“1+X”背景下數控銑床編程與操作教學策略探究

一、前言

2019年，國務院正式印發的《國家職業教育改革實施方案》提出，將構建職業教育國家標準，啟動1+X證書制度試點工作，鼓勵職業院校學生在獲得學歷證書的同時，積極取得多類職業技能證書，拓展就業創業本領，緩解結構性就業矛盾。推行1+X證書制度，最關鍵的是要處理好“課”與“證”的關系，但反觀中職教學現狀，以數控銑床編程與操作課程為例，首先是“課”“證”分離，傳統教學是先進行課本內容的傳授，然后再集訓考證內容，學生機械般練習考證題，為考證而考證，盡管學生最終順利通過考證，卻難以適應工作崗位要求，出現學生雖持證，卻難以上崗的尷尬局面；其次是教材相對滯后，大多數教材依然是注重系統性知識點和技能點的學習，缺乏企業的真實生產案例的融入，且是針對改革前的中級考證，不符合改革后1+X證書對學生職業能力的要求，且教材主要是以圖片和文字呈現為主，缺乏微課、動畫等信息化資源；最后是課堂教學低效，講授式課堂沒有從中職生的認知特點設計學習活動，教學策略選擇不當，導致學生學習興趣不高，課堂教學低效，課程目標難以達成，1+X技能等級考證通過率低。

二、以職業能力為核心，重組課程內容，實現“課”與“證”深度融合

“課”與“證”的深度融合，是中職學校實施1+X證書制度必不可少的教學改革措施，是提升學生綜合職業能力的關鍵。依照《數控銑床編程與操作課程標準》和《數控車銑加工職業技能等級標準》開展行業企業調研，與企業專家進行交流探討，以職業能力為核心，以典型產品為載體，以職業技能鑒定為參照，將教學內容進行重組，形成了七個學習項目，如表1。重組后的學習項目同時涵蓋了課程標準要求掌握的能力點和1+X證書要求的技能點，如凸臺輪廓、內腔輪廓、孔以及質量檢測等知識點和技能點。每個學習項目既是獨立的個體，又是逐層遞進的關系，例如“電機前蓋”這一項目涵蓋了凸臺輪廓以及內腔的加工，學生完成這一項目的學習，獲得的加工技能可以遷移到開關，端蓋等具有類似幾何特征典例零件的加工。重構后的七個學習項目，貫穿數控銑床編程與操作全課程的學習，同時對接1+X考證要求的工作領域和職業技能要求，讓“課”與“證”深度融合，達到提升學生職業能力的目的。

三、以典型工作任務為載體，開發新型態活頁式教材，實現學習過程對接工作過程

（一）信息化學習資源，提高學習效率

傳統教材大多以文字結合圖片的靜態形式呈現，缺乏微課動畫等動態化呈現，難于激發學生學習興趣，因此以企業車間為主場所，與企業師傅共同錄制微課教學視頻，形成信息化資源庫，附在相應的學習項目后面，方便學生進行自主學習，自主探究，提高學生的自主學習能力。微課動畫視頻輔助課堂教學，可以將抽象難懂的知識點形象化，降低學習難度，提高學生學習效率。

（二）企業訂單為項目載體，學習過程對接工作過程

數控銑床編程與操作的教材大多注重系統性知識和技能的學習，先編排銑床的基本操作學習，然后是平面銑削，到凸臺與內腔的銑削，最后是孔的加工，教材缺乏企業真實加工案例，導致學生習得的技能過于單一，學生的職業能力難以適應崗位要求。基于以上分析，截取教材中的核心內容，結合人才培養方案、課程標準、“1+X”考證大綱以及企業生產訂單，與企業師傅共同研討，開發以典型產品為載體的新型態活頁式教材。活頁式教材設計重點突出學生職業能力的培養，以工作過程作為導向，讓學生明確“做什么”“如何做”，學生在完成工作任務的過程中，對工作任務進行分析、討論，制定計劃、實施計劃，最后進行工作總結。

以項目三電機前蓋銑削加工為例，電機前蓋是企業真實生產任務，以電機前蓋為載體，融合1+X考證要求的知識點（讀圖識圖，工藝編寫，CAM編程，零件加工，質量檢測，機床維護等），形成“電機前蓋銑削加工工作頁”電機前蓋銑削加工工作頁包括創設工作情景、學習目標、學習要求、工作流程（領取任務—分組定崗—制定計劃—優化計劃—實施計劃—評價反饋）、注意事項等。企業訂單為載體的學習項目，實現了課堂即車間，教師即企業師傅，學生即企業員工，學習項目即生產訂單的“四融合”課堂，實現學習過程對接工作過程。

四、以工作過程為導向，設計課堂教學策略，提升課堂效率

（一）教學組織

“課”“證”融合的課堂教學，以“探—明—定—煉—驗—拓”六環節貫穿整個課堂教學。課前“探”環節，教師在學習通平臺上傳課前學習資源，發布任務，學生登錄線上課程，根據工作頁引導的問題，進行自主探究學習。課中“明”環節，教師下發電機前蓋工作頁，學生領取工作任務單，明確學習任務，組內進行崗位輪轉，明確崗位分工和職責，教師做好職務登記。課中“定”環節，學生進行小組合作學習，分析內腔輪廓特征，制定方案，對比學習預鉆削和螺旋銑兩種加工方法，教師點撥關鍵點，小組根據內腔加工分析特點，共同確定內腔加工方案。課中“煉”環節，學生認真聽教師和企業師傅講解內腔加工技術關鍵點，各小組回到機床工位上進行真實加工，錘煉技能。課中“驗”環節，成果驗收，小組代表小結內腔輪廓的工藝卡，工件尺寸精度和表面質量加工情況，并指出在加工過程中遇到的問題，教師認真聽取小組匯報，針對問題給出修正意見。課后“拓”環節，課后設計拓展任務，學生在學習通平臺完成拓展任務，教師在后臺監控學生完成情況，掌握學生對本次課知識點和技能點的學習情況，在下一次課中調整教學策略。

（二）教學方法

1.項目教學法

以企業的生產訂單作為項目載體，結合大綱要求以及1+X技能考證要求，實施項目教學。課前，學生借助“工作頁”進行自主學習自學探究，學習資料收集和整理，完成課前的知識儲備;課中實踐探究，對接真實任務，學生通過制定計劃，實施計劃，完成零件加工；課后拓展提升，知識遷移，通過完成拓展任務，促進知識內化，實現知識遷移。學生在學習的過程中，體驗完整的工作過程，有助于學生工作能力的積累，為今后對接工作崗位做好充分的準備。

2.示范操作法

在數控銑床加工中，教師常常需要示范規范操作，由于數控銑床本身的局限性，教師在操作時，只有少數的學生能夠清晰看到教師的操作過程，導致學生自己操作時常常忘記步驟，甚至出現不規范操作的情況。為了解決這一問題，借助現代信息化手段，采用投屏軟件，將教師規范操作的過程投屏到大屏幕上，全班學生通過觀看大屏幕，就能清楚看到規范操作過程，如對刀操作過程，通過投屏軟件，學生很快就掌握了對刀步驟，小組實戰操作時，出錯率也大大降低。

（三）學習方法

1.小組合作學習法

根據組間同質，組內異質的原則對全班學生進行分組，每個小組為4人，每個小組優差生穿插，選出綜合能力較強的學生作為小老師。針對組內差生，開展“幫帶活動”，由優生帶動差生，以學生的視角對差生進行輔導，組員間互幫互助，相互鼓勵，共同進步。

2.角色扮演法

參照企業進行崗位設定，每個小組分設工藝員，編程員，操作員和質檢員，課前進行崗位設定，明確組員的崗位分工，教師填好崗位分工登記表，記錄學生在學習過程中存在的問題，課后討論糾正，并歸檔，形成學生個人學習檔案，追蹤學生的學習情況，全面評估學生學習情況。本項目學習結束后進入下一個項目學習時，進行崗位輪轉，確保每個同學都能體驗不同的工作崗位，提升崗位適應能力。

五、課堂教學案例實施

以“電機前蓋內腔的銑削加工”為例，實施“探—明—定—煉—驗—拓”六環課型。

（一）課前挑戰，自主探究

課前，教師創建線上課程，上傳課程學習相關的學習資料，如微課、PPT、學習網址、工作頁等，為學生課前的自主學習搭建好學習平臺。學生登錄學習通進入班級課程，下載“電機前蓋銑削加工工作頁”，明確學習任務，根據工作頁的指引，進行資料查閱，收集整理，掃二維碼，初步學習螺旋銑、順銑逆銑、開放槽下刀點設置等微課視頻，在工作頁的指引下，學生有序進行自主學習，學習效率大大提升。

（二）課中實踐，對接真實任務

1.角色扮演，明確任務

參照企業進行車間早會，嚴肅上課紀律要求，讓學生養成遵守工作紀律的好習慣。每個小組進行崗位設定，分設工藝員、編程員、操作員和質檢員，工藝員主要負責制定加工工藝，編程員主要負責CAM軟件編程，操作員主要負責機床加工，質檢員主要負責零件加工結束后的質量檢測，明確每個組員的崗位任務，并做好登記。教師下發紙質版工作頁，學生領取工作頁，復述任務要求，小組代表匯報課前學習情況，鍛煉學生的語言組織能力和口頭表達能力，教師根據學生匯報情況進行點評，表揚優秀的，以及指出不足。

2.小組協作，制定方案

各個小組展開討論，學生認真讀圖并識圖，指出內腔加工輪廓，清楚零件加工技術要求，識讀加工圖紙是完成零件加工的前提，學生認真細心讀圖，有助學生養成專注耐心的工作習慣。教師引導學生進行內腔加工分析，內腔加工技術難點是排屑問題，如何解決？可以采用類比法，通過對比預鉆削和螺旋銑兩個加工微課視頻，直觀呈現兩種加工方法，預鉆削是指先用鉆頭預鉆引導孔再拓銑，缺點是由于預鉆削產生不利震蕩導致孔精度不高，螺旋銑是指立銑刀螺旋式下刀，走刀平穩，利于排屑，因此采用螺旋銑的方法加工內腔。

基于以上分析，各小組進行電機前蓋內腔加工方案的制定，填寫工作頁的加工方案制定表。各小組派代表匯報本組方案，其他小組認真聽，發現問題記錄下來，并填寫在登記表上，設計“大家來找茬”游戲，指出其他小組方案中存在的問題，教師最終點評并修正，小組參照企業行業標準，以及教師的指導意見，其他小組的建議對本組的加工方案進行優化，得出最佳的方案。

3.實施方案，編程仿真

MasterCAM軟件進行內腔輪廓的繪制，進行刀路設置，選擇立銑刀，銑削方式選擇螺旋銑，下刀方式選擇斜降，設置分層切削參數，最后設置毛坯參數進行模擬仿真，在仿真的過程中注意下刀點和進退刀的設置是否合理，是否存在過切現象，確保無誤后，進行后處理生成加工程序。

真實加工前通過CAM軟件模擬仿真，可以檢查設置的刀路是否正確，分層切削次數是否合理等，模擬加工可有效降低真實加工時的出錯率，提高生產效率和安全性。

4.示范操作，錘煉技能

教師示范規范操作，借助信息技術，將教師的規范操作過程投屏到大屏幕上，解決了機床局限性無法兼顧全班學生的問題。學生觀看大屏幕，學習規范操作，掌握內腔加工操作關鍵點。小組內分工合作，編程員將程序傳送到機床，操作員完成對刀，控制面板調整相關參數，開始零件粗加工，粗加工結束后，質檢員測量內腔尺寸，要求反復多次測量，工藝員負責記錄，編程員根據測量的數據進行計算，重新修改精加工余量，切削三要素，后處理生成精加工程序，進行零件的精加工。加工的過程中，工藝員用Ipad拍照記錄不規范操作，并上傳到學習通平臺，小組最后小結時，共同糾正錯誤點，做到過程有記錄，規范機床操作。學生每完成一個學習項目后，就進行崗位輪轉，讓學生體驗不同的工作崗位，在不同的崗位上錘煉技能，提升學生的崗位適應能力，為今后順利對接工作做好充分準備。

5.成品驗收，小結評價

邀請企業師傅，對學生加工的零件進行驗收，讓學生體驗企業生產標準，實現課堂學習與企業工作崗位相融合。小組派代表對學習過程中存在的問題進行小結，其他小組認真聽講，教師聽取各小組的匯報情況，并記錄存在的問題，針對問題，提出參考性建議，表揚優秀，指出不足。學生Ipad掃碼二維碼完成自評，互評，教師完成師評，企業師傅完成企業評價，通過采集評價數據，全面了解學生的學習態度以及對知識點掌握情況，達到“以評促學、以評促教”效果。

（三）課后拓展，知識內化

設置拓展任務，學生通過學習通平臺，課后完成，教師在后臺查看學生的完成情況，拓展任務設計，讓學生內化知識，實現知識遷移。

六、教學實施成效

（一）實現高效課堂

課堂上采用角色扮演、小組合作等學習方法，學生課堂學習氛圍活躍，學習主動性大大提高，借助現代化信息技術投屏軟件進行示范教學，解決了以往多個學生圍著一個教師學操作，看不見、聽不清的問題，投屏軟件將教師規范實操和學生出現的典型問題投到大屏幕，學生可以多角度觀看操作細節，掌握加工的關鍵技術點，降低學生單獨操作時的出錯率，學生體驗成功的喜悅，學生樂學，實現高效課堂。

（二）職業能力顯著提升

基于企業真實生產訂單開發新型活頁式教材，實現課堂即車間，教師即企業師父，學生即企業員工，學習項目即生產訂單的“四融合”課堂。學生從集隊考勤、明確任務、零件加工、精度檢測、工量具規范擺放等方面規范自己的職業行為與習慣，在CAM軟件設置刀路分配余量時，學生潛心鉆研，在精度控制時能夠反復測量半成品，做到精益求精。零件加工過程，即今后學生工作過程，學生的職業能力明顯提高。

[本文是廣州市增城區教育科學規劃課題2021年度課題“1+X證書制度背景下中職‘數控銑床編程與操作’教學策略研究（zc2021082）”的研究成果。]

責任編輯朱守鋰