智慧环境下中职机械加工教学模式改革探究

前言：

在智慧教育的大潮下，中职学校机械加工教学模式的改革，已经变成提高人才培养质量的关键路径。智慧环境通过虚拟仿真和在线合作平台等数字化工具的引入，解决实训设备少、教学范围小等问题的新思路，智慧环境的教学模式创新对中职机电加工专业的高质量发展有着重大作用。

一、虚实融合式项目教学

在传统数控车削课程教学中，由于设备少而学生多，教师常常遇到学生动手操作机会不够的问题。一台数控机床经常要供多名学生分批次使用，这样会造成一部分学生等的时间很长，而且复杂的零件只能用二维图纸和口述方式来讲解，学生很难了解刀具轨迹规划、切削用量的选择对加工精度的影响[1]。

智慧环境下的双轨教学模式可以为解决该问题提供有效的途径，该模式实虚交融。教师可以借助数字孪生技术去形成虚拟加工环境，把零件的三维模样，刀路规划，切削参数这类内容纳入仿真平台。比如在对加工轴类零件过程中，学生先在虚拟环境中操纵数控系统，输入主轴转速，进给量，背吃刀量等参数信息后，系统立刻模仿切削状况，并生成出加工好的三维图景，然后以颜色标识的方式来体现尺寸误差，表面粗糙度这样的指标数据。学生如果把主轴转速设为过高的值，就会出现零件由于切削力太大而变形；如果进给量过小，则会出现加工效率低、表面纹理不均匀的情况。通过反复调整参数再查看效果这样的过程，学生就可以明白参数改良怎样会影响加工质量这种逻辑联系。

二、动态分层任务驱动

中职生机械基础能力相差较大，同样的任务设计，有的能力弱的学生可能完成不，任务过难会让他们体验失败感，而有的能力强的学生任务太简单没什么成就感。智慧环境下，学习分析平台可存储学生进行虚拟仿真的操作数据，包括编程时间长短，做错的题是哪种，参数调整次数等等，再加上之前的课前测试成绩来划分出能力层级，从而实现分层任务设计的依据。

以铣削综合实训为例，由于每个学生的基础知识和学习能力有所差异，教师可设计分层任务包：对于基础较为薄弱的学生，设计“引导型任务”，任务中有具体的步骤引导和刀具选择说明，在加工平面过程中明确提示可选的刀具有硬质合金端铣刀并给出其切削速度 (80～120m/min) ，还有微课动态演示装夹刀具及对刀。某学生在完成这个任务时，通过反复观看微课掌握了对刀方法；加工出来的平面，粗糙度达到了要求。对于能力一般的同学来说，我们提供“半开放任务”，给出零件轮廓（凸台）给学生，让学生自由选择刀具和切削参数，系统给出参数合理性及时反馈。比如某个同学选立铣刀进行凸台的加工的时候出现提示“当前的切削速度过高会加快刀具的磨损”同学们通过这个信息对参数做相应调整之后，就能让加工的效果更加理想，还能使刀具更加耐用。

三、校企协同云评价

传统机械加工教学评价一般期末操作考核，重点在加工结果上，不能全面体现学生能力的发展过程，在智慧环境下，校企协同的云评价平台把企业真实的生产标准引入教学评价，实现了评价维度的多元化和评价过程的动态化[2]。

在加工中心操作课上，教师和企业工程师一起拟定评价标准，有工艺设计合理性、程序编写的规范性、加工质量、安全操作、创新改进五方面。工艺设计合理性考查学生是否根据零件材料、结构特点选择最优加工路线（比如先粗后精、避免重复装夹；程序编写的规范性关注 G 代码语法规则的正确性、注释完整；加工质量主要看尺寸精度、表面粗糙度和形位公差；安全操作包括设备检查、急停按钮使用以及保护设备佩戴；创新改进则希望学生提出工艺优化方案（如用循环指令减少重复加工。每个项目学生完成之后要上传工艺文件、程序代码、加工视频到平台，企业工程师进行在线审阅给出专业反馈。比如一个学生的工艺文件里没有考虑到刀具的磨损，企业工程师就留言说：“连续加工五件之后就要重新测量一下刀具的尺寸，再调整一下程序，”还把他们企业生产过程中的刀具管理案例给发给他做参考。

教师则依据课堂表现给出综合性打分。例如，某学生在团队合作中主动承担程序调试工作，但是因为沟通不够所以反复修改，教师对其评价时写道：团队合作能力较强，但是需要提高沟通效率。自动生成能力雷达图，直观展示学生的长处和短处。某学生在雷达图中加工质量维度得分高，而创新改进维度比较弱，雷达图根据这些情况推荐他看企业工程师的微课，微课主题是“典型零件工艺优化”，同时布置一个类似的零件工艺改进任务也会提高学习效果。

总结：

智慧环境下的中职机械加工教学模式改革，需围绕技术融合、资源整合、评价创新三个维度展开。通过构建“虚实结合”的实训体系，将数字化工具融入项目化教学，可有效提升学生解决复杂问题的能力；借助校企合作云平台引入企业真实项目，能增强教学的职业针对性和实践时效性；同时，建立基于过程性数据的多元评价体系，可更全面地反映学生的综合素养发展。

参考文献：

[1]孙丽霞.以创新能力培养为导向的中职车工机械加工教学路径研究[J].中国机械,2025(06):141-144.

[2]郑翠峰.基于工学结合视域下中职机械加工课程改革研究[J].农机使用与维修,2025(05):159-162.