李 慶，吳亞蘭

(安徽機電職業(yè)技術學院數(shù)控工程系，安徽蕪湖 241000)

機械制造類專業(yè)課程行動導向課程教學設計

李 慶，吳亞蘭

(安徽機電職業(yè)技術學院數(shù)控工程系，安徽蕪湖 241000)

本文以往年全國職業(yè)院校技能大賽項目為案例，對職業(yè)技能大賽項目指導和課堂教學進行設計整合。在教學設計過程中，以“行動導向”“工學結合”“項目教學”的方法和模式為指導思想，對教學資源設計進行了研究，以期對應用技術型高校推進教育教學改革和職業(yè)院校機械制造類專業(yè)課程建設有所貢獻。

技能大賽；工學結合；數(shù)控技術

1 明確該項目教學設計的指導思想

根據(jù)職業(yè)教育特點，采用了“行動導向”的“工學結合”項目化教學模式，即學習的內容是工作，通過工作實現(xiàn)學習，工作和學習是一體化的。在教學過程中，遵照學生的一般認知規(guī)律和工作過程順序進行設計。學生通過對自身經(jīng)驗的反思和批判性檢查，驗證、豐富和更新自己的行動模式和認知結構，達到提升行動能力、解決職業(yè)活動中的問題的目的。在工學結合一體化課程中，采用以學生為中心的教學方式。學生在沒有教師直接幫助的情況下圍繞已經(jīng)明確的學習目標獨立完成學習任務，教師的任務是為學生獨立學習起起咨詢和輔導的作用。如圖1所示，項目教學是師生通過共同實施一個完整的“項目”而進行的教學活動，項目是指以生產(chǎn)一件具體的、具有實際應用價值的產(chǎn)品為目的的工作任務。

圖1 以學生為中心的教學方式

2 根據(jù)教學設計的指導規(guī)劃教學內容

可將教學資料內容規(guī)劃為如下幾個方面的內容：教學方案、工作任務單、課程引導文、引導性教學PPT、學習參考資料清單。

2.1 學習者特征分析

高職學生已經(jīng)學過了獨立的和分散的專業(yè)課程。如何將這些專業(yè)基礎課程和專業(yè)課程相銜接，將學過的知識系統(tǒng)化，是目前高職教育亟需解決的問題。現(xiàn)在學生已經(jīng)具備了以下的能力：能夠完成中等復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)術語交流，借助技術手冊閱讀圖紙的相關技術要求。

2.2 教學方案設計的主要內容

課題名稱：低碳環(huán)保風力裝置機械部件創(chuàng)新設計與制造。

教學時間安排：10課時。

學習/工作任務描述：學生根據(jù)低碳環(huán)保風力裝置的部分圖紙，在“理實一體化”教學區(qū)內，以低碳環(huán)保的設計和制造方法，在規(guī)定時間內完成產(chǎn)品的設計、制造和調試工作，并及時記錄和總結自己掌握的知識和技能。

學生以團隊的形式共同完成該項任務，需要進行必要的分工和合作，最終實現(xiàn)低碳環(huán)保產(chǎn)品的設計和制造。每組學生在此過程中，需要與設備管理員、工具管理員做好交流溝通，安排好加工時間段。在設計和制造過程中學生要明確低碳環(huán)保設計理念，注意使用現(xiàn)有設備、工裝夾具、刀具和量具完成加工制造任務，注意設計的零件與現(xiàn)有零部件的配合關系，在幾何精度方面查閱相關技術手冊。該任務需要嚴格遵守國家標準和安全準則，規(guī)范設計制圖和設備操作。在任務結束時要歸納整個設計和加工過程，對遇到的問題進行總結，自覺保持安全作業(yè)，遵守“5S”的工作要求。

教學/學習目標：學生以小組的團隊形式，在指導教師的引導下，根據(jù)低碳環(huán)保產(chǎn)品設計理念和思路以及國家相關技術標準和機床設備使用安全準則，提出對低碳環(huán)保風力裝置的產(chǎn)品設計方案，并能夠在小組內進行比較和評價，得到最佳實施方案。學生要能夠對比和評價產(chǎn)品的數(shù)控加工工藝方案，最終確定最佳的解決方案，并實施加工。根據(jù)產(chǎn)品的裝配和調試的相關技術標準，學生要對已完成的任務進行總結、評價和匯報。

學習完本項目后，學生應能夠完成低碳環(huán)保小型產(chǎn)品的設計和制造，包括設計原理分析、機械零件設計、計算機輔助設計、計算機輔助制造、數(shù)控加工工藝方案的優(yōu)化與制訂、數(shù)控程序的編制與調試、中等復雜零部件的數(shù)控車與數(shù)控銑配合的操作加工。通過該項目的實施，學生更加關注低碳環(huán)保產(chǎn)品的設計和制造，其相關的環(huán)保意識也有所增強。

教學對象：高職教育制造類專業(yè)的第五學期學生(制造類專業(yè)，例如機械設計與制造、機械制造與自動化、數(shù)控技術、計算機輔助設計與制造、精密機械技術、機電一體化技術等專業(yè))。

教學內容：根據(jù)低碳環(huán)保的理念，某企業(yè)設計出了低碳環(huán)保風力裝置?，F(xiàn)給定一風能，根據(jù)能量轉換原理，創(chuàng)新設計與制造一風能驅動葉輪轉動，進而帶動傳動機構和驅動機構，實現(xiàn)物料傳送的機械裝置，如圖2所示。物料尺寸Φ25mm×10mm，物料材質為塑料或尼龍；頂桿作直線往復運動，行程范圍為30～50mm。

圖2 風力裝置示意圖

教學過程：僅提供該裝置部分工程圖和部分零部件，讓學生根據(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)品的設計理念和使用場合，編寫產(chǎn)品設計說明書。在掌握新產(chǎn)品的整體結構后，完成缺少的零部件設計，遵照國家標準完成工程圖的制作；完成該產(chǎn)品的三維實體圖的繪制，實現(xiàn)虛擬樣機的裝配；對設計零件進行工藝分析，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，進行裝置調試。

教師需要參與學生的設計方案和工藝方案的討論過程，指出關鍵問題所在，如對于CAD/CAM軟件使用能力、標準件的選用方法、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、裝配調試的注意事項等。

2.3 教學環(huán)境設計與資源配置

推薦如圖3所示的布置教學車間，學習討論區(qū)與加工區(qū)以玻璃幕墻隔開，一是避免噪聲，二是保護學習討論區(qū)設備。中間區(qū)域為小組學習和討論的主要場所，需要配備電腦和電源插座。該設計模式有利于理論與實踐相結合教學的實施，學生可以在加工現(xiàn)場旁進行討論和學習，這很好地解決了實踐與理論分離的問題，有利于綜合性教學課程的開展。

圖3 教學環(huán)境設計

其中，學習資料包括學習/工作任務單、課程引導文、引導性課件、機械加工工藝手冊、機械設計手冊、機床手冊。由于該項目屬于開放式教學，需要配備兩名教師：一位主導教師，一位現(xiàn)場指導教師。

2.4 教學流程設計

表1 教學流程設計表

2.5 學習評價

本課程屬于理論與實踐一體的綜合性技能課程，應注重過程考核。因此采取班級內評分和組內互評相結合、學生評價與教學評價相結合、設計評價與制造加工評價相結合的辦法，具體實施辦法如表2所示。

表2 成績評價表

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

另外，職業(yè)院校學生自我管理的學習能力普遍不高，在推廣項目教學過程中遇到很多困難?？梢愿鶕?jù)教學方案設計思路編寫課程引導文，引導學生獨立學習的項目教學方法，讓學生清楚完成任務應該通曉什么知識、具備哪些技能和條件等。教師要在學生對任務和產(chǎn)品進行認知前利用PPT軟件對他們作整體引導，讓學生明白該項目實施的目的，應完成的任務，流程有哪些，完成的時間要求，注意事項有哪些，最后提交的成果形式以及最終課程評價的方式等。

3 結語

上述設計和規(guī)劃能夠引導學生順利地完成學習任務，達到預期的教學目的。這種行動導向的“工學結合”項目化教學模式，通過近似真實的工作環(huán)境培養(yǎng)學生的職業(yè)素養(yǎng)，增強學生學習的興趣，培養(yǎng)學生自主獲取信息和適應團隊工作模式的綜合能力。該教學項目的設計，是技能大賽引領教學改革的一次探索和嘗試，是將技能大賽項目向課堂轉化的一個典型案例，也是應用技術型學校進行行動導向課程改革探索的典型案例。

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

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

2014-12-01

國家骨干院校重點專業(yè)建設項目(10-15-03)。

李 慶(1981-)，男，山東曹縣人，安徽機電職業(yè)技術學院數(shù)控工程系講師，碩士，從事計算機輔助設計與制造、數(shù)控技術應用研究。

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2095-7602(2015)04-0109-04