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《数控加工操作与编程》理实一体化

发布日期:2019-03-18     浏览次数:人次 【

 


《数控加工操作与编程》理实一体化课程是以国家职业标准为依据,以综合职业能力培养为目标,以典型工作任务为载体,以学生为中心,根据典型工作任务和工作过程设计课程体系和内容,按照工作过程的顺序和学生自主学习的要求进行教学设计并安排教学活动,实现理论教学与实践教学融通合一、能力培养与工作岗位对接合一、实习实训与顶岗工作学做合一。

 

  1. 数控理实一体化课程改革的内涵及模式

  2. 以“工作岗位”定人才培养模式

  3. 以“任务驱动”为导向定教学模式

    以学生为主体,实施以“教、学、做一体化”和“任务驱动,项目导向”为行动导向的基于工作过程的教学模式。

    以项目任务为主线,实施以“学中做”和“做中学”的教学模式。

    职业能力培养为主线,注重学生专业能力方法能力社会能力三方面综合职业能力的培养。

    3、理论和实践紧密结合,实现理实一体 “教学做评”合一

    数控课程理论性和实践性都很强,理实一体化教学是把理论知识和实践融合在一起,教学地点由普通教室转换到理实一体化教室、车间、实验室等实践场所,让学生学中做、做中学,调动每位学生的学习主动性和积极性,教学效果好。

    4、以典型工作任务为企业真实产品

    理实一体化教学是以企业真实产品为典型工作任务,它需要我们深入企业做大量的调研和研究,从而制订符合学生加工的产品作为典型工作任务。它的特点是完全按照企业标准或要求进行加工,只存在合格产品和报废产品之分,没有60分还是90分的区别。一方面让学生了解企业对产品的要求,另一方面培养学生提前适应企业生产环境,快速适应企业生产,做一名合格的准员工,培养出企业所需要的人才。

    企业零件图纸

    企业真实产品

    5、教学内容完整

    在传统的数控课程教学中,教学内容主要有零件的工艺分析和制订、编制程序、机床操作与零件加工、零件检测和评分。学生在实习过程中,只能学习到这么多知识应该来说是不够或不全面的。

    理实一体化教学内容是一个完整的知识体系,它包含的很多的知识。比如数控课程理实一体化教学,其活动至少有:零件加工成本核算、零件测绘与CAD制图、加工工艺分析与制订、程序编制、机床操作与零件加工、热处理、零件装配、精度检测、误差与缺陷分析、小组自评和互评等。内容较全面,知识点较多,如果我们学生按照一体化教学中每一个教学活动认真学习,那么他的职业综合能力一定非常强。参照工作过程六步法进行教学改革,如下

    工作过程六步法

    6、提高学生综合能力

    在传统的数控课程教学过程中,知识和技能我们老师主要还是以讲授为主,学生记好笔记,上课认真听讲就可以了,学生被动接受知识和技能,造成的后果是学生缺乏思考、缺少交流、缺少自学,缺少创新。老师说什么,学生就做什么,根本不可能提高学生各方面的能力。

    理实一体化教学是以学生为主,老师为辅。通过学生相互讨论、技能演练、成果展示、相互评价等提高学生的社会能力、方法能力、职业综合能力和关键能力。树立大职业观念,为以后的成功就业做好准备。

    三、课程教学改革内容

    1、教学内容的优化重构
      理实一体化的教学内容要求理论和实践相结合、课内与课外相结合、学习与生产相结合,所以构建科学的教学内容是实施理实一体的第一步。根据《数控加工编程及操作》的课程性质,在内容选取上参照《数控机床操作工(四级)国家职业标准》,确定核心职业能力(数控加工工艺、数控编程、数控机床操作),对应核心职业能力的培养安排了8个典型项目模块,并细化开发出19个学习任务。课程内容通过若干工作任务的实施、完成,让学生掌握数控车床的编程知识和数控机床操作技能。以真实的数控加工工作任务为载体设计实例教学和工作过程教学,构建了完善的“模块化”“综合化”“职业化”的课程内容体系。围绕职业能力目标来形成典型工作任务,组织课程训练内容,进行教、学、做相结合,并按照工作过程进行教学内容地排序和设计,清晰体现职业工作过程。 

    知识模块的构建 “以学生为主体,以就业为导向、以岗位为依据、突出职业能力培养”为原则 。按照以职业活动为导向、素质为基础、能力为中心、学生为主体的一体化思路形成了课程知识模块。

  4. 教学内容的组织与安排

    结合高职教育的特点,按照 实际、实用、实践的原则,妥善处理好能力、知识、素质等方面协调发展的关系。理论教学以具备数控加工技术应用能力为目的,以编程基础知识和典型数控设备编程使用知识的必需、够用为度,实践教学以项目实训为载体,着重加强职业能力和职业素质的培养;理论知识穿插于每个项目的准备知识中,确保教学中理论先行,

    以任务驱动为引领,设计模块内容体系。本课程教学内容的组织以课程的能力目标和知识目标为指导,形成一体化的课程知识模块。围绕知识模块的设计目标来设计教学项目,围绕职业能力目标来形成典型工作任务。

    实训操作紧随其后的项目化教学的要求,使加工实训与课程内容完全融合为一体;理论教学既围绕实践教学环节中对理论的要求,又结合生产实际进行生产案例的讲解,实践教学紧紧围绕劳动部数控职业资格证书的要求开展实训,满足双证制的要求,形成既符合教育教学普遍规律又兼顾生产现场操作规范的较完整体系,体现高职教育特色。

    任务项目设计的原则:指向教学目的,抓住教学重点,突破教学难点,探索教学方法,注重教学效果。以一个个项目作为主线来展开训练,把相关的知识点和技能要点融入到项目的各个环节中去,层层推进。通过对问题的深化或功能扩充,来拓展知识的广度和深度,直至得到一个完整的项目解决方案,从而达到学习知识、培养能力的目的。

    任务项目的设计:

序号

所属项目

实践任务内容

 

实践学时

1

项目1:数控车床的认知

任务1:基本操作、控制面板的使用

任务2:常用工具使用

4

2

项目2

编程基本操作

任务1:设置坐标系、程序编辑操作(一)

任务2:程序编辑操作(二)

4

3

项目3:阶梯轴、锥面轴加工

任务1G80圆柱面加工

任务2G80圆锥面加工

任务3G71无凹槽复杂轮廓加工

8

4

项目4:成形面加工

任务1G71成形面加工

任务2G73成形面加工

6

5

项目5:切槽(切断)加工

任务1:切槽切断零件加工

任务2G75切槽加工

任务3:子程序切槽加工

8

6

项目6:螺纹加工

任务1G82圆柱螺纹加工

任务2G82圆锥螺纹加工

任务3G76螺纹加工

8

7

项目7:套类零件加工

任务1:内轮廓加工

任务2:内沟槽加工

任务3:内螺纹加工

10

8

项目8

综合实例

复杂轮廓加工

任务:复杂轮廓零件程序编制与加工

6

3、教学方法与单元教学设计

课程教学按照“理论-仿真-实践”一体化教学方式;教学过程以任务引领、学做合一为指导思想,改革传统的以教师为中心,以书本为中心,以课堂为中心的单一教学方法,按照以学生为主体的现代教学模式,注重学生在做中学、学中做,“教学做合一”,学练并重,采用问题探究式、案例式、成果激励式、案例式教学法、项目式教学法等多种方式方法。

项目化的教学实施过程是以学生为主体的教学过程。教师要由过去的讲授者转变为指导者,让学生在自主探究、操作和讨论等活动中获得技能和知识;而教师的职责更多的是为学生的活动提供帮助,激发学生的学习兴趣,指导学生形成良好的学习习惯,为学生创设丰富的教学情境。在教学设计上以任务项目为载体,采用工作任务训练方式培养学生的职业岗能力。项目教学的最终目的是完成工作任务,通过工作任务的完成使学生掌握知识、技能。要注意对工作任务的细节描述,并提醒学生把注意力放在工作任务上而不仅仅是知识上。一个工作任务具体实施步骤如下所示:

一个项目任务——实施步骤

课程单元教学按照数控加工职业岗位(数控编程员和数控操作工)的工作内容及工作过程如下:① 拿到图纸→ 读图并进行工艺分析,要求能够看懂零件的形状和加工技术要求→ 制订工艺规程,要求能够拟定工艺路线,并选择加工设备、刀具、夹具、量具以及加工参数→ ④编制加工程序,能手工编制或者利用CAD/CAM软件进行自动编程→ 工艺验证,能够操作机床进行零件首件加工,验证加工工艺和加工程序→ 改进最终确定工艺规程以及加工程序并形成工艺文件。

 

 


 

 

 

 

 

 

 

 

 


  1. 考核评价

    理论考核与实践技能考核相结合,考试成绩评定按照理论成绩(30%+实践成绩(实操考试70%)。

  2. 理论考核(占总成绩30%

    理论课程学习完成后,进行理论考核。理论课程考核根据授课内容情况,可在学期中也可在学期末进行理论考核。理论考核以试卷形式,闭卷随堂考试。试卷内容包含所学课程的重难点理论知识,重点考查学生的理论知识掌握情况。

  3. 实践技能考核(占总成绩70%

  4. 实践技能考核基本要求

    本课程所有实践内容均需在实训室进行,每个任务都有明确的评分标准,要求:学生按照实践要求,完成每一个实践内容,实践完成后,要进行测试。

    2)技能操作考核评分标准

    实践操作按照每个任务的评分标准以及学生的安全意识、课堂纪律、实验态度、保持实验室卫生等方面的表现进行综合考核。

    实践成绩占课程总成绩的70%,按照百分制核算。其中,实践指导教师对每个任务进行评分占总成绩的40%,实践日常表现(含考勤、实验课堂纪律、实验态度等)占10%,最终的期末实践操作占20%分。具体如下所示

考核方式

考 核 项

备注

过程

考核

日常表现

10%

出勤


实训课堂纪律

实训态度

平时成绩

40%

实训步骤

所有项目综合成绩

实训完成

实训操作熟练程度


 
期末考核

20%

随机抽取实践任务

利用考试周进行

  1. 技能操作主要环境及评分标准

    学院拥有数控理实一体化实操实训室和数控理实一体化教学仿真实训室。实践环节的技能操作评分标准,具体如下所示

序号

所属项目

实践任务内容

分值

总分

1

项目1:数控车床的认知

任务1:基本操作、控制面板的使用

4

6

任务2:常用工具使用

2

2

项目2

编程基本操作

任务1:设置坐标系、程序编辑操作(一)

4

8

任务2:程序编辑操作(二)

4

3

项目3:阶梯轴、锥面轴加工

任务1G80圆柱面加工

5

15

任务2G80圆锥面加工

5

任务3G71无凹槽复杂轮廓加工

5

4

项目4:成形面加工

任务1G71成形面加工

5

10

任务2G73成形面加工

5

5

项目5:切槽(切断)加工

任务1:切槽切断零件加工

5

17

任务2G75切槽加工

6

任务3:子程序切槽加工

6

6

项目6:螺纹加工

任务1G82圆柱螺纹加工

5

16

任务2G82圆锥螺纹加工

5

任务3G76螺纹加工

6

7

项目7:套类零件加工

任务1:内轮廓加工

6

18

任务2:内沟槽加工

6

任务3:内螺纹加工

6

8

项目8

综合实例

复杂轮廓加工

任务:复杂轮廓零件程序编制与加工

10

10

总计

100

六、考核方式改革的目的

1、实现“双证”培养模式,获得“两高”证书

高职院校的人才培养目标是具有较高岗位职业能力的高素质、高技能应用型人才。其标志是既达到高等学历教育水平,又达到高级操作技能水平的“两高”水平;表现形式为既获得高等教育学历证书,又获得高级操作技能等级证书的“两高”证书。
  为适应这种趋势,必须要设计好课程体系结构、教学内容组织方式以及综合评价体系。教学计划将行业标准同高职教育目标有机地结合起来,逐步引入职业资格证书制度,实现“双证”培养模式。“双证”制增强了学生就业的准确定位,也提高了学生就业竞争力。因此将过去单一的理论测试改为理论知识考核与操作技能考核相结合的模式,采用职业技能鉴定的方式对学生的核心职业能力进行综合评价,形成了层次化的以职业核心能力培养为目标的评价体系,即“课题技能考核——项目过程考核——综合技能考核——课程最终考核(评价)——职业资格鉴定”。
  2、培养高素质技能应用型人才,实现职业岗位对接

在项目考核中,每个项目都基于工作过程设计了项目考核评价表,内容包括工件加工、基本操控、安全文明生产、工艺合理、程序编制、完成时间、合作性及其他安全文明生产项目。综合任务的测试具有岗位工作任务的针对性,紧紧围绕国家职业资格标准设置有回转体零件、平面轮廓类零件及曲面类零件的综合任务测试题。在课程的评价过程中,突出项目考核与综合考核相结合、理论与实践考核相结合、教师评价与企业评价和学生自评、互评相结合。充分调动了学生的学习积极性,培养了其团队合作精神,实现了对学生专业能力、方法能力和社会能力的综合评价。通过这种考核方式,最终培养出适应能力强,技术水平高,素质良好的技能人才。

  1. 理实一体化教学改革在数控课程中的实施

    理实一体化教学是基于行为导向教学基础上的延伸。它的教学活动教多,在实施一体化教学环节中需要做大量的前期准备工作,比如制定工艺方案、程序编制、仿真加工及实际加工过程中需要学生查找资讯的工具(教材、说明书、手册、电脑等),典型工作任务(必须来自于企业,不能随意臆造)的零件检测需要掌握机械装配的工量具使用及质量考核标准等。在组织实施过程中,要突出团体协作精神,共同完成整个工作任务(工作任务中有若干教学活动)。

    教学活动实施可参照以下步骤:

  2. 理论学习采用项目教学法,突出实践性

    通过项目教学,实现“学中做、做种学”的理实一体化教学。

    2、教师进行合理分组

    教师对学生分组需要经过精心安排,对优等生和后进生需要合理搭配,把学生分成几个小组(根据机床数而定),以小组为单位进行学习和实践。

    3、教师布置任务

    教师在布置任务时可以使用多媒体设备、零件图纸、零件实物等方法明确典型工作任务,让学生知道任务内容,为下面的教学活动实施做好准备。

    3、组长协调分工,明确任务

    组长在该小组中起着举足轻重的作用,他必须凝聚好本小组成员的团体协作精神,进行合理分工,明确各自的任务并加以实施。比如有人进行图纸分析、有人进行加工工艺分析和制订、有人进行加工成本核算等,组长必须根据小组成员特点进行协调。

    4、小组讨论、各组互评与自评,并填写小组展示及互评表

    各小组进行成果展示和汇报后,其他小组进行互评,集思广益,吸取他人之长,发现其不足,并填写互评表,客观公正地对其他小组进行评价。

    5、教师点评、成果展示

    最后教师结合各小组的展示成果和自评、互评等做出总结点评。

    7、确定本次课程学习优胜小组

    教师在对各个小组进行评价的时候,应以鼓励为主,发现每个小组的闪光点,最终经大家一致认可确定本次学习任务的优胜小组,并进行表扬和奖励。

    理实一体化教学在实施过程中教师一定要把控好现场,教师要多引导和启发学生,并且营造积极热烈的学习氛围,让学生在学中做,做中学,激发学生的学习兴趣,培养学生的员工意识,锻炼学生的各方面综合能力。

    八、改革的成效

    由于数控技术发展的日新月异, 《数控加工操作与编程》课程的教学也始终处在不断摸索提高的过程中,通过项目化、任务化教学任务的实施使得学生在有限的教学时间内学到更多的知识,职业能力得到最大的提高。主要成效表现在以下几个方面:

    1、项目化、任务化的教学方式增强了学生学习的目的性

    原先以强调以理论知识的主教学方式主要顾及了知识的系统性,学生在课程学完后往往不知道,学完这些知识能做什么?为解决什么问题而学?通过项目化教学内容的实施,使得学生的学习始终以解决项目内容为目标,如课程单元内容的教学完全模拟数控加工职业岗位数控编程员和数控操作的工作内容进行,项目化、任务化实施过程:① 拿到图纸→ ② 读图并进行工艺分析,要求能够看懂零件的形状和加工技术要求→ ③ 制订工艺规程,要求能够拟定工艺路线,并选择加工设备、刀具、夹具、量具以及加工参数→ ④编制加工程序,能手工编制或者利用CAD/CAM软件进行自动编程→ ⑤ 工艺验证,能够操作机床进行零件首件加工,验证加工工艺和加工程序→ ⑥ 改进最终确定工艺规程以及加工程序并形成工艺文件。通过项目化教学的实施,使得学生学完课程之后能够模仿职业岗位完成职业活动。

    2、理实一体教学模式激发了学生的学习兴趣、调动了学习积极性

    理实一体化教学模式以学生为主体、以任务为引领、以项目为载体、以实操为手段,从根本上改变了课堂上学生被动学习或厌恶学习的现象,激发了学生的学习兴趣。兴趣是最好老师,兴趣是快乐教学和快乐学习的源泉。由于诸多因素,高职在校学生学习习惯较差、学习能力较弱,很多学生对专业课程的学习适应较慢,存在着不同程度的学习困难。高职学生学习能力较弱,学习中很多学生不爱动脑,只是机械地按照教师讲解来学习,一旦在学习中遇到困难,就会影响后续课程的学习,同时还会丧失自信心,失去对这门课程的学习兴趣。尤其是实操训练中,如果零件程序存在问题,自己无法解决,就会打击刚刚建立的信心和兴趣,因而我们在教学设计时就充分将理论知识和实践技能很好地融合在一起,具有很强的实操性,有设计任务,也有编程任务,有仿真任务,也有操作任务,有单一任务,也有综合任务。项目的大小、难度适中,易于成功,成果便于展示和考核,在一定程度上激发了学习的动力。同时在教学实施过程中具有实用性、趣味性的教学内容和教学形式改变了学生过去在课堂上睡觉、玩手机等不良现象,促使他们积极主动地参与到实操式的学习中去,在我们课后所做的调查中学生普遍认为收获很大。

    3、理实一体教学模式提高了课堂效率,提升了教学的有效性

    理实一体化教学模式改变了教师“纸上谈兵”、唱独角戏的传统教学形式,而是以项目

    为导向,采用分组教学、案例教学、情景模拟等教学方法,同时还有大量的企业真实案例的实操性训练。以学生为主体,学生主导着课堂,教师则是学生学生完成知识认知与运用的的帮助者、促进者。抽象的知识转变为直观的过程,学生在体验中提高了职业能力,课堂气氛非常活跃,学习效率大大提高,知识与技能掌握得更加牢固。同时把团队协作、吃苦耐劳等素质培养目标贯穿其中,全面提高学生的综合素质和职业能力。充分调动了学生的学习积极性,充分利用了实验室的资源和设备,提高了课堂效率,提升了课堂教学效果的有效性。

     

     苏茂富

    机电与信息工程学院

     

 

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