基于校企合作的數控技術項目式教學改革與實踐

徐愛軍

（湖南工學院 湖南 衡陽 421002）

深化產教融合，加強校企合作，提升教育教學質量是應用型本科院校提高培養符合社會需求的工程人才的必由之路。數控技術是機械類專業一門理論性與實踐性高度融合的核心課程，直接對接機械加工企業技術崗位能力需求，是綜合了計算機、自動控制、電氣傳動、測量檢測、監控、電機、機械制造等學科領域成果而形成的高度機電一體化的一門技術[1]。在現代機械加工制造企業，數控機床已成為降本增效的關鍵裝備，但普遍存在五軸聯動加工中心、車銑復合機床等高檔數控機床領域人才極為短缺現象。

數控技術是現代制造業的支柱，也是核心技術。數控技術是采用計算機數字信息對機械運動及其工作過程進行控制的技術，具有多學科交叉、技術更新快、實踐性強等特點，而原有的“重理論、輕實踐，重認知、輕創新”的教學理念，以及與數控技術發展、與企業生產實踐脫離的教學內容，已不適應培養應用型創新人才的需求，難以培養出具備數控加工制造領域扎實理論基礎和卓越實踐能力的新型工程技術人才。順應工程教育認證標準要求和工程教育改革趨勢，數控技術課程教學改革刻不容緩且意義重大。

1 傳統《數控技術》 課程教學中存在的主要問題

在《數控技術》課程的傳統課堂教學中，教師是推動課堂教學的主要驅動力，學生缺乏自主學習和主動分析解決問題的內生驅動力[2]。研究發現，互動式講授法、根據學生興趣和需要的教法、讓學生主動參與的教法被學生更加期待[3]。在《數控技術》課程的傳統教學內容中，主要講授數控技術概論、數控加工程序編制基礎、數控加工編程方法、數控機床的運動控制原理、數控機床的檢測裝置、數控機床的伺服驅動系統、數控機床的機械結構與裝置等。學生們對數控機床的機械結構、伺服驅動系統、檢測裝置等方面知識掌握較好，而對于如何進行零件圖分析及工藝處理、數學處理并編制數控加工程序掌握不好，需要在學習中投入更多精力與時間進行提升。經調查分析，學生對數控加工工藝處理及程序編制等內容掌握較差的主要原因有兩點，一是工藝處理需要較為全面的學科綜合運用能力，需要對伺服電機及自動控制技術、電氣傳動及測量監控技術、機械加工制造工藝、電子信息技術等重難點知識有較深入全面的理解；二是學生缺乏企業實踐生產經驗，對加工方法、工藝路線、刀具選擇及夾具設計、加工路線、切削用量的確定等實踐性較強的知識掌握不好。針對上述問題，為培養出數控加工產業需要的應用型創新性人才，提高學生的工程實踐能力，需要對該課程的教學內容和教學方法進行重構。

2 數控技術項目式教學內涵分析

項目式教學是秉承學生為中心理念，在課程教學中引入合作企業現實產品項目資源，按照企業產品開發流程全要素全過程進行教學的一種新方法。該教學方式能較好地適應國家產教研結合的倡議，滿足社會對高等教育培養高素質應用型人才的新要求。項目式教學一般需要多學科知識，學生通過項目實踐，需要主動進行系統性知識學習，補充專業知識的盲區短板，重新建構符合工程實踐的知識體系，提高學生學習主動性、分析解決問題能力、項目管理能力與團隊分工協作意識。數控技術作為一門理論性與實踐性較強的專業核心課程進行項目式教學是可行且適宜的。數控技術項目式教學側重數控加工工藝與數控編程，主要目的是直接形成數控工藝員的職業技能，其主要內容與步驟如圖1 所示。項目式教學需要教師根據產業現實問題提出項目的要求與條件、講解與項目相關的理論知識、提供相關資料與咨詢、巡回指導并評價項目成果提出建議、拓展相關理論知識與原理。其流程主要包括項目引入—知識鋪墊—方案制定—項目實施—評價總結—知識拓展。

圖1 項目式教學內容

3 校企合作課程《數控技術》 的建設路徑

校企合作課程作為工程教育人才培養方案課程體系的重要環節，突出產業能力培育，需要重構課程的新路徑、新標準和新機制。

3.1 校企合作課程的目標設定。校企合作課程目標首先要遵循OBE 原則，根據工程教育認證標準設定的專業培養目標和畢業要求能力矩陣重新確定校企合作課程目標，突出知識、能力與素養的融合匯通。其次要綜合考慮產教融合課程的職業性特征，突出企業崗位實踐能力生成，突出學生解決復雜工程問題能力與創新性思維培育。最后要突出課程思政教育，根據課程內容章節做好思政元素融入，如鹽溶水般做好課程思政教學。

3.2 校企合作課程的建設思路。課程目標設定后，首先需要對課程內容進行重構整合，根據企業崗位實踐能力需求選擇多個典型產業工程項目(案例)，對每一個工程案例(技術產品)進行學科知識原理的逆向分析和解構，每個案例一般都包含若干復雜工程問題，每個問題的解決都依靠具體的學科原理、若干個專業知識點的綜合運用[4]。其次需要確定課程大綱，對課程目標、教學學時、教學方法、考核標準等教學內容進行固化。然后進行課程實施，對教學方法、教學資源與平臺進行驗證優化，最后對課程進行評估評價，采用面向產出的形成性評價與總結性評價，評價課程教學的優勢與不足，持續進行改進。

3.3 校企合作課程的建設標準。首先，校企合作課程要符合專業課程的基本標準要求并遵循教育規律和學生認知規律。其次，教學內容要充分體現學術性與職業應用性相融通的特點，它不是“理論＋案例”的實踐經驗堆積，而是由典型工程案例展開的對科學技術問題的探索求解，教學內容按照“先問題描述，后分析解決”的原則。校企合作課程要具備“兩性一度”標準，即高階性：知識能力素質的有機融合，培養學生解決復雜問題的綜合能力和高級思維。典型工程案例體現了行業的最新技術和理論實踐，本身具有問題復雜性和較高難度，需要較全面的學科知識理論作支撐方能解決。創新性：課程內容反映前沿性和時代性，教學形式呈現先進性和互動性，學習結果具有探究性和個性化。典型工程案例體現了行業的最新技術和理論實踐，教學采用項目式教學方法，注重師生互動、生生互動，項目式教學不具有規范性的答案標準，學習結果具有開放性，有利于提高學生的思維發散性和創新能力。挑戰度：課程有一定難度，需要跳一跳能夠夠得著，老師備課和學生課下有較高要求。項目式教學對教師提出了更高要求，需要教師準備大量教學材料，在課堂上加強師生間的交流互動，強化教學過程的指導和監督。學生需要針對企業復雜工程技術問題開展研究分析、設計解決方案、進行實施制作，需要占用大量課外時間和精力進行探究。

3.4 校企合作課程的教學方法。校企合作課程把企業復雜工程技術案例由現實生產遷移到課堂和實驗室，強調學生的實踐主體性，讓學生在實踐中獲得成就感，產生興趣，從內心驅動自己主動學習，在解決問題中提升學生的工程實踐能力，真正推進了“教”與“學”方式的變革[5]。為此，校企合作課程實施項目式教學方式，以學生特點、興趣進行項目分組，以企業實際零件加工項目作為問題牽引，讓學生貼近真實項目開展探究學習，在解決問題中促進自主學習和多學科交叉應用，高階培養學生“認識問題—發現問題—分析問題—解決復雜問題”的能力[6]。所以，產教融合課程教學不僅需要依靠真實的工程實踐場景，還需要建立一支產教融合的教師團隊協同開展教學活動，通過校企共建的產教融合課程教研室，聘請當地汽車零部件上市企業技術管理骨干擔任產教融合兼職教師，校企合作課程40%以上課程教學內容由產教融合兼職教師講授，校企雙方共同制訂“課堂教學＋實驗操作雙模塊”教學方案，實施融合式教學過程，讓學生在真題、真景、真用中學習真本領。同時，通過在課程設計、畢業實習、畢業設計等教學環節積極推動學生加入課題組或協會參加競賽促進“校企合作課題＋學生專業學會＋工訓競賽”的“三合一”多課堂融合學習，拓展學生知識邊界，建立課內課外雙向循環教學。

3.5 校企合作課程的教學評價。校企合作課程《數控技術》采用線上線下混合式教學模式，由任課教師、產教融合教師、學生共同參與評價，評價結果由項目實施(20%)、項目質量(60%)、項目答辯(20%)組成，注重全過程跟蹤考核，實現對學生學習效果的客觀評價[7]。項目式教學從項目成果、知識成果和實踐成果等多個維度對學生的工程項目進行量化考評。項目成果評價包括項目目標完成情況和額外完成情況、團隊答辯表現等；知識成果評價包括項目生命周期內團隊產出的文檔、圖片、視頻、介紹、說明等知識資料；實踐成果評價包括項目通過線上宣傳效果、小范圍試用、同行評價和媒體評價等所獲得的經濟效益、社會效益和人文效益。項目實施日常管理與督促由校內教師完成，主要任務是考察評估學生在項目執行過程中的態度、能力與參與度；項目技術指導咨詢與項目成果答辯主要由企業產教融合兼職教師和校內教師完成，主要任務是考察評價學生項目完成質量、技術方案的完整性、項目創新性與成熟度，并且對每個項目建立電子檔案，對每位學生提出具體專業的意見。

4 結語

數控技術特別是高檔數控機床是制約我國先進制造業發展的關鍵核心技術，應用型創新型高素質技能人才也是我國現代工業企業高質量發展極為緊缺的人才資源。通過現代產業學院形式進行深度產教融合、全方位校企合作共同建設數控技術課程，對標企業崗位實踐能力要求標準對課程的教學目標、建設標準、教學大綱、教學方法、教學內容、考核評價體系進行混合式線上線下教學改革是應用型本科院校深化工程教育教學改革、面向未來培養創新型人才的必由之路。當前數控技術課程教學改革多數停留在探索思考層面，項目式教學方法在高等教育層次應用不多，《數控技術》作為機械類專業一門實踐性很強的專業核心課程，對培養學生的專業技術技能有直接的現實意義。當然，數控技術課程所建構的項目式教學實施辦法需要進一步修正完善，持續推動課程改革向縱深發展，需重點關注該教學模式在項目資源、項目分組、項目進度、項目實施、項目評價等具體環節中的實施過程，細化固化項目式教學改革的實踐成果。