基于“三教”改革和“雙高”背景下的“精密與特種加工”課程的教學改革與實踐探索

摘?要：“精密與特種加工”課程是一門理實一體化課程，在“雙高”建設和“三教”改革背景下，本課程的研究旨在解決課程教學中存在的重理論輕實踐的教學問題和學生的淺表式的學習困境。通過重構教學內(nèi)容，開發(fā)項目式數(shù)字化教學資源，打造“雙師型”教師團隊等途徑，使課程達到能引導學生進行主動啟發(fā)沉浸式的探究學習，同時能達到有效培養(yǎng)專業(yè)復合型技術技能人才的目標。

關鍵詞：特種加工；教學困境；“三教”改革；新形態(tài)教材

中圖分類號：TG661??文獻標識碼：A

1?“精密與特種加工”課程教學改革的背景

1.1?“雙高”和“三教”改革背景下的課程改革

2019年1月，國務院印發(fā)《國家職業(yè)教育改革實施方案》（簡稱“職教20條”）；3月，教育部、財政部出臺《關于實施中國特色高水平高職學校和專業(yè)建設計劃的意見》；6月，教育部印發(fā)了《關于職業(yè)院校專業(yè)人才培養(yǎng)方案制訂與實施工作的指導意見》。一系列政策無不指出加強職業(yè)教育供給側改革和學校內(nèi)涵建設是當前高職院校提升辦學質量和人才培養(yǎng)質量的重要切入點，而教師、教材、教法的“三教”改革則是其中的關鍵點。開展“三教”改革是進一步深化學校內(nèi)涵建設的必由之路，是推進“雙高建設”的重點內(nèi)容，是落實“職教20條”的根本要求。如何在課程層面實施“三教”改革是擺在“雙高”背景下高職教育界的重要課題。

陜西國防工業(yè)職業(yè)技術學院是中國特色高水平專業(yè)群建設單位、是全國國防教育特色學校、是全國現(xiàn)代學徒制試點院校和國家國防科技工業(yè)教育實訓基地。學校培養(yǎng)了10萬余名分布在兵器、航空、航天、船舶等行業(yè)的優(yōu)秀畢業(yè)生，涌現(xiàn)出了著名彈藥專家、具有世界影響力的科學家、長江學者特聘教授、全國五一勞動獎章獲得者、省級勞動模范以及西安工匠等軍工行業(yè)領軍人才和高素質軍工特質技術技能人才，為祖國的發(fā)展做出了卓越貢獻。

而“精密與特種加工”課程正是學校高職教育數(shù)控技術專業(yè)與模具設計專業(yè)的核心課程，也是裝備制造大類的重要課程。精密與特種加工技術雖然屬于非傳統(tǒng)切削加工方式，但是金屬切削傳統(tǒng)加工工藝的重要補充和拓展，其中超精微細加工、納米加工、離子加工、激光加工和電火花加工等特種加工方法是當今精密和超精密切削加工發(fā)展趨勢和未來發(fā)展方向，這些加工方法常用于精密與超精密高檔機床、航空航天、航海、國防、醫(yī)療器械、集成電路和新能源等高端產(chǎn)業(yè)。因此，精密與特種加工技術與“智能制造”“芯片”等核心科技緊密相連。

1.2?“精密與特種加工”課程存在的教學困境

“精密與特種加工”課程是一門理實一體化課程，改革前這門課程在實際教學中存在的困境有以下方面：

1.2.1?在課程內(nèi)容安排上重理論輕實踐

“精密與特種加工”課程內(nèi)容包括電火花加工、電火花線切割加工、電化學加工、激光加工、電子束和離子束加工、電化學加工、超聲加工、激光加工、快速成形加工、磨料流加工、超精微細加工、納米加工，以及特殊、復雜、典型難加工零件的加工等十幾種特種加工方法，總課時32節(jié)，理論課時26節(jié)，實踐課時6節(jié)。其中，理論課時主要學習各種特種加工方法的基本原理、基本設備、基本工藝規(guī)律、主要特點和適用范圍等，實踐課主要以線切割加工為主要實訓內(nèi)容。在課程內(nèi)容和課時安排上屬于嚴重的重理論輕實踐的填鴨式教學方法。

1.2.2?在教學方法上仍然是以教師為中心的教學方法

由于課程內(nèi)容中各種特種加工方法眾多，基于教學大綱和教材上的課程內(nèi)容的限制，為了完成教學任務，在理論課堂上，教師仍然會采用傳統(tǒng)的教師講解為主，學生練習為輔的教學方式。因此，師生互動較少，學生的學習主動性和創(chuàng)造性不足。

1.2.3?在教師方面，受到了有限課時和實踐經(jīng)驗的限制

由于“精密與特種加工”課程涵蓋知識面廣，交叉學科知識多，在36節(jié)課時里，教師如果想將十幾種特種加工方法講明白，還要進行實踐的練習，難度有點大，對教師本身的教學能力而言是一個巨大的考驗，學校青年教師較多，缺乏必要的理論教學功底及實踐經(jīng)驗，甚至中年教師的企業(yè)實踐經(jīng)驗也不夠，因此具備能承擔此課程的“雙師型”教師不足。

2?“精密與特種加工”課程教學改革的探究與實踐

2.1?課程建設的思路

在“雙高”背景下，高職院校的“三教”改革是推動職業(yè)教育高質量發(fā)展的關鍵舉措，是培養(yǎng)高質量復合型技能人才的必然要求。因此，面對課程建設的困囿，在學?！半p高”專業(yè)群建設的背景下，在課程層面實施“三教”改革，進而從教師層面解決青年過多，“雙師型”教師不足的教師結構性問題和“雙師型”培養(yǎng)的制度制約問題；從教材層面，可以解決選用本科教材帶來的重理論輕實踐的問題，以及目前高職院校教材的內(nèi)容陳舊滯后與數(shù)字化彰顯不足的問題；從教法層面，解決教學方式單一且存在淺表信息化的問題。通過課程建設的“三教”改革，可以促進教學形態(tài)的變革，為培養(yǎng)“一專多能”的復合型技術技能人才提供核心支撐，提高學生職業(yè)綜合能力和持續(xù)發(fā)展能力。

2.2?教學資源的建設

課程的建設重點在教學資源的建設，教學資源的建設重點在教學內(nèi)容的建設，教學內(nèi)容的建設最根本的落腳點還是教材的建設。因此，教材的建設和圍繞教材內(nèi)容的數(shù)字化教學資源的建設，是課程建設的核心內(nèi)容。

教學內(nèi)容的建設，要求不斷迭代升級，突出職業(yè)能力培養(yǎng)，要求能根據(jù)新技術、新知識、新工藝、新方法、新標準、新規(guī)范，融入課程思政，要求企業(yè)人員深度參與并有企業(yè)真實案例作為教學內(nèi)容，開發(fā)“書證融通、教培共用、育訓一體”的模塊化活頁式的新形態(tài)教材，并研究項目式活頁式教學內(nèi)容對復合型技術技能人才培養(yǎng)的有效度，并不斷進行診斷與改進。

2.2.1?開發(fā)新形態(tài)教材的重要性與迫切性

近幾年在教學中使用的教材仍是白基成、劉晉春、郭永豐主編《特種加工》本科類教材或者李玉青主編的《特種加工技術》等高職類教材，其特點要么是本科類的教材重理論輕實踐問題突出，要么是以知識點為主進行學習的教材，內(nèi)容陳舊滯后與數(shù)字化彰顯不足的問題突出。由于精密與特種加工技術主要研究利用非傳統(tǒng)加工方法來完成特殊材料、復雜型面、精密零件、特殊零件的加工，涉及交叉學科較多，例如電學、物理學、化學、材料學、機械制造工藝、信息技術、數(shù)字控制以及計算機技術等，是一門多學科的綜合高級技術，內(nèi)容涉及面廣，抽象、深奧，對設備要求較高，一般學校很難有多種特種加工機床供學生去實訓使用。因此，教材的編寫難度較大，知識的更新速度遠遠跟不上特種加工技術實際的發(fā)展情況，受各種條件的限制，《精密與特種加工》教材的開發(fā)難度較大。

但在生產(chǎn)實踐中，精密與特種加工技術又是先進制造技術的重要組成部分，在航空、航天、船舶和國防等各個先進的制造領域中不可或缺，且發(fā)揮著越來越重要的作用。在機械裝備制造大類高職人才的培養(yǎng)上，“精密與特種加工”課程也是一門不可或缺的重要課程。因此，一本適合高職學生使用的《精密與特種加工》教材的緊迫性和重要性日益突出，急切需要適合高職學生學習的一種新形態(tài)教材的出現(xiàn)。

2.2.2?教材建設的幾點思考

新形態(tài)教材的開發(fā)，要求能適應先進制造加工技術發(fā)展需求，加強理論與實踐相結合的特色，深入校企合作，融入企業(yè)真實工作案例，加強產(chǎn)教融合，突出職業(yè)能力培養(yǎng)，構建“基礎+核心+拓展”動態(tài)迭代的模塊化教學內(nèi)容，因此，《精密與特種加工》新形態(tài)教材的開發(fā)應具有以下幾個方面的特點：

（1）注重職教特征，突出理論與實踐結合的特點。結合高職學生特點及職教特色，以學生為中心，突出理實一體化教學內(nèi)容，設置以工作任務驅動式項目教學，重新規(guī)劃教學內(nèi)容。

（2）具有產(chǎn)教融合的特點，深入校企合作，對接產(chǎn)業(yè)，引入企業(yè)真實案例。邀請校企合作的企業(yè)行業(yè)人員，深入?yún)⑴c到教材編寫中來，深入挖掘企業(yè)的真實案例，形成特色化的教學項目模塊，能體現(xiàn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的先進性、新技術、新知識、新工藝、新方法、新標準、新規(guī)范等。

（3）深入挖掘思政要素，具有典型課程思政的特點。挖掘課程思政素材，在教材學習目標中的素養(yǎng)目標、知識鏈接、任務實施、任務評價等，對接黨的二十大精神及“三進”要求，使學生在完成專業(yè)知識與技能學習的同時，保證育人目標的實現(xiàn)，即做到最新的思政要求進教材、進課堂、進頭腦，達到“三進”要求。

（4）結合信息化技術手段，將紙版教材與數(shù)字化的教學資源相結合，突破線下教學時間受限的特點。充分利用手機、電腦等多媒體終端，基于課堂派、學習通、智慧樹等線上學習平臺，將基礎知識和重點、難點的學習內(nèi)容，包括理論和實踐的學習內(nèi)容，開發(fā)成數(shù)字化的學習資源，將紙版教材的學習內(nèi)容和線上學習平臺有機結合，簡化獲取信息化資源的步驟，打破線下課堂授課學時不夠或有限的限制，拓展學生學習的時間和空間。

2.2.3?優(yōu)化教學內(nèi)容，開發(fā)項目式活頁式教材

根據(jù)上面對“精密與特種加工”課程建設的思考，以及新形態(tài)教材建設的應有的特點，構建以“基礎+核心+拓展”動態(tài)迭代的模塊化教學內(nèi)容。

深入挖掘校企合作單位的資源，在學?！半p高計劃”機電一體化專業(yè)群建設的背景下，依托學院現(xiàn)有實踐教學條件，以企業(yè)崗位就業(yè)需求，調整優(yōu)化教學內(nèi)容，旨在開發(fā)“書證融通、教培共用、育訓一體”的模塊化活頁式的新形態(tài)教材。

在教材內(nèi)容的優(yōu)化方面，針對學?，F(xiàn)有的硬件設施和時代的教學內(nèi)容需求，實施一些結構性的改變。比如，在深入挖掘校企合作單位的資源方面，合作企業(yè)有常見的電火花等數(shù)控加工機床，可以以此為依托開發(fā)出真實電火花加工案例，以此開發(fā)成課程的核心模塊。

目前學校有多臺電火花成型加工機床，線切割機床、激光加工設備、多軸高精度數(shù)控機床和3D打印機等實訓設備，可根據(jù)這些現(xiàn)有設備的條件，側重安排這些模塊的實訓內(nèi)容，并依此開發(fā)成基礎模塊或者核心模塊。在36個學時不變的情況下，優(yōu)化教材內(nèi)容，以基礎和核心的項目模塊為主，拓展項目模塊為輔助補充。其中，基礎模塊為：項目一，精密與超精密磨削，主要介紹精密與超精密磨削機床和金剛石刀具的使用及制定機械加工工藝過程等；項目五，超聲加工，主要介紹超聲加工的原理、工藝、加工特點及應用等；項目七，電子束與離子束加工，主要介紹電子束加工和離子束的加工原理、工藝區(qū)別、各自的加工特點及應用場合等。核心模塊為：項目二，電火花成型加工，主要通過介紹完成電火花零件的實際加工的任務，掌握電火花加工原理、機理、工藝規(guī)律、加工特點及應用等；項目三，線切割加工，主要介紹通過完成線切割零件的實際加工的任務，掌握線切割加工的原理、工藝規(guī)律、加工特點及應用等；項目四，激光加工，主要介紹通過完成激光零件的切割加工的任務，掌握激光加工的原理、工藝規(guī)律、加工特點及應用等；項目六，快速成型加工，主要介紹通過讓學生在完成任務的同時，熟悉4種典型的快速成型增材制造方法的原理、工藝及應用等。拓展模塊為：項目八，納米加工，主要了解納米加工的特點及應用等；項目九，其他特種加工方法，主要了解其他特種加工方法的特點及應用等。在課時分配上，因為核心模塊需理論和實踐同時進行，是課程內(nèi)容的核心，因此分配26課時，基礎模塊和拓展模塊以理論學習和認知為主，分別分配8課時和2課時。

在開發(fā)教材的同時，可開發(fā)相應的數(shù)字化、豐富的學習資源。如開發(fā)配套的課程導學、微課、授課視頻、動畫、虛擬仿真、課件、真實企業(yè)案例、線上測試、討論、各種標準及規(guī)范等。為了增加學生更多的學習可能性，可簡化學生獲取相應的數(shù)字化資源的步驟，比如，在教材中用二維碼等方式鏈接數(shù)字資源或者相應的精品課程平臺資源，以激發(fā)學生的學習興趣。

2.3?多樣化、信息化教學手段的研究應用

對于教師來說，現(xiàn)在可以借助各種互聯(lián)網(wǎng)教學平臺，實施多樣化、信息化的教學手段。但是不管什么樣的教學手段，首先，優(yōu)質而完整的數(shù)字化的教學資源是教學的根基，例如根據(jù)教學知識內(nèi)容制作的動畫、AR、VR、視頻和PPT等數(shù)字化資源，根據(jù)教學項目任務制定的任務書、評價單等電子版的文檔資源。其次，根據(jù)“教學—反饋—修正—教學”的迭代更新循環(huán)的教學方式，使課程的改革與建設迭代化得到更新、系統(tǒng)、優(yōu)質及與時俱進。

2.4?“雙師型”教學團隊的建設

“雙師型”教學團隊的建設，重點是從教師思想和教師結構上進行建設。教師的思想上改革，首先讓教師明白，要根據(jù)職業(yè)教育的特點，以學生為中心進行的項目化教學任務。可以依次從人才培養(yǎng)方案的制訂，課程標準、教學大綱和教學內(nèi)容的開發(fā)處入手，讓教師從思想上高度認識課程改革的重要性和迫切性。其次，優(yōu)化教師結構，以學?！半p高”建設為契機，以“老帶新”的方式，推動教師的培養(yǎng)建設，加大青年教師利用寒暑假去合作企業(yè)實踐的機會，以此不斷提高“雙師型”教師的結構比例，以及提升教師的專業(yè)技能和開拓教師對行業(yè)發(fā)展的新視界。

3?總結

本課程的“三教”改革是根據(jù)多年來的課程授課經(jīng)驗、遇到的教學困境，在學?！半p高”專業(yè)群的建設契機下，在“三教”改革的背景下提出的教學改革目標與實踐探索，分別從“教師、教材和教法”三個角度闡述了“精密與特種加工”課程應該怎樣進行改革，怎樣才能提高學生學習的主動性和興趣，甚至激發(fā)一些創(chuàng)造性。

當今世界智能制造、先進制造和精密制造是勢不可當?shù)陌l(fā)展大趨勢，將課程內(nèi)容進行新的優(yōu)化與調整，以學生為中心，使真正學習到除了傳統(tǒng)的切削類加工方式外，其他重要的特種加工方法，開拓學生視野，拓展學生專業(yè)技術能力，是重要而又緊迫的事情。

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基金項目：基于三教改革的《數(shù)控特種加工》課程教學改革的研究與實踐（項目編號：Gfy2151）

*通訊作者：周宏菊（1981—?），女，漢族，河南信陽人，碩士，高級職稱，研究方向：數(shù)控技術。