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[關鍵詞]數控加工實訓 課程設計 教學組織與實施
[中圖分類號] G712 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437(2014)01-0139-02
在高職高專院校人才培養工作水平評估和高職高專教育教學改革示范專業建設評估中,教師的課程說課是一項必不可少的重要內容,通過說課可以考察出教師教育教學理念和課程開發、設計與實施的能力水平。本人擬結合多年的企業數控加工經驗及教學經驗,探討《數控加工實訓技術》這門全實踐性課程的說課設計。
一、課程定位與目標課程
1.課程定位
《數控加工實訓技術》是數控技術專業核心實踐課程之一,它的主要作用是培養能夠從事數控加工工藝設計、數控編程、數控機床操作與維護、數控機床組裝與維修等崗位,且能在校期間通過相應工種高級職業技能鑒定的高技能型人才。該課程的先修課程有《機械制圖》、《金屬工藝學》、《公差與互換》、《CAD》、《數控編程》、《數控加工工藝》等,同步課程有《機械設計》、《液壓傳動》等,后續課程有《機床結構與維修》、《頂崗實習》、《畢業設計》等。
2.課程目標
培養學生能在看懂圖紙的基礎上,制訂出合理的加工工藝,編制出合格的數控程序后,操作機床加工出合格零件。
素質目標:培養學生吃苦耐勞、愛崗敬業工作作風和規范操作、嚴謹細致的工作態度,以及學生自主學習能力和溝通、協調能力,創新創業精神等素質。
二、課程內容設計及學時
本課程我院教學團隊在仔細分析、研究了相應工種的國家職業標準和崗位任職所需技能后,開發出三個工作領域七個項目,共64學時的教學內容,如表1所示:
表1 課程教學內容表
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三、教學方法與手段
本課程在以行為主義為理論基礎的刺激控制教學模式下存在兩種性質實訓課堂,分別為:機房實訓課和機床實訓課。機房實訓課主要目的是仿真模擬,這個課堂主要采用講解法、討論法、案例法等方法在CAD/CAM中心機房實施探究式教學;而機床實訓課則在校內的數控加工實訓中心真實地加工出零件,并逐步達到精度要求,這個課堂主要采用講授法、演示法、現場操作法等教學方法。這兩個性質的課堂從而也實現了整個項目加工實訓的“六步”。在教學過程中,這些教學方法的靈活運用,體現了“學中做,做中學”的教學理念,形成了“教學做”合一的教學方式,力圖將教師技能原型傳授給學生,形成他們頭腦中的心智技能。
在教學手段上,強調多媒體,網絡資源與傳統教學手段的恰當運用。一些抽象、枯燥難理解的加工工藝和走刀軌跡,如果在課堂上直接講授,學生將很難理解,而借助多媒體手段則能使抽象的教學過程變得形象、直觀、生動。借助網絡平臺能增加課堂的信息量,拓寬學生,的視野,大大提高課堂的效率和質量。
四、教學單元設計
教學前先把每班學生按照每組4~5人和成績優劣合理搭配分組,以便于學生學習、討論。由專職教師(或企業兼職教師)、2~3名實驗指導教師針對某一個實訓項目采用六步教學法來組織和實施教學。
資訊:教師下發項目任務書,講解項目任務所需理論知識點、項目中的疑點和難點、關鍵點;
計劃:學生在教師的引導下,組內討論零件的加工工藝方案,教師巡回指導;
決策:學生根據討論的結果填寫相應的工藝、刀具卡片,并編寫好數控加工程序;
實施:學生運用仿真軟件開始仿真加工,沒有語法錯誤后再到真實機床當中輸入程序,在單段校驗程序后,再自動循環加工,進行首件試切;
檢查:首件試切好以后,進行工件檢測,并進行工藝總結與改進,改進程序,縮短時間,檢查改進加工后工件精度及表面粗糙度;
評估:通過個人自評和小組之間的互評與教師評價,得到學生此項目單項得分,并現場展示出做得比較好的零部件作品。
五、課程考核設計
表2 課程考核表
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六、課程資源建設與利用情況
1.教材選用
本課程教材選用了由西安電子科技大學出版社出版,朱岱力主編的《數控加工實訓教程》。該教材理論與實踐相結合,重點突出一個“用”字,但本教材仍然是作為一個參考書,以便于學生自學。
除了自選教材外,教學團隊及校企合作專家合作編寫了校企合作校本教材《數控加工實訓技術項目化教程》,教學內容及進程基本上與此教材同步。
2.教輔材料
本課程除了教材外還建設了豐富且精良的教輔材料,包括:多媒體課件、教案講義、職業標準、課程標準、任務書、引導文、評價表、案例庫、項目庫、試題庫、試卷庫、視頻庫、實訓圖紙、技能競賽圖紙、企業實際生產零部件圖紙等。
3.網絡資源
本門課程作為學院精品課程已建成精品課程網站,除此以外教師還提供信息,鼓勵學生經常上其他專業數控加工網站汲取營養,開闊眼界,擴展思維。
4.校內實訓基地
目前本專業已建成與數控技術相關的多個實訓室和實訓中心,如表3所示。完善的校內實訓基地確保了實踐教學的順利開展,為培養學生的專業技能提供了保障。
表3 校內實訓基地表
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(五)校外實訓基地
根據數控專業培養計劃及相關核心課程教學需要,我院與深圳富士康、鴻超準、奇瑞汽車、惠州華通、樟樹金虎等多家企業建立了長期的合作機制,為課程的教學創建了產、學、研平臺。學生在校外實訓基地可完成職業素質培養、生產實習、畢業頂崗實習、畢業設計等,比較穩定的校外實踐基地網的形成是課堂教學的有效延伸。
七、課程改革
1.擬在數控加工中心新建數控模擬與加工專業機房一個,這樣就沒有了課時的限制,仿真模擬加工好了的話就可立即上真實機床加工,縮短了準備時間,提高教學效率。
2.擬在數控加工中心再購買多臺數控設備,改變現在的平均6~7人一臺機床設備的現狀,達到3~4人一臺機床設備,從而提高學生的平均操作時間,提高教學效果。
3.擬再聘用、引進企業高級技術人才,參與課程的教學與改革。
4.擬再培訓與進修現任教師。雖然我院數控技術專業專任教師皆來自于生產一線,且都有本科以上學歷,皆為雙師型教師,但在新技術、新工藝尤其是機床改造上仍然有許多不足。
《數控加工實訓技術》這門課程實現了課程設計崗位化,教學內容職業化,教學方法與手段多樣化、靈活化,教學單元程序化,教學資源豐富化,教學評價過程化、多元化。
[ 參 考 文 獻 ]
[1] 鄒完全.談“說課”必備的五要素[J].內江科技,2010(9):190.
[2] 王艷莉,等.《塑料成型工藝與模具設計》說課設計[J].職業教育研究,2012(10):92-94.
建設高度仿真的教學車間,并通過校企合作植入精益生產理念,充分利用與產業升級同步的仿真教學環境來實施工學結合,探索以學校為主導、同步產業升級的校企合作、工學結合人才培養,是提高人才培養質量和辦學水平的有效途徑。
一、現狀及問題
(一)數控技術應用專業所對應的產業發展快、人才要求高
隨著產業轉型升級,企業生產方式轉變,企業信息化、柔性化建設的深入推進,企業對數控人才的要求也日益發生變化。企業需要的不僅僅是一個會機械操作機床的工人,同時也要求其能全面理解和適應企業生產方式、熟知執行標準和操作規程、能進行有效溝通甚至能提出不同見解,創新性開展工作的技術技能型人才。
(二)職業學校人才培養質量滯后于生產實際
由于職業學校人才培養周期較長、教學理念相對落后、實訓環境規劃功能單一、專業教師對產業新發展了解不多、教材滯后等原因,數控專業教學普遍停留在單一、甚至滯后職業能力的培養,最終導致學生到企業工作需要經歷較長的不適期,無法滿足產業升級、企業生產方式轉變的現實需要,也不利于學生個人職業生涯的發展。究其原因,主要是學校在校期間的“學”與企業真實的生產的“工”不匹配、不結合。
二、努力求變
為改變學校人才培養的“學”與企業真實生產的“工”不匹配、不結合的狀況,學校在辦學實踐中進行了多種嘗試:
(一)承接生產任務
學校聯系企業為其加工零件,但企業出于多種原因考慮,下達學校加工任務的零件品種往往比較單一,工藝要素簡單,學生實踐一段時間就覺得沒有東西可學,工作隨意性較大,導致生產任務不能及時完成,企業對該合作方式興趣也逐漸減退。簡單承接生產任務的教學方法和內容,也遠遠達不到數控技術應用專業對人才培養的要求。
(二)聘請企業“能工巧匠”擔任兼職教師
一方面,企業兼職教師教學素質參差不齊,另一方面因與其業務沖突,大多不能保證正常教學時間。更重要的是,校內缺乏根據企業標準建設的實訓基地,企業技術人員“難為無米之炊”,教者“紙上談兵”,聽者“霧里看花”,教學效果并不理想。
以上探索實踐表明,在校企合作的過程中,學校雖然付出了滿腔熱忱,但總是感覺“被牽著鼻子走”,學校希望通過校企合作來實現工學結合的訴求總是無法滿足,更無法贏得主動。學校通過認真分析認為:在目前的大環境下,如果要讓學校教書育人的訴求從根本上得到保障,學校就應當在校企合作中始終掌握主動權,于是開始萌發了由學校作為建設主體,通過校企合作的方式建設一個在功能上既能“服務教學”又能“符合生產實際”的教學環境,探索人才培養同步產業升級路徑的想法。
三、探索實踐
學校的基本功能是人才培養,同時限于場地、人員、資金等條件,成立或經營一家生產企業不現實。然而根據企業標準和人才培養需要,模仿企業生產方式,建設仿真教學環境則是完全可行的,也可以達到實施“工學結合”的目的。經充分論證,學校決定對現有實訓基地進行徹底改造,通過由學校作為建設主體、仿真企業生產實際來確保所建教學環境的“服務教學”功能定位。通過選擇合適的合作企業,引入精益生產理念,融合企業生產、管理、文化等元素,并隨時根據產業升級進行更新,確保所建教學環境達到“符合生產實際”的效果。以先進的設施、實用的教學內容以及融教、學、做為一體的工作模式,探索實踐工學結合人才培養模式。
(一)挑選合作企業,運用先進載體進行建設
為確保數控技術應用專業實訓教學環境達到高度“仿真”效果,擇優選擇與具有指導企業實施精益生產實踐經驗的公司合作,學校投入資金,進行仿真教學環境建設,以精益生產為載體,建設仿真教學環境。衍生于汽車制造業的精益生產方式,是目前全球企業公認的先進的生產運營方式,也是我國制造業企業轉變生產方式的首選。該生產方式通過系統結構、人員組織、運行方式和市場供求等方面的變革,使生產系統能很快適應用戶需求的不斷變化,并能使生產過程中一切無用、多余的東西被精簡,最終達到生產各方面的最好結果。
(二)與企業深度合作,實施多項舉措確保高度仿真
按照精益生產要求,建設高度仿真教學車間,把車間搬進課堂:
1.改善教學環境,實行5S管理。按實訓內容劃分功能區,撤走多余物料,形成數控銑加工實訓區、加工中心實訓區、質量確認站等9個區域。整理實訓器具,包括數控機床安裝接油盤,防止漏液,有利于教學環境的整潔。電氣管線重新鋪設,做到安全美觀整齊。統一安全防護標識、操作警示標識的制作和張貼。將教學環境仿真改造成生產工作環境。
2.引入企業規范,完善操作規程及教學流程。參照實施精益生產的企業生產車間,結合工作內容,制定《標準化操作單》等40個管理文件,設計看板管理。參照生產工作流程,制定“班前會-計劃布置-上機操作-過程記錄-質量確認-小組匯報-班后總結”一日教學流程等。
3.融入精益生產內容,編寫實用教材。結合教學車間設施及數控加工工作內容,編寫《標準化操作》、《標準工位管理》等實用教材,使之成為師生將精益生產融會貫通的工作和學習手冊。
(三)產業升級與企業生產方式轉變同步,實施人才培養
1.將企業轉變生產方式的要求融入課程標準。由專業帶頭人負責組建團隊,企業精益生產工程師與教師共同參與,開展企業實地調研、網絡調研,召開工作任務分析會,分析產業轉型升級、企業轉變生產方式對數控加工人才需求,分解數控加工崗位職業能力與職業資格要求,根據企業轉變生產方式的全面要求確定數控技術應用專業核心課程的課程定位、知識、能力與態度目標。準確定位課程目標有利于數控機床操作與編程能力、精益生產與班級管理能力、團隊合作精神、職業素養等能力的培養。以數控機床常規操作為基礎,精益生產能力培養為重點,制訂課程標準及專業教學標準。
2.按精益生產方式構建校內仿真環境工學結合實訓模式。一是按精益生產的工作流程,制定教學規范流程,規定教師教學和學生學習的相關步驟和內容,每個步驟和內容明確所需要使用的管理文件。二是落實記錄表單,加強考核管理。每項工作都有相應的《記錄單》記錄工作內容,《記錄單》包括設備點檢記錄、工位5S點檢記錄、質量檢驗記錄等。每天由班長或組長進行出勤考核、工作完成情況考核等。三是實行物料定置管理。通過整理,把實訓過程中不需要的東西清除掉,不斷改善實訓課堂現場環境。通過整頓,促進人和物的有效結合,做到一物一位,實現實訓現場管理規范化和科學化。四是突出質量意識培養。標準工位操作要求學生進行自檢和互檢,產品的最終檢驗則在質量確認站進行,由質量確認站對產品質量進行確認和管理,確保不傳遞缺陷產品,同時把質量信息及時反饋到標準操作工位,遏制缺陷的再次發生。五是實施5S管理。使用5S定置圖對標準工位的5S進行維護,使用5S點檢表對實訓現場的5S進行維護,通過規范的看板文件,告訴教師和學生標準工位物品的擺放要求及維護標準。通過5S點檢表讓教師和學生保持對實訓現場的定期檢查,并要求師生隨時保持現場的清潔和整齊,進而營造一個良好的實訓環境。六是采用分層審計制度,按職責將實訓現場管理人員分為三層,并規定每層審計人員及審計頻次。通過分層審計,監督各項規范管理措施的落實,確保制定的各項制度得到嚴格遵守和執行。
按項目引領、任務驅動模式設計的教學項目,輔以基于工作過程的精益生產工作方式,讓學生從進入實訓車間的第一刻起,便融入精益生產知識的學習,教與學始終圍繞“人人都有改善的能力,事事都有改善的余地”的精益學習目標,使學生在濃厚的氛圍中感悟學習精益生產內涵,不斷強化工作能力,培養團隊合作精神,實現工學結合。
3.通過仿真教學環境強化學生綜合職業素質培養。仿真教學環境的管理和使用,折射出的企業環境和文化,有利于提高學生學習的主動性和參與性,促進學生對企業文化的認同感和職業歸屬感,在潛移默化中提升學生職業素質。
四、體會與思考
(一)選擇的合作企業,應注重考慮能否為專業建設和發展提供真實或高度仿真的生產環境,是否全身心為專業教學服務。