基于成果導(dǎo)向的數(shù)控車(chē)削加工教學(xué)設(shè)計(jì)與研究

黃仲喜

（長(zhǎng)沙學(xué)院 湖南長(zhǎng)沙 410003）

成果導(dǎo)向教育是一種以學(xué)生為中心，且以學(xué)生自主學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向的教育理念，更是一種以工作過(guò)程為導(dǎo)向的項(xiàng)目教學(xué)。成果導(dǎo)向教學(xué)模式較為新穎，改變了傳統(tǒng)的工程人才培養(yǎng)模式，并樹(shù)立了以項(xiàng)目成果為導(dǎo)向的教育觀(guān)念，將培養(yǎng)高素質(zhì)、高技能的工程人才作為教育的主導(dǎo)。所以說(shuō)，在數(shù)控車(chē)削加工實(shí)訓(xùn)教學(xué)過(guò)程中，合理應(yīng)用成果導(dǎo)向教育模式，并以學(xué)生為中心，教師合理有效的應(yīng)用多種介入策略，這樣一來(lái)能幫助學(xué)生有效達(dá)成項(xiàng)目學(xué)習(xí)的目標(biāo)，并同時(shí)提升學(xué)生的綜合能力，促進(jìn)工程人才的培養(yǎng)。

一、高校工程教育下數(shù)控車(chē)削加工教學(xué)存在的問(wèn)題

（一）教學(xué)方法老舊，缺乏主動(dòng)性

在實(shí)際高校數(shù)控車(chē)削加工教學(xué)情況下，大部分教學(xué)工作的開(kāi)展仍然是以教學(xué)為中心，主要是以教師主動(dòng)講授、學(xué)生被動(dòng)接受的教學(xué)方法，從根本上忽略了以學(xué)生為中心，并且教學(xué)觀(guān)念依然落后，仍然停留在以“學(xué)生發(fā)展為導(dǎo)向”的觀(guān)念上[1]。如今在創(chuàng)新教學(xué)方法的基礎(chǔ)上，首先需要?jiǎng)?chuàng)新教學(xué)觀(guān)念，并落實(shí)以“學(xué)生需求為導(dǎo)向”的觀(guān)念，與此同時(shí)不得不重視的是數(shù)控車(chē)削加工實(shí)訓(xùn)的教學(xué)方法，在實(shí)際教學(xué)中教學(xué)方法過(guò)于老舊，還是沿用“邊講邊做”的教學(xué)模式，即教師一邊講授，學(xué)生一邊重復(fù)教師的動(dòng)作，比如在數(shù)控設(shè)備操作教學(xué)中，學(xué)生跟著教師復(fù)制性的在設(shè)備上輸入變成代碼完成操作，這樣一來(lái)單一性、復(fù)制性的操作過(guò)程，無(wú)法引起學(xué)生的自主思考，從而致使學(xué)生認(rèn)為教學(xué)過(guò)程無(wú)聊且單一，這樣的教學(xué)方法更缺乏對(duì)學(xué)生主動(dòng)性的培養(yǎng)，更不能鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新性，從而無(wú)法提升學(xué)生的設(shè)計(jì)能力和思考能力。

（二）教學(xué)內(nèi)容單一，缺乏綜合性

數(shù)控車(chē)削加工技術(shù)是未來(lái)我國(guó)制造行業(yè)發(fā)展過(guò)程中必然會(huì)應(yīng)用到的技術(shù)，因此數(shù)控加工課程也被列入了我國(guó)高校工程教育實(shí)訓(xùn)中的重要內(nèi)容，但是由于現(xiàn)如今高校數(shù)控加工教學(xué)內(nèi)容過(guò)于單一，且在創(chuàng)業(yè)和創(chuàng)新方面的教學(xué)內(nèi)容更是不多，教學(xué)內(nèi)容缺乏綜合性，因此無(wú)法滿(mǎn)足如今高校培養(yǎng)專(zhuān)業(yè)型數(shù)控人才的需求，因此更難以實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)的目的[2]。

（三）教學(xué)考核落后，缺乏針對(duì)性

在高校數(shù)控車(chē)削加工實(shí)訓(xùn)教學(xué)過(guò)程中，在教師教學(xué)完成后，學(xué)生需要自主完成相對(duì)應(yīng)的實(shí)訓(xùn)任務(wù)和實(shí)訓(xùn)報(bào)告，在一般課程考核中，理論成績(jī)占據(jù)總成績(jī)的百分之三十，實(shí)踐成績(jī)則占據(jù)百分之七十，在實(shí)踐成績(jī)中主要包括學(xué)生的動(dòng)手能力、紀(jì)律組織、加工質(zhì)量、文明安全等方面的考核，雖然考核方向基本正確，但是在考核內(nèi)容上還有所欠缺，主要在于缺乏對(duì)專(zhuān)業(yè)性工程人才在創(chuàng)新、合作、決策、分析以及思考等方面的能力的考核和評(píng)價(jià)，在考核評(píng)價(jià)整體上缺乏相應(yīng)的針對(duì)性[3]。

二、基于成果導(dǎo)向下設(shè)計(jì)數(shù)控車(chē)削加工項(xiàng)目教學(xué)的意義

針對(duì)我國(guó)高校工程教育的現(xiàn)狀來(lái)看，高校內(nèi)部仍然需要強(qiáng)化數(shù)控車(chē)削加工實(shí)訓(xùn)教學(xué)的研究，要全面落實(shí)數(shù)控車(chē)削加工課程的教學(xué)改革，并從根本上明確教學(xué)目的、優(yōu)化教學(xué)方法、完善教學(xué)內(nèi)容，同時(shí)更需要制定出有效的教學(xué)考核和評(píng)價(jià)體系。項(xiàng)目教學(xué)是一種新型的教學(xué)方法，經(jīng)過(guò)多次研究發(fā)現(xiàn)特別適合于在實(shí)踐教學(xué)中進(jìn)行開(kāi)展應(yīng)用，在此種教學(xué)方法下，針對(duì)一個(gè)完整的項(xiàng)目，鼓勵(lì)教師和學(xué)生之間共同實(shí)施，從而既能夠培養(yǎng)學(xué)生的主動(dòng)能力，又能培養(yǎng)其思考能力[4]。

在實(shí)際數(shù)控車(chē)削生產(chǎn)過(guò)程中，要完成盤(pán)類(lèi)零件、軸類(lèi)零件等加工，這樣一來(lái)所加工的零件就必須要完成形位、尺位等公差的要求，在傳統(tǒng)高校數(shù)控車(chē)削教學(xué)工作中，教學(xué)內(nèi)容普遍固定且單一，因此無(wú)法激發(fā)出學(xué)生對(duì)于知識(shí)的求知欲，為了充分提升學(xué)生的積極性，數(shù)控車(chē)削加工實(shí)訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容主要以項(xiàng)目作為載體，通過(guò)分析項(xiàng)目的加工過(guò)程，讓學(xué)生了解到工程實(shí)訓(xùn)和工程認(rèn)知的過(guò)程，然后再由教師向?qū)W生提出問(wèn)題，從而引導(dǎo)、指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主的設(shè)計(jì)出一個(gè)獨(dú)立的項(xiàng)目，這樣一來(lái)便能夠激發(fā)出學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，培養(yǎng)其創(chuàng)新能力[5]。在數(shù)控車(chē)削加工實(shí)訓(xùn)過(guò)程中，全程貫穿數(shù)控機(jī)床操作、數(shù)控工藝設(shè)計(jì)等知識(shí)點(diǎn)，這樣一來(lái)便能夠增強(qiáng)數(shù)控車(chē)削加工實(shí)訓(xùn)的專(zhuān)業(yè)性和趣味性，在激發(fā)學(xué)生興趣的基礎(chǔ)上進(jìn)一步激發(fā)起主動(dòng)意識(shí)。在數(shù)控車(chē)削加工實(shí)訓(xùn)過(guò)程中，融入真實(shí)的制造加工環(huán)節(jié)，完善人員、產(chǎn)品、設(shè)備、管理等要素的管理，并將實(shí)踐操作和理論學(xué)習(xí)融合起來(lái)，這樣便能夠從根本上促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。

三、項(xiàng)目教學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)踐

（一）教學(xué)實(shí)施過(guò)程

為了保證數(shù)控車(chē)削加工教學(xué)項(xiàng)目的順利實(shí)施，主要是教學(xué)環(huán)節(jié)分為以下四個(gè)階段，其一是項(xiàng)目引入，占據(jù)0.5課時(shí)，每組2人-3人，其中教師指導(dǎo)的內(nèi)容包括：①講解安全操作規(guī)程，②講解項(xiàng)目任務(wù)書(shū)，③引導(dǎo)學(xué)生收集零件相關(guān)加工工藝資料，其中學(xué)生實(shí)施的內(nèi)容包括：①仔細(xì)閱讀項(xiàng)目任務(wù)書(shū)，②學(xué)習(xí)安全設(shè)備操作規(guī)程，③查閱相關(guān)的學(xué)習(xí)資料，④分組進(jìn)行討論；其二是教學(xué)演示，占據(jù)1課時(shí)，每組2人-3人，其中教師指導(dǎo)內(nèi)容有：①演示數(shù)控車(chē)床操作，②詳細(xì)解答學(xué)生提出的問(wèn)題，并指導(dǎo)加工過(guò)程，③教授CAD/CAM軟件，④指導(dǎo)學(xué)生練習(xí)及設(shè)計(jì)，其中學(xué)生實(shí)施內(nèi)容有：①掌握并練習(xí)對(duì)刀方法，②設(shè)計(jì)項(xiàng)目模型及繪制零件圖，③掌握數(shù)控車(chē)床工作原理和組成，④掌握常用編程指令；其三是任務(wù)實(shí)施，占據(jù)2課時(shí)，每組2人-3人，其中教師指導(dǎo)內(nèi)容為：①指導(dǎo)學(xué)生實(shí)際操作過(guò)程，②引導(dǎo)學(xué)生做好加工前準(zhǔn)備工作，③融入6S管理要求，其中學(xué)生實(shí)施內(nèi)容為：①模擬仿真，②設(shè)備維護(hù)和保養(yǎng)，③輸入零件加工程序，④完成零件加工。其四是任務(wù)評(píng)價(jià)，占據(jù)0.5課時(shí)，每組2人-3人，其中教師指導(dǎo)內(nèi)容為：①教師點(diǎn)評(píng)，②組織學(xué)生之間互相評(píng)價(jià)，其中學(xué)生指導(dǎo)內(nèi)容為：①小組學(xué)生互相點(diǎn)評(píng)和檢查，②零件質(zhì)量分析，③交流分享和成果展示。

根據(jù)項(xiàng)目?jī)?nèi)容和數(shù)控設(shè)備的情況，來(lái)整體合理的安排項(xiàng)目，其中加工設(shè)備：數(shù)控車(chē)床（型號(hào)：G-CNC6135A），加工材料：φ30鋁棒、φ20鋁棒，刀具：切槽刀（寬度：3 mm）、外圓刀（精度：93度），測(cè)量工具：游標(biāo)卡尺及其他。采用外圓刀來(lái)加工制作鋁棒，具有外觀(guān)好、低成本、易加工等特點(diǎn)，能夠全面滿(mǎn)足學(xué)生的創(chuàng)意設(shè)計(jì)和實(shí)際應(yīng)用。在項(xiàng)目教學(xué)實(shí)施過(guò)程中考慮到數(shù)控車(chē)削的加工時(shí)間、工序安排、加工特點(diǎn)等因素，教師可在每組安排兩到三個(gè)學(xué)生自由完成任務(wù)，并指定實(shí)踐能力較強(qiáng)的學(xué)生擔(dān)任組長(zhǎng)，由組長(zhǎng)安排組員來(lái)研究、分析項(xiàng)目任務(wù)，這樣一來(lái)能充分保障項(xiàng)目教學(xué)計(jì)劃的順利完成[6]。

（二）教學(xué)項(xiàng)目引入

以盒子項(xiàng)目為載體引入項(xiàng)目教學(xué)，讓學(xué)生自主完成設(shè)計(jì)項(xiàng)目、制作項(xiàng)目、擴(kuò)展項(xiàng)目的過(guò)程，且整個(gè)項(xiàng)目教學(xué)均要圍繞項(xiàng)目進(jìn)行開(kāi)展，項(xiàng)目教學(xué)主要是學(xué)生為中心，教師先提出問(wèn)題，講解盒子零件的設(shè)計(jì)過(guò)程、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、加工過(guò)程等，并有效引導(dǎo)學(xué)生去查找盒子零件有關(guān)的資料，在掌握了項(xiàng)目教學(xué)中的專(zhuān)業(yè)知識(shí)之后，再進(jìn)一步掌握盒子項(xiàng)目加工中的相關(guān)操作和編程指令。在引入項(xiàng)目教學(xué)載體后，學(xué)生初步掌握了盒子項(xiàng)目，在此基礎(chǔ)上教師試著引導(dǎo)學(xué)生擴(kuò)展其他項(xiàng)目，比如利用數(shù)控編程指令和操作獨(dú)立設(shè)計(jì)出“金字鐵塔”、“東方明珠”等項(xiàng)目，這樣一來(lái)便能夠充分鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新能力[7]。在引入項(xiàng)目進(jìn)行實(shí)踐操作的過(guò)程中，學(xué)生需自主完成加工生產(chǎn)、編寫(xiě)加工程序、設(shè)計(jì)工藝流程等程序，并在數(shù)控車(chē)床上完成數(shù)控零件的加工工序，最后還需充分檢驗(yàn)零件的精密性。

（三）教學(xué)項(xiàng)目實(shí)施

項(xiàng)目教學(xué)的關(guān)鍵在于實(shí)施項(xiàng)目的過(guò)程，教師在引入項(xiàng)目后，然后向?qū)W生表明任務(wù)，讓學(xué)生根據(jù)任務(wù)的要求，收集、學(xué)習(xí)項(xiàng)目加工的資料，然后教師再引導(dǎo)學(xué)生對(duì)項(xiàng)目零件進(jìn)行全面分析，比如制定工藝路線(xiàn)、分析工藝、講解加工重難點(diǎn)、明確零件質(zhì)量要求等。學(xué)生通過(guò)合作交流、查詢(xún)資料等方式，合理化的安排相應(yīng)的任務(wù)，這樣一來(lái)從而激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新和自主意識(shí)，從根本上達(dá)到了預(yù)期的教學(xué)目的[8]。在項(xiàng)目任務(wù)實(shí)施過(guò)程中，學(xué)生需要自主完成每個(gè)零件的加工過(guò)程，為了提升項(xiàng)目教學(xué)的效率，學(xué)生可在數(shù)控車(chē)床上仿真數(shù)控軟件，從而模擬數(shù)控車(chē)床上的相關(guān)操作，這樣一來(lái)便能夠減少設(shè)備的使用，還能讓學(xué)生感受到在使用真實(shí)的設(shè)備，從而有效聯(lián)系數(shù)控程序和編寫(xiě)程序的導(dǎo)入學(xué)習(xí)。在數(shù)控車(chē)床設(shè)備的實(shí)踐操作環(huán)節(jié)，學(xué)生需要有效的開(kāi)展操作，依次完成對(duì)刀工具、數(shù)控系統(tǒng)中錄入數(shù)控材料、數(shù)控機(jī)床開(kāi)關(guān)的打開(kāi)和關(guān)閉等實(shí)踐操作，另外還對(duì)學(xué)生的操作時(shí)間進(jìn)行了規(guī)定，保障每個(gè)學(xué)生在20分鐘之內(nèi)完成數(shù)控加工操作[9]。

（四）教學(xué)任務(wù)評(píng)價(jià)

在高校工程實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中，必不可缺少的一個(gè)環(huán)節(jié)就是任務(wù)評(píng)價(jià)體系，這更是教學(xué)內(nèi)容的擴(kuò)展，要知道若是缺少了有效完善的考核評(píng)價(jià)體系，那樣就很難實(shí)現(xiàn)預(yù)期的教學(xué)效果。以“成果為導(dǎo)向”目標(biāo)是工程教學(xué)模式實(shí)施的核心，因此完善考核評(píng)價(jià)體系則是落實(shí)教學(xué)改革的結(jié)果，在實(shí)際考核評(píng)價(jià)過(guò)程中除了需要對(duì)數(shù)控設(shè)備操作、零件編程、零件造型等情況進(jìn)行考核之外，還需要對(duì)學(xué)生所加工的零件進(jìn)行重點(diǎn)的檢測(cè)和測(cè)量，并對(duì)不合格加工產(chǎn)品的質(zhì)量進(jìn)行完整的分析，在找到實(shí)際中存在的問(wèn)題之后，再制定出相對(duì)應(yīng)的修改方案[10]。數(shù)控車(chē)削加工實(shí)訓(xùn)教學(xué)的任務(wù)評(píng)價(jià)更應(yīng)當(dāng)囊括以下幾個(gè)方面：教師評(píng)價(jià)、學(xué)生互相評(píng)價(jià)、小組合作情況評(píng)價(jià)、方案設(shè)計(jì)情況評(píng)價(jià)、技術(shù)難點(diǎn)提出及解決過(guò)程的評(píng)價(jià)、項(xiàng)目實(shí)施評(píng)價(jià)等。

四、結(jié)束語(yǔ)

總的來(lái)說(shuō)，在工程教育的背景下，在成果導(dǎo)向教學(xué)模式中開(kāi)展數(shù)控車(chē)削加工教學(xué)應(yīng)當(dāng)以成果為導(dǎo)向、以學(xué)生為中心，通過(guò)具體、實(shí)際的案例來(lái)促進(jìn)數(shù)控教學(xué)的開(kāi)展，這樣一來(lái)能夠讓學(xué)生更加具備學(xué)習(xí)的積極性，從而培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)控加工能力和數(shù)控編程能力，更讓學(xué)生熟悉掌握數(shù)控零件加工、設(shè)計(jì)等操作。在成果導(dǎo)向教學(xué)法下，教師通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生體驗(yàn)教學(xué)過(guò)程，并讓學(xué)生獨(dú)立完成各項(xiàng)教學(xué)任務(wù)，從而達(dá)到實(shí)踐教學(xué)的目的，在學(xué)生自主完成任務(wù)的過(guò)程中，便能夠潛移默化的培養(yǎng)學(xué)生的合作、創(chuàng)新、動(dòng)手能力。