廖晟

摘 要：本文分析了目前技工院校機(jī)床夾具傳統(tǒng)理論教學(xué)及考核中存在的弊端，針對技工教育的特點(diǎn)以及企業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際要求，結(jié)合筆者多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)對該課程進(jìn)行教學(xué)方法、教學(xué)課時(shí)、生產(chǎn)實(shí)踐及過程考核等理實(shí)一體化教學(xué)改革的嘗試。在教學(xué)改革中采用理論教學(xué)、夾具拆裝、夾具設(shè)計(jì)、三維建模、生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合的方式，引入企業(yè)生產(chǎn)任務(wù)，以“任務(wù)”為主線，以學(xué)生為主體，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)加工工藝、加工工序來進(jìn)行夾具設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、組裝及檢驗(yàn)，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性與興趣，取得了較好的教學(xué)效果，達(dá)到了教學(xué)改革的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 加工工藝 教學(xué)改革 生產(chǎn)實(shí)踐

技工院校是培養(yǎng)高技能人才的主陣地，高技能人才對推動(dòng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展及產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)發(fā)揮著十分重要的作用。當(dāng)前我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入新常態(tài)，對各行各業(yè)的從業(yè)人員有了新要求，特別是機(jī)械加工行業(yè)，對數(shù)控、模具方面有了更高的人才要求，不僅需要會(huì)編程、操作，而且要求能進(jìn)行簡單零件夾具設(shè)計(jì)與制作。目前，許多職業(yè)院校及技工院校都開設(shè)了機(jī)床夾具專業(yè)課程，該課程綜合性、理論性、實(shí)用性較強(qiáng)，但學(xué)校大多是以傳統(tǒng)理論教學(xué)為主，使得學(xué)生缺乏實(shí)例分析，以及進(jìn)行一般機(jī)床夾具設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、試驗(yàn)的能力，這與用工企業(yè)對學(xué)生的技能與崗位要求相距較遠(yuǎn)。因此，進(jìn)行機(jī)床夾具課程教學(xué)改革探討顯得極為迫切與必要。

一、 傳統(tǒng)理論教學(xué)的弊端

機(jī)床夾具這門專業(yè)課程包含機(jī)床夾具基礎(chǔ)知識(shí)、工件的定位、工件的夾緊、夾具圖的繪制、機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)原理及方法、典型夾具設(shè)計(jì)實(shí)例等知識(shí)內(nèi)容。該課程的課程設(shè)計(jì)定位是理論課，而且學(xué)時(shí)有限、授課內(nèi)容繁雜，目前大多學(xué)校采用傳統(tǒng)理論教學(xué)。學(xué)習(xí)該門課程的多為高級(jí)班（大專）二年級(jí)學(xué)生，之前已經(jīng)歷過車工、鉗工、銑工的實(shí)訓(xùn)課程。他們對機(jī)床夾具的結(jié)構(gòu)、夾緊原理、定位等有初步的認(rèn)識(shí)，有一定的機(jī)床操作技能，同時(shí)也有CAD/CAM軟件制圖的基礎(chǔ)，因此學(xué)生對親自設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、檢驗(yàn)、裝配機(jī)床夾具的學(xué)習(xí)欲望較強(qiáng)。剛開始學(xué)習(xí)時(shí)學(xué)生是有興趣的，但是隨著學(xué)習(xí)的深入，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性與興趣便會(huì)隨著知識(shí)難度的加大而消退。學(xué)生難以理解夾具的原理、結(jié)構(gòu)與應(yīng)用方面的專業(yè)理論知識(shí)，然后各種問題就出來了：學(xué)生出現(xiàn)遲到、早退、上課睡覺、講話等不良現(xiàn)象，這就造成很大的教學(xué)管理難度，也難以實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)目標(biāo)。

二、 調(diào)研機(jī)械制造類企業(yè)對夾具設(shè)計(jì)技能要求

筆者通過走訪調(diào)研珠三角一帶的機(jī)械企業(yè)，得知類似企業(yè)對數(shù)控、模具設(shè)計(jì)等崗位的要求是：學(xué)生能有機(jī)床夾具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)，在崗前能了解常見定位元件及夾緊元件的作用、選用方法，能對簡單零件進(jìn)行定位方案設(shè)計(jì)；具備初步設(shè)計(jì)車、銑、鉆等工序機(jī)床夾具的基本能力；能操作機(jī)床把設(shè)計(jì)的機(jī)床夾具生產(chǎn)并裝配。

筆者根據(jù)企業(yè)的崗位要求，制定了機(jī)床夾具實(shí)訓(xùn)課程的培養(yǎng)目標(biāo)：熟悉自由度、定位原則、夾緊力等概念；理解定位誤差、夾具對定等應(yīng)用；掌握定位分析、定位誤差計(jì)算、簡單零件車銑鉆床工序夾具設(shè)計(jì)方法；能熟練操作機(jī)床進(jìn)行夾具體的加工與檢驗(yàn)裝配。

三、實(shí)施課程教學(xué)改革

由于機(jī)床夾具課程當(dāng)前采用的是傳統(tǒng)理論教學(xué)，各項(xiàng)知識(shí)點(diǎn)多以講授為主，所以在進(jìn)行機(jī)床夾具課程教學(xué)改革時(shí)，就需要對教學(xué)大綱、教學(xué)手段、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)地點(diǎn)、生產(chǎn)實(shí)踐等進(jìn)行全面修訂與改革。

1.全面修訂《機(jī)床夾具教學(xué)大綱》

筆者根據(jù)對機(jī)械制造類企業(yè)進(jìn)行的調(diào)研，形成了系統(tǒng)書面的《夾具設(shè)計(jì)與生產(chǎn)技能崗位要求》調(diào)研報(bào)告，并結(jié)合當(dāng)前學(xué)校機(jī)床夾具教學(xué)大綱，進(jìn)行教學(xué)大綱的全面修訂。在保證完成教學(xué)目標(biāo)的前提下，主要在優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、引入生產(chǎn)案例、壓縮理論課時(shí)、增加實(shí)踐課時(shí)、夾具設(shè)計(jì)技能目標(biāo)等方面進(jìn)行了全面修訂。

2.增加生產(chǎn)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容

筆者在原來《機(jī)床夾具教學(xué)大綱》里增加了“生產(chǎn)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容”，而且在教學(xué)目標(biāo)中重點(diǎn)體現(xiàn)出生產(chǎn)夾具的相關(guān)技能要求與課時(shí)分配等。生產(chǎn)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容主要是把學(xué)生設(shè)計(jì)出的機(jī)床夾具進(jìn)行生產(chǎn)，通過車、銑、鉗等生產(chǎn)加工夾具體，并進(jìn)行檢驗(yàn)與裝配。

3.增加夾具拆裝教學(xué)環(huán)節(jié)

根據(jù)新修訂的機(jī)床夾具教學(xué)大綱，筆者在保證整體課時(shí)不變的情況下，增加了“夾具拆裝教學(xué)環(huán)節(jié)”，并把夾具拆裝的教學(xué)地點(diǎn)搬到實(shí)訓(xùn)室。例如，教師在講解“夾具結(jié)構(gòu)與夾緊原理”這一教學(xué)內(nèi)容時(shí)，可以結(jié)合“夾具拆裝”進(jìn)行輔助講解，把學(xué)校廢舊的平口虎鉗進(jìn)行維修再利用，在指定一體化教室內(nèi)組織學(xué)生進(jìn)行拆裝，讓學(xué)生直接看到平口虎鉗夾具的定位組件、機(jī)構(gòu)及工件在其上的定位、夾緊的整個(gè)動(dòng)作過程。通過拆裝機(jī)床夾具，使學(xué)生能更加直觀地弄清楚夾具體的結(jié)構(gòu)和各部件作用，從平面思維上升至立體思維。

4.調(diào)整授課時(shí)間安排

以某技師學(xué)院為例，機(jī)床夾具為數(shù)控、模具專業(yè)高級(jí)班二年級(jí)第三或第四個(gè)學(xué)期的理論課程，周課時(shí)為6節(jié)/周，共54節(jié)（采用倒周授課）。在理論課階段的機(jī)床夾具6節(jié)/周是穿插在其他理論課程的授課中，由于不能連貫授課，不利于讓學(xué)生理解專業(yè)性強(qiáng)的夾具知識(shí)，不利于夾具圖的繪制，不利于生產(chǎn)實(shí)踐，也就不利于課程的改革實(shí)施。所以，把機(jī)床夾具的授課時(shí)間進(jìn)行調(diào)整，把機(jī)床夾具6節(jié)/周穿插的授課時(shí)間安排調(diào)整至一天6節(jié)課連貫授課。

5.調(diào)整授課地點(diǎn)

機(jī)床夾具課程的所有知識(shí)都來自于現(xiàn)實(shí)的生活、生產(chǎn)實(shí)踐中，并與現(xiàn)代機(jī)械工業(yè)密切聯(lián)系。機(jī)床夾具傳統(tǒng)理論授課地點(diǎn)都是在教室，而進(jìn)行該課程教學(xué)改革就是根據(jù)需要把部分知識(shí)點(diǎn)的授課地點(diǎn)搬到學(xué)校機(jī)械實(shí)訓(xùn)室與車間。在實(shí)訓(xùn)車間教師讓學(xué)生邊觀察邊聽講，這樣就可以用20分鐘的時(shí)間高效解決需要40分鐘甚至50分鐘講解的內(nèi)容，并且讓學(xué)生對車、銑、鉆等機(jī)床夾具有了感性認(rèn)識(shí)，最后再回到課堂上，引導(dǎo)學(xué)生對本課題的知識(shí)點(diǎn)做總結(jié)，以加深記憶理解。通過調(diào)整授課地點(diǎn)，既生動(dòng)又直觀，加深了學(xué)生對所學(xué)知識(shí)的理解，也有助于學(xué)生對機(jī)床夾具的靈活應(yīng)用。

6.重新編排分配教學(xué)課時(shí)

筆者根據(jù)新修改的教學(xué)大綱重新編排教學(xué)課時(shí)，在總課時(shí)不變的前提下科學(xué)合理分配，刪減部分專業(yè)理論講授課時(shí)，增加專用夾具生產(chǎn)實(shí)踐與參觀實(shí)訓(xùn)室的課時(shí)，并與新修訂教學(xué)大綱、教學(xué)內(nèi)容相匹配。如在講授“工件的夾緊”這一教學(xué)內(nèi)容時(shí)，增加3個(gè)課時(shí)，帶領(lǐng)學(xué)生參觀鉗工、車工實(shí)訓(xùn)室，并通過拆分虎鉗、三爪卡盤來深入講解。在進(jìn)行專用夾具生產(chǎn)實(shí)踐這一教學(xué)內(nèi)容時(shí)增加16個(gè)課時(shí)來進(jìn)行生產(chǎn)實(shí)踐。

四、實(shí)施生產(chǎn)實(shí)踐改革探索

在進(jìn)行“機(jī)床夾具”教學(xué)改革過程中，最為關(guān)鍵的一環(huán)就是進(jìn)行生產(chǎn)實(shí)踐，這是安排在授課計(jì)劃的最后兩個(gè)教學(xué)內(nèi)容里，引入企業(yè)生產(chǎn)任務(wù)，進(jìn)行夾具設(shè)計(jì)生產(chǎn)實(shí)踐，并進(jìn)行裝配檢驗(yàn)。

1.引進(jìn)企業(yè)生產(chǎn)任務(wù)制定夾具設(shè)計(jì)說明書

筆者根據(jù)學(xué)生的專業(yè)知識(shí)基礎(chǔ)、技能基礎(chǔ)，引入難易合適的企業(yè)生產(chǎn)任務(wù)，通過對該任務(wù)的講解，把班級(jí)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)分組，根據(jù)手工制圖、軟件繪圖、生產(chǎn)操作、溝通協(xié)調(diào)等技能高低進(jìn)行合理搭配，引導(dǎo)每一組學(xué)生進(jìn)行任務(wù)分析，教會(huì)學(xué)生查閱《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》，并協(xié)助學(xué)生根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)制定夾具設(shè)計(jì)相關(guān)說明書。

2.根據(jù)加工工藝，確定裝夾方案

進(jìn)行該課程的學(xué)生都經(jīng)過車、銑、鉗工的實(shí)訓(xùn)，有機(jī)床生產(chǎn)加工基礎(chǔ)。通過引進(jìn)企業(yè)生產(chǎn)任務(wù)，組織學(xué)生對零件生產(chǎn)任務(wù)進(jìn)行加工工藝分析，并科學(xué)合理制定加工工藝：選擇合適的機(jī)床、選定刀具、確定加工工序等。最后，與學(xué)生共同討論如何根據(jù)加工工藝來確定裝夾方案，根據(jù)加工工序和裝夾方案來設(shè)計(jì)機(jī)床夾具。

3.按工序進(jìn)行夾具設(shè)計(jì)

根據(jù)最終確定的加工工序，根據(jù)粗、精加工工序進(jìn)行零件的夾具設(shè)計(jì)。學(xué)生首先把夾具體的各項(xiàng)尺寸科學(xué)計(jì)算出來，接著確定夾具體的精度要求，然后采用手工繪圖與電腦繪圖相結(jié)合的方式，進(jìn)行夾具圖的繪制，最后通過CAD、UG或Pro/E等軟件進(jìn)行三維建模，把夾具實(shí)物圖生動(dòng)形象地表示出來。

4.生產(chǎn)實(shí)施

通過對每組學(xué)生的夾具設(shè)計(jì)圖進(jìn)行分析與論證，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自檢，并指導(dǎo)學(xué)生把符合要求的夾具設(shè)計(jì)圖實(shí)施生產(chǎn)加工，并把生產(chǎn)的夾具體進(jìn)行檢驗(yàn)裝配。通過生產(chǎn)夾具體來檢驗(yàn)學(xué)生根據(jù)零件進(jìn)行機(jī)床夾具設(shè)計(jì)實(shí)際運(yùn)用能力的掌握情況。

5.過程考核

對學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)積極性、表達(dá)能力、協(xié)調(diào)能力、查閱資料的能力、夾具方案設(shè)計(jì)、夾具圖樣繪制等進(jìn)行考核，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)指導(dǎo)解決學(xué)生的問題，并且對加工過程、夾具裝配調(diào)試過程進(jìn)行全面考核。

筆者針對機(jī)床夾具傳統(tǒng)理論教學(xué)與考核的弊端，對機(jī)床夾具進(jìn)行課程教學(xué)改革（理實(shí)一體教學(xué)，按知識(shí)點(diǎn)、技能點(diǎn)分配），全面修訂教學(xué)大綱，從授課時(shí)間、課時(shí)分配、授課地點(diǎn)、授課方法等進(jìn)行全面的改革。在實(shí)施過程中，由易到難、由教室到車間、由書本到夾具產(chǎn)品，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)態(tài)度明顯提高了許多，真正調(diào)動(dòng)了學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生分析零件裝夾方案、進(jìn)行夾具設(shè)計(jì)和動(dòng)手制作的能力，讓學(xué)生初步具備了簡單零件機(jī)床夾具設(shè)計(jì)的能力。通過改革，機(jī)床夾具不再以傳統(tǒng)理論講授教學(xué)、試卷考核為主，而是以學(xué)生積極參與、主動(dòng)設(shè)計(jì)、過程考核為主，把理論性強(qiáng)、專業(yè)性高的夾具設(shè)計(jì)知識(shí)生產(chǎn)實(shí)踐化，取得了良好效果，達(dá)到了教學(xué)改革目標(biāo)。

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（作者單位：惠州市技師學(xué)院）