韓淑玲

（濰坊職業(yè)學(xué)院，山東 濰坊 262737）

《中國制造2025》開篇指出，制造業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的主體，是立國之本、興國之器、強(qiáng)國之基。而測量技術(shù)是制造業(yè)的基本要素，是制造業(yè)人才的必備之技。培養(yǎng)具有工匠精神的測量技術(shù)人才是制造業(yè)提升的前提。傳統(tǒng)《公差配合與技術(shù)測量》當(dāng)中的實(shí)訓(xùn)教學(xué)多以教師講授和操作演示為主，學(xué)生被動接受知識，缺乏學(xué)習(xí)主動性和積極性，掌握的技術(shù)技能熟練程度不高，不能較好地滿足制造業(yè)對技術(shù)技能人才的需求。結(jié)合高職學(xué)生特點(diǎn)，將現(xiàn)代信息化技術(shù)和傳統(tǒng)教學(xué)手段結(jié)合起來，提高實(shí)訓(xùn)教學(xué)的吸引力，促進(jìn)學(xué)生主動學(xué)習(xí)、主動探究、主動操作練習(xí)，既是公差配合與技術(shù)測量實(shí)訓(xùn)教學(xué)提高教學(xué)效果的需求，也是教育信息化背景下公差配合與技術(shù)測量實(shí)訓(xùn)教學(xué)改革的必然路徑。本文以“典型的軸類零件尺寸測量”實(shí)訓(xùn)教學(xué)設(shè)計(jì)為例，闡述如何利用信息化手段優(yōu)化實(shí)訓(xùn)課堂教學(xué)，提高教學(xué)效果。

1 教學(xué)分析

本單元選自機(jī)電一體化專業(yè)基礎(chǔ)課《公差配合與技術(shù)測量》中的情境一任務(wù)四，教學(xué)內(nèi)容是完成軸類零件的測量，課時安排2學(xué)時。根據(jù)高職院校教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)和公差配合新標(biāo)準(zhǔn)以及相關(guān)的速查手冊，選用普通高等教育“十二五”規(guī)劃教材《互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)》和3D版交互式數(shù)字教材組織教學(xué)。本單元的授課對象為機(jī)電一體化專業(yè)大二學(xué)生，他們熟練并熱衷網(wǎng)絡(luò)信息的使用，樂于動手，但是工作規(guī)范意識淡薄，缺乏嚴(yán)謹(jǐn)、細(xì)致的操作意識和工作態(tài)度。在學(xué)習(xí)本部分知識之前，他們已經(jīng)學(xué)習(xí)了機(jī)械制圖、計(jì)算機(jī)繪圖等基礎(chǔ)課程，掌握了一定的讀圖、識圖能力和軸類零件尺寸合格的判斷依據(jù)，但對于測量知識了解較少。

基于機(jī)電一體化專業(yè)人才培養(yǎng)方案，結(jié)合崗位標(biāo)準(zhǔn)，初步確定了本單元的知識、能力、職業(yè)素養(yǎng)三大教學(xué)目標(biāo)。其中，知識目標(biāo)為掌握軸類尺寸合格的判斷依據(jù)，掌握測量儀表的結(jié)構(gòu)原理和讀數(shù)方法以及掌握測量儀表的操作規(guī)范；能力目標(biāo)為能夠利用所學(xué)讀數(shù)及測量方法測量軸類零件的相關(guān)尺寸，具備判斷是否規(guī)范操作的能力；職業(yè)素養(yǎng)目標(biāo)為培養(yǎng)規(guī)范操作的意識和精益求精的工匠精神，鍛煉團(tuán)隊(duì)合作能力。

為了實(shí)現(xiàn)以上教學(xué)目標(biāo)，確定本節(jié)課的重點(diǎn)是測量儀器的正確識讀；教學(xué)難點(diǎn)是軸類零件尺寸測量的規(guī)范操作。

2 教學(xué)策略

為了實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)、突出重點(diǎn)、突破難點(diǎn)，運(yùn)用信息化手段，以仿真軟件為依托，以典型軸類零件為載體，以測量軸徑和軸長為任務(wù)，通過自主學(xué)習(xí)、分組討論、分層指導(dǎo)等方法，實(shí)現(xiàn)公差配合與技術(shù)測量課程實(shí)訓(xùn)教學(xué)的“教學(xué)做”一體化。結(jié)合高職學(xué)生具象思維優(yōu)于邏輯思維的特點(diǎn)，引入動畫、微課、仿真軟件、云課程、3D版交互式數(shù)字教材、實(shí)時投屏系統(tǒng)以及AR技術(shù)等信息化手段，逐層破解重點(diǎn)難點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生完成原理研究、虛擬仿真、模擬實(shí)訓(xùn)等環(huán)節(jié)，從而順利完成實(shí)操測量。

3 教學(xué)過程

課前教師利用網(wǎng)絡(luò)平臺發(fā)布任務(wù)單。學(xué)生登錄教學(xué)平臺，觀看相關(guān)微課和教學(xué)視頻等，學(xué)習(xí)軸類零件測量的相關(guān)知識，進(jìn)行在線討論，自主完成課前學(xué)習(xí)和課前測試。教師及時掌握學(xué)生預(yù)習(xí)情況及課前測試結(jié)果，根據(jù)學(xué)生對知識點(diǎn)的掌握程度優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)并對學(xué)生進(jìn)行分組。

課堂上，為了更好體現(xiàn)“做中學(xué)、學(xué)中做”的理念，將教學(xué)內(nèi)容分為析圖紙、練仿真、做實(shí)操、驗(yàn)結(jié)果和評表現(xiàn)5個環(huán)節(jié)。

3.1 創(chuàng)情境，析圖紙

通過動畫創(chuàng)設(shè)情境：軸類零件通常用來支撐傳動零部件，有較高的加工精度要求。那么，如何判斷已加工軸類零件的合格性呢？學(xué)生們帶著問題進(jìn)入課堂。

利用云課堂“搖一搖”功能，隨機(jī)請學(xué)生回答圖紙某一尺寸的合格條件，活躍課堂氣氛，了解學(xué)生對相關(guān)知識的掌握情況。

3.2 識儀表，練仿真

課前學(xué)生已經(jīng)借助3D教材利用AR技術(shù)學(xué)習(xí)了測量器具的結(jié)構(gòu)。學(xué)生代表借助測量儀器實(shí)物詳細(xì)介紹其各部分結(jié)構(gòu)及在測量過程中的作用，在考察學(xué)生自學(xué)能力的同時，鍛煉他們的表達(dá)能力。軸類零件尺寸的測量，儀表的正確識讀是教學(xué)重點(diǎn)。教師利用教學(xué)課件講解測量儀表的原理和讀數(shù)方法。學(xué)生借助網(wǎng)絡(luò)版仿真軟件進(jìn)行模擬讀數(shù)，模擬過程中一旦出現(xiàn)錯誤，平臺將予以提示。出現(xiàn)錯誤，后臺將扣分。教師通過后臺反饋的信息組織學(xué)生分小組討論解決模擬讀數(shù)過程中出現(xiàn)的問題，并對容易讀錯的地方進(jìn)行小結(jié)。直至所有學(xué)生滿分通過。這一過程克服了傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)教學(xué)中由于學(xué)生人數(shù)眾多，教師不能一對一指導(dǎo)，導(dǎo)致每位學(xué)生的讀數(shù)情況無法驗(yàn)證的問題，突破了教學(xué)重點(diǎn)。

3.3 選儀表，做實(shí)操

測量精度不同，所選用的測量工具也不同。如何根據(jù)零件精度選擇合適的測量工具呢？在傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，學(xué)生需要查零件及測量儀器不確定度相關(guān)數(shù)值選擇合適的測量儀器，此過程數(shù)據(jù)查找繁瑣，且在完成數(shù)值測量前無法檢驗(yàn)儀器選擇的正確性，為改變這種狀況，我們自主開發(fā)了測量儀器選擇軟件，幫助學(xué)生輕松掌握儀器選擇原理及方法，降低學(xué)習(xí)難度，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

測量時，將測量過程分為兩個子任務(wù)。第一個任務(wù)就是用游標(biāo)卡尺進(jìn)行規(guī)范測量。軸類零件尺寸的測量，包括步驟方法、操作要領(lǐng)以及注意事項(xiàng)，是操作難點(diǎn)。教師首先根據(jù)測量任務(wù)，示范講解操作過程以及注意事項(xiàng)，借助實(shí)時投屏系統(tǒng)，清晰放大教師操作細(xì)節(jié)，清楚地展示操作步驟。個別學(xué)生感覺有問題，可以登錄教學(xué)平臺反復(fù)觀看教師提前制作的微視頻。之后，借助教學(xué)平臺，組織學(xué)生查找操作過程中不規(guī)范或錯誤之處，并隨機(jī)請學(xué)生講解、演示正確的操作方法，幫助學(xué)生進(jìn)一步加深印象，規(guī)范操作過程。學(xué)生分組進(jìn)行測量，小組成員進(jìn)行分工，并將測量過程拍攝視頻上傳平臺，全體學(xué)生參與討論操作的規(guī)范性并對照自己查找問題，進(jìn)行互評。各小組將測量結(jié)果做好記錄。教師進(jìn)行簡單小結(jié)并在線對小組進(jìn)行評價，隨后組織同學(xué)維護(hù)測量工具并放入指定容器中。第二個任務(wù)要求用千分尺完成規(guī)范測量。在運(yùn)用游標(biāo)卡尺規(guī)范測量的基礎(chǔ)上，學(xué)生登陸教學(xué)平臺自主學(xué)習(xí)與千分尺測量相關(guān)的微課與視頻，小組討論學(xué)習(xí)后，利用仿真系統(tǒng)完成模擬操作，規(guī)范操作步驟。教師實(shí)時監(jiān)控學(xué)生的操作，巡回指導(dǎo)并及時予以糾正。這一過程培養(yǎng)了學(xué)生的自學(xué)能力，變“要我學(xué)”為“我要學(xué)”，提高了學(xué)習(xí)的主動性。

兩個子任務(wù)順利實(shí)施，完成測量任務(wù)，整個環(huán)節(jié)解決了傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)教學(xué)中學(xué)生操作不規(guī)范無法及時糾正的難題，同時，通過小組合作使學(xué)生掌握了操作要領(lǐng)，提高了規(guī)范操作的意識和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，培養(yǎng)了嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真、精益求精的“工匠”精神，真正突破了教學(xué)難點(diǎn)。

3.4 驗(yàn)結(jié)果，拓視野

為了驗(yàn)證測量結(jié)果的準(zhǔn)確性，帶領(lǐng)學(xué)生到逆向工程實(shí)驗(yàn)室，借助三坐標(biāo)測量儀將被測工件生成三維模型，形成檢測報(bào)告進(jìn)行驗(yàn)證，作為實(shí)操環(huán)節(jié)的成果評價。同時，通過這一環(huán)節(jié)讓學(xué)生感受高精密測量的魅力，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)做準(zhǔn)備。

3.5 注過程，評表現(xiàn)

教師點(diǎn)評學(xué)生課前自學(xué)、課堂學(xué)習(xí)和實(shí)操情況，在教學(xué)平臺上整合各環(huán)節(jié)階段性評價結(jié)果，公布綜合成績。

課后學(xué)生登錄教學(xué)平臺，完成課后任務(wù)，進(jìn)一步鞏固教學(xué)內(nèi)容。教師利用云課堂互動專區(qū)就零件內(nèi)孔如何測量發(fā)起討論，進(jìn)一步拓寬學(xué)生的思維，實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的擴(kuò)展。

4 教學(xué)效果

在企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)中，游標(biāo)卡尺、千分尺等操作不規(guī)范、錯誤讀數(shù)等原因造成加工軸類零件不合格的事件時有發(fā)生，造成經(jīng)濟(jì)損失。公差配合與技術(shù)測量課程實(shí)訓(xùn)教學(xué)要培養(yǎng)合格的測量技術(shù)人才，就應(yīng)重視培養(yǎng)學(xué)生規(guī)范操作的意識和能力。公差配合與技術(shù)測量課程實(shí)訓(xùn)通過引入信息化教學(xué)手段，大幅度提高了學(xué)生讀數(shù)的準(zhǔn)確性、操作的規(guī)范性以及獨(dú)立完成率。由于前期基礎(chǔ)知識掌握較為扎實(shí)，學(xué)生通過本實(shí)訓(xùn)課后測量技能得到明顯提高，后期進(jìn)行數(shù)控車床實(shí)訓(xùn)等專業(yè)課程實(shí)訓(xùn)時，對于游標(biāo)卡尺、千分尺的使用能夠達(dá)到快速、準(zhǔn)確、規(guī)范，實(shí)際數(shù)值測量準(zhǔn)確率達(dá)到95%。

5 設(shè)計(jì)創(chuàng)新

傳統(tǒng)的公差配合與技術(shù)測量課程實(shí)訓(xùn)教學(xué)多采用教師講解和演示相結(jié)合的方法，這種方法雖然直觀，但是存在難以克服的問題，主要是學(xué)生眾多，教師難以對學(xué)生一對一地實(shí)時指導(dǎo)，過程性監(jiān)控和考核難以落實(shí)，學(xué)生操作的規(guī)范性與讀數(shù)的準(zhǔn)確性無法得到保證，實(shí)操過程中存在的問題難以及時糾正。

將引入信息化教學(xué)資源引入實(shí)訓(xùn)課堂，是公差配合與技術(shù)測量課程實(shí)訓(xùn)教學(xué)改革的創(chuàng)新之舉。信息化教學(xué)資源的引入，有效克服了上述問題的制約，提高了教學(xué)效益，主要體現(xiàn)在：學(xué)生利用教學(xué)平臺自我學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時評價；3D數(shù)字教材和AR技術(shù)的運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)了共享資源，突破了學(xué)習(xí)時域性；多個仿真軟件輔助教學(xué)，規(guī)范了操作，提高了讀數(shù)準(zhǔn)確率；自主開發(fā)教學(xué)軟件降低了學(xué)習(xí)難度，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；通過投屏系統(tǒng)實(shí)時放大細(xì)節(jié)，明確了操作過程和動作的規(guī)范性。這些都促進(jìn)了學(xué)生對知識的理解和對技能的掌握，同時在培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)能力的同時，注重培養(yǎng)學(xué)生的“工匠”意識，提高了學(xué)生的綜合職業(yè)能力。