数控技术是装备制造业的核心技术，但其学习难度大，通常一个班中能坚持学下来的学生相当少，很多学生因为听不懂、学不会而一知半解、半途而废。近几年来，河南职业技术学院的专业教师们围绕着如何让更多学生在课堂上更好地理解、掌握这门技术，持续探索活力课堂建设，不断地改进教学工作，提升学生的技能掌握程度。

适合的教学形式催生课堂活力

2019年3月，经过前期的酝酿和筹划，模具设计与制造专业17级《数控编程与操作》课程的理实一体化教学改革开始实施了，把过去单纯在教室讲授改为每周“教室集中学习+分小组机床操作”。教学节奏一开始也是按照过去习惯了的速度进行，但很快就发现数控机床操作复杂，大部分学生需要更长时间去适应、熟悉；而程序的结构和内在逻辑关系，更让大部分学生难以适应，难以入手。故适应学生情况，随即放缓了讲解知识的进度，突出了对“怎么编程”的讲解。理论课上强调思辨能力、学习方法和语言表达能力；实训环节强调诚信、严谨认真、自律和自我管理意识、互助和奉献精神等；课外有意识培养学生的自主学习能力、独立思考和解决问题的能力等。

图1  个性化作品

分小组机床操作都安排到了晚上7点至8点半进行，模具17级同学中有很多学习热情高，老师和部分学生经常会延时到9点半、10点才结束。班级中有过半学生提前完成了既定学习任务（过去只有10%的学生能完成计划），在老师的鼓励和建议下，他们纷纷自行设计形状、确定加工工艺，甚至根据需要改制刀具，最终加工出一批极具个性化的作品——有孔轴配合件、有使用宏程序加工出来的椭圆形、抛物线形状的试件等（其中部分作品如图1所示）。

图2  酒杯

在这些作品的制作过程中，学生自己近乎独立地经过了咨询、计划、决策、实施、检查和评价过程，特别是自己确定图形及其尺寸、对应的加工方法，自己分析遇到的问题和改进办法，所以不但表现出较稳健的操作技能，也充分调用了心智技能和元认知策略，较好地实现了基于工作过程的显性知识和隐性知识的综合运用；不仅掌握了专业知识与技能，也收获了快乐和自信。图2展示的即为酒杯的设计草图和最终的成品。

如今17级同学当中有的在生产现场、工艺技术、产品设计等不同岗位上踏踏实实、自立自强、逐渐走向独立担当，甚至获得了褒奖；也有同学跨专业闯荡，业绩不俗；还有相当多的同学在掌握了一定技能之后，通过升本、读研甚至瞄准了读博，逐渐使自己走上了工程技术应用、人工智能技术应用与研究等道路。回忆起五年前的数控课程，仍记忆犹新，认为自己学到了、学会了。

这次理实一体化教学改革尝试所取得的学习效果明显好于预期，增强了教改信心。但随着教改继续推进，在后来遇到的问题及其解决过程中，逐渐又对17级能取得较好效果的原因有了更深刻的认识。

促进课堂活力的持续探索

2020年以后的三年，受疫情影响较大。模具18级《数控编程与操作》施行在线教学，期间有意识加强了人文素质教育和课程思政建设：关注学生居家学习的状态和感受；结合学生状况和在线教学的具体条件，通过优化学习内容、课堂上的展现方式、教学策略（营造愉快的学习氛围、加强互动、因材施教）等，提高课堂活力和学习效果。然而由于一直未能实操，18级同学的数控加工技能，基本上处于纸上谈兵的状态。

图3  给老师的赠品（底面）

模具19级《数控编程与操作》沿用了模具17级的教学形式，每周都进行理论、实践学习。除了疫情影响外，明显察觉到学生学习积极性低，一些学生来上课只是“列席”，不听课、不参与，对于新的教学方式也不适应。师生相互都很陌生，教师一下子很难组织好50余人的实践活动；等到组织好，已经过去好几周了——即理实一体化教学条件下的师生相互适应、磨合，花了很多时间。另外，也出现了实训设备明显不足（白天上课、别的班也在用），导致一部分学生上实践课没“动手”机会；学习小组内部的凝聚力、互动程度不高，组长和“小先生”作用不明显等。尽管到课程后期有所扭转，但没有达到像17级那样明显的课堂活力和学习效果。

图4  给老师的赠品（正面）

究其原因，其中一个重要但却容易被忽略的问题是，很多学生已经养成应试教育下的学习习惯，面对改变，他们容易对新的教学方法采取一种排斥的态度。那么为什么17级这方面的表现不明显呢？主要在于17级在进行教改尝试的时候，师生之间已经由于其它多门课程的教学共处而变得熟悉、热络；而19级同学则仅在这门课上面对着新的教学组织形式和一位新老师，相互不熟悉导致语言交流、意图传递的效果就很差。所以，活力课堂的建设，充满温情的师生关系是基础。当然，事先准备详细的教学任务书、流程单之类的书面材料，一定程度上有助于缓解这个问题；但这需要清晰、稳定的教学环境（设备、工具）、教学资源等与之对应，需要教师对这种教学形式下的教学设计了然于胸、相当的成熟才行。因此可以说，教学形式、教学方法的改革，不能简单移植，需要结合学生的状态、结合学校的教学条件，逐步改进。其中，教改需要首先面对但又常常被忽略的一个问题是，如何让学生从被动学习状态（比如慵懒的听课习惯——听听而已，听懂、听不懂也无所谓）转变为主动学习状态。对于先行先试课堂教学改革的教师来说，调教学生并不亚于改革专业教学设计与实施方面的难度，更要有意识地借助专业知识与技能的课堂教学来改变学生的学习状态，真正达到“育人”的目的。

图5  模具21级的个性化作品

总结模具19级教学实践的得失及原因，并就师生关系、教学安排、学习小组等方面为20级的教学改善加强了工作力度。但在20级的教学过程中仍然意识到了一些问题，比如在追求“面向人人、人人成才”的教学目标下，相当一部分学生机床操作不熟练、影响正常进度，进而妨碍关键知识、技能点的教学、应用、检验与评价。造成学生动作不熟练、忘记的主要原因有三方面，一是数控机床操作步骤复杂、要求精准；二是课程安排——每周一次实训，不连贯，容易忘记；三是部分学生学习热情不高，课前不复习、课后不整理。

现在再审视这个教学环节，其实这部分操作技能到底需要不需要学生熟练掌握？一般来说，就技能人才培养而言，就“1+X”（数控车铣）证书考试而言，这些必要的基本操作当然是必须学会、必须熟练。但学生到底还不是职业人，学校的基本目标是育人，数控加工技术的核心技能不是这些按钮的熟练使用，课堂教学显然不应该是在练习熟练度。

鉴于种种主客观原因的影响，模具21级的课堂教学形式又回到了17级之前的三段式教学（先在教室学理论→仿真练习→实操机床加工）；但增设了前导课《数控机床认知与操作》。尽管教学形式是过去的，教学目标、教学内容的组织、教学策略等则改进了很多。教学期间无论哪一种形式的课堂，都追求学生参与的程度、思考的深度和师生互动的频度与程度，课堂成了师生、生生思辨、探究的学习场。因而最后的教学效果也比较突出，班级整体比较好，部分学生在完成既定教学任务后，也加工出来漂亮的自选作品。从最近了解到的情况看（21级今年6月份刚毕业），这些同学有的已经在工作岗位上朝着明确的努力方向前进，有的选择升学深造、信心满满地瞄向下一个学业目标。所以，从21级的情形看，课堂形式并不是学习质量的关键制约因素，课堂活力呈现出来与否，更在于“师生学习共同体”是否形成了。

图6  技能学习的心路历程

模具22级的数控课程教学再次调整为每周边学边做的“理论学习+机床实操”，只是理论学习场地换到了仿真教室。仿真软件一开始是很吸引学习积极性的，但也存在一些问题，诸如系统操作步骤较多、对程序的部分错误不报警、对建立规范的安全操作意识与习惯的警示意义不大等。另外，围绕仿真而组织充分对应的教学资源、开展有效的小组教学活动，也给老师提出了教学组织上的挑战。总体上这次教学还是很有成效，图6即为某学习小组经过三次实训课的试加工，才终于初步完成了这么一个看起来形状并不算复杂的加工任务；但经过试加工、暴漏问题、分析原因、完善程序、再试——这么个螺旋循环上升的学习过程，小组成员对基本概念的理解才进一步透彻，对体现数控加工本质的技能才深度掌握，小组成员之间的合作探究能力、自信、兴趣等均有较大提升，学会认真做事了。这也得益于教师的课程设计与教学指导，没有教师的认真与督促，很多学生更习惯于敷衍了事。教学过程中几乎每个同学都参与到学习中，既编程又加工，初步掌握数控加工技术，是这几年较为成功地实现了“面向人人”教学目标的一次课堂教学实践。图7所示的加工形状虽然看上去简单、零乱，但这恰恰就是零基础的初学者逐步构建自己清晰的编程思路所必须经历的学习过程。该图上的多数试件的每个面都被学生进行了两次加工练习，充分利用了原料，而且其中很多原料又是散落的废料的再利用，这些行动本身就是在给学生树立“绿色制造”的意识。

综合分析前几届教学经验，对模具23级的数控课程做出进一步调整:取消仿真课；课程排序上先车后铣、相对集中；实操环节再次安排到晚上并刻意降低了机床操作难度；深耕班级学习气氛和小组学习成效。从结果看，班风转变快且学习风气日渐浓厚，小组互动充分、自我管理良好，几乎每一个学生都感觉到自己“理解”、“学会”了；而实际加工的工件、作业和期末考试也都印证了上述结果。

图7  初学数控编程与加工

可以说，教改的持续推进，使总学时减少，学习质量提高了。以前按照三段式进行《数控编程与操作》教学的时候，总学时是“理论72 +仿真30+实训60”，总学时162；现在总学时减少为96；但教学效果明显好于过去。究其原因，关键在于教学理念的改变、教学内容的优化和课程实施过程的质量保证。数控加工方面的学习，不在于事先掌握多少指令，而在于学习能力的培养，在于掌握方法，方法比知识更重要。采用“教、学、做”合一组织、安排教学内容，着重培养学生的职业能力、继续学习能力和解决问题的能力，强调所学技能的基础性、通用性和实用性。以专业学习为媒介，帮助学生认识数控编程与操作的基本规律和特点；形成适合数控加工要求的学习方法，为今后职业生涯中的继续学习奠定基础；发展具有普适性的核心素养，比如严谨认真、吃苦耐劳、勤于思考、勇于探索、安全意识与防范能力、学习能力、反思能力等等。

“技能河南”背景下，职业教育的活力课堂建设意义重大

河南是人口大省、新兴工业大省、装备制造业大省，然而（2020年）全省技能人才在适龄劳动人口中占比为15.8%，比全国平均水平低6.9个百分点； 2021年高校在校生人数达268.64万人，其中接近一半为高职高专学生。针对高职毕业生的调查表明，约60%在河南就业，其中到小微企业就业的占七成左右，但工作与专业相关度仅为52%。

目前高职学生入校时盲目选择专业的多，未来发展方向不确定，专业（职业）定向感不强，宽泛的素质教育更有助于他们的职业生涯发展。高职学生总体上学习能力弱，自律性较差，缺乏明确的学习目标和有效的学习方法和较好的学习习惯。同时，学生个体之间的学习习惯、状态和能力差别很大，呈多样化、个性化态势。

学生特点、就业现状和社会发展需求，要求职业教育不能固守单一的课堂讲授，而是要走近学生，精简知识的量，创设情景，按照“职业活动的逻辑结构和学生能力形成的心理逻辑”组织教学，从“学”的角度不断优化课程内容的选择、基于情景的知识结构化程度、学习小组的组建与管理以及考评的有效化等问题，始终以人为本、因材施教，细心地教、耐心地教，激发年轻人的潜能，帮助他们逐渐成长为社会有用之才，为“技能河南”建设扎扎实实地贡献职业教育的力量。（作者 郭伟民，河南职业技术学院智能制造学院教师，硕士，副教授，工程师）