尊敬的各位导师、专家和老师:
我是上海市工程技术管理学校数控技术应用专业教师张斌,《典型铣削零件的编程与加工》既是数控专业基于工作过程系统化设计的专业核心课程,又是数控机床操作工职业资格考试的必考课程。下面我从课程分析、课程设计、课程实施、课程考核、特色与创新5个方面来阐述《典型铣削零件的编程与加工》课程的整体设计思路。
一、课程分析
(一)课程定位
授课对象为数控技术应用专业二年级的学生。
1.数控技术应用专业人才培养目标
我校数控专业旨在培养机械制造、港口机械、汽车制造、船舶机械等行业,适应数控工艺员、数控程序员、数控机床工等相关岗位,能从事数控工艺制订、数控程序编制、数控机床操作、普通车床操作、零件检测等工作的技能型专门人才。
2.数控技术专业课程体系
针对数控技术应用专业人才培养目标,我们成立了课程开发团队,通过市场调研和数控行业专家座谈,确定了典型工作任务,通过职业岗位分析,归纳了数控技术的行动领域,通过企业专家和课程专家的论证,构建了符合学生认知规律的“产学结合”专业课程体系。
3.课程的性质和作用
本课程是数控技术应用专业的一门核心课程,它以前导课程《机械制图》《机械加工常识》《普通车削加工》《数控铣床加工基础》为基础,后续课程《数控铣床综合实训》《顶岗实习》做铺垫,在整个专业课程体系中起着承上启下的作用。
本课程对培养数控技术应用专业学生从事数控工艺制订、数控程序编制、数控机床操作、普通车床操作、零件检测等岗位所需具备的知识、能力和素质起着决定性作用,是数控技术专业职业技能培训的重要环节。
(二)课程目标
本课程以培养职业能力为根本目标,在工作过程系统化的情景中,通过理论与实践一体化的学习与训练,掌握数控铣削加工的知识和技能,培养良好的职业道德,养成文明生产习惯,达到数控铣工(四级)职业资格鉴定应会标准,为学生职业生涯发展打好基础。
二、课程设计
(一)课程内容选取依据
本课程教学内容的选取原则:以区域经济发展需要为导向,我们对崇明长兴海洋装备基地和周边的机械制造企业进行了调研,主要从行业需求、岗位需求、职业资格考证等方面进行调研,通过企业专家和学校专任教师以及毕业生座谈,采用头脑风暴等方式,最终确定以企业的真实产品——永磁泵零部件加工作为教学内容,同时将企业文化、管理制度、经营理念和生产环节引入课堂,强调课程内容与职业岗位能力要求的相关性,做到学生就业岗位和学习内容有机结合,提高学生的就业能力。通过由简到繁的递进学习,让学生更容易接受。
本课程教学内容的选取是整合序化岗位工作任务后,通过教学组织实施再现企业生产过程。我们具体的做法是:专业教师深入长兴海洋装备产业园区和周边地区进行实地调研,与企业专家进行座谈,收集不同类型的企业数控技术的应用情况及岗位能力要求。分析归纳企业数控从业人员典型岗位工作任务,对完成典型岗位工作任务所需知识、能力、素质教学归纳分析。最后完成校本教材的开发。
(二)设计理念
本课程教学团队通过与行业企业专家合作,进行了基于工作过程系统化的课程开发与设计。课程设计理念是以学生职业能力系统化培养为目标,以学校和企业为教学双平台,以学校专业教师和企业工程技术人员为“双师”任教,以任务引领教师车间一体为教学模式,以企业产品教学化处理为教学载体,以完整的生产过程组织实施教学,以过程考核素质养成构成评价体系。最终实现三个目标,四个融合、五个合一。
(三)设计思路
本课程教学团队通过实地调研和召开专家座谈会,对数控技术应用专业学生从事岗位的典型工作任务和完成这些任务所具备的知识、能力和素质进行分析,在此基础上,将典型工作任务进行行动领域的归纳,并转换成学习领域,然后以企业产品教学化处理为教学载体,根据企业的生产实际,设计学习领域。
(四)课程资源
1.常规资源
本课程采用的教材是数控组开发团队编写的。在编写过程中,企业专家参与,并参考了很多资料,听取了很多同行的意见,编写可以实现“教、学、做”一体的教材。
2.数字资源
本课程现有的数字资源有市级精品课程(http://jpkclist2.shedu.net/bcyjg/)、相关的动画、视频、网络课堂,另外还有宇龙和创意数控一体化教学仿真软件。
三、课程实施
(一)教学环境
作为“教、学、做”一体的课程,原来传统的教室已经不能满足教学的需求,所以课堂搬进了一体化实训室,边讲边做。为此我们配备了3间实训室,一间是集合理论教学和实际操作为一体的基础实训室;一间是数字化体验中心,方便学生进行工艺的安排和设计;还有一间是仓库和检测,锻炼学生仓库管理和产品检测的能力。教学的地点随项目的需求和学生学习的深入不断改变,具有一定的灵活性。
(二)教学设计
1.教学模式
针对5个学习任务,采取“任务引领,教室车间一体”的模式进行教学。本课程教学场所设在校内外数控车间,教师就是师傅,学生就是员工。学生围绕完成任务中出现的问题通过自主、协作学习,训练有序的工作方式,培养良好的工作能力,实现校企合作育人。
2.教学方法
为提高学生职业能力,实现学生从学校到企业的“零距离”上岗,本课程教学团队结合课程内容和学生特点灵活运用了多种教学方法。在宏观层面上,本课程采用基于工作过程的六步法进行教学;在微观层面上,本课程采用现场体验教学法,引导教学法、分组讨论法、任务驱动教学法、探究法等方法进行教学。
3.教学手段
为提高教学效果,本课程在实施过程中采用了一系列现代化的教学手段,主要包括多媒体教学、立体化教学资源库教学、仿真教学、网络教学等。
现在我以其中某一任务为一次完整课,整个实施过程包括以下几个步骤:
(1)布置任务。由校企工作室老师或者企业师傅布置工作任务——“永磁泵叶轮”的生产,并下发工作任务书。
图1
在布置任务的环节教师要:
①明确叶轮完成时间;
②与学生约定产品文档记录内容;
③组织学生进行分组。以学生自愿为原则,每4~5个学生组成一个固定的学习小组。教师稍作协调,保证各组学习实力相仿,同组学生又有一定的层级。以提高学习的交流频率,实现在学习过程中相互影响和支持。
(2)信息资讯。在资讯的过程中,主要采用引导文法。学生围绕学习页中老师预设的问题进行小组讨论,查阅书籍,网络资讯,讨论结束分组汇报资讯的结果,汇报形式海报或PPT均可,形式各组自定。但必须要回答:
①已经解决了哪些问题,并呈现讨论结果。
②通过资讯,对于叶轮的生产还有哪些问题尚未解决?
(3)计划决策。学生在进行工艺等相关知识学习的基础上,分组制订叶轮的加工方案,完成工艺卡片、工序卡片、刀具卡片、走刀路线设计单等工艺文件,初步确定加工计划。
教师组织听取各工作小组提出的加工方案,进行审核,提出修改调整意见。
图2
(4)生产实施:
①各小组根据加工需要,到仓库领取叶轮的毛坯件、刀具和量具。
②小组合作,讨论并编写零件加工程序。
③加工准备(安全检查、程序传输、安装刀具、正确定位与装夹工件),在老师或企业师傅的检查和允许下进行下一步工作。
④正确使用机床进行零件的加工(包括正确建立工件坐标系、零件的加工、零件精度的控制等)。
⑤生产过程中,关键精度测量,并记录。
在生产实施的过程中,由专业教师和企业师傅共同指导,按照企业“6S”管理,规范生产过程。安排2名学生担任安全员,负责检查整班“工人”的到岗情况,着装、工量具的摆放等,以确保生产的安全和规范;2名同学担任巡检员,对于刚完成的工件进行质量检测,以控制废品的产生。
(5)检查:
①在规定的时间内,是否完成生产任务,生产任务是否达标;
②对于不合格的产品进行质量分析,提出改进的方案;
③提交学习工作页,对于工作页中的记录文档进行检查。
该环节主要是文档整理归档的训练和产品质量控制的延伸。分组进行文档整理和误差分析,并提供改进的意见和方案。在教师的指导下,为下一个产品的生产做好准备。
(6)评价。
四、课程考核
本课程的课程考核主要有过程考核和期末考核两部分组成。过程考核主要是通过对学生个人和小组在整个课程教学过程中的出勤、项目实施、工作态度、项目完成度和项目成果展示等五方面进行综合考核。过程考核成绩占课程总成绩的60%。期末考核主要考核学生应知和应会。其中应知和应会考核我们借鉴上海市职业技能鉴定考核模式,实行教考分离。期末考核成绩占课程总成绩的40%,如图3所示。
图3 课程考核占比情况
五、特色与创新
(一)特色
1.以工作过程系统化为课程理念
课程以职业岗位需求为逻辑起点,遵循职业教育规律,结合实际条件,注重过程控制,循序渐进地培养学生的职业能力与职业素质。通过分析本专业毕业生就业面向的数控铣床操作工、数控加工工艺设计员、产品调试员、产品质量检验员4个职业岗位的职责和职业能力,制订课程教学目标,确定课程工作任务,以工作过程系统化为导向,构建课程内容结构和知识序列,形成以工作过程导向的知识与技能训练体系、能力培养体系。
2.以典型产品为课程载体
选取企业真实产品——永磁泵零部件加工作为教学内容,与职业标准有效整合,与生产实际紧密联系,涵盖零件铣削的工艺、编程、仿真、加工和检验等,具有很强的应用性、实践性。具体项目有:永磁泵罩壳编程与加工、永磁泵下端盖编程与加工、永磁泵泵体编程与加工、永磁泵叶轮编程与加工、永磁泵上端盖编程与加工。让学生在零件加工的实际工作过程中掌握数控铣削的知识和技能。
3.以行动导向为教学策略
教学按零件加工工作过程(零件图识读、加工方案制定、程序编制、零件加工、质检、入库)组织实施。每一步骤采用任务驱动教学法、引导文法、现场体验教学、“教、学、做”一体教学、“探究、互动、赏析三位一体”教学等教学方法的组合创新,实现了教与学的过程与工作过程的对接。通过“做中教”“做中学”,融职业规范和职业素质培养于一体。
4.以“工厂化教学”为组织形式
采用“工厂化教学”的组织模式,让学生身为“准员工”体验真实的工作环境、工作过程、工作内容。教学过程中做到“车间与课堂、理论教学与技能操作、教师与师傅、学习技能与加工产品、学生与员工”五个合一,强调“企业文化、管理思想、职业修养、职业规划”四个融合。学习过程以企业6S标准进行管理和实施,构建企业化管理模式。
5.以过程考核为发展性评价体系
建立与岗位职业能力培养相适应的过程考核评价体系,构建产品化的考核、学习评价模式,重点评价学生的职业能力。学生全面参与评价过程,使评价过程成为促进学生反思、加强评价与教学相结合的过程,成为学生自我认识、自我评价、自我激励、自我调整等自我教育能力不断提高的过程,成为学生与人合作的意识和技能不断增强的过程。
6.以专兼职“双师型”教师为教学保障
本课程拥有一个结构合理、素质优良、充满活力的专兼职教学团队。其中专职教师6人,企业兼职教师2人,平均年龄40岁。专职教师全部为本科学历(其中2名研究生在读),高级职称5名,占教学团队的71.4%。教学团队中有高级技师1名,技师2名,高级工5名。现有区学科带头人1名、区学科教学能手2名,2名企业兼职教师均为企业一线技术骨干,为课程实施提供了保障。
(二)创新
(1)在课程实施的过程中分批选取一定数量的学生参加产学结合,主要为汇众和上海安冉精密机械有限公司加工各类符合学生加工和涵盖中级工所需的知识和技能。
(2)企业实习锻炼,学习了一段时间后分批分班到嘉仕久和奥博进行每班一周的实习,然后回学校再学习。
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