工学一体化课程的教学设计与教学组织案例分析-《数控编程与加工》案例分析.ppt

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工学一体化课程的教学设计与教学组织数控编程与加工案例分析,第2页,目录,第3页,目录,第4页,对工学一体化课程内涵的理解,第5页,对工学一体化课程内涵的理解,如何判断一门课程是不是工学一体化课程？

教学计划层面：

理论课与实践课是否分离？

教学设计层面：

是否实现理论与实践融合？

教学组织层面：

是否实现教学互动或自主学习？

以下课程算不算工学一体化课程？

半天理论半天实践？

将一两数控机床搬进理论教室？

任务驱动、项目教学,第6页,对工学一体化课程内涵的理解,工学一体化教学实施难，难在何处？

第7页,目录,第8页,课程目标确定,本课程的教学目标,掌握数控加工相关岗位中级工所要求的专业知识,掌握数控加工相关岗位中级工所要求的基本技能,将抽象的关键能力转化为“说、写、归纳、组织协调的能力”，提高影响未来职业发展的这些关键能力,培养良好的职业素质,职业标准只是基本要求综合素质和综合职业能力才是技能人才质量的关键,第9页,课程目标确定,本课程的教学目标,要求学生对基础专业理论知识“知其然、知其所以然”没有足够的专业知识为基础，未来的职业发展是空谈并不要求学生学习多么高深的知识，只是要求将本应掌握的知识落实到位,在“做出来”的基础上，要求学生“说出来、写出来、画出来”是一种学习、教学的方法可检验学生是否真正掌握了本应掌握的知识全面锻炼学生说、写、归纳、组织协调等关键能力,使“素质”成为习惯操作必须注意安全操作必须遵循规范加工必须符合标准培养资源节约意识注重团队协作精神注重企业文化融入,第10页,目录,第11页,工学一体化专业教室建设,将小型生产型数控机床引进传统理论教室按2-3人/台，设置教学区构建资源节约型工学一体化专业教室,扬州技师学院工学一体化专业教室现场照片,第12页,工学一体化专业教室建设,资源节约型工学一体化专业教室的优势：

教学组织形式灵活、丰富易实现教学做的高度融合与实训中心配合使用，可优化教学资源、节省成本,第13页,工学一体化专业教室建设,为教学定制开发功能，既降低成本、又提高教学质量：

仿FANUC数控系统与工业系统有相同的操作和指令系统经济实惠的四轴功能便于普及,第14页,目录,第15页,课程内容选取,1、按照岗位核心技能要求选取学习内容,数控编程能力数控机床的基础知识数控编程的基础知识数值计算的基本知识,数控工艺设计能力机械加工工艺的基础知识数控加工工艺的特殊知识典型工件的加工工艺,数控加工操作能力数控机床的基本操作刀具、夹具的选择、安装与使用常用量具的使用安全操作设备的日常保养,第16页,课程内容选取,2、基于岗位典型工作任务分析选取学习内容,数控车削编程与加工工作与学习任务,数控铣削编程与加工工作与学习任务,第17页,课程内容选取,3、按照综合职业能力的培养目标选取学习内容,第18页,目录,第19页,课程内容序化,1、按照行动导向教学法的实施逻辑序化课程内容,1）将学习数控机床基本操作的内容放在第一单元,首先学会操作机床，为行动导向的AITUD教学法的实施奠定基础学会开关机床学会基本的安全操作与保养学会对刀学会输入修改程序认识切削三要素,第20页,课程内容序化,1、按照行动导向教学法的实施逻辑序化课程内容,通过操作对即将学习的知识的应用结果有感性认识在此基础上再进行相关知识的学习,2）入门阶段的学习任务（引导任务和应用任务）的起点是一组操作（按工作过程）,第21页,课程内容序化,1、按照行动导向教学法的实施逻辑序化课程内容,3）入门后的学习任务（综合训练任务）按照工作过程设计学习过程,既关注加工的结果，又关注加工的方法、过程“迫使”学生养成良好的学习习惯、工作习惯、思考方法、工作方法,第22页,课程内容序化,2、按照循序渐进的学习和认知规律序化课程内容,1）同一类零件加工的相关知识按照学习难度分为入门和提高两个阶段,同一工件的加工方法有多种，简单、容易的知识和方法放在“入门阶段”；复杂的知识和方法放在“提高阶段”。

数控铣床编程与加工,数控车床编程与加工,第23页,课程内容序化,2、按照循序渐进的学习和认知规律序化课程内容,2）入门阶段的学习任务分为“引导任务”和“应用任务”两个子任务,学生只需要按照“引导任务”的说明操作即可加工出图纸所示零件通过归纳导入蕴含其中的知识点真正实现“做中学”,“引导任务”,自己编程，完成与“引导任务”类似的零件加工应用刚刚所学的知识和方法，形成“举一反三”、专项知识和技能训练真正实现“学中做”,“应用任务”,第24页,课程内容序化,3、以任务为载体序化课程内容,引导任务：

按照工作过程直接列出了操作步骤，按步骤操作即可应用任务/综合训练任务：

按照简化的工作过程设计教学过程自主学习程度一般,按照工作过程设计教学过程,任务描述工作准备工作流程工作方法工作规范都是学习内容,按照工作内容设计学习内容,统一编排相关的知识：

编程知识工装知识刀具知识工艺工艺操作知识,按照完成工作任务所需的知识统一编排学习内容,第25页,课程内容序化,按照完成工作任务所需的知识统一编排学习内容,常识性知识,回零和限位的知识,技术参数的含义,数控机床的组成,第26页,课程内容序化,按照完成工作任务所需的知识统一编排学习内容,安全与保养知识,安全操作知识,日常保养知识,第27页,课程内容序化,按照完成工作任务所需的知识统一编排学习内容,刀具知识及使用方法,车刀的种类及选刀过程,切槽刀及切槽方法,第28页,课程内容序化,按照完成工作任务所需的知识统一编排学习内容,夹具知识及使用方法,数控车床的常见夹具,用顶尖安装工件的方法,第29页,课程内容序化,按照完成工作任务所需的知识统一编排学习内容,量具知识及使用方法,游标卡尺简介,表面粗糙仪简介,第30页,课程内容序化,按照完成工作任务所需的知识统一编排学习内容,数控编程知识,加工指令语法,数值计算,公英制转换关系,第31页,课程内容序化,按照完成工作任务所需的知识统一编排学习内容,工艺知识-1,切削用量推荐表,切削三要素知识,第32页,课程内容序化,按照完成工作任务所需的知识统一编排学习内容,工艺知识-2,工步工序及顺序安排知识,加工路线确定原则,第33页,目录,第34页,专业知识教学方法设计,1、学生学不会的原因分析及解决思路,第35页,专业知识教学方法设计,2、专业知识包含的内容,数控机床、数控编程、数值计算、数控加工、数控工艺等知识,本课程理论知识,公差、工程制图、工装、刀具、量具等知识,关联课程理论知识,工作流程、操作方法、安全与工作规范、质量保证等,工作过程知识,所有知识都放在工作任务中学习，以学习和工作任务为载体！

第36页,专业知识教学方法设计,3、针对“数控机床基本操作”部分的内容：

结合实物进行现场教学,1）对于机床结构、系统、刀具、夹具等认识类内容：

结合实物开展教学,第37页,专业知识教学方法设计,2）对于实物中没有的内容：

采用图文并茂的方式进行教学,车床加工产品示例,常见车削应用,第38页,专业知识教学方法设计,3）对于基础操作：

采用四段教学法,开启机床,机床回零,第39页,专业知识教学方法设计,3）对于常识性知识，突出应用价值的教学,不重视安全操作，后果很严重！

理解机床参数的含义很有必要,第40页,专业知识教学方法设计,4、提出了面向专业知识入门学习的AITUD教学法,AITUD是由五个主要教学环节英文首字母拼接而成是一种行动导向的教学方法为每个知识点的导入都精心设计了一组引导性行动真正体现“做中学、做中教”，“学中做、教中做”,第41页,专业知识教学方法设计,4、提出了面向专业知识入门学习的AITUD教学法,案例之一认识数控机床的坐标系,通过现场演示的方法教会学生使用手脉的方法通过手脉操作让学生认识数控机床的X/Y/Z轴并认识三轴的正负向、限位值、参考点等按要求记录并计算部分值,数控机床的坐标系定义及相关概念机床原点与机床坐标系编程原点与工件坐标系参考点机床限位与机床行程手脉在数控加工中的作用,要求学生用手脉将机床移动到任意指定的几个空间位置（注意位置的特殊性，例如超极限位置等）本学习任务不允许学生在机床上安装工件和刀具,第42页,专业知识教学方法设计,4、提出了面向专业知识入门学习的AITUD教学法,案例之二认识数控程序的结构,O0001程序名N10G54G90G00X0Y0设置编程原点N20M03S800主轴正转，转速800r/minN30G00X-20Y20Z5刀具快速降至（x-20y20z5）N40G01Z-0.2F100z方向切削深度0.2mmN50X20直线插补到x20N60Y-20直线插补到y-20N70Z5Z方向抬刀到Z5N80M05主轴停止旋转N90M02程序结束,安装工件、对刀设置工件坐标系手工输入程序校对程序正确性仿真运行运行程序、加工,工件坐标系设定程序结构程序解读常规指令语法：

G01/G00/F/S/T/M切削深度设置,应用训练请学生利用G01完成方槽的编程与加工：

编程、修改程序仿真运行、加工注意抬刀、加工的顺序,第43页,专业知识教学方法设计,4、提出了面向专业知识入门学习的AITUD教学法,案例之二认识数控程序的结构,第44页,专业知识教学方法设计,5、设计了大量的教学活动以丰富教学形式、激发学习兴趣、提高教学效果,1）为“引导任务”设计了三种专用教学活动，帮助理解和掌握知识及其应用方法,解读程序：

导入相关知识的重要形式画刀具轨迹：

帮助理解数控指令的有效方式；提取工艺参数：

帮助理解工艺三要素,第45页,专业知识教学方法设计,2）大量的小贴士为教学提供了有效的手段,提示：

突出重要的操作要领注意事项：

突出重要的安全注意事项课堂互动：

设计了大量的引导文，帮助学习和理解知识主题讨论：

在知识单元结尾对所学知识进行总结性讨论,第46页,专业知识教学方法设计,5、设计了大量的教学活动以丰富教学形式、激发学习兴趣、提高教学效果,通过这些方法，逼学生说出来，写出来，画出来！

这是检验学生是否真正掌握所学知识的有效手段；提供的各种形式的引导文实际上也是帮助学生学习思考问题、分析问题的方法的手段；通过这些形式丰富的活动，客观上对学生的表达、总结等能力起到帮助作用。

第47页,专业知识教学方法设计,6、基于AITUD教学法构建以学习知识及应用方法为主的“引导任务”和“应用任务”,入门阶段的学习任务均包含“引导任务”和“应用任务”两个子任务,“引导任务”在前其主要任务是：

通过操作，导入相关知识,“应用任务”在后其主要任务是：

应用所学知识完成同一类工件的加工,第48页,专业知识教学方法设计,AITUD学习任务结构,任务描述,学习目标,工作准备,引导操作,相关知识,应用训练,评价反馈,主题讨论,课后练习,教学互动,接受任务,工作过程,学习过程,工作和学习任务,知识引导知识讲解,解读程序画刀具轨迹图等,应用知识编程加工,第49页,专业知识教学方法设计,AITUD学习任务结构,第50页,专业知识教学方法设计,AITUD学习任务结构,第51页,专业知识教学方法设计,8、基于工作过程构建以工作方法和工作技能训练为主的“综合训练任务”,入门以后的学习任务为“综合训练任务”,其主要任务是：

突出工作方法训练和工作技能的提升,第52页,专业知识教学方法设计,根据工作过程设计了工作表格将其作为引导文规范学习和工作过程,8、基于工作过程构建以工作方法和工作技能训练为主的“综合训练任务”,第53页,专业知识教学方法设计,综合训练任务示例,学生完全自主学习根据工作过程设计了工作表格，将其作为引导文规范学习和工作过程,第54页,目录,第55页,关键能力培养方法设计,对关键能力的理解,第56页,关键能力培养方法设计,哪些是关键能力？

不同专业的关键能力有何区别？

如何培养学生的关键能力？

教学中如何具体落实？

如何实施快速的普及？

许多问题有待解决,对关键能力的理解,第57页,关键能力培养方法设计,对关键能力的理解,从企业员工工作中的存在问题理解关键能力,企业员工最基本的关键能力是：

说的能力、写的能力,第58页,关键能力培养方法设计,关键能力的培养方法,将“关键能力”转化为师生比较容易理解的“生活和工作技能”、“表现形式”，然后再寻求培养方法,说的能力、写的能力、归纳能力、分析能力、学习能力等是关键能力最主要的表现形式,培养这些能力的最有效方法就是：

设计大量的教学活动，穿插教学的各个环节之中，让学生多说、多写、多归纳、多分析、多学习,第59页,关键能力培养方法设计,关键能力的培养方法,解读程序/画刀具轨迹/提取工艺参数是培养学生学习方法、提高表达能力的有效手段,第60页,关键能力培养方法设计,关键能力的培养方法,课堂互动分步在每个知识单元、每个任务、甚至每个教学环节之中“主题讨论”分步在每个知识单元结束之前课堂互动和主题讨论是锻炼表达能力、归纳能力、分析能力、逻辑思维能力、沟通能力、组织协调能力的有些手段,第61页,关键能力培养方法设计,关键能力的培养方法,主题讨论表,单元小结表,单元小结表、主题讨论表的填写是培养学生归纳、总结、书面和口头表达的有效手段,第62页,关键能力培养方法设计,关键能力的培养方法,关键能力的培养不可能一蹴而就，需要长期坚持需要在学习和工作的过程中长期坚持,让学生“开口”、“动笔”是一项艰苦的工作既考验任课教师的教学艺术，也考验任课教师的耐心和智慧,说、写其实并不难，只是“用嘴”、“用笔”表达所想、所做在本课程的教学前期，“逼”是不可缺少的一个教学手段,第63页,目录,第64页,教材及配套资源开发,1、由企业主导编写了两本工学一体化教材，由正规出版社出版,教材概况教材名称：

数控车削编程与加工数控铣削编程与加工主编、主审：

校、企、教研室合作完成三主编；由享受国务院政府津贴的知名数控专家汤季安担任主审出版：

中国劳动与社会保障出版社计划出版时间：

2011年10月中旬,完全按照本课件介绍的内容选取、内容序化和教学方法进行编写,在教材出版之前已经经过多个学校教学试点,教材中包含了大量的表格和需填写的空白区域，可作为学习材料,第65页,教材及配套资源开发,2、要求配套建设基于小型数控机床的工学一体化专业教室,没有足够的教学实训工位数，采用本教材教学方法的教学组织难以进行；,只有基于小型数控机床，整套方案的可复制性才容易得到保证,厚载公司为一体化专业教室建设准备了完整方案，包括可行性分析报告、建设方案及文化宣传方案等,第66页,教材及配套资源开发,3、本教材作为数控编程与加工的入门教学和实训教材要求对相关专业的教学计划作出调整,取消数控编程纯理论课将编程入门课与机床操作入门课合并一体化专业教室中上课，学生为主体,基本的数控编程、数控工艺与加工能力的实训改在工学一体化专业教室上课台套数多、耗电耗材少，学生的实训时间大增,技能考证之前在实训中心进行生产性实训实现教学实训与生产岗位的对接原实训课时压缩，转移部分课时给一体化教学,第67页,教材及配套资源开发,4、本教材为教学组织提供了大量的配套教学资源,教学大纲根据专业、学校、设备数量的差异可作出调整教案详细制定了各知识单元的教学组织、计划安排教学录像可以提供多个学校、大量的现场教学录像和照片,各类表格主体工作表格直接放在书中；需统计的表格单独提供教学互动的内容及组织方案设计教学互动主要以“课堂互动”的方式呈现，分步于各个知识单元和各个教学环节教学组织难点及应对方案结合教学实施的难点给出了应对方案，提高教学效果和教学效率；在师资培训中提供,第68页,工学一体化专业教室建设,5、配套设计了职业教育理念宣传方案,第69页,目录,第70页,师资培训与教学启动,厚载公司为学校开展AITUD教学模式提供全方位的服务,为学校提供整体教学资源包，大大降低对任课教师的要求,由厚载的专职数控讲师负责对用户进行教学法和教学组织培训,厚载的专职数控讲师将到学校，进行现场培训和指导,第71页,目录,第72页,教学试点案例分析,2.教学试点概况,1.福建技师学院是AITUD教学模式试点的第一个学校2011年上半年试点了两期，每期都是五周半时间第一期试点，厚载工作小组全程参与,2.广东鹤山职业高中是厚载的第二个试点学校厚载只是派教师支持了两周时间，但依然取得了不错的效果,3.扬州技师学院是厚载的第三个试点学校三个班级同时开始试点，既有中职，也有高职，每天十个小时，共五周厚载工作小组全程参与,4.无锡惠山职教中心是厚载的第四个试点学校因为放假临近，试点只有三周，高职，具有数控车的基础厚载工作小组全程参与,第73页,教学试点案例分析,2.教学试点概况,1、学生的学习兴趣被充分激发两个以前从来不好好上课的学生在本课程学习两周以后提出补课的要求，而且，在以后的学习中提出的问题都是经过思考的问题，中级工考证也一次性通过！

试点即将结束时，试点班班长主动请我司小组成员吃饭，以表达谢意。

主管教学的副校长饶舜说，该课程充分调动了学生的积极性，做到了这一点已经是很了不起的事情！

学校校长戴三法要求学校研究该教学方法在全校各专业、各课程推广的可行性。

教学试点效果,1.福建技师学院,第74页,教学试点案例分析,2.教学试点概况,2、数控加工技能水平有明显提升按照以往的经验，经过数控编程和仿真训练的学生需要四周左右的时间才能具备中级工工件的独立加工能力，而经过本课程的学生只需要一周半的时间，而且，还包含了熟悉不同数控系统的时间。

3、一次性考证通过率达到历史之最37个学生中，除了四个没有参加考证的学生和两个几乎不学习的学生外，全部一次性通过中级工考证考证通过率比近三年来最高的通过率还高了将近10%！

而该课程教学与实训的总学时还比原来的教学计划缩短了近两周时间！

教学试点效果,1.福建技师学院,第75页,教学试点案例分析,2.教学试点概况,1.福建技师学院,老师对参与讨论的学生现场点评,丰富的现场教学形式,活跃的教学现场,第76页,教学试点案例分析,2.教学试点概况,1.福建技师学院,同学们专注地进行分组讨论,单元小结同样不可忽视,活跃的教学现场,第77页,教学试点案例分析,2.教学试点概况,2.广东鹤山职业高中,第78页,活跃、丰富而专注的教学现场,教学试点案例分析,2.教学试点概况,3.扬州技师学院,第79页,热烈的主题讨论现场,请到讲台上来，说出来！

教学试点案例分析,2.教学试点概况,3.扬州技师学院,第80页,教学试点案例分析,2.教学试点概况,4.无锡惠山职教中心,热烈的主题讨论,第81页,教学试点案例分析,2.教学试点概况,4.无锡惠山职教中心,同学互助,打扫卫生时忽然想起了,第82页,目录,第83页,课程开发理念,1.注重培养学生的职业规范和综合职业素养,注重安全和规范教育注重资源节约意识培养注重团队意识培养注重质量意识培养注重企业文化的传承=融入工作和学习过程之中！

中职学生普遍缺乏理论知识学习的热情提出AITUD教学法解决入门教学难题，让学生首先“学得会”，然后便有学习兴趣=真正实现“做中学、学中做，做中教、教中做”,2.注重充分调动学生的学习兴趣,第84页,课程开发理念,3.根据认知学习规律在不同的学习阶段设计了不同的教学方法,入门阶段：

采用AITUD教学法重在知识及其应用方法学习入门后：

基于工作过程组织教学重在工作方法和技能训练,自主学习是职业教育课程模式改革的核心内容“半天理论、半天实训”的模式并未体现自主学习首先组织开展丰富的教学互动，再逐步提高自主程度使互动、实训时间超70%,4.注重循序渐进的自主学习模式的构建,第85页,课程开发理念,5.注重培养学生的关键能力,关键能力对于学生的职业发展很关键概念抽象，难以操作将关键能力转变成“说、写、归纳、组织协调”等能力，将其融入教学过程,降低综合成本基于小型加工机床构建资源节约型工学一体化专业教室买得起、放得下、用得起提高可操作性提高教材及配套教学资源，降低对教师的要求开展针对性师资培训,6.注重工学一体化教学组织的可操作性和可复制性,第86页,课程开发理念,7.独创了一些新颖的教学活动形式，形成了本课程鲜明的特色和创新点,兴趣是最好的老师，互动是培养学生兴趣的有些手段互动程度越高，教学效果越好，学生的学习兴趣越浓可学生普遍不愿意自觉参与教学互动，怎么办？

丰富教学互动的形式降低教学互动的难度提高教学互动的频度注意发挥“好”学生的带动作用“切断”“退路，“逼”学生参与，逐渐培养兴趣,第87页,目录,第88页,公司简介,1.公司概况,第89页,公司简介,1.公司概况,第90页,公司简介,1.公司概况,小型数控铣床,小型数控车床,小型高速雕刻机,仿FANUC/SIEMNES数控系统,趣味教学项目,迷你机床,小型车床,铣钻磨复合机床,车铣钻复合机床,小型铣床,小型加工中心,全部是小型化的产品重量一般不超过500公斤220V单相交流电主轴功率一般不超过1KW都具有加工能力，能加工钢件精度能够达到工业要求是工学一体化专业教室的优秀平台！

第91页,公司简介,2.组建教学研究机构及队伍,成立了“工学一体化教学研究中心”组建了专职的教学研究与数控教师队伍著名的职教专家赵志群老师担任中心高级顾问,第92页,公司简介,3.教学研究内容,如何实施工学一体化教学,关注的核心教学问题：

如何普及性地实施工学一体化教学,如何降低综合投入成本,其中的核心突破点是：

如何提高可操作性,第93页,公司简介,我们的研究成果类型是：

面向一门课程开展工学一体化教学的低成本的、易操作、可复制的整体操作方案,3.教学研究内容,第94页,公司简介,参与了“职业教育校企合作中工业文化对接的研究与实验”（GJA104009）的研究,4.主要研究成果,第95页,公司简介,4.主要研究成果,在媒体上发表了多篇学术论文，初步形成了AITUD教学模式的理论框架,行动导向的AITUD教学法及其在数控技术一体化教学中的实践，中国职业技术教育，课程理论与专业建设研究专栏，No.36，2010；理实一体化数控专业教室与数控加工综合职业能力培养，科技创业（江苏科技信息），2010年增刊；跳出教育装备的思维寻求企业发展，职业教育装备网，2010.5基于小型机床构建机类专业基础课公共教学平台，第五届机械类课程报告论坛，2010年。

第96页,公司简介,4.主要研究成果,在媒体上发表了多篇学术论文，初步形成了AITUD教学模式的理论框架,中国职业技术教育为厚载开辟了“AITUD教学模式”专题教学做一体化教学模式实施难的原因与应对策略浅析，中国职业技术教育，No.14，2011；AITUD教学模式一种便于普及的教学做一体化教学模式，中国职业技术教育，No.14，2011AITUD教学法及教学设计浅探，中国职业技术教育，No.17，2011企业主导的教学做一体化教学改革探索AITUD教学模式的组织与实施案例分析，中国职业技术教育，No.17，2011,第97页,公司简介,4.主要研究成果,首期师资培训班于今年暑假在我司举行,第98页,公司简介,5.学术交流与宣传,在劳动部组织的2011年全国高技能人才一体化课程师资培训班上担任主讲嘉宾,在湖北高等教育学会高职专委会代表大会上发言,第99页,公司简介,5.学术交流与宣传,在“低碳经济与职业教育论坛”上发言,在全国职业院校数控技术应用专业实训教学改革培训班上做主题讲座,第100页,公司简介,6.领导关心,江苏省教育厅杨湘宁副厅长考察厚载产品,教育部职成司司长葛道凯考察我司产品,第101页,公司简介,6.领导关心,人力资源与社会保障部王晓初副部长考察公司产品,上海厚载智能科技有限公司,第102页,应用模式及案例,广东省委书记汪洋接见参加“百校千企”合作