機(jī)械制造類專業(yè)課程行動導(dǎo)向課程教學(xué)設(shè)計(jì)

李 慶，吳亞蘭

(安徽機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院數(shù)控工程系，安徽蕪湖 241000)

機(jī)械制造類專業(yè)課程行動導(dǎo)向課程教學(xué)設(shè)計(jì)

李 慶，吳亞蘭

(安徽機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院數(shù)控工程系，安徽蕪湖 241000)

本文以往年全國職業(yè)院校技能大賽項(xiàng)目為案例，對職業(yè)技能大賽項(xiàng)目指導(dǎo)和課堂教學(xué)進(jìn)行設(shè)計(jì)整合。在教學(xué)設(shè)計(jì)過程中，以“行動導(dǎo)向”“工學(xué)結(jié)合”“項(xiàng)目教學(xué)”的方法和模式為指導(dǎo)思想，對教學(xué)資源設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究，以期對應(yīng)用技術(shù)型高校推進(jìn)教育教學(xué)改革和職業(yè)院校機(jī)械制造類專業(yè)課程建設(shè)有所貢獻(xiàn)。

技能大賽；工學(xué)結(jié)合；數(shù)控技術(shù)

1 明確該項(xiàng)目教學(xué)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想

根據(jù)職業(yè)教育特點(diǎn)，采用了“行動導(dǎo)向”的“工學(xué)結(jié)合”項(xiàng)目化教學(xué)模式，即學(xué)習(xí)的內(nèi)容是工作，通過工作實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)，工作和學(xué)習(xí)是一體化的。在教學(xué)過程中，遵照學(xué)生的一般認(rèn)知規(guī)律和工作過程順序進(jìn)行設(shè)計(jì)。學(xué)生通過對自身經(jīng)驗(yàn)的反思和批判性檢查，驗(yàn)證、豐富和更新自己的行動模式和認(rèn)知結(jié)構(gòu)，達(dá)到提升行動能力、解決職業(yè)活動中的問題的目的。在工學(xué)結(jié)合一體化課程中，采用以學(xué)生為中心的教學(xué)方式。學(xué)生在沒有教師直接幫助的情況下圍繞已經(jīng)明確的學(xué)習(xí)目標(biāo)獨(dú)立完成學(xué)習(xí)任務(wù)，教師的任務(wù)是為學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)起起咨詢和輔導(dǎo)的作用。如圖1所示，項(xiàng)目教學(xué)是師生通過共同實(shí)施一個(gè)完整的“項(xiàng)目”而進(jìn)行的教學(xué)活動，項(xiàng)目是指以生產(chǎn)一件具體的、具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的產(chǎn)品為目的的工作任務(wù)。

圖1 以學(xué)生為中心的教學(xué)方式

2 根據(jù)教學(xué)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)規(guī)劃教學(xué)內(nèi)容

可將教學(xué)資料內(nèi)容規(guī)劃為如下幾個(gè)方面的內(nèi)容：教學(xué)方案、工作任務(wù)單、課程引導(dǎo)文、引導(dǎo)性教學(xué)PPT、學(xué)習(xí)參考資料清單。

2.1 學(xué)習(xí)者特征分析

高職學(xué)生已經(jīng)學(xué)過了獨(dú)立的和分散的專業(yè)課程。如何將這些專業(yè)基礎(chǔ)課程和專業(yè)課程相銜接，將學(xué)過的知識系統(tǒng)化，是目前高職教育亟需解決的問題?，F(xiàn)在學(xué)生已經(jīng)具備了以下的能力：能夠完成中等復(fù)雜零件圖的制作和輸出，手工編制較簡單的CNC程序，操作數(shù)控銑、數(shù)控車床，應(yīng)用一種CAD/CAM軟件完成零件的三維建模，手動檢測零件的尺寸精度，編寫數(shù)控加工工藝文件，使用專業(yè)術(shù)語交流，借助技術(shù)手冊閱讀圖紙的相關(guān)技術(shù)要求。

2.2 教學(xué)方案設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容

課題名稱：低碳環(huán)保風(fēng)力裝置機(jī)械部件創(chuàng)新設(shè)計(jì)與制造。

教學(xué)時(shí)間安排：10課時(shí)。

學(xué)習(xí)/工作任務(wù)描述：學(xué)生根據(jù)低碳環(huán)保風(fēng)力裝置的部分圖紙，在“理實(shí)一體化”教學(xué)區(qū)內(nèi)，以低碳環(huán)保的設(shè)計(jì)和制造方法，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造和調(diào)試工作，并及時(shí)記錄和總結(jié)自己掌握的知識和技能。

學(xué)生以團(tuán)隊(duì)的形式共同完成該項(xiàng)任務(wù)，需要進(jìn)行必要的分工和合作，最終實(shí)現(xiàn)低碳環(huán)保產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造。每組學(xué)生在此過程中，需要與設(shè)備管理員、工具管理員做好交流溝通，安排好加工時(shí)間段。在設(shè)計(jì)和制造過程中學(xué)生要明確低碳環(huán)保設(shè)計(jì)理念，注意使用現(xiàn)有設(shè)備、工裝夾具、刀具和量具完成加工制造任務(wù)，注意設(shè)計(jì)的零件與現(xiàn)有零部件的配合關(guān)系，在幾何精度方面查閱相關(guān)技術(shù)手冊。該任務(wù)需要嚴(yán)格遵守國家標(biāo)準(zhǔn)和安全準(zhǔn)則，規(guī)范設(shè)計(jì)制圖和設(shè)備操作。在任務(wù)結(jié)束時(shí)要?dú)w納整個(gè)設(shè)計(jì)和加工過程，對遇到的問題進(jìn)行總結(jié)，自覺保持安全作業(yè)，遵守“5S”的工作要求。

教學(xué)/學(xué)習(xí)目標(biāo)：學(xué)生以小組的團(tuán)隊(duì)形式，在指導(dǎo)教師的引導(dǎo)下，根據(jù)低碳環(huán)保產(chǎn)品設(shè)計(jì)理念和思路以及國家相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和機(jī)床設(shè)備使用安全準(zhǔn)則，提出對低碳環(huán)保風(fēng)力裝置的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案，并能夠在小組內(nèi)進(jìn)行比較和評價(jià)，得到最佳實(shí)施方案。學(xué)生要能夠?qū)Ρ群驮u價(jià)產(chǎn)品的數(shù)控加工工藝方案，最終確定最佳的解決方案，并實(shí)施加工。根據(jù)產(chǎn)品的裝配和調(diào)試的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，學(xué)生要對已完成的任務(wù)進(jìn)行總結(jié)、評價(jià)和匯報(bào)。

學(xué)習(xí)完本項(xiàng)目后，學(xué)生應(yīng)能夠完成低碳環(huán)保小型產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造，包括設(shè)計(jì)原理分析、機(jī)械零件設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助制造、數(shù)控加工工藝方案的優(yōu)化與制訂、數(shù)控程序的編制與調(diào)試、中等復(fù)雜零部件的數(shù)控車與數(shù)控銑配合的操作加工。通過該項(xiàng)目的實(shí)施，學(xué)生更加關(guān)注低碳環(huán)保產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造，其相關(guān)的環(huán)保意識也有所增強(qiáng)。

教學(xué)對象：高職教育制造類專業(yè)的第五學(xué)期學(xué)生(制造類專業(yè)，例如機(jī)械設(shè)計(jì)與制造、機(jī)械制造與自動化、數(shù)控技術(shù)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造、精密機(jī)械技術(shù)、機(jī)電一體化技術(shù)等專業(yè))。

教學(xué)內(nèi)容：根據(jù)低碳環(huán)保的理念，某企業(yè)設(shè)計(jì)出了低碳環(huán)保風(fēng)力裝置?，F(xiàn)給定一風(fēng)能，根據(jù)能量轉(zhuǎn)換原理，創(chuàng)新設(shè)計(jì)與制造一風(fēng)能驅(qū)動葉輪轉(zhuǎn)動，進(jìn)而帶動傳動機(jī)構(gòu)和驅(qū)動機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)物料傳送的機(jī)械裝置，如圖2所示。物料尺寸Φ25mm×10mm，物料材質(zhì)為塑料或尼龍；頂桿作直線往復(fù)運(yùn)動，行程范圍為30～50mm。

圖2 風(fēng)力裝置示意圖

教學(xué)過程：僅提供該裝置部分工程圖和部分零部件，讓學(xué)生根據(jù)所提供的產(chǎn)品工程圖(部分)，分析、討論該低碳環(huán)保產(chǎn)品的設(shè)計(jì)理念和使用場合，編寫產(chǎn)品設(shè)計(jì)說明書。在掌握新產(chǎn)品的整體結(jié)構(gòu)后，完成缺少的零部件設(shè)計(jì)，遵照國家標(biāo)準(zhǔn)完成工程圖的制作；完成該產(chǎn)品的三維實(shí)體圖的繪制，實(shí)現(xiàn)虛擬樣機(jī)的裝配；對設(shè)計(jì)零件進(jìn)行工藝分析，制定出合理的工藝方案，按照工藝文件完成零件的數(shù)控加工制造；最終將產(chǎn)品所有零部件裝配，進(jìn)行裝置調(diào)試。

教師需要參與學(xué)生的設(shè)計(jì)方案和工藝方案的討論過程，指出關(guān)鍵問題所在，如對于CAD/CAM軟件使用能力、標(biāo)準(zhǔn)件的選用方法、數(shù)控加工工藝的制定思路、數(shù)控加工操作尤其是數(shù)控車/數(shù)控銑的組合加工、裝配調(diào)試的注意事項(xiàng)等。

2.3 教學(xué)環(huán)境設(shè)計(jì)與資源配置

推薦如圖3所示的布置教學(xué)車間，學(xué)習(xí)討論區(qū)與加工區(qū)以玻璃幕墻隔開，一是避免噪聲，二是保護(hù)學(xué)習(xí)討論區(qū)設(shè)備。中間區(qū)域?yàn)樾〗M學(xué)習(xí)和討論的主要場所，需要配備電腦和電源插座。該設(shè)計(jì)模式有利于理論與實(shí)踐相結(jié)合教學(xué)的實(shí)施，學(xué)生可以在加工現(xiàn)場旁進(jìn)行討論和學(xué)習(xí)，這很好地解決了實(shí)踐與理論分離的問題，有利于綜合性教學(xué)課程的開展。

圖3 教學(xué)環(huán)境設(shè)計(jì)

其中，學(xué)習(xí)資料包括學(xué)習(xí)/工作任務(wù)單、課程引導(dǎo)文、引導(dǎo)性課件、機(jī)械加工工藝手冊、機(jī)械設(shè)計(jì)手冊、機(jī)床手冊。由于該項(xiàng)目屬于開放式教學(xué)，需要配備兩名教師：一位主導(dǎo)教師，一位現(xiàn)場指導(dǎo)教師。

2.4 教學(xué)流程設(shè)計(jì)

表1 教學(xué)流程設(shè)計(jì)表

2.5 學(xué)習(xí)評價(jià)

本課程屬于理論與實(shí)踐一體的綜合性技能課程，應(yīng)注重過程考核。因此采取班級內(nèi)評分和組內(nèi)互評相結(jié)合、學(xué)生評價(jià)與教學(xué)評價(jià)相結(jié)合、設(shè)計(jì)評價(jià)與制造加工評價(jià)相結(jié)合的辦法，具體實(shí)施辦法如表2所示。

表2 成績評價(jià)表

可通過表2得出各小組的得分，然后由小組內(nèi)互評，得到每個(gè)人得分的系數(shù)。例如，某學(xué)生所在小組得分“優(yōu)”，在小組互評中獲得了“優(yōu)”的等級，該學(xué)生在總評得分時(shí)才能得到“優(yōu)”的等級，以此類推。

另外，職業(yè)院校學(xué)生自我管理的學(xué)習(xí)能力普遍不高，在推廣項(xiàng)目教學(xué)過程中遇到很多困難?？梢愿鶕?jù)教學(xué)方案設(shè)計(jì)思路編寫課程引導(dǎo)文，引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)的項(xiàng)目教學(xué)方法，讓學(xué)生清楚完成任務(wù)應(yīng)該通曉什么知識、具備哪些技能和條件等。教師要在學(xué)生對任務(wù)和產(chǎn)品進(jìn)行認(rèn)知前利用PPT軟件對他們作整體引導(dǎo)，讓學(xué)生明白該項(xiàng)目實(shí)施的目的，應(yīng)完成的任務(wù)，流程有哪些，完成的時(shí)間要求，注意事項(xiàng)有哪些，最后提交的成果形式以及最終課程評價(jià)的方式等。

3 結(jié)語

上述設(shè)計(jì)和規(guī)劃能夠引導(dǎo)學(xué)生順利地完成學(xué)習(xí)任務(wù)，達(dá)到預(yù)期的教學(xué)目的。這種行動導(dǎo)向的“工學(xué)結(jié)合”項(xiàng)目化教學(xué)模式，通過近似真實(shí)的工作環(huán)境培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，培養(yǎng)學(xué)生自主獲取信息和適應(yīng)團(tuán)隊(duì)工作模式的綜合能力。該教學(xué)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)，是技能大賽引領(lǐng)教學(xué)改革的一次探索和嘗試，是將技能大賽項(xiàng)目向課堂轉(zhuǎn)化的一個(gè)典型案例，也是應(yīng)用技術(shù)型學(xué)校進(jìn)行行動導(dǎo)向課程改革探索的典型案例。

[1]趙志群.職業(yè)教育工學(xué)結(jié)合一體化課程開發(fā)指南[M].北京:清華大學(xué)出版社,2009:1-4.

[2]姜大源.職業(yè)教育:類型與層次辨[J].中國職業(yè)技術(shù)教育,2008(1):1.

2014-12-01

國家骨干院校重點(diǎn)專業(yè)建設(shè)項(xiàng)目(10-15-03)。

李 慶(1981-)，男，山東曹縣人，安徽機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院數(shù)控工程系講師，碩士，從事計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造、數(shù)控技術(shù)應(yīng)用研究。

G642

A

2095-7602(2015)04-0109-04