劉芳芳，譚偉浩，高東玲

（1.陜西機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西 寶雞 721001；2.陜西汽車(chē)集團(tuán)有限責(zé)任公司技術(shù)中心，陜西 西安 710200）

前言

數(shù)控技術(shù)是現(xiàn)代制造技術(shù)的基礎(chǔ)，該技術(shù)的發(fā)展對(duì)制造業(yè)領(lǐng)域具有重大的意義[1]?！吨袊?guó)制造2025》明確指出將高檔數(shù)控機(jī)床與機(jī)器人作為重點(diǎn)發(fā)展的十大領(lǐng)域之一，而要實(shí)現(xiàn)中國(guó)制造2025這一目標(biāo)，培養(yǎng)具有專(zhuān)業(yè)技能型、引領(lǐng)創(chuàng)新型人才是關(guān)鍵。

隨著信息技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)教育進(jìn)一步深入的影響，以及教育改革的持續(xù)進(jìn)行，以往的填鴨式教學(xué)模式急需轉(zhuǎn)變。為了進(jìn)一步推進(jìn)理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)的高度融合，提升學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，真正實(shí)現(xiàn)教學(xué)效率與教學(xué)質(zhì)量雙提升，筆者結(jié)合實(shí)際教學(xué)實(shí)踐，提出基于PBL問(wèn)題式學(xué)習(xí)的數(shù)控編程與加工實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式探討。

1 PBL式教學(xué)模式應(yīng)用

1.1 PBL式教學(xué)的特點(diǎn)

PBL（Problem-based Learning）是基于建構(gòu)教學(xué)理念發(fā)展起來(lái)的一種新的教學(xué)模式[2]。采用了以問(wèn)題為基礎(chǔ)，學(xué)生為中心，教師為導(dǎo)向的啟發(fā)式教學(xué)方法，旨在培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和獨(dú)立思考的能力。該教學(xué)方法是以教師的引領(lǐng)為前提，將學(xué)生分成不同小組，通過(guò)學(xué)生自學(xué)以及小組之間的相互協(xié)作解決相應(yīng)問(wèn)題并汲取知識(shí)的一種教學(xué)模式。其主要特點(diǎn)可以概括為：一是以學(xué)生為中心；二是以問(wèn)題為導(dǎo)向；三是以小組討論為模式；四是以合作共贏為精神；五是沒(méi)有唯一的正確答案。在教學(xué)過(guò)程中引入該方法能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣以及創(chuàng)造力。教學(xué)流程如圖1所示。

圖1 PBL教學(xué)模式流程圖

1.2 PBL式教學(xué)的必要性

工科類(lèi)專(zhuān)業(yè)課程往往需要在不同課程之間構(gòu)建知識(shí)邏輯體系[3]。數(shù)控編程與加工實(shí)訓(xùn)是數(shù)控技術(shù)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)核心實(shí)訓(xùn)課程，主要圍繞產(chǎn)品的毛坯選型、加工工藝、編程以及加工制造展開(kāi)，學(xué)生在學(xué)習(xí)此門(mén)課程之前，已經(jīng)學(xué)習(xí)了機(jī)械制圖、公差配合與機(jī)械測(cè)量、數(shù)控加工工藝以及數(shù)控車(chē)削編程與操作等基本理論課程，本門(mén)課程的學(xué)習(xí)要求學(xué)生能夠看懂零件圖并正確選擇毛坯，再到工藝制定及加工制造，每一環(huán)節(jié)都具有非常緊密的邏輯關(guān)系。因此單一化模塊化講解的課堂實(shí)施容易產(chǎn)生“各自為政”的教學(xué)誤區(qū)，而PBL教學(xué)模式激勵(lì)學(xué)生小組在解決問(wèn)題時(shí)，能夠自發(fā)的將已學(xué)習(xí)的專(zhuān)業(yè)理論課程與專(zhuān)業(yè)核心課程之間建立聯(lián)系，有效實(shí)現(xiàn)舊知與新知的融會(huì)貫通。

2 教學(xué)實(shí)踐過(guò)程及意義

2.1 明確教學(xué)目標(biāo)

結(jié)合數(shù)控技術(shù)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)，依據(jù)數(shù)控編程與加工實(shí)訓(xùn)課程標(biāo)準(zhǔn)，明確教學(xué)目標(biāo)，包括知識(shí)目標(biāo)、能力目標(biāo)、職業(yè)素養(yǎng)等目標(biāo)，確立本課程的教學(xué)采用了基于PBL教學(xué)模式的項(xiàng)目式教學(xué)方法。根據(jù)項(xiàng)目?jī)?nèi)容難易程度及要求學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握情況，將企業(yè)生產(chǎn)零件引入各個(gè)教學(xué)項(xiàng)目當(dāng)中，實(shí)現(xiàn)教學(xué)項(xiàng)目與企業(yè)生產(chǎn)的逐步對(duì)接，從循序漸進(jìn)到深度融合。通過(guò)生產(chǎn)零件的實(shí)際應(yīng)用及重要性，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性，培養(yǎng)學(xué)生精益求精、追求卓越的大國(guó)工匠精神。

2.2 實(shí)施教學(xué)任務(wù)

本文以數(shù)控編程與加工實(shí)訓(xùn)中的某一項(xiàng)目學(xué)習(xí)為例展開(kāi)探究。該項(xiàng)目依托企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)，結(jié)合課程自身特點(diǎn)，將工程實(shí)例引入到課堂教學(xué)中，并分成了“理論引領(lǐng)—虛擬仿真—實(shí)操練習(xí)”三個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié)，在實(shí)踐過(guò)程中采用了基于PBL教學(xué)模式下的多種教學(xué)方法的綜合運(yùn)用。

2.2.1 問(wèn)題引領(lǐng)，課前導(dǎo)學(xué)

教師在上課之前，應(yīng)結(jié)合學(xué)生所學(xué)知識(shí)，針對(duì)項(xiàng)目創(chuàng)設(shè)具有可操作性并且真實(shí)的問(wèn)題情境，將問(wèn)題上傳至職教云平臺(tái)的課前預(yù)習(xí)模塊。學(xué)生針對(duì)教師預(yù)留問(wèn)題，查閱相關(guān)文獻(xiàn)及資料，各組畫(huà)出項(xiàng)目導(dǎo)學(xué)圖，上傳至職教云平臺(tái)。既回顧舊知，又試探新知。

2.2.2 協(xié)作探究，課中研學(xué)

結(jié)合企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)管理，模擬生產(chǎn)車(chē)間的班組管理模式，將學(xué)生按照4～5人一組分成不同小組，每個(gè)組員都具有明確的個(gè)人職責(zé)，分別負(fù)責(zé)采購(gòu)、工藝、編程、加工、檢驗(yàn)等不同模塊。針對(duì)項(xiàng)目加工要求及教師預(yù)留問(wèn)題，小組成員根據(jù)圖紙協(xié)作探討并進(jìn)行分工，采購(gòu)員負(fù)責(zé)選擇毛坯以及各環(huán)節(jié)操作記錄；工藝員負(fù)責(zé)編寫(xiě)工藝卡片；編程員根據(jù)工藝要求編寫(xiě)程序；加工人員利用斯沃虛擬仿真加工軟件對(duì)前三項(xiàng)工作進(jìn)行驗(yàn)證，確保操作無(wú)誤后，對(duì)毛坯件進(jìn)行機(jī)加工；檢驗(yàn)員對(duì)成品進(jìn)行尺寸等檢驗(yàn)。

2.2.3 反饋評(píng)價(jià)，集思廣益

各小組完成指定任務(wù)后，以小組為單位進(jìn)行成果展示，分享匯報(bào)，既要說(shuō)明具體操作方法，又要說(shuō)明操作過(guò)程中遇到的問(wèn)題及解決辦法。之后，小組成員之間進(jìn)行組內(nèi)自評(píng)，小組之間進(jìn)行組間互評(píng)，教師進(jìn)行總評(píng)。

2.2.4 舉一反三，課后延伸

根據(jù)本節(jié)課教學(xué)情況，教師布置相應(yīng)課后問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)探討，舉一反三，逐步深入，實(shí)現(xiàn)梯度式教學(xué)效果?；谀稠?xiàng)目的整個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)任務(wù)實(shí)施如圖2所示。

圖2 教學(xué)任務(wù)實(shí)施環(huán)節(jié)

2.3 基于PBL教學(xué)模式下實(shí)踐教學(xué)意義

（1）通過(guò)以問(wèn)題為導(dǎo)向，學(xué)生為中心的教學(xué)模式，使學(xué)生養(yǎng)成了遇到問(wèn)題能夠主動(dòng)查閱資料，自主探究解決問(wèn)題的良好習(xí)慣，同時(shí)培養(yǎng)了學(xué)生自主創(chuàng)新、積極思考的職業(yè)素養(yǎng)。

（2）在協(xié)作探究環(huán)節(jié)，學(xué)生分工明確，各司其職，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題或時(shí)間上的延誤都會(huì)影響整個(gè)項(xiàng)目的進(jìn)度情況，讓學(xué)生切實(shí)感受到自己在團(tuán)隊(duì)中的重要性，有效回避了以往以一人之力，解團(tuán)隊(duì)之憂(yōu)的無(wú)分工教學(xué)誤區(qū)，有效促進(jìn)了學(xué)生之間的團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)。

（3）評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中非常重要。通過(guò)教師評(píng)價(jià)，再次明確項(xiàng)目執(zhí)行過(guò)程中的重要知識(shí)點(diǎn)和注意事項(xiàng)，加深學(xué)生記憶理解及反思。通過(guò)學(xué)生評(píng)價(jià)，教師對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況有了認(rèn)知，學(xué)生對(duì)自身的學(xué)習(xí)情況也有了更深入地了解。在反饋評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)，小組之間深入交流探討，對(duì)于操作過(guò)程中出現(xiàn)的不同問(wèn)題以及解決辦法加深記憶與理解，通過(guò)組間交流，思維碰撞，有效提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

（4）通過(guò)在教學(xué)過(guò)程中引入虛擬仿真環(huán)節(jié)，為學(xué)生提供充分的機(jī)床操作和練習(xí)機(jī)會(huì)，不管學(xué)生有沒(méi)有接觸過(guò)實(shí)操，都可以通過(guò)如圖3所示，與車(chē)床實(shí)際操作面板相同的仿真軟件進(jìn)行仿真加工，該環(huán)節(jié)使得學(xué)生能夠熟悉正確的加工操作流程，反復(fù)驗(yàn)證并優(yōu)化加工程序。既能增加學(xué)生的信心和成就感，也降低了不規(guī)范操作導(dǎo)致的安全隱患風(fēng)險(xiǎn)。

圖3 仿真軟件界面

3 實(shí)踐考核機(jī)制

本文所述數(shù)控編程與加工課程為一門(mén)實(shí)訓(xùn)課，按照設(shè)定項(xiàng)目采取了“一個(gè)項(xiàng)目，多個(gè)問(wèn)題”的基于PBL教學(xué)模式的問(wèn)題式教學(xué)，教學(xué)過(guò)程主要是以學(xué)生為中心的討論式學(xué)習(xí)，因此對(duì)學(xué)生在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程性的考核非常重要。

為了進(jìn)一步量化考核，完善考核標(biāo)準(zhǔn)，本課程以突出多元化、強(qiáng)調(diào)過(guò)程化的思想，構(gòu)件綜合化的考核評(píng)價(jià)體系。學(xué)生總評(píng)成績(jī)分為平時(shí)成績(jī)和期末成績(jī)兩部分，分別占比70%和30%。平時(shí)成績(jī)按照如表1所示的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)定，期末成績(jī)由教師給定項(xiàng)目任務(wù)，學(xué)生獨(dú)自完成工藝，編程，加工等各環(huán)節(jié)任務(wù)，最終由教師以及企業(yè)技師對(duì)學(xué)生作品進(jìn)行評(píng)分。

表1 平時(shí)成績(jī)考核評(píng)定表

4 結(jié)語(yǔ)

本文結(jié)合筆者實(shí)際在教學(xué)過(guò)程中所采用的教學(xué)方法，對(duì)將PBL教學(xué)模式引入到數(shù)控編程與加工實(shí)訓(xùn)過(guò)程的可行性及實(shí)踐性進(jìn)行了闡述。此教學(xué)模式有效激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生在自主學(xué)習(xí)、團(tuán)隊(duì)協(xié)作、組間交流等各方面都有了較為明顯地提升，對(duì)于課程教學(xué)模式的認(rèn)可度普遍較高。通過(guò)采用PBL教學(xué)模式的學(xué)習(xí)，使得學(xué)生能夠主動(dòng)將理論與實(shí)踐知識(shí)聯(lián)系起來(lái)，并融會(huì)貫通，而不在認(rèn)為理論知識(shí)是枯燥無(wú)用的，同時(shí)也使得教師的教學(xué)能力和專(zhuān)業(yè)水平有了更大的要求和突破，在教師評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)，能夠針對(duì)不同小組實(shí)踐過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題給出有效地、專(zhuān)業(yè)地評(píng)價(jià)。實(shí)踐表明，基于PBL教學(xué)模式的數(shù)控編程與加工實(shí)訓(xùn)是具有實(shí)踐意義的，在今后的數(shù)控專(zhuān)業(yè)教學(xué)中應(yīng)當(dāng)被應(yīng)用及重視并且不斷完善、改進(jìn)及創(chuàng)新。