“機(jī)械制造工藝基礎(chǔ)”線上線下混合式教學(xué)設(shè)計(jì)
——以“曲軸零件加工工藝的制定”為例

羅 若，丁 艷

（柳州鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣西 柳州 545616）

0 引言

“機(jī)械制造工藝基礎(chǔ)”理論與實(shí)踐結(jié)合性很強(qiáng)，但目前這門(mén)課的教學(xué)基本是以老師講授為主，多媒體輔助的方法，學(xué)生體驗(yàn)不到生產(chǎn)實(shí)景，因此不容易理解課堂講授的知識(shí)和不斷變化的空間思維邏輯，很難喚起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，所以教學(xué)效果一直不理想，也就達(dá)不到企業(yè)對(duì)學(xué)生課程能力的要求。如果采用線上線下混合教學(xué)的模式，教學(xué)過(guò)程以學(xué)生為主體，增加生產(chǎn)實(shí)景體驗(yàn)環(huán)節(jié)，這樣可以增加學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)和增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解，同時(shí)也可以讓教師騰出更多的課時(shí)在線下課堂進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐教學(xué)。當(dāng)然在“教”與“學(xué)”的過(guò)程中還存在很多問(wèn)題，需要在教學(xué)實(shí)踐過(guò)程中去探索和思考[1]。

1 “機(jī)械制造工藝基礎(chǔ)”課程教學(xué)情況分析

1.1 教學(xué)現(xiàn)狀

“機(jī)械制造工藝基礎(chǔ)”這門(mén)課程的主要任務(wù)是使學(xué)生掌握各種熱加工方法、機(jī)械加工方法，并對(duì)機(jī)械制造工藝過(guò)程建立一個(gè)完整的概念。在教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)中教學(xué)方法建議按項(xiàng)目一體化組織教學(xué)，以現(xiàn)場(chǎng)為主，充分利用實(shí)物展示和生產(chǎn)實(shí)景演示等手段輔助教學(xué)來(lái)提高教學(xué)效率。但實(shí)際教學(xué)過(guò)程中面臨課時(shí)少，各個(gè)單元獨(dú)立教學(xué)，學(xué)生缺乏對(duì)實(shí)踐現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)景的認(rèn)識(shí)，很難把各個(gè)單元的知識(shí)點(diǎn)串聯(lián)起來(lái)應(yīng)用，實(shí)訓(xùn)設(shè)備不足很難展開(kāi)一體化教學(xué)。

1.2 教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題

首先，本課程的授課對(duì)象是高職學(xué)生，而高職學(xué)生最大的缺點(diǎn)是學(xué)習(xí)主動(dòng)性不強(qiáng)、自律性差。本課程是一門(mén)綜合性很強(qiáng)的課程，涉及“機(jī)械制圖”“金屬材料與熱處理”“互換性與測(cè)量技術(shù)”等課程的知識(shí)，沒(méi)有很好的基礎(chǔ)知識(shí)儲(chǔ)備，是很難把這門(mén)課學(xué)好的，但現(xiàn)實(shí)情況是很多學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)課知識(shí)掌握情況不好，給“機(jī)械制造工藝基礎(chǔ)”這門(mén)課的教學(xué)增加了很多困難。

其次，很多學(xué)校在教學(xué)過(guò)程中的理論和實(shí)踐教學(xué)是分開(kāi)的，實(shí)踐教學(xué)采用集中實(shí)訓(xùn)，以柳州鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院為例，與“機(jī)械制造工藝基礎(chǔ)”課程相關(guān)的集中實(shí)訓(xùn)內(nèi)容包括鉗工、焊接、車工、銑工等項(xiàng)目，但鉗工、車工是在第一學(xué)年已經(jīng)開(kāi)展了，而課程是在第三學(xué)年進(jìn)行，等到上課的時(shí)候相關(guān)知識(shí)、操作方法和工藝特點(diǎn)基本已經(jīng)遺忘。學(xué)生對(duì)純理論知識(shí)的學(xué)習(xí)往往是一知半解，像刀具角度、正交坐標(biāo)系的建立、刀具角度的定義都是很抽象的，在教學(xué)中只是純粹的理論講解，即使講幾遍學(xué)生也很難理解[2]。

最后，現(xiàn)在高職學(xué)校普便是大班教學(xué)，目前學(xué)院基本都是50人左右的班級(jí)，理論課聽(tīng)課效果差。在實(shí)訓(xùn)過(guò)程中，學(xué)生水平參差不齊，所以針對(duì)全班的情況老師布置的實(shí)訓(xùn)內(nèi)容也較簡(jiǎn)單，實(shí)訓(xùn)過(guò)程中學(xué)生遇到問(wèn)題老師也很難一一解答。例如車削，集中實(shí)訓(xùn)兩周，只能進(jìn)行機(jī)床基本操作、車外圓、車端面、車臺(tái)階一些基本操作，但“機(jī)械制造工藝基礎(chǔ)”課程車削內(nèi)容要求學(xué)生還要掌握車內(nèi)圓、車圓錐、車螺紋等，學(xué)生對(duì)這些知識(shí)技能的掌握就更差了。

2 “機(jī)械制造工藝基礎(chǔ)”課程線上線下混合式教學(xué)設(shè)計(jì)

2.1 教學(xué)內(nèi)容重構(gòu)

為了獲得更好的教學(xué)效果，需要對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行重新整合，合理安排線上線下教學(xué)內(nèi)容。那些內(nèi)容需要以線上教學(xué)為主，那些內(nèi)容需要重點(diǎn)在線下講解，對(duì)教材進(jìn)行重新整理。

線上教學(xué)資源以微課、微課程和加工視頻為主要素材，本門(mén)課主要錄制零件加工方法、機(jī)床操作方法和一些重要理論的知識(shí)點(diǎn)，錄制成5～10 min的微課視頻。為了方便學(xué)生預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)本節(jié)課的知識(shí)內(nèi)容，也需要把相關(guān)課程知識(shí)點(diǎn)做成電子課件上傳平臺(tái)，同時(shí)也需要準(zhǔn)備線上練習(xí)題，檢測(cè)學(xué)生的預(yù)習(xí)和課后掌握情況，這些內(nèi)容將形成線上學(xué)習(xí)內(nèi)容。但高職學(xué)生沒(méi)有良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣和總結(jié)能力，對(duì)于知識(shí)點(diǎn)之間和章節(jié)之間的知識(shí)聯(lián)系，學(xué)生通過(guò)自學(xué)是很難建立起來(lái)的，還需要老師在課堂上進(jìn)一步引導(dǎo)和講解。

線下教學(xué)主要目的是讓學(xué)生掌握各種機(jī)械加工方法的綜合應(yīng)用，幫助學(xué)生建立起章節(jié)之間的邏輯關(guān)系，進(jìn)而掌握整個(gè)課程知識(shí)體系，幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)和理解，最終完成零件加工工藝的制定。線下課堂不能像傳統(tǒng)教學(xué)那樣講解課本所有內(nèi)容，需結(jié)合線上學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)生的學(xué)習(xí)效果及時(shí)調(diào)整教學(xué)策略，有針對(duì)性地展開(kāi)教學(xué)。比如切削熱、切削力、積屑瘤等知識(shí)點(diǎn)，通過(guò)線上的學(xué)習(xí)學(xué)生已經(jīng)掌握了這個(gè)知識(shí)點(diǎn)，線下課堂教師只需要講解清楚他們之間的相互影響，把課程內(nèi)容之間的邏輯關(guān)系理清楚；有些教學(xué)內(nèi)容，例如車圓錐，有寬刃刀法、轉(zhuǎn)動(dòng)小滑板法、偏移尾座法和靠模法四種方法，通過(guò)線上學(xué)習(xí)，基本上搞清楚了基本原理，線下老師就可以通過(guò)實(shí)際操作細(xì)節(jié)演示，闡明操作步驟和細(xì)節(jié)以達(dá)到線上線下的有機(jī)融合[3]。

2.2 線上線下混合教學(xué)設(shè)計(jì)

應(yīng)用線上線下混合教學(xué)方法，最重要的目的是提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和課堂參與度，從而建立起來(lái)一種積極、高效的學(xué)習(xí)氛圍。線上學(xué)習(xí)質(zhì)量的高低，是線下教學(xué)順利完成的保障。

高職學(xué)生自覺(jué)性差，為保證線上學(xué)習(xí)質(zhì)量，還是需要統(tǒng)一組織，集中學(xué)習(xí)，利用課后或晚自習(xí)時(shí)間以小組為單位，班干部負(fù)責(zé)監(jiān)督。同時(shí)，為學(xué)生創(chuàng)建一個(gè)線上討論平臺(tái)，及時(shí)和學(xué)生溝通、解答學(xué)生在線上自學(xué)過(guò)程中的問(wèn)題。在線下教學(xué)前，必須要檢驗(yàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

3 教學(xué)改革實(shí)施案例

下面以“曲軸零件加工工藝的制定”為例實(shí)施線上線下的教學(xué)過(guò)程。

（1）學(xué)情分析

學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了軸類、絲杠類、撥叉類零件的加工方法和加工工藝流程，掌握了零件加工工藝路線的編制方法和步驟，零件的工藝分析方法，加工方案擬定的原則和加工順序的原則，熱處理的選擇及在加工中的位置安排；學(xué)習(xí)了磨削加工原理、磨削設(shè)備的種類在精加工和應(yīng)用，磨削加工方法等理論知識(shí)，掌握了磨削加工和磨削設(shè)備在零件加工過(guò)程中的應(yīng)用。

學(xué)生已經(jīng)熟悉軸類零件的加工方法和方案的制定，但曲軸零件結(jié)構(gòu)比直軸復(fù)雜，主軸頸和連桿軸頸不同軸，學(xué)生不理解連桿軸的加工方式，對(duì)零件在加工過(guò)程中的裝夾方式和加工設(shè)備的選擇感覺(jué)到迷茫，不能把加工方法和加工設(shè)備聯(lián)系起來(lái)使用，對(duì)異形件的加工缺乏方法和手段。

少數(shù)學(xué)生理論基礎(chǔ)和空間想象能力較差，對(duì)曲軸零件沒(méi)有空間概念，缺乏加工方法的應(yīng)用能力，學(xué)習(xí)理解起來(lái)感覺(jué)到比較吃力。

（2）教學(xué)策略

課前在職教云平臺(tái)上發(fā)布任務(wù)：觀看視頻“曲軸傳統(tǒng)加工過(guò)程”，仔細(xì)閱讀課本上曲軸的加工工藝過(guò)程，認(rèn)真理解曲軸的加工工藝過(guò)程。

課中首先導(dǎo)入任務(wù)——曲軸，播放曲軸的工作情景動(dòng)畫(huà)，引導(dǎo)學(xué)生分析曲軸的功用、結(jié)構(gòu)和工藝性，利用所學(xué)的理論知識(shí)歸納整理曲軸加工的技術(shù)要求和工藝要求。然后按照零件加工工藝制定的步驟，引導(dǎo)學(xué)生列出曲軸的加工表面的加工方案，定位方案，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，遴選出符合“高效、經(jīng)濟(jì)”的加工解決方案。然后播放視頻“曲軸現(xiàn)代加工過(guò)程”和“曲軸傳統(tǒng)加工過(guò)程”，學(xué)生分組擬定本項(xiàng)目任務(wù)的曲軸零件加工工藝路線。最后教師評(píng)價(jià)學(xué)生方案，總結(jié)講解。引導(dǎo)學(xué)生對(duì)比不同的解決方案，學(xué)會(huì)思考分析比較各種方案的優(yōu)劣性，增加學(xué)生的思維廣度；提高學(xué)生積極性和參與度，肯定學(xué)生的成績(jī)，提高學(xué)生的知識(shí)和技能獲得感。在職教云平臺(tái)合理設(shè)置問(wèn)題選項(xiàng)，發(fā)布任務(wù)資源，合理設(shè)置互動(dòng)環(huán)節(jié)，檢驗(yàn)本次課堂的教學(xué)效果和學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

課中加強(qiáng)對(duì)個(gè)性問(wèn)題學(xué)生的指導(dǎo)，采用小組討論、組內(nèi)學(xué)幫帶、課堂提問(wèn)、巡回指導(dǎo)等方式提升個(gè)性學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

（3）課前教學(xué)設(shè)計(jì)（見(jiàn)表1）

表1 課前任務(wù)：預(yù)習(xí)曲軸零件的加工工藝過(guò)程

（4）課中教學(xué)設(shè)計(jì)（見(jiàn)表2～表5）

表2 教學(xué)內(nèi)容一：曲軸的零件分析

表3 教學(xué)內(nèi)容二：曲軸的工藝分析

表4 教學(xué)內(nèi)容三：制定曲軸工藝路線方案

表5 教學(xué)內(nèi)容四：課堂總結(jié)與作業(yè)布置

（5）課后教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)（見(jiàn)表6）

表6 教學(xué)內(nèi)容四：課堂總結(jié)與作業(yè)布置

4 教學(xué)效果與改進(jìn)提升

俗話說(shuō)：興趣是最好的老師。知識(shí)點(diǎn)講解結(jié)合了動(dòng)畫(huà)和視頻，把動(dòng)畫(huà)照片貼在多媒體課件上，講解理論知識(shí)時(shí)，動(dòng)畫(huà)照片同步演示，抽象的知識(shí)“動(dòng)”了起來(lái)。現(xiàn)場(chǎng)加工視頻讓學(xué)生有一種親臨其境的感覺(jué)，幫助他們加深對(duì)曲軸加工過(guò)程的認(rèn)識(shí)和理解。關(guān)鍵是學(xué)生對(duì)“動(dòng)”起來(lái)的課堂感興趣了，參加課堂活動(dòng)的積極性大大提高，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的探究精神，從學(xué)生的課后評(píng)價(jià)和反饋來(lái)看，教學(xué)效果達(dá)到了本次課的知識(shí)目標(biāo)和技能目標(biāo)。教學(xué)過(guò)程中貫穿能力培養(yǎng)的同時(shí)，通過(guò)曲軸傳統(tǒng)加工方式和現(xiàn)代加工方式的視頻很好地體現(xiàn)了我國(guó)改革開(kāi)放以來(lái)取得的進(jìn)步，在教學(xué)中很好地融入思政：為我國(guó)的發(fā)展壯大感到自豪和驕傲，培育學(xué)生的愛(ài)國(guó)情懷。