机械制造类专业课程行动导向课程教学设计

李 庆，吴亚兰

(安徽机电职业技术学院数控工程系，安徽芜湖 241000)

机械制造类专业课程行动导向课程教学设计

李 庆，吴亚兰

(安徽机电职业技术学院数控工程系，安徽芜湖 241000)

本文以往年全国职业院校技能大赛项目为案例，对职业技能大赛项目指导和课堂教学进行设计整合。在教学设计过程中，以“行动导向”“工学结合”“项目教学”的方法和模式为指导思想，对教学资源设计进行了研究，以期对应用技术型高校推进教育教学改革和职业院校机械制造类专业课程建设有所贡献。

技能大赛；工学结合；数控技术

1 明确该项目教学设计的指导思想

根据职业教育特点，采用了“行动导向”的“工学结合”项目化教学模式，即学习的内容是工作，通过工作实现学习，工作和学习是一体化的。在教学过程中，遵照学生的一般认知规律和工作过程顺序进行设计。学生通过对自身经验的反思和批判性检查，验证、丰富和更新自己的行动模式和认知结构，达到提升行动能力、解决职业活动中的问题的目的。在工学结合一体化课程中，采用以学生为中心的教学方式。学生在没有教师直接帮助的情况下围绕已经明确的学习目标独立完成学习任务，教师的任务是为学生独立学习起起咨询和辅导的作用。如图1所示，项目教学是师生通过共同实施一个完整的“项目”而进行的教学活动，项目是指以生产一件具体的、具有实际应用价值的产品为目的的工作任务。

图1 以学生为中心的教学方式

2 根据教学设计的指导规划教学内容

可将教学资料内容规划为如下几个方面的内容：教学方案、工作任务单、课程引导文、引导性教学PPT、学习参考资料清单。

2.1 学习者特征分析

高职学生已经学过了独立的和分散的专业课程。如何将这些专业基础课程和专业课程相衔接，将学过的知识系统化，是目前高职教育亟需解决的问题。现在学生已经具备了以下的能力：能够完成中等复杂零件图的制作和输出，手工编制较简单的CNC程序，操作数控铣、数控车床，应用一种CAD/CAM软件完成零件的三维建模，手动检测零件的尺寸精度，编写数控加工工艺文件，使用专业术语交流，借助技术手册阅读图纸的相关技术要求。

2.2 教学方案设计的主要内容

课题名称：低碳环保风力装置机械部件创新设计与制造。

教学时间安排：10课时。

学习/工作任务描述：学生根据低碳环保风力装置的部分图纸，在“理实一体化”教学区内，以低碳环保的设计和制造方法，在规定时间内完成产品的设计、制造和调试工作，并及时记录和总结自己掌握的知识和技能。

学生以团队的形式共同完成该项任务，需要进行必要的分工和合作，最终实现低碳环保产品的设计和制造。每组学生在此过程中，需要与设备管理员、工具管理员做好交流沟通，安排好加工时间段。在设计和制造过程中学生要明确低碳环保设计理念，注意使用现有设备、工装夹具、刀具和量具完成加工制造任务，注意设计的零件与现有零部件的配合关系，在几何精度方面查阅相关技术手册。该任务需要严格遵守国家标准和安全准则，规范设计制图和设备操作。在任务结束时要归纳整个设计和加工过程，对遇到的问题进行总结，自觉保持安全作业，遵守“5S”的工作要求。

教学/学习目标：学生以小组的团队形式，在指导教师的引导下，根据低碳环保产品设计理念和思路以及国家相关技术标准和机床设备使用安全准则，提出对低碳环保风力装置的产品设计方案，并能够在小组内进行比较和评价，得到最佳实施方案。学生要能够对比和评价产品的数控加工工艺方案，最终确定最佳的解决方案，并实施加工。根据产品的装配和调试的相关技术标准，学生要对已完成的任务进行总结、评价和汇报。

学习完本项目后，学生应能够完成低碳环保小型产品的设计和制造，包括设计原理分析、机械零件设计、计算机辅助设计、计算机辅助制造、数控加工工艺方案的优化与制订、数控程序的编制与调试、中等复杂零部件的数控车与数控铣配合的操作加工。通过该项目的实施，学生更加关注低碳环保产品的设计和制造，其相关的环保意识也有所增强。

教学对象：高职教育制造类专业的第五学期学生(制造类专业，例如机械设计与制造、机械制造与自动化、数控技术、计算机辅助设计与制造、精密机械技术、机电一体化技术等专业)。

教学内容：根据低碳环保的理念，某企业设计出了低碳环保风力装置。现给定一风能，根据能量转换原理，创新设计与制造一风能驱动叶轮转动，进而带动传动机构和驱动机构，实现物料传送的机械装置，如图2所示。物料尺寸Φ25mm×10mm，物料材质为塑料或尼龙；顶杆作直线往复运动，行程范围为30～50mm。

图2 风力装置示意图

教学过程：仅提供该装置部分工程图和部分零部件，让学生根据所提供的产品工程图(部分)，分析、讨论该低碳环保产品的设计理念和使用场合，编写产品设计说明书。在掌握新产品的整体结构后，完成缺少的零部件设计，遵照国家标准完成工程图的制作；完成该产品的三维实体图的绘制，实现虚拟样机的装配；对设计零件进行工艺分析，制定出合理的工艺方案，按照工艺文件完成零件的数控加工制造；最终将产品所有零部件装配，进行装置调试。

教师需要参与学生的设计方案和工艺方案的讨论过程，指出关键问题所在，如对于CAD/CAM软件使用能力、标准件的选用方法、数控加工工艺的制定思路、数控加工操作尤其是数控车/数控铣的组合加工、装配调试的注意事项等。

2.3 教学环境设计与资源配置

推荐如图3所示的布置教学车间，学习讨论区与加工区以玻璃幕墙隔开，一是避免噪声，二是保护学习讨论区设备。中间区域为小组学习和讨论的主要场所，需要配备电脑和电源插座。该设计模式有利于理论与实践相结合教学的实施，学生可以在加工现场旁进行讨论和学习，这很好地解决了实践与理论分离的问题，有利于综合性教学课程的开展。

图3 教学环境设计

其中，学习资料包括学习/工作任务单、课程引导文、引导性课件、机械加工工艺手册、机械设计手册、机床手册。由于该项目属于开放式教学，需要配备两名教师：一位主导教师，一位现场指导教师。

2.4 教学流程设计

表1 教学流程设计表

2.5 学习评价

本课程属于理论与实践一体的综合性技能课程，应注重过程考核。因此采取班级内评分和组内互评相结合、学生评价与教学评价相结合、设计评价与制造加工评价相结合的办法，具体实施办法如表2所示。

表2 成绩评价表

可通过表2得出各小组的得分，然后由小组内互评，得到每个人得分的系数。例如，某学生所在小组得分“优”，在小组互评中获得了“优”的等级，该学生在总评得分时才能得到“优”的等级，以此类推。

另外，职业院校学生自我管理的学习能力普遍不高，在推广项目教学过程中遇到很多困难。可以根据教学方案设计思路编写课程引导文，引导学生独立学习的项目教学方法，让学生清楚完成任务应该通晓什么知识、具备哪些技能和条件等。教师要在学生对任务和产品进行认知前利用PPT软件对他们作整体引导，让学生明白该项目实施的目的，应完成的任务，流程有哪些，完成的时间要求，注意事项有哪些，最后提交的成果形式以及最终课程评价的方式等。

3 结语

上述设计和规划能够引导学生顺利地完成学习任务，达到预期的教学目的。这种行动导向的“工学结合”项目化教学模式，通过近似真实的工作环境培养学生的职业素养，增强学生学习的兴趣，培养学生自主获取信息和适应团队工作模式的综合能力。该教学项目的设计，是技能大赛引领教学改革的一次探索和尝试，是将技能大赛项目向课堂转化的一个典型案例，也是应用技术型学校进行行动导向课程改革探索的典型案例。

[1]赵志群.职业教育工学结合一体化课程开发指南[M].北京:清华大学出版社,2009:1-4.

[2]姜大源.职业教育:类型与层次辨[J].中国职业技术教育,2008(1):1.

2014-12-01

国家骨干院校重点专业建设项目(10-15-03)。

李 庆(1981-)，男，山东曹县人，安徽机电职业技术学院数控工程系讲师，硕士，从事计算机辅助设计与制造、数控技术应用研究。

G642

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2095-7602(2015)04-0109-04