楊艷峰

摘 要：機(jī)床夾具設(shè)計(jì)課程是機(jī)械制造及自動化專業(yè)重要的專業(yè)課程。為了提高該課程的教學(xué)質(zhì)量，本文著重從采用數(shù)字化教育平臺、采用虛擬仿真教學(xué)、增加課程設(shè)計(jì)、改變教學(xué)方案四個(gè)方面對機(jī)床夾具設(shè)計(jì)課程教學(xué)進(jìn)行數(shù)字化改造。通過對該課程的教學(xué)改革可調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，提高課程的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 數(shù)字化改造 教學(xué)改革

1 引言

2022年2月，我國教育部提出實(shí)施教育數(shù)字化戰(zhàn)略行動，建設(shè)國家智慧教育公共服務(wù)平臺[1]。隨后，教育部職業(yè)教育與成人教育司表示，將打造職業(yè)教育數(shù)字化“1+5”體系，即職業(yè)教育決策大腦系統(tǒng)和決策支持中心、專業(yè)教學(xué)資源中心、精品在線開放課程中心、虛擬仿真實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)中心、職業(yè)學(xué)校治理能力提升中心，以數(shù)字化轉(zhuǎn)型整體驅(qū)動教學(xué)模式和治理方式變革[2]。綜上，職業(yè)教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型已成為發(fā)展共識和自覺行動。

《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》是機(jī)械制造及自動化專業(yè)一門重要的專業(yè)課程，機(jī)床夾具主要是為滿足零件加工工藝而設(shè)計(jì)的工裝。本課程的主要學(xué)習(xí)內(nèi)容有：工件在夾具中的定位、夾緊裝置設(shè)計(jì)、鉆床夾具設(shè)計(jì)、車床夾具設(shè)計(jì)、銑床夾具設(shè)計(jì)，該門課程的學(xué)習(xí)需要有機(jī)械制圖、機(jī)械基礎(chǔ)、互換性與公差等專業(yè)基礎(chǔ)課程作為支撐。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及國家教育體系的不斷完善，出現(xiàn)了很多現(xiàn)代的夾具設(shè)計(jì)方法以及新穎的教學(xué)方式，為了緊跟國家數(shù)字化驅(qū)動教學(xué)模式的步伐。本文對數(shù)字背景下的《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》高職課程教學(xué)改革問題進(jìn)行了研究，對于《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》及相關(guān)專業(yè)課程的教學(xué)改革具有重要的實(shí)踐意義[3]。

2 傳統(tǒng)《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》課程教學(xué)存在的問題

（1）課程定位不清晰

國內(nèi)職業(yè)院校的《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》教材一般都是由本科院校的教材刪減和組合而成，但是職業(yè)院校更注重動手實(shí)踐能力，而本科院校更偏向于理論研究，這就導(dǎo)致目前職業(yè)院?！稒C(jī)床夾具設(shè)計(jì)》的教學(xué)方案與人才培養(yǎng)目標(biāo)有很大的差異。[4]。

（2）課程教學(xué)形式單一

傳統(tǒng)的《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》課程主要以前期理論講授為主，后期課程實(shí)踐為輔的教學(xué)方案。這就導(dǎo)致學(xué)生在前期學(xué)習(xí)時(shí)積極性不高從而對課程產(chǎn)生厭煩心理，后期動手實(shí)踐時(shí)由于基礎(chǔ)理論知識掌握的不夠扎實(shí)，課程實(shí)踐效果較差[4]。

（3）教學(xué)效果考核不完善

職業(yè)教育的主要目的是讓學(xué)生掌握一種技能，由于受傳統(tǒng)應(yīng)試教育的影響，目前職業(yè)教育的考核方式還主要以理論考試為主，對學(xué)生的動手實(shí)踐能力考查較少，考核評價(jià)措施不夠完善。

3 《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》課程數(shù)字化改造策略

（1）采用數(shù)字化教育平臺——優(yōu)慕課

優(yōu)慕課平臺由原清華大學(xué)教育技術(shù)研究所數(shù)字化學(xué)習(xí)研究與應(yīng)用中心于2014年10月整體改制組建，并于2016年1月與清華大學(xué)（教育研究院）簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議，共同構(gòu)建科研-教學(xué)-產(chǎn)業(yè)融合創(chuàng)新模式。其特點(diǎn)有：支持基于微視頻的交互式學(xué)習(xí)，支持微視頻導(dǎo)向的即時(shí)測試反饋、跨模塊多維度學(xué)習(xí)分析和評價(jià)、基于學(xué)習(xí)社區(qū)和站外社交網(wǎng)站的討論與分享等；以教師為中心進(jìn)行課程建設(shè)，支持個(gè)性化、多種模式教學(xué)設(shè)計(jì)；以學(xué)習(xí)者為中心呈現(xiàn)學(xué)習(xí)內(nèi)容和活動，支持按知識單元或教學(xué)進(jìn)程進(jìn)行學(xué)習(xí)導(dǎo)航；支持PBL、Seminar、本科科研等開放性的研究型教學(xué)模式；支持精品資源共享課程和視頻公開課程的申報(bào)、建設(shè)與校內(nèi)評審，支持網(wǎng)絡(luò)課程與精品課程內(nèi)容復(fù)用，減少教師重復(fù)勞動，帶動優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源的長期共建共享；以資源建設(shè)為主線，支持教師個(gè)性化定制資源推送策略，支持將校內(nèi)專業(yè)與專題資源、聯(lián)盟課程、國內(nèi)外開放課程等直接推送至個(gè)人資源庫，實(shí)現(xiàn)共享應(yīng)用；以專業(yè)建設(shè)為主線，支持教學(xué)管理部門針對專業(yè)與課程進(jìn)行統(tǒng)一建設(shè)、管理、評價(jià)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)課程、精品開放課程、優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源與專業(yè)建設(shè)成果的對外關(guān)聯(lián)展示；以在線教育綜合平臺400多家合作院校網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)成果為基礎(chǔ)，搭建全國范圍內(nèi)的校際資源共享聯(lián)盟，分享教學(xué)成果，促進(jìn)校際交流。

利用優(yōu)慕課平臺創(chuàng)建基于主動學(xué)習(xí)能力培育的數(shù)字化教學(xué)平臺，構(gòu)建課上與課下、線上與線下、理論與實(shí)踐相貫穿的教學(xué)新模式[5]。

①共享教育資源

在優(yōu)慕課的課程資源模塊，學(xué)生可以隨時(shí)學(xué)習(xí)教師上傳的學(xué)習(xí)資源，也可以通過留言的方式將學(xué)習(xí)中的疑問及時(shí)反饋或者與同學(xué)進(jìn)行交流，以便于學(xué)生進(jìn)行課前預(yù)習(xí)和課后知識的鞏固，如圖1所示。例如在講解六點(diǎn)定位原理時(shí)，可以在平臺上提前布置學(xué)習(xí)任務(wù)，讓學(xué)生提前復(fù)習(xí)機(jī)械基礎(chǔ)關(guān)于自由度的知識，在正式上課時(shí)可以通過隨堂教學(xué)模塊完成課堂點(diǎn)名、課堂互動以及在線測試。同時(shí)教師可以共享優(yōu)秀的教學(xué)資源，互相溝通教學(xué)中存在的問題，及時(shí)更新完善優(yōu)慕課平臺的資源，以提高教學(xué)質(zhì)量。

②掌握學(xué)習(xí)動態(tài)

利用優(yōu)慕課平臺的學(xué)習(xí)分析模塊，教師可以精準(zhǔn)掌握學(xué)生的測試情況、作業(yè)完成情況、單元學(xué)習(xí)情況，如圖2所示。根據(jù)學(xué)習(xí)分析模塊得到的數(shù)據(jù)，教師可以及時(shí)更新教學(xué)方案，在學(xué)生掌握比較好的知識點(diǎn)，在線下上課時(shí)可以作簡單的介紹，在學(xué)生掌握較差的知識點(diǎn)，在上課時(shí)可以著重進(jìn)行講解，這樣在教學(xué)時(shí)可以把握重點(diǎn)，使學(xué)生能更好地理解課程相關(guān)知識。同時(shí)這些數(shù)據(jù)可作為學(xué)生期末成績的一部分，以實(shí)現(xiàn)學(xué)生的多元化考核。

③線上教學(xué)

近年來因新冠肺炎疫情的影響線上學(xué)習(xí)成為主要的教學(xué)方式，利用優(yōu)慕課的課堂直播模塊，教師可以和學(xué)生進(jìn)行實(shí)時(shí)的互動，學(xué)生考勤的記錄、回答問題的記錄、在線測試的記錄都會保存下來，通過這些數(shù)據(jù)教師可以對學(xué)生的上課表現(xiàn)進(jìn)行評分，比線下課堂中轉(zhuǎn)瞬即逝的表現(xiàn)方式更方便教師對學(xué)生做出合適的評價(jià)和考核[6]。

（2）采用虛擬仿真教學(xué)

在機(jī)床夾具設(shè)計(jì)課程教學(xué)中，可以引入SolidWorks軟件作為機(jī)床夾具設(shè)計(jì)的輔助工具，這有助于將抽象的概念進(jìn)行形象化，有助于學(xué)生對知識點(diǎn)的掌握，提高學(xué)生對知識的應(yīng)用能力[7]。例如機(jī)床夾具設(shè)計(jì)中的工件定位、基準(zhǔn)、定位誤差等知識點(diǎn)比較抽象，學(xué)生較難理解。利用SolidWorks完成常見鉆床夾具、車床夾具、銑床夾具的建模及裝配，教學(xué)效果明顯，如圖4所示。

（3）增加課程設(shè)計(jì)

由于《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》課程的課時(shí)限制，該課程的傳統(tǒng)教學(xué)方案只有理論+課堂實(shí)踐，學(xué)生對機(jī)床夾具的相關(guān)理論知識掌握的還不夠透徹。綜合考慮可以將《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》的課程設(shè)計(jì)與《機(jī)械基礎(chǔ)》的課程設(shè)計(jì)融合到一起，使學(xué)生通過課程設(shè)計(jì)，學(xué)會設(shè)計(jì)常用的機(jī)械機(jī)構(gòu)、掌握零件設(shè)計(jì)的尺寸公差等級選用以及完成零件工裝夾具設(shè)計(jì)的能力。

（4）改變教學(xué)方案

改變傳統(tǒng)的純理論教學(xué)方法，《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》課程一體化的發(fā)展創(chuàng)新，要注重在課程理論、虛擬操作以及實(shí)踐方面下功夫。三者的有機(jī)結(jié)合，相互配合才能真正做到一體化發(fā)展[8]。在講解理論知識時(shí)，要注意引入一些企業(yè)中常用的機(jī)床夾具，注意調(diào)動學(xué)生的積極性，防止學(xué)生對這門課程產(chǎn)生厭煩心理。其次要注意合理應(yīng)用數(shù)字化教育平臺：①課前預(yù)習(xí)，使學(xué)生提前在優(yōu)慕課平臺上預(yù)習(xí)相關(guān)知識點(diǎn)，教師可以根據(jù)預(yù)習(xí)情況對線下授課的內(nèi)容及重點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整；②課后作業(yè)，教師可以通過優(yōu)慕課平臺的作業(yè)模塊發(fā)布每次課程后的作業(yè)，教師可以設(shè)置作業(yè)的分值、難易程度以及作業(yè)提交的截止時(shí)間，通過這種方式來檢驗(yàn)學(xué)生對知識點(diǎn)的掌握情況；③在線測試，在線下授課時(shí)可利用優(yōu)慕課平臺及時(shí)與學(xué)生進(jìn)行互動，以活躍課堂的氛圍，了解學(xué)生對該部分知識的掌握情況。在虛擬建模的過程中要注意引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步掌握基礎(chǔ)的理論知識，學(xué)會應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助軟件來實(shí)現(xiàn)機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)。在教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)方面可以引入現(xiàn)代便攜式的拼裝夾具，學(xué)生只需要根據(jù)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行零部件的挑選，就可以迅速搭建鉆、銑、鏜等各種不同機(jī)床使用的夾具類型，極大地提高了效率。最后，要進(jìn)行全方位的評價(jià)來確定學(xué)生的學(xué)習(xí)成績。例如將學(xué)生出勤率、在線測試成績、優(yōu)慕課平臺學(xué)習(xí)記錄、提交作業(yè)成績、期末考試成績、課程實(shí)踐成績、課程設(shè)計(jì)成績等按一定比率進(jìn)行分配，在課程結(jié)束后實(shí)現(xiàn)對學(xué)生成績的綜合測評。

4 結(jié)語

本文分析了目前《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》教學(xué)及考核中存在的問題，針對職業(yè)教育數(shù)字化改革的特點(diǎn)，提出采用數(shù)字化教育平臺、采用虛擬仿真教學(xué)、增加課程設(shè)計(jì)、改變教學(xué)方案等機(jī)床夾具設(shè)計(jì)課程數(shù)字化教學(xué)模式構(gòu)建策略。通過對《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》的職業(yè)教育數(shù)字化改造，可調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)主動性和提高學(xué)生動手實(shí)踐能力，改善了傳統(tǒng)教學(xué)中存在的問題，提高了該課程的教學(xué)效果。

基金項(xiàng)目：楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院2022年校內(nèi)教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目《職業(yè)教育數(shù)字化改造建設(shè)研究》，項(xiàng)目編號：JG22038。

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