蘇麗娟
(集美工業(yè)學(xué)校,福建 廈門 361022)
機(jī)械制圖是中高職院校工科類專業(yè)主要的專業(yè)知識(shí)基礎(chǔ),也是重要的技能實(shí)踐學(xué)科。該課程理論、邏輯、實(shí)踐性強(qiáng),對(duì)培養(yǎng)學(xué)生形成標(biāo)準(zhǔn)化意識(shí)、提高工程認(rèn)識(shí)和綜合素質(zhì)有重要作用,同時(shí)也是對(duì)學(xué)生進(jìn)行職業(yè)啟蒙教育的學(xué)科平臺(tái)。
隨著高等職業(yè)教育的發(fā)展,中職校學(xué)生在升學(xué)、就業(yè)方面有了多層次的選擇和發(fā)展空間,中職學(xué)生畢業(yè)后繼續(xù)升學(xué)的占比越來越高,本校近兩年升學(xué)考試報(bào)考率甚至達(dá)到95%以上。機(jī)械制圖作為福建省中等職業(yè)學(xué)校學(xué)業(yè)水平考試(以下簡稱:學(xué)考)制造類的技能測試科目(分值占比200/750),課程的技能實(shí)踐教學(xué)成為重中之重。中職生面臨就業(yè)需求,因此,機(jī)械制圖作為工科類技能基礎(chǔ),其課程教育應(yīng)以市場人才需求為導(dǎo)向,以提高學(xué)生運(yùn)用機(jī)械制圖的知識(shí)和技能解決生產(chǎn)實(shí)際問題等職業(yè)素質(zhì)能力為目標(biāo),為今后升學(xué)和就業(yè)打下堅(jiān)實(shí)的專業(yè)知識(shí)和職業(yè)技能基礎(chǔ)。
為了使機(jī)械制圖課程中職階段的教學(xué)在適應(yīng)技能學(xué)考知識(shí)與技能要求的同時(shí),契合新時(shí)代智能制造產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo),我校致力于以職業(yè)能力為導(dǎo)向,進(jìn)行機(jī)械制圖課程教學(xué)改革探索。本文結(jié)合多年的企業(yè)工作和教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),談?wù)剻C(jī)械制圖教學(xué)改革過程中職業(yè)能力的培養(yǎng)策略。
傳統(tǒng)的機(jī)械制圖教學(xué)觀念認(rèn)為機(jī)械制圖是一門工程語言,以傳遞產(chǎn)品信息為主,教學(xué)中主要培養(yǎng)學(xué)生讀圖、繪圖能力,重理論和標(biāo)準(zhǔn),輕設(shè)計(jì)和實(shí)踐。但是,中職學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)薄弱,空間想象力和邏輯思維能力不足,難以理解傳統(tǒng)機(jī)械制圖理論知識(shí)和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,同時(shí)受新興信息技術(shù)和人工智能影響,學(xué)生對(duì)手工繪圖興趣不大,學(xué)習(xí)主動(dòng)性差,教學(xué)效果并不理想。
隨著工業(yè)4.0的迅猛發(fā)展和中國制造2025的部署,機(jī)械制造業(yè)向智能化深入。目前的工業(yè)生產(chǎn)方式大部分采用以計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、制造的一體化CIMS(計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng))模式,新的生產(chǎn)技術(shù)與生產(chǎn)方式的出現(xiàn),對(duì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和企業(yè)人才需求產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響,因此生產(chǎn)工作實(shí)際中更看重機(jī)械制造類職業(yè)人才的產(chǎn)品設(shè)計(jì)能力。
從學(xué)生認(rèn)知水平出發(fā),結(jié)合學(xué)考能力點(diǎn)要求及現(xiàn)代企業(yè)人才需求,以職業(yè)能力為導(dǎo)向,中職機(jī)械制圖的教學(xué)觀念應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)閺?D建模出發(fā),為產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、加工和檢驗(yàn)服務(wù),使機(jī)械制圖在傳遞工程信息、了解工程設(shè)計(jì)方法、啟迪工程設(shè)計(jì)思維、交流設(shè)計(jì)思想中起到積極作用。因此,機(jī)械制圖課程的教學(xué)目標(biāo)也應(yīng)由教會(huì)學(xué)生畫圖、讀圖,轉(zhuǎn)變?yōu)閷⒙殬I(yè)能力教育有效融入課程教學(xué)中:培養(yǎng)規(guī)范、細(xì)致、準(zhǔn)確的職業(yè)基本意識(shí);培養(yǎng)較強(qiáng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)表達(dá)能力;建立產(chǎn)品設(shè)計(jì)加工檢驗(yàn)的工程思維;養(yǎng)成符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求的嚴(yán)密邏輯思維;獲得設(shè)計(jì)制造行業(yè)的認(rèn)知等。為應(yīng)對(duì)人才需求的變化,中職學(xué)校應(yīng)以增強(qiáng)學(xué)生的以上職業(yè)能力為主要教學(xué)目標(biāo),形成新的教學(xué)內(nèi)容體系和教學(xué)模式,提高學(xué)考教學(xué)效果。
職業(yè)院校制造類專業(yè)的通用專業(yè)理論與實(shí)踐核心課程一般包括機(jī)械制圖、 計(jì)算機(jī)繪圖(AutoCAD)及計(jì)算機(jī)三維建模技術(shù)(Pro/E、SolidWorks、UG)等,這些課程以機(jī)械制圖為理論和技能基礎(chǔ),形成相關(guān)課程群。近年來,由于機(jī)械制圖技能學(xué)考的需要,中職校通常做法是提高該科目標(biāo)課時(shí)比重而削減課程群中其他相關(guān)專業(yè)課程的課時(shí)。以某校制造類專業(yè)為例,機(jī)械制圖課程在一年級(jí)上下兩個(gè)學(xué)期和三年級(jí)上學(xué)期每周各6課時(shí),總計(jì)360課時(shí);CAD繪圖在二年級(jí)上學(xué)期開設(shè),每周2課時(shí),計(jì)40課時(shí),SolidWorks 3D建模在二年級(jí)下學(xué)期開設(shè),每周3課時(shí),計(jì)60課時(shí)。上述的課程計(jì)劃占用課時(shí)多,時(shí)間跨度大,使學(xué)生對(duì)機(jī)械制圖產(chǎn)生學(xué)習(xí)疲勞,且人為地阻斷了專業(yè)知識(shí)間的內(nèi)在聯(lián)系,與其他學(xué)科、專業(yè)技能彼此獨(dú)立缺乏融合,學(xué)生不能掌握專業(yè)技能和理論知識(shí)間的相互關(guān)系,綜合應(yīng)用能力難以得到有效鍛煉。同時(shí),機(jī)械制圖的教學(xué)內(nèi)容普遍側(cè)重學(xué)考知識(shí)點(diǎn)和題型,通過大量的投影理論、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定和學(xué)考題型的反復(fù)練習(xí),訓(xùn)練學(xué)生的邏輯思維能力、空間想象能力,以達(dá)到熟練讀圖和繪圖的目標(biāo),強(qiáng)化學(xué)考技能技巧。這樣的教學(xué)方式,尤其是長期的手工繪圖訓(xùn)練,比較枯燥乏味,學(xué)生對(duì)理論知識(shí)點(diǎn)難以理解,對(duì)手工繪圖缺乏興趣和耐心,教學(xué)質(zhì)量很難得到本質(zhì)上的提高。
為適應(yīng)智能制造背景下技術(shù)型人才的需求,本課程以提高學(xué)生的職業(yè)能力為目標(biāo),將技能學(xué)考知識(shí)點(diǎn)、能力點(diǎn)的綜合應(yīng)用作為依據(jù),將傳統(tǒng)的機(jī)械制圖教學(xué)與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和智能制造技術(shù)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合,根據(jù)專業(yè)特點(diǎn)選用實(shí)際工作任務(wù)的模式組織教學(xué),逐步培養(yǎng)職業(yè)能力。在教學(xué)內(nèi)容的選擇上,以機(jī)械制圖為主體,涵蓋相關(guān)課程的重要知識(shí)點(diǎn)和技能要求,對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行取舍整合。
制造類專業(yè)中,將機(jī)械制圖、AutoCAD計(jì)算機(jī)繪圖和計(jì)算機(jī)3D建模等三門以上的課程進(jìn)行融合,優(yōu)化整合為綜合化的核心課程體系——機(jī)械制圖技術(shù),在二年級(jí)至三年級(jí)上學(xué)期連續(xù)開設(shè)3個(gè)學(xué)期,每周6課時(shí),每個(gè)學(xué)期安排1周制圖實(shí)訓(xùn),將學(xué)考知識(shí)點(diǎn)、傳統(tǒng)手工制圖與計(jì)算機(jī)二維繪圖、三維建模同時(shí)結(jié)合起來,對(duì)學(xué)生進(jìn)行制圖知識(shí)與技能的三重訓(xùn)練。任課老師根據(jù)課程進(jìn)度,靈活安排理論講解、手工繪圖、上機(jī)繪圖的課時(shí),從學(xué)習(xí)各種基本體、組合體的投影到各類標(biāo)準(zhǔn)件、常用零件、裝配體的圖樣表示,始終將制圖相關(guān)理論知識(shí)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定、尺規(guī)繪圖與計(jì)算機(jī)繪圖的基本技能訓(xùn)練貫穿在一起,由學(xué)生實(shí)際建模、觀察,將抽象理論、圖樣利用計(jì)算機(jī)三維模型、工程項(xiàng)目實(shí)物聯(lián)系起來,利于培養(yǎng)學(xué)生空間想象力,同時(shí)通過多門課程的訓(xùn)練,提高學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)理論和制圖標(biāo)準(zhǔn)的興趣。通過優(yōu)化調(diào)整的機(jī)械制圖課程體系,構(gòu)建適合智能制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求的人才培養(yǎng)模式,能夠全面提升學(xué)生的職業(yè)核心競爭力,同時(shí)充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)信息技術(shù)優(yōu)勢,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效率,保障學(xué)考教學(xué)效果。
國內(nèi)常用的職業(yè)教育教學(xué)模式——模塊化教學(xué),主要是以培養(yǎng)學(xué)生的各項(xiàng)能力為依據(jù),有針對(duì)性地將教材相關(guān)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行簡化重新組合。以職業(yè)能力為導(dǎo)向,以技能學(xué)考為驅(qū)動(dòng),對(duì)標(biāo)上述教學(xué)目標(biāo),在模塊化教學(xué)過程中將機(jī)械制圖課程體系分為一般職業(yè)能力、專業(yè)能力、職業(yè)綜合能力三大模塊,把課程內(nèi)容知識(shí)點(diǎn)和學(xué)考考點(diǎn)對(duì)應(yīng)到不同的模塊(圖1)。
圖1 機(jī)械制圖課程體系職業(yè)能力模塊化
項(xiàng)目導(dǎo)向式教學(xué),是以項(xiàng)目任務(wù)作為總導(dǎo)向,將知識(shí)融入到項(xiàng)目任務(wù)當(dāng)中,在項(xiàng)目任務(wù)的實(shí)施中講解相關(guān)的知識(shí)點(diǎn),在做中學(xué),在學(xué)中做。職業(yè)院校制造類專業(yè)的機(jī)械制圖課程一般選用項(xiàng)目式教學(xué)教材,但是,機(jī)械制圖相關(guān)課程在不同的專業(yè)班級(jí)采用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)教材或者校本教材,同步授課和實(shí)訓(xùn),教學(xué)中選用的例題、模型、項(xiàng)目任務(wù)標(biāo)準(zhǔn)化也存在不足。例如,在測繪環(huán)節(jié)中,所有專業(yè)均采用減速器進(jìn)行拆裝測繪,這導(dǎo)致學(xué)生不能將制圖相關(guān)課程與本專業(yè)、行業(yè)關(guān)聯(lián)起來,對(duì)項(xiàng)目任務(wù)感到陌生,難以實(shí)現(xiàn)教學(xué)相長。
模塊化項(xiàng)目導(dǎo)向式教學(xué),是將以上二者結(jié)合起來,根據(jù)不同的專業(yè),選取若干實(shí)際典型工作案例和相關(guān)機(jī)械部件等作為教學(xué)模塊的項(xiàng)目任務(wù)內(nèi)容,結(jié)合知識(shí)技能要求,依據(jù)制圖技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn),緊扣學(xué)考考點(diǎn)要求,形成活頁式教材,將任務(wù)分模塊對(duì)標(biāo)相應(yīng)的職業(yè)能力進(jìn)行教學(xué),這樣能使不同專業(yè)的學(xué)生有針對(duì)性的學(xué)習(xí)和練習(xí),學(xué)之有物,專業(yè)技能課與專業(yè)基礎(chǔ)課的教與學(xué)互相促進(jìn),互相完善,同時(shí),有效應(yīng)對(duì)不同核心方向的專業(yè)知識(shí)和崗位人才的核心技能進(jìn)行培養(yǎng)。
以筆者所在的工業(yè)機(jī)器人專業(yè)為例,綜合職業(yè)能力與學(xué)考技能要求,進(jìn)行機(jī)械制圖的模塊化項(xiàng)目導(dǎo)向式教學(xué)。筆者將機(jī)械制圖理論知識(shí)、CAD計(jì)算機(jī)繪圖、SolidWorks 3D建模與工業(yè)機(jī)器人機(jī)械本體等應(yīng)用性較強(qiáng)的若干實(shí)例有機(jī)結(jié)合起來,設(shè)計(jì)多個(gè)教學(xué)任務(wù)模塊,形成活頁式教材,以提升相應(yīng)職業(yè)能力為目標(biāo),將學(xué)考相關(guān)聯(lián)的知識(shí)、專業(yè)技能需求進(jìn)行合并,在任務(wù)實(shí)施過程中創(chuàng)設(shè)工作情境,采取理實(shí)一體化分模塊教學(xué)。其中項(xiàng)目任務(wù)之一——機(jī)器人涂膠工具設(shè)計(jì)與裝配,學(xué)時(shí)60課時(shí),選用機(jī)器人涂膠工具裝配體,如圖2,由支架1件、套管1件、涂膠筆1件、螺栓4件裝配而成,安裝于機(jī)器人第六軸法蘭盤上,該任務(wù)對(duì)象是工業(yè)機(jī)器人專業(yè)的學(xué)生在機(jī)器人編程與操作課程實(shí)訓(xùn)中常用的實(shí)物。
圖2 工業(yè)機(jī)器人專業(yè)機(jī)械制圖課程模塊化項(xiàng)目任務(wù)實(shí)例
在每個(gè)任務(wù)模塊的教學(xué)過程中,根據(jù)進(jìn)度和需要,穿插理論知識(shí)點(diǎn)、國家標(biāo)準(zhǔn)、尺規(guī)繪圖方法、軟件的操作應(yīng)用等的教學(xué)。
傳統(tǒng)的機(jī)械制圖課程以教師講授、指導(dǎo),學(xué)生聽課、練習(xí)為主要教學(xué)方法,這樣的教學(xué)方式忽視了學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)習(xí)慣的養(yǎng)成,教學(xué)效果難以有效突破,且阻礙學(xué)生職業(yè)素質(zhì)的培養(yǎng)。以職業(yè)能力為導(dǎo)向而優(yōu)化整合的機(jī)械制圖課程體系是一門實(shí)踐性非常強(qiáng)的課程,本課程的教學(xué)要求制圖任課教師有跨學(xué)科融合的教育理念,熟練掌握多學(xué)科專業(yè)知識(shí),具備基本的工程設(shè)計(jì)思維和熟練的軟件運(yùn)用的能力,同時(shí)具備較豐富的企業(yè)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和較強(qiáng)的施教能力、課堂掌控能力和應(yīng)變能力,需要不斷創(chuàng)新教學(xué)實(shí)施策略。基于職業(yè)能力培養(yǎng),機(jī)械制圖課程體系教學(xué)實(shí)踐中可采用的幾種教學(xué)實(shí)施策略:
表1 工業(yè)機(jī)器人專業(yè)機(jī)械制圖課程模塊化項(xiàng)目設(shè)計(jì)
產(chǎn)教融合是中職學(xué)校的普遍辦學(xué)模式,一般做法是依靠和吸收企業(yè)技術(shù)骨干、專家參與培養(yǎng)目標(biāo)的研討、教學(xué)計(jì)劃的制定,教師通過企業(yè)實(shí)踐挖掘引入工作任務(wù)項(xiàng)目并轉(zhuǎn)化教學(xué)內(nèi)容。但是,產(chǎn)教融合教學(xué)一般局限于各專業(yè)的核心實(shí)踐課程體系,機(jī)械制圖作為專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和技能課程體系,往往以本校專職教師在校內(nèi)課堂講授為主,企業(yè)方面的融合不夠深入,學(xué)生在日常學(xué)習(xí)實(shí)訓(xùn)過程中對(duì)機(jī)械制圖在生產(chǎn)實(shí)際當(dāng)中的應(yīng)用認(rèn)知不夠,職業(yè)能力培養(yǎng)參與度不足,因此,機(jī)械制圖的日常教學(xué)中引入崗位式情境教學(xué)法非常必要。
崗位式情境教學(xué)法是結(jié)合行業(yè)規(guī)范和企業(yè)崗位要求,在相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容上設(shè)計(jì)崗位式教學(xué)環(huán)節(jié),包括典型工作任務(wù)分析、任務(wù)過程實(shí)施和崗位情境的教學(xué)化設(shè)計(jì)處理。以尺寸標(biāo)注教學(xué)環(huán)節(jié)為例,根據(jù)專業(yè)特點(diǎn),選擇典型實(shí)際生產(chǎn)項(xiàng)目中的任務(wù),由學(xué)生根據(jù)興趣分組,成立“設(shè)計(jì)部”“生產(chǎn)部”“檢驗(yàn)部”等,設(shè)立機(jī)械設(shè)計(jì)工程師、生產(chǎn)部組長,檢驗(yàn)工程師等崗位,進(jìn)行工作情景模擬。所有同學(xué)利用尺規(guī)和計(jì)算機(jī)繪制任務(wù)要求的零件圖后,由“設(shè)計(jì)部”標(biāo)注尺寸及公差,“生產(chǎn)部”根據(jù)零件圖進(jìn)行3D建模,“檢驗(yàn)部”查表、對(duì)圖紙及3D模型進(jìn)行校核檢驗(yàn)。由此學(xué)生學(xué)會(huì)理解零件合格的條件和公差的相關(guān)理論,能夠深刻體會(huì)尺寸標(biāo)注要求“完整、正確、清晰”的重要性,同時(shí)了解相關(guān)企業(yè)組織結(jié)構(gòu)和真實(shí)運(yùn)營流程,認(rèn)識(shí)到機(jī)械制圖在設(shè)計(jì)、加工、檢驗(yàn)等不同崗位的工作內(nèi)容和職責(zé)。學(xué)生既掌握了相關(guān)知識(shí)理論和技能,鍛煉了工程思維和人際交往能力,也由此體驗(yàn)到工匠精神的養(yǎng)成過程,對(duì)未來相關(guān)職業(yè)加深了解。
隨著升學(xué)趨勢明顯,職業(yè)能力教育已經(jīng)不能局限于某個(gè)產(chǎn)業(yè)或者核心技能學(xué)習(xí),應(yīng)該將職業(yè)活動(dòng)融入到日常教學(xué)課堂中。創(chuàng)客式課堂是以現(xiàn)代信息技術(shù)為主要工具,融合STEM等多學(xué)科、跨學(xué)科知識(shí),通過創(chuàng)客項(xiàng)目標(biāo)創(chuàng)意、設(shè)計(jì)和實(shí)施的一種綜合實(shí)訓(xùn)教學(xué)形式,將創(chuàng)客式課堂引入到機(jī)械制圖的教學(xué)活動(dòng)中,能夠增強(qiáng)中職學(xué)生對(duì)制造類職業(yè)認(rèn)同感,提升職業(yè)能力。
該模式以“創(chuàng)意設(shè)計(jì)—工程生產(chǎn)—產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)”為流程,引入制造類企業(yè)生產(chǎn)流程,構(gòu)建“創(chuàng)客式”實(shí)訓(xùn)課程教學(xué),引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)基本專業(yè)知識(shí)和技能的基礎(chǔ)上,以市場化的產(chǎn)品生產(chǎn)為導(dǎo)向,延伸學(xué)習(xí)時(shí)空,將“設(shè)計(jì)創(chuàng)新”“工程技術(shù)”和“產(chǎn)業(yè)意識(shí)”等內(nèi)容融合在實(shí)訓(xùn)學(xué)習(xí)項(xiàng)目中。以第一學(xué)期的機(jī)械制圖實(shí)訓(xùn)周為例,結(jié)合時(shí)政熱點(diǎn),實(shí)訓(xùn)任務(wù)為“冰蹲蹲創(chuàng)客設(shè)計(jì)”,要求學(xué)生利用尺規(guī)和CAD設(shè)計(jì)繪制不同形態(tài)的冬奧吉祥物冰墩墩,并利用SolidWorks進(jìn)行三維建模。學(xué)生對(duì)這樣的作業(yè)任務(wù)非常感興趣,在繪圖過程中,能夠形成競爭氛圍,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)主動(dòng)性。以創(chuàng)意設(shè)計(jì)、工程實(shí)現(xiàn)為教學(xué)實(shí)施過程,在基于創(chuàng)客式項(xiàng)目教學(xué)實(shí)施過程中,構(gòu)建學(xué)生個(gè)人職業(yè)能力。
在機(jī)械制圖課程體系三個(gè)學(xué)期的教學(xué)過程中,各階段通過若干不同的項(xiàng)目任務(wù),對(duì)機(jī)械制圖、CAD、SolidWorks等整合成的課程體系知識(shí)、技能通過多樣化的教學(xué)實(shí)施方式不斷加深學(xué)習(xí)和訓(xùn)練,鍛煉了學(xué)生的職業(yè)能力素養(yǎng)。同時(shí),CAD、Solidworks計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)教學(xué)的融合,有助于機(jī)械制圖相關(guān)理論、技能的直觀學(xué)習(xí),啟發(fā)手工尺規(guī)繪圖技巧,使學(xué)生更好地掌握制圖知識(shí)點(diǎn)和能力要求,達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果。
本校機(jī)械制圖教學(xué)改革根據(jù)智能制造產(chǎn)業(yè)對(duì)機(jī)械制造人才素養(yǎng)的需求和福建省中職技能學(xué)考的技能要求,逐漸轉(zhuǎn)變教學(xué)理念,樹立以職業(yè)能力和素質(zhì)為導(dǎo)向的課程觀。根據(jù)專業(yè)行業(yè)區(qū)別,有針對(duì)性地調(diào)整教學(xué)內(nèi)容,形成合理有效的課程體系,通過模塊化項(xiàng)目導(dǎo)向教學(xué)模式融合,培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析和解決實(shí)際問題的能力,鍛煉學(xué)生職業(yè)能力,同時(shí)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)機(jī)械制圖的熱情,調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和自主性,有效全面提高機(jī)械制圖課程技能學(xué)考教學(xué)效果。