孟文靜,劉沐潔,李曉光
(安徽糧食工程職業(yè)學院機電工程系,合肥 230000)
《中國制造2025》提出堅持“創(chuàng)新驅動、質量為先、綠色發(fā)展、結構優(yōu)化、人才為本”的基本方針;十九屆五中全會也指出,要堅持創(chuàng)新在我國現(xiàn)代化建設全局中的核心地位,深入實施科教興國戰(zhàn)略、人才強國戰(zhàn)略、創(chuàng)新驅動發(fā)展戰(zhàn)略,提升企業(yè)技術創(chuàng)新能力,激發(fā)人才創(chuàng)新活力[1]。隨著機械智能制造應用的日益廣泛,企業(yè)對機械制造及自動化專業(yè)畢業(yè)生有了更高的要求,不僅需要學生熟練掌握各種常見機械加工設備的工藝范圍、結構、選用與操作,還要求學生具有不斷學習使用新設備、新加工工藝的專業(yè)能力和創(chuàng)新能力。高職院校只有不斷推進對傳統(tǒng)專業(yè)課程教學的優(yōu)化和改革,在教學中融入對學生創(chuàng)新思維的啟迪,注重學生創(chuàng)新能力的激發(fā),才能切實提升教學效果,更好地適應智能化時代產業(yè)的發(fā)展需求。
機械加工設備作為機械制造專業(yè)的一門專業(yè)必修課,傳統(tǒng)課程內容中設置的理論內容較多、實踐內容偏少,而該門課程是一門實踐性很強的課程,實踐內容的缺乏將會造成學生對所學知識的代入感和體驗性嚴重不足,學習的卷入度不夠,無法有效地對所學知識進行反思并進一步在實踐中進行運用檢驗,從而制約了學習效果和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)。
該門課的教學過程主要采用教師講授、學生被動學習的方式,教師依然是課程教學的主體,師生互動交流不多,學生由于缺乏課堂學習的主體性意識導致學習積極性相對不高,參與度不夠。同時課程教學的方法也較為單一,多采用PPT形式的靜態(tài)多媒體教學,教學內容的動態(tài)展示不足,實踐性教學與任務性教學等形式缺乏,教學吸引力不足,學生無法很好地掌握所學知識的要領。
傳統(tǒng)課程考核一般采用期末考試與平時成績相結合的方式,這種方式固然有助于學生對所學內容的識記,但如何將識記的內容內化為學生固有的知識背景,并在此背景下靈活運用所學內容滿足不同工作任務需求的能力并未得到有效考察,從而難以全面掌握并合理評估學生運用所學知識從事創(chuàng)新任務的能力[2]。因此,在機械加工設備課程的具體教學改革過程中,以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為目的強化本門課程的建設,在整個教學過程中滲透式地融入對學生的創(chuàng)新教育。針對高職院校機械制造專業(yè)學生學習基礎相對較弱、學習興趣相對較低的現(xiàn)狀,充分發(fā)揮案例教學、任務教學、線上線下混合模式等教學方法的長處,做到理實一體化的有機結合,同時加強學生理論知識學習能力、實踐操作能力、創(chuàng)新能力的教育,從而培養(yǎng)出理論知識扎實、實踐操作能力強、具有一定創(chuàng)新能力和能夠解決實際生產問題的應用型技能人才。
按照學校的人才培養(yǎng)方案,機械加工設備課程4學分,共68學時,其中理論52學時,實踐16學時。內容主要包括傳統(tǒng)的金屬切削機床,如車床、銑床、齒輪加工機床、磨床等的主要結構與操作;還包括多種特種加工設備,如電火花加工設備、超聲加工設備、激光加工等設備的基礎知識。但由于機械產品更新較快,課本內容較少涉及到比較新的加工設備和工藝。因此在具體的教學實踐中,機械加工設備課程除了為學生建立設備基本結構和基礎操作的知識框架外,重點以企業(yè)的需求為導向,對課程內容進行整合、優(yōu)化,如結合學生課程中金工實習的具體安排,壓縮第2章車床、第3章銑床的實踐課時分配,以避免實訓內容重復。為使學生能緊跟行業(yè)發(fā)展,實際體驗感知最新的加工設備和工藝,本課程安排一周的企業(yè)實訓,促使學生融入企業(yè)的生產環(huán)節(jié),學習機械加工設備的結構以及操作,同時了解企業(yè)中應用的新機型、新設備,力爭將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)滲透到教學過程中。如在某企業(yè)中,學生參觀了三坐標測量儀,并學習了其結構、工藝范圍以及如何進行測量等。本課程的具體內容、采用的授課方式以及學時安排如表1所示。
表1 機械加工設備課程內容及學時分配
3.2.1 優(yōu)化理實一體化教學方法在理實一體化教學方法中,用實踐促進教學,并且讓學生講解匯報帶動教學的教學模式。實踐促進教學,是指在章節(jié)理論知識結束后讓學生實際動手拆裝機床設備如主軸箱、操作機床,提高學生的學習興趣,從而將理論與實踐相結合,實現(xiàn)做中學、學中思,通過實踐教學逐步培養(yǎng)學生敏銳發(fā)現(xiàn)問題、積極解決問題以及創(chuàng)新思維的能力[3]。學生講解匯報,是指引導學生通過校企合作平臺實地考察新的設備工藝,同時通過上網查閱資料文獻,充分了解機械行業(yè)加工設備的新動向及新發(fā)展趨勢,以小組為單位形成報告或是PPT,并推選小組成員講解相關內容,使學生在準備報告和講解內容的過程中更好地把握行業(yè)最新情況和需求,切實提高學生的學習積極性[4]。
同時,本課程在理實一體化教學方法的基礎上融入任務化教學方式,以提高學生的動手實踐能力和解決新問題的創(chuàng)新能力,即當設備基本原理講解完成后,設計相關任務讓每組學生完成,每組學生任務不同,以防止抄襲[5]。如講授課程第7章特種加工中3D打印技術的相關內容時,先講授3D打印技術的理論知識,然后要求每組學生自己設計零件結構,在課下用三維軟件建模并導出,在實踐課程中將建模文件導入到3D打印設備中進行切片處理并進行3D打印加工。通過任務教學法既能夠有效激發(fā)學生學習知識的積極主動性,也便于將學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)滲入到日常教學過程中。
3.2.2 線上線下教學相結合在理實一體化線下教學的基礎上,充分利用線上教學獲取資源廣泛、復習方便、可上傳文檔、視頻等特點,采用職教云平臺構建線上線下混合式教學體系。課前將本節(jié)課的重難點發(fā)布到平臺,將機床的拆裝視頻、操作加工零件視頻上傳到平臺,供學生課前預習、課后復習。線下教學中采用零件表面獲取方法-機床的工藝范圍-工作原理-整體結構-零部件結構-機床操作、調整-維護保養(yǎng)任務驅動式的分層次教學,分別講解實物圖、結構圖、拆裝視頻、操作視頻,逐一對比,使學生由淺及深、由靜態(tài)到動態(tài)的學習。使學生對所學知識點掌握得更加牢固,將理論與實踐相結合,切實提升學生實際分析問題并運用所學知識靈活解決問題的能力。每節(jié)理論內容結束后,增設實踐內容,包括學生動手拆裝、操作機床加工典型零件等,使學生將理論與實踐相結合,深入理解機床的結構和操作規(guī)范。課程結束后發(fā)布問卷:本章節(jié)的重難點是什么,該機床的加工工藝范圍和操作要點是什么,本章節(jié)你覺得最難的問題是什么,加工過程中遇到了什么問題、是否解決、問題出在哪里,希望教師重點復習哪一部分內容等。通過在線發(fā)布問卷,教師能更好地掌握學生的學習情況,也使學生更加清楚本章節(jié)的教學重點和難點,學會分析總結實踐中出現(xiàn)的問題并促進學生切實開動腦筋予以解決,從而培養(yǎng)學生善于動手、善于思考、善于總結、善于創(chuàng)新的能力。
傳統(tǒng)的課程考核方式包括課堂考勤、平時作業(yè)、課堂表現(xiàn)、期末試卷成績,只能對學生理論知識的掌握進行片面地考察,缺乏對實踐環(huán)節(jié)的考核,也缺乏對學生創(chuàng)造性地運用所學知識解決問題能力的考核[6]。本課程為提高學生動手實踐的積極性,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和實踐能力,將創(chuàng)新設計環(huán)節(jié)納入課程考核,通過創(chuàng)新設計環(huán)節(jié)促使學生對所學知識進行內化、整合,從而有效提高了學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。同時,采用過程性考核方式,將傳統(tǒng)的以知識識記為主的單一性考核轉變?yōu)閷W生知識掌握及創(chuàng)新運用的綜合能力考核,切實增強了課程教學效果。其考核標準如下。
期末試卷考核:考核內容包括填空、選擇、簡答、分析計算等常規(guī)題型,采用閉卷考試,考核分值30分。通過期末試卷考試能較好地掌握學生理論知識學習情況,通過教務系統(tǒng)中的學生成績單能清楚地了解學生成績分布圖及學生對各知識點的學習情況。
課堂考勤考核:包括課前線上平臺考勤、課中隨機抽取學生回答問題等形式,考核分值5分。疫情期間,課堂考勤更加重要,通過課堂考勤加強對課程的重視,并能掌握學生的動態(tài)。
線上學習考核:包括學生對線上教學視頻的觀看、線上作業(yè)與測試,考核分值10分。使學生能更好地預習課程內容,在課堂中更容易接受新知識,帶著問題去學習,培養(yǎng)解決問題的能力。
學生講解部分考核:學生根據(jù)給定的主題查閱文獻、網站,向企業(yè)了解相關設備的新機型、新發(fā)展以及新趨勢,如:車床,現(xiàn)在企業(yè)中用的新型車床的型號、結構、工藝范圍、加工精度、以后的發(fā)展趨勢等??己朔种?0分。鍛煉學生查閱專業(yè)文獻并進行總結的能力,同時使學生能夠掌握行業(yè)的新發(fā)展、新動態(tài)。
實踐環(huán)節(jié)考核:實訓課中學生動手拆裝機床、操作機床加工零件的精度,并綜合考慮在操作過程中學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的創(chuàng)新思維;最后一次實訓課進行隨堂實踐測試,給定零件讓學生動手加工,考核分值20分。通過該考核環(huán)節(jié)提高學生動手實踐能力,使學生能夠將學到的理論知識應用于實踐當中,更好地掌握機械加工設備專業(yè)知識,也有利于培養(yǎng)學生在實際生產中發(fā)現(xiàn)問題以及應用所學知識創(chuàng)造性解決問題的能力。
創(chuàng)新設計考核:讓學生自己選定零件,設計加工方案,并分析加工方案能否滿足零件精度要求,或改進已學機械加工設備的結構以彌補不足,考核分值15分。創(chuàng)新設計使學生要在掌握該門課主要內容的基礎上,綜合考慮多種因素選擇機械加工設備設計加工方案,能夠發(fā)散學生的思維,進一步促進學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。如開合螺母主要用于車床中連接絲杠將運動傳遞給溜板箱,學生根據(jù)生產批量大小、現(xiàn)有設備等情況設計開合螺母的加工方案。
本課程通過課程內容優(yōu)化、教學方法改進、考核方式改革等方法打破傳統(tǒng)灌輸式的教學模式,在培養(yǎng)學生熟練掌握各類機械加工機床結構、工藝范圍等基礎知識及設備操作技能的基礎上,通過線上課程培養(yǎng)學生自主學習的能力,通過實踐環(huán)節(jié)、學生講解環(huán)節(jié)、創(chuàng)新設計環(huán)節(jié),提高學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力以及創(chuàng)新設計的能力,同時也增強了學生專業(yè)信息搜集與分析、專業(yè)技能綜合與運用、專業(yè)內容總結與表達等多項能力,從而切實成長為產業(yè)發(fā)展所需要的創(chuàng)新型技能人才。