技工院校数控电加工课程项目教学模式探究

中图分类号：G 文献标识码：A 文章编号：450102049（2025）04EM-0048-04

数控电加工技术作为现代制造业的核心技术之一，广泛应用于航空航天、汽车制造、模具加工等众多关键领域，对推动工业生产的精密化、高效化发展起着不可替代的作用。随着《中国制造2025》和工业强桂发展战略的深入推进，制造业正加速向智能化、高端化转型升级，由此，企业对数控电加工技术人才的需求增大，对人才的技能要求提升。企业需要既具备扎实的理论知识和熟练的操作技能，又有创新能力、解决问题能力以及团队协作精神的人才。

一、数控电加工课程内容及教学要求

（一）数控电加工课程内容

数控电加工课程是机械制造领域的关键课程。在理论知识板块，课程包括数控电加工的核心原理、电火花线切割加工原理等，要求学生明晰电极丝在脉冲电源作用下对工件进行切割加工的原理。此外，课程还包括各类电加工机床的分类、型号编制规则以及机床的基本结构内容，学习此课程可帮助学生建立起对加工设备的清晰认知。

实践操作部分，课程要求学生熟练掌握数控线切割机床的操作，从机床操作面板上各个按键的功能应用到电极丝的精准安装与张力调整，每一个步骤都需要反复练习。在编程环节，不仅要学会使用3B代码和ISO 代码进行手工编程，实现简单图形的加工，还要熟练运用AutoCAD 等绘图软件，完成复杂零件的绘制。对于数控电火花成形机床，要求学生能正确操作机床，依据不同加工需求挑选适配的工具电极，并精确调控放电电流、电压、脉宽等工艺参数，进行高质量的电火花加工。

（二）数控电加工课程教学要求

一是理论知识与实践技能并重。学生需要掌握数控电加工的基本原理、工艺参数选择原则、机床操作规范等理论知识，同时能够熟练操作数控电火花线切割机床，独立完成零件编程与加工。

二是创新能力培养。通过设计开放性项目任务（如复杂型腔模具加工），鼓励学生探索新工艺方法，优化加工参数，提升解决实际问题的能力［1］。

三是职业素养培养。注重安全意识、团队协作意识及质量意识的培养，模拟企业生产流程，设立工艺员、编程员等岗位，强化岗位职责认知。

四是信息化技术应用。要求学生熟练运用CAD软件进行图纸设计，掌握数控线切割软件的操作。

五是动态评价机制。采用“过程 + 成果 + 发展”三维评价体系，结合企业技能标准，定期考核学生的知识掌握程度、技能熟练度及创新能力提升情况。

二、数控电加工课程的项目教学模式设计与实施

当前技工院校数控电加工课程教学存在理论与实践融合不够紧密、部分理论知识陈旧、与行业前沿技术脱节、实践教学缺乏系统性和针对性等问题，导致学生难以接触到真实的生产场景。教学中还存在学生被动接受知识、课堂参与度低、自主学习和创新思维培养不足等问题。这种教学模式严重影响了技工院校人才培养的质量和效率，也制约了制造业的快速发展。因此，有必要对技工院校数控电加工课程旧有的教学模式进行改革。

（一）项目教学模式设计思路

以“六步教学法”为核心，构建“任务驱动、能力递进”的闭环式教学流程（见图1），具体设计如下。

图1 “任务驱动、能力递进”的闭环式教学流程

1.精准定位教学目标

依据企业对数控电加工技术人才的实际需求及技工院校学生的特点，明确课程教学目标。在理论知识方面，要求学生掌握数控电加工的基本原理、工艺参数选择原则、机床结构与操作规范等；在实操技能上，要求学生熟练掌握数控电火花线切割机床、电火花成型机床的操作，能够独立完成零件的编程与加工；同时，注重培养学生的创新能力，鼓励学生在加工过程中尝试新的工艺方法和技巧。

2.精心设计项目任务

围绕教学目标，结合课程内容和行业实际，设计一系列层次分明、具有创新性且符合企业技能标准的项目任务。项目任务应涵盖数控电加工技术的各个环节，从简单的零件加工到复杂的模具制造，逐步提升学生的能力［2］。例如，设计“简单模具零件的数控电火花线切割加工”“复杂型腔模具的电火花成型加工”等项目任务，让学生在完成任务的过程中，系统掌握数控电加工技术。

3.科学制订教学计划

根据项目任务和教学目标，制订详细、合理且具有可操作性的教学计划。教学计划应包括教学进度安排、教案编写以及工作页设计等内容。在教学进度安排上，合理分配每个项目任务的教学时间，确保学生有足够的时间进行方案设计、实践操作和成果总结；教案编写要详细阐述每个教学环节的教学方法、教学重难点以及教学过程；工作页要为学生提供项目任务的详细信息、操作步骤和学习引导，帮助学生顺利完成项目任务。

（二）项目教学模式实施步骤

1.项目导入— 激发学习动机

任务来源：选取企业真实生产任务或生活产品作为教学载体，确保项目与行业需求、生活应用高度契合。教师通过展示数控电加工技术在实际生产中的应用案例视频，如汽车发动机模具的加工过程、航空零部件的精密加工等，激发学生的学习兴趣和好奇心。随后，详细介绍项目任务，如“模具凹凸模加工”，阐述任务背景、意义和具体要求，让学生明确学习目标和任务方向。在这个过程中，教师引导学生思考项目任务与实际生活和工业生产的联系，提高学生的学习积极性。

2.任务分析— 培养问题拆解能力

学生以小组为单位，对项目任务进行深入分析。教师引导学生从任务要求、技术难点、解决方案等方面进行思考。例如，在加工金属姓氏钥匙扣任务中，学生需要讨论以下问题：模具凹凸模的不同参数设计对加工工艺有哪些影响？如何选择合适的加工设备和工艺参数？通过小组讨论和头脑风暴，不仅能够引导学生分析出任务的关键要点，还能培养团队协作能力和创新思维。

3.方案设计 强化创新与实践结合

学生根据任务分析结果，进行方案设计。在工艺选择方面，学生需要考虑采用数控电火花线切割加工还是电火花成型加工，以及如何选择电极材料、如何确定加工参数等；在设备选用上，根据加工要求选择合适的机床型号；在编程调试环节，运用所学的编程知识编写加工程序，并进行模拟调试。教师在学生设计方案过程中，提供必要的指导和帮助，如讲解不同工艺方法的优点和缺点、提醒设备操作注意事项等，确保方案的合理性和可行性。

4.项目实施 提升团队协作与规范意识

角色分工：设立工艺员、编程员、操作员、质检员等岗位，模拟企业生产流程，强化岗位职责认知。学生按照分工和设计好的方案进行实际操作。在操作过程中，学生需要严格遵守安全操作规程，熟练操作机床，准确设置参数，进行对刀、工件装夹等操作。教师在现场巡回指导，及时发现并解决学生遇到的如设备故障、加工精度偏差等问题。同时，鼓励学生之间相互交流和协作，分享操作经验和技巧，提高团队协作效率。例如，在加工姓氏钥匙扣时，学生需要根据字体形状和加工要求，选择合适的走丝路径和加工参数，通过不断尝试和调整，加工出符合要求的钥匙扣。

5.成果评价 —三维立体考核体系

采用多元化的评价方式，对学生的项目成果进行全面评价。评价内容包括过程性评价（占比 40% ）、成果性评价（占比 30% ）和发展性评价（占比 30% ）［1］。过程性评价关注学生在项目实施过程中的表现，如工艺设计方案的合理性、设备操作的规范性、团队协作能力等；成果性评价主要评估加工成品的质量，包括尺寸精度、表面粗糙度、形状精度等，以及相关技术文件的完整性和规范性；发展性评价侧重考查学生在工艺优化、问题解决和技术创新方面的能力，以及安全意识、职业责任感等职业素养。例如，在操作规范评价中，从安全意识、设备操作、工艺执行等维度进行评价，每个维度分为优秀、良好、合格、待改进四个等级，使评价结果客观公正。

6.总结拓展 实现知识迁移与技能跃升

项目完成后，教师可组织学生进行总结。在安全操作方面，回顾操作过程中的安全注意事项，强调安全操作的重要性；在技能方面，总结刀具选择、切削参数设定等关键技能；在项目完成情况方面，分析项目完成过程的优点和不足，以及团队协作和创新能力的表现。同时，根据学生的实际情况，布置拓展任务，如对钥匙扣进行进一步的创意设计和加工，或尝试用不同的工艺方法加工相同的零件，让学生在拓展任务中实现知识迁移与技能跃升，培养举一反三的能力［2］。

三、技工院校数控电加工课程项目教学模式实施策略

（一）优化教学内容与方法

根据项目教学模式的需求和行业发展趋势，对教学内容进行优化。选取数控电加工领域具有代表性的工件，按照从简单到复杂的顺序设计项目任务。一是基础层任务，如金属梳子、金属文字铭牌、简单模具零件加工、金属书签、金属钥匙扣，掌握基础编程与数控线切割操作。二是进阶层任务，（复合加工）如金属拼图加工、模具凹凸模配合加工、精密模具型腔加工，训练多工序协同与工艺优化。三是创新层任务，引入金属图腾加工、3D 动物模型加工，挑战超精密加工与参数自适应调整。同时，为每个项目任务开发配套的工作任务书，详细阐述项目背景、任务要求、加工工艺路线、操作步骤和注意事项，让学生明确任务来源和实际应用场景。在教学方法上，综合运用讲授法、讨论法、直观演示法、练习法和项目教学法。例如，在讲解新的工艺知识时，先采用讲授法进行理论讲解，再通过直观演示法展示实际操作过程，然后组织学生进行讨论和练习，最后通过项目任务让学生将所学知识应用到实际操作中，激发学生的学习兴趣和积极性，培养学生的创新思维和解决问题的能力。

（二）加强师资队伍建设

师资队伍的素质是项目教学模式成功实施的关键。可通过校企合作培养模式，邀请企业技术骨干到学校举办公开课讲座，分享行业最新技术和实际工作经验，同时安排教师到企业实践锻炼，深入了解企业的生产流程和技术需求，提高教师的实践操作能力和专业技能。鼓励教师积极参与科研项目和教研活动，在科研过程中探索新技术、新方法，并将科研成果转化为教学内容，提升教师的科研能力和教育教学水平。同时，加强教师之间的交流与合作，采用以老带新的培养模式，定期开展集体备课活动，促进教师之间的经验分享和优势互补，形成高素质的教学团队。

（三）完善教学设施与资源

完善教学设施和丰富教学资源是项目教学模式顺利实施的重要保障。要加大对数控电加工实训基地的建设投入，配备先进的数控电火花线切割机床、电火花成型机床等设备，以及高精度的检测仪器，为学生提供良好的实践操作环境。要加强教学资源建设，收集和整理丰富的教学资料，如教学课件、教学视频、案例等，同时开发在线教学资源平台，方便学生随时随地进行学习。例如，利用虚拟仿真软件，学生可以在计算机上进行模拟加工操作，熟悉机床操作流程和加工工艺，减少实际操作中的错误和安全隐患。

（四）强化校企合作与产教融合

深化校企合作和产教融合是提高项目教学效果的重要途径。要建立稳定的校企合作关系，教师要定期到企业参加实践活动，了解行业最新动态、新工艺和新方法，将企业实际生产中的案例引入教学中，使教学内容与企业需求紧密结合。同时，邀请企业专家到学校举办讲座、开展研学活动，让学生了解企业的实际需求和发展趋势，明确自身的职业发展方向。也可组织学生到企业参观学习、跟岗实习，让学生在真实的工作环境中锻炼实践能力，培养职业素养。

（五）实施信息化教学

1.丰富教学内容与形式

借助多媒体课件、教学视频、动画演示等信息化手段，将数控电加工课程中抽象的理论知识转化为直观、形象的内容，帮助学生更好地理解和掌握。例如，利用 Mastercam、SolidWorks 等软件模拟数控电加工过程，让学生清晰看到电火花加工的原理、电极的运动轨迹以及材料的蚀除过程，使复杂的加工过程一目了然，激发学生的学习兴趣。

2.提升教师信息化素养

通过组织教师参加信息化教学培训、开展校际交流学习活动等方式，鼓励教师积极探索和应用信息化手段。培训内容包括绘图软件使用、PPT 制作、视频编辑、在线教学平台应用等。邀请企业专家和教育专家到校授课，介绍行业最新的信息化技术和教育教学理念，帮助教师了解信息化教学的新动态、新方法，提高教师运用信息化手段进行教学的能力。

3.引导学生利用信息化技术学习

根据学生的个体差异，制订个性化的学习计划和教学方案，引导学生主动利用信息化手段进行学习。例如，推荐适合学生的在线学习资源、虚拟仿真软件等，鼓励学生在课后自主学习和实践。在教学过程中，布置与信息化手段应用相关的任务，如让学生利用CAD 软件设计零件图纸、使用虚拟仿真软件模拟加工过程等，培养学生运用信息化手段解决问题的能力，提高学生的学习效率和学习兴趣。

总之，在制造业加速转型升级的时代背景下，技工院校数控电加工课程项目教学模式改革具有重要的现实意义。通过对课程教学内容、教学方法、师资队伍建设、教学设施资源以及信息化手段应用等方面的改革，构建以项目为驱动、以任务为引领的教学模式，可有效提升学生的实践能力、创新意识和综合职业素养。学生在完成项目任务的过程中，不仅掌握了扎实的专业知识和技能，还培养了团队协作能力、解决问题能力和创新精神，实现了与企业岗位需求的无缝对接。然而，教学改革是一个持续不断的过程，随着制造业技术的飞速发展和企业需求的不断变化，技工院校数控电加工课程教学仍需不断探索和创新。未来，应进一步深化校企合作，紧密跟踪行业发展动态，及时更新教学内容和教学方法，持续加强师资队伍建设，提高教师的专业水平和信息化教学能力，不断完善教学设施和教学