基于線上線下融合的《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》項(xiàng)目化課程探索

薛嘉鑫

湖北工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 湖北十堰 442000

《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》是機(jī)械設(shè)計(jì)與制造專業(yè)的專業(yè)核心課程，也是專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)中“熟設(shè)計(jì)”的重要支撐課程。但從畢業(yè)生調(diào)研的數(shù)據(jù)來(lái)看，大部分畢業(yè)生認(rèn)為該課程重要度較高，但課程滿足度卻并不理想，這說(shuō)明該課程在知識(shí)、能力及素質(zhì)等方面不能為學(xué)生的實(shí)習(xí)和就業(yè)提供足夠的支撐，同時(shí)在調(diào)研中發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)理論課的學(xué)習(xí)熱情普遍不高，對(duì)實(shí)訓(xùn)類課程更加偏愛(ài)，有相當(dāng)比例的學(xué)生希望繼續(xù)增加實(shí)訓(xùn)課程的比例，以及在課程中增加與企業(yè)生產(chǎn)相關(guān)的內(nèi)容。《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》課程也由原來(lái)的純理論課改為理實(shí)一體化課程，授課地點(diǎn)也調(diào)整到機(jī)房，但教學(xué)效果卻未達(dá)到課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)的預(yù)期，同時(shí)任課老師也認(rèn)為此課程教學(xué)難度較大。

1 教學(xué)改革前存在的問(wèn)題

《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》課程要求學(xué)生掌握典型機(jī)床夾具的功用、分類、組成、工作原理及實(shí)際應(yīng)用等基本知識(shí)；能熟練選用定位元件、設(shè)計(jì)夾緊裝置、設(shè)計(jì)聯(lián)接部件；能結(jié)合企業(yè)生產(chǎn)條件設(shè)計(jì)車床、銑床、鉆床等常用機(jī)械加工設(shè)備上使用的工裝夾具。教學(xué)改革前課程教學(xué)存在以下問(wèn)題。

1.1 理論聯(lián)系實(shí)際不夠

采用傳統(tǒng)方式進(jìn)行教學(xué)，任課老師一般根據(jù)教材進(jìn)行授課，需要花費(fèi)大量的課時(shí)講工件定位和夾緊等內(nèi)容。此部分內(nèi)容偏理論且比較抽象，學(xué)生理解困難，往往只有一半左右的學(xué)生能跟上老師的節(jié)奏。究其原因，主要還是教學(xué)內(nèi)容與實(shí)際脫節(jié)，本來(lái)是一門實(shí)踐性要求較高的課程，卻將理論與實(shí)踐徹底分開(kāi)，導(dǎo)致理論學(xué)習(xí)時(shí)學(xué)生跟不上節(jié)奏，動(dòng)手設(shè)計(jì)時(shí)又無(wú)從下手，學(xué)習(xí)興趣不高，更達(dá)不到預(yù)期的教學(xué)效果。

1.2 學(xué)情分析不夠

學(xué)情分析是開(kāi)展教學(xué)工作的重要前提。從小的方面講，學(xué)情分析既要了解當(dāng)前教學(xué)班的學(xué)習(xí)風(fēng)氣、生源結(jié)構(gòu)情況、前導(dǎo)課程的掌握情況、班干部組織管理能力，又要了解當(dāng)代學(xué)生的個(gè)性、習(xí)慣、好惡等。現(xiàn)在的學(xué)生普遍個(gè)性較強(qiáng)，有獨(dú)立的思考能力，思維活躍，喜歡憑興趣做事，因此調(diào)動(dòng)大家的積極性是非常關(guān)鍵的。

1.3 改革思路不清

《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》課程雖經(jīng)過(guò)了幾次改革，但都沒(méi)有達(dá)到預(yù)期的效果。究其原因還是教學(xué)理念不夠先進(jìn)，改革膽子不夠大，一門好的課程應(yīng)該是老師教學(xué)有序，學(xué)生學(xué)習(xí)輕松，能按進(jìn)度完成教學(xué)任務(wù)，能較好地完成知識(shí)、能力、素質(zhì)等教學(xué)目標(biāo)，所學(xué)知識(shí)能對(duì)后續(xù)課程和就業(yè)提供有效支撐，真正成為學(xué)生的飯碗課程。

1.4 前導(dǎo)課程基礎(chǔ)不牢 教學(xué)效率低下

本課程對(duì)學(xué)生綜合能力要求較高，前期需要較多的相關(guān)機(jī)械基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)和積累，比如公差測(cè)量、機(jī)械設(shè)備、機(jī)械制圖等，還需要學(xué)生有一定的動(dòng)手實(shí)踐能力，會(huì)操作基本的機(jī)床，對(duì)機(jī)床夾具有一定的認(rèn)識(shí)。這些前導(dǎo)課程的學(xué)習(xí)效果和應(yīng)用將直接影響本課程的教學(xué)。

其中，《計(jì)算機(jī)三維繪圖》對(duì)本課程的影響較大，因?yàn)楝F(xiàn)代夾具設(shè)計(jì)都是基于計(jì)算機(jī)繪圖，計(jì)算機(jī)繪圖是工具，工具使用不熟練，有好的想法也表達(dá)不出來(lái)，將直接影響教學(xué)進(jìn)度和效果。

2 課程項(xiàng)目化改革

為提高學(xué)習(xí)積極性，課程團(tuán)隊(duì)嘗試采用以解決實(shí)際問(wèn)題為目標(biāo)的教學(xué)方式，完善充實(shí)相關(guān)教學(xué)資源，充分利用線上學(xué)習(xí)平臺(tái)，采用線上線下相融合的教學(xué)組織形式。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)共設(shè)計(jì)了九個(gè)教學(xué)項(xiàng)目（見(jiàn)表1），采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)，將機(jī)床夾具設(shè)計(jì)所需的理論知識(shí)融入其中，以任務(wù)布置、制定方案、組織實(shí)施、巡回指導(dǎo)、成果展示、檢查評(píng)價(jià)六個(gè)步驟組織教學(xué)，通過(guò)引導(dǎo)文、夾具設(shè)計(jì)引導(dǎo)書、夾具標(biāo)準(zhǔn)件手冊(cè)、夾具設(shè)計(jì)評(píng)分表等教學(xué)文件將學(xué)生調(diào)動(dòng)成為學(xué)習(xí)的主導(dǎo)者，以展示講解、小組互評(píng)及老師點(diǎn)評(píng)等方式評(píng)定各小組的項(xiàng)目成績(jī)。

表1 《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》教學(xué)項(xiàng)目一覽表[1]

教學(xué)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)應(yīng)與時(shí)俱進(jìn)，項(xiàng)目任務(wù)不僅要承載課程教學(xué)內(nèi)容，更要吸引學(xué)生。通過(guò)實(shí)踐，總結(jié)出以下原則。

2.1 教學(xué)內(nèi)容應(yīng)項(xiàng)目化

《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》課程一般包括工件的定位、工件的夾緊、車床夾具設(shè)計(jì)、鉆床夾具設(shè)計(jì)及銑床夾具設(shè)計(jì)等多個(gè)模塊，大部分教材也是按此結(jié)構(gòu)編寫，但是按此結(jié)構(gòu)組織教學(xué)，先花大量學(xué)時(shí)講解定位與夾緊再進(jìn)行夾具設(shè)計(jì)，效果卻不理想。主要原因是脫離應(yīng)用講零件的定位與夾緊，學(xué)生理解困難，且不會(huì)靈活應(yīng)用。

本課程的主要目標(biāo)是教會(huì)學(xué)生設(shè)計(jì)機(jī)床夾具。經(jīng)過(guò)項(xiàng)目化改革，將工件的定位、夾緊、夾具設(shè)計(jì)方法等知識(shí)融入各個(gè)項(xiàng)目中，分散講解，為用而講，講后即用，以完成夾具設(shè)計(jì)任務(wù)驅(qū)動(dòng)課程教學(xué)，學(xué)生通過(guò)完成任務(wù)，掌握相應(yīng)的理論知識(shí)和夾具設(shè)計(jì)方法。在項(xiàng)目實(shí)施的過(guò)程中，只講項(xiàng)目需要的理論知識(shí)，并及時(shí)應(yīng)用在實(shí)施過(guò)程中，真正實(shí)現(xiàn)“做中學(xué)、學(xué)中做、邊做邊學(xué)、邊學(xué)邊做”。

2.2 項(xiàng)目設(shè)計(jì)應(yīng)接地氣

傳統(tǒng)的機(jī)床夾具設(shè)計(jì)，大多選擇高大上的零件進(jìn)行舉例，雖然可承載較多的知識(shí)點(diǎn)，但形狀過(guò)于復(fù)雜，夾具設(shè)計(jì)難度較大，學(xué)生理解困難，教學(xué)效果不理想。通過(guò)調(diào)研，我們發(fā)現(xiàn)學(xué)生進(jìn)入企業(yè)后都是從簡(jiǎn)單的工作開(kāi)始，通過(guò)一段時(shí)間的鍛煉提高，才會(huì)參與難度較大的項(xiàng)目。

根據(jù)學(xué)情，將項(xiàng)目任務(wù)的難度整體下調(diào)，從簡(jiǎn)單的項(xiàng)目開(kāi)始，以解決實(shí)訓(xùn)中心和入園企業(yè)的實(shí)際問(wèn)題為突破口，載體包括學(xué)生實(shí)習(xí)時(shí)加工的零件、入園企業(yè)正在生產(chǎn)的產(chǎn)品等，這些項(xiàng)目都是學(xué)生已接觸過(guò)或者可以隨時(shí)到入園企業(yè)觀察的。選擇這些項(xiàng)目有兩方面優(yōu)勢(shì)：一方面可使學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中產(chǎn)生親切感和認(rèn)同感；另一方面，學(xué)生也可將實(shí)習(xí)時(shí)的問(wèn)題帶入到夾具設(shè)計(jì)中，更加符合任務(wù)要求。

各項(xiàng)目間的難度是逐步增加的，通過(guò)逐步提高項(xiàng)目任務(wù)難度，將更多的知識(shí)融入其中，最終使學(xué)生掌握夾具設(shè)計(jì)的知識(shí)和技能。

2.3 打造實(shí)習(xí)生態(tài)鏈

課程改革不能單打獨(dú)斗，以前的金工實(shí)習(xí)、數(shù)控實(shí)習(xí)都是以消耗性實(shí)訓(xùn)為主，各個(gè)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目間沒(méi)有多少關(guān)聯(lián)性。通過(guò)整體規(guī)劃，開(kāi)發(fā)合適的項(xiàng)目，將各個(gè)實(shí)習(xí)項(xiàng)目串連起來(lái)。

比如步槍擺件，由32個(gè)零件組成，分別需要車床、銑床、磨床、鉆床、線切割機(jī)床、數(shù)控車床、數(shù)控銑床及鉗工設(shè)備等。通過(guò)改革，我們將32個(gè)零件分配到不同的工種，學(xué)生通過(guò)完成零件的加工達(dá)到學(xué)習(xí)的目的，最后將各零件組裝在一起形成一個(gè)產(chǎn)品。這樣的產(chǎn)品既好看又好玩，可以極大地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

本課程也組織學(xué)生設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了多個(gè)零件的機(jī)械加工夾具。

2.4 適應(yīng)企業(yè)技術(shù)發(fā)展

隨著我國(guó)科技水平的不斷提高，數(shù)控機(jī)床也在企業(yè)大量普及，數(shù)控機(jī)床不再是高精度、多品種、中小批量、復(fù)雜零件的專享。一方面，數(shù)控機(jī)床制造成本逐步下降，另一方面，產(chǎn)品更新?lián)Q代周期逐漸縮短，基于這兩方面原因，現(xiàn)在不管是國(guó)內(nèi)還是國(guó)外，采用數(shù)控機(jī)床加工大批量零件已是普遍現(xiàn)象。

隨著自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多的企業(yè)引進(jìn)了自動(dòng)化生產(chǎn)線。因此，在項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)要將數(shù)控機(jī)床夾具和自動(dòng)線夾具作為課程教學(xué)的重要知識(shí)點(diǎn)，這是行業(yè)發(fā)展的方向。

2.5 采用現(xiàn)代夾具設(shè)計(jì)方法

夾具設(shè)計(jì)的最終成果是夾具裝配圖、零件圖和夾具使用說(shuō)明書，包括明確設(shè)計(jì)任務(wù)、收集資料、方案設(shè)計(jì)、審查方案、改進(jìn)設(shè)計(jì)、繪制圖紙等主要步驟，設(shè)計(jì)過(guò)程中需要多次論證和反復(fù)修改，所以現(xiàn)代夾具設(shè)計(jì)是基于計(jì)算機(jī)二維、三維輔助設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行。

當(dāng)今的夾具設(shè)計(jì)與自動(dòng)化生產(chǎn)線的應(yīng)用已緊密聯(lián)系在一起，在夾具設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件。現(xiàn)在很多自動(dòng)化零件生產(chǎn)企業(yè)，均可以提供定位類、緊固類、支撐類及氣動(dòng)液壓類等多類標(biāo)準(zhǔn)件，選用標(biāo)準(zhǔn)件可以大大縮短夾具設(shè)計(jì)周期和制造成本。

2.6 完善課程資源

優(yōu)質(zhì)的課程資源可以有效降低任課老師的工作強(qiáng)度，且可有效提高教學(xué)效果。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)分三個(gè)層次建設(shè)課程資源，基本資源層面包括：課程標(biāo)準(zhǔn)、任務(wù)單、引導(dǎo)文、夾具設(shè)計(jì)引導(dǎo)書、校本教學(xué)材、PPT、微課、企業(yè)案例、習(xí)題及答案、夾具設(shè)計(jì)評(píng)分表、項(xiàng)目評(píng)價(jià)表等；輔助資源層面包括：夾具圖片庫(kù)、夾具三維模型圖庫(kù)、演示動(dòng)畫等；拓展資源層面包括：夾具標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)、夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)、企業(yè)案例、試題庫(kù)等。

課程資源全部上傳到學(xué)習(xí)通平臺(tái)，采用線上線下相結(jié)合的方式，以課堂教學(xué)為主，課前導(dǎo)學(xué)、課后復(fù)習(xí)為輔，通過(guò)豐富的教學(xué)資源既可滿足正常的教學(xué)需要，又可兼顧學(xué)有余力同學(xué)的更高學(xué)習(xí)要求。

3 課程考核改革

課程考核注重對(duì)學(xué)生綜合素質(zhì)的全面考核，包括課前自主學(xué)習(xí)考核（20%）、過(guò)程考核（20%）、綜合應(yīng)用能力考核（30%）和理論素養(yǎng)考核（30%）四部分組成（見(jiàn)表2）。

表2 課程考核具體內(nèi)容

3.1 課前自主學(xué)習(xí)考核

課前自主學(xué)習(xí)通過(guò)學(xué)習(xí)通平臺(tái)進(jìn)行，學(xué)生通過(guò)登錄學(xué)習(xí)通對(duì)課程導(dǎo)學(xué)部分的學(xué)習(xí)情況，包括對(duì)PPT、視頻、圖片、習(xí)題等內(nèi)容進(jìn)行提前學(xué)習(xí)。此部分內(nèi)容簡(jiǎn)單易懂，通過(guò)提前學(xué)習(xí)，可節(jié)約課堂教學(xué)時(shí)間，有效提高課堂教學(xué)效果。通過(guò)合理的設(shè)定，此部分的成績(jī)可由學(xué)習(xí)通平臺(tái)自主評(píng)定，學(xué)期結(jié)束導(dǎo)出匯總。

3.2 過(guò)程考核

過(guò)程考核主要考查學(xué)生在課堂教學(xué)中的表現(xiàn)，便于督促學(xué)生職業(yè)素養(yǎng)的形成，包括學(xué)生考勤、課堂紀(jì)律、學(xué)習(xí)態(tài)度、團(tuán)隊(duì)協(xié)作、安全文明生產(chǎn)、職業(yè)技能、自學(xué)能力等[2]，教師制作詳細(xì)的評(píng)分統(tǒng)計(jì)表，對(duì)學(xué)生表現(xiàn)優(yōu)異的方面及時(shí)進(jìn)行獎(jiǎng)勵(lì)；對(duì)于表現(xiàn)不足的方面應(yīng)及時(shí)懲罰。根據(jù)課程團(tuán)隊(duì)授課的經(jīng)驗(yàn)，獎(jiǎng)勵(lì)和征罰務(wù)必及時(shí)，且在課堂中展示出來(lái)，使每個(gè)同學(xué)都知道自己的實(shí)時(shí)狀態(tài)，也便于學(xué)生能及時(shí)通過(guò)好好表現(xiàn)將扣掉的分?jǐn)?shù)獎(jiǎng)回來(lái)。

3.3 綜合應(yīng)用能力考核

綜合應(yīng)用能力考核要考查學(xué)生機(jī)床夾具設(shè)計(jì)能力，根據(jù)各項(xiàng)目完成情況進(jìn)行評(píng)價(jià)，包括進(jìn)度控制、成本控制、定位基準(zhǔn)選擇、夾具功能要求、操作性、工藝性、安全性、創(chuàng)新設(shè)計(jì)等[3]。

綜合應(yīng)用能力考核成績(jī)由兩部分組成：一是小組互評(píng)成績(jī)，占40%。在每個(gè)項(xiàng)目完成后，各小組需安排成員進(jìn)行匯報(bào)講解，講解主要介紹本組設(shè)計(jì)夾具的定位方案、夾緊方案、夾具工作過(guò)程、標(biāo)準(zhǔn)件的選擇及夾具設(shè)計(jì)中的特色和創(chuàng)新等，各小組匯報(bào)結(jié)束后，老師引導(dǎo)全體同學(xué)對(duì)照夾具設(shè)計(jì)評(píng)分表對(duì)各小組的機(jī)床夾具進(jìn)行評(píng)分；二是教師評(píng)價(jià)，占60%。小組匯報(bào)結(jié)束后，任課老師直接組織同學(xué)進(jìn)行互評(píng)，教師并未進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，主要是避免教師點(diǎn)評(píng)左右了學(xué)生的判斷。

小組互評(píng)結(jié)束后，任課老師再對(duì)各小組設(shè)計(jì)的夾具進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，此時(shí)點(diǎn)評(píng)要詳細(xì)，既要點(diǎn)明設(shè)計(jì)中的優(yōu)點(diǎn)，更要指出設(shè)計(jì)中的問(wèn)題和不足，并提出改進(jìn)建議。老師在點(diǎn)評(píng)的過(guò)程中，根據(jù)夾具設(shè)計(jì)評(píng)分表對(duì)各小組的夾具進(jìn)行預(yù)評(píng)分，再要求各小組課后根據(jù)教師點(diǎn)評(píng)情況進(jìn)行修改。

教師根據(jù)各小組修改后的夾具設(shè)計(jì)圖重新評(píng)分，并在下次課時(shí)將修改情況和最終評(píng)分結(jié)果進(jìn)行展示，這樣每位同學(xué)都能知道自己綜合應(yīng)用能力考核的成績(jī)。為避免各小組成員分工不勻的問(wèn)題，小組匯報(bào)人員會(huì)輪流更換，這樣可促進(jìn)全部成員參與的項(xiàng)目任務(wù)。

3.4 理論素養(yǎng)考核

理論素養(yǎng)考核主要考核學(xué)生對(duì)課程基本理論知識(shí)的掌握情況。卷面考試的方式以期末考試進(jìn)行，課程改革后，卷面考試占總成績(jī)的比例大大降低，這改變了傳統(tǒng)考核方式以一張?jiān)嚲頉Q定學(xué)生是否合格的簡(jiǎn)單考核方式。

與以往相比，現(xiàn)在的學(xué)情發(fā)生了較大變化，現(xiàn)在的學(xué)生有思想、有想法、不愿聽(tīng)老師說(shuō)教，更愿意接受能夠動(dòng)手參與的教學(xué)方式。同時(shí)，理論知識(shí)的講解不能完全放棄，盡管課程改革后的理論知識(shí)大部分融入到項(xiàng)目中，但也要避免只會(huì)應(yīng)用而不會(huì)說(shuō)和寫的現(xiàn)象發(fā)生，因?yàn)閷W(xué)生走上工作崗位后，是否能夠正確使用機(jī)械行業(yè)語(yǔ)言將直接影響到學(xué)生的實(shí)習(xí)和就業(yè)，所以理論考試仍需保留。

4 結(jié)語(yǔ)

對(duì)于職業(yè)教育的學(xué)生來(lái)說(shuō)，學(xué)習(xí)的過(guò)程不僅是專業(yè)知識(shí)的積累，更是職業(yè)能力的錘煉。職業(yè)能力形成的過(guò)程中，教師只能起到輔導(dǎo)作用，重要的是要學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)。

基于線上線下融合的《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》項(xiàng)目化課程，將線上的自主學(xué)習(xí)與線下師生共同實(shí)施的完整項(xiàng)目結(jié)合起來(lái)，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性與積極性。該項(xiàng)目化課程將課程教學(xué)與學(xué)生的職業(yè)發(fā)展聯(lián)系起來(lái)，為學(xué)生今后的職業(yè)成長(zhǎng)奠定了較好的基礎(chǔ)。