基于線上線下融合的《機床夾具設(shè)計》項目化課程探索

薛嘉鑫

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

《機床夾具設(shè)計》是機械設(shè)計與制造專業(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”的重要支撐課程。但從畢業(yè)生調(diào)研的數(shù)據(jù)來看，大部分畢業(yè)生認為該課程重要度較高，但課程滿足度卻并不理想，這說明該課程在知識、能力及素質(zhì)等方面不能為學(xué)生的實習(xí)和就業(yè)提供足夠的支撐，同時在調(diào)研中發(fā)現(xiàn)學(xué)生對理論課的學(xué)習(xí)熱情普遍不高，對實訓(xùn)類課程更加偏愛，有相當(dāng)比例的學(xué)生希望繼續(xù)增加實訓(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?！稒C床夾具設(shè)計》課程也由原來的純理論課改為理實一體化課程，授課地點也調(diào)整到機房，但教學(xué)效果卻未達到課程教學(xué)團隊的預(yù)期，同時任課老師也認為此課程教學(xué)難度較大。

1 教學(xué)改革前存在的問題

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

1.1 理論聯(lián)系實際不夠

采用傳統(tǒng)方式進行教學(xué)，任課老師一般根據(jù)教材進行授課，需要花費大量的課時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)容與實際脫節(jié)，本來是一門實踐性要求較高的課程，卻將理論與實踐徹底分開，導(dǎo)致理論學(xué)習(xí)時學(xué)生跟不上節(jié)奏，動手設(shè)計時又無從下手，學(xué)習(xí)興趣不高，更達不到預(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)生的個性、習(xí)慣、好惡等。現(xiàn)在的學(xué)生普遍個性較強，有獨立的思考能力，思維活躍，喜歡憑興趣做事，因此調(diào)動大家的積極性是非常關(guān)鍵的。

1.3 改革思路不清

《機床夾具設(shè)計》課程雖經(jīng)過了幾次改革，但都沒有達到預(yù)期的效果。究其原因還是教學(xué)理念不夠先進，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，能按進度完成教學(xué)任務(wù)，能較好地完成知識、能力、素質(zhì)等教學(xué)目標(biāo)，所學(xué)知識能對后續(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

本課程對學(xué)生綜合能力要求較高，前期需要較多的相關(guān)機械基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)和積累，比如公差測量、機械設(shè)備、機械制圖等，還需要學(xué)生有一定的動手實踐能力，會操作基本的機床，對機床夾具有一定的認識。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，《計算機三維繪圖》對本課程的影響較大，因為現(xiàn)代夾具設(shè)計都是基于計算機繪圖，計算機繪圖是工具，工具使用不熟練，有好的想法也表達不出來，將直接影響教學(xué)進度和效果。

2 課程項目化改革

為提高學(xué)習(xí)積極性，課程團隊嘗試采用以解決實際問題為目標(biāo)的教學(xué)方式，完善充實相關(guān)教學(xué)資源，充分利用線上學(xué)習(xí)平臺，采用線上線下相融合的教學(xué)組織形式。項目團隊共設(shè)計了九個教學(xué)項目（見表1），采用任務(wù)驅(qū)動，將機床夾具設(shè)計所需的理論知識融入其中，以任務(wù)布置、制定方案、組織實施、巡回指導(dǎo)、成果展示、檢查評價六個步驟組織教學(xué)，通過引導(dǎo)文、夾具設(shè)計引導(dǎo)書、夾具標(biāo)準(zhǔn)件手冊、夾具設(shè)計評分表等教學(xué)文件將學(xué)生調(diào)動成為學(xué)習(xí)的主導(dǎo)者，以展示講解、小組互評及老師點評等方式評定各小組的項目成績。

表1 《機床夾具設(shè)計》教學(xué)項目一覽表[1]

教學(xué)項目的設(shè)計應(yīng)與時俱進，項目任務(wù)不僅要承載課程教學(xué)內(nèi)容，更要吸引學(xué)生。通過實踐，總結(jié)出以下原則。

2.1 教學(xué)內(nèi)容應(yīng)項目化

《機床夾具設(shè)計》課程一般包括工件的定位、工件的夾緊、車床夾具設(shè)計、鉆床夾具設(shè)計及銑床夾具設(shè)計等多個模塊，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)時講解定位與夾緊再進行夾具設(shè)計，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，且不會靈活應(yīng)用。

本課程的主要目標(biāo)是教會學(xué)生設(shè)計機床夾具。經(jīng)過項目化改革，將工件的定位、夾緊、夾具設(shè)計方法等知識融入各個項目中，分散講解，為用而講，講后即用，以完成夾具設(shè)計任務(wù)驅(qū)動課程教學(xué)，學(xué)生通過完成任務(wù)，掌握相應(yīng)的理論知識和夾具設(shè)計方法。在項目實施的過程中，只講項目需要的理論知識，并及時應(yīng)用在實施過程中，真正實現(xiàn)“做中學(xué)、學(xué)中做、邊做邊學(xué)、邊學(xué)邊做”。

2.2 項目設(shè)計應(yīng)接地氣

傳統(tǒng)的機床夾具設(shè)計，大多選擇高大上的零件進行舉例，雖然可承載較多的知識點，但形狀過于復(fù)雜，夾具設(shè)計難度較大，學(xué)生理解困難，教學(xué)效果不理想。通過調(diào)研，我們發(fā)現(xiàn)學(xué)生進入企業(yè)后都是從簡單的工作開始，通過一段時間的鍛煉提高，才會參與難度較大的項目。

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

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

2.3 打造實習(xí)生態(tài)鏈

課程改革不能單打獨斗，以前的金工實習(xí)、數(shù)控實習(xí)都是以消耗性實訓(xùn)為主，各個實訓(xùn)項目間沒有多少關(guān)聯(lián)性。通過整體規(guī)劃，開發(fā)合適的項目，將各個實習(xí)項目串連起來。

比如步槍擺件，由32個零件組成，分別需要車床、銑床、磨床、鉆床、線切割機床、數(shù)控車床、數(shù)控銑床及鉗工設(shè)備等。通過改革，我們將32個零件分配到不同的工種，學(xué)生通過完成零件的加工達到學(xué)習(xí)的目的，最后將各零件組裝在一起形成一個產(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)計開發(fā)了多個零件的機械加工夾具。

2.4 適應(yīng)企業(yè)技術(shù)發(fā)展

隨著我國科技水平的不斷提高，數(shù)控機床也在企業(yè)大量普及，數(shù)控機床不再是高精度、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)在不管是國內(nèi)還是國外，采用數(shù)控機床加工大批量零件已是普遍現(xiàn)象。

隨著自動控制技術(shù)的發(fā)展，越來越多的企業(yè)引進了自動化生產(chǎn)線。因此，在項目設(shè)計時要將數(shù)控機床夾具和自動線夾具作為課程教學(xué)的重要知識點，這是行業(yè)發(fā)展的方向。

2.5 采用現(xiàn)代夾具設(shè)計方法

夾具設(shè)計的最終成果是夾具裝配圖、零件圖和夾具使用說明書，包括明確設(shè)計任務(wù)、收集資料、方案設(shè)計、審查方案、改進設(shè)計、繪制圖紙等主要步驟，設(shè)計過程中需要多次論證和反復(fù)修改，所以現(xiàn)代夾具設(shè)計是基于計算機二維、三維輔助設(shè)計軟件進行。

當(dāng)今的夾具設(shè)計與自動化生產(chǎn)線的應(yīng)用已緊密聯(lián)系在一起，在夾具設(shè)計過程中，應(yīng)盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件?，F(xiàn)在很多自動化零件生產(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度，且可有效提高教學(xué)效果。項目團隊分三個層次建設(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)計評分表、項目評價表等；輔助資源層面包括：夾具圖片庫、夾具三維模型圖庫、演示動畫等；拓展資源層面包括：夾具標(biāo)準(zhǔn)件庫、夾具設(shè)計手冊、企業(yè)案例、試題庫等。

課程資源全部上傳到學(xué)習(xí)通平臺，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)通過學(xué)習(xí)通平臺進行，學(xué)生通過登錄學(xué)習(xí)通對課程導(dǎo)學(xué)部分的學(xué)習(xí)情況，包括對PPT、視頻、圖片、習(xí)題等內(nèi)容進行提前學(xué)習(xí)。此部分內(nèi)容簡單易懂，通過提前學(xué)習(xí)，可節(jié)約課堂教學(xué)時間，有效提高課堂教學(xué)效果。通過合理的設(shè)定，此部分的成績可由學(xué)習(xí)通平臺自主評定，學(xué)期結(jié)束導(dǎo)出匯總。

3.2 過程考核

過程考核主要考查學(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、團隊協(xié)作、安全文明生產(chǎn)、職業(yè)技能、自學(xué)能力等[2]，教師制作詳細的評分統(tǒng)計表，對學(xué)生表現(xiàn)優(yōu)異的方面及時進行獎勵；對于表現(xiàn)不足的方面應(yīng)及時懲罰。根據(jù)課程團隊授課的經(jīng)驗，獎勵和征罰務(wù)必及時，且在課堂中展示出來，使每個同學(xué)都知道自己的實時狀態(tài)，也便于學(xué)生能及時通過好好表現(xiàn)將扣掉的分?jǐn)?shù)獎回來。

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)生機床夾具設(shè)計能力，根據(jù)各項目完成情況進行評價，包括進度控制、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)計等[3]。

綜合應(yīng)用能力考核成績由兩部分組成：一是小組互評成績，占40%。在每個項目完成后，各小組需安排成員進行匯報講解，講解主要介紹本組設(shè)計夾具的定位方案、夾緊方案、夾具工作過程、標(biāo)準(zhǔn)件的選擇及夾具設(shè)計中的特色和創(chuàng)新等，各小組匯報結(jié)束后，老師引導(dǎo)全體同學(xué)對照夾具設(shè)計評分表對各小組的機床夾具進行評分；二是教師評價，占60%。小組匯報結(jié)束后，任課老師直接組織同學(xué)進行互評，教師并未進行點評，主要是避免教師點評左右了學(xué)生的判斷。

小組互評結(jié)束后，任課老師再對各小組設(shè)計的夾具進行點評，此時點評要詳細，既要點明設(shè)計中的優(yōu)點，更要指出設(shè)計中的問題和不足，并提出改進建議。老師在點評的過程中，根據(jù)夾具設(shè)計評分表對各小組的夾具進行預(yù)評分，再要求各小組課后根據(jù)教師點評情況進行修改。

教師根據(jù)各小組修改后的夾具設(shè)計圖重新評分，并在下次課時將修改情況和最終評分結(jié)果進行展示，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。為避免各小組成員分工不勻的問題，小組匯報人員會輪流更換，這樣可促進全部成員參與的項目任務(wù)。

3.4 理論素養(yǎng)考核

理論素養(yǎng)考核主要考核學(xué)生對課程基本理論知識的掌握情況。卷面考試的方式以期末考試進行，課程改革后，卷面考試占總成績的比例大大降低，這改變了傳統(tǒng)考核方式以一張試卷決定學(xué)生是否合格的簡單考核方式。

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、不愿聽老師說教，更愿意接受能夠動手參與的教學(xué)方式。同時，理論知識的講解不能完全放棄，盡管課程改革后的理論知識大部分融入到項目中，但也要避免只會應(yīng)用而不會說和寫的現(xiàn)象發(fā)生，因為學(xué)生走上工作崗位后，是否能夠正確使用機械行業(yè)語言將直接影響到學(xué)生的實習(xí)和就業(yè)，所以理論考試仍需保留。

4 結(jié)語

對于職業(yè)教育的學(xué)生來說，學(xué)習(xí)的過程不僅是專業(yè)知識的積累，更是職業(yè)能力的錘煉。職業(yè)能力形成的過程中，教師只能起到輔導(dǎo)作用，重要的是要學(xué)會學(xué)習(xí)。

基于線上線下融合的《機床夾具設(shè)計》項目化課程，將線上的自主學(xué)習(xí)與線下師生共同實施的完整項目結(jié)合起來，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性與積極性。該項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，為學(xué)生今后的職業(yè)成長奠定了較好的基礎(chǔ)。