新工科背景下數控領域項目化教學模式

胡顯威

（新疆職業大學 機械電子工程學院，新疆 烏魯木齊 830013）

一、社會現狀

我國智能制造業的快速發展對具有數控設備操作及維護能力的人才需求量越來越大。近年來，我國數控機床操作人員崗位空缺數量較大[1,2]，職業技能教育與企業崗位需求不成正比，即職業院校的教育相對企業技術的進步存在滯后性，職業院校應急企業所急，提高學生實際動手能力，為我國智能制造業培養實用型人才。

目前，國內職業院校為大力培養數控加工型人才，陸續開設了相關課程，通過職業技能大賽[3]、校企聯合培養和考證培訓等多種形式發展職業教育[4]。數控加工運用和學習多發生在企業和職業院校，企業僅培養實踐，操作員只會對某單一零件進行加工，理論知識面較窄。[5,6]相反，因設備短缺、教師實踐能力缺乏、無系統的教學資源等因素，職業院校學生理論掌握較好，但實際操作能力較弱。[7]綜上，數控領域課程需要有機融合企業和職業院校兩種培養方法，形成一種適應目前形勢的教學模式，方能為學生將來走向工作崗位夯實基礎。

二、課程建設存在的問題

基于目前職業院校和企業的實際情況，開發新的教學模式首先要關注了解職業院校專業相關課程背景和企業所需人才要求，將二者相互融合，實現職業院校學生畢業即上崗。職業院校完成與企業人員需求的有效銜接，在課程建設方面仍存在以下不足：

（一）職業院校教材與崗位需求不統一，缺乏職業性

職業院校教材多強調學科知識的完整性，比較重視理論和教材之間的形式銜接，課程之間缺乏專業知識的個體技能體現，缺少企業崗位實操技能的引入[8]，職業院校的人才培養與企業的崗位需求脫節。同時，職業院校的教材很少體現專業的職業性和實踐性，與企業實際工作崗位要求還有一定距離，導致企業工作崗位與職業院校課程銜接不當。

（二）課程內容繁復，學生學習困難

數控課程學習需要多門先導課程作為學習基礎，需掌握多款三維軟件的使用和操作，且需要具備數控設備的操作和維護等較強的實踐能力。[9]目前大多數職業院校的先導課程及軟件課程沒有安排在數控課程之前，或者沒有開設與之對應的參考課程，課程之間缺乏聯系和整合。導致該課程教學內容繁瑣、難學且編程指令較多，學生不易掌握相關理論和實踐知識，若不尋求新的教學模式，該課程將不適合現在職業院校的學生學習，也難以推進現代制造行業的快速發展。

（三）設備利用率低，教學停在軟件仿真階段

高職院校投入大量資金購買數控設備和儀器，因安全規范操作制度不完善，導致院校數控設備使用率不高，無法高效發揮出應有的教育資源。[10,11]目前，教室教學仍停留在多媒體教室的仿真階段，對數控機床進行實際操作的頻次較低，學生踏入企業后缺乏實際動手能力，難以適應工作崗位的要求。

（四）理論和實際操作脫節，缺乏實效性

目前部分職業院校仍采用傳統的教學模式授課，即理論課和實踐課分開上，或者先開展一個周期的理論課，再開展一個周期的實訓課，造成理論與實踐無法合理銜接。[12,13]理論教學仍在教室實施，相比過去僅增加了多媒體模擬教學[14]，理論課教師按教材講，欠缺實踐考慮；實踐教師在上實訓課時，實操技能傳授往往以經驗為主，未能向學生滲透理論知識，學生只能完成單一的設備操作，而不了解整個作業流程及工藝，錯失職業多向發展的可能性[15]。

三、研究思路及調研分析

（一）研究思路

結合社會背景和課程背景，綜合考慮現存課程教學出現的不足，本文基于項目化教學模式，借鑒德國“雙元制”培養模式，設計了一種適用于數控領域課程項目化教學的循回教學模式，具體設計思路如圖1所示。

圖1 項目化教學的循回教學模式設計思路圖

該模式的教學過程主要集中在教室、機房及車間三個教學區域，三個區域彼此相鄰且課程實施內容相互銜接，最終以學生實際測評結果為評判標準，以項目循回的方式進行過程性教學，對合格的學生標記為通過，不合格的學生則重新進行學習，直至合格。該模式的基本框架如圖2所示。

圖2 方案設計圖

企業調研，收集數控課程相關標準及課程內容。本文調研企業數控崗位需求和職業院校數控課程教學模式，收集查閱數控課程教學相關文獻，全面更新教學內容，最大限度融入企業廣泛應用的新技術、新知識、新工藝等，結合高職院校學生實際情況，制定課程標準及教案。

開展問卷調查，統計分析數控課程教學需求。促進職業院校學生主動學習和自主創新方面的發展，分析對比“教室—多媒體教室”和“教室—多媒體教室—車間”的循回教學方法，利用數據分析軟件對結果進行分析，了解學生對課程、企業對人才的需求情況。

企業車間實踐，制定實訓指導書。企業車間實踐，近距離接觸數控加工所需相關知識，將其匯編入能反映典型工作任務和體現理論與實踐一體化教學的數控課程實訓指導書。

制定評價方式。在車間實際加工階段，將學生按小組劃分（3～5 人為宜），小組共同發掘問題和解決問題，并在零件加工完畢后，采取小組互評和教師總評的方式進行打分。該方式大力推行學生成績的自主評價，構建相應的評價體系，加快學生對知識和技能的掌握。

（二）校內調研

結合現有教學模式，設置調查問卷，該問卷面向新疆職業大學機電專業七個班級發放，著重了解學生對數控課程的意見，讓學生自主選擇適合的教學模式。在問卷調查的班級中，72.84%的學生強調加強校內實訓，認為學校目前課程實訓力度不大；71.6%的學生強調加強工廠實踐；而僅有49.83%的學生希望加強理論教學，具體如圖3所示。

圖3 學生意向模式分析示意圖

職業院校與本科院校的培養目標不同，職業院校旨在培養技能型人才，培養方案可融入“1+X”制度，提高人才培養質量。但職業院校首先應基于學生為主體的培養模式，教師需要滿足“1+X”證書培訓要求，才能在培養學生的過程中給予正確指導；通過課證融通，使學生將專業理論知識轉化為崗位任務需求，提高學生的專業技能、社會適應與應變能力，能夠在課堂中了解企業制度和文化，結合自身專業提前謀劃職業生涯。學校在明確職業院校學生具體的學習需求后，即可結合企業所需制定有針對性的培養模式。

（三）企業調研

對企業機電一體化專業、數控專業及自動化專業崗位調研了解到，新員工入職前，企業均會以知識夠用為度，組織開展崗前培訓。由既能勝任理論教學，又能勝任實際操作的培訓師對新員工進行崗前培訓，全程由兩位培訓員進行教學，一位負責講解，一位負責工具分發及學生安全管理。教學過程在同一場所且同一時間完成，能夠將理論和實踐完美銜接，達到較好的培訓效果。企業培訓時使用的教材主要是活頁式教材，培訓學員是主要參與者，教師僅在教授過程中起引導作用。

1.企業專業技術人才培養模式

企業培養人才重點圍繞校企雙元、師資雙元、理論實踐雙元、能力雙元等德國“雙元制”本土化教育模式。采用行動導向活頁式教材，過程當中引入德國標準，并符合國內教育要求的人才培養方案。教學過程以學生為中心、以實踐鍛煉提升為根本、以解決生產實際中出現的問題為目標，實現行動能力為導向的人才培養模式。教學針對學習或工作過程當中可能出現的問題，以解決具體問題為目標，該理念極大提高了學生的學習效率和企業的作業效率。

2.企業人才培訓模式的實施

企業在培訓過程中，均立足崗位實際運用到的知識，模擬實際教學情境。教學情境能夠根據實際崗位操作中的典型任務（項目）構建，由簡單到復雜的幾個項目或者是綜合性的項目貫穿始終。根據不同的模塊選擇“四步教學法”“六步教學法”等不同的教學方法，架構任務驅動、行動導向的課程內容。以工作過程導向的職業教育要求培養學生實踐動手能力，培養員工創新能力；典型工作任務分析是工作過程導向的職業教育課程開發方法，它讓學習內容融入實際工作中。

四、校內教學模式的形成及示范

本文結合新疆職業大學學生實際情況，借鑒企業員工培訓模式，以學生為主體對象，教師為引導對象，以數控課程為載體，開發出了“教室—機房—車間”循回項目式教學模式，適用于新工科類項目式教學。為了驗證該模式在實際運用過程中的可行性，本研究以新教學模式對機電專業的七個班級，350 余人進行數控課程教學。

教學過程采用虛擬仿真技術配合實際操作練習，讓學生主動在課堂探索技能知識，有效提高了學生的學習效率。本文基于現有實訓設備，針對數控加工課程，最大程度地和企業生產過程保持一致，有效對接職業院校課程與企業崗位要求，豐富高職教育人才培養方案。

五、結語

本文針對目前職業院校機電一體化專業學生動手實踐能力較弱、學習主動性不強、對口就業困難等問題，通過企業實地調研企業員工的培訓和管理模式，提出了“教室—機房—車間”循回項目式教學模式。

實施過程以學生為主體，教師為輔助，本著知識夠用為度的理念，結合企業崗位需求設計課程教學模式。從教室的理論學習、機房的仿真模擬到最后的實際操作，學生全程參與度極高，表現積極，能夠在互動中掌握理論和實踐知識。該模式的成功實施，證明其能夠滿足機電專業課程的教學要求，實施效果良好，方法可行。在整個循環教學模式中，學生接受一種新的教學模式，教師同樣也接受新的教學模式，該模式為學生進企業工作奠定了基礎，也使教師的教學能力得到了提升。

職業院校和企業間應加強合作，校企聯合培養學生。職業院校的設備配置和企業真實工作條件還存在一定差距，無法投入過多資金在產品的生產上，企業在機電生產培訓的實訓設備上有一定基礎，實訓設備的功能也相對較好，通過工學結合、校企合作的方式可以實現“產、學、研”一體化。同時，職業院?？梢云刚埰髽I資深專家和實踐經驗豐富的工程師給在校生傳授經驗及技能，還可以把企業搬進學校，成立研發團隊或技能鑒定中心。職業院校加強和企業的交流力度，能夠給學生今后的就業和實習創造良好的條件。企業對職業院校畢業生的專業要求越來越高，校企合作及工學結合的辦學模式將是職業院校機電一體化專業的發展方向。