基于“互联网+”背景下加强学生工匠精神培养的教学改革与实践:以《数控加工工艺与编程》为例

时间：2024-07-28

王国永

(承德石油高等专科学校机械工程系，河北承德 067000)

国务院总理李克强2016年3月5日作政府工作报告时说，培育精益求精的工匠精神，增品种、提品质、创品牌。“工匠精神”首次出现在政府工作报告中。工匠精神落在个人层面，就是一种认真精神、敬业精神。其核心是：树立起对职业敬畏、对工作执着、对产品负责的态度，极度注重细节，不断追求完美和极致，给客户无可挑剔的体验。将一丝不苟、精益求精的工匠精神融入每一个环节，做出打动人心的一流产品。我国制造业存在大而不强、产品档次整体不高、自主创新能力较弱等现象，多少与工匠精神稀缺、“差不多精神”显现有关。

“工匠精神”是职业教育的灵魂，是学生应该树立的理想，却也是学校职业教育容易忽视的一个盲区。概言之，在高职机械专业学生工匠精神的培养上存在以下几个方面的问题：

一是对“工匠精神”的理解表浅化，仅停留在概念和口号上，缺乏实施和拓展。

二是大部分高职院校机械专业“工匠精神”培育途径单一，工匠精神培养范围不全面。

三是高职机械专业学生工匠精神的培养均表现出流于形式难以落到实处的状态，未能实现其根本价值，整体而言收效甚微。

随着“互联网+”时代的到来，无线网络的普及以及智能手机的发展，学生的学习习惯和信息获取方式发生了改变，传统的教学方法和手段已不适应新变化，越来越多的教师开始尝试借助信息化教学平台开展教学改革与实践，教育正在从“以教师为中心”向“以学生为中心”转变，从“课堂学习”为主向“线上线下”混合学习方式转变。在这样的背景下，以《数控加工工艺与编程》课程为例，将工匠精神的培养贯穿整个教学过程，让学生在学习专业知识的同时，加强学生的精益求精工匠精神，培养学生务实、精准、细致的工作作风，必须开展“互联网+”背景下的机械制造类学生的教学的改革与探索，使之满足现代对当前大学生工匠精神的培养需求。

1 课程总体设计

1)机制技术专业岗位能力分析

通过对高职高专机械制造及自动化专业毕业生的就业情况分析，确定了机制专业的毕业生岗位如下图1所示。

从图1分析，机械制造专业岗位能力中都有一个共同的能力要求——必须具备扎实的数控工艺分析、程序编制以及操作数控机床加工零件的能力。而课程《数控加工工艺分析与编程》课程目标就是：培养学生数控加工工艺分析、编程的能力，仿真操作、程序校验和优化的能力，培养学生操作数控机床加工零件产品和质量检验的能力；这些能力正好符合机械制造技术专业毕业生的岗位能力要求。

2)课程设计

课程设计设计思路是以典型的企业零件作为教学载体，以工艺分析→手绘编程→仿真加工→实操加工作为教学流程设计的依据，以能力培养作为课程设计的目标。课程学习项目设计如表1所示。

2 课程教学过程改革与探索

2.1 学情分析

通过对当前大学生基本情况了解和分析，得到高职高专类机制专业学生学情分析如表2所示。

表1 《数控加工工艺与编程》学习项目设计

2.2 教学过程

针对表2所分析的当前机制专业学生的学情——熟悉移动互联网，喜欢竞技游戏，善于动手操作，我们应该采取适合学生的教学方法和手段，通过游戏闯关完成学生的理论学习和技能掌握。下面选择项目三螺纹轴的数控加工工艺、编程与操作说明信息化课程教学设计过程。

表2 机制专业学生学情分析

通常情况下，一个零件的加工顺序为：首先，对零件进行图纸分析，工艺分析，编写程序，其次，校验程序，仿真加工，最后，实操加工，优化工艺。我们把图纸分析到编写程序定义为编程关，校验程序和仿真加工定义为仿真关，实操加工和优化工艺定义为加工关。正好，项目中的每一个任务对应一个游戏闯关环节，因此，我们说，基于学情分析，通过游戏闯关完成零件数控编程、仿真与加工。课程的数控加工闯关设计如图2所示。

基于建构主义教学理念，以加工典型的轴类零件——螺纹轴为教学任务，将项目通过任务导向展开为编程关、仿真关、加工关，创设勇闯三关的教学情境，同时，每一关又分为：课前自学、课中导学、课后拓展3个阶段，如图3所示。同时，采用行动导向的教学方法，突出学生的主体地位，分组协作，培养学生解决工程问题的能力。针对传统教学问题，内容形式单一、理论难以理解、教学情况不易反馈、直接操作机床存在安全隐患等问题，我们引入了移动电子教材、三维虚拟仿真软件，微课、动画等信息化手段进行解决。

1)编程关。首先，课前，教师发布任务单，要求学生按照任务单按小组完成加工方案和工艺卡片的填写。学生通过交互式教学软件、移动式电子教材、微课、动画等资源完成自学，提交方案并在线讨论，然后确定任务目标就是完成零件的工艺卡片的填写，以及程序的编辑。

课中，教师根据学生预习、讨论、测试效果，对课程内容进行调整。然后，学生分组，对螺纹轴的加工工艺和走刀路线进行讨论，教师在旁边指导。然后，每个小组得出结果，派代表进行答辩和汇报，最后，教师对学生出现的问题进行总结，学生完善螺纹轴加工工艺卡片和程序。

课后，学生通过手机上交填写好的工艺卡片和程序，教师对学生上交的工艺卡片和程序进行评判，并给出成绩。这样，编程闯关成功。

2)仿真关。编程闯关成功后，进入仿真关。

在课前，同样教师发布任务单，要求学生按照任务单按小组完成螺纹轴的程序校验和仿真加工操作。学生通过交互式教学软件、移动式电子教材、微课、动画等资源完成自学，然后，确定任务目标就是完成螺纹轴的程序校验和仿真加工操作，以及工件测量检验。

在课中，学生将编辑好的螺纹轴程序导入三维虚拟仿真软件进行校验，在进行仿真加工时，如果出现异常操作时，仿真软件系统会马上报警。常见的错误报警有：碰撞、超程、不合理走刀、复位等，通过虚拟软件的仿真操作，解决了实操中的教学难点，大大降低了事故的概率。通过分组，各个小组成员，相互协作，借助于微课、移动电子教材等等完成螺纹轴零件的仿真加工操作，锻炼了同学之间的相互协作能力，教师在旁边指导。并且，学生在仿真加工中的问题可以直接上传到讨论群，最后，每个成员将仿真操作加工的结果通过手机记录下来。

课后，学生整理操作加工和测量的结果，上报到蓝墨云班课中，教师评判结果，给出成绩。这样仿真闯关成功。

3)加工关。当仿真闯关成功后，下面进入加工关，同样在课前，同样教师发布任务单，学生通过交互式教学软件、移动式电子教材、微课、动画等资源完成自学，然后，确定任务目标就是操作数控车床完成螺纹轴的加工操作，以及工件测量检验。

在课中，首先进行安全教育，注意事项；然后，学生通过微课、电子教材等等进行数控加工，教师在旁边随时进行指导。当学生完成螺纹轴零件的加工后，学生和教师分别进行质量检验，查看加工效果。

课后，每个小组整理操作加工结果，上交螺纹轴测量评分表和测量报告，这样，加工关闯关成功。

至此，当学生通过编程关→仿真关→加工关，完成了整个数控加工闯关成功。