中职院校数控专业钻孔加工课程一体化教学设计

王钢

摘 要：本文结合中职院校数控专业教学实践，针对该专业技能培养的难点模块——钻孔加工部分，阐述如何以一体化教学为基点进行教学过程的设计，认真分析、提炼了中职院校数控专业一体化教学过程中的要点，并对未来中职数控一体化模块式教学方案的设计提出了建议。

关键词：中职院校    数控专业    数控加工中心    钻孔加工    一体化    教学设计

中职数控专业将计算机、精密机械、加工工艺、绘制测量集于一体，是一门综合应用型的学科。近年来，在该专业的教学领域中，“一体化”教学模式逐渐替代传统技工教育模式而成为主流，并不断衍生出很多技能培养的新思路、新方法，诸如任务驱动法、项目教学法、案例法、小组合作法等。教师运用多种教育方式，按照不一样的教育内容并参考相关教学资源制作出教学课件，利用多媒体开展教学活动，能够活跃课堂教学气氛，提升教育效果，激发学生的学习热情。

一、一体化教学概述

一体化教学的重点，是在教学过程中把知识点与具体操作实践融合在一起。运用一体化教学方式，应首先设计教育目的与教育任务。教师在教学过程中不但应丰富课堂教育内容，同时也应更好地激发学生的学习热情，有效地提升教育水平与教育成效。运用一体化教育方法，可以把过去的数控车床工艺从机械性的学习方法中分离出来，把抽象难懂的概念与具体的动手操作结合起来，使知识与实践相结合，有效地培养学生的专业理论素养与动手操作能力。中职院校数控专业实施一体化教学的目的，主要是锻炼学生的能力，使其具有熟练的操作技能与扎实的理论知识，成为适应企业一线生产岗位的人才。相对于传统的职业教育课堂教学，数控专业一体化教学侧重于让学生在教、学、做相结合的模式下进行技能学习。这种教学模式可将抽象、枯燥的理论知识变为可见、可触的实践经验，让学生学得有兴趣，对技能知识的理解也较为深刻。

需要注意的是，因数控专业有自身的特点，对中职新生不适合直接运用一体化教学，待其经过系统的理论学习，具有一定的理论基础后，方可采用一体化教学方法对其进行教学。

二、中职院校数控专业一体化教学策略

（一）注重具体的理论知识教学

数控专业的教师要把不同的专业实践与技术知识当做教育研究的对象，要认真解释每个实训理论。在教学过程中，教师要注重理论联系实际训练，列举适当的实例，把实例作为教学的基础，对有关的基本内容展开解释，以便于学生理解。教师应该尽可能避开使用比较复杂的专业语言解释理论知识，要把理论知识转化为学生比较容易理解的方式，使学生在具体的动手操作过程中较好地理解并掌握理论知识，以提高教学成效，并为具体操作打好基础。

（二）加强学生的仿真模拟训练

在教学活动中引入模拟训练方式，可以弥补教师在普通教室里所用教学方法的欠缺，辅助教师提高教育效果。同时，通过数控仿真体系，可以预防学生在具体实践中遇到的安全问题。通过计算机进行操作，学生不但可以了解有关的信息，还可以对有关的数据进行统计，计算机系统下一次能自动模拟统计的数据，让学生验证其猜想，有效地锻炼学生的思维能力。

（三）对学生及时进行操作指导

在指导学生进行实践操作时，教师需以旁观者的身份，及时记录与统计学生在动手实践中存在的不合理之处和错误环节。在实际动手操作中，若学生出现严重错误或比较大的失误时，教师要及时指正，以预防发生比较严重的问题。学生一定要在熟练掌握有关的数控车床的基础知识后，才可以开展具体的实践操作，教师要及时对学生进行指导。学生结束操作后，能结合实践中发生的问题，对有关技术进行总结，分析理论知识运用和动手操作的详细情况，并形成实训报告，找出动手实践中的不足与问题。教师结合学生的实训报告，归纳出教学活动中的不足，并对教育方式和教学内容进行相应的调整，以提高学生的动手实践能力，加强理论与实际操作的有机结合。

三、中职院校钻孔加工课程一体化教学设计实践

目前，一体化教学已成为中职学校数控加工中心课程的主流教学方式。如果说教学模式是方（方式），而教学方法是圆（方法），那么在选择了一个发展较为成熟、完善的教学模式时，更应重视教学方法的运用与选择，并将其灵活运用到教学中，从而达到方与圆的辩证统一。

钻孔加工模块一直以来就是中职学校数控专业课程中的重点与难点，也是专业课程中知识串联的关键环节之一，其涉及的知识、学科、实践关联较多。在进行该课程的教学设计时，应瞄准目标、围绕课题进行一体化教学，尽量避免课堂上相关学科之间的知识重复，从而设计出简洁实用的一体化教学方案。教学设计实践如下。

（一）设计思路

在数控专业钻孔加工模块课程的教学中，实施一体化教学的要点是将理论知识点与技能实践相融合，对课程大纲进行细分后，分课题、分层次地逐步推进技能培养内容。在此过程中，应避免知识点的重复，注重知识点串联的条理清晰，不拖泥带水。教師在这部分课程讲授的过程中，应以一体化教学理念为出发点，以任务驱动教学法为思路主线，力求达到实践与理论平衡、协调、同步的教学效果。此外，在教学方案的设计中，教师要特别重视学生岗位能力与职业技能的培养，力求使学生在岗位适应能力、职业道德方面有所提升。

（二）教材分析

钻孔加工在数控专业中，属于技能知识整合的一个连接点，因此，教师在课堂教学中应将相关的各门单独课程进行有机整合，再结合课程内容将这些专业资料用多媒体形式进行理论讲解。本模块学习的时间约为4学时。

各中职院校在实践课题设置中，大多使用中国劳动社会保障出版社出版的《数控铣床/加工中心加工工艺与编程》中的模块三“钻孔加工”。但因通用教材的课题综合性较为一般，仅适合技能的入门学习，因此建议任课教师可自行结合校本教材或自拟课题来帮助学生提升技能进阶。该模块课程实用性较强，主要是让学生在入门学习后掌握钻孔技巧，为后续课程中学习镗孔、专攻螺丝纹加工打下扎实基础。

（三）对象剖析

钻孔加工课程的教学对象主要是数控专业的高年级学生，他们正处于学习技能的黄金时期，经过前期学习已经具备一定的理论基础。另外，他们也具备青少年好奇多动、动手能力较强、善于模仿的学习优势。

（四）教学目标

通过教学过程的推进，使学生掌握钻孔类零件的加工工艺，提升其业务能力。教师在授课过程中，要培养学生针对生产实际进行判断、计划、决策的能力，以及合理运用循环指令、选择工具的能力。需要注意的是，衡量教学目标是否完成，不仅要看学生是否熟练掌握了课本中的课题解决方案，而且要看学生在学习课程后是否具备独自制订该模块工作计划，进行判断、决策并完成课题的能力。

（五）重点难点

1.重点

学生需要熟练掌握钻孔零件加工工艺，具备自行判断、决策、完成此类课题的能力，为后续镗孔等进阶技能的学习打下基础。

2.难点

学生在学习的同时，岗位适应能力有所提升;学生不仅仅要学会工艺，更要在生产质量、完成效率、责任意识上达到企业的标准要求;教师应在教学过程中兼顾学生职业道德、团队协作意识的培养。

（六）教学过程

1.布置课题任务

教师以加工课题（某生产设备箱体顶盖）为案例进行介绍，课题任务的目标是完成孔加工。

2.分析课题任务

教师布置课题后，引导学生从部件图收集任务信息，并组织学生以小组为单位讨论课题内容。由于对加工环境与技能知识的理解差异，通常学生们经过讨论，会得出两种不同的加工方案：一种是通过钳工实现零件的钻孔加工。另一种则是通过数控铣床或者加工中心实现零件的钻孔加工。教师应在这两种不同方案的权衡分析中，进行讲解：图纸标注中对孔距的精度要求较高，且零件并未大批量生产，故应采用数控机床来实现钻孔加工。确定加工工藝后，教师应继续引导学生分析加工实施的步骤，让学生结合之前学习的技能知识点进行分析与解答。最后督导学生将加工工艺的编制、刀具的选择、程序编程、机床控制、零件测量等知识点整合串联起来。

3.完成课题任务

在任务的实施中，教师应引导学生考虑结合钳工钻孔加工工艺，来对数控机床钻孔加工工艺产生联想。通过知识关联，消除学生的畏难情绪。然后指导学生选择加工刀具、填写工艺卡片。

教师可以刻意向学生提供多种刀具，如机铰刀8H7、中心钻A2.5、麻花钻7等。通过适度的情景创设，让学生将自己的身份假定为一名企业员工，自己去选择刀具并填写工艺卡片，并对教师解释选择的理由。实际上这种方式就给了学生深度理解教材、规划加工工艺的机会，培养了他们的专业能力。接着实践教学活动正式开始。

第一步：引导学生对加工定位孔进行编程。在学生独立进行编程后，教师可提出一些技能进阶的问题，可引起学生对知识点关联加以梳理的注意。如G001/G01程序固然是解决问题的标准答案，但如果加工要求进一步提高，由单个孔变为多个孔，继续使用标准答案将使失误率极大提升，就应思考如何解决问题。教师通过技能知识的进阶提问，可将“钻孔循环指令”自然而然地由问题引出，并通过在实训现场进行演示，引导学生总结分析前者与后者两条指令的差异与各自适用的加工条件。

第二步：指导学生编写钻孔程序。教师在指导学生第一次使用G81进行编程时，随机提出问题：使用一次性钻出程序，刀具因钻孔过深排屑不畅而产生磨损，如何避免此情况发生？在学生自行讨论问题后，教师可给出标准答案：向下钻后抬起刀具，排屑后继续钻。那么此时教师可将第二条指令，“深孔钻循环指令”引出，并在课堂上将G83指令与G81指令进行对比，从而加深学生对工艺的理解。

第三步：学生自行进行机床操作演练时，教师应时刻在其身边进行督导，对操作过程中欠规范的部分与不符合安全生产的部分进行及时纠正。在此过程中，教师的态度可以相对严厉或强硬一些，从而让学生感受到企业在生产中对技工严谨精细的工作纪律要求与认真踏实的工作态度要求。如学生在编程时，出现数字、小数点输入遗漏、加工尺寸错误、图纸观察错等现象，教师可对学生批评得适度严厉一些，然后再在巡回指导中对其进行耐心讲解。

（七）课题评价

在学生完成加工课题任务后，教师督促其先对成品进行自查，再让学生进行互查，借此锻炼其质量检测的能力。学生完成检查后，再由教师对学生进行课题任务的综合评价，从任务开始是否合理选择刀具，到编程中对于不同加工情况是否合理、灵活区分使用程序，再到工作态度、安全生产等，教师应逐一做出点评。在点评的过程中，为使学生及早增强岗位责任意识，要求可适度严一些。但任课教师应切忌矫枉过正，以免使学生丧失继续钻研加工课题的自信心。

（八）课题作业

最后是课题作业的布置，任课教师可根据学生掌握技能知识情况的不同，将课下课题分为两个层次：一是必须掌握的技能知识。如课题学习后能够撰写实习报告，掌握基本的钻孔零件加工工艺，具备钻孔加工工作初步的计划与执行能力。二是进阶提高的技能知识。如尝试设计一些复杂零件的钻孔加工方案，尝试根据小样或图样仿制钻孔零件等。

综上所述，中职院校为满足数控技术发展对实践型、技能型复合人才的要求，应积极推行“一体化”教学。本文在教学方案的设计中选用了任务驱动法来搭配该教学模式，但随着现代教育技术的不断推进，未来将不断产生更多更新颖的教学方法，如头脑风暴、项目教学、模拟教学等。数控专业任课教师应站在教学发展前沿，紧跟时代发展步伐，不断采用新方法、新思路创新教学方法，培养出大批高素质的技能型、应用型人才。

参考文献：

[1]张民，韦玉秋.浅谈中职《零件的数控车加工》课程的一体化教学尝试[J].科技致富向导，2014（8）.

[2]彭忠.中职《数控加工技术》课程一体化教学的实践[J].化工职业技术教育，2010（1）.

[3]杨晓理，李必新，韦露.中职一体化教学活动设计研究—以数控铣床编程与加工课程为例[J].职业，2018 （28）.

[4]刘冬花，曹素芝.数控加工专业工学结合一体化课程体系的构建与实施[J].网友世界，2013（23）.

[5]胡相斌.基于工作过程的“数控加工工艺”课程教学设计[J].职教通讯，2017（3）.

（作者单位：天津市机电工艺学院）