創(chuàng)新能力培養(yǎng)下機械加工設(shè)備淺析

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摘要：為滿足機械制造企業(yè)在中國制造2025不斷推進和機械智能制造應(yīng)用日益廣泛背景下的人才需求，以安徽某職業(yè)學(xué)院機械加工設(shè)備課程教學(xué)為例，探索將創(chuàng)新能力培養(yǎng)融入到教學(xué)全過程，以機械加工設(shè)備的結(jié)構(gòu)、工作原理、工藝范圍、操作等作為教學(xué)主線，進行課程內(nèi)容、教學(xué)方法、考核方式等的優(yōu)化和改進，以啟迪學(xué)生的創(chuàng)新思維，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新熱情，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：高職院校；創(chuàng)新能力培養(yǎng)；機械加工設(shè)備；教學(xué)改革

1機械加工設(shè)備課程教學(xué)改革的意義

《中國制造2025》提出堅持“創(chuàng)新驅(qū)動、質(zhì)量為先、綠色發(fā)展、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、人才為本”的基本方   針；十九屆五中全會也指出，要堅持創(chuàng)新在我國現(xiàn)代化建設(shè)全局中的核心地位，深入實施科教興國戰(zhàn)   [1]   略、人才強國戰(zhàn)略、創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略，提升企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力，激發(fā)人才創(chuàng)新活力 。隨著機械智能   制造應(yīng)用的日益廣泛，企業(yè)對機械制造及自動化專業(yè)畢業(yè)生有了更高的要求，不僅需要學(xué)生熟練掌握   各種常見機械加工設(shè)備的工藝范圍、結(jié)構(gòu)、選用與操作，還要求學(xué)生具有不斷學(xué)習(xí)使用新設(shè)備、新加   工工藝的專業(yè)能力和創(chuàng)新能力。高職院校只有不斷推進對傳統(tǒng)專業(yè)課程教學(xué)的優(yōu)化和改革，在教學(xué)中   融入對學(xué)生創(chuàng)新思維的啟迪，注重學(xué)生創(chuàng)新能力的激發(fā)，才能切實提升教學(xué)效果，更好地適應(yīng)智能化   時代產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求。     

2機械加工設(shè)備課程教學(xué)存在的問題

2.1課程內(nèi)容偏重理論，不利于學(xué)生對學(xué)習(xí)內(nèi)容的深度卷入

機械加工設(shè)備作為 一門專業(yè)必修課，傳統(tǒng)課程內(nèi)容中設(shè)置的理論內(nèi)容較多、實踐   內(nèi)容偏少，而該門課程是一門實踐性很強的課程，實踐內(nèi)容的缺乏將會造成學(xué)生對所學(xué)知識的代入感   和體驗性嚴重不足，學(xué)習(xí)的卷入度不夠，無法有效地對所學(xué)知識進行反思并進一步在實踐中進行運用   檢驗，從而制約了學(xué)習(xí)效果和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)。     

2.2教學(xué)方法單一，不利于激發(fā)學(xué)生實踐創(chuàng)新的積極性

該門課的教學(xué)過程主要采用教師講授、學(xué)生被動學(xué)習(xí)的方式，教師依然是課程教學(xué)的主體，師生互動交流不多，學(xué)生由于缺乏課堂學(xué)習(xí)的主體性意識導(dǎo)致學(xué)習(xí)積極性相對不高，參與度不夠。同時課程教學(xué)的方法也較為單一，多采用PPT形式的靜態(tài)多媒體教學(xué)，教學(xué)內(nèi)容的動態(tài)展示不足，實踐性教學(xué)與任務(wù)性教學(xué)等形式缺乏，教學(xué)吸引力不足，學(xué)生無法很好地掌握所學(xué)知識的要領(lǐng)。

2.3考核方式單一，缺乏對學(xué)生創(chuàng)新能力的考察

傳統(tǒng)課程考核一般采用期末考試與平時成績相結(jié)合的方式，這種方式固然有助于學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容的識記，但如何將識記的內(nèi)容內(nèi)化為學(xué)生固有的知識背景，并在此背景下靈活運用所學(xué)內(nèi)容滿足不同工作任務(wù)需求的能力并未得到有效考察，從而難以全面掌握并合理評估學(xué)生運用所學(xué)知識從事創(chuàng)新任[2]務(wù)的能力。因此，在機械加工設(shè)備課程的具體教學(xué)改革過程中，以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為目的強化本門課程的建設(shè)，在整個教學(xué)過程中滲透式地融入對學(xué)生的創(chuàng)新教育。針對高職院校機械制造專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)相對較弱、學(xué)習(xí)興趣相對較低的現(xiàn)狀，充分發(fā)揮案例教學(xué)、任務(wù)教學(xué)、線上線下混合模式等教學(xué)方法的長處，做到理實一體化的有機結(jié)合，同時加強學(xué)生理論知識學(xué)習(xí)能力、實踐操作能力、創(chuàng)新能力的教育，從而培養(yǎng)出理論知識扎實、實踐操作能力強、具有一定創(chuàng)新能力和能夠解決實際生產(chǎn)問題的應(yīng)用型技能人才。

3機械加工設(shè)備課程教學(xué)改革的基本路徑

3.1調(diào)整優(yōu)化相關(guān)課程內(nèi)容

按照學(xué)校的人才培養(yǎng)方案，機械加工設(shè)備課程4學(xué)分，共68學(xué)時，其中理論52學(xué)時，實踐16學(xué)時。內(nèi)容主要包括傳統(tǒng)的金屬切削機床，如車床、銑床、齒輪加工機床、磨床等的主要結(jié)構(gòu)與操作；還包括多種特種加工設(shè)備，如電火花加工設(shè)備、超聲加工設(shè)備、激光加工等設(shè)備的基礎(chǔ)知識。但由于機械產(chǎn)品更新較快，課本內(nèi)容較少涉及到比較新的加工設(shè)備和工藝。因此在具體的教學(xué)實踐中，機械加工設(shè)備課程除了為學(xué)生建立設(shè)備基本結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)操作的知識框架外，重點以企業(yè)的需求為導(dǎo)向，對課程內(nèi)容進行整合、優(yōu)化，如結(jié)合學(xué)生課程中金工實習(xí)的具體安排，壓縮第2章車床、第3章銑床的實踐課時分配，以避免實訓(xùn)內(nèi)容重復(fù)。為使學(xué)生能緊跟行業(yè)發(fā)展，實際體驗感知最新的加工設(shè)備和工藝，本課程安排一周的企業(yè)實訓(xùn)，促使學(xué)生融入企業(yè)的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，學(xué)習(xí)機械加工設(shè)備的結(jié)構(gòu)以及操作，同時了解企業(yè)中應(yīng)用的新機型、新設(shè)備，力爭將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)滲透到教學(xué)過程中。如在某企業(yè)中，學(xué)生參觀了三坐標(biāo)測量儀，并學(xué)習(xí)了其結(jié)構(gòu)、工藝范圍以及如何進行測量等。本課程的具體內(nèi)容、采用的授課方式以及學(xué)時安排如表1所示。

3.2采用基于理實一體化的線上線下混合式教學(xué)方法

3.2.1優(yōu)化理實一體化教學(xué)方法。在理實一體化教學(xué)方法中，用實踐促進教學(xué)，并且讓學(xué)生講解匯報帶動教學(xué)的教學(xué)模式。實踐促進教學(xué)，是指在章節(jié)理論知識結(jié)束后讓學(xué)生實際動手拆裝機床設(shè)備如主軸箱、操作機床，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而將理論與實踐相結(jié)合，實現(xiàn)做中學(xué)、學(xué)中思，通過實踐[3]教學(xué)逐步培養(yǎng)學(xué)生敏銳發(fā)現(xiàn)問題、積極解決問題以及創(chuàng)新思維的能力。學(xué)生講解匯報，是指引導(dǎo)學(xué)生通過校企合作平臺實地考察新的設(shè)備工藝，同時通過上網(wǎng)查閱資料文獻，充分了解機械行業(yè)加工設(shè)備的新動向及新發(fā)展趨勢，以小組為單位形成報告或是PPT，并推選小組成員講解相關(guān)內(nèi)容，使學(xué)生在準[4]備報告和講解內(nèi)容的過程中更好地把握行業(yè)最新情況和需求，切實提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。同時，本課程在理實一體化教學(xué)方法的基礎(chǔ)上融入任務(wù)化教學(xué)方式，以提高學(xué)生的動手實踐能力和解決新問題的創(chuàng)新能力，即當(dāng)設(shè)備基本原理講解完成后，設(shè)計相關(guān)任務(wù)讓每組學(xué)生完成，每組學(xué)生[5]任務(wù)不同，以防止抄襲。如講授課程第7章特種加工中3D打印技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容時，先講授3D打印技術(shù)的理論知識，然后要求每組學(xué)生自己設(shè)計零件結(jié)構(gòu)，在課下用三維軟件建模并導(dǎo)出，在實踐課程中將建模文件導(dǎo)入到3D打印設(shè)備中進行切片處理并進行3D打印加工。通過任務(wù)教學(xué)法既能夠有效激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)知識的積極主動性，也便于將學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)滲入到日常教學(xué)過程中。3.2.2線上線下教學(xué)相結(jié)合。在理實一體化線下教學(xué)的基礎(chǔ)上，充分利用線上教學(xué)獲取資源廣泛、復(fù)習(xí)方便、可上傳文檔、視頻等特點，采用職教云平臺構(gòu)建線上線下混合式教學(xué)體系。課前將本節(jié)課的重難點發(fā)布到平臺，將機床的拆裝視頻、操作加工零件視頻上傳到平臺，供學(xué)生課前預(yù)習(xí)、課后復(fù)習(xí)。線下教學(xué)中采用零件表面獲取方法-機床的工藝范圍-工作原理-整體結(jié)構(gòu)-零部件結(jié)構(gòu)-機床操作、調(diào)整-維護保養(yǎng)任務(wù)驅(qū)動式的分層次教學(xué)，分別講解實物圖、結(jié)構(gòu)圖、拆裝視頻、操作視頻，逐一對比，使學(xué)生由淺及深、由靜態(tài)到動態(tài)的學(xué)習(xí)。使學(xué)生對所學(xué)知識點掌握得更加牢固，將理論與實踐相結(jié)合，切實提升學(xué)生實際分析問題并運用所學(xué)知識靈活解決問題的能力。每節(jié)理論內(nèi)容結(jié)束后，增設(shè)實踐內(nèi)容，包括學(xué)生動手拆裝、操作機床加工典型零件等，使學(xué)生將理論與實踐相結(jié)合，深入理解機床的結(jié)構(gòu)和操作規(guī)范。課程結(jié)束后發(fā)布問卷：本章節(jié)的重難點是什么，該機床的加工工藝范圍和操作要點是什么，本章節(jié)你覺得最難的問題是什么，加工過程中遇到了什么問題、是否解決、問題出在哪里，希望教師重點復(fù)習(xí)哪一部分內(nèi)容等。通過在線發(fā)布問卷，教師能更好地掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，也使學(xué)生更加清楚本章節(jié)的教學(xué)重點和難點，學(xué)會分析總結(jié)實踐中出現(xiàn)的問題并促進學(xué)生切實開動腦筋予以解決，從而培養(yǎng)學(xué)生善于動手、善于思考、善于總結(jié)、善于創(chuàng)新的能力。

3.3調(diào)整課程考核方式

傳統(tǒng)的課程考核方式包括課堂考勤、平時作業(yè)、課堂表現(xiàn)、期末試卷成績，只能對學(xué)生理論知識的掌握進行片面地考察，缺乏對實踐環(huán)節(jié)的考核，也缺乏對學(xué)生創(chuàng)造性地運用所學(xué)知識解決問題能力[6]的考核。本課程為提高學(xué)生動手實踐的積極性，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和實踐能力，將創(chuàng)新設(shè)計環(huán)節(jié)納入課程考核，通過創(chuàng)新設(shè)計環(huán)節(jié)促使學(xué)生對所學(xué)知識進行內(nèi)化、整合，從而有效提高了學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。同時，采用過程性考核方式，將傳統(tǒng)的以知識識記為主的單一性考核轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生知識掌握及創(chuàng)新運用的綜合能力考核，切實增強了課程教學(xué)效果。其考核標(biāo)準如下。期末試卷考核：考核內(nèi)容包括填空、選擇、簡答、分析計算等常規(guī)題型，采用閉卷考試，考核分值30分。通過期末試卷考試能較好地掌握學(xué)生理論知識學(xué)習(xí)情況，通過教務(wù)系統(tǒng)中的學(xué)生成績單能清楚地了解學(xué)生成績分布圖及學(xué)生對各知識點的學(xué)習(xí)情況。課堂考勤考核：包括課前線上平臺考勤、課中隨機抽取學(xué)生回答問題等形式，考核分值5分。疫情期間，課堂考勤更加重要，通過課堂考勤加強對課程的重視，并能掌握學(xué)生的動態(tài)。線上學(xué)習(xí)考核：包括學(xué)生對線上教學(xué)視頻的觀看、線上作業(yè)與測試，考核分值10分。使學(xué)生能更好地預(yù)習(xí)課程內(nèi)容，在課堂中更容易接受新知識，帶著問題去學(xué)習(xí)，培養(yǎng)解決問題的能力。學(xué)生講解部分考核：學(xué)生根據(jù)給定的主題查閱文獻、網(wǎng)站，向企業(yè)了解相關(guān)設(shè)備的新機型、新發(fā)展以及新趨勢，如：車床，現(xiàn)在企業(yè)中用的新型車床的型號、結(jié)構(gòu)、工藝范圍、加工精度、以后的發(fā)展趨勢等?？己朔种?0分。鍛煉學(xué)生查閱專業(yè)文獻并進行總結(jié)的能力，同時使學(xué)生能夠掌握行業(yè)的新發(fā)展、新動態(tài)。實踐環(huán)節(jié)考核：實訓(xùn)課中學(xué)生動手拆裝機床、操作機床加工零件的精度，并綜合考慮在操作過程中學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的創(chuàng)新思維；最后一次實訓(xùn)課進行隨堂實踐測試，給定零件讓學(xué)生動手加工，考核分值20分。通過該考核環(huán)節(jié)提高學(xué)生動手實踐能力，使學(xué)生能夠?qū)W(xué)到的理論知識應(yīng)用于實踐當(dāng)中，更好地掌握機械加工設(shè)備專業(yè)知識，也有利于培養(yǎng)學(xué)生在實際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)問題以及應(yīng)用所學(xué)知識創(chuàng)造性解決問題的能力。創(chuàng)新設(shè)計考核：讓學(xué)生自己選定零件，設(shè)計加工方案，并分析加工方案能否滿足零件精度要求，或改進已學(xué)機械加工設(shè)備的結(jié)構(gòu)以彌補不足，考核分值15分。創(chuàng)新設(shè)計使學(xué)生要在掌握該門課主要內(nèi)容的基礎(chǔ)上，綜合考慮多種因素選擇機械加工設(shè)備設(shè)計加工方案，能夠發(fā)散學(xué)生的思維，進一步促進學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。如開合螺母主要用于車床中連接絲杠將運動傳遞給溜板箱，學(xué)生根據(jù)生產(chǎn)批量大小、現(xiàn)有設(shè)備等情況設(shè)計開合螺母的加工方案。

4結(jié)語

本課程通過課程內(nèi)容優(yōu)化、教學(xué)方法改進、考核方式改革等方法打破傳統(tǒng)灌輸式的教學(xué)模式，在培養(yǎng)學(xué)生熟練掌握各類機械加工機床結(jié)構(gòu)、工藝范圍等基礎(chǔ)知識及設(shè)備操作技能的基礎(chǔ)上，通過線上課程培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，通過實踐環(huán)節(jié)、學(xué)生講解環(huán)節(jié)、創(chuàng)新設(shè)計環(huán)節(jié)，提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力以及創(chuàng)新設(shè)計的能力，同時也增強了學(xué)生專業(yè)信息搜集與分析、專業(yè)技能綜合與運用、專業(yè)內(nèi)容總結(jié)與表達等多項能力，從而切實成長為產(chǎn)業(yè)發(fā)展所需要的創(chuàng)新型技能人才。

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作者:孟文靜 劉沐潔 李曉光 單位:安徽糧食工程職業(yè)學(xué)院機電工程系