謝志剛,陳小芹
(汕頭職業(yè)技術(shù)學(xué)院 先進(jìn)制造學(xué)院,廣東 汕頭 515078)
制造業(yè)向自動化、智能化轉(zhuǎn)型升級急需高端裝備的設(shè)計、制造與維保人才,尤其對機(jī)械類技術(shù)技能型人才需求較大且對其職業(yè)能力要求也越來越高。然而,2013—2022年的廣東高職院校入學(xué)生源統(tǒng)計調(diào)查表明,學(xué)考生源比例逐年上升,對比普高生源高考分?jǐn)?shù)線,其卷面分值折合百分制不足30分(如圖1所示),生源基礎(chǔ)逐年下降,造成培養(yǎng)難度不斷加大,如何降低專業(yè)門檻,設(shè)計與構(gòu)建滿足不同層次生源的專業(yè)基礎(chǔ)課程模塊已成為重中之重。
圖1 廣東省2013—2022年理科高考分?jǐn)?shù)線變化趨勢曲線
機(jī)械基礎(chǔ)課程模塊在裝備制造類專業(yè)課程體系中占據(jù)核心地位,涵蓋機(jī)械制圖、CAD繪圖軟件、機(jī)械工程材料及熱處理、工程力學(xué)、機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)和機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)等課程,其教學(xué)內(nèi)容和課程模塊的構(gòu)建直接影響著機(jī)械類職業(yè)技術(shù)人才培養(yǎng)質(zhì)量[1-2]。生產(chǎn)實踐表明,機(jī)械制圖作為機(jī)械基礎(chǔ)課程模塊中的核心課程,更像一門工業(yè)語言,具有廣泛的專業(yè)共性,并存在一定的行業(yè)壁壘。同時,機(jī)械制圖學(xué)習(xí)門檻比較低,雖然生源水平逐年降低,只要具備初中的基本幾何基礎(chǔ)就能快速掌握,學(xué)生通過學(xué)習(xí)機(jī)械制圖,可以提高繪圖和識圖能力,并逐步建立自信。在此基礎(chǔ)上,通過對機(jī)械基礎(chǔ)課程模塊進(jìn)行項目化重構(gòu),融入知識點(diǎn)和技能點(diǎn),同時引入先進(jìn)的教學(xué)模式,并輔以先進(jìn)的教學(xué)方法,才能全方位調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,激發(fā)其學(xué)習(xí)動力,提高教學(xué)質(zhì)量,為后續(xù)的專業(yè)課程學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。
2018—2022年汕頭職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)的教學(xué)實踐表明,只有夯實學(xué)生的機(jī)械基礎(chǔ)知識,其創(chuàng)新設(shè)計能力才能顯著提升,同時課程團(tuán)隊的教學(xué)方法和教學(xué)手段也依學(xué)情得到調(diào)整和改進(jìn),最終探索出緊緊圍繞機(jī)械基礎(chǔ)課程模塊,“以機(jī)械制圖為抓手,以學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向,借各級競賽促動力,憑職業(yè)技能證書可檢驗”,踐行“崗課賽證”融通的教學(xué)模式,以培養(yǎng)裝備制造產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級所需的CAD高技術(shù)技能復(fù)合型創(chuàng)新人才。
對于高職機(jī)械類人才培養(yǎng)而言,在保證機(jī)械基礎(chǔ)知識體系完整性的基礎(chǔ)上,必須逐步適應(yīng)生源特點(diǎn),因此引入能貫穿多門專業(yè)基礎(chǔ)課程生產(chǎn)實踐項目的教學(xué)模式勢在必行[3-4]。首先,機(jī)械制圖作為機(jī)械基礎(chǔ)課程模塊中最重要的一環(huán),其教學(xué)內(nèi)容和案例應(yīng)設(shè)計為引領(lǐng)后續(xù)專業(yè)基礎(chǔ)課的進(jìn)階模塊。其次,將典型工程項目融入到各門課程的知識點(diǎn)中,巧妙規(guī)劃課程設(shè)計,由淺入深,分階段展開教學(xué)內(nèi)容或以單元實訓(xùn)的模式,最終匯總為一個課程綜合訓(xùn)練項目。通過實施“以機(jī)械制圖為抓手,以學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向”的機(jī)械基礎(chǔ)課程模塊教學(xué)設(shè)計(見圖2),實現(xiàn)各門課程之間的“課課貫通”,以適應(yīng)生源變化特點(diǎn)和技術(shù)發(fā)展,為“課賽”相通以及“課證”融通建立良好的知識體系基礎(chǔ)。在具體實施過程中要注意以下幾點(diǎn)。
圖2 “課課貫通”教學(xué)設(shè)計
畫法幾何、機(jī)械制圖應(yīng)用、AutoCAD和3D造型設(shè)計構(gòu)成圖學(xué)模塊,該模塊既是專業(yè)技術(shù)的表達(dá)語言,更是后續(xù)專業(yè)課程的基礎(chǔ),也是考證參賽的工具,因此全面加強(qiáng)學(xué)生“四能合一”(識圖構(gòu)型、手繪草圖、計算機(jī)繪圖和測繪等能力)的訓(xùn)練成為首要任務(wù),如圖3所示。學(xué)生在第1學(xué)期完成畫法幾何正投影理論的學(xué)習(xí)之后,在第2學(xué)期開始機(jī)械制圖應(yīng)用和AutoCAD的學(xué)習(xí),以“減速器、臺虎鉗、旋閥”等裝配圖的識讀為學(xué)習(xí)成果[5],建立與機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)、機(jī)械制造技術(shù)和液壓傳動的銜接關(guān)系,能夠讀懂裝配圖及其零件圖,掌握簡單零件加工、通用量具的使用及典型零件的準(zhǔn)確測量,能夠完成減速器的測繪任務(wù),為后續(xù)課程設(shè)計打造了扎實的識圖和繪圖能力。
圖3 “四能合一”能力訓(xùn)練
機(jī)械設(shè)計模塊包括工程力學(xué)、工程材料和機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程,培養(yǎng)學(xué)生掌握機(jī)械設(shè)計方法,對零件進(jìn)行選材、結(jié)構(gòu)設(shè)計和強(qiáng)度校核,運(yùn)用機(jī)械設(shè)計手冊對標(biāo)準(zhǔn)件進(jìn)行選型,并能夠?qū)C(jī)構(gòu)和傳動裝置進(jìn)行綜合性課程設(shè)計。機(jī)械設(shè)計模塊以皮帶輸送機(jī)傳動裝置的設(shè)計為學(xué)習(xí)任務(wù),具體在工程力學(xué)課程中學(xué)習(xí)軸類零件的彎扭校核,在機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程中以小組為單位完成不同型號減速器的理論計算、結(jié)構(gòu)設(shè)計、3D建模和全套2D工程圖繪制,如圖4所示。在運(yùn)動和動力參數(shù)計算過程中充分運(yùn)用電子表格公式編輯功能,嚴(yán)格把關(guān)課程設(shè)計的每個環(huán)節(jié),力求設(shè)計成果能應(yīng)用,產(chǎn)品圖紙可投產(chǎn)。
圖4 皮帶輸送機(jī)傳動裝置設(shè)計
制造模塊包括金工實習(xí)和機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程。金工實習(xí)可以初步了解各種機(jī)床及其加工方法,重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的實操能力和勞動素養(yǎng)。機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)則進(jìn)一步了解機(jī)械加工工藝規(guī)程,掌握制定簡單零件的機(jī)械加工工藝卡片的工藝邏輯,并參照工廠實際生產(chǎn)案例開展工藝裝備的綜合工程訓(xùn)練,即針對某機(jī)加工零件指定工序進(jìn)行機(jī)床專用夾具設(shè)計及制作。工程訓(xùn)練要求學(xué)生精通零件圖紙的各項技術(shù)要求,合理選擇加工機(jī)床及規(guī)格,掌握六點(diǎn)定位原理,查閱機(jī)械加工工藝手冊,具體完成一套夾具的方案設(shè)計、3D建模及實物制作,如圖5所示。工程訓(xùn)練的考核設(shè)置答辯環(huán)節(jié),學(xué)生提交作品的同時,將實物模型與設(shè)計模型進(jìn)行現(xiàn)場對比演示,分析該工序加工精度要求的難點(diǎn),并講述工件的定位方案及所限制的自由度。
圖5 機(jī)床夾具實物作品
圖5的作品是由各學(xué)習(xí)小組分別完成的,在協(xié)同作戰(zhàn)任務(wù)驅(qū)動下,通過共享資源、共擔(dān)責(zé)任、合作共進(jìn),培養(yǎng)了學(xué)生團(tuán)隊合作精神,學(xué)習(xí)態(tài)度也發(fā)生了根本性的轉(zhuǎn)變。學(xué)習(xí)小組的構(gòu)建由“教師—組長—組員”三級構(gòu)成,通常選拔學(xué)習(xí)成績突出、組織能力強(qiáng)的學(xué)生擔(dān)任組長,組長接到學(xué)習(xí)任務(wù)后,召集組員開展具體項目分析、消化和實施,幫扶組員補(bǔ)強(qiáng)知識、能力短板,并及時向指導(dǎo)老師反饋學(xué)習(xí)狀況,通過三級聯(lián)動保質(zhì)保量完成學(xué)習(xí)任務(wù)。分組教學(xué)實踐證明,“教師—組長—組員”三級協(xié)作不僅提高了教學(xué)質(zhì)量,也轉(zhuǎn)變了學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度,如表現(xiàn)在分組項目訓(xùn)練中勇于面對困難,堅持問題導(dǎo)向和團(tuán)結(jié)協(xié)作共克難關(guān)。量變建立自信,質(zhì)變?nèi)〉贸晒?,分組式教學(xué)模式已推廣至機(jī)械基礎(chǔ)課程模塊的全部課程,學(xué)生由最初的被動敷衍轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃佑眯娜プ龊米鼍?,進(jìn)而也達(dá)成了培養(yǎng)工匠精神的思政目標(biāo)。
學(xué)習(xí)質(zhì)量評價以學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向,將各門課程目標(biāo)成果細(xì)分為階段化項目,并作為進(jìn)階式考核點(diǎn),進(jìn)而實現(xiàn)精準(zhǔn)到點(diǎn)的過程評價。過程評價由學(xué)生自評、小組評價和教師評價三級構(gòu)成,學(xué)生自評使學(xué)生能夠及時發(fā)現(xiàn)自身差距并彌補(bǔ)短板,小組評價推進(jìn)組內(nèi)互相幫扶和查漏補(bǔ)缺,教師評價既要針對個體進(jìn)行診斷與反饋,又要總結(jié)具有共性的疑點(diǎn)和難點(diǎn)問題。學(xué)生課程最終成績由階段性考核點(diǎn)成績和期末卷面成績兩部分構(gòu)成,一般各占50%。同時,在階段化考核過程中,通過課程平臺發(fā)布教學(xué)質(zhì)量評價問卷并收集教學(xué)反饋,由學(xué)生評價教師,以便于教師及時調(diào)整教學(xué)內(nèi)容、改進(jìn)教學(xué)方法,最終實現(xiàn)師生共進(jìn)共贏,科學(xué)的課程考核評價機(jī)制有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動力并保證課程教學(xué)質(zhì)量。
“崗”是機(jī)械基礎(chǔ)課程模塊學(xué)習(xí)的根本?;洊|地區(qū)小微企業(yè)眾多,急需大量機(jī)械類工程技術(shù)人員,且需具備扎實專業(yè)功底和耐勞敬業(yè)的職業(yè)素養(yǎng),以在全國占有一席之地的優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)“輕工智能裝備”為融入點(diǎn),激發(fā)學(xué)生對本地區(qū)裝備制造行業(yè)的興趣和自豪感,學(xué)以致用,建設(shè)家鄉(xiāng),對學(xué)生就業(yè)予以正面引導(dǎo)。通過分析區(qū)域經(jīng)濟(jì)對機(jī)械類技能人才的崗位需求(見圖6),實施“崗課賽證”融通人才培養(yǎng)模式,可實現(xiàn)對學(xué)生的隱形分層培養(yǎng):學(xué)習(xí)能力強(qiáng)、有競爭意識者去參加各級機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽,肯學(xué)習(xí)想提升就業(yè)優(yōu)勢者去考職業(yè)技能證書,其余同學(xué)在參賽考證同學(xué)熏陶帶領(lǐng)下順利完成課程學(xué)習(xí)。從培養(yǎng)高技能人才目標(biāo)角度,希望位于中間層的考證學(xué)生越多越好,參賽考證可以大大激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和斗志,只有持續(xù)優(yōu)化課程體系建設(shè)促進(jìn)參賽考證,才能更好地加強(qiáng)“崗課賽證”的融通關(guān)系。
“課”是機(jī)械基礎(chǔ)課程模塊教學(xué)改革的核心,“賽”就是機(jī)械基礎(chǔ)模塊課程學(xué)習(xí)的高端展示。教師在校級識圖繪圖技能競賽的基礎(chǔ)上選拔人才,指導(dǎo)學(xué)生參加省級和國家級CAD機(jī)械設(shè)計競賽,以點(diǎn)帶面,通過參賽選手引領(lǐng)示范作用,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和爭先創(chuàng)優(yōu)意識,使“學(xué)機(jī)械、愛機(jī)械”蔚然成風(fēng)。各級CAD機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計競賽如表1所示。
表1 “賽課融通”一覽表
1.重視校級競賽,覆蓋面廣,以賽促學(xué)氛圍好
在第2學(xué)期機(jī)械制圖應(yīng)用課程結(jié)束之前,進(jìn)行校級機(jī)械識圖能力技能競賽,通過識圖進(jìn)階模塊覆蓋了機(jī)械基礎(chǔ)理論知識,因而備賽過程也是一個夯實機(jī)械專業(yè)基礎(chǔ)的過程。在第3學(xué)期3D造型設(shè)計課程結(jié)束之前,進(jìn)行系級CAD機(jī)械設(shè)計技能競賽,競賽內(nèi)容包括根據(jù)給定圖紙進(jìn)行完善設(shè)計,完成3D建模裝配,并按要求完成某一零件的2D工程圖,賽時短且難度大,對學(xué)生的機(jī)械基礎(chǔ)課程模塊進(jìn)行綜合檢驗。在學(xué)生備賽過程中,指導(dǎo)教師進(jìn)行答疑,更提倡學(xué)生自主學(xué)習(xí),通過查閱資料、勤于思考來解決問題,提高看圖能力,提升建模速度,實現(xiàn)觸類旁通,從而培養(yǎng)學(xué)習(xí)主動性和自主解決問題的能力,貫徹終身學(xué)習(xí)理念。鼓勵多數(shù)學(xué)生參加校級競賽,體現(xiàn)了機(jī)會平等,有利于形成良好的“以賽促學(xué)”氛圍。
2.省級、國家級競賽提質(zhì)培優(yōu)效果明顯
省級以上機(jī)械設(shè)計創(chuàng)新大賽包括教育廳舉辦的“CAD機(jī)械設(shè)計”和行業(yè)學(xué)會舉辦的“中望杯”“高教杯”等。為了在省賽和國賽中取得好成績,諸多學(xué)校安排學(xué)生進(jìn)行一定時間的停課集訓(xùn),這不利學(xué)生全面掌握學(xué)科知識,應(yīng)科學(xué)合理地利用課余、寒暑假時間備賽。為避免省級以上競賽功利化[6],根據(jù)課程設(shè)置和競賽需要,制定切實可行的線上線下訓(xùn)練計劃。同時,為了避免教學(xué)資源只向參加競賽的學(xué)生傾斜,線上培訓(xùn)平臺完全開放,通過資源共享,所有學(xué)生都能夠參與和自愿學(xué)習(xí),遇到問題可以隨時向老師和同學(xué)請教,見賢思齊,實現(xiàn)共享、共進(jìn)和共贏。通過學(xué)習(xí)平臺發(fā)布輔導(dǎo)作業(yè),要求高效快捷地完成每次賽前訓(xùn)練任務(wù),以培養(yǎng)選手的應(yīng)變能力和適應(yīng)性。組織的高層次競賽與工程實踐銜接緊密,體現(xiàn)了最新的技術(shù)潮流和發(fā)展趨勢,對“以賽促教、以賽促學(xué)”的提升作用明顯[7]。
“證”是機(jī)械基礎(chǔ)模塊課程學(xué)習(xí)的行業(yè)檢驗。機(jī)械產(chǎn)品三維模型設(shè)計職業(yè)技能等級證書對標(biāo)機(jī)械設(shè)計、機(jī)械制造和工業(yè)設(shè)計的職業(yè)技能要求,與機(jī)械基礎(chǔ)課程模塊契合度高,“課證”融通容易實施,該證書考核內(nèi)容和匹配課程如圖7所示。實操考核主要對應(yīng)機(jī)械制圖、AUTOCAD和3D建模設(shè)計三門課程,理論綜合知識則滲透了機(jī)械制圖、工程力學(xué)、機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)和液壓傳動等機(jī)械基礎(chǔ)課程??甲C對學(xué)生的覆蓋面比職業(yè)技能競賽更為寬廣,促動學(xué)生開拓眼界,發(fā)揮潛力,對接行業(yè)新技術(shù),自覺追求全面發(fā)展。
圖7 “課證”融通
教學(xué)團(tuán)隊近年來踐行“走企訪崗”“認(rèn)證培訓(xùn)”“參賽辦賽”“專兼結(jié)合”等校行企合作路徑,挖掘凝練“崗規(guī)崗能崗德”,將梳理的知識點(diǎn)、技能點(diǎn)和思政點(diǎn)融入課程,制定了融入課程思政的教學(xué)標(biāo)準(zhǔn),持續(xù)優(yōu)化完善服務(wù)粵東輕工裝備企業(yè)轉(zhuǎn)型升級的課程體系。作為開門引路的機(jī)械基礎(chǔ)課程模塊已成為橫融縱通的關(guān)鍵,目前全部課程均已開設(shè)在線開放課程,出版了4部校企合作教材,構(gòu)建了集理論、實踐、比賽、考證于一體的教學(xué)資源庫?;趨①愞k賽而購置的設(shè)備和軟件建成了共享實訓(xùn)中心,在培養(yǎng)裝備制造大類學(xué)生的共性基本技能方面優(yōu)勢突出,輻射帶動了其他專業(yè)的建設(shè)與改革。2020—2023年,學(xué)生榮獲多項省級以上獎項,其中包括“中望杯”全國大賽一等獎、二等獎,“高教杯”全國大賽二等獎、三等獎,廣東省“CAD機(jī)械設(shè)計”技能大賽二等獎、三等獎。2022年,汕頭職業(yè)技術(shù)學(xué)院首次進(jìn)行了1+X機(jī)械產(chǎn)品三維模型設(shè)計職業(yè)技能等級水平考核試點(diǎn)工作,通過率為91.3%。實施“崗課賽證”融通以來,機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)就業(yè)率持續(xù)保持在95%以上,專業(yè)對口率為70%以上,畢業(yè)生普遍受到用人單位的好評,一部分畢業(yè)生已成長為企業(yè)技術(shù)骨干和管理人才。
本研究在保證傳統(tǒng)機(jī)械基礎(chǔ)知識體系完整性的基礎(chǔ)上,對機(jī)械基礎(chǔ)課程模塊教學(xué)模式進(jìn)行了創(chuàng)新,提出了“以機(jī)械制圖為抓手,以學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向,借各級競賽促動力,憑職業(yè)技能證書可檢驗”的“崗課賽證”融通教學(xué)模式。即通過引入貫穿多門專業(yè)基礎(chǔ)課程的生產(chǎn)實踐項目,開展成果導(dǎo)向的機(jī)械基礎(chǔ)課程模塊設(shè)計,優(yōu)化知識點(diǎn)和技能點(diǎn)供給,結(jié)合分組式教學(xué)的三級協(xié)作和階段性成果的三級評價,為學(xué)生參賽考證夯實了基礎(chǔ);以“校級競賽育氛圍、省國競賽提質(zhì)量”實現(xiàn)“課賽”融通,以“理論考核強(qiáng)基礎(chǔ)、實操考核獲認(rèn)可”實現(xiàn)“課證”融通。基于課程模塊的“崗課賽證”融通教學(xué)模式邏輯清晰,可實施性強(qiáng),還需結(jié)合生產(chǎn)實際持續(xù)開展項目化重構(gòu)。同時,該模式可作為示范案例推廣至電氣基礎(chǔ)和電子基礎(chǔ)等課程模塊,從而帶動其他專業(yè)的改革與發(fā)展。