智能制造視野下機械制造技術課程教學問題及改革策略研究

吳 興

(江蘇省泰興中等專業(yè)學校， 江蘇 泰州 225400)

0 引言

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，以及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和優(yōu)化，制造業(yè)逐漸成為我國國民經(jīng)濟增長的主要驅(qū)動力，機械制造技術作為制造業(yè)發(fā)展的核心技術之一，其水平對整個制造業(yè)有著非常重要的影響。隨著智能制造時代的到來，人們越來越重視人的素質(zhì)培養(yǎng)，教育部副部長魯昕也指出，現(xiàn)代職業(yè)教育的培養(yǎng)目標是職業(yè)精神與職業(yè)技能高度融合的專業(yè)技術人才[1]。機械制造技術課程是職業(yè)學校機械類課程中最基礎最重要的一門課程，其課程設置和教學目標是奠定學生的機械加工基礎能力，為各類機械企業(yè)培養(yǎng)一線機床操作工人。這個教學目標是否能夠?qū)崿F(xiàn)，取決于機械制造技術課程教學質(zhì)量及目標的達成。在機械制造技術課程教學實踐過程中，教師應依據(jù)國家智能制造規(guī)劃要求，通過研究分析本課程教學過程中存在的相關問題及其成因和解決對策，采取有效措施優(yōu)化本課程教學過程，提升本課程教學質(zhì)量。

1 機械制造技術課程存在的教學問題

1.1 教學內(nèi)容陳舊與企業(yè)智能制造發(fā)展脫節(jié)

機械制造專業(yè)的基礎課程主要是車工、鉗工技能，這些專業(yè)教學內(nèi)容都是按照傳統(tǒng)知識體系來展開教學的，以鉗工為例，教學內(nèi)容集中在鋸、銼等基本的操作技能上，教學知識并沒有太多的改變和創(chuàng)新，教學內(nèi)容陳舊，實訓項目也以傳統(tǒng)的碳鋼類方形工件為主。教學內(nèi)容沒有融入新時代智能科技的特點，也沒有結(jié)合當前經(jīng)濟、社會、學生需求，大量低層次的實訓內(nèi)容雖然能幫助學生了解和學習傳統(tǒng)的加工技術，鍛煉學生的吃苦耐勞，但同時，也會限制學生的創(chuàng)新思維，讓學生們對未來就業(yè)前景產(chǎn)生懷疑。隨著現(xiàn)代智能技術的發(fā)展，機械制造技術已經(jīng)進入智能制造階段，采用新型數(shù)控設備、線切割、電火花等技術，并結(jié)合“互聯(lián)網(wǎng)+”“大數(shù)據(jù)分析”等技術，已經(jīng)形成新型企業(yè)“物聯(lián)網(wǎng)”系統(tǒng)，智能制造在教學內(nèi)容上，不僅限于基礎理論的學習，更應面向企業(yè)變化需求及未來發(fā)展需求，融入現(xiàn)代企業(yè)新型設備、新興技術應用技能學習。

1.2 實訓設備低級與企業(yè)智能設備升級換代脫節(jié)

部分學校在機械制造教學過程中沒有使用先進的智能設備，依然是單一的車床、鉗工臺、小鉆床，普通銑床、焊機、磨床數(shù)量有限。低級的實訓設備，即使能訓練出合格的工人，也無法滿足時代和企業(yè)的需要。職業(yè)教育，不僅是為企業(yè)培養(yǎng)技能工人，更是為社會培養(yǎng)未來的能工巧匠，其培養(yǎng)目標的指向很明確，是培養(yǎng)適宜于企業(yè)需求的合格的人才。當前，很多企業(yè)已經(jīng)從傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式走向智能生產(chǎn)模式，機器人、自動化流水線等開始大量使用，傳統(tǒng)地依靠普通車床、普通銑床的小作坊都將面臨升級改造及轉(zhuǎn)型，因此，職業(yè)學校的實訓設備也要及時調(diào)整，才能適應專業(yè)發(fā)展及課程教學的需求。職業(yè)學校應從精準化設置、精準化管理等方面進行再思考，從工程實施的觀念轉(zhuǎn)變和觀念上進行突破，對機械制造類實訓器材進行更新和統(tǒng)籌安排。在新設備的配置上，應采用智能化的流水線制造設備，讓學生親身經(jīng)歷成品完整的成型過程，并感受到產(chǎn)品制造的喜悅與成就感。

1.3 教學方法單一與企業(yè)崗位技能新需求脫節(jié)

在機械制造的實踐教學中，通常采取由師傅傳授技術、由學員進行分步加工的方法。這種傳統(tǒng)教學方法，教學內(nèi)容單一，教學形式單一，教學過程單一，教學評價單一。雖然該教學方法能讓學生逐步掌握相關技能，但各技能間缺乏關聯(lián)，特別是各工種之間的關聯(lián)不夠，不利于學生的創(chuàng)新與學習。例如在車床、鉗工學習中，學生們的訓練內(nèi)容是割裂的，車床實訓就是幾個簡單的軸類零件，鉗工實訓則是幾個方形的零件；再者，傳統(tǒng)的零件加工都是單獨的，彼此間沒有聯(lián)系，缺少一個循序漸進形成的產(chǎn)品的過程，無法逐漸提高學生的整體生產(chǎn)能力和對生產(chǎn)流程的理解。在教學形式上，就是師傅傳授，學生訓練模式，而沒有學生的自主創(chuàng)新過程。在教學過程上，只有“加工”的過程，沒有智能“制造”的過程。在教學評價上，就是依據(jù)具體的評分標準，逐一考核，這種打分方式，簡潔可操作，但不注重實習生成過程評價，更沒有從人文關懷的角度來考慮怎樣才能提高他們的自信心和成就感，這樣的評價方法易讓學生喪失對學習過程的熱愛、對工作流程的熱愛、對所從事的工作的熱愛。因此，這種單一的教學方法，對學生的學習沒有任何吸引力，自然不能引起學生的學習積極性，導致部分學生學習效果較差。

1.4 教師技術薄弱與企業(yè)多技能需求脫節(jié)

隨著新型智能加工設備在企業(yè)中的不斷應用，對機械制造技術課程教師要求也越來越高，“要給學生一碗水，教師須有一桶水”[2]。企業(yè)中，技術設備的升級和擴展正成為常態(tài)。其特征表現(xiàn)在，一是數(shù)量多，數(shù)控車、數(shù)控銑削、加工中心、普車、鉗工、銑床、磨床、鉆床、刨床、沖床等設備應用廣泛，新的流水線生產(chǎn)、工業(yè)機器人輔助生產(chǎn)也成為應用常態(tài)；二是技能多，這些智能設備的結(jié)構(gòu)、操作技術、維護保養(yǎng)等，都與智能設備實現(xiàn)對接和完善，并成為一種新的應用技能；三是技術要求高，在智能化的加持下，機械設備的制造過程自動化、智能化、精準化特征更為明顯。這些變化內(nèi)容，都將成為機械制造技術課程中需講授的內(nèi)容。因此，對機械制造技術課程教師而言，不僅需要專業(yè)知識、技能的全面提升，更是對教學組織和實施的一種新考驗。

現(xiàn)實中，各職業(yè)學校專業(yè)教師，因工作任務繁重，沒有更多的時間參與技能培訓，隨著時光流逝，所學技能漸漸淡忘，幾乎回歸原點，技術走向平庸。同時，作為引導教師技能發(fā)展的職業(yè)技能競賽，也僅限于少數(shù)學校和部分老師，很多學校和老師無法在技術技能層面實現(xiàn)突破，多數(shù)教師滿足于現(xiàn)狀，不能主動提升個人技能，導致個人技能技術水平不能適應企業(yè)發(fā)展需求，自然不能適應智能時代下機械制造技術課程教學。

2 機械制造技術課程教學改革策略研究

2.1 多途徑提升課程教師技能水平

在教學中，教師的重要性毋庸置疑，加強結(jié)構(gòu)合理、能力突出的高素質(zhì)師資隊伍建設優(yōu)秀的師資隊伍是教學質(zhì)量的保障[3]。教師對于課程及當前智能制造的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢的把握和理解，必然影響教學內(nèi)容的開設和傳授。不同教師，其教學方式不一，則課程的教學質(zhì)量不盡相同，提升教師智能制造技能水平是課程教學改革的必然選擇。

職業(yè)學校的師資隊伍建設需要當?shù)仄髽I(yè)的大力扶持，校企合作開展教師隊伍建設是提升機械制造技術課程教師技能水平的重要途徑。通過校企合作，使教師了解新時代智能制造技術，在企業(yè)師傅的幫助下提升智能制造的技術水平；另一方面，可以通過教師到企業(yè)實踐，實現(xiàn)專業(yè)教師技能水平的提升，提升其智能制造的視野與教學反思能力。

職業(yè)學校可從企業(yè)引進智能制造人才充實課程師資隊伍，這類智能制造人才具有較強的技能水平，經(jīng)歷較為豐富，能夠為課程師資建設注入活力，并整體提升教師技能水平。特別是當前各職業(yè)學校機械制造技術課程教師已經(jīng)步入了“老齡”發(fā)展的瓶頸，從年齡、教育層次、技術水平結(jié)構(gòu)等方面，都急需不斷地進行師資更替和引進。

2.2 科學規(guī)劃智能實訓室建設

對接智能制造，原有的簡單機械生產(chǎn)設備不適應時代發(fā)展所需，也不適應課程教學改革的需求，科學規(guī)劃智能實訓室建設，是課程教學的基本保障，是提升教學質(zhì)量及內(nèi)涵的重要舉措。在智能實訓室建設中，重點解決好三個問題，一是購買哪些智能設備，二是原有的設備怎么辦，三是智能設備的配置及布局問題。

在智能設備的購置中，應充分認識到，高端智能設備，不僅是機械制造技術課程教學需求，更是專業(yè)建設和發(fā)展的需求，也是區(qū)域校企合作的必然要求。如果課程教學內(nèi)容始終處于低級低端，教學質(zhì)量將不能保障，必然無法達到課程教學目標，無法培養(yǎng)出優(yōu)秀的學生。在各地，企業(yè)的裝備領先于職業(yè)學校，且裝備數(shù)量較多，規(guī)格齊全，智能實訓室建設時，要圍繞智能制造整體規(guī)劃，量力而行，以“智能制造”為重心。

專業(yè)應該建立長遠發(fā)展規(guī)劃，尋找地方政府支持，找到對原有設備正確處置的方法和途徑，將實訓設備空間騰出，為先進實訓設備的引入提供支持。對于原有的破舊設備，可以作為學生拆卸、維護等的技能培訓設施，也可以規(guī)劃納入智能設備中，用于學生智能創(chuàng)作、開發(fā)制造。

在智能設備的布置上，要有綜合實訓整體布局理念，不僅要考慮到專業(yè)的建設與發(fā)展，還要考慮到學生的技術提升需要。在充分調(diào)研設備的需求量、功用的基礎上，科學合理配置及擺放，達到“1+1>2”的設備應用效率，同時也為專業(yè)教學的改革打下堅實的基礎。

2.3 企業(yè)化實施實訓環(huán)境布置

在機械制造技術課程實踐教學中，環(huán)境的布置是影響教學效果和教學內(nèi)容的關鍵。機械制造技術課程教學應該采用理實結(jié)合，把理論引入到生產(chǎn)實踐中。當前，由于師資、課程、資源等因素的制約，該課程的講授采用就理論講理論的現(xiàn)象還是比較明顯，“黑板上開機床”的現(xiàn)象仍然十分常見，顯然，這種教學方式已經(jīng)不適用于智能制造時代，構(gòu)建具有“文化”特征企業(yè)化實訓情境十分必要。“三教”改革提倡教師、教材、教法的改革，但任何改革中，都離不開制度和文化，教師既要制訂教學規(guī)范的程序與內(nèi)容，更要從文化入手，注重學生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，以實現(xiàn)教育“立德樹人”的根本目標。在專業(yè)文化布局中體現(xiàn)出專業(yè)的特點，能使學員對課程實踐活動產(chǎn)生興趣，進而改變教學方式，提高學習質(zhì)量。傳統(tǒng)機械制造技術課程實訓室的設備低級、環(huán)境文化性弱，與企業(yè)間的關聯(lián)較少，在實訓室建設中應該從企業(yè)的文化入手。例如，在顏色的安排上，實訓室的機器設備，顏色都是一種綠色，整體環(huán)境缺少溫暖感，導致學生參與的積極性不夠。所以，不同顏色的機器要配置，各種標語和圖片，也要擺放就緒。

2.4 創(chuàng)新改革教學方法及教學內(nèi)容

教學方法及教學內(nèi)容的創(chuàng)新，不能將二者分離，教學方法創(chuàng)新需教學內(nèi)容來體現(xiàn)，教學內(nèi)容的創(chuàng)新又需教學方法來實施。教學內(nèi)容生動、有趣，是激發(fā)學生學習動力的基礎，而單一、過時的教學流程容易導致學生被動接受。因此，教學內(nèi)容創(chuàng)新中，要力求教學內(nèi)容生動有趣，一是要讓智能設備與學生的生活相聯(lián)系，通過生產(chǎn)制作，使他們感受到實踐活動的價值，例如，實施手機、飯卡等二維碼打碼制作；二是表現(xiàn)出典型的手工藝特點，使學生在創(chuàng)作過程中體會到其內(nèi)在的價值，例如制作鑰匙、手鏈等；三是要通過整體的部品制作，使學生在制作過程中了解零部件的制作過程，并逐漸提升技能水平。

做好教學評價創(chuàng)新是技術進步的動力，而創(chuàng)新本身也離不開評價[4]。評價可及時跟蹤學生學習狀態(tài)、監(jiān)督學生學習過程、改善學生學習水平。學生是具體真實的人，他們的思維方式很容易受到外在因素的影響。要使他們的注意力轉(zhuǎn)向?qū)W習，就必須建立起一整套的教學體系，不然，設備再好，環(huán)境再好，教師再好，也無法保證學生的學業(yè)成績。為了保證教學有序及規(guī)范，應制定學生的全面評價與過程評價體系，對學習學習過程及最終成果進行理論與實踐教學效果評估。

3 結(jié)語

智能制造時代，機械制造技術課程的組成結(jié)構(gòu)、知識體系、教學保障等都將發(fā)生新的變化，適應新的所需，是課程教學的必然選擇，探究課程教學影響因素的重要性及意義，提出有意義的教學策略能夠為課程教學變革提供更多的思考方向。