新工科背景下數(shù)控領(lǐng)域項(xiàng)目化教學(xué)模式

胡顯威

（新疆職業(yè)大學(xué) 機(jī)械電子工程學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830013）

一、社會(huì)現(xiàn)狀

我國(guó)智能制造業(yè)的快速發(fā)展對(duì)具有數(shù)控設(shè)備操作及維護(hù)能力的人才需求量越來(lái)越大。近年來(lái)，我國(guó)數(shù)控機(jī)床操作人員崗位空缺數(shù)量較大[1,2]，職業(yè)技能教育與企業(yè)崗位需求不成正比，即職業(yè)院校的教育相對(duì)企業(yè)技術(shù)的進(jìn)步存在滯后性，職業(yè)院校應(yīng)急企業(yè)所急，提高學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力，為我國(guó)智能制造業(yè)培養(yǎng)實(shí)用型人才。

目前，國(guó)內(nèi)職業(yè)院校為大力培養(yǎng)數(shù)控加工型人才，陸續(xù)開(kāi)設(shè)了相關(guān)課程，通過(guò)職業(yè)技能大賽[3]、校企聯(lián)合培養(yǎng)和考證培訓(xùn)等多種形式發(fā)展職業(yè)教育[4]。數(shù)控加工運(yùn)用和學(xué)習(xí)多發(fā)生在企業(yè)和職業(yè)院校，企業(yè)僅培養(yǎng)實(shí)踐，操作員只會(huì)對(duì)某單一零件進(jìn)行加工，理論知識(shí)面較窄。[5,6]相反，因設(shè)備短缺、教師實(shí)踐能力缺乏、無(wú)系統(tǒng)的教學(xué)資源等因素，職業(yè)院校學(xué)生理論掌握較好，但實(shí)際操作能力較弱。[7]綜上，數(shù)控領(lǐng)域課程需要有機(jī)融合企業(yè)和職業(yè)院校兩種培養(yǎng)方法，形成一種適應(yīng)目前形勢(shì)的教學(xué)模式，方能為學(xué)生將來(lái)走向工作崗位夯實(shí)基礎(chǔ)。

二、課程建設(shè)存在的問(wèn)題

基于目前職業(yè)院校和企業(yè)的實(shí)際情況，開(kāi)發(fā)新的教學(xué)模式首先要關(guān)注了解職業(yè)院校專(zhuān)業(yè)相關(guān)課程背景和企業(yè)所需人才要求，將二者相互融合，實(shí)現(xiàn)職業(yè)院校學(xué)生畢業(yè)即上崗。職業(yè)院校完成與企業(yè)人員需求的有效銜接，在課程建設(shè)方面仍存在以下不足：

（一）職業(yè)院校教材與崗位需求不統(tǒng)一，缺乏職業(yè)性

職業(yè)院校教材多強(qiáng)調(diào)學(xué)科知識(shí)的完整性，比較重視理論和教材之間的形式銜接，課程之間缺乏專(zhuān)業(yè)知識(shí)的個(gè)體技能體現(xiàn)，缺少企業(yè)崗位實(shí)操技能的引入[8]，職業(yè)院校的人才培養(yǎng)與企業(yè)的崗位需求脫節(jié)。同時(shí)，職業(yè)院校的教材很少體現(xiàn)專(zhuān)業(yè)的職業(yè)性和實(shí)踐性，與企業(yè)實(shí)際工作崗位要求還有一定距離，導(dǎo)致企業(yè)工作崗位與職業(yè)院校課程銜接不當(dāng)。

（二）課程內(nèi)容繁復(fù)，學(xué)生學(xué)習(xí)困難

數(shù)控課程學(xué)習(xí)需要多門(mén)先導(dǎo)課程作為學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，需掌握多款三維軟件的使用和操作，且需要具備數(shù)控設(shè)備的操作和維護(hù)等較強(qiáng)的實(shí)踐能力。[9]目前大多數(shù)職業(yè)院校的先導(dǎo)課程及軟件課程沒(méi)有安排在數(shù)控課程之前，或者沒(méi)有開(kāi)設(shè)與之對(duì)應(yīng)的參考課程，課程之間缺乏聯(lián)系和整合。導(dǎo)致該課程教學(xué)內(nèi)容繁瑣、難學(xué)且編程指令較多，學(xué)生不易掌握相關(guān)理論和實(shí)踐知識(shí)，若不尋求新的教學(xué)模式，該課程將不適合現(xiàn)在職業(yè)院校的學(xué)生學(xué)習(xí)，也難以推進(jìn)現(xiàn)代制造行業(yè)的快速發(fā)展。

（三）設(shè)備利用率低，教學(xué)停在軟件仿真階段

高職院校投入大量資金購(gòu)買(mǎi)數(shù)控設(shè)備和儀器，因安全規(guī)范操作制度不完善，導(dǎo)致院校數(shù)控設(shè)備使用率不高，無(wú)法高效發(fā)揮出應(yīng)有的教育資源。[10,11]目前，教室教學(xué)仍停留在多媒體教室的仿真階段，對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行實(shí)際操作的頻次較低，學(xué)生踏入企業(yè)后缺乏實(shí)際動(dòng)手能力，難以適應(yīng)工作崗位的要求。

（四）理論和實(shí)際操作脫節(jié)，缺乏實(shí)效性

目前部分職業(yè)院校仍采用傳統(tǒng)的教學(xué)模式授課，即理論課和實(shí)踐課分開(kāi)上，或者先開(kāi)展一個(gè)周期的理論課，再開(kāi)展一個(gè)周期的實(shí)訓(xùn)課，造成理論與實(shí)踐無(wú)法合理銜接。[12,13]理論教學(xué)仍在教室實(shí)施，相比過(guò)去僅增加了多媒體模擬教學(xué)[14]，理論課教師按教材講，欠缺實(shí)踐考慮；實(shí)踐教師在上實(shí)訓(xùn)課時(shí)，實(shí)操技能傳授往往以經(jīng)驗(yàn)為主，未能向?qū)W生滲透理論知識(shí)，學(xué)生只能完成單一的設(shè)備操作，而不了解整個(gè)作業(yè)流程及工藝，錯(cuò)失職業(yè)多向發(fā)展的可能性[15]。

三、研究思路及調(diào)研分析

（一）研究思路

結(jié)合社會(huì)背景和課程背景，綜合考慮現(xiàn)存課程教學(xué)出現(xiàn)的不足，本文基于項(xiàng)目化教學(xué)模式，借鑒德國(guó)“雙元制”培養(yǎng)模式，設(shè)計(jì)了一種適用于數(shù)控領(lǐng)域課程項(xiàng)目化教學(xué)的循回教學(xué)模式，具體設(shè)計(jì)思路如圖1所示。

圖1 項(xiàng)目化教學(xué)的循回教學(xué)模式設(shè)計(jì)思路圖

該模式的教學(xué)過(guò)程主要集中在教室、機(jī)房及車(chē)間三個(gè)教學(xué)區(qū)域，三個(gè)區(qū)域彼此相鄰且課程實(shí)施內(nèi)容相互銜接，最終以學(xué)生實(shí)際測(cè)評(píng)結(jié)果為評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，以項(xiàng)目循回的方式進(jìn)行過(guò)程性教學(xué)，對(duì)合格的學(xué)生標(biāo)記為通過(guò)，不合格的學(xué)生則重新進(jìn)行學(xué)習(xí)，直至合格。該模式的基本框架如圖2所示。

圖2 方案設(shè)計(jì)圖

企業(yè)調(diào)研，收集數(shù)控課程相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及課程內(nèi)容。本文調(diào)研企業(yè)數(shù)控崗位需求和職業(yè)院校數(shù)控課程教學(xué)模式，收集查閱數(shù)控課程教學(xué)相關(guān)文獻(xiàn)，全面更新教學(xué)內(nèi)容，最大限度融入企業(yè)廣泛應(yīng)用的新技術(shù)、新知識(shí)、新工藝等，結(jié)合高職院校學(xué)生實(shí)際情況，制定課程標(biāo)準(zhǔn)及教案。

開(kāi)展問(wèn)卷調(diào)查，統(tǒng)計(jì)分析數(shù)控課程教學(xué)需求。促進(jìn)職業(yè)院校學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)和自主創(chuàng)新方面的發(fā)展，分析對(duì)比“教室—多媒體教室”和“教室—多媒體教室—車(chē)間”的循回教學(xué)方法，利用數(shù)據(jù)分析軟件對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析，了解學(xué)生對(duì)課程、企業(yè)對(duì)人才的需求情況。

企業(yè)車(chē)間實(shí)踐，制定實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書(shū)。企業(yè)車(chē)間實(shí)踐，近距離接觸數(shù)控加工所需相關(guān)知識(shí)，將其匯編入能反映典型工作任務(wù)和體現(xiàn)理論與實(shí)踐一體化教學(xué)的數(shù)控課程實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書(shū)。

制定評(píng)價(jià)方式。在車(chē)間實(shí)際加工階段，將學(xué)生按小組劃分（3～5 人為宜），小組共同發(fā)掘問(wèn)題和解決問(wèn)題，并在零件加工完畢后，采取小組互評(píng)和教師總評(píng)的方式進(jìn)行打分。該方式大力推行學(xué)生成績(jī)的自主評(píng)價(jià)，構(gòu)建相應(yīng)的評(píng)價(jià)體系，加快學(xué)生對(duì)知識(shí)和技能的掌握。

（二）校內(nèi)調(diào)研

結(jié)合現(xiàn)有教學(xué)模式，設(shè)置調(diào)查問(wèn)卷，該問(wèn)卷面向新疆職業(yè)大學(xué)機(jī)電專(zhuān)業(yè)七個(gè)班級(jí)發(fā)放，著重了解學(xué)生對(duì)數(shù)控課程的意見(jiàn)，讓學(xué)生自主選擇適合的教學(xué)模式。在問(wèn)卷調(diào)查的班級(jí)中，72.84%的學(xué)生強(qiáng)調(diào)加強(qiáng)校內(nèi)實(shí)訓(xùn)，認(rèn)為學(xué)校目前課程實(shí)訓(xùn)力度不大；71.6%的學(xué)生強(qiáng)調(diào)加強(qiáng)工廠實(shí)踐；而僅有49.83%的學(xué)生希望加強(qiáng)理論教學(xué)，具體如圖3所示。

圖3 學(xué)生意向模式分析示意圖

職業(yè)院校與本科院校的培養(yǎng)目標(biāo)不同，職業(yè)院校旨在培養(yǎng)技能型人才，培養(yǎng)方案可融入“1+X”制度，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。但職業(yè)院校首先應(yīng)基于學(xué)生為主體的培養(yǎng)模式，教師需要滿足“1+X”證書(shū)培訓(xùn)要求，才能在培養(yǎng)學(xué)生的過(guò)程中給予正確指導(dǎo)；通過(guò)課證融通，使學(xué)生將專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)轉(zhuǎn)化為崗位任務(wù)需求，提高學(xué)生的專(zhuān)業(yè)技能、社會(huì)適應(yīng)與應(yīng)變能力，能夠在課堂中了解企業(yè)制度和文化，結(jié)合自身專(zhuān)業(yè)提前謀劃職業(yè)生涯。學(xué)校在明確職業(yè)院校學(xué)生具體的學(xué)習(xí)需求后，即可結(jié)合企業(yè)所需制定有針對(duì)性的培養(yǎng)模式。

（三）企業(yè)調(diào)研

對(duì)企業(yè)機(jī)電一體化專(zhuān)業(yè)、數(shù)控專(zhuān)業(yè)及自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)崗位調(diào)研了解到，新員工入職前，企業(yè)均會(huì)以知識(shí)夠用為度，組織開(kāi)展崗前培訓(xùn)。由既能勝任理論教學(xué)，又能勝任實(shí)際操作的培訓(xùn)師對(duì)新員工進(jìn)行崗前培訓(xùn)，全程由兩位培訓(xùn)員進(jìn)行教學(xué)，一位負(fù)責(zé)講解，一位負(fù)責(zé)工具分發(fā)及學(xué)生安全管理。教學(xué)過(guò)程在同一場(chǎng)所且同一時(shí)間完成，能夠?qū)⒗碚摵蛯?shí)踐完美銜接，達(dá)到較好的培訓(xùn)效果。企業(yè)培訓(xùn)時(shí)使用的教材主要是活頁(yè)式教材，培訓(xùn)學(xué)員是主要參與者，教師僅在教授過(guò)程中起引導(dǎo)作用。

1.企業(yè)專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才培養(yǎng)模式

企業(yè)培養(yǎng)人才重點(diǎn)圍繞校企雙元、師資雙元、理論實(shí)踐雙元、能力雙元等德國(guó)“雙元制”本土化教育模式。采用行動(dòng)導(dǎo)向活頁(yè)式教材，過(guò)程當(dāng)中引入德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)，并符合國(guó)內(nèi)教育要求的人才培養(yǎng)方案。教學(xué)過(guò)程以學(xué)生為中心、以實(shí)踐鍛煉提升為根本、以解決生產(chǎn)實(shí)際中出現(xiàn)的問(wèn)題為目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)行動(dòng)能力為導(dǎo)向的人才培養(yǎng)模式。教學(xué)針對(duì)學(xué)習(xí)或工作過(guò)程當(dāng)中可能出現(xiàn)的問(wèn)題，以解決具體問(wèn)題為目標(biāo)，該理念極大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和企業(yè)的作業(yè)效率。

2.企業(yè)人才培訓(xùn)模式的實(shí)施

企業(yè)在培訓(xùn)過(guò)程中，均立足崗位實(shí)際運(yùn)用到的知識(shí)，模擬實(shí)際教學(xué)情境。教學(xué)情境能夠根據(jù)實(shí)際崗位操作中的典型任務(wù)（項(xiàng)目）構(gòu)建，由簡(jiǎn)單到復(fù)雜的幾個(gè)項(xiàng)目或者是綜合性的項(xiàng)目貫穿始終。根據(jù)不同的模塊選擇“四步教學(xué)法”“六步教學(xué)法”等不同的教學(xué)方法，架構(gòu)任務(wù)驅(qū)動(dòng)、行動(dòng)導(dǎo)向的課程內(nèi)容。以工作過(guò)程導(dǎo)向的職業(yè)教育要求培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力，培養(yǎng)員工創(chuàng)新能力；典型工作任務(wù)分析是工作過(guò)程導(dǎo)向的職業(yè)教育課程開(kāi)發(fā)方法，它讓學(xué)習(xí)內(nèi)容融入實(shí)際工作中。

四、校內(nèi)教學(xué)模式的形成及示范

本文結(jié)合新疆職業(yè)大學(xué)學(xué)生實(shí)際情況，借鑒企業(yè)員工培訓(xùn)模式，以學(xué)生為主體對(duì)象，教師為引導(dǎo)對(duì)象，以數(shù)控課程為載體，開(kāi)發(fā)出了“教室—機(jī)房—車(chē)間”循回項(xiàng)目式教學(xué)模式，適用于新工科類(lèi)項(xiàng)目式教學(xué)。為了驗(yàn)證該模式在實(shí)際運(yùn)用過(guò)程中的可行性，本研究以新教學(xué)模式對(duì)機(jī)電專(zhuān)業(yè)的七個(gè)班級(jí)，350 余人進(jìn)行數(shù)控課程教學(xué)。

教學(xué)過(guò)程采用虛擬仿真技術(shù)配合實(shí)際操作練習(xí)，讓學(xué)生主動(dòng)在課堂探索技能知識(shí)，有效提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。本文基于現(xiàn)有實(shí)訓(xùn)設(shè)備，針對(duì)數(shù)控加工課程，最大程度地和企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程保持一致，有效對(duì)接職業(yè)院校課程與企業(yè)崗位要求，豐富高職教育人才培養(yǎng)方案。

五、結(jié)語(yǔ)

本文針對(duì)目前職業(yè)院校機(jī)電一體化專(zhuān)業(yè)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力較弱、學(xué)習(xí)主動(dòng)性不強(qiáng)、對(duì)口就業(yè)困難等問(wèn)題，通過(guò)企業(yè)實(shí)地調(diào)研企業(yè)員工的培訓(xùn)和管理模式，提出了“教室—機(jī)房—車(chē)間”循回項(xiàng)目式教學(xué)模式。

實(shí)施過(guò)程以學(xué)生為主體，教師為輔助，本著知識(shí)夠用為度的理念，結(jié)合企業(yè)崗位需求設(shè)計(jì)課程教學(xué)模式。從教室的理論學(xué)習(xí)、機(jī)房的仿真模擬到最后的實(shí)際操作，學(xué)生全程參與度極高，表現(xiàn)積極，能夠在互動(dòng)中掌握理論和實(shí)踐知識(shí)。該模式的成功實(shí)施，證明其能夠滿足機(jī)電專(zhuān)業(yè)課程的教學(xué)要求，實(shí)施效果良好，方法可行。在整個(gè)循環(huán)教學(xué)模式中，學(xué)生接受一種新的教學(xué)模式，教師同樣也接受新的教學(xué)模式，該模式為學(xué)生進(jìn)企業(yè)工作奠定了基礎(chǔ)，也使教師的教學(xué)能力得到了提升。

職業(yè)院校和企業(yè)間應(yīng)加強(qiáng)合作，校企聯(lián)合培養(yǎng)學(xué)生。職業(yè)院校的設(shè)備配置和企業(yè)真實(shí)工作條件還存在一定差距，無(wú)法投入過(guò)多資金在產(chǎn)品的生產(chǎn)上，企業(yè)在機(jī)電生產(chǎn)培訓(xùn)的實(shí)訓(xùn)設(shè)備上有一定基礎(chǔ)，實(shí)訓(xùn)設(shè)備的功能也相對(duì)較好，通過(guò)工學(xué)結(jié)合、校企合作的方式可以實(shí)現(xiàn)“產(chǎn)、學(xué)、研”一體化。同時(shí)，職業(yè)院?？梢云刚?qǐng)企業(yè)資深專(zhuān)家和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師給在校生傳授經(jīng)驗(yàn)及技能，還可以把企業(yè)搬進(jìn)學(xué)校，成立研發(fā)團(tuán)隊(duì)或技能鑒定中心。職業(yè)院校加強(qiáng)和企業(yè)的交流力度，能夠給學(xué)生今后的就業(yè)和實(shí)習(xí)創(chuàng)造良好的條件。企業(yè)對(duì)職業(yè)院校畢業(yè)生的專(zhuān)業(yè)要求越來(lái)越高，校企合作及工學(xué)結(jié)合的辦學(xué)模式將是職業(yè)院校機(jī)電一體化專(zhuān)業(yè)的發(fā)展方向。