世界技能大赛数控铣项目训练模块在一体化教学中的应用
时间：2021-01-12 18:06:14 来源：达达文档网 本文已影响 人 
何跃
摘 要：当前，随着我国参加世界技能大赛的成绩逐步提升，世界技能大赛对于我国技能人才培养、职业技能培训工作的促进和对我国职业技能竞赛的引领作用也越来越明显。如何将世界技能大赛的训练成果应用于技能人才培养，越来越受到各技工院校和相关主管部门的重视。数控铣项目是世界技能大赛工程制造类项目的代表，实践表明，将世界技能大赛的训练方式、理念、技术标准应用于数控加工专业一体化教学是完全可行的。将世界技能大赛训练模块纳入一体化教学实施中，是对数控加工专业一体化教学内容、教学方式和方法的一种补充，是对教育教学研究的一种大胆尝试“一体化”课程。
关键词：世界技能大赛 训练模块 教学 应用
“一体化”课程教学改革在技工院校的全面开展，极大地促进了世界技能大赛各项目的集训质量提升。与此同时，如何将世界技能大赛的训练成果应用于技工教育和技能人才培养，促进技工院校“一体化”课程改革的深入开展也越来越受到各技工院校和相关主管部门的重视。北京市工业技师学院作为四届世界技能大赛数控车、数控铣项目中国集训基地，一直致力于培养越来越多的世界技能大赛优秀选手，同时，持续研究、实践将世界技能大赛训练成果应用于“一体化”教学，收到了良好的效果。
一、世界技能大赛数控铣项目训练模块应用于“一体化”教学的可行性
世界技能大赛在训练理念上、技术实施上应用于一体化教学是完全可行的，原因主要有以下几个方面。
1.世界技能大赛对选手的能力要求与“一体化”教学的培养目标相契合
“一体化”教学的总体培养目标是要培养技术出众，道德品质优良，德能兼备的综合技能人才。同时，世界技能大赛的理念是注重产品质量，尤其是从第43届世赛开始，数控项目采用了四级评分制的评分规则，此规则对竞赛的最直接影响就是不允许选手有失误，要求获奖选手的每一个作品都是精品，如果出现任何不应有的失误，主观评判环节将会被大幅度地扣分，该选手也就退出了奖牌的争夺序列。这一规则和理念与一体化教学中强调的精益求精的工匠精神完全一致。因此說世界技能大赛对选手的能力要求与“一体化”教学的培养目标相契合。
2.世界技能大赛对选手的知识考核要素与“一体化”课程中的知识点相统一
世界技能大赛数控铣项目技术文件规定，选手个人应具备的基本专业知识包括：数学知识、测量知识、材料切削性能。同时还要掌握拓展知识，如加工工艺知识，基本的计算机技术相关知识，公差与配合，金属切削工艺学基本知识，刀具基本知识等。这些知识所涵盖的基础知识点，与数控加工专业一体化教学中要求学生掌握的知识点完全一致。
3.世界技能大赛对选手的技能考核要素与“一体化”课程中的技能点相统一
依据最新的世界技能大赛数控铣项目技术文件，世界技能大赛数控铣项目选手个人应掌握的基本技能有：图纸识读技能、检测技能、工件装夹技能。此外，还有刀具选择能力，要求能根据不同的材料和加工条件选择合适的刀具进行切削;编程技能，要求能根据不同情况，使用手工编程和计算机辅助编程;操作技能，要求能正确、安全地在数控铣床上安装刀具和附件完成加工;金属切削能力，能针对工件材料、结构、加工条件，计算切削参数，确定加工工艺。这些描述与数控加工专业“一体化”教学中要求各层级的学生所掌握的技能点完全匹配。
4.世界技能大赛的训练模块和“一体化”课程学习任务相统一
“一体化”课程学习载体是“典型工作任务”，具体的学习单元是由代表性工作任务转化而来的学习任务，要求学生在完成学习任务的同时，掌握与完成该项工作相关的知识和技能，提升职业素养。该系列典型工作任务作为教学实施载体，是否涵盖了该层级学生所要掌握的全部知识点和技能点成为了“一体化”课程开发和实施的关键。而世界技能大赛数控铣项目训练模块在本质上也是一个典型工作任务，其作为训练实施的载体涵盖了数控铣项目技术文件中所规定的所有知识考核要素和技能考核要素，同时也隐含对职业素养的要求。可见，“一体化”教学学习载体和世赛训练载体两者的本质和功能是完全相同的。
二、世界技能大赛训练模块技术要素的教学化应用
世界技能大赛数控铣项目有三个单独的比赛模块（模块1、模块2、模块3），其技术要素和工艺方法涵盖了当前机械产品所有基本加工要素，因此，将数控铣项目训练模块应用于一体化教学，既满足人才培养的技术需要，又有很强的可操作性和拓展性。
1.借鉴训练模块的加工特征要素，设计“一体化”教学学习任务
世赛数控铣项目的三个模块中，模块1材料为铝合金，国内材料牌号为2A12或6061（44届世界技能大赛更改为6061），模块2和模块3材料为中碳钢，国内牌号为45#钢，这三种材料均为国内机械制造领域最常用的材料，因此，掌握此三种材料的切削性能是十分必要的。根据数控铣项目技术文件规定，加工要素见表1。
表1 考核模块技术描述
项目 模块1 模块2 模块3
材料 铝合金;6061 T6 中碳钢：45#钢 中碳钢：45#钢
毛尺寸 150×100×
50 150×100×
50 150×100×
50
加工面数 2～3 2 3～4
比赛时间 时间（单位：小时） 时间（单位：小时） 时间（单位：小时）
完成工作 编程 4.25 2.75 2.75
刀具准备 0.25 0.25
加工 4 4
结构特征
要素 描述
必选 铣槽、型腔、外轮廓、镗通孔、铣内或外螺纹 铣槽、型腔、外轮廓、镗通孔、凸台、圆形腔、铣内螺纹、铰孔 钻孔、镗盲孔、外轮廓、型腔、铣岛屿、铣外螺纹、攻丝、筋板（斜面）
可选 方腔、钻孔、铣岛屿、攻丝 方腔、钻孔、铣岛屿、攻丝 圆形腔、方腔
由上表可见，三个模块基本上涵盖了机械制造领域内的所有基本加工要素，如果学生能独立完成三个模块的加工，也就初步掌握了基本要素的加工方法。“一体化”课程学习任务设计可借鉴世赛训练模块设计思路，确定加工要素、明确精度标准、描述产品功能、给定加工条件，充分考虑各要素代表性及应用价值，灵活组合要素设计不同学习目标的学习任务，这个思路应该是科学的学习任务设计思路。
2.借鉴训练模块的工艺方法，细化丰富“一体化”课程教学内容
世界技能大赛数控铣项目三个模块的加工难点是：工作量大、易变形、难装夹、精度高，这也是目前机械加工领域的工艺难点。将世赛训练模块加工的工艺方法应用到教学中，同时，将加工要素中的平面、台阶、内外轮廓、槽、键、凸台、型腔、岛屿、倒角等特征铣削加工的加工方法和孔加工的方法以及螺纹的加工工艺方法，结合手工倒角及毛刺去除等基本钳工操作，开发相应的工作页，并对以上的工艺解决方案和加工方法进行拓展，能在短时间内极大地提高学生的技能水平，拓宽学生的技术视野。
三、世界技能大赛训练方法的教学化应用
在基本技能训练阶段，采用了“五步骤”基本技能训练法。五步骤主要是指“标准化作业记忆→动作分解训练→完整过程强化→技能达标强化→限时操作考核”五个训练步骤。这五个训练步骤应用于数控加工专业的“一体化”教学中，收到了良好的效果。
1.标准化作业记忆
在训练中，标准化作业是指针对特定的技能点做技能分析，分析出技能点的操作步骤、每个步骤的作业要点及每个要点的原因分析，按该分析成果完成的技能操作。对选手做基本技能训练时首先做标准化作业的体验、认知、记忆训练，其目的是对该技能做整体认知，明确其操作规范，理解技能的用途及蕴含的原理性知识。
将这一过程应用于“一体化”教学，能使学生更加深入地理解每一项操作的核心要领和规范，该步骤可以重点培养学生的操作规范性及遵守职业规范的意识。
2.动作分解訓练
训练中的动作分解训练是指针对标准化作业中各操作步骤的作业要点做达标性训练。该步骤培养选手的技能操作动作的准确性、熟练性和效率性。
在“一体化”教学过程中，对完成教学项目的各操作步骤的要点做达标性训练，学生学习和比赛训练的不同点在于学习不过多强调动作的效率性，而重点在于培养学生的对于操作的准确性、规范性。要让学生养成良好的习惯，同时培养学生的细致和耐心的品格。
3.完整过程强化
竞赛训练中的“完整过程强化”步骤是指针对某一项技能点按标准化作业进行完整的操作步骤训练，力求步骤的连续、节奏的控制、过程熟练、技巧的形成。而在“一体化”教学的实施过程中，应该重点关注的是过程的完整性和连贯性，使学生在学习中不能有遗漏的环节，记忆并理解整个工作的过程，同时，注意操作的安全性、规范性和技巧性。
4.技能达标强化
在世界技能大赛的训练中，技能达标强化是指按照世界技能大赛的技术标准，对训练中的技能要点设定训练和考核标准，按标准实施训练并对选手进行达标考核。而在“一体化”教学过程中，则是按照教学计划中，完成本项目实施或完成某项目中某一个任务的核心技能点，对学生进行强化，并评定是否达标，该步骤主要培养学生技能操作的准确率及稳定性。
5.限时操作考核
限时操作考核是参照世界技能大赛每一参赛模块的时间要求，在训练中，指按照高于世赛标准的时限训练和考核选手，强调选手完成整个工作的时效性。在“一体化”教学实施过程中，要重点培养选手在完成整个工作过程的效率性，进而培养学生的熟练度及稳定性。
四、世界技能大赛评判方法的教学化应用
在“一体化”教学实施中，目前，对学生作业的评判环节一般还采用按评分标准手工测量尺寸给分的模式，而世界技能大赛数控铣项目的评判过程主要分为主观评判和客观评判，客观评判借助检测设备（主要是三坐标测量机和粗糙度仪等），工件的检测过程是提前编制好检测程序输入计算机，在无人为干扰的情况下进行自动检测，以最大限度地减少人为因素的干扰，此检测方式也是目前先进制造企业普遍采用的测量方式之一。将世界技能大赛数控铣项目的评判方法用于一体化教学的评判，有利于和高端制造业及国际先进的制造理念相接轨。
根据最新的世界技能大赛技术文件要求，数控铣项目的主观评判采用四级评分制，评判标准如图1所示。
从评判标准中可以看出，要想在主观评判中得到满分不能有任何失误，如果有一处中度以上的失误，无论其他加工要素完成得如何，哪怕是完美，这一项也只能得0分，如此苛刻的评价就是要求选手要精益求精，要具备工匠精神。
客观评价的评分表根据加工要素的加工难度和精度控制的难易程度进行细化和配分。
在“一体化”教学实施中，评判方式也可采用世界技能大赛的评判模式，即主观评判+客观评判，主观评判占90%，客观评判占10%，这样可以从精度控制、表面质量、工件品质、学生的认真程度等多方面对工作过程进行测评，更能全面、客观地反映学生的学习情况和知识技能的掌握情况。
五、结论
数控铣项目一直是中国参加世界技能大赛的重点项目和优势项目。多年来，数控铣项目训练团队通过对技术标准的深入研究，对训练过程的深入总结，对竞赛试题的深入解析，对选手技术特点的全面分析，形成了完善的训练体系。将世界技能大赛的训练成果用于教学，拓宽了教师的知识视野，大幅度地提升了学生的技能水平和综合素养。同时，将世赛训练模块纳入“一体化”教学实施中去，丰富了教学资源，是对数控加工专业一体化教学方式、方法的一种补充，是对教育教学研究的一种大胆尝试，取得了不错的效果。
（作者单位：北京市工业技师学院）
