机械制造工艺教学新体系:现状、理念与路径*
2022-01-01李晓男
苏 辉 李晓男
一、“机械制造工艺”课程教学现状
“机械制造工艺”是研究机械制造过程中的基本规律、基本理论及其应用的一门技术学科,是机械类专业的重要专业技术课程,该课程具有综合性、实践性和灵活性等特点,对于提高学生专业核心素养有较好的影响,但在实际教学中还存在一些问题。
(一)课程项目设计“模糊不清”
当前的机械类基础教学课程主要包括“机械制图”“机械设计基础”“机械制造工艺基础”“金属材料与热处理”“公差配合”等。其中,“机械制造工艺”及相关实训课程自设置以来,一直在培养从事机械加工制造、检测维修、质量控制等工作的专业人才,但随着科技的进步、信息技术的应用、经济转型及专业竞赛的提升等,该课程培养的人才已经与实际岗位需求脱节。除此之外“机械制造工艺”课程在内容的设计上过分强调课程的整体性,不同的课程之间存在知识重叠问题,这就导致教师在教学中出现重复教育的现象,而没有把时间用在学生真正需要重点掌握的知识点上。课程知识面比较狭窄,课程缺乏运用“机械制造工艺”的综合性知识训练等内容,对学生的专业核心能力训练不到位,很难培养学生在机械制造方面的能力。
(二)教育教学模式“美中不足”
现代制造业对人才的要求已经迫使教育观念和教育体系随之做出相应调整,在实施素质教育的同时须注重能力培养,即学习能力、协同能力、创新意识和职业技能。但目前“机械制造工艺”的教学仍停留在理论知识的传授上,教师所使用的教学资源以课本为主,内容更新少,没有充分利用网络优质资源对课程教学进行资源上的整合。课程基础教学仍以教师讲课为主,师生、生生之间缺乏互动交流,没有体现学生的主体性。再者,教师没有对区域经济结构和产业特点做充分调研,对专业建设没有话语权。讲课以课本为主,内容过于陈旧,讲课方式单一,大多采用粉笔板书教学,课堂教学不够生动形象。
(三)学生学习状况“主次不分”
目前,仍有不少学生缺乏学习主动性,没有形成独立思考的能力,对知识的学习往往是死板地记住“机械制造工艺”方面的理论知识,缺乏实际生产制造的能力。由此导致教师讲得多,学生理解得少,实践教学少,学生动手机会少。学生学习内容不够全面,片面地强调对理论的学习,而忽略了对理论的实践。这就造成了当前多数学生学习积极性不高,知识面窄,动手能力差等问题。“填鸭式”教学使学科重点无法凸显,学生考试的时候也只能是“照方抓药”,单一的、简单的题目可能会做,但在综合应用、解决实际问题时就显得力不从心了。此外,实习实训是学生在学校学习课程的唯一实践环节,实习时的学生还没有建立起完整的加工工艺概念,因此容易忘记加工场景。学生未能建立起一个完整的加工场景,许多加工工艺问题也就很难正确分析解决。
二、“机械制造工艺”课程教学理念
(一)理论知识和实践能力相结合
“机械制造工艺”课程的特点、目标决定了课程教学过程中需要打破传统的课堂讲授为主的教学模式的束缚,构建以能力培养为目标,以工作过程为导向,以具体的项目化实践性教学为基本点的新型教学模式。通过师资队伍的共建、教学资源的共享,构建“理论(传统)+实践(创新)”的课程体系,实现“机械制造工艺”课程和该专业其他课程的优势互补,培养机械相关产业专理论、能设计、精技能、懂设备、会维修的复合型高素质技术技能人才。因此,无论是传统的课程还是具有创新特色的实践课程,加强“机械制造工艺”课程建设的针对性,就是为了实现专业设置对接产业结构、课程内容对接职业标准、教学过程对接生产过程。就该课程的理论知识而言,教师既要让学生掌握课程中基本的知识点,又要在课堂上对知识点进行系统补充,让学生了解本专业知识和技术的最新发展态势。在培养学生学习能力和实践能力方面,要激发学生的学习热情,让学生成为学习的主人,鼓励学生积极参与有关机械课程的实践活动,从而加强学生的学习能力、实践动手能力。此外,“机械制造工艺”课程也要为学生创造机械设计和研究的实训条件,提升学生参加各类各级大赛的技能水平和创新能力。
(二)以学生为主体、教师为主导的教学模式
职业学校的学生由于性格、兴趣、学习能力的不同,对知识的理解和接受也存在差异。因此,教师教学中须尊重每个学生的个性特点,因材施教,对学生进行分层教学。以学生为主体、教师为主导的教学模式为不同学生制定了不同的学习目标和计划,并引导学生一步步实现自己的学习目标。“机械制造工艺”课程的特点决定了教师在课堂上应该适当地缩短讲课时间,采取讨论学习的模式,让学生通过互动交流加深对知识的理解和掌握;增加实训教学的学时,让学生通过机械加工实训,学以致用,把各个知识点串联在一起,形成一个完善的知识系统;教会学生发现问题,并引导学生去分析和解决问题,提高学生独立思考和解决问题的能力。
“机械制造工艺”课程要求教师要借助教学模型、PPT、机械加工操作视频等信息化教学手段,化繁为简,把抽象的东西变得直观易懂,增强课堂教学的趣味性,提高学生的课堂参与度,发挥学生主体作用;利用网络技术,整合网络上的教学资源,建立网络课堂,为学生提供自主学习的平台,并对学生全天开放,使学生能自学课程并讨论、研究等。建立学生与教师之间的反馈机制,让教师第一时间了解学生的学习情况,进而对教学方案进行有效调整,提高课堂效率,凸显学生主体性。
三、“机械制造工艺”课程教学新体系的构建路径
(一)及时更新教育教材
教材是展示课程开发理念的重要载体,是辅助教师组织教学的重要工具,是课程开发工作的重要组成部分。在内容上要进行大幅度的调整,将课程中与时代发展、实际运用脱节的内容删除,保留机械制造工艺中必备的基础理论知识。以传统经典的理论为教学基础,形成教学方法和课题内容有机结合的教材。教材内容要结合课题进行重新编排,对照国家职业标准设定学习领域教学目标,去掉重复的知识点,把各个知识点通过不同的教学环节完整地衔接起来,教学环节可分为基础环节、综合环节、提高环节。引用企业真实案例,结合教材内容设计与企业接轨并适合职校学生的教材,避免学生学完课程内容后不会在实践中运用所学知识的现象发生。此外,把一些零散的小知识点作为基础教学环节的内容,再将不同的基础知识连接在一起,形成综合环节。在提高环节中引入机械制造新技术、新工艺,使课程内容紧跟科学技术发展,为学生以后的专业发展打下基础。
(二)提升课堂教学效果
在课堂上,教师应坚持多种教法与信息化相结合的教学策略,以项目任务指导书为学材,做到教材与学材互补,引导、帮助学生高质量完成项目,在实践中获取知识技能。教师通过信息技术、人工智能等技术手段,弥补教学过程中的不足之处,提升课堂内容接受度。对于项目任务的选择,不仅要与教学内容对应起来,也要贴合企业岗位真实工作内容,内容逻辑适应高职学生认知规律,以学生的视角设计课程内容。可选用一些比较典型的小型零部件产品(如由轴、齿轮、箱体等零件组成的小型产品)作为教学的项目,项目任务指导书中要明确项目的重点和要求。随着教学内容的深入,教师应对项目制作的各个环节和质量控制过程进行严格规范,将问题的分析、实训加工的步骤、技能训练的注意事项、项目实施考核细则等内容阐述清楚,为学生指明项目研究方向。同时引导学生通过动脑、动手自主完成项目任务,培养学生的创新思维能力。
课下要对学生进行课外作业题目的训练,课外作业题目的训练是加深学生对知识点理解和掌握的重要途径。目前的“机械制造工艺”课程的作业题目主要是针对基本理论与方法的验证而设计的,而且作业题目大多来源于课本,涉及的专业知识和技术不够全面,缺乏实际运用的平台。因此要对课外作业进行改革,把作业题目的设计分为两类:一类是基础的练习题目。教师可以按照知识点训练的重点和难点,结合训练要求,经过严密筛选,为学生提供一些有针对性、实用性的作业题目,提高学生的训练效率;第二类是自主设计题目,这类题目只为学生提供作业的主题和内容要求,让学生通过观察分析和查看资料,自己设计题目,其设计目标及设计要求也完全由学生自行设定和完成,这样给足了学生自我发挥的空间,从而达到增强学生创新能力的目的。
(三)加大师资素养力度
职业学校教师教学方法的运用要做到传承与创新相统一,专业教学要将校内教育与工作场所教育有机结合起来,平衡好学校的理论教学、实践教学、校内实训教学与校外企业实践基地教学等工作场所教育之间的关系,协调好二者之间在上课时数、课程比例、教学内容等方面的关系。职业学校应采取开放式培养,送教师到相关行业、企业受训,采取导师制和跟岗制相结合的方式加大培养力度,在校外师资培训基地设定培训岗位,并配有专门的培训工程师。定期、不定期请校外专家集中授课,提升教师的理论水平和教科研水平。与企业建立长期人才交流机制,聘请企业工程师到校指导实训教学工作,提升教师科学技术实践能力和开发能力,培养造就一支高素质的“双师型”教师队伍,适应职教发展新形势、新要求。
(四)加强实训设施建设
学校可以利用校企合作资源和政府的优惠政策,引进先进的实训设备,以达到改善学校硬件设施的目的。提供金工实训条件,如钳工、车工、数控加工等的实训,为学生以后的专业学习打下基础。另外,当前的网路技术比较成熟,为了提高学生的实践能力,学校还可以建立虚拟实验室,引进最新的机械软件,虚拟化原来的实验环境,包括对每一个实验器材进行模拟。这种方法不仅使实训操作更为简单形象,还能激发学生的兴趣,培养学生对虚拟技术的运用能力。
学校还要加强与企业的联系与合作,与先进的生产技术接轨,让教学过程对接生产过程。坚定不移地走产教融合、校企合作之路,在企业建立实习基地,让学生到企业顶岗实习,让学生通过直接参与企业生产活动培养自己的工作意识和团队意识,做到真正意义上的学以致用。这样既完成了企业生产经营任务,又提高了学生实际动手能力,同时也将产教融合的理念贯穿于教育教学全过程,探索开发产教融合课程,进一步以能力、情境、知识、问题重构教学生态。
(五)完善教学评价体系
教学评价具有“指挥棒”的作用,教学评价体系应当从学生和教师两个维度考虑。学校应该以学生的掌握水平、教师讲课的精细程度、讲课的趣味性等作为考核教师工作的重要指标。由学生作出客观评价,能让教师尽早发现在讲课方面存在的问题,进而对课程教学做出调整。教师应该把学生在实践环节的表现纳入对学生的评价中去,并明确其比例。通过考核学生在课堂上的表现和课后作业的完成情况,开展理论教学效果评价;通过考核学生在每个实训项目中的表现和实验成果,开展实践教学效果评价。通过对学生的综合评价,完成对教学质量的考核。