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三行?三融:中职数控“分岗迭进”混合式教学模式的实践探索
【摘 要】建设制造强国,作为党的二十大报告中明确国家战略,其核心在于数控综合加工技术的突破。学校数控技术应用专业借助精准数据调研,聚焦“重课轻岗”“沿旧难新”“强技弱思”三大问题,依托与区域智能制造产业联合体共建产业研究院平台,以新能源汽车驱动器壳体生产线研发“典型零件气动专用夹具”为育人案例,实施校企协同共研“三链融合”人才培养模式。在“德技并修+双元育人”教学理念的指导下,重构《典型零件气动专用夹具的制作》教学项目,通过“三链融合 · 分岗迭进”教学模式,创设“三阶·四岗·五步”数智课堂,搭建“校·企·云”数智教学平台,对接新产业、新技术、新工艺、新标准,着力培养具备“精思善为、精工细作、精益求精”匠人精神的数控领域复合型技术技能人才。
【关键词】三行;三融;分岗迭进;混合式教学模式;复合型技术技能人才
一、一行:可见问题,融题导学
(一)顺势:国家职业教育的战略导向与高层定位
2023年6月,国务院办公厅印发《关于推动现代职业教育高质量发展的意见》明确提出,我国制造业转型升级和跨越发展的任务紧迫而艰巨,[1]意见强调要坚持立德树人,优化类型定位,深入推进育人方式改革,加快构建现代职业教育体系,致力于建设技能型社会,培养高技能人才和能工巧匠,为全面建设社会主义现代化国家提供有力人才和技能支撑。
(二)接地:区域产业升级对技能人才的迫切需求
2023年嘉兴区域产业调研数据显示,高技术制造业、数字核心制造业和装备制造业的发展迅猛,对高素质技术技能人才的需求日益增加,且需求正由单一技能型向复合型转变。因此,如何有效提升学生职业技能,使学生成为企业亟须的复合型技术技能人才成为当下职业教育的重要议题。[2]
(三)寻根:学校教学改革面临的关键问题
国家政策的推动,区域企业的需求,为职业教育人才培养指明了方向,然而,在培养复合型技术技能人才方面,传统教学模式仍面临一些挑战:
1.重课轻岗:理论课程与岗位任务对接紧密度不足
随着智能制造业的发展,纯劳力、生产型的数控操作人员需求相对比例下降,数控机床技术技能复合型人才的需求紧迫。而学校常规实训教学采用的仍是与企业生产无密切关联的单一零件作为任务导向,仅注重单一零件的加工、测评,未考虑到零件之间的配合关系和整体位置关系。导致学生作品与企业产品存在差距,学生操作标准与企业岗位标准之间存在差距,课程项目与岗位任务对接的紧密度不足,学校培养的数控专业毕业生难以实现“毕业暨就业”的初衷。[3]
2.沿旧难新:综合技术项目教学新路径欠缺
以企业产品为载体,以综合性项目为教学任务,以混合式教学模式组织教学,需要从课程体系、项目开发、资源整合、教学模式等多方面优化教学系统。[4]然学校数控技术与应用专业课程体系与企业岗位对接内容不匹配,课程标准与企业岗位标准、教学内容与企业实际工作流程融合度不高,学生缺乏行业新技术、新标准的掌握,缺乏实践经验和技能。
3.强技弱思:技能教学与思政体系无法兼容并蓄
在日常的教学中,教师注重知识的传授和实践技能的训练,然教学过程中对学生的职业素养、劳动精神和工匠精神的融入较薄弱,或只浮于口头表面传达,未做到深入贯彻,从而导致学生缺乏对所学专业的职业自豪感,缺乏追求精益求精的精神和吃苦耐劳的品质,综合职业能力培养无法提升。
基于以上问题,学校机械教研组以提升学生的“岗位适应力”“任务分析力”“实践生产力”“质检反思力”为目标,构建基于“三链融合”的数控专业“分岗迭进”混合式教学新模式。
二、二行:可见方法,融链精学
教育部《职业学校校企合作促进办法》中提出:“校企双方应以多种形式合作办学,实现校企双主体育人。”学校与欣禾职教集团共建产业学院,合作办学,共建“三链融合”人才培养方案,暨教学标准融合岗位标准,形成标准链,依托企业项目,围绕企业岗位工序,构建“基础操作—技能提升—精尖培育”能力进阶的三大模块化教学;校企共建“校·企·云”数智资源,学校资源融合产业资源,形成资源链;校内教师融合企业导师,依据企业“工艺、编程、加工、质检”岗位,创设“分岗迭进”数智课堂,形成教学链(如图1所示)。
以培养高素质的制造领域技术技能人才,打通零距离上岗就业新路径。
(一)标准链:对接智造产业,重构“双元融合、能力进阶”模块课程
1.调整课程体系,构建符合综合加工项目的模块化课程体系
依据课程统整理论,结合中职学校数控专业教学规律,重点将原课程体系中的测量技术、普通钳工技术、普通车加工技术、普通铣加工技术、数控车加工技术等单一技术技能的专业课程,依据综合加工技术项目的技术技能类型构成,整合成普通车钳加工、普通车铣加工、数控车铣综合加工等复合型课程,并依据行业企业对高素质复合型技术技能人才的新需求,创新性地引入企业真实产品项目,将机械制图、机械工艺、机械加工技术等传统专业课与典型零件气动专业夹具的制作项目化课程有机融合,从而形成一个新的课程体系。
2.重构教学项目,形成“双元融合、能力进阶”项目课程
针对传统教学“课程项目与岗位任务对接紧密度不足”的问题,依据国家高级机床操作员岗位共性需求和志嘉精密机械有限公司基础操作员岗位个性需求,结合中职数控专业学生的认知特点和技能专精人才培养规律,以新能源汽车生产线研发的“典型零件气动专用夹具”为载体,依据制造业操作员岗位能力进阶成长路径,将《典型零件气动专用夹具的制作》课程教学内容重构为校企双元融合的“基础技能”“进阶技能”“高阶技能”三模块“能力进阶”项目课程。
(二)资源链:聚焦校企协调,架构“校 · 企 · 云”数智教学资源
面向产学一体需求,联通学校与产业联合体,架构集学校资源、企业资源、云端资源于一体的“校·企·云”数智教学资源。
1.学校资源:理实一体,夯实基础性知识技能
通过校企共建的校内“职工厂”,打破传统教学场所,将课堂搬入“职工厂”。依托企业真实项目,参照企业岗位工作流程,依托数控虚拟仿真软件、数智化辅助监测系统,开发校企双元活页式教材《典型零件气动专业夹具的制作》。丰富教学资源,夯实理论基础知识,提升专业基础技能。
2.企业资源:产学交替,锻造综合性技术技能
依托学校建立在企业的“智工场”,打造企业与学校贯通融合的产学一体化工作场景,
使学生与企业员工双重身份合二为一。
操作员岗位:以行业职业技能为标准,深入企业进行实战训练和解决实际生产问题,提升学生数车、数铣综合职业能力。
质检员岗位:参照1+X职业技能等级认证、企业生产验收和基本流程标准,借助智能数显卡尺多次检测操作数据,通过企业YR—3DMES精准测评软件,建立可视化问题数据库。校企合力培养复合型技术技能人才,提升综合性技术技能,增强职业素养。
3.云端资源:虚拟仿真,强化数智化工艺技能
借助国家精品课教学资源,利用UMU学习平台,校企共建系统性可视化教学资源平台,链接思政云课堂,汇集虚拟仿真资源库、衍生设计资源库、衍生设计资源库、衍生设计资源库,强化工艺参数、工艺调整方法等专业知识,提升数智化工艺技术能力。
(三)教学链:基于成果导向,创设“三阶五步、分岗迭进”数智课堂
基于省内、同地市级中职学校数控专业课堂教学模式的研究现状综述分析,立足学校专业实际,从关注教学环节的精心设计等微观思维中跳出来,以企业真实产品为载体,重构综合加工技术教学项目,整合教学资源,组建创新教学团队,实现课堂教学方式的重构,积极有效地开展适合职业学校实际的“以生为中心”的“三阶 · 四岗 · 五步”混合式教学。以
综合加工项目《典型零件气动专用夹具的制作》项目课程中的“任务四:压爪数控铣削的工
艺设计与加工”教学过程为例,简述具体操作路径(如图4所示):
1.三阶:借鉴Robert Talbert教授提出的两阶段翻转课堂模式,“三阶”是指课前预学、课中精学、课后固学三个阶段,将课堂进行前置和延伸。
2.分岗:典型零件气动专用夹具的制作综合技术项目包含6个学习任务,以产品生产作业流程为主线,采用任务驱动递进式教学。其中任务一项目分析中创设工艺员岗位;任务二至任务五工艺设计与加工中创设程序员、操作员岗位;任务六产品装配验收中创设质检员岗位,六个任务层层递进,通过一研图纸训工艺、二研标准训编程、三研方法训操作、四研精度训质检,达成分岗迭进、研训一体教学目标。
3.五步:指在课中精学中将项目划分为:任务导入、任务分析、新知讲授、任务训练、任务评价五个步骤,通过工作任务的达成,实现教学。
一步—导:分析预学情况,实现精准教学。通过企业情境导入任务,激发学生学习兴趣。
二步—析:“工艺员”借助 CAXA CAPP 工艺图表解析任务,制定压爪的加工工艺,达成一研图纸训工艺能力目标。
三步—知:通过教师演示,活页式工作手册辅助完成工艺卡规范填写,案例引入掌握工件定位。
四步—练:结合新知和工艺,“程序员”编写加工程序,通过斯沃仿真系统进行程序模拟加工;“操作员”加工制作零件,教师根据岗位要求进行安全文明生产教育。针对初次加工中的问题,小组点评聚焦问题,头脑风暴寻找解决方案突破加工方法的教学难点,培养学生精思善为、精工细作的“劳动精神”。
五步—评:“质检员”使用数显卡尺+可视化智能数据评测系统对压爪零件进行精密性检测助力落实加工精度控制的教学重点,培养学生精雕细琢、精益求精的“工匠精神”。
三、三行:可见成效,融效延学
“三链融合、分岗迭进”数智教学模式灵活地将课前预学、课中精学与课后拓学有机结合,采用引导式教学和个性化学习,利用资源链自主探索、多重交互、协作学习、共享,在教学实践中,呈现出成效,主要表现在学生的成长、教师的提升和课堂的转型三个方面。
(一)学生成长:教学融合,构建分岗新课堂,增强学生职业能力
引入企业真实产品“典型零件气动专用夹具”,将教学实践与企业生产无缝对接。通过维格云可视化数据对实验组和参照组进行比较研究,发现实验组的各项数据提升显著:能独立制定工艺分析的同学从66.7%提升到83.3%、数控中级工加工的水平从79.2%提升到100%、产品装配、初次调试合格率达到66.7%,较上一个项目提升了16.7%。
(二)教师提升:跨界融合,共建科创新团队,提升教师教学能力
数控专业“分岗迭进”混合式教学新模式帮助教师通过校企、产教“双对接”,拓宽超越教学壁垒的视野,激发了教学双边活力,提升师生专业职业能力。
1.科研深究有效度
通过理论与实践探索,教研组将三链融合人才培养模式运用于数控铣工技能竞赛人才培养,主持的规划课题《三链融合:中职机械专业“三阶 · 四岗 · 五步”混合式教学模式的实践探究》荣获嘉兴市属级第六届教育科学研究优秀成果一等奖。将教学中的案例运用于参编教材,参与高教社出版的《3D打印体验教程》《零件测绘与综合加工》等。撰写的《三阶四步五化:中职机械专业混合式教学的实践探究》等论文参加市级职业教育教学论文评比,获一等奖4篇,二等奖3篇。
2.教学打磨有亮度
教研组成员教师将优秀成果应用于课堂教学,成效卓著,专业教师参加全国职业院校教师教学能力大赛荣获二等奖;参加浙江省职业院校教师教学能力大赛以小组第一佳绩获专业二组一等奖;参加浙江省信息化教学设计与说课比赛获一等奖2项、二等奖1项;参加浙江省“多彩课堂”教学评比获二等奖1项。
(三)课堂转型:场域融合,引入企业真项目,丰富专业教学资源
基于数字化转型,以生产项目为载体,遵循德国的行动导向学习理念,课程中引入企业真实产品轴套类、盘盖类、薄壁类、异形件、箱体类气动专用夹具,将教学实践与企业生产无缝对接。构建“校·企·云”数智教学平台,实现学生个性化学习,引导学生在岗位工作情境下通过“导、析、知、练、评”五环节,以行动为导向推动“工艺、程序、加工、质检”的“分岗迭进”教学活动有序开展,任务中融入新技术、新工艺、新标准,通过“一任务一成果”,提升学生成就感,有效达成素质、知识、能力目标,培养学生精思和精工素养。
参考文献
[1]中央人民政府.中共中央办公厅国务院办公厅印发《关于推动现代职业教育高质量发展的意见》的通知[EB/OL].https://www.gov.cn/zhengce/2021-10/12/content_5642120.htm,2021-10-12.
[2]张悦. 数控人才需求与数控专业教学改革探索[J]. 中国教育现代化期刊,2020, (37):64-66.
[3]徐耀鸿. 智能制造专业群服务先进制造产业的探究[J]. 中国职业技术教育期刊,2022 , (1):93-94.
[4]汤勃,孔建益,曾良才,蒋国璋,侯宇.《“互联网+”混合式教学研究》.《高教发展与评估》,2018年5月,第34卷第3期:90-99。