項目實戰(zhàn)訓(xùn)練法在數(shù)控實訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用探究

朱學(xué)偉?朱華炳?張文祥

摘 要：隨著現(xiàn)代制造業(yè)的高速發(fā)展，社會對數(shù)控加工專業(yè)高技能人才的需求從單一型向復(fù)合型、創(chuàng)新型轉(zhuǎn)變。更好地實現(xiàn)這一轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵在于實訓(xùn)教學(xué)模式上的創(chuàng)新和突破，為了能夠契合專業(yè)需求和學(xué)生群體特點，可在數(shù)控實訓(xùn)教學(xué)中引入項目實戰(zhàn)訓(xùn)練法。本文介紹了該方法的內(nèi)涵與特點，著重分析了其在數(shù)控實訓(xùn)教學(xué)中的實際應(yīng)用，通過項目實戰(zhàn)訓(xùn)練法可以實現(xiàn)對學(xué)生綜合實踐能力的培養(yǎng)，促進學(xué)生綜合實踐能力顯著提升，收到事半功倍的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：項目實戰(zhàn)訓(xùn)練法 高技能人才 數(shù)控實訓(xùn)教學(xué) 綜合實踐能力

課 題：本文系2020年度安徽省級技工教育教研課題項目“以創(chuàng)新技能型人才培養(yǎng)為目標(biāo)的一體化教學(xué)改革與研究”研究成果。

數(shù)控加工專業(yè)主要是培養(yǎng)能夠在生產(chǎn)一線從事生產(chǎn)管理、機械設(shè)計、數(shù)控編程與加工操作等工作的綜合應(yīng)用型高技能人才，學(xué)生的實踐操作能力的高低是用人單位選人用人的主要關(guān)注點。所以，在數(shù)控加工專業(yè)的人才培養(yǎng)方案中，學(xué)生實踐操作能力的培養(yǎng)被放在了首要位置。

實訓(xùn)教學(xué)是實踐操作能力培養(yǎng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的教學(xué)模式是按大綱全程灌輸，針對性不強，“老師照本宣科，學(xué)生被動接受”，學(xué)生不知所學(xué)內(nèi)容與實際應(yīng)用有何關(guān)系，聽得“一頭霧水”，這不僅不利于培養(yǎng)學(xué)生的綜合實踐能力、發(fā)現(xiàn)問題與解決問題能力，還在一定程度上阻礙了學(xué)生創(chuàng)新能力的發(fā)展，學(xué)生遇到真正的項目時不知從何下手，達不到高技能人才培養(yǎng)的要求。

因此，結(jié)合人才培養(yǎng)需求和技師學(xué)院學(xué)生群體特點，探索項目實戰(zhàn)訓(xùn)練法，選擇實際的工程項目案例進行教學(xué)，以團隊協(xié)作的方式按照工程實戰(zhàn)的流程組織訓(xùn)練，讓學(xué)生針對實際案例問題進行學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，可以收到事半功倍的教學(xué)效果。

一、項目實戰(zhàn)訓(xùn)練法的內(nèi)涵與特點

（一）項目實戰(zhàn)訓(xùn)練法的內(nèi)涵

項目實戰(zhàn)訓(xùn)練法吸收了項目教學(xué)法的優(yōu)點，以實際產(chǎn)品設(shè)計制造為主線，將課堂中的理論知識與企業(yè)實際生產(chǎn)有機融合，并引導(dǎo)學(xué)生進行自主探索，學(xué)生在教師的啟發(fā)下，獨立或團隊協(xié)作完成一個獨立產(chǎn)品生產(chǎn)制作的教學(xué)過程。項目教學(xué)法的題目可以是人為設(shè)計的虛擬題目，而項目實戰(zhàn)訓(xùn)練法的題目必須要來源于企業(yè)的真實項目，學(xué)生的作品就是企業(yè)的產(chǎn)品，是能夠?qū)嶋H使用的。其主要目的是培養(yǎng)學(xué)生的綜合實踐操作能力以及創(chuàng)新能力，逐步提高學(xué)生分析、解決問題的綜合能力，縮短學(xué)生就業(yè)后的適應(yīng)時間。在教學(xué)過程中，不再是教師一味地講解傳授知識，而是強調(diào)學(xué)生才是學(xué)習(xí)的中心和主體，要求學(xué)生全程參與，自主探究，發(fā)現(xiàn)問題并主動溝通，構(gòu)建自身知識體系。

（二）項目實戰(zhàn)訓(xùn)練法的特點

在運用項目實戰(zhàn)訓(xùn)練法進行教學(xué)的過程中， 教師根據(jù)課程特點和內(nèi)容，選定合適產(chǎn)品，將理論知識點碎片化后，融入產(chǎn)品設(shè)計生產(chǎn)項目，并設(shè)計相應(yīng)的質(zhì)量指標(biāo)。多名學(xué)生組成團隊，在教師的指導(dǎo)下分析項目，自主獲取相關(guān)知識，最終完成項目。學(xué)生主動學(xué)習(xí)和解決問題的意識在項目實施過程中不斷增強。

在項目實戰(zhàn)訓(xùn)練法具體實施過程中，學(xué)生不再是被動聽課的角色，而是企業(yè)員工，不僅要分析項目客戶的需求，還需要綜合考慮項目實施過程中的各種難題及企業(yè)生產(chǎn)的質(zhì)量成本、經(jīng)濟效益。指導(dǎo)教師扮演項目客戶，提出項目需求，同時扮演項目總工程師或項目經(jīng)理，適時指導(dǎo)項目組工作，并負責(zé)每個項目的監(jiān)督與審核工作。

以每個項目要求的指標(biāo)作為評價依據(jù)，以目標(biāo)為導(dǎo)向，對每個項目組和項目組成員進行多元化綜合評價，給出最終成績。評價過程中，加工零件的質(zhì)量評分規(guī)則發(fā)生了質(zhì)的變化，不再是傳統(tǒng)的某一尺寸超差或精度要求不達標(biāo)扣除相應(yīng)分?jǐn)?shù)，而是一切從實際產(chǎn)品生產(chǎn)要求出發(fā)，產(chǎn)品的一項尺寸超差或精度不達標(biāo)就按廢品處理，評分就是零分。

項目實戰(zhàn)訓(xùn)練法通常按以下流程進行項目操作，首先授課教師根據(jù)課程知識點選擇合適項目，設(shè)計項目需求和任務(wù)指標(biāo)，制定任務(wù)指導(dǎo)書。其次學(xué)生開始分析項目，分解項目任務(wù)，搜集相關(guān)資料，自主探究學(xué)習(xí)，設(shè)計制定項目實施方案。然后進行項目實施。最后教師組織開展自評、互評及答辯等環(huán)節(jié)，進行項目驗收。

二、項目實戰(zhàn)訓(xùn)練法在數(shù)控實訓(xùn)教學(xué)中的實際應(yīng)用

（一）項目設(shè)計

1. 學(xué)情分析

項目實戰(zhàn)訓(xùn)練法實施對象為數(shù)控加工專業(yè)高級工班二年級學(xué)生，他們在第一學(xué)年已經(jīng)系統(tǒng)學(xué)習(xí)了數(shù)控車床與數(shù)控銑床編程指令和加工工藝基礎(chǔ)知識，能夠獨立操作數(shù)控車床與數(shù)控銑床，選擇合適的工量刃具，設(shè)定相對合理的加工工藝，并且具備了國家職業(yè)技能鑒定中級數(shù)控車工和數(shù)控銑工的操作能力。

2. 教學(xué)目標(biāo)分析

教學(xué)目標(biāo)主要包括知識、能力和素養(yǎng)三大項。

知識目標(biāo)主要為使學(xué)生掌握本專業(yè)所涉及的理論知識，主要包括機械設(shè)計基礎(chǔ)、機械制圖知識、數(shù)控加工編程知識、數(shù)控加工工藝知識、金屬切削知識等。

能力目標(biāo)為使學(xué)生掌握本專業(yè)所涉及的實踐能力，主要包括零部件的測繪能力、數(shù)控加工工藝分析能力、實踐加工操作能力、經(jīng)濟成本分析能力、發(fā)現(xiàn)問題與解決問題能力、創(chuàng)新設(shè)計制作能力等。

素養(yǎng)目標(biāo)為培養(yǎng)學(xué)生良好的職業(yè)素養(yǎng)、團隊協(xié)作意識及綜合工程意識等。

3. 項目設(shè)定

結(jié)合學(xué)情和教學(xué)目標(biāo)，參照國家職業(yè)技能鑒定高級數(shù)控車工和數(shù)控銑工考核標(biāo)準(zhǔn)，選擇實際生產(chǎn)項目，設(shè)計項目指標(biāo)。

例如“現(xiàn)有一個魚塘增氧泵三相異步電動機前端蓋產(chǎn)生裂紋，需要更換。由于此電動機購買年限較長，現(xiàn)已停產(chǎn)，無法采購到合適的配件，所以需要根據(jù)原產(chǎn)品設(shè)計制作一個以便更換”。設(shè)定項目為生產(chǎn)某產(chǎn)品的維修備件。

該項目要求每個項目小組對損壞前端蓋實物進行三維激光掃描，對結(jié)構(gòu)或材料進行創(chuàng)新，利用計算機輔助設(shè)計軟件（CAD）構(gòu)建三維模型、繪制零件工程圖紙，進行生產(chǎn)加工，并進行經(jīng)濟成本分析。

4. 任務(wù)下發(fā)

授課教師通過網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺將項目相關(guān)知識點、項目指導(dǎo)書及自主學(xué)習(xí)途徑等資料下發(fā)到學(xué)生端。

（二）項目實施

1.任務(wù)分析

該項目屬于開放性、創(chuàng)新型項目，學(xué)生想要較好地實施該項目，首先要分析項目，分解項目任務(wù)，確定組員分工，明確各人職責(zé);其次要搜集整理項目所涉及的相關(guān)資料，進行自主探究學(xué)習(xí);最后制定詳細的項目實施方案，根據(jù)方案計劃依次開展工作。

2.方案設(shè)計

（1）明確組員工作職責(zé)。①組長：負責(zé)項目方案的整體設(shè)計、任務(wù)分解、成本分析與管控及各組員間工作協(xié)調(diào);② 組員甲：負責(zé)項目涉及的知識點分析，通過各種途徑搜集獲取相關(guān)知識資料;③ 組員乙：負責(zé)電動機前端蓋實體測繪與創(chuàng)新設(shè)計，利用計算機輔助設(shè)計軟件（CAD）構(gòu)建創(chuàng)新后的前端蓋的三維模型，并繪制零件工程圖;④ 組員丙：負責(zé)創(chuàng)新后的電動機前端蓋的加工工藝分析、刀具選擇與切削參數(shù)確定、程序編制、設(shè)備操作加工及精度檢測自評等;⑤組員?。贺撠?zé)項目實施過程中所有資料整理歸檔、撰寫總結(jié)報告及組間互評和終期答辯。

（2）自主探究與創(chuàng)新設(shè)計。學(xué)生剖析電動機結(jié)構(gòu)，通過MOOC或其他學(xué)習(xí)途徑自主學(xué)習(xí)相關(guān)課程知識點后，思考材料選型和結(jié)構(gòu)設(shè)計創(chuàng)新點，利用三維掃描儀掃描實體數(shù)據(jù)，再通過計算機輔助設(shè)計軟件（CAD）建立前端蓋三維模型、繪制零件工程圖等。

（3）工藝規(guī)劃與加工。完成一個合格產(chǎn)品的生產(chǎn)，一般按規(guī)定的步驟依次進行。①分析零件圖紙：主要包含零件的尺寸精度、形位公差和表面粗糙度等。②工藝規(guī)劃：首先根據(jù)圖紙分析，選擇合適的加工設(shè)備;其次確定編程坐標(biāo)系，并確定加工方案;最后根據(jù)加工方案設(shè)計具體的加工路線。③工件定位：確定裝夾方式，選擇合適的夾具。④刀具及切削參數(shù)選擇：根據(jù)加工路線，選擇恰當(dāng)?shù)牡毒?，確定切削參數(shù)。⑤節(jié)點計算：計算圖紙中各個節(jié)點的坐標(biāo)值。⑥填寫工藝卡片：確定具體的加工工藝，參照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)填寫加工工藝卡（包含單位名稱、產(chǎn)品名稱或代號、零件名稱、零件圖號、工序順序號、工序名稱、工序內(nèi)容、加工設(shè)備、數(shù)控系統(tǒng)、加工程序號、夾具名稱等）、刀具卡（包含產(chǎn)品名稱或代號、零件名稱、零件圖號、工步順序號、刀具號、刀具型號、刀具材料、刀柄型號、主軸轉(zhuǎn)速、進給速度、背吃刀量等）。

（4）程序編制與加工操作。①編寫完整的數(shù)控加工程序，輸入數(shù)控機床，并進行程序校驗。②在數(shù)控機床上完成毛坯裝夾、工件坐標(biāo)系設(shè)定后進行操作加工，并檢測尺寸及形位公差。

3.方案實施

第一階段項目開始，學(xué)生分組，明確組員職責(zé)。在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生交流討論，分析項目有可能涉及的相關(guān)問題，根據(jù)問題進行相關(guān)課程理論知識的自主探究學(xué)習(xí)。

第二階段項目開展，在教師引導(dǎo)下首先進行實體三維激光掃描測繪，通過反求軟件還原零件三維模型，在此基礎(chǔ)上進行二次創(chuàng)新設(shè)計，其次進行加工工藝規(guī)劃分析，最后編寫程序，操作設(shè)備加工零件，進行精度檢測等。

第三個階段總結(jié)評價，組織學(xué)生進行自我評價、成果展示匯報，教師針對項目完成效果和答辯情況進行總結(jié)點評。

（三）項目驗收

1.學(xué)生自評

由項目組成員從資料搜集、產(chǎn)品逆向設(shè)計、工藝分析、工序工步安排、工量刃具選擇、切削參數(shù)確定、產(chǎn)品質(zhì)量檢測、成本控制與環(huán)境保護意識及安全意識等多角度撰寫自評式項目總結(jié)報告。這一過程可培養(yǎng)學(xué)生欠缺的文字表達能力和綜合性產(chǎn)品分析報告撰寫能力。

2.組間互評

各項目組之間針對項目總結(jié)報告進行互評，提出其他組在項目實施過程中的優(yōu)勢和欠妥之處，給出綜合性評價意見。這一過程有效促使大家找出自身不足，發(fā)現(xiàn)他人長處，有助于學(xué)生共同提高。

3.教師點評

由指導(dǎo)教師組成項目評委會，各項目組推選一名組員對評委會進行答辯。指導(dǎo)教師首先要結(jié)合項目完成效果和答辯效果給出評定成績，并充分肯定學(xué)生完成項目的成果，增強學(xué)生的成就感。其次要針對項目探究實施過程中出現(xiàn)的相關(guān)問題進行提問，幫助學(xué)生梳理脈絡(luò)，理清思路，并引導(dǎo)學(xué)生思考如何分析問題，優(yōu)化解決方案。

這一過程可使學(xué)生充分體會自我探究取得成果的喜悅，幫助學(xué)生樹立學(xué)習(xí)自信，增強自我探究意識。

三、項目實戰(zhàn)訓(xùn)練法在數(shù)控實訓(xùn)教學(xué)過程中進行應(yīng)用的反思

（一）結(jié)合學(xué)情和教學(xué)目標(biāo)設(shè)計適宜項目

項目選題和設(shè)計十分重要，項目素材來源于實際生產(chǎn)，需選擇具有典型工作任務(wù)的項目作為教學(xué)項目。

設(shè)計項目時，需結(jié)合學(xué)情和教學(xué)內(nèi)容并緊扣教學(xué)大綱，設(shè)計成可分解的多級子項目任務(wù)。這樣不僅便于項目實施，還能最大限度激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生在完成項目的過程中提高綜合素質(zhì)。

（二）實現(xiàn)教師角色轉(zhuǎn)換

采用項目實戰(zhàn)訓(xùn)練法進行教學(xué)，教師要充分發(fā)揮主導(dǎo)作用。在教學(xué)實施過程中，教師是項目的組織者、設(shè)計者和評價者，是學(xué)生學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者，需要具有較強的教學(xué)情境設(shè)計能力。

為了使設(shè)計項目具有可行性和實際意義，教師要走進企業(yè)跟崗學(xué)習(xí)，提升專業(yè)水平和操作技能，深入了解生產(chǎn)一線實際工作內(nèi)容和人才需求，充分了解現(xiàn)代企業(yè)的工作流程。

（三）做好項目教學(xué)評價

采用組內(nèi)自評、組間互評和教師評價等多元化評價方式進行項目驗收考核。學(xué)生之間自評可使學(xué)生發(fā)現(xiàn)項目實施過程中存在的問題，組間互評可使學(xué)生發(fā)掘值得借鑒學(xué)習(xí)的方式方法，教師評價則重在分析學(xué)生存在的問題，并給出解決方案。

四、小結(jié)

實踐證明，項目實戰(zhàn)訓(xùn)練法應(yīng)用于實訓(xùn)教學(xué)，充分調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與主動性，使學(xué)生“在行動中學(xué)習(xí)，在實戰(zhàn)中思索”，大大提高了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，還激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新思維，同時，使學(xué)生綜合實踐能力、團隊協(xié)作精神得以顯著增強。

這對于提高技師學(xué)院實訓(xùn)教學(xué)效果，培養(yǎng)復(fù)合型、創(chuàng)新型等綜合應(yīng)用型高技能人才起著舉足輕重的作用。

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（作者單位：合肥工業(yè)大學(xué)技師學(xué)院）