車床刀架螺釘?shù)墓に囋O(shè)計(jì)與加工教學(xué)實(shí)踐研究

摘

要：隨著智能制造、數(shù)字化控制技術(shù)的迅猛發(fā)展，企業(yè)對(duì)數(shù)控加工綜合型應(yīng)用人才需求逐年提升。在此背景下，對(duì)數(shù)控專業(yè)人才的培養(yǎng)提出了挑戰(zhàn)。文章以職業(yè)院校技能大賽教學(xué)能力比賽為契機(jī)，結(jié)合數(shù)控車銑模塊化實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目中的車床刀架螺釘?shù)墓に囋O(shè)計(jì)與加工項(xiàng)目教學(xué)實(shí)踐為例，從作品的教學(xué)整體設(shè)計(jì)、課堂教學(xué)實(shí)施、教學(xué)實(shí)施成效、反思與改進(jìn)等四個(gè)方面進(jìn)行分析，展示了數(shù)控專業(yè)人才培養(yǎng)的實(shí)訓(xùn)過(guò)程與創(chuàng)新特色，并闡述了“知、引、明、探、析、示、練、講、拓”的三階段九環(huán)節(jié)教學(xué)過(guò)程，在課堂中有效幫助學(xué)生提升綜合技能。同時(shí)，采用過(guò)程評(píng)價(jià)與理實(shí)一體、小班制教學(xué)模式，融合有效的信息化手段，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。關(guān)鍵詞：數(shù)控技術(shù)；刀架螺釘加工；實(shí)施報(bào)告；教學(xué)設(shè)計(jì)一、整體教學(xué)設(shè)計(jì)（一）模塊內(nèi)容分析“車床刀架螺釘?shù)墓に囋O(shè)計(jì)與加工”是數(shù)控技術(shù)應(yīng)用專業(yè)二年級(jí)上學(xué)期開(kāi)設(shè)的“數(shù)控技術(shù)應(yīng)用”專業(yè)核心課程中的第三個(gè)項(xiàng)目，本項(xiàng)目在專業(yè)課程體系中起承前啟后的作用，在學(xué)生具備了機(jī)械加工基本認(rèn)知與實(shí)踐能力的基礎(chǔ)上，以就業(yè)為導(dǎo)向，培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)崗位能力。本項(xiàng)目包括：螺釘測(cè)繪、工藝制訂、程序編制、仿真加工、車銑加工、精度檢測(cè)、項(xiàng)目拓展與總結(jié)等七項(xiàng)任務(wù)。教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)了“知、導(dǎo)、明、探、析、示、練、講、拓”三階段九環(huán)節(jié)教學(xué)過(guò)程，采用理實(shí)一體、小班制教學(xué)、輪崗學(xué)習(xí)模式，將職業(yè)素養(yǎng)養(yǎng)成和崗位技能積累貫穿始終。堅(jiān)持立德樹(shù)人、以技能為核心，對(duì)接國(guó)家1+X證書(shū)制度，提升學(xué)生職業(yè)素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生勞動(dòng)觀念和工匠精神。（二）學(xué)情分析授課對(duì)象為中職二年級(jí)數(shù)控技術(shù)應(yīng)用專業(yè)學(xué)生，通過(guò)前導(dǎo)課程學(xué)習(xí)，理論方面，學(xué)生已經(jīng)掌握了機(jī)械基礎(chǔ)、機(jī)械制圖、公差與配合等專業(yè)知識(shí)；技能方面，開(kāi)展了鉗工、車工、銑工等實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)，學(xué)生對(duì)機(jī)械加工有了一定的認(rèn)知與技能掌握，為本課程的項(xiàng)目開(kāi)展奠定了基礎(chǔ)。（三）教學(xué)目標(biāo)根據(jù)人培方案與課程標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合學(xué)情分析與學(xué)生實(shí)際，確定了完成刀架螺釘測(cè)繪、加工工藝制訂、加工程序編制的知識(shí)目標(biāo)；刀架螺釘?shù)姆抡婕庸づc實(shí)操加工的技能目標(biāo)，并提升學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)助、溝通與協(xié)調(diào)的能力，養(yǎng)成良好的職業(yè)素養(yǎng)與精益求精的工匠精神。（四）教學(xué)資源主要包括智慧職教、微課、視頻、虛擬仿真、數(shù)控機(jī)床、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、CAD/CAM軟件等信息化資源輔助教學(xué)，實(shí)現(xiàn)全程教學(xué)管理，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集，個(gè)性化學(xué)習(xí)和差異化指導(dǎo)，有效整體提升教學(xué)質(zhì)量。（五）教學(xué)策略遵循“學(xué)生主體，教師主導(dǎo)”的教學(xué)理念，采用理實(shí)一體、小班制教學(xué)模式，引入實(shí)用性零件加工案例，用專業(yè)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。同時(shí)，項(xiàng)目設(shè)計(jì)的子任務(wù)之間相輔相成，具有承前啟后、相互聯(lián)系、依次遞進(jìn)的特點(diǎn)。以職業(yè)能力培養(yǎng)為目標(biāo)，通過(guò)任務(wù)驅(qū)動(dòng)、理實(shí)一體的課堂，引導(dǎo)學(xué)生自主探究、小組合作，最終有效實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。二、教學(xué)實(shí)施過(guò)程（一）課前啟化課前在智慧職教平臺(tái)推送學(xué)習(xí)資料，發(fā)布課前數(shù)控車床安全操作規(guī)程視頻與刀架螺釘車削加工步驟流程單，學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)控車床安全操作規(guī)程視頻，進(jìn)一步提升安全操作意識(shí)，確保實(shí)操過(guò)程中避免出現(xiàn)安全事故。小組間頭腦風(fēng)暴分析刀架螺釘車削加工的步驟，理清車削加工思路與每步加工作用，做到實(shí)操加工標(biāo)準(zhǔn)化，提高加工效率。掃描二維碼，完成課前練習(xí)題目，學(xué)生鞏固固有知識(shí)的同時(shí)，也能進(jìn)一步了解知識(shí)掌握的情況。（二）課中內(nèi)化課中包括引任務(wù)、明目標(biāo)、探方案、析原理、示操作、練技能、講收獲7個(gè)環(huán)節(jié)，具體如下：1.引任務(wù)。根據(jù)刀架螺釘仿真加工查詢系統(tǒng)，小組上臺(tái)總結(jié)與分析，對(duì)仿真中出現(xiàn)的對(duì)刀、測(cè)量、正確操作、程序運(yùn)行、精度控制等常見(jiàn)仿真操作問(wèn)題進(jìn)行集中講解，并提出解決方案，指導(dǎo)實(shí)際加工，避免出現(xiàn)相同錯(cuò)誤。同時(shí)，闡述刀架螺釘加工工步，理清實(shí)操加工步驟，弄清楚每步作用與目的，從而保證實(shí)操按標(biāo)準(zhǔn)逐步完成。最后，導(dǎo)入本次課堂任務(wù)，完成刀架螺釘?shù)能囅骷庸?，通過(guò)師生共同探討，明確學(xué)習(xí)目標(biāo)與加工過(guò)程。2.明目標(biāo)。依據(jù)學(xué)情分析與學(xué)生實(shí)際情況，制訂課堂學(xué)習(xí)目標(biāo)。（1）掌握操作員崗位職責(zé)及數(shù)控車床操作原理；（2）在數(shù)控車床上完成刀架螺釘車削加工；（3）養(yǎng)成積極的勞動(dòng)觀念與工匠精神。3.探方案。在明確實(shí)操任務(wù)與仿真加工的基礎(chǔ)上，通過(guò)生生、師生共同討論，確定刀架螺釘實(shí)操加工方案。主要包括：（1）準(zhǔn)備工作方案：包括刀架螺釘圖紙分析、加工工藝、加工程序、仿真問(wèn)題解決等前導(dǎo)知識(shí)梳理與確認(rèn)；（2）實(shí)操加工方案：包括工量刀具準(zhǔn)備與清點(diǎn)、操作加工步驟流程單、實(shí)操及仿真加工過(guò)程梳理、突發(fā)應(yīng)急處理方案等；（3）安全操作方案：包括設(shè)備維護(hù)與保養(yǎng)，嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)備安全操作規(guī)程。不盲目、野蠻、暴力操作，每個(gè)步驟都必須經(jīng)2次以上的確認(rèn)后方可進(jìn)行下一步操作。4.析原理。根據(jù)實(shí)操任務(wù)，要求學(xué)生進(jìn)行“操作員崗位職責(zé)與要求”學(xué)習(xí)，明確操作員工作任務(wù)；小組間根據(jù)任務(wù)與工藝要求，準(zhǔn)備工量刀具，并規(guī)范放置擺放，確保齊全；同時(shí)，學(xué)習(xí)“數(shù)控車床安全操作規(guī)程”，進(jìn)一步強(qiáng)化安全與規(guī)范操作，小組討論，師生互動(dòng)，羅列重點(diǎn)環(huán)節(jié)注意事項(xiàng)，包括裝刀及對(duì)刀、裝夾與校正、程序與仿真、程序運(yùn)行與精度控制、過(guò)程精度檢測(cè)等，確保重點(diǎn)環(huán)節(jié)零出錯(cuò)。5.示操作。根據(jù)前導(dǎo)任務(wù)中刀架螺釘加工工藝分析，實(shí)操加工時(shí)主要包括螺釘?shù)耐鈭A與螺紋兩個(gè)部分加工，為規(guī)范操作與確保刀架螺釘加工質(zhì)量，依托希沃投屏助手，教師現(xiàn)場(chǎng)投屏示范加工，學(xué)生可通過(guò)投屏近距離觀看操作直播視頻，有效學(xué)習(xí)螺釘加工方法。示范教學(xué)中，主要包括：（1）數(shù)控車床安全操作規(guī)范強(qiáng)調(diào)，如工裝穿戴、工量夾具規(guī)范使用與擺放，設(shè)備正確操作與維護(hù)管理、6S管理等；（2）刀架螺釘示范加工，包括刀具與毛坯安裝、對(duì)刀操作、程序上傳、程序校驗(yàn)，試切加工、零件加工、精度控制、磨耗補(bǔ)償、精度檢測(cè)等；示范的同時(shí)，闡述過(guò)程關(guān)鍵點(diǎn)及注意事項(xiàng)，有效規(guī)范加工過(guò)程與設(shè)備操作；（3）小組上臺(tái)分享教師示范要領(lǐng)，并提出疑惑，師生共同討論解決加工困惑問(wèn)題，并將示范操作視頻上傳學(xué)習(xí)平臺(tái)，學(xué)生可根據(jù)學(xué)習(xí)情況隨時(shí)在線進(jìn)行再次學(xué)習(xí)。6.練技能。依托數(shù)控車床，完成刀架螺紋車削部分的實(shí)操加工。根據(jù)車間設(shè)備實(shí)際情況，2人每組，分工協(xié)助，共同完成。在實(shí)操過(guò)程中，學(xué)生嚴(yán)格按照設(shè)備安全操作規(guī)程，根據(jù)零件加工工藝，安全、有序地完成實(shí)操任務(wù)。過(guò)程中，教師全程巡查與指導(dǎo)，及時(shí)糾錯(cuò)和規(guī)范學(xué)生操作，并記錄學(xué)生安全、操作、工藝、加工、測(cè)量、素養(yǎng)等相關(guān)方面存在的問(wèn)題，注重過(guò)程數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)，時(shí)刻踐行良好的職業(yè)素養(yǎng)與工匠精神理念，有效實(shí)現(xiàn)專業(yè)能力和職業(yè)素養(yǎng)的雙提升。7.講收獲。實(shí)操任務(wù)結(jié)束后，對(duì)各組作品進(jìn)行即時(shí)評(píng)價(jià)，主要包括過(guò)程與作品評(píng)價(jià)。根據(jù)過(guò)程巡查，主要評(píng)價(jià)學(xué)生過(guò)程中設(shè)備的正確操作與否、安全操作意識(shí)、設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)、有無(wú)撞刀打刀、加工參數(shù)設(shè)置、加工質(zhì)量意識(shí)、職業(yè)素養(yǎng)等進(jìn)行考評(píng)；根據(jù)零件檢測(cè)結(jié)果，主要評(píng)價(jià)學(xué)生作品是否符合圖紙要求，對(duì)零件的尺寸公差、形位公差、表面粗糙度等進(jìn)行考評(píng)。通過(guò)綜合評(píng)價(jià)，對(duì)學(xué)生任務(wù)的完成情況可實(shí)現(xiàn)及時(shí)了解。同時(shí)，對(duì)優(yōu)秀作品進(jìn)行表彰，對(duì)不足作品提出要求，提煉出生成性的共性問(wèn)題集中進(jìn)行解析。（三）課后轉(zhuǎn)化其一，以數(shù)控操作員崗位職責(zé)要求，體驗(yàn)崗位技能，關(guān)注企業(yè)能工巧匠、技能大師、大國(guó)工匠成長(zhǎng)事跡，學(xué)習(xí)先進(jìn)，舉一反三，拓展理念，夯實(shí)技能。其二，關(guān)注微信公眾號(hào)中相關(guān)零件加工方法與案例，了解新工藝、新方法、新技術(shù)。其三，線上完成課后理論測(cè)試，鞏固所學(xué)知識(shí)，提升綜合問(wèn)題解決能力。三、教學(xué)實(shí)施成效（一）教學(xué)效果1.德技并修、工學(xué)結(jié)合，強(qiáng)化學(xué)生專業(yè)技能和職業(yè)素養(yǎng)的培養(yǎng)。為適應(yīng)新時(shí)代技能人才需求，本課程以培養(yǎng)學(xué)生綜合技能與素養(yǎng)為理念，在教學(xué)中，注重學(xué)生綜合技能培養(yǎng)，將理論知識(shí)體現(xiàn)于技能實(shí)踐任務(wù)中，課堂采用理實(shí)一體，工學(xué)結(jié)合，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣高，技能學(xué)習(xí)好，真正強(qiáng)化了學(xué)生專業(yè)技能和職業(yè)素養(yǎng)的培養(yǎng)。2.重難點(diǎn)突出、知行合一。針對(duì)任務(wù)實(shí)施與學(xué)生接受情況不同，因材施教，靈活組織課堂。刀架螺釘?shù)墓に囋O(shè)計(jì)及編程與實(shí)操加工是項(xiàng)目任務(wù)的重、難點(diǎn)，根據(jù)前導(dǎo)課程任務(wù)實(shí)施情況，采用工藝模板連線、工藝卡、工序單、虛擬仿真驗(yàn)證等直觀的教學(xué)手段，把難以理解的知識(shí)點(diǎn)變得易理解、易掌握。3.數(shù)字化數(shù)控實(shí)訓(xùn)車間，理實(shí)一體，小班制項(xiàng)目教學(xué)，打造安全有序、氣氛活躍的高效課堂。為有效提升學(xué)生綜合技能，采用小班輪崗制，訓(xùn)練內(nèi)容涵蓋車、銑復(fù)合加工技術(shù)。教學(xué)中，培養(yǎng)學(xué)生一專多能、一崗多責(zé)的職業(yè)理念，通過(guò)典型零件車、銑復(fù)合加工項(xiàng)目的開(kāi)展，學(xué)生有效學(xué)習(xí)數(shù)控綜合加工技術(shù)，培養(yǎng)復(fù)合型高素質(zhì)技能人才。4.關(guān)注學(xué)習(xí)過(guò)程成長(zhǎng)，實(shí)施多元的教學(xué)手段與評(píng)價(jià)，對(duì)“教與學(xué)”的教學(xué)全過(guò)程進(jìn)行信息采集。在教學(xué)中，以學(xué)生為主體，關(guān)注每個(gè)任務(wù)實(shí)施情況，運(yùn)用多媒體一體機(jī)、教學(xué)平臺(tái)、演示視頻、實(shí)物投屏、虛擬仿真、示范操作、實(shí)操加工等多元化的教學(xué)手段，拓展了學(xué)生的學(xué)習(xí)形式。對(duì)項(xiàng)目開(kāi)展實(shí)施全過(guò)程進(jìn)行評(píng)價(jià)，包括教師評(píng)價(jià)、學(xué)生自評(píng)、小組互評(píng)、在線測(cè)試、職業(yè)素養(yǎng)等，有效開(kāi)展課堂考核與評(píng)價(jià)。5.利用數(shù)字化信息教學(xué)平臺(tái)與數(shù)控實(shí)訓(xùn)車間的有效結(jié)合，改變了傳統(tǒng)的“教與練”教學(xué)模式，提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與主觀能動(dòng)性。數(shù)字化信息教學(xué)平臺(tái)，讓課堂內(nèi)容生動(dòng)起來(lái)，知識(shí)可以是形象的視頻或有趣的圖片，模擬練習(xí)都能在平臺(tái)上完成，能很好地與數(shù)控實(shí)訓(xùn)車間相結(jié)合，通過(guò)線上模擬和線下操作，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，激發(fā)學(xué)生興趣，提升學(xué)習(xí)效果。（二）特色創(chuàng)新1.依托專業(yè)知識(shí)與技能，解決實(shí)際加工問(wèn)題，提升學(xué)生分析與解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)了良好的勞動(dòng)習(xí)慣與理念。車床刀架螺釘為易耗易損件，實(shí)訓(xùn)中，刀架螺釘易出現(xiàn)滑絲、變形，導(dǎo)致失效的情況，本項(xiàng)目以解決刀架螺釘失效的實(shí)際問(wèn)題，依靠所學(xué)專業(yè)知識(shí)與技能，分析刀架螺釘從測(cè)繪、工藝、編程、仿真、加工、檢測(cè)等技術(shù)環(huán)節(jié)進(jìn)行突破。完成刀架螺釘?shù)纳a(chǎn)加工，解決實(shí)際問(wèn)題的同時(shí)，提升學(xué)生分析與解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)良好的勞動(dòng)習(xí)慣與理念。2.結(jié)合企業(yè)實(shí)際崗位職業(yè)技能與要求，有效突破項(xiàng)目任務(wù)重難點(diǎn)。本項(xiàng)目采用課前啟化、課中內(nèi)化、課后轉(zhuǎn)化的教學(xué)模式，關(guān)注學(xué)生全過(guò)程發(fā)展，深入學(xué)習(xí)情境。為了突破重、難點(diǎn)，注重教學(xué)整體設(shè)計(jì)，以就業(yè)為導(dǎo)向，項(xiàng)目任務(wù)對(duì)接企業(yè)崗位需求，將項(xiàng)目任務(wù)所學(xué)知識(shí)及技能與企業(yè)崗位制圖員、工藝員、編程員、仿真員、操作員、質(zhì)檢員有效對(duì)接。通過(guò)任務(wù)的開(kāi)展，學(xué)生扮演其角色，學(xué)習(xí)崗位的知識(shí)及技能點(diǎn)，學(xué)生體驗(yàn)崗位的同時(shí)，大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與主觀能動(dòng)性。3.由單一化實(shí)訓(xùn)模式向綜合性技能訓(xùn)練的創(chuàng)新轉(zhuǎn)變，對(duì)接企業(yè)綜合素質(zhì)人才培養(yǎng)，與時(shí)俱進(jìn)，提高專業(yè)技術(shù)應(yīng)用能力。傳統(tǒng)的實(shí)訓(xùn)模式以單個(gè)工種訓(xùn)練為主，項(xiàng)目單一、技能單一，學(xué)生綜合技能難以提升。本課程為機(jī)械零件數(shù)控綜合加工，通過(guò)重構(gòu)教學(xué)項(xiàng)目，將項(xiàng)目任務(wù)分解為多個(gè)相互關(guān)聯(lián)，依次遞