職業教育數字化改造建設研究

楊艷峰

摘 要：機床夾具設計課程是機械制造及自動化專業重要的專業課程。為了提高該課程的教學質量，本文著重從采用數字化教育平臺、采用虛擬仿真教學、增加課程設計、改變教學方案四個方面對機床夾具設計課程教學進行數字化改造。通過對該課程的教學改革可調動學生的學習主動性，提高課程的教學效果。

關鍵詞：機床夾具設計 數字化改造 教學改革

1 引言

2022年2月，我國教育部提出實施教育數字化戰略行動，建設國家智慧教育公共服務平臺[1]。隨后，教育部職業教育與成人教育司表示，將打造職業教育數字化“1+5”體系，即職業教育決策大腦系統和決策支持中心、專業教學資源中心、精品在線開放課程中心、虛擬仿真實習實訓中心、職業學校治理能力提升中心，以數字化轉型整體驅動教學模式和治理方式變革[2]。綜上，職業教育數字化轉型已成為發展共識和自覺行動。

《機床夾具設計》是機械制造及自動化專業一門重要的專業課程，機床夾具主要是為滿足零件加工工藝而設計的工裝。本課程的主要學習內容有：工件在夾具中的定位、夾緊裝置設計、鉆床夾具設計、車床夾具設計、銑床夾具設計，該門課程的學習需要有機械制圖、機械基礎、互換性與公差等專業基礎課程作為支撐。隨著科學技術的發展以及國家教育體系的不斷完善，出現了很多現代的夾具設計方法以及新穎的教學方式，為了緊跟國家數字化驅動教學模式的步伐。本文對數字背景下的《機床夾具設計》高職課程教學改革問題進行了研究，對于《機床夾具設計》及相關專業課程的教學改革具有重要的實踐意義[3]。

2 傳統《機床夾具設計》課程教學存在的問題

（1）課程定位不清晰

國內職業院校的《機床夾具設計》教材一般都是由本科院校的教材刪減和組合而成，但是職業院校更注重動手實踐能力，而本科院校更偏向于理論研究，這就導致目前職業院校《機床夾具設計》的教學方案與人才培養目標有很大的差異。[4]。

（2）課程教學形式單一

傳統的《機床夾具設計》課程主要以前期理論講授為主，后期課程實踐為輔的教學方案。這就導致學生在前期學習時積極性不高從而對課程產生厭煩心理，后期動手實踐時由于基礎理論知識掌握的不夠扎實，課程實踐效果較差[4]。

（3）教學效果考核不完善

職業教育的主要目的是讓學生掌握一種技能，由于受傳統應試教育的影響，目前職業教育的考核方式還主要以理論考試為主，對學生的動手實踐能力考查較少，考核評價措施不夠完善。

3 《機床夾具設計》課程數字化改造策略

（1）采用數字化教育平臺——優慕課

優慕課平臺由原清華大學教育技術研究所數字化學習研究與應用中心于2014年10月整體改制組建，并于2016年1月與清華大學（教育研究院）簽署戰略合作協議，共同構建科研-教學-產業融合創新模式。其特點有：支持基于微視頻的交互式學習，支持微視頻導向的即時測試反饋、跨模塊多維度學習分析和評價、基于學習社區和站外社交網站的討論與分享等；以教師為中心進行課程建設，支持個性化、多種模式教學設計；以學習者為中心呈現學習內容和活動，支持按知識單元或教學進程進行學習導航；支持PBL、Seminar、本科科研等開放性的研究型教學模式；支持精品資源共享課程和視頻公開課程的申報、建設與校內評審，支持網絡課程與精品課程內容復用，減少教師重復勞動，帶動優質教學資源的長期共建共享；以資源建設為主線，支持教師個性化定制資源推送策略，支持將校內專業與專題資源、聯盟課程、國內外開放課程等直接推送至個人資源庫，實現共享應用；以專業建設為主線，支持教學管理部門針對專業與課程進行統一建設、管理、評價，實現網絡課程、精品開放課程、優質教學資源與專業建設成果的對外關聯展示；以在線教育綜合平臺400多家合作院校網絡課程建設成果為基礎，搭建全國范圍內的校際資源共享聯盟，分享教學成果，促進校際交流。

利用優慕課平臺創建基于主動學習能力培育的數字化教學平臺，構建課上與課下、線上與線下、理論與實踐相貫穿的教學新模式[5]。

①共享教育資源

在優慕課的課程資源模塊，學生可以隨時學習教師上傳的學習資源，也可以通過留言的方式將學習中的疑問及時反饋或者與同學進行交流，以便于學生進行課前預習和課后知識的鞏固，如圖1所示。例如在講解六點定位原理時，可以在平臺上提前布置學習任務，讓學生提前復習機械基礎關于自由度的知識，在正式上課時可以通過隨堂教學模塊完成課堂點名、課堂互動以及在線測試。同時教師可以共享優秀的教學資源，互相溝通教學中存在的問題，及時更新完善優慕課平臺的資源，以提高教學質量。

②掌握學習動態

利用優慕課平臺的學習分析模塊，教師可以精準掌握學生的測試情況、作業完成情況、單元學習情況，如圖2所示。根據學習分析模塊得到的數據，教師可以及時更新教學方案，在學生掌握比較好的知識點，在線下上課時可以作簡單的介紹，在學生掌握較差的知識點，在上課時可以著重進行講解，這樣在教學時可以把握重點，使學生能更好地理解課程相關知識。同時這些數據可作為學生期末成績的一部分，以實現學生的多元化考核。

③線上教學

近年來因新冠肺炎疫情的影響線上學習成為主要的教學方式，利用優慕課的課堂直播模塊，教師可以和學生進行實時的互動，學生考勤的記錄、回答問題的記錄、在線測試的記錄都會保存下來，通過這些數據教師可以對學生的上課表現進行評分，比線下課堂中轉瞬即逝的表現方式更方便教師對學生做出合適的評價和考核[6]。

（2）采用虛擬仿真教學

在機床夾具設計課程教學中，可以引入SolidWorks軟件作為機床夾具設計的輔助工具，這有助于將抽象的概念進行形象化，有助于學生對知識點的掌握，提高學生對知識的應用能力[7]。例如機床夾具設計中的工件定位、基準、定位誤差等知識點比較抽象，學生較難理解。利用SolidWorks完成常見鉆床夾具、車床夾具、銑床夾具的建模及裝配，教學效果明顯，如圖4所示。

（3）增加課程設計

由于《機床夾具設計》課程的課時限制，該課程的傳統教學方案只有理論+課堂實踐，學生對機床夾具的相關理論知識掌握的還不夠透徹。綜合考慮可以將《機床夾具設計》的課程設計與《機械基礎》的課程設計融合到一起，使學生通過課程設計，學會設計常用的機械機構、掌握零件設計的尺寸公差等級選用以及完成零件工裝夾具設計的能力。

（4）改變教學方案

改變傳統的純理論教學方法，《機床夾具設計》課程一體化的發展創新，要注重在課程理論、虛擬操作以及實踐方面下功夫。三者的有機結合，相互配合才能真正做到一體化發展[8]。在講解理論知識時，要注意引入一些企業中常用的機床夾具，注意調動學生的積極性，防止學生對這門課程產生厭煩心理。其次要注意合理應用數字化教育平臺：①課前預習，使學生提前在優慕課平臺上預習相關知識點，教師可以根據預習情況對線下授課的內容及重點進行調整；②課后作業，教師可以通過優慕課平臺的作業模塊發布每次課程后的作業，教師可以設置作業的分值、難易程度以及作業提交的截止時間，通過這種方式來檢驗學生對知識點的掌握情況；③在線測試，在線下授課時可利用優慕課平臺及時與學生進行互動，以活躍課堂的氛圍，了解學生對該部分知識的掌握情況。在虛擬建模的過程中要注意引導學生進一步掌握基礎的理論知識，學會應用計算機輔助軟件來實現機床夾具的設計。在教學實踐環節方面可以引入現代便攜式的拼裝夾具，學生只需要根據設計方法進行零部件的挑選，就可以迅速搭建鉆、銑、鏜等各種不同機床使用的夾具類型，極大地提高了效率。最后，要進行全方位的評價來確定學生的學習成績。例如將學生出勤率、在線測試成績、優慕課平臺學習記錄、提交作業成績、期末考試成績、課程實踐成績、課程設計成績等按一定比率進行分配，在課程結束后實現對學生成績的綜合測評。

4 結語

本文分析了目前《機床夾具設計》教學及考核中存在的問題，針對職業教育數字化改革的特點，提出采用數字化教育平臺、采用虛擬仿真教學、增加課程設計、改變教學方案等機床夾具設計課程數字化教學模式構建策略。通過對《機床夾具設計》的職業教育數字化改造，可調動學生學習主動性和提高學生動手實踐能力，改善了傳統教學中存在的問題，提高了該課程的教學效果。

基金項目：楊凌職業技術學院2022年校內教育教學改革研究項目《職業教育數字化改造建設研究》，項目編號：JG22038。

參考文獻：

[1]教育部.教育部2022年工作要點[EB/OL].（2022-02-08）[2022-05-19]. http：//www.moe.gov.cn/jyb_sjzl/moe_164/202202/t20220208_597666.html.

[2]教育部職業教育與成人教育司.關于 2022 年職業教育重點工作介紹[EB/OL].（2022-02-23）[2022-05-19].http：//www.moe.gov.cn/fbh/live/2022/53982/sfcl/202202/t20220223_601491.html.

[3]張國智，周寧，李文星.數字時代下“機床夾具設計”教學模式[J].新鄉學院學報（自然科學版），2010，27（05）：92-93.

[4]盧香利，李宏策.高職《機床夾具設計》課程教學及考核改革探討[J].讀與寫（教育教學刊），2016，13（03）：37-38.DOI：10.16071/j.cnki.cn51-1650/g4.2016.03.026.

[5]安瑞鑫，閆曉霖.基于優慕課的物理化學線上線下混合式教學初探[J].廣州化工，2021，49（17）：165-166.

[6]趙玉萍，彭劍，儲愛民.基于慕課的《理論力學》課程線上教學的實踐與思考[J].廣西物理，2021，42（01）：91-94.

[7]任云，周仙娥，唐偉峰.SolidWorks軟件在機械專業課程教學中融合應用研究[J].機械工程師，2020（11）：17-19.

[8]羅潔.機床夾具設計課程一體化教學模式構建[J].學園，2019，12（19）：67-68.