信息化項(xiàng)目教學(xué)在中職《數(shù)控加工技術(shù)》課堂中的實(shí)踐與探索

謝飛縣 蘇嘉 李校偉

習(xí)近平總書記在十九大報告中提出，要建設(shè)知識型、技能型、創(chuàng)新型的勞動者大軍，因此，作為擔(dān)負(fù)著培養(yǎng)現(xiàn)代勞動者大軍的中職學(xué)校教師，不僅要讓學(xué)生懂技術(shù)、精技能，還要學(xué)會創(chuàng)新。在教學(xué)改革中融合信息化手段開展《數(shù)控加工技術(shù)》項(xiàng)目教學(xué)，通過合理運(yùn)用信息化平臺，實(shí)施一個個完整的項(xiàng)目教學(xué)活動，采用“學(xué)中做、做中教”的教學(xué)手段，圍繞以“學(xué)生為中心”，使學(xué)生參與教學(xué)的全過程。在這個過程中，教師通過信息化手段引領(lǐng)學(xué)生對新知識不斷探索，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能，解決受基礎(chǔ)知識薄弱而影響學(xué)習(xí)效果的教學(xué)困境，很好地完成教學(xué)任務(wù)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。

一、《數(shù)控加工》與《Solidwork》課程相互融合

《數(shù)控加工》課程是中職學(xué)校機(jī)械類專業(yè)的一門核心課程，主要傳授的是工程圖的識讀、加工工藝分析、編程指令辨識和加工程序編制方法、數(shù)控機(jī)床操作和相關(guān)量具和夾具的使用方法。隨著企業(yè)的轉(zhuǎn)型升級和信息化技術(shù)的推廣應(yīng)用，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與加工軟件的應(yīng)用就成為了機(jī)械類專業(yè)的一門必修課程。

在教學(xué)改革實(shí)踐過程中，經(jīng)過對校企合作企業(yè)相關(guān)崗位的深入調(diào)研，為了更好地實(shí)現(xiàn)產(chǎn)教融合的育人思路，我們將《數(shù)控加工》與《Solidwork》兩門課程融合，形成《機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)與加工》的課程，通過該課程，引導(dǎo)學(xué)生按照“加工什么產(chǎn)品——圖紙是怎么設(shè)計(jì)出來的——怎么加工出這個產(chǎn)品”的思路，讓學(xué)生既掌握“數(shù)控加工技術(shù)”的相關(guān)程序編制和產(chǎn)品加工知識，又熟練掌握利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件（Solidwork）繪制產(chǎn)品加工工程圖的技能知識。

二、信息化項(xiàng)目教學(xué)

信息化下的項(xiàng)目教學(xué)是基于信息化平臺以項(xiàng)目的組織和實(shí)施進(jìn)行教學(xué)活動。它除了把理論性強(qiáng)的知識轉(zhuǎn)化成一個個可以讓學(xué)生參與的項(xiàng)目之外，還在項(xiàng)目組織和實(shí)施的過程中融入了信息化手段，讓學(xué)生在分組完成項(xiàng)目的過程中，通過信息化平臺引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立思考，在信息化平臺上進(jìn)行知識互動和聯(lián)動，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識，在學(xué)習(xí)的過程中，教師扮演著組織協(xié)調(diào)和引導(dǎo)的角色，教師是完成每個項(xiàng)目的成員之一，項(xiàng)目完成后，教師通過信息平臺進(jìn)行評價各團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目的完成情況，學(xué)業(yè)也通過該平臺對項(xiàng)目完成質(zhì)量進(jìn)行自評和團(tuán)隊(duì)之間的互評。

信息化項(xiàng)目教學(xué)的教學(xué)過程由項(xiàng)目+信息平臺選擇、制定項(xiàng)目實(shí)施計(jì)劃、過程質(zhì)量監(jiān)控和教學(xué)效果評價等多個環(huán)節(jié)組成。

（一）項(xiàng)目+信息平臺選擇

經(jīng)過到企業(yè)的深入調(diào)研和結(jié)合授課對象的實(shí)際情況，將《數(shù)控車削螺紋零件》和《Solidwork》兩門課程的內(nèi)容融合成：螺紋零件的工程圖繪制（使用Solidwork軟件）+3D朋克平臺、螺紋零件的加工工藝分析+學(xué)習(xí)通APP平臺、螺紋零件的加工程序編制+學(xué)習(xí)通APP平臺、數(shù)控車床的操作+虛擬仿真軟件、螺紋零件的質(zhì)量檢測+學(xué)習(xí)通APP平臺等5個項(xiàng)目，在這5個項(xiàng)目中涉及了“Solidwork軟件”“3D朋克平臺”“數(shù)控仿真軟件”和“學(xué)習(xí)通APP互動平臺”的應(yīng)用。

（二）項(xiàng)目實(shí)施過程

在信息化項(xiàng)目教學(xué)的實(shí)施過程中，確定好項(xiàng)目和信息平臺，準(zhǔn)備好與項(xiàng)目教學(xué)相互匹配的計(jì)劃后，才推進(jìn)項(xiàng)目的具體實(shí)施。下面以“數(shù)控車削螺紋零件”項(xiàng)目為例，對整個課堂教學(xué)的實(shí)施過程進(jìn)行分析。

1.項(xiàng)目任務(wù)分析

該項(xiàng)目，一是通過計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件“Solidwork”繪制螺紋零件的空間三維實(shí)體圖，通過該軟件自帶的功能將三維實(shí)體圖轉(zhuǎn)換工程圖，并進(jìn)行尺寸和技術(shù)要求的調(diào)整，直至工程圖紙符合國標(biāo)的有關(guān)規(guī)定（螺紋零件加工圖如圖1所示）；二是對該加工項(xiàng)目進(jìn)行工藝分析，包括：材料、尺寸精度、輪廓構(gòu)造、參數(shù)計(jì)算等；三是對該項(xiàng)目進(jìn)行加工程序的編制，包括：準(zhǔn)確尋找該項(xiàng)目的輪廓節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)、合理選擇與該項(xiàng)目相匹配的編程指令、準(zhǔn)確編寫加工程序以及使用虛擬仿真軟件對加工過程進(jìn)行模擬演示，檢驗(yàn)程序和相關(guān)參數(shù)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性。

2.信息化手段的融合

為了讓信息化手段助力課堂教學(xué)取得成效，一是上課前教師會引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)通APP平臺上，觀看將要學(xué)習(xí)的項(xiàng)目微課視頻，通過翻轉(zhuǎn)課堂的形式，讓學(xué)生在課堂前熟悉所學(xué)項(xiàng)目的基本知識；二是課堂上教師首先會讓學(xué)生用手機(jī)登入學(xué)習(xí)通APP平臺，通過手機(jī)手勢簽到后，進(jìn)入舊知識在線搶答和新知識在線討論，讓學(xué)生的注意力迅速聚焦課堂（如圖2所示）；當(dāng)學(xué)生畫好工程圖后，利用3D朋克平臺把三維圖形轉(zhuǎn)化到手機(jī)上，讓學(xué)生課后也可自行加深對零件立體圖的思考；三是通過虛擬仿真平臺，讓學(xué)生在理論課堂的教學(xué)環(huán)境中，也可以體驗(yàn)跟實(shí)景匹配的機(jī)床操作，不僅降低了實(shí)訓(xùn)操作的失誤率，也解決了因?qū)嵱?xùn)設(shè)備不足影響教學(xué)效果的困境。

3.實(shí)施過程

為了提高課堂效果，讓50人班級中的每個學(xué)生都能投入到項(xiàng)目的學(xué)習(xí)中來，課堂把該項(xiàng)目拆分成了三個小項(xiàng)目，即：繪制工程圖、編寫加工程序和虛擬仿真操作，然后對學(xué)生進(jìn)行分組，每個小組完成一個小項(xiàng)目，完成后，各小組的內(nèi)容進(jìn)行互換（項(xiàng)目互換學(xué)習(xí)圖如圖3所示），直至都能按照預(yù)設(shè)好的學(xué)習(xí)步驟完成三個小項(xiàng)目的學(xué)習(xí)。

一是在“Solidwork”平臺上繪制螺紋零件的工程圖，通過完成螺紋零件的三維實(shí)體圖后，利用該軟件自帶的轉(zhuǎn)換生成工程圖的功能，完成該項(xiàng)目工程圖的繪制（見圖4）。這個小項(xiàng)目讓學(xué)生不僅掌握了工程圖的繪制方法，還熟悉了該計(jì)算機(jī)輔助軟件的應(yīng)用技巧。當(dāng)學(xué)生通過Solidwork軟件繪制好圖形后，可以把三維圖形上傳到3D朋克平臺，然后生成二維碼進(jìn)行手機(jī)掃描，讓學(xué)生課后在宿舍也可以在手機(jī)上對零件的三維圖形進(jìn)行分析研究復(fù)習(xí)，而不用通過電腦打開三維軟件。

二是開展螺紋程序編制的項(xiàng)目的學(xué)習(xí)，通過分析該項(xiàng)目螺紋零件所設(shè)計(jì)的工藝參數(shù)，首先讓學(xué)生了解螺紋的構(gòu)造，螺牙深度值、車削時的分刀次數(shù)、每一刀車削深度以及編程節(jié)點(diǎn)等相關(guān)參數(shù)的計(jì)算方法；然后讓學(xué)生學(xué)習(xí)針對不同的數(shù)控系統(tǒng)型號，合理選用螺紋加工指令；最后按照相匹配的數(shù)控車削編程方式進(jìn)行編程（見圖5）。為了讓學(xué)生在這個項(xiàng)目的三個環(huán)節(jié)中充分參與，及時互動，課堂融合了學(xué)習(xí)通APP平臺，以此提高課堂效率。

三是利用虛擬仿真平臺校驗(yàn)程序的準(zhǔn)確性和模擬實(shí)際機(jī)床操作（數(shù)控虛擬仿真系統(tǒng)如圖6所示）。通過該信息平臺，不僅讓學(xué)生及時校驗(yàn)加工程序，獲得學(xué)習(xí)成效反饋，還能很好地在課堂上熟悉機(jī)床操作的整個過程，為進(jìn)入實(shí)訓(xùn)車間做好充分的準(zhǔn)備。圖6數(shù)控虛擬仿真系統(tǒng)同時，因?yàn)樵撎摂M仿真平臺可以轉(zhuǎn)換使用多個常用數(shù)控系統(tǒng)，因此，進(jìn)一步拓展了學(xué)生的學(xué)習(xí)知識面，提升了學(xué)生的企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)的適應(yīng)能力。

（三） 項(xiàng)目評價

在項(xiàng)目學(xué)習(xí)全部完成后，教師會采取線上和線下的課堂評價模式。首先，線下評價是指學(xué)生各團(tuán)隊(duì)對所完成項(xiàng)目開展自我評價和團(tuán)隊(duì)之間相互評價，然后由教師進(jìn)行綜合評價，并在學(xué)習(xí)通平臺上公示各團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目學(xué)習(xí)的成績（如表1、表2、表3所示）；其次，線上評價是指課后學(xué)生用手機(jī)登入學(xué)習(xí)通平臺，對老師課堂進(jìn)行綜合評價（見圖7），老師可以通過該信息平臺自帶分析功能，掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，并及時調(diào)整下一步授課計(jì)劃，營造良好的授課環(huán)境。

三、信息化項(xiàng)目教學(xué)效果

在《機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)與加工》課程建設(shè)中，我們與校企合作企業(yè)深入合作，在該企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)產(chǎn)品中，挖掘出一些有代表性的項(xiàng)目，按照企業(yè)的對這些產(chǎn)品的實(shí)際生產(chǎn)過程，提煉出相應(yīng)的課程理論知識和項(xiàng)目實(shí)操技能，通過“虛實(shí)”結(jié)合和線上線下的互動模式，堅(jiān)持以學(xué)生為中心，在教學(xué)過程中認(rèn)真貫徹好“學(xué)中做，做中教”的教學(xué)理念，讓學(xué)生在理論知識的學(xué)習(xí)過程中不再感到枯燥乏味，在實(shí)際操作過程中不再因?yàn)槟吧l繁出現(xiàn)操作失誤，極大地激發(fā)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識和學(xué)習(xí)興趣。該項(xiàng)目試驗(yàn)一年來，有3名學(xué)生參加該項(xiàng)的全市技能競賽榮獲一等獎，有5名學(xué)生進(jìn)入校企合作企業(yè)實(shí)習(xí)，其所學(xué)知識和技能與企業(yè)要求的吻合度非常高，得到了企業(yè)方的高度評價。

四、信息化項(xiàng)目教學(xué)的實(shí)踐體會

信息化項(xiàng)目教學(xué)在《機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)與加工》課程建設(shè)中的實(shí)踐，不僅豐富了傳統(tǒng)意義上的項(xiàng)目教學(xué)法，課堂教學(xué)把“項(xiàng)目+信息”巧妙地融合，可以很好地解決對于基礎(chǔ)知識相對薄弱的中職學(xué)生，普遍存在只對機(jī)床的簡單加工操作感興趣，而對相應(yīng)的專業(yè)理論知識學(xué)習(xí)卻不感興趣，從而導(dǎo)致產(chǎn)品加工水平難以提高的問題。同時，該項(xiàng)目為了夯實(shí)學(xué)生的專業(yè)理論基礎(chǔ)，在課堂教學(xué)中充分利用信息化技術(shù)手段，讓學(xué)生在項(xiàng)目學(xué)習(xí)時的注意力和興趣點(diǎn)，很容易聚焦到理論知識的重點(diǎn)和難點(diǎn)上來，有效引領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入有趣的專業(yè)理論知識探索境界。

總之，在步入新時代社會主義的關(guān)鍵期，中職學(xué)校教師擔(dān)負(fù)著培養(yǎng)知識型、技能型和創(chuàng)新型的現(xiàn)代技能型人才的任務(wù)更加艱巨。緊跟信息化時代的步伐，積極在傳統(tǒng)的教學(xué)法的基礎(chǔ)上進(jìn)行教學(xué)改革，大膽深入企業(yè)調(diào)研，站在企業(yè)家的角度上去思考人才培養(yǎng)的標(biāo)準(zhǔn)，把課堂教學(xué)的過程放在生產(chǎn)過程去思考，提煉出來的課堂教案更能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，更加吻合企業(yè)的人才需求。

責(zé)任編輯何麗華