”的问题，从而导致“教师自认为教得不错，学生自认为学得不错，可是毕业生一到企业什么也不会做”的现象。因此，如何开发合适的项目课题是解决这个问题的关键。
1 项目设计依据
走访北京精雕科技有限公司、台湾全量科技有限公司、东莞奇峰液压有限公司等知名企业，通过访谈企业专家和技术人员，对数控技术专业方向所面向工作岗位的工作项目、工作任务和职业能力进行系统的分析，综合各位专家意见，将该门课程定位在“零件加工工艺流程设计、零件加工工艺分析、零件工序工艺文件编制、CAD/CAM软件的应用、零件加工质量和效率分析、引入编程新技术、数控加工操作”等工作任务上。围绕这些工作任务，以数控加工的典型零件为载体，设计学习项目，组织课程内容。这些典型零件从简单到复杂，从考证训练项目到实际生产零件，形成项目序列，让学生在学习项目的过程中不断地提升职业能力。
该门课程选取以下工程实际项目：项目一，轴套类零件数车工艺设计与编程加工；项目二，板块盘类零件数铣工艺设计与编程加工；项目三，箱体类零件加工中心工艺设计与编程加工；项目四，数控精雕工艺设计与编程加工；项目五，模具电火花线切割工艺设计与编程加工；项目六，数控综合工艺设计与编程加工；项目七，复杂零件（叶轮）数控工艺设计与编程加工。
通过以典型零件为载体设计的项目学习，形成以下职业能力：1）会根据装配图、零件图及技术要求，进行加工工艺分析，并能进行整体工艺设计；2）会根据零件工艺特点及技术要求，选择合适的加工设备、刀具、工夹量具；3）能选择合适的切削用量及其他工艺参数；4）能编制各种标准格式的数控加工工艺文件；5）能根据工艺要求应用CAD/CAM软件进行编程；6）熟悉常用数控机床的性能特点，并能熟练操作数控机床；7）能加工零件至符合图纸技术要求；8）会分析加工质量、加工效率影响因素，并能进行合理调整；9）具有安全、质量、成本、效益等意识。
2 配套项目化教材的编写
1）依据本课程标准编写教材，教材应充分体现加工任务引领、生产实践导向的设计思想。
2）教材应将本课程的职业活动，依据生产流程或不同零件，分解成若干典型的工作项目，采用典型项目持续训练的教学模式，不断巩固和强化其专业知识、基本技能和职业素养。
3）教材应密切结合现场生产实际，体现真实工程环境，再现工作现场。
4）教材内容体现先进性、通用性、实用性，要将本专业新技术、新工艺、新设备及时地纳入教材，使教材更贴近本专业的发展和实际需要。
5）教材中的活动设计的内容具体，并具有可操作性，便于教师指导和学生学习。
6）按照项目课程的理念，可确定其教材编写格式为：①教学目标；②工作任务；③实践操作（相关实践知识）；④问题探究（相关理论知识）；⑤知识拓展（选学内容）；⑥练习。 目前，该教材正在进行编写，预计2013年完成校本教材，经过校内修订后力争2014年底正式出版。
3 项目实施采用的教学方法
1）在教学过程中，应立足于加强学生实际操作能力的培养，采用项目教学，以工作任务引领提高学生学习兴趣，激发学生的成就动机。
2）本课程教学的关键是现场教学，应选用典型零件生产工艺流程为载体，教学过程以生产过程为主线，强调生产任务为最终目标。
3）在完成生产任务的过程中，自然融入相关工艺知识、编程知识、软件应用知识，以及安全、质量、成本、效益等意识。
4）在教学过程中，多采用挂图、多媒体、投影等教学资源辅助教学，帮助学生理解关键工艺问题。
5）在教学过程中，要重视本专业领域新技术、新工艺、新设备发展趋势，贴近生产现场。为学生提供职业生涯发展的空间，努力培养学生参与社会实践的创新精神和职业能力。
6）教学过程中教师应积极引导学生提升职业素养，提高职业道德。
4 教学评估
1）改革传统的学生评价手段和方法，采用阶段评价、目标评价、项目评价、理论与实践一体化评价模式。
2）关注评价的多元性，结合提问、现场解决问题、提交作品（包括工艺文件、编程、零件成品等）、测验、考试等情况，综合评价学生成绩。
3）既注重学生在实践中独立分析问题和解决问题能力的考核，又注重学生协同作业的沟通、协作能力，全面综合评价学生的工作能力。
5 教学场所的设计
以往的实训（实验）室是根据教学的需要设计和建设的，这是一种课程内容导向的实训（实验）室设计模式，存在零散性等缺点，缺乏整体设计思路。如果现有的课程体系本身存在问题，将更加导致实训（实验）室设计的偏差。新的课程理念要求以工作任务分析为基础，按照空间结构与工作现场相吻合的原则设计实训（实验）室。一方面是数控实训设备的配置。目前学院的数控设备有14台数控铣床、4台加工中心、14台数控车床、4台电火花机、4台电火花线切割机，后期设备还准备添置1台五轴联动加工中心、1台车铣复合加工中心、5台数控雕刻机。另一方面是CAD/CAM多媒体实验室的建设。该实验室是学生进行理论学习以及数控编程上机操作的场所，归属于数控实训场的配套教室，这为理论实践一体化教学提供有利条件。另外，实验室对教师和学生进行全面开放，有利于提高设备的综合利用率，以实现实验室所有资源的共享和良性循环发展。
6 项目教学的实施
以项目为核心，教、学、做合一，工学结合，一体化教学模式。根据上述的7个项目设置7个学习情境，组织学生分组，以小组为单位，按照如图1所示“六步法”（资讯—计划—决策—实施—检查—评价）的过程和方法完成工作任务。
第一步：资讯。先由教师发资料，包括资讯单、任务书、引导文等，学生阅读学习资料，查阅收集资料，学习相关知识，然后由教师使用多媒体讲授相关的理论知识，并进行课堂互动，讨论完成第一步的内容。
第二步：计划。教师发相关资料，包括分组表、任务分配单、工作计划单、仪器工具清单，班长组织分组讨论，交流对任务的认识，分头学习项目设计方法和过程，交流学习到的方法和相关知识。并制订完成项目计划，组长组织讨论修改计划，达成一致。
第三步：决策。由教师审阅各组方案，组织演示、讨论，提出修改意见，讲解设计方案关键知识和技能。学生分组讨论修改方案、计划，经过师生、小组内多次交流互动，达成一致方案、计划。
第四步：实施。学生分组按方案和计划开展项目学习与工作，教师记录各组各生项目实施过程情况并巡回指导学生。
第五步：检查。教师按任务书要求检查项目完成情况，帮助学生修改错误和修正项目。学生则修改完成过程中错误，重新完成项目实施过程。待项目完成后，学生填写好项目检查单和书写项目报告。
第六步：评估。由教师审阅各组项目报告、总结，并组织小组答辩，通过项目答辩对学生个人和团队进行评估考核。
7 教学改革收获和总结
东莞职业技术学院从2011年10级数控技术专业学生开始对数控加工工艺与编程课程进行项目化教学改革试点，这种工作任务导向课程模式可以极大地激发学生的学习热情，使学生找到学习的乐趣，切实提高学生的职业能力。2012年5月统计的数控技术专业就业率达到94%。在2011年的全国高职院校模具技能大赛中，数控专业学生获得全国二等奖；在广东省数控技能竞赛中获得三等奖。通过这次课程改革，取得一定的成绩，同时也为其他课程的改革提供了借鉴。当然，还要对改革中出现的问题进行剖析以及解决，如教材内容的优化、双师型师资队伍的建设等。
参考文献
[1]张瑶,刘树青,汪木兰.系列化探究式项目教学实验室建设与运行[J].中国现代教育装备,2011(23):18-20.
[2]丛娟,丛树林.基于工作任务导向的数控加工工艺与编程课程改革实践[J].辽宁科技学院学报,2011(1):82-83.
[3]唐海波.项目教学法在高职专业课程设计中的应用[J].职教论坛,2009(12Z):52,54.
[4]路大勇,张洪强.基于工作过程导向的教学改革实践与探讨[J].职教论坛,2009(5Z):53-54.