隨著我國制造業的快速升級,企業對兼具精湛技能與創新能力的數控技術人才的需求日益增長。中職教育作為數控技術人才培養的重要陣地,其教學質量直接關系到制造業的未來發展。然而,當前中職數控教育面臨諸多困境。傳統教育模式過于側重理論教學,對學生實踐與創新能力的培養重視不足,導致畢業生難以滿足崗位實際需求。同時,教材內容更新滯后,無法跟上產業發展的步伐,限制了學生知識與技能的及時更新。
項目驅動式教學法以實際項目任務為核心,鼓勵學生在解決問題的過程中主動構建知識體系、鍛煉專業技能,高度契合“做中學、學中做”的現代職教理念。這種教學法有助于提升學生的實踐操作能力、創新思維、團隊協作能力及問題解決能力。
本文通過理論探討與實證分析相結合的方式,深入研究項目驅動式教學法在中職數控專業課程中的應用,以及對教材內容、結構、形式變革的具體要求,期望為中職數控教育改革提供堅實的理論支持與有效的實踐指導。
一、項目驅動式教學法概述
(一)項目驅動式教學法的內涵
1.以項目為主線:項目任務需具備實際意義或高度模擬真實工作情境,全面覆蓋數控專業的核心知識點與技能點。通過引入這樣的項目,能夠有效激發學生的學習興趣,明確學習目標,增強學生的學習動力。
2.以學生為主體:在項目實施過程中,學生從被動接受知識轉變為主動參與學習,負責信息收集、方案設計、任務分工、協作實施以及成果展示等各個環節,全程主導學習進程,充分發揮學生的主觀能動性。
3.以問題為導向:強調學生在解決問題的過程中進行學習。項目中設置的問題具有開放性和復雜性,學生需要綜合運用所學知識、技能,甚至發揮創新思維來解決問題,從而培養學生獨立思考與解決問題的能力。
4.以合作為紐帶:項目通常需要團隊協作完成,學生在團隊中分別扮演項目負責人、技術員、操作員、質檢員等不同角色。通過成員之間的溝通、協商、互助,共同達成項目目標,以此提升學生的團隊協作與人際交往能力。
(二)項目驅動式教學法的特點
1.實踐性強:項目驅動式教學法將理論知識與實踐操作緊密結合。學生在完成項目任務的過程中,直接應用所學理論知識,不僅能夠加深對知識的理解,還能提高技能操作的熟練度。
2.情境豐富:項目來源于或模擬真實的工程、工作場景,為學生提供接近實際工作環境的學習情境,使學習更具針對性和實用性,有助于學生更好地適應未來的工作崗位。
3.過程導向:該教學法注重學生的學習過程,教師在學生完成項目的過程中給予及時的指導與反饋。學生根據教師的反饋進行反思與調整,逐漸形成持續改進的學習習慣。
4.評價多元:評價方式不僅關注項目的最終成果,如產品質量、工作效率等,更注重學生在項目過程中的知識應用、技能操作、團隊協作、問題解決等方面的表現。采用教師評價、學生自評、互評等多種評價方式,全面考查學生的綜合素質。
(三)項目驅動式教學法在職業教育中的優勢
1.對接崗位需求:通過設置與行業、企業緊密相關的項目任務,學生在學習過程中能夠提前熟悉工作流程,掌握職業技能,大大增強就業競爭力,實現學校教育與企業崗位需求的無縫對接。
2.培養創新能力:在解決項目問題的過程中,學生需要不斷嘗試新方法、新思路。這種教學方式有助于培養學生的創新意識和創新能力,使其能夠適應科技與產業的快速發展。
3.提升綜合素質:項目驅動式教學法不僅鍛煉學生的專業技能,還通過團隊協作、問題解決等活動,提升學生的溝通能力、協作精神和責任感等,符合現代企業對復合型人才的需求。
二、項目驅動式教學法在中職數控專業課程中的實踐
(一)項目設計
項目設計是項目驅動式教學法實施的首要環節,其質量直接影響教學效果,在設計項目時,應遵循以下原則。
1.目標明確:項目應緊密圍繞教學目標進行設計,全面涵蓋數控專業的知識技能點,確保學生能夠系統地學習專業知識。
2.貼近實際:模擬真實的生產場景,如數控車床零部件加工、數控銑床設備調試等項目,增強教學的實用性和趣味性。
3.難度適中:項目的難度要與學生的能力相匹配,既具有一定的挑戰性,能夠激發學生的探索欲望,又不會讓學生因難度過高而產生畏難情緒。
4.過程完整:項目應涵蓋需求分析、方案設計、實施操作至成果檢驗的完整過程,讓學生體驗實際工作流程,了解項目的各個環節。
例如,在設計“數控車床加工零件”項目時,以生產企業常見的軸類零件加工為背景,明確教學目標為讓學生掌握數控車床的操作、編程以及零件加工工藝等知識技能。根據學生的實際水平對項目難度進行合理調整,確保大部分學生在教師的指導下能夠完成項目任務。同時,要求學生從零件圖紙分析人手,制定加工方案,進行編程操作,最后對加工出的零件進行質量檢驗。
(二)任務分配
任務分配是將項目分解為具體任務,明確每個任務的目標、內容與要求,并指導學生根據自身特長和興趣選擇角色,在任務分配過程中,需要注意以下幾點。
1.角色多樣:設置多種角色,如項目負責人負責項目的整體規劃與協調,技術員負責技術方案的制定,操作員負責設備操作,質檢員負責質量檢測等,充分發揮學生的優勢,培養學生的多元技能。
2.責任明確:清晰界定每個角色的職責范圍和工作標準,讓學生明確自己的任務,避免出現責任模糊導致的效率低下問題。
3.協作導向:強調各個任務之間的相互依賴關系,促使學生在完成個人任務的同時,學會與團隊成員溝通協作,共同推進項目。
在“數控車床加工零件”項目中,項目負責人要組織團隊成員進行任務分工,協調各環節的工作進度;技術員根據零件要求制定加工工藝和編程方案;操作員按照編程指令操作數控車床進行零件加工;質檢員依據質量標準對加工完成的零件進行檢測。每個角色都有明確的職責,且相互配合,缺一不可。
(三)協作學習
協作學習是項目驅動式教學法的核心環節,通過小組合作完成項目,培養學生的團隊協作與溝通能力,在協作學習過程中,應關注以下方面。
1.交流研討:鼓勵學生開展頭腦風暴、方案討論等活動,分享各自的知識和想法,通過思想的碰撞提升集體智慧,共同解決項目中遇到的問題。
2.技能互補:利用小組內成員的個體差異,形成理論知識與操作技能的互補。例如,理論知識扎實的學生可以幫助操作技能熟練的學生理解技術原理,而操作技能強的學生則可以指導理論型學生進行實際操作,促進全體成員共同提升。
3.沖突管理:教師要密切關注團隊協作情況,當團隊內部出現意見分歧時,適時介入并引導學生妥善處理沖突,培養學生解決沖突和管理情緒的能力。
在小組合作完成“數控車床加工零件”項目時,學生們圍繞加工工藝、編程方法等問題展開討論。在討論過程中,學生們各抒己見,共同優化方案。當出現意見不一致的情況時,教師引導學生從技術可行性、加工效率等方面進行分析,最終達成共識。
(四)成果評價
成果評價是對項目完成情況及學生學習成效的綜合評判,目的是反饋學習效果,激勵學生持續進步,在進行成果評價時,應做到以下幾點。
1.過程與結果并重:不僅要評價項目的最終成果,如零件的加工質量、項目的完成效率等,更要關注學生在項目過程中的知識應用、技能操作、團隊協作、問題解決等方面的表現。
2.多元評價主體:采用教師評價、學生自評、學生互評相結合的方式,從多個角度全面考查學生的能力和進步情況。
3.及時反饋評價結果:評價結束后,及時向學生反饋評價結果,明確指出學生的優點和不足之處,引導學生進行反思,調整學習策略,不斷提升學習效果。
在評價“數控車床加工零件”項目時,教師根據零件的精度、表面質量等指標評價加工成果,同時觀察學生在項目實施過程中的表現進行綜合打分。學生通過自評和互評,對自己和他人的團隊協作能力、問題解決能力等進行評價。教師將評價結果反饋給學生,幫助學生總結經驗教訓。
三、項目驅動式教學法的教學效果分析
(一)技能操作能力提升
為了評估項目驅動式教學法對學生技能操作能力的影響,我們選取兩個平行班級進行對比實驗,其中一個班級采用項目驅動式教學法(實驗組),另一個班級采用傳統教學法(對照組)。課程結束后,對兩組學生進行技能考核,并收集學生在實習實訓中的表現數據。
定量分析顯示,實驗組學生的技能考核平均成績比對照組高出15分,優秀率提升了 20% ,合格率提升了 30% 。定性分析方面,通過教師觀察、學生自我報告以及企業實習指導教師的反饋發現,實驗組學生在數控設備操作的熟練度、編程技巧的運用以及對工藝流程的理解等方面表現更為出色,能夠熟練運用所學知識解決實際問題。
(二)創新思維培養
在創新思維培養方面,同樣對兩組學生在項目設計、問題解決過程中的表現進行對比分析。通過統計學生提出的創新點數量,并邀請專業教師對創新點的新穎性進行評分。
定量比較結果表明,實驗組學生的創新點數量平均比對照組多4個,新穎性評分也更高。定性分析通過案例分析、作品展示、答辯匯報等方式進行,發現實驗組學生在面對項目挑戰時,展現出更強的獨立思考能力,能夠提出新穎的設計方案,運用創新方法解決技術難題。
(三)團隊協作能力鍛煉
采用團隊協作能力量表、小組互評、教師評價等多種方式對兩組學生的團隊協作能力進行定量評估。結果顯示,實驗組學生在溝通協調、角色擔當、任務協作等方面的能力得分均高于對照組。
定性分析通過觀察團隊會議、訪談小組成員、分析團隊日志等方式展開,發現實驗組學生在團隊中能夠積極溝通、主動貢獻自己的力量,相互支持,共同應對困難,展現出良好的團隊協作精神和協作能力。
(四)問題解決能力增強
收集兩組學生在項目實施過程中問題識別、解決速度、解決質量等方面的數據并進行對比。結果顯示,實驗組學生在問題識別的準確性、解決速度以及解決質量等方面均優于對照組。
定性分析通過案例分析、問題追蹤、反思日記等方式深入探究,發現實驗組學生在面對復雜問題時,能夠有效運用所學知識進行分析,提出合理的解決方案,并在實踐中不斷調整優化,展現出較強的問題解決能力。
四、基于項目驅動式教學法的中職數控專業教材改革
(一)內容改革:對接實踐,緊跟前沿
1.實際工程案例主導:教材應以實際工程案例為脈絡,將數控專業的知識點、技能點有機嵌入到具體的項目任務中。例如,以汽車發動機關鍵零部件的數控加工案例為主線,在案例中詳細介紹零件的工藝分析、編程要點、設備操作等知識,讓學生在解決真實問題的過程中學習知識、提升技能。
2.行業最新進展融入:緊密關注數控技術的發展趨勢,及時將新技術、新工藝、新材料等內容融入教材。如介紹五軸聯動加工技術、高速切削工藝、新型刀具材料等,確保學生所學知識與技能與時俱進,提高學生的就業競爭力。
3.實踐性強:教材應提供詳盡的實踐操作指南,包括數控設備的操作步驟、編程實例、工藝流程圖解等內容,并設置豐富的實踐練習。例如,針對每種數控設備的操作,提供詳細的操作視頻二維碼,方便學生隨時掃碼觀看學習;設置不同難度層次的編程練習,讓學生通過模擬或實際操作鞏固所學知識。
(二)結構改革:模塊化,任務導向
1.模塊化編排:按照項目流程將教材劃分為需求分析、方案設計、實施操作、成果檢驗等模塊。每個模塊相對獨立又相互關聯,便于教師根據教學進度靈活安排教學內容。
任務驅動:在各模塊內,明確具體的任務目標,詳細闡述完成任務所需的知識、技能以及注意事項。以“數控銑床零件加工”模塊為例,設置“加工某型號模具零件”任務,明確任務目標是讓學生掌握數控銑床的操作與編程,完成模具零件的加工。同時,詳細介紹完成該任務所需的知識,如數控銑床的結構、坐標系設置等;所需技能,如刀具選擇、切削參數設置等;以及操作過程中的安全注意事項。
2.知識體系梳理:在每個項目結束后,系統整理項目實施過程中涉及的知識點,幫助學生構建完整的知識框架,加深對知識的理解和記憶。例如,通過思維導圖的方式,將項目中涉及的編程指令、工藝參數等知識點進行梳理,讓學生清晰地了解各知識點之間的聯系。
(三)形式改革:多媒體融合,互動性強
1.多媒體展示:運用圖片、動畫、視頻等多媒體手段,直觀呈現數控加工中的復雜操作、編程過程和工藝流程。例如,通過動畫展示刀具路徑的生成過程,讓學生更直觀地理解編程原理;通過視頻展示實際生產中的加工場景,增強學生的感性認識。
2.互動元素植入:在教材中加入互動問答、在線測試、模擬操作等功能。例如,在講解數控編程指令時,設置互動問答環節,讓學生即時鞏固所學知識;開發在線測試系統,學生可在完成學習后進行自我檢測;設計模擬操作軟件,讓學生在虛擬環境中進行數控設備操作練習,提升學習的主動性和深度。
3.數字化轉型:開發電子教材、移動學習APP等數字化資源,支持學生隨時隨地學習。借助大數據、AI技術,根據學生的學習情況實現個性化推薦學習內容,提供智能答疑服務,提高學習效率。
(四)配套資源建設:支撐項目實施,提升教學效果
1.項目手冊:為每個項目編寫詳細的項目手冊,包括項目背景、任務要求、時間安排、評價標準等內容。教師可以根據項目手冊組織教學,學生也可以通過手冊了解項目的整體要求和進度安排。
2.實訓指導:配套編寫實訓手冊,詳細介紹實訓設備的操作方法、安全規程、常見故障處理等內容。確保學生在實訓過程中能夠規范操作設備,保障人身安全,提高學生解決實際問題的能力。
3.教學資源庫:構建包含課件、案例分析、拓展閱讀、習題答案等多元教學資源的在線平臺。教師可以在平臺上獲取備課資源,學生可以利用平臺進行自主學習,拓展知識面。
五、結論
項目驅動式教學法在中職數控專業課程教學中具有顯著優勢,能夠有效提升學生的技能操作、創新思維、團隊協作及問題解決能力。為滿足該教學法的需求,中職數控專業教材應從內容、結構、形式以及配套資源等方面進行改革。具體措施包括:以實際工程案例為脈絡,融入行業前沿知識,強化實踐操作;采用模塊化、任務導向的結構設計;融合多媒體技術,增加互動元素;建設配套資源等。通過這些措施,打造與項目驅動教學深度融合、適應學生自主探究、緊貼行業發展的新型教材,這將有力推動中職數控教育質量的提升,為培養高素質數控技術人才奠定堅實基礎。
[課題項目:揭陽市教育科學規劃2024年度一般課題“中職項目驅動教學模式的應用研究—以數控技術應用專業為例”,課題編號:2024JYJKYB18。]
責任編輯 何麗華