《数控机床编程技术》教学指南.docx
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《数控机床编程技术》教学指南
《数控机床编程技术》教学指南
第一部分：
教育教学理论与实践2
一、关于职业教育、专业与课程2
二、关于教学与学习3
第二部分：
专业技术理论与实践4
一、数控加工技术的发展4
二、《数控机床编程技术》的地位与性质5
三、《数控机床编程技术》的目标与内容5
四、《数控机床编程技术》的课程策略13
五、《数控机床编程技术》的考评15
六、《数控机床编程技术》的实施组织与管理18
数控机床编程技术教学指南
职业教育的教师处于相对复杂行动领域，既涉及专业理论与实践领域，又涉及教育教学理论与实践领域。
本教学指南为《数控机床编程技术》的教学提供两方面的支持，第一部分是教育教学理论的支持，第二部分是专业教学课程策略与要求的支持。
教师为学生提供什么样的服务，这一服务的质量如何，都与教师自身的能力息息相关。
本指南期望课程组成员时常思考下列问题：
1、我们的学生，有哪些不同于普教学生的特点?
2、如何针对我们的学生实现课程的学习目标？
3、我们的学生需要什么样的学习方式？
4、围绕我们学生的成长，我们应该以什么标准要求自己？
5、我们所应如何成为“双高双强”（教育教学理论水平高、专业理论水平高；教学实践能力强、专业实践能力强）的教师?
6、我们如何保持不断进步？
第一部分：
教育教学理论与实践
教育教学理论是指导教育实践的依据，部分为《数控机床编程技术》课程的教学提供教育教学基本概念的指导性支持。
一、关于职业教育、专业与课程
教育是培养人的一种社会活动——教育大辞典
职业教育作为一个教育类型，在培养人的这一社会活动过程中，必定要有许多区别于其他教育活动的特殊表现，而这些特殊表现是由职业教育的性质决定的——叶立群
什么是职业技术教育的性质呢？
概括起来：
就是职业性、生产性和社会性的统一—叶立群
职业教育的职业性，决定了高等职业教育在培养人的社会实践中，是以进行职业定向教育为基本特征的——叶立群
围绕职业这一核心，高等职业教育的职业属性集中体现为职业原则。
这一原则的本质含义是：
任何职业和职业教育，都是以职业的形式进行的。
它意味着，职业的内涵既规范了职业劳动（实际从事的社会职业或劳动岗位）的维度，又规范了职业教育（用于教学的专业设置、课程开发和考核评价）的标准——姜大源
课程是指学校按照一定的教育目的所构建的各学科和各种教育、教学活动的系统。
当代世界绝大多数高等教育学校从性质上看，实施的都是专门教育，即根据学术门类划分或职业门类划分，将课程组合成不同的专门化领域。
在我国，将这些不同的组合称为“专业”。
因此，可以说：
“专业”是课程的一种组织形式——潘懋元
专业培养目标包括：
培养方向、使用规格、规范和要求，培养方向是指学生未来从事的职业门类，使用规格是指学生的培养方向，规范和要求是指同一培养方向、同一使用规格的人才在德智体方面的具体要求——潘懋元
人才培养模式：
在一定教育思想和教育理论指导下，由人才培养目标、教育制度、培养方案、过程诸要素构成的相对稳定的教育教学过程与运行机制的总称——程静
课程体系是指按照学习心理学和教学要求，兼顾学科知识的内在联系而组成的各门教学科目的系统——王前新
国内外课程研究书刊中，学者们大多把课程架构理解为课程类型的组织体系——钟启泉
课程结构是类型、内容、科目组合形态，宏观课程结构主要指课程的体系结构；中观课程结构主要指科目结构；微观课程结构则指内容结构，——王前新
课程模式是指在一定教育思想指导下，课程编制所采用的计划方式和所确定的基本框架。
按照一定课程设计理论和一定学校的性质任务建立的、具有基本课程结构和特定育人功能的、用在特定条件下课程设置转换的组织形式——王前新
二、关于教学与学习
教学是一项以帮助人们学习为目的的事业——加涅
教学是以促进学习的方式影响学习者的一系列事件——加涅
要使教学有效，则它必须有计划——加涅
在狭义上，我么明所说的教学就是学校教学，是专指学校中教师引导学生一起进行的，以特定文化为对象的教与学相统一的活动——黄埔全
教学过程，是指教学活动的启发、发展、变化和结束在时间上连续展开的程序结构——黄埔全
教学过程的组成成分包括：
教学目标、教师和学生、教学内容、教学方法和手段、教学组织形式、教学环境、教学评价——黄埔全
教学过程的基本环节：
激发学习动机、感知教学材料、理解教学材料、巩固知识经验、运用知识经验、教学效果测评——黄埔全
教学系统三要素说：
教师、学生和教学内容；
教学系统四要素说：
教师、学生、资讯和媒体；
教学活动是人的一种特殊活动，它实质上是指教师组织引导学生主动作用与教学内容的过程及其方式——黄埔全
教学目标是“教学中师生预期达到的学习结果的标准”。
教学目标应该是师生双方所预期的，既是教师教的目标，也是学生学的目标。
教学目标实质上是学生学习的预期结果——黄埔全
教学原则是人们根据一定的教学目标、遵循教学规律而制定的指导教学工作的基本要求——黄埔全
教学策略是指在课程与教学目标确定以后，依据学生的学习规律和特定的教学条件，灵活机动地选择与组织相关内容、媒体、评价技术、组织形式、方法和手段等，以便形成具有效率意义的特定教学方案的原理、原则和方式——黄埔全
教学模式是在一定教育思想和教学原理的指导下，围绕某一主题，为实现教学目标而形成的相对稳定的规范化教学程序和操作体系——黄埔全
学习：
“在某种可鉴别的的情景中，伴随一定的经验之后，人的行为和产生特殊行为的性能发生改变。
这些情景以导致行为改变的方式刺激个体。
导致这样的变化发生的过程被称为学习，使这一过程产生效果的情景被称为学习条件”——加涅
教学设计包括对教学惊醒修改和改进；教学设计要求得到的结果应该被清晰而不含糊的陈述出来，这是很重要的——加涅
作业目标界定可通过行为观察学习者可能具有的性能的明确描述。
——加涅
设计者开始任何教学之前，设计者必须能回答的问题是：
经过教学之后，学习者将能够做哪些他们以前不会做的事？
——加涅
第二部分：
专业技术理论与实践
了解专业的发展历史，从而了解专业面向的职业岗位的职业能力与要求的变化，对教学是非常有意义的。
部分为《数控机床编程技术》课程的教学提供专业发展历史和课程教学策略即实施的要求。
一、数控加工技术的发展
1、用机器代替手工从作坊形成工厂
20世纪初，各种用机器代替手工的金属切削加工工艺陆续形成，近代制造业已基本形成体系，但是机器的生产方式是作坊式的单件生产。
它始于英国，在19世纪先后传到法国、德国和美国，并在美国首先形成小型工厂。
2、从单件生产到大量生产以普通机械加工为主
1931年美国人福特首先推行所有零件都按照一定的公差要求来加工，使零件具有互换性，建立了具有划时代意义的汽车装配生产线，实现了刚性自动化为特征的大量生产方式，对社会结构、劳动分工、教育制度和经济发展产生重大影响。
这一阶段的机械加工制造业仍以普通机械加工为主，一线工人的劳动强度仍然较高。
3、数控技术发展推动机械制造自动化
随着世界经济的发展，21世纪各项伟大的发明相继问世，采用计算机对机械加工过程中各种控制信息进行数字化运算、处理成为可能，CNC装置通过驱动单元对机械结构执行机构进行自动化控制成为机械加工设备中应用广泛的数字控制技术。
为了满足不同用户的加工需要，数控机床的功能愈来愈强，数控机械加工的用途越来越广，从而为制造业的创新、发展提供了有利的条件。
为了适应社会的进步，你必须学会数控加工的各项本领。
二、《数控机床编程技术》的地位与性质
1、数控技术专业培养目标
经过“工人专家”研讨会，数控技术专业明确了面向河北省机械制造业，培养“懂工艺、会编程、精操作、能维护”的道德素质高、职业素质好的数控加工高技能人才。
数控技术专业面向的主要工作岗位包括：
数控机械加工、数控电加工、数控设备维护、机械设备管理。
其中数控机械加工的作业区域又分为数控车削、数控铣削、数控加工中心三个典型作业区域。
2、《数控机床编程技术》课程定位
《数控机床编程技术》本课程面向数控机械加工岗位，涵盖数控车削、数控铣削、数控加工中心三个典型作业区域，在专业课程体系中，本课程按设备使用的复杂程度，对应分三个阶段实施，即：
《数控机床编程技术》（Ⅰ—车削）《数控机床编程技术》（Ⅱ—铣削）《数控机床编程技术》（Ⅲ—加工中心）。
《数控机床编程技术》处于数控技术应用专业的课程体系结构的核心地位，承载了主要专业知识与技能的培养任务，是数控技术应用专业的一门主干课程。
三、《数控机床编程技术》的目标与内容
1、课程目标
（1）具体工作任务目标
《数控机床编程技术》具体工作任务目标
具体工作任务
工作岗位
能力描述
车削
铣削
加工中心
识读零件图
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分析零件的工艺性
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熟悉公差与配合标准
熟悉行业规范
制定零件加工方案
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数学处理
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编制工序卡片
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编制车削加工程序
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掌握数控编程方法与相关指令含（CAM）
编制铣削加工程序
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编制加工中心加工程序
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刀具安装与调整
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熟练操作数控机床
毛坯定位与夹紧
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程序输入
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对刀
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试切
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尺寸公差检验
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熟悉量具规范及使用方法
形位公差检验
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表面粗糙度检验
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装配关系检验
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设备管理
规范填写设备运行记录
设备故障报告
零件超差记录单
（2）课程的能力目标
将完成上述具体工作所需要的能力进行初步归类，即形成本课程的专业能力目标，按照提高素质、全面发展的教育教学要求，同时提出本课程的社会能力与方法能力目标，具体表述如下：
《数控机床编程技术》课程的能力目标
专业能力
社会能力
方法能力
熟悉公差与配合标准
熟悉5S生产现场管理制度
统计零件加工质量数据
熟悉行业规范
参与班组管理与协作
进行汇总与分析
掌握数控编程方法与相关指令
善于劳动组织与实施
查阅生产规范、图纸工艺文件
熟悉刀具、量具规范及使用方法
遵守劳动生产纪律
网络检索
熟悉夹具及使用方法
遵守安全生产规范
方案设计与评估决策
熟练操作数控车床、铣床和加工中心
服务下道工序
制定班组工作制度与计划
规范填写设备运行记录、故障报告
协调人际关系
撰写班组、个人工作总结
检测零件质量、填写质量卡片
容忍、沟通、团队协作
正确使用CAD/CAM软件
批评与自我批评
正确使用虚拟加工软件
掌握知识、掌握技能
学会做人、学会共处
学会学习、学会工作
2、课程内容与学时安排
《数控机床编程技术》课程打破学科限制，以零件加工任务为载体，通过班级教学，教师在做中教，学生在学中做，为学生创造了在学习中工作“学作合一”的经历。
生产性实训过程中，学生按企业班组管理方式，分组接受任务后，学生从分析产品图样入手，确定合理的工艺方案，制定正确的走刀路线，选择合适的刀具，确定切削用量，编写数控程序，进行仿真加工验证程序和工艺，进行数控加工，生产出合格零件，从而为学生创造了在工作中学习“学作合一”的经历。
《数控机床编程技术》班级教学内容
项目
内容
学时
备注
1
数控机床编程基础
6
2
数控加工工艺分析
4
3
数控加工刀具与选择
4
4
编程中的数学处理
4
5
数控车削编程
6
6
数控铣削编程
16
7
加工中心编程
16
8
计算机自动编程
16
四、《数控机床编程技术》的课程策略
1、课程教学原则
教学原则：
行动导向学作合一
制定依据：
体现职业性需要面向职业岗位，以工作任务为学习内容。
体现实践性需要帮助学生在学习中工作，在工作中学习，学作合一。
体现开放性需要开放的教学、开放的管理等赋予学生职业的、生活的、社会的行动能力。
基本内涵：
行动导向包括完整的工作过程。
行动是做，但不是简单的做一做，而是具有完整过程的“工作”，虽然课堂是不连续的，但学生的工作行动却是一个完整持续的过程。
这个过程包括：
资讯、计划、决策、实施、检查、评价。
行动导向需要体现认知规律。
不仅仅指以行动为导向安排教与学的活动，也指向行动的难度递进。
因为，复杂行动需要简单行动的经验支撑。
学习与实践统一于“完成工作任务”。
完成工作任务需要学习，因此，学习的目标主要是为了“工作”，在学习中经历“工作”是为了学习。
因此，学习与工作是职业教育的学习活动，是一个事物的两个方面，“学作合一”是一种必然。
“学作合一”需要情境化的教学材料支持系统。
包括文本、环境、师资、管理、氛围等。
“学作合一”需要建立面向学习过程与“工作”效果的管理与评价制度。
2、课程的重点、难点及解决建议
（1）帮助学生掌握基本职业技能
数控机床编程技术的重点工作流程是：
制定工艺方案、编制加工程序、使用数控机床加工零件。
数控机床编程技术过程中，工作人员可能接受各种各样的零件加工任务。
虽然这些具体任务虽然千差万别，但“工人专家”还是能够对所接触到的零件加工任务进行适当归类，分别面向车削、铣削、加工中心三大作业区域，汇总形成不同难度级别的、有代表性的零件加工任务，有些工人专家代表，甚至提供了自己亲自加工的零件产品图纸。
解决办法：
按照设备编程与加工操作的复杂程度划分为数控车削、数控铣削、数控加工中心三个学习阶段；每一阶段又按零件加工的难易程度设计4个典型加工任务；每一个加工任务的教学中，都会帮助学生经历完整的“制定工艺方案、编制加工程序、使用数控机床加工零件”过程。
学生在教师的领航下完成加工任务的，帮助学生反复经历“个例”问题解决过程，使“学习经验”的组织有序、“学习经验”的获得不断深化，最终实现从个例到一般的、从具体到抽象的认知提升。
（2）帮助学生为顶岗实习做好准备
生产性实训能够为学生顶岗实习需要打下独立工作的基础，也是本课程培养学生独立工作的难点。
生产实训中，教师只作为代办师傅的角色，学生必须独立接受零件加工任务，那么，如何阅读图纸、在哪些资料的帮助下才能完成工艺分析、需要借助什么工具才能完成程序编制、加工操作中刀具如何选择、注意哪些问题等等。
这些问题的解决，则真正体现学生的职业能力是否达到要求，有没有为顶岗实习做好准备。
解决方法：
为学生使用数控车削、数控铣削、数控加工中心加工零件，设计相应的生产性实训零件加工任务，学生独立按生产规范要求，完整的制定工艺方案、编制加工程序、使用数控机床加工零件过程，生产出合格产品，提交相关过程报告。
生产性实训的组织打破大班教学模式，实施生产现场班组管理制度，并通过“歇人不歇马”的倒班方式，充分提高设备利用率。
（3）帮助学生提升职业素质
即使是生产性实训过程中，学生在主观上还是不会100%进入工作角色，需要在教学过程中，特别强调职业素质养成的重要性，培养其生产环境、责任意识、安全意识、生产行为规范的意识。
解决方法：
在课程教学管理中，尤其是生产性实训中，引进企业生产现场5S管理制度、班组管理制度、生产操作规程、安全操作规程等企业管理模式与企业文化，“学作合一”的过程中熏陶。
另外，本课程教学团队特别重视学生的人文素质与职业素质的培养，坚持为学生开展职业素质、人文素质教育讲座。
3、实践教学的设计思想与要求
《数控机床编程技术》是一门理论与实践一体化课程。
在课程设计中为学生安排了两条学习路径：
一条是在教师导航下的，在一体化教室或实训生产车间完成零件加工；另一条是学生独立的生产性实训。
3、课程主要设计思想如下：
以“任务化”的学习内容激发学习动力。
8个零件加工任务，构成以“零件”为载体的8个学习项目，涵盖三种典型数控加工设备操作行动领域，为学生创造独立自主经历“资讯、计划、决策、实施、检查、评价”的完整工作过程。
“任务化”的学习内容激励了学生“我能完成任务、我做的最棒”的斗志。
以零件加工流程为主线承载工作过程知识。
按照设备编程与加工操作的复杂程度划分为数控车削、数控铣削、数控加工中心三个学习阶段；每一阶段又按零件加工的难易程度设计4个典型加工任务；每一个加工任务的教学中，都会帮助学生经历完整的零件建工过程。
同时配以生产性实训强化学生能力，固化学生经验。
教学实施中，教师是领航员，“边讲、边学、边做”。
生产实训中，教师是带班师傅，“边做、边学、边讲”。
以“工作化”的教与学的模式加强能力。
课程实施中，以产品零件加工流程为主线，为学生设计了两条相互平行的学习经历：
班级教学中，教师作为领航员，边讲、边学、边练，学生在学习中工作的“学作合一”；生产性实训中，教师作为带班师傅，学生自主创新，完成加工流程的全部任务，为学生创造了在工作中学习“学作合一”。
以“立体化”的学习资源提供学习支持。
开发以12零件加工任务为载体的学习情境资料，作为教师教学与学生学习的文本资源；提供12零件的加工图纸，配备带滚动字幕和声音导航的三维造型屏幕录像，供学生自主学习；提供12零件的虚拟加工屏幕录像，以带滚动字幕和声音导航学生自主学习；提供三维造型、数控编程、虚拟加工教学软件；提供多种功能、多种形式、设施配置齐全的校内实训室（车间），同时建有校外实训基地。
以“一体化”车间等提供条件保证。
提供多媒体设施的投影教室；提供三维造型、数控编程、虚拟加工、的“教、学、做”一体化教室；提供数控加工实训车间；提供FANUC数控机床系统实训车间；建有YY个校外实训基地。
以“产品化”的成果评价学习。
以“工艺方案报告、数控编程报告、零件加工报告”为主评价学习过程；以“零件检验报告”为主评价学习效果；以“课堂学习记录”为主评价学习态度；以“习题考试”为主评价知识掌握。
以“企业化”的管理培养素质。
《数控机床编程技术》打破传统的大班教学模式，实行倒班分组教学；引进企业生产现场管理“5S”管理制度，帮助学生养成良好职业素质；引进企业机械加工生产操作规程，帮助学生养成生产行为规范；引进企业班组管理制度，帮助学生建立良好的团队观念与合作精神；引进企业安全规程，培养学生关爱生命关爱他人的安全意识；引进企业零件质量检验制度，帮助学生培养负责态度。
五、《数控机床编程技术》的考评
彻底改变传统的终结性考评的思路，以建构主义学习理论为指导，借鉴Portfolio“档案袋”模式，将学生学习过程中的产品（资料、报告、零件）作为主要考评资料，按照每一个学习情境的难易程度制定不同的积分权重，作为能力考评的依据，同时辅以相应的班级测试，考评学生知识的掌握情况。
1、考核内容
◆考评课业成果内容包括：
工艺方案报告
数控程序编制报告
实际加工操作报告
零件质量检验报告
◆考评课业成果过程资料包括：
工艺分析小组讨论记录
工艺卡片填写
自动编程操作情况
程序录入操作情况
装夹、对刀等操作情况
零件加工操作情况
5S生产现场管理执行情况
劳动生产纪律执行情况
安全生产规程执行情况
自评情况及其他组员的评价
◆知识掌握情况考核
以阶段知识测验和期末知识测验为主。
2、考核方法
◆产品、报告考评法：
学生在完成零件加工的工艺方案制定、数控编程、零件加工、零件质量检测的学习过程中，除班级教学中老师提供的零件加工实例外，对应每一个过程，学生都会以生产实训中自己的零件加工任务为对象，完成相应的阶段练习课业，并要求提交相应课业报告，作为考评依据。
占总考评50%。
◆“班组档案袋”考评法：
在理实一体的课程学习过程中，学生按照机械加工企业变成若干个班组，每个班组建立本班组的“班组档案”。
学生在完成课业任务时可以充分讨论，并要求做好讨论记录，通过学生在小组中的讨论表现，能够评价学生对工作过程知识与技能的掌握程度，同时也能考评学生的协作、参与、团队意识等隐性经验获得情况。
占20%。
◆知识测验考评：
理实一体课程把知识融于学习工作的实践中，通过知识测验，可以考评学生对知识的综合能力与掌握程度。
占30%。
六、《数控机床编程技术》的实施组织与管理
《数控机床编程技术》是一门理实一体的课程，课程组织与实施的特点包括：
1、按“教学+实训”并行设计学习经历
以12个零件的加工流程为主线，为学生设计了班级教学与生产性实训并行的学习经历。
班级教学中，教师作为领航员，边讲、边学、边练，学生在学习中工作的“学作合一”；生产性实训中，教师作为带班师傅，学生自主创新，完成加工流程的全部任务，为学生创造了在工作中学习的“学作合一”。
2、按加工“工作过程”设计学习过程
学习过程组织。
按照每一个零件加工的工作过程，将学习任务划分为制定工艺方案、编写加工程序、虚拟加工验证、实际加工操作、零件测量检验五大工作步骤。
每一工作步骤，对应一个“学作合一”教学单元，最终输出一个合格的加工零件。
3、按企业班组管理模式管理学习
◆学习组织特点。
由于班级学生规模较大（每届120左右），教学资源相对有限，教学实施中，引进企业班组管理模式，将教学大班划分为3个“学习工段”，每个工段划分为3个“学习工作小组”，实行工段倒班教学，必要时实行分组倒班教学。
◆学习方法特点。
针对制定工艺方案、编写加工程序、虚拟加工验证、实际加工操作、零件测量检验五大工作步骤，选择适合的教学环境，教师导航下，边教、边学、边做，每一个步骤的教学完成后，为“学习工作小组”安排同步课业练习，由学生小组协作完成相应工作过程。
◆建立“班组工作档案”。
在学生“学习工作小组”完成工作的过程中，要求学生保留小组工作过程中的文本资料、讨论记录，以此为依据评价学生对工作过程知识、隐性知识的掌握程度。
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