數(shù)控編程課程教學研究

開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的1篇數(shù)控編程課程教學研究，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。

摘要：文章介紹了數(shù)控編程課程教學改革實踐，其包括：以典型零件作為學習載體，設(shè)計了包括探究新知、工藝編制、仿真加工以及機床加工四個環(huán)節(jié)并形成外循環(huán)，每個環(huán)節(jié)內(nèi)均通過發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題三個步驟形成內(nèi)循環(huán)；融合了線上線下混合式教學模式；建立了學生分組合作、討論和四個維度相結(jié)合的多元評價方式機制等。教學效果表明，通過內(nèi)外循環(huán)模型不斷迭代，知識的裂變最終帶來技能的聚變，提高了學生的實踐能力，提升了教學團隊的業(yè)務水平，培養(yǎng)了其團隊協(xié)作、精益求精的工匠精神。

關(guān)鍵詞：課程改革；數(shù)控編程；混合式教學

《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》指出，培養(yǎng)工程實踐能力和創(chuàng)新能力強的工程技術(shù)人才是高校創(chuàng)新實踐教學的重要任務[1]?！吨袊逃F(xiàn)代化2035》指出利用現(xiàn)代技術(shù)加快推動人才培養(yǎng)模式改革，實現(xiàn)規(guī)?；逃c個性化培養(yǎng)的有機結(jié)合[2]。《江蘇省“十四五”教育發(fā)展規(guī)劃》指出完善德技并修、工學結(jié)合的育人模式，弘揚勞模精神和工匠精神，強化實驗、實訓、實習等實踐教學體系的質(zhì)量管理。適應生源多樣化特點，深入推進課堂教學改革，實施行動導向教學，推廣線上線下混合式教學、理實一體教學等新型教學模式[3]。數(shù)控編程是面向高職數(shù)控技術(shù)專業(yè)開設(shè)的一門專業(yè)核心課程，是理論與實踐一體化的課程。通過對課程的教學改革，旨在通過培養(yǎng)學生綜合分析和可持續(xù)發(fā)展能力，為其將來從事數(shù)控設(shè)備操作員、質(zhì)量檢驗員以及加工工藝編制員等崗位工作打下基礎(chǔ)，同時，也培養(yǎng)其團隊協(xié)作、精益求精的工匠精神。

1教學設(shè)計

本課程在專業(yè)課程體系中處于承前啟后的地位。課程開設(shè)在第三學期，在本課程之前，學生們已學習了機械圖樣的識讀與繪制、普車技能實訓、數(shù)控機床原理課程，具備了初步的識讀零件圖紙、普通車床操作等能力。本課程將進一步提升學生在軸類零件圖紙方面的識讀能力，強化工卡量具的使用能力，同時培養(yǎng)手工編程與機床調(diào)試校驗的能力，并逐步踐行精益求精的理念。同期開課的課程有數(shù)控加工工藝，與本課內(nèi)容都有相關(guān)性，課程之間可以相互補充，相互促進。本課程的學習還將為后續(xù)學習數(shù)控車床加工技能訓練課程及完成畢業(yè)設(shè)計、頂崗實習奠定基礎(chǔ)。本課程響應《國家職業(yè)教育改革實施方案》的號召，基于“中國制造”向“優(yōu)質(zhì)制造”“精品制造”轉(zhuǎn)型的背景，面對服務企業(yè)轉(zhuǎn)型升級對數(shù)控技術(shù)人才的需求，緊密貼合地方經(jīng)濟發(fā)展，對接校企合作企業(yè)，對標“1+X”數(shù)控車銑加工職業(yè)技能等級要求，將教學內(nèi)容整合并融入三大模塊中。以企業(yè)典型工作任務為載體組織教學內(nèi)容，以實現(xiàn)學生的全面、自由、個性化發(fā)展為目標，滲入“德技并修、立德樹人”的教育理念，最終實現(xiàn)培養(yǎng)高素質(zhì)、高技能復合型人才的目標。

1.1教學內(nèi)容處理

課程按照零件常見加工類型分為軸、盤、套三個模塊，每個模塊根據(jù)零件加工的難易程度劃分為“簡單零件加工”和“復雜零件加工”兩個項目。加工難度與要求從模塊、項目到任務，皆遵循由簡單到復雜的原則，模塊知識呈并列關(guān)系分布。每個任務均采用企業(yè)真實或典型的零件為教學載體，逐步滲入數(shù)控手工編程的相關(guān)知識，并通過引入自動編程和技能大賽任務工藝分析，實現(xiàn)崗、課、賽、證綜合育人的同時，滿足當前行業(yè)發(fā)展對高技能技術(shù)人才的需求，有利于學生構(gòu)建復合型的職業(yè)能力[4]。每個項目由四個任務構(gòu)成，選用典型零件圖作為學習載體，綜合考核項目四個任務所涉及指令，由淺入深構(gòu)建教學情景，完成零件加工的學習。將職業(yè)素養(yǎng)的養(yǎng)成和崗位技能貫穿始終，每個任務由“探究新知”“工藝編制”“仿真加工”“機床加工”四大環(huán)節(jié)構(gòu)成，緊扣企業(yè)生產(chǎn)加工流程，通過問題牽引的方式將任務難度分解，實現(xiàn)理論知識與能力技能的自然過渡。在虛實結(jié)合的情境中幫助學生順利完成知識遷移、應用等問題，推進“三全育人”，踐行知行合一。

1.2教學策略分析

通過對機械制造企業(yè)工作崗位的調(diào)研以及日常教學反思總結(jié)可知，本課程主要的教學重難點是編程代碼格式、走刀軌跡路線理解以及程序的編程思路。堅持以學生為本，以典型工作任務為載體，以工作過程為導向，采用混合式教學模式，多維互動化解教學重難點；將課堂教學與真實任務和真實問題相聯(lián)系，在虛實結(jié)合的情境中引導學生小組協(xié)作、自主探究；以復合循環(huán)指令應用為主線，貫穿課堂始終，突出教學重點；采用看（觀看視頻）、論（小組討論）、練（學生練習）、評（環(huán)節(jié)點評）化解教學難點。課前學生在豐富的自錄微課資源的協(xié)助下通過“職教云”平臺參與在線討論，在線測試等方式完成課前預習，教師根據(jù)學生預習情況及時調(diào)整教學策略。課中通過職業(yè)情景的創(chuàng)設(shè)，由質(zhì)疑舊知引入新知，以問題牽引新知探究，引導學生主動思考探索，完成理論知識儲備?；顚W活用，嘗試編制零件加工工藝，并通過斯沃仿真軟件校驗程序編制正確與否，在此過程中不斷發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，修改完善任務加工程序，學會經(jīng)驗共享，借助團隊力量完成任務，最終完成零件的真實加工。

1.3教學資源

課程教材主要采用課題組教師團隊自主開發(fā)的校本教材，貼切師生實際教學需求，該教材為新型的立體化教材，具備以下兩個主要特點：⑴教學內(nèi)容新穎。緊跟機械行業(yè)發(fā)展方向，與企業(yè)合作開發(fā)建設(shè)，提供了最新的零件加工工藝案例。⑵教學資源豐富。有配套的課件、視頻、動畫、微課、仿真軟件及信息化教材等，豐富的信息化資源可以對課程的實施起到很好的支撐作用，常用的資源主要有四個：——國家職業(yè)教育專業(yè)教學資源庫標準化課程，對本課程的實施起到很好的補充和支撐；——校級特色在線開放課程數(shù)控編程與仿真加工，可有益地拓展本課程的知識領(lǐng)域；——在“職教云”平臺中構(gòu)建屬于自己的在線教學環(huán)境，為自己的學生開設(shè)專屬在線課程，方便開展線上線下混合教學；——教師自己錄制豐富的微課資源，在縱向延伸知識點深度的基礎(chǔ)上，解決教師工作量大且重復的問題，便于實施分層次教學。

1.4教學評價

結(jié)合技能大賽、技能鑒定和企業(yè)評價標準，采取“自評+互評、企業(yè)+教師、線上+線下、過程+結(jié)果”四個維度相結(jié)合的多元評價方式，側(cè)重于對學生學習態(tài)度、學習能力、職業(yè)素養(yǎng)、勞動意識及安全環(huán)保意識方面的考核。教師提前將學生自評、小組互評的考核內(nèi)容錄入“問卷星”考試平臺并生成二維碼，課上學生用手機掃碼進行評價，教師用Pad在線打分，方便快捷。學生在“職教云”平臺的課前自學、在線測試成績、課堂學習軌跡記錄等均由平臺自動記錄，生成過程性評價；同學之間相互對學習態(tài)度和協(xié)作能力等進行主觀性評價；教師對學生在線提交的任務仿真過程報告、模型實物加工給出總結(jié)性評價；課后線上聯(lián)系企業(yè)技術(shù)員，進行產(chǎn)品驗收，從而形成多元化的動態(tài)考評體系。多元化的評價手段改善學習習慣，優(yōu)化學習方法。

2教學實施

為了清楚地描述教學實施過程，以工藝品葫蘆模型為加工對象，采用線上線下混合的教學模式，利用網(wǎng)絡(luò)課程資源實現(xiàn)翻轉(zhuǎn)課堂，讓學生在課前時間完成自主學習，課堂上教師與學生之間充分互動，解答疑惑、匯報討論，課后線上交流，從而達到更好的教學效果。

2.1課前預習

課前學生通過職教云平臺觀看視頻，參與在線討論，在線測試等方式完成課前預習。教師根據(jù)學生預習情況及時調(diào)整教學策略。

2.2課中探究

遵循學生的認知規(guī)律，以工作任務為載體，將思政教育貫穿始終，教學活動依次設(shè)計為新知探究、工藝編制、仿真加工和機床加工四個環(huán)節(jié)。

2.2.1新知探究環(huán)節(jié)

課堂導入，播放《葫蘆娃》視頻，激發(fā)學生興趣的同時，使學生明白“福祿萬代”的寓意，講解彝族史詩《梅葛》漢、傣、彝、藏、白、回等九個民族，都是從一個葫蘆里走出來的親兄弟。在明確本次教學任務的同時，潤無聲色地進行中國傳統(tǒng)文化教育。⑴下發(fā)任務，任務分析提問：能否利用舊知G71，完成該圖程序編程？如果不行？什么原因？通過對兩組刀軌進行演示對比，喚起舊知，引出新知指令，提高學習積極性。⑵新知探究播放G73指令軌跡動畫，提問該畫中所包含哪些要素？直觀形象地將三個問題呈現(xiàn)給學生。學生根據(jù)課前預習新知掌握情況，小組代表利用仿真軟件進行操作演示，觀看走刀軌跡，學生代表舉手發(fā)言，教師布置測試題。學生分享對三個問題的掌握情況，說出各個參數(shù)的含義，通過逐步深化，為工藝編制奠定基礎(chǔ)。

2.2.2工藝編制

⑴情境引入，明確任務在理解G73指令之后，完成工藝卡片編制，組織各小組工藝方案匯報。小組代表闡述組內(nèi)方案后，點評，確定最終工藝方案。⑵任務實施圓弧加工注意什么？對圓弧的加工，如何避免刀具干涉？引導學生去想象，教師采用軟件仿真呈現(xiàn)干涉現(xiàn)象。教師巡回指導答疑，觀看學生編程進度，回答學生疑惑。⑶階段評價對工藝分析這一環(huán)節(jié)中出現(xiàn)的問題進行點評，集中講授學生出現(xiàn)共性的問題。在總結(jié)點評的基礎(chǔ)上，加深對G73指令的理解以及如何選擇不同刀片的應用場合。最后，評選葫蘆工藝編制最快學生。

2.2.3仿真加工

⑴情境引入，明確任務播放三秦工匠李曉佳事跡，對學生進行教育，學習主人公追求卓越的精神，執(zhí)念細節(jié)的態(tài)度。使學生明白工匠精神應成為人生的價值標高，成為人才質(zhì)檢的衡量標尺，零件加工務必精益求精[5]。任何一把刀尖都不可能絕對鋒利，在刀尖處都存在一個圓弧半徑，進而導致過切或少切，從而引出新知指令刀尖圓弧半徑。⑵任務實施如何保證圓弧的精度？即將原來控制刀尖的軌跡轉(zhuǎn)化為控制刀尖圓弧圓心的運動軌跡。通過教師的講解，學生掌握刀補和刀沿方位號的判別方法，以及如何對刀的方法。教師演示操作，以R2圓弧刀為例，采用G42，刀沿號為8，R2，X軸正常對刀，Z軸對刀為2。學生觀看仿真演示操作過程，掌握刀補的方法。教師巡回指導，收集問題，學生通過微課自學+組內(nèi)討論+教師答疑，解決葫蘆模型仿真加工出現(xiàn)的各種報警信息，記錄問題。完成葫蘆模型加工后，網(wǎng)上提交作品。⑶階段評價對該環(huán)節(jié)中出現(xiàn)共性的問題進行點評，特別強調(diào)國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的指令和FANUC系統(tǒng)的不同之處。各組代表匯報本組出現(xiàn)的問題，其他同學查漏補缺，在教師點評的基礎(chǔ)上，固化新知，最終化解難點。最后，提交斯沃仿真軌跡過程成績，參與仿真之星評選。

2.2.4機床加工

⑴情境引入，明確任務實施播放國產(chǎn)數(shù)控設(shè)備加工視頻，雖然國產(chǎn)數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)確實取得很大發(fā)展，但距離工業(yè)強國的數(shù)控機床水平還遠遠不夠。通過教師的教育，激發(fā)學生愛國熱情，好好學習，報效祖國。⑵任務實施師生一起整理服裝，確保領(lǐng)口，拉鏈，袖口扎緊，養(yǎng)成文明生產(chǎn)習慣。巡回指導，適度點撥，引導學生找出原因及解決措施。注意加工過程中對刀是否正確，退刀是否合理，工件是否裝夾牢靠等安全問題，安全第一，做好督察工作。學生裝夾工件、刀具，對刀操作，編程人員將仿真校驗后的程序輸入到數(shù)控機床，校驗程序。觀看粗加工走刀軌跡，注意安全，檢測加工余量，調(diào)整刀補，進行精加工。加工完畢，取下工件，工具收納，場地清潔按照6S標準，規(guī)范放置工卡量具，整理現(xiàn)場。經(jīng)過程序編程、軟件仿真以及機床加工三個環(huán)節(jié)的不斷迭代，自然而然地化解教學難點。⑶階段評價監(jiān)督學生進行零件質(zhì)量檢驗，提醒規(guī)范使用量具，正確測量。各組學生按照葫蘆評分標準完成自檢與互檢檢測。組織并聽取各小組代表的總結(jié)及學習心得，點評補充，并對本任務進行總體評價。通過評價學會反思，培養(yǎng)學生獨立思考的能力，提升學生的學習自信心和挫折耐受力，促進學生知識學習和素質(zhì)養(yǎng)成。

2.2.5課后拓展

在“職教云”平臺發(fā)布課后任務，布置三個不同層次的拓展性問題供學生選擇，讓學有所成者、學有所思者、學有所創(chuàng)者都能充分發(fā)掘潛能。在線評閱，提交修改意見，總結(jié)歸納學生意見，優(yōu)化教學。聯(lián)系企業(yè)相關(guān)人員，溝通反饋，聽取企業(yè)驗收意見，完成網(wǎng)上評價。

3教學反思

3.1效果與特色

⑴選題具有典型性在學習內(nèi)容的選擇上，本課題源自企業(yè)真實生產(chǎn)訂單，工件輪廓具有代表性、所涉及的指令代碼具有廣泛性、加工過程具有完整性、課題類型具有趣味性、技能素養(yǎng)具有成長性。⑵打通內(nèi)外循環(huán)，實現(xiàn)雙效提升通過探究新知、工藝編制、仿真加工以及機床加工四個環(huán)節(jié)形成一個外循環(huán)，每個環(huán)節(jié)內(nèi)均通過發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題三個步驟形成一個內(nèi)循環(huán)，通過多個內(nèi)循環(huán)的不斷驅(qū)動，推動外循環(huán)滾動，最終完成零件的加工，實現(xiàn)知識、技能的裂變和聚變。⑶思政教育與安全素養(yǎng)貫穿始終堅持顯性教育和隱性教育相統(tǒng)一，通過視頻、故事、案例將愛國敬業(yè)、工匠精神、精益求精、吃苦耐勞、安全素養(yǎng)與教學內(nèi)容有機融合。

3.2問題與改進

⑴學生創(chuàng)新能力有待提升今后應進一步研究探究性學習的組織和實施，激發(fā)創(chuàng)新思維，培養(yǎng)創(chuàng)新能力，讓學生能夠真正成為未來的主人。多與學生溝通，深入了解學生的主觀學習態(tài)度，在以后的教學中更加耐心細心地給予學生指導，讓學生在工作中得到成功的喜悅，獲取更大的學習動力。⑵校企合作需要進一步加強教學設(shè)備還需要進一步加強，加強企業(yè)與本課程的深入、廣泛合作，緊跟企業(yè)及專業(yè)的發(fā)展變化，教師需要緊跟專業(yè)技術(shù)發(fā)展。另外，注重差異化點撥，對學生個體差異投入更多的關(guān)注。持續(xù)關(guān)注學生的工匠精神及勞動教育的培養(yǎng)，為中國制造培養(yǎng)更多高素質(zhì)技能人才。

參考文獻：

[1]石端偉,廖冬梅,王忠華,等.綜合性大學工程訓練與創(chuàng)新實踐教學體系研究與應用[J].實驗技術(shù)與管理,2019,36(07):201-205.

[2]中共中央,國務院.中國教育現(xiàn)代化2035[EB/OL].(2019-02-23)[2022-07-02].

[3]江蘇省人民政府辦公廳.省政府辦公廳關(guān)于印發(fā)江蘇省“十四五”教育發(fā)展規(guī)劃的通知:蘇政辦發(fā)〔2021〕115號[EB/OL].(2021-12-31)[2022-07-02]

[4]邢劍飛,王龍,郭文松,等.新工科背景下應用型高校數(shù)控技術(shù)課程改革研究[J].科技視界,2021(33):24-26.

[5]李娟.課程思政視域下線上線下混合教學模式研究[J].計算機產(chǎn)品與流通,2020(03):190.

作者: 張南洋 侯園 單位:江蘇安全技術(shù)職業(yè)學院 機械工程學院