《零件数控车床编程与操作加工》课程整体设计方案

1、数控仿真与实操课程整体设计方案我校是大庆油田举办的高职院校，数控技术（石油装备制造方向）专业主要面向大庆油田石油装备制造业培养掌握常规机械加工、数控加工、机床电气设备维护方面的技术知识和职业技能，熟悉机械加工工艺的编制，会识图、懂工艺、会操作、会选型、懂管理的铁人式高素质技能型专门人才。一课程的性质和作用1.1专业建设成果我院“数控技术”专业创办于2005年，是根据大庆油田石油装备制造业和黑龙江省区域经济的生产需要开设的，作为我院的主干专业，2006年成为学院重点专业，承担并完成全国教育科学“十五”规划教育部重点课题“职业教育改革研究与实验”项目子课题“机电技术应用专业专业课教学改革的研究与实

2、验”获一等奖。2008年承担并完成省教育厅规划课题高职实践教学体系的研究与实践基地建设，同年，“数控技术”专业列入“国家示范性高等职院校建设计划”中，成为地方财政重点支持的建设专业。2009年承担省教育厅规划课题数控技术专业工作过程系统化课程体系建设研究与实践。1.2课程体系架构通过到大庆油田装备制造集团、德美特尔泵业公司等石油装备制造企业进行职业岗位群及其成长历程调研，对实践专家访谈，分析石油装备制造岗位群及其工作过程，得到相应工作任务和需要的职业能力；从中归纳出行动领域的典型工作任务，对这些典型工作任务进行归类、提炼得到行动领域；对行动领域进行转化并融入大庆油田铁人式企业员工行为规范以及企

3、业岗位复合型能力要求，获得具有石油装备特色的数控专业学习领域课程如下：课程体系构建经过调研数控加工技术板块的就业岗位有：数控编程员、数控机床操作工、数控工艺员等。这些岗位都需要懂得或具备数控机床的操作能力，数控仿真与实操就是为培养这些岗位所需要的能力设置的。1.3与数控仿真与实操有关的课程普通机械加工板块识图测绘与工具运用机械加工基础手工制作与设备操作石油装备加工技术数控编程及操作CAD/CAM技术机床设备维护能力板块机床电气维护与排故数控仿真与实操前序课程后续课程数控加工技术板块本课程是数控技术（石油装备制造方向）专业的核心课程，依据大庆油田装备制造集团、哈大齐工业走廊生产过程中对企业员工的

4、岗位标准、行为规范要求，溶入油田员工素质培养得到的“基于工作过程”专业核心课程，也是数控操作高级工、数控工艺员职业资格证书考核的必修课程。1.4课程的作用课程总目标：数控仿真与实操课程目标是通过该课程的学习，使学生了解数控机床的原理，掌握数控机床的操作方法，学会数控仿真系统的使用，增强工程实践能力，培养创新能力，养成严谨、求实、尊重科学、精益求精的良好品质，具备职业变化的适应能力和继续学习的能力，提升学生获取信息、团结合作、社会交往等综合职业能力，为就业打下坚实的基础。专业能力目标:（1）能说出数控机床的基本结构和工作过程；能区分数控机床各功能模块，并说出其功用；（2）认识数控机床的加工原理；

5、（3）能运用常用的数控程序、独立进行数控程序的输入与调整方法；（4）能独立操作数控机床、使用数控机床的操作面板；（5）知道数控机床安全操作常识；（6）具有独立对数控机床进行日常保养，具备根据数控机床的报警信号，初步判断常见的故障部位的初步技能；（7）能够运用仿真软件进行操作以及进行数控程序的调试；（8）能选择和使用常用的量具，并会对常用的量具进行校正与保养的技能；（9）能选择和使用常用的数控刀具，并能选择相应常用的加工参数。方法能力目标:（1）具有查阅手册等工具书的能力，能读懂任务书，能对既定工作任务进行正确的分析、总结和评价；（2）能观察现象、借助搜集和整理的资料，完成指定参考资料的学习；（

6、3）具备整理工艺文件并存档的能力；社会能力目标:（1）学习大庆精神与铁人精神，养成严谨求实、吃苦耐劳的职业意识；（2）有将生产技术服务于社会的意识，能遵纪守法、爱岗敬业、爱护设备、具有高度的责任心的职业操守； （3）了解客户需求及产品标准的沟通与信息获取能力。（4）能在团队合作中与同学友好相处、沟通，相互协调、合作完成任务。（5）养成质量安全意识，严格执行相关标准、工作规范和安全操作规程；形成安全作业、文明生产的行为习惯；（6）有可持续发展的意识；数控仿真与实操学习领域在职业化、一体化的教学情境中培养学生，学生学习数控仿真与实操后具备专业能力、方法能力与社会能力，使技能与良好品质双线发展，同时

7、能够可持续发展，具有职业能力拓展的后劲，以便学生将来职业生涯的发展。因此：本课程是一门应用性、实践性和综合性较强的课程，对专业技术能力起到主要作用，是实现人才培养目标的重要环节，本课程是前面石油装备加工技术等课程的提高、深入和具体应用，同时为后面的用数控机床加工石油装备、机床电气维护与排故等课程奠定基础，在课程体系中是专业核心课程。二课程的特色2.1教学团队具有长期的企业工作经历-技术服务能力强全部教师具有企业工作经历，大部分教师有高级工程师证、工程师证、高级技师证，教师团队的平均企业工作年限为13年，多为企业的骨干技术力量，从企业中抽调至职业学院从事教学工作后仍然在企业长期兼职，为企业解决很

8、多技术难题、产品开发、人员培训（如2008年唐立伟老师研究的聚合物排湿驱潮装置，为油田三次采油解决了聚合物存放时与空气中水分湿化影响采油效果问题）。这些成果应用于教学中，增强了课程的针对性，提高了职业教育的教学水平。2.2基于油田装备制造业生产过程所涉及的典型数控设备，构建具有大庆特色的课程内容 通过到大庆油田装备制造集团、德美特尔泵业公司等石油装备制造企业进行职业岗位群及其成长历程调研，对实践专家访谈，分析石油装备制造岗位群及其工作过程，得到相应工作任务和需要的职业能力；从中归纳出行动领域的典型工作任务，对这些典型工作任务进行归类、提炼得到行动领域；对行动领域进行转化并融入大庆油田铁人式企业

9、员工行为规范以及企业岗位复合型能力要求，获得具有石油装备特色的数控专业学习领域课程。课程团队对油田装备制造业生产所涉及的数控设备操作进行提炼，开发出本课程内容，并结合具体的油田装备制造产品，开发出相应的工作任务，培养学生操作数控设备所需的知识与技能。2.3采用点、线、面结合的“立体教学法”数控仿真与实操课程在宏观层面上采用引导文法和任务驱动法，微观“点、线”层面根据不同教学内容的需要分别采用四三能力递进法、六步或四步教学法、案例教学法、角色体验法、实验法、小组讨论法、仿真模拟法、讲授法，从而构成多方位的“立体教学法”。强调兴趣、沟通、引导、协作、职业素养等，引导学生自主学习，养成良好的学习习惯

10、和职业素质。三、教学团队数控仿真与实操课程团队的全部教师来自企业，师资力量雄厚，积累了十几年的办学经验，教学质量优良。团队总计11人，副高级以上职称教师7人达到64%，专任教师9人中硕士学位1人占11%，且拥有一支结构完整的“双师型”教师队伍，专任教师11人均来自于不同的油田生产企业，平均企业工作年限13年以上，双师率100%；根据“校企共建、专兼结合、分类培养、重点突出”的原则，采取国内外培训、与企业交流合作、企业锻炼、院校交流等方式，选派专业教师参加职业教育理论培训和职业能力培训，推进专业师资队伍建设。通过建设，培养专业骨干教师到国内外院校和企业培训12人次，这是我们课程团队部分成员参加2

11、009年中德师资培训照片和国内培训照片。四、课程设计理念与思路4.1课程设计理念课程开发的理念是以职业岗位需求为课程设计的逻辑起点，遵循职业教育规律，结合大庆石油装备业实际，注重过程控制，以职业能力培养为重点，以铁人精神内涵为主线的素质教育贯穿于整个教学过程，突出可持续能力的培养，充分体现职业性、实践性和开放性要求。4.2思路以企业调研获得的“职业岗位群工作任务分析”为课程开发的依据，分析本专业毕业生就业面向石油装备典型零件的数控机床操作工、编程员、工艺员等三个职业岗位职责和职业能力，确定本课程在专业中的功能（地位）；根据专业人才培养目标，制定课程教学目标，确定课程工作任务；以工作过程系统化为

12、导向，构建课程内容结构和知识序列，形成以工作过程导向的知识与技能训练体系、能力培养体系；设计学习载体，设计课堂教学及实施方案，制定考核、评价体系，在教学实施中建设课程教学及学生学习资源，通过教与学的多元评价形成对课程建设的闭环反馈，使课程教学持续改进，开发思路如图所示。职业岗位群工作任务分析专业培养目标分析职业岗位能力分析课程教学目标职业岗位能力分析课程的典型工作任务课程的内容结构课程的教学载体课程教学设计教学方法教学手段教学环境教师要求教学资源课程实施方案课程教学质量考核评价图 课程设计流程五、教学内容5.1教学内容的针对性数控仿真与实操学习领域在课程内容选取时，进行了广泛的社会调查和行业分

13、析，在充分分析数控技术职业操作工岗位所需要的知识、能力和素质的前提下，结合本课程在专业中的培养目标，对数控原理、数控机床操作实训、数控仿真等课程的知识和技能进行解构，与企业合作，以工作过程为导向，开发以学习性工作任务为载体的四个教学情境，组织教学内容。做到教学内容针对性强，学以致用，确定课程内容。5.2教学内容的适用性数控仿真与实操学习领域开发在内容选取上充分考虑到学生的可持续发展，我们在每个开发的教学情境中都列出了拓展知识，在教学情境开发中增加了零件加工案例。在内容选取上引入行业标准，将数控高级工职业技能鉴定内容融入到课程教学内容中，实现双证融通。为学生的后续发展奠定了基础。教学内容有：学习

14、情境工作任务载体课程的主要教学内容能力目标情境1：数控车床的仿真加工与操作工作任务1：数控车床的认识数控车床数控车床的原理、结构及其应用；数控机床操控面板的使用；数控机床的安全操作；数控仿真软件的运用；常用数控车程序，数控程序的试调及回转类零件数控加工工艺知识的综合运用和实践。工作任务2：FANUC数控车程序的认知数控车床程序工作任务3：使用数控车床对简单轴零件的仿真加工与操作简单轴工作任务4：使用数控车床对阶梯轴零件的仿真加工与操作阶梯轴情境2：数控铣床的仿真加工与操作工作任务5：数控铣床的认识数控铣床数控铣床的原理、结构及应用；数控铣床操控面板的使用；数控铣床的安全操作；数控仿真软件的运用

15、；常用数控铣程序，数控程序的试调及一般轮廓零件加工工艺知识的综合运用和实践。工作任务6：FANUC数控铣程序的认知数控铣床程序工作任务7：使用数控铣床对轮廓零件的仿真加工与操作轮廓零件工作任务8：使用数控铣床对型腔零件的仿真加工与操作型腔零件情境3：数控加工中心的仿真加工与操作工作任务9：数控加工中心机床的认识数控加工中心机床数控加工中心机床的原理、结构及应用；数控加工中心操控面板的使用；数控加工中心的安全操作；数控仿真软件的运用；数控程序的试调及一般孔系零件加工工艺知识的综合运用和实践。工作任务10：使用数控加工中心对孔系零件的仿真加工与操作孔系零件情境4：电火花线切割机床的仿真加工与操作工

16、作任务11：数控电火花线切割机床的认识数控电火花线切割机床数控电火花线切割机床的原理、结构及应用；数控电火花线切割机床操控面板的使用；数控电火花线切割机床的安全操作；数控仿真软件的运用；常用数控电火花线切割程序，数控程序的试调及槽型样板零件加工工艺知识的综合运用和实践。这四个情境之间是并列的关系，前三个情境的难度是由简单到复杂；每个情境中的任务都是按照职业的成长规律设计的，它们的类型分为侧重于基础知识传授的任务和侧重于专业技能的任务，每个情境中的任务1，情境1、2、4中的第二个任务都属于侧重于基础知识传授的任务，情境1、2、4中的后两个任务和情境3中的第二个任务属于侧重于专业技能的任务。本课程

17、各情境的教学，其总的目标是使学生能够懂得数控机床的原理、运用数控仿真软件、熟练操作数控机床，这是本课程在校期间的阶段目标。从长期目标来看，为专业核心能力的形成奠定基础，同时通过数控机床加工训练对学生职业素养的形成起到支撑作用。本课程还要为学生适应职业岗位的变化以及学习新的生产科学技术打下基础。5.3教学内容的组织教学内容的组织上以实际数控加工工作岗位的工作流程为导向，横向从学生领取工作任务书开始，经历工艺分析、工艺设计、编制程序、仿真模拟、机床操作，最终加工出合格产品组织教学，内容涵盖了典型零件的工艺过程、编程、仿真、加工、质量检测等内容；纵向根据学生的认知成长规律和职业成长规律，在内容上进行

18、由易到难、由简单到复杂、由单项知识到综合知识的构建，以达到良好的教学效果。教师在活动中进行咨询答疑，必要的示范和指导，组织教学，安全提示与总结评价。在每个环节中运用的学习媒体有：教学实施设计布置任务成果评价实施检查优化方案方案制定任务分析任务：生产定位销钉（阶梯轴零件）任务书脚本 任务书引导文 指导资料 （学生手册）引导文 工艺规程 仿真软件指导资料 仿真软件数控机床检查单任务书评价表个人工作总结引导文 工艺规程 仿真软件指导资料 1学时11学时 4学时 2学时 4学时 2学时 5.4教学安排本课程采用单班分组教学，每班8组，每组5人，采用具有丰富实践经验的双师型教师2名。授课地点设在数控一体

19、化实验室，使整个教学实现课堂与实习场地一体化，为在教、学、做一体创造条件。教学内容的安排见表。学习情境工作任务分配学时情境1：数控车床的仿真加工与操作工作任务1：数控车床的认识16学时40学时工作任务2：FANUC数控车程序的认知4学时工作任务3：使用数控车床对简单轴零件的仿真加工与操作12学时工作任务4：使用数控车床对阶梯轴零件的仿真加工与操作8学时情境2：数控铣床的仿真加工与操作工作任务5：数控铣床的认识14学时34学时工作任务6：FANUC数控铣程序的认知4学时工作任务7：使用数控铣床对轮廓零件的仿真加工与操作8学时工作任务8：使用数控铣床对型腔零件的仿真加工与操作8学时情境3：数控加工

20、中心的仿真加工与操作工作任务9：数控加工中心机床的认识26学时46学时工作任务10：使用数控加工中心对孔系零件的仿真加工与操作20学时情境4：电火花线切割机床的仿真加工与操作工作任务11：数控电火花线切割机床的认识16学时33学时工作任务12：数控电火花线切割机床程序的认知6学时工作任务13：使用电火花线切割机床对槽型样板零件的仿真加工与操作11学时考核评价：本课程以评价学生对数控机床的操作与数控仿真系统的使用能力为主要的考核指标，分为过程考核和结果考核两部分，占总成绩的比例为6：4。过程考核以数控机床的操作为考核项目，结果考核以题库中随机抽题作为课程考试试卷，闭卷笔答，做到客观公正地评价学生

21、知识掌握程度。学生分组完成训练项目。对完成的结果可以先自评，然后小组测评，最后由教师综合评定，并提出改进建议。5.5教学内容的具体表现形式1.编写体现工学结合的校内特色教材：近三年编写了两本配合课程实施、体现工学结合的特色教材，使用后取得了明显的教学效果。2007年编写了数控仿真与数控机床操作指导理论实践一体化模块教材，该教材投入使用后取得了较好的教学效果，两本校本教材的开发为工学结合课程的开发奠定了基础。2.采用特色鲜明的多媒体课件进行教学：本课程教学紧密结合生产实践，充分运用加工视频，将生产产品加工过程引入课堂，在课堂教学中演示产品加工的各个环节，实现了理论实践一体化教学，达到了深度融合课

22、程的教学要求。体现教学实施的具体步骤及零件的仿真加工，内容直观通俗易懂。本课程的四个教学情境全部开发了多媒体课件。3.采用丰富的课程资源进行网络教学：通过网络平台开发了大量的学习资源，学生可以在网络上察看资料、零件虚拟仿真加工等工作，学生学习技能不受时间和地点的约束。课程资源有：Ø 网络课程：教学指南、学习指南、学习视频Ø 电子教案Ø 电子教材Ø 数控机床操作指导书Ø 数控仿真软件操作书Ø 习题库Ø 刀具手册Ø 引导文Ø 案例等4.开发内容丰富的试题库：根据数控高级工的职业资格鉴定标准，开发出了配合四个教

23、学实施方案的试题库，其最大特点是理论、实际相结合，实际加工的内容学生通过网上下载仿真软件进行加工练习。六、教学方法与手段6.1教学模式本学习领域是在基于工作过程的课程开发理念指导下进行开发的，由于我院是企业办学，在教学模式上，开发了“工学结合”能够融理论实践为一体的现场教学模式，建设教、学、做合一的教学情境。1.构建“石油任务引领、以工作过程为导向，理论实践一体化”的教学模式以石油装备制造行业的典型工作任务为核心，把本课程所要求掌握的基本技能按工作过程分解成若干项目并创设工作情境，借助工作过程中任务的需要引入相关的专业理论知识，在操作型任务中引入技能性知识，引导学生在“做中学”通过这样的理实一

24、体化课堂学习，使学生获得较强的实践动手能力，使学生具备必要的基本知识，具有一定的查阅图书资料进行自学、分析问题、提出问题的能力。通过该课程各项技能任务的完成，使学生经历基本的工作过程，学会使用相关工具从事生产实践，形成尊重科学、实事求是、与时俱进、服务未来的科学态度。通过对数控机床仿真手段的认识和深刻领会，以及教学过程中创新方法的训练，培养学生独立分析问题、解决问题和技术创新的能力，使学生养成良好的思维习惯，掌握基本的思考与设计的方法，在未来的工作中敢于创新、善于创新。在操作型任务的完成中，要求学生注意培养爱护工具和设备、安全文明生产的好习惯，严格执行数控机床安全操作规程。2.以数控机床加工零

25、件的工作任务为载体设计教学过程将学生应该掌握的知识点融入选择的载体当中，在模拟仿真的基础上再利用设备实际演练，重复过程中加深学生对知识的理解和巩固。3.引入数控模拟仿真技术和实际设备重新设计教学环境根据课程内容和学生特点，“理实一体化”实验室生产车间化，并对教学场所布局进行设计，将资讯、计划、决策、实施、检查、评价六步环境融入到学习环节中。6.2教学方法采用点、线、面结合的“立体教学法”数控仿真与实操课程在宏观层面上采用引导文法和任务驱动法，微观“点、线”层面根据不同教学内容的需要分别采用四三能力递进法、六步或四步教学法、案例教学法、角色体验法、实验法、小组讨论法、仿真模拟法、讲授法，从而构成

26、多方位的“立体教学法”。强调兴趣、沟通、引导、协作、职业素养等，引导学生自主学习，养成良好的学习习惯和职业素质。四三能力递进法在“准备、示范、模仿、练习”四个阶段中通过教师的“手把手放开手育巧手”,实现学生的能力在多次重复中由“不会做”“怎样做”“熟练做”的三种能力的提高、递进。六步教学法实物教学法 模拟法案例教学法四三能力递进法宏观：任务驱动法 引导文法微观：小组讨论法6.3教学、实训环境1.教学仿真模拟软件的应用：运用菲克数控仿真软件与宇龙数控仿真软件进行仿真教学。这是我们数控专业学生在理实一体化实验室运用上述软件进行数控机床模拟仿真的照片。2.充分利用现代教育技术：利用现代的多媒体手段，

27、通过资源库中大量的图片、动画、视频等方式让学生观看，使学生直观理解、掌握教学的内容。3.科学地利用理实一体化实验室：学生的学习是个循序渐进的过程，理实一体化实验室保证了这个过程中所需由低到高的辅助设备“虚拟仿真真实仿真标准生产”的设备，使学生从虚拟实验室专业教室实训工厂的教学环境中现场教学，实现真实的职业环境，培养各种能力。这是我们数控专业学生在理实一体化实验室操作机床的照片。4.提供网络平台自主学习：学生的学习不受时间和空间的限制1.硬件环境投资230万元的校园网络整体升级改造一期工程已于2007年9月完成，目前已建成规模较大、技术先进的校园基础网络，在一期网络改造的基础上，2008年9月前

28、完成校园网络整体升级改造二期工程，在全院多媒体教室已联入校园网的基础上，实现全院所有普通教室联入校园网。与此同时，完成校园无线网络工程。配置容量为20T的数字资源存储器（最大可扩充至192T）、数字资源管理服务器等设备，建立一个标准统一、方便共享、安全可靠的数据资源库，将优质核心课程的教学资源在网上公开，实现优质资源共享，保障资源的存储与利用。2.网络教学资源本网络资源包括数控仿真与实操网络教程、课程标准、教学情境设计、单元设计、授课计划、学习指南、课件、电子教案、学习资料、题库等，具有助学、助教及师生互动交流功能。建设开放式交互学习系统：利用覆盖全院的网络系统建设网络教学系统，实现开放式学习

29、环境，为学生提供课堂以外的学习空间，通过丰富的网上教学资源，引导学生进行自主学习；实现数控仿真与实操网络课程的开发和发布、网络教学实施和网络教学管理的功能；实现教学过程中对教师教的支持和对学生学的支持，以及对教学活动的管理；通过各种交互系统实现在线答疑。（1）校内实训基地建设生产性校内实训基地总建筑面积6600平方米，大型设备仪器 205 台套，固定资产近2000万元，现有数控加工车间、CAD/CAM实训中心、机加车间、可编程控制器实训室、钳工实训室等。基地面向数控技术、机电一体化、电气自动化、电子信息、化工、石油工程等专业，以学生实训、职业技能鉴定培训教育为主，兼顾企业员工与社会人员培训、教

30、师实践锻炼、科技服务、产品加工等，具有系统、全面和较完善的职业能力训练功能，是设备生产化、环境企业化、人员职业化，条件先进的集教学、职业技能培训、技术服务、石油装备加工生产于一体的“生产车间型”实训基地。序号基地名称功 能主要设备名称1机加车间1普通机床机械加工技能训练2技能鉴定3石油装备加工生产普通车床CA6140A(400X750)普通车床CW6163B(630X1500)铣床B1-400K铣床XA6132平面磨床M7150/12-GM外圆磨床MA1432B摇臂钻床Z3050X16/I除尘式砂轮机M3335锯床G40282CAD/CAM实训室1CAM技术实训2对外培训、技术服务CAXA制造工程师（全套）菲克数控仿真软件微机及其配套设施3数控加工车间1数控机床的技能培训2.进行数控车工技能培训 3石油装备加工生产4对外培训立式加工中心VDL-800(FANOC系统)刀具几何角度修磨测量实训台数控车床(FANUC系统)（500X850）数控车床(FANUC系统