基于工作过程系统化的机械拆装与测绘课程开发与实践

王力

摘  要 机械拆装与测绘是机械工程专业一项重要的实训教学环节。传统的教学模式和教学安排限制了教学质量的提高，阻碍了学生职业能力的培养。工作过程系统化教学模式已成为培养学生职业能力的典范。以工作过程系统化教学理念为指导思想，结合学院应用型人才培养目标定位，重新制订课程培养目标和教学计划，构建课程的行动领域和学习领域，设计学习情境和任务载体，制定组织与实施过程及评价体系，使课程教学效率得到很大提高，进一步实现应用型技术人才的培养目标。

关键词 工作过程系统化;机械拆装与测绘;应用型技术人才

中图分类号：G642.3    文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2019）14-0122-05

Abstract Mechanical disassembly and assembly and mapping are an important practical teaching link of Mechanical Engineering. The traditional teaching mode and arrangement restrict the improvement of teaching quality and hinder the cultivation of students professio-nal ability. The teaching mode of working process systematization has become a model of training students professional ability. Guidedby the teaching idea of working process systematization and combi-ning with the orientation of the training objective of applied talents in the college， the course training objectives and teaching plans are redesigned， the course action field and learning field are constructed， the learning situation and task carrier are designed， and the organi-zation and implementation process and evaluation system are formu-lated， so as to greatly improve the teaching effect and further achieve the training target of applied technical talents.

Key words working process systematization; mechanical disassem-bly and assembly and mapping; applied technical talents

1 引言

在機械产品或机械装备维修保养过程中，机械拆装与测绘是工程技术人员必须掌握的技术之一，是依据机械产品或机械装备的实现功能或零部件结构组成，通过拆卸与分析，选择合适的表达方案，绘制出零件的草图和装配示意图，然后对零件的尺寸及工艺结构进行测量和数据处理，确定零件的材料和技术要求，最后绘制出装配图和零件工作图的过程[1]。机械拆装与测绘对改造设备、零部件修复、先进装备及系统的国产化，逐步完成我国现有装备技术向世界先进行列跨越，起着重要的不可替代的作用[2]。

在高等工科院校课程教学体系中，特别是作为应用型技术人才培养的高校，机械拆装与测绘是培养学生认知机械产品结构、识图与制图以及机械产品的二次设计能力的一项重要的实训教学环节，其工作过程涵盖机械制图、互换性与测量技术、工程材料与热处理技术以及机械制造工艺等一些专业基础理论知识，是一项综合性的实践教学课程。多年的教学实践发现，该环节的传统教学模式在一定程度上限制了课程教学质量的提高，阻碍了学生的职业能力和创新、创造能力的培养。通过分析传统教学模式中存在的问题，优化人才培养方案，重新设置课程教学计划，提出基于工作过程系统化教学理念的课程教学内容设计和开发过程，并应用到课程教学过程中，以达到培养应用型技术人才的目的。

2 传统机械拆装与测绘课程教学存在的问题

传统的机械拆装与测绘教学融合在机械制图理论课程教学中，课时量较少，一般开设4～8学时，其目的只是辅助理论课程教学，要求学生初步了解机械产品的拆装过程与简单零件的测绘方法和步骤。因此，教学过程过于强调零部件的测绘过程，而没有将零部件测绘与产品的二次设计以及再制造工艺技术联系起来，从而忽视了对学生职业能力和专业技能的培养，导致实验教学效果欠佳。学生在机械拆装过程中没有深入了解机械产品的基本功能和零部件之间的相互位置关系，没有完全掌握常用的量具和检具的使用方法与注意事项，没有完全掌握典型零件的测量方法和步骤，导致拆装过程出现暴力拆装、量具和检具损坏、零件测量数据不合理等一系列问题。

机械制图课程教学大都安排在大一学年，学生对互换性与测量技术、工程材料与热处理技术以及机械制造工艺等理论知识一无所知，所以对在零部件测绘环节所涉及的公差配合、尺寸标准化、技术要求、加工方法等，只能照猫画虎，完全不理解其真实意义，从而影响课程预期的教学效果。

3 机械拆装与测绘课程开发与建设思路

针对机械拆装与测绘课程存在的上述问题，从培养学生职业能力和创造、创新能力角度出发，结合学院对应用型技术人才培养的目标定位，开发基于工作过程系统化的项目课程，设置课程的培养目标、教学计划和教学内容，以丝杠升降机等机械产品为情境设计载体，让学生在完成具体设计项目中构建专业理论知识，以培养学生识图、制图以及机械产品的二次设计能力与专业技能。

4 基于工程过程系统化的课程开发过程

基于工作过程系统化课程开发理念  工作过程系统化作为一种课程教学范式，结合职业岗位需求分析，针对典型工作任务，通过确定行动领域、转换学习领域、构建学习情境等一系列过程，并结合职业特征的完整行动思维的六要素（资讯、决策、计划、实施、检查、评价），让学生在学习情境中可以清楚地了解其职业岗位所需的主要工作任务和内容，并能够熟练掌握，实现与社会需求人才的无缝对接;同时训练学生如何学会完整的行动思维，实现授人以渔的教学目标[3-4]。

课程培养目标与教学计划  机械拆装与测绘的培养目标是让学生根据机械产品及其装配图了解机械产品的工作原理和结构组成，分析机械结构的作用，能熟练掌握机械典型机构的拆装与测绘方法;熟悉机械拆装的原则与步骤、安全知识和操作规程，并能对轴类、盘类、叉架类与箱体类等典型零件进行测绘、制图及二次设计。通过课程教学，使学生具备从事机械设备及生产线安装调试行业中技术管理、生产管理、质量管理、设备管理工作所必备的基本知识和操作技能;掌握机械制造工艺理论，熟悉机械设备拆装程序，能编制机械设备的拆装工艺文件，真正成为高素质的应用型技术人才。

针对机械拆装与测绘环节存在的课时少、学生专业知识匮乏等问题，以学院应用型技术人才培养目标为定位，以学院2012年制定的《关于新一轮人才培养方案的制订规程》为指导意见，在原先机械制图课程中的零部件测绘环节基础之上，单独增设机械拆装与测绘集中实践教学课程，时间设在大三下学期，实践周期为两周，共80学时。在课程开设之时，学生已经修完机械制图、互换性测量与技术、机械设计基础、工程材料及热处理技术和机械制造技术等一系列专业课程，从而使得该课程教学更具有实践性和可行性。

职业岗位需求分析  为实现课程内容学习与实际工作的无缝对接，结合机械类专业毕业生岗位就业跟踪调查及企业、行业调研，确定绘图技术人员、机械设计工程师、机械工艺工程师、机械维修工程师以及在生产一线从事机械加工、装配、工艺规程编制及生产管理和售后服务等职业岗位，涵盖机械产品全生命生产周期的全过程。

典型工作任务分析  诸如上述职业岗位需求，岗位不同，各有不同的工作职责、工作任务和工作要求。在工作任务分析过程中，行动领域是指工作任务的职业情景，是与本专业紧密相关的职业中构成职业能力的工作任务的总和，是建立课程教学内容的前提，体现了职业的、社会的和個人的需求，学习过程应有利于完成这些行动情境中相互关联的任务;学习领域是行动领域的教学归纳和转换，是一个由学习目标表述的主题学习单元。行动领域向学习领域的转换必须具备实施的可行性、过程的连续性、目标的指向性、内容的多维性、知识和能力的关联性、教学方法的普适性及工作行为的层次性等原则[5-6]。

通过来自企业工程师和行业专家的精心指导，对职业岗位中产品拆装与测绘工作环节的具体工作任务、工作条件和工作要求进行详尽梳理和归纳，提炼出其典型工作任务，如表1所示。

学习情境设计  学习情境是在职业的工作任务和行动过程背景下，将学习领域中的学习目标和学习内容进行教学论和方法论的转换，构成学习领域下的小型主题学习单元[6]。学习情境的设计是课程教学设计的工作指南，强调特征的典型性、内容的系统性、知识的可迁移性和案例的可操作性[7]。每个学习情境之间的关系可以是平等的、递进的或是包容的，也可以是三者混合的。同时，要用看得见、摸得着的载体以承载相关知识并加以比较，目的在于通过具象的学习以掌握抽象的理论概念[3]。工作过程系统化课程载体的选择完全是开放的，可以是项目、任务、现象、产品、零部件、系统、工艺过程等。

机械拆装与测绘课程培养目标是培养学生对机械产品进行拆装与测绘、识图、制图以及二次设计的能力。在机械产品中，常见的典型零件就是轴套类、圆盘类、叉架类和箱体类，所以学习情境的选择以机械产品为任务载体，每个机械产品的主要典型结构包含上述四类典型零件，产品结构由简单到复杂，相互之间具有一定程度的包容性，基本涵盖机械拆装与测绘环节所有的工作任务，如图1所示。

学习情境的载体设计为工作过程的顺利实施提供有效途径，为更好地实现学习情境，需要进一步描述学习情境。结合典型工作任务行动领域和学习领域所要求的具体内容，以学习情境1（油缸）为例，阐述学习情境的具体内容，如表2所示。

基于工作过程系统化的教学模式是利用三个及以上具有一定逻辑关系的学习情境组合起来，共同将课程所要学习的知识点贯穿其中，让学生通过反复实践训练，掌握课程的所有知识点，达到“理实一体、教学合一”的教学目的，培养学生的专业技能和职业能力。学习情境与培养学生的职业能力和学习课程知识点在逻辑关系上是相呼应的。机械拆装与测绘课程所要求的知识点与情境设计的对应关系如表3所示。

组织与实施过程  教学组织与实施过程是实现行动领域向学习领域转换的关键部分，是按照一个完整的工作过程的职业特征编排的，即遵循资讯、决策、计划、实施、检查和评价六个要素，训练学生学会完整的行动思维。学习情境的实现做到重复的是步骤、变化的是内容。通过反复学习和训练，既能使学生不感到知识的枯燥乏味，又可以让学生理解和掌握其中的“道”，便能做到“道生一、一生二、二生三、三生万物”的学习境界。按照上述六个要素，以丝杠升降机为案例，编排教学组织与实施过程，如表4所示。

考核与评价  教学评价是评价课程教学质量高低的有效途径，其评价指标和方法对教学过程和教学活动起着导向、激励和质量监控的作用[8]。基于工作过程系统化的课程开发最终目的为提高教学质量、培养应用技术型人才，其考核重点在于组织与实施过程，所以其考核方式与常规的理论课程考核不尽相同，既要考核学生理论知识的掌握能力和技术文档的规范度，也要考核学生在组织与实施过程中的综合能力，包括出勤率、动手实践能力、团队协作能力和工作态度等。在考核过程中，为了体现学生的主导地位，采取学生自评、学生互评与教师评价相结合的方式进行。具体考核细节包括：

1）出勤率占10%，考核学生的参与度;

2）过程考核占45%，主要体现在操作过程熟练程度和方法是否得当、是否有团队协作意识和工作态度是否积极等;

3）结果考核占45%，主要体现在产品是否符合制图标准规范，复位是否完整、正确，是否有创意，再结合现场答辩情况以及技术文件归档（课程报告一份、工程图纸一套）是否合理和完整等进行评价;

4）对以上三个方面的考核结果作最终评价，得到学生完成课程教学的最终成绩。

5 成效与思考

传统的机械拆装与测绘融合在机械制图课程教学中，完全是辅助理论课程教学，没有发挥其应有的作用。以基于工作过程系统化为教学模式对该课程进行教学改革，并将学习计划调整到其他专业理论知识之后，作为一门独立的实践教学课程，使得课程教学更具有实践性和可行性。因为机械拆装与测绘实践环节需要综合性专业理论知识，所以通过学生自己动手实践，培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。一个完整的工作过程是学生根据问题找答案，从答案中学习理论知识的过程，是提升自身专业技能和职业能力的过程。同时，以机械产品为教学载体，过程考核和结果考核相结合的考核方式，解决了传统理论讲授枯燥乏味的教学问题、消除了一考定“生死”的弊端。

目前，改革后的课程教学已在15级机械工程专业80名学生中初步实施。从最终评价结果分析，与课程传统教学模式相比，出勤率达到98.3%，得到大幅度提高。除了病请假之外，学生基本没有出现旷课情况，体现出高度的积极性和学习热情。在过程考核中，大部分学生能够积极参与小组项目，积极参与小组讨论，共同制订工作计划和工作流程，主动承担任务并能按时完成小组所分配的任务。在实践过程中，各小组均能按照产品的拆装与测绘的操作规程完成工作任务，且具有团队协作意識，工作态度积极，同一小组内的组员或是组与组之间也建立了良好的沟通和合作氛围。在结果考核中，优秀率占17.5%，良好占35%，中等占37.5%，其余都是及格的学生，从而表现出大部分学生具有扎实的基础理论知识、现场应变能力和技术文件材料整理归档能力。

基于工作过程系统化的教学理念有利于学生职业能力的培养，但是在课程实施过程中也面临一些问题。

1）实验采购的设备和工具套数不足，不能够一次性满足大班化教学班级的需求，从而影响实践教学工作的开展进度;

2）因课程性质决定，人数较多，实验场地紧缺且分散，不易于集中操作和管理;

3）因学生学习课时较多，不能集中开展教学，只能与其他课程教学穿插进行，所以课程教学时间周期较长，对教师的教学和学生的学习热情也产生一定的影响。

针对上述存在的问题，需要增加设备和工具的套数，开发新的实验场地，优化课程教学计划安排，以满足课程教学要求，取得更好的教学效果，真正地提升教学质量，培养应用型技术人才。

6 结语

机械拆装与测绘课程的开发过程是以工作过程系统化教学理念为指导思想，以职业岗位的实际工作任务构建知识体系，以机械产品为学习情境载体，将专业理论知识与职业岗位工作任务相融合，突出工作过程的完整性。课程教学在不断提升理论知识水平与实践技能的基础上，也培养学生的自我学习与发现问题、分析问题和解决问题的能力，不断提高专业技能和职业素养，更好地实现应用型技术人才培养目标。

参考文献

[1]陈意平，王爱君.零部件测绘[M].沈阳：东北大学出版社，2014.

[2]徐健，贺婷婷，徐慧，等.基于逆向工程的零件测绘实验教学平台建设的研究与实践[J].科技创新导报，2014（35）：153-154.

[3]姜大源.工作过程系统化：中国特色的现代职业教育课程开发[J].顺德职业技术学院学报，2014（3）：1-11，27.

[4]姚江云，梁维铭.工作过程系统化理念下应用型本科课程开发与实践[J].轻工科技，2019，35（1）：150-151，155.

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[8]熊志勇，罗志成，陈锦昌，等.基于创新性构型设计的工程图学教学体系研究[J].图学学报，2012，33（2）：108-112.