創新能力培養下機械加工設備淺析
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摘要：為滿足機械制造企業在中國制造2025不斷推進和機械智能制造應用日益廣泛背景下的人才需求，以安徽某職業學院機械加工設備課程教學為例，探索將創新能力培養融入到教學全過程，以機械加工設備的結構、工作原理、工藝范圍、操作等作為教學主線，進行課程內容、教學方法、考核方式等的優化和改進，以啟迪學生的創新思維，激發學生的創新熱情，培養學生的創新能力。
關鍵詞：高職院校；創新能力培養；機械加工設備；教學改革
1機械加工設備課程教學改革的意義
《中國制造2025》提出堅持“創新驅動、質量為先、綠色發展、結構優化、人才為本”的基本方 針；十九屆五中全會也指出，要堅持創新在我國現代化建設全局中的核心地位，深入實施科教興國戰 [1] 略、人才強國戰略、創新驅動發展戰略，提升企業技術創新能力，激發人才創新活力 。隨著機械智能 制造應用的日益廣泛，企業對機械制造及自動化專業畢業生有了更高的要求，不僅需要學生熟練掌握 各種常見機械加工設備的工藝范圍、結構、選用與操作，還要求學生具有不斷學習使用新設備、新加 工工藝的專業能力和創新能力。高職院校只有不斷推進對傳統專業課程教學的優化和改革，在教學中 融入對學生創新思維的啟迪，注重學生創新能力的激發，才能切實提升教學效果，更好地適應智能化 時代產業的發展需求。
2機械加工設備課程教學存在的問題
2.1課程內容偏重理論，不利于學生對學習內容的深度卷入
機械加工設備作為 一門專業必修課，傳統課程內容中設置的理論內容較多、實踐 內容偏少，而該門課程是一門實踐性很強的課程，實踐內容的缺乏將會造成學生對所學知識的代入感 和體驗性嚴重不足，學習的卷入度不夠，無法有效地對所學知識進行反思并進一步在實踐中進行運用 檢驗，從而制約了學習效果和創新精神的培養。
2.2教學方法單一，不利于激發學生實踐創新的積極性
該門課的教學過程主要采用教師講授、學生被動學習的方式，教師依然是課程教學的主體，師生互動交流不多，學生由于缺乏課堂學習的主體性意識導致學習積極性相對不高，參與度不夠。同時課程教學的方法也較為單一，多采用PPT形式的靜態多媒體教學，教學內容的動態展示不足，實踐性教學與任務性教學等形式缺乏，教學吸引力不足，學生無法很好地掌握所學知識的要領。
2.3考核方式單一，缺乏對學生創新能力的考察
傳統課程考核一般采用期末考試與平時成績相結合的方式，這種方式固然有助于學生對所學內容的識記，但如何將識記的內容內化為學生固有的知識背景，并在此背景下靈活運用所學內容滿足不同工作任務需求的能力并未得到有效考察，從而難以全面掌握并合理評估學生運用所學知識從事創新任[2]務的能力。因此，在機械加工設備課程的具體教學改革過程中，以創新能力培養為目的強化本門課程的建設，在整個教學過程中滲透式地融入對學生的創新教育。針對高職院校機械制造專業學生學習基礎相對較弱、學習興趣相對較低的現狀，充分發揮案例教學、任務教學、線上線下混合模式等教學方法的長處，做到理實一體化的有機結合，同時加強學生理論知識學習能力、實踐操作能力、創新能力的教育，從而培養出理論知識扎實、實踐操作能力強、具有一定創新能力和能夠解決實際生產問題的應用型技能人才。
3機械加工設備課程教學改革的基本路徑
3.1調整優化相關課程內容
按照學校的人才培養方案，機械加工設備課程4學分，共68學時，其中理論52學時，實踐16學時。內容主要包括傳統的金屬切削機床，如車床、銑床、齒輪加工機床、磨床等的主要結構與操作；還包括多種特種加工設備，如電火花加工設備、超聲加工設備、激光加工等設備的基礎知識。但由于機械產品更新較快，課本內容較少涉及到比較新的加工設備和工藝。因此在具體的教學實踐中，機械加工設備課程除了為學生建立設備基本結構和基礎操作的知識框架外，重點以企業的需求為導向，對課程內容進行整合、優化，如結合學生課程中金工實習的具體安排，壓縮第2章車床、第3章銑床的實踐課時分配，以避免實訓內容重復。為使學生能緊跟行業發展，實際體驗感知最新的加工設備和工藝，本課程安排一周的企業實訓，促使學生融入企業的生產環節，學習機械加工設備的結構以及操作，同時了解企業中應用的新機型、新設備，力爭將創新創業能力培養滲透到教學過程中。如在某企業中，學生參觀了三坐標測量儀，并學習了其結構、工藝范圍以及如何進行測量等。本課程的具體內容、采用的授課方式以及學時安排如表1所示。
3.2采用基于理實一體化的線上線下混合式教學方法
3.2.1優化理實一體化教學方法。在理實一體化教學方法中，用實踐促進教學，并且讓學生講解匯報帶動教學的教學模式。實踐促進教學，是指在章節理論知識結束后讓學生實際動手拆裝機床設備如主軸箱、操作機床，提高學生的學習興趣，從而將理論與實踐相結合，實現做中學、學中思，通過實踐[3]教學逐步培養學生敏銳發現問題、積極解決問題以及創新思維的能力。學生講解匯報，是指引導學生通過校企合作平臺實地考察新的設備工藝，同時通過上網查閱資料文獻，充分了解機械行業加工設備的新動向及新發展趨勢，以小組為單位形成報告或是PPT，并推選小組成員講解相關內容，使學生在準[4]備報告和講解內容的過程中更好地把握行業最新情況和需求，切實提高學生的學習積極性。同時，本課程在理實一體化教學方法的基礎上融入任務化教學方式，以提高學生的動手實踐能力和解決新問題的創新能力，即當設備基本原理講解完成后，設計相關任務讓每組學生完成，每組學生[5]任務不同，以防止抄襲。如講授課程第7章特種加工中3D打印技術的相關內容時，先講授3D打印技術的理論知識，然后要求每組學生自己設計零件結構，在課下用三維軟件建模并導出，在實踐課程中將建模文件導入到3D打印設備中進行切片處理并進行3D打印加工。通過任務教學法既能夠有效激發學生學習知識的積極主動性，也便于將學生創新能力的培養滲入到日常教學過程中。3.2.2線上線下教學相結合。在理實一體化線下教學的基礎上，充分利用線上教學獲取資源廣泛、復習方便、可上傳文檔、視頻等特點，采用職教云平臺構建線上線下混合式教學體系。課前將本節課的重難點發布到平臺，將機床的拆裝視頻、操作加工零件視頻上傳到平臺，供學生課前預習、課后復習。線下教學中采用零件表面獲取方法-機床的工藝范圍-工作原理-整體結構-零部件結構-機床操作、調整-維護保養任務驅動式的分層次教學，分別講解實物圖、結構圖、拆裝視頻、操作視頻，逐一對比，使學生由淺及深、由靜態到動態的學習。使學生對所學知識點掌握得更加牢固，將理論與實踐相結合，切實提升學生實際分析問題并運用所學知識靈活解決問題的能力。每節理論內容結束后，增設實踐內容，包括學生動手拆裝、操作機床加工典型零件等，使學生將理論與實踐相結合，深入理解機床的結構和操作規范。課程結束后發布問卷：本章節的重難點是什么，該機床的加工工藝范圍和操作要點是什么，本章節你覺得最難的問題是什么，加工過程中遇到了什么問題、是否解決、問題出在哪里，希望教師重點復習哪一部分內容等。通過在線發布問卷，教師能更好地掌握學生的學習情況，也使學生更加清楚本章節的教學重點和難點，學會分析總結實踐中出現的問題并促進學生切實開動腦筋予以解決，從而培養學生善于動手、善于思考、善于總結、善于創新的能力。
3.3調整課程考核方式
傳統的課程考核方式包括課堂考勤、平時作業、課堂表現、期末試卷成績，只能對學生理論知識的掌握進行片面地考察，缺乏對實踐環節的考核，也缺乏對學生創造性地運用所學知識解決問題能力[6]的考核。本課程為提高學生動手實踐的積極性，培養學生的創新能力和實踐能力，將創新設計環節納入課程考核，通過創新設計環節促使學生對所學知識進行內化、整合，從而有效提高了學生的創新意識和創新能力。同時，采用過程性考核方式，將傳統的以知識識記為主的單一性考核轉變為對學生知識掌握及創新運用的綜合能力考核，切實增強了課程教學效果。其考核標準如下。期末試卷考核：考核內容包括填空、選擇、簡答、分析計算等常規題型，采用閉卷考試，考核分值30分。通過期末試卷考試能較好地掌握學生理論知識學習情況，通過教務系統中的學生成績單能清楚地了解學生成績分布圖及學生對各知識點的學習情況。課堂考勤考核：包括課前線上平臺考勤、課中隨機抽取學生回答問題等形式，考核分值5分。疫情期間，課堂考勤更加重要，通過課堂考勤加強對課程的重視，并能掌握學生的動態。線上學習考核：包括學生對線上教學視頻的觀看、線上作業與測試，考核分值10分。使學生能更好地預習課程內容，在課堂中更容易接受新知識，帶著問題去學習，培養解決問題的能力。學生講解部分考核：學生根據給定的主題查閱文獻、網站，向企業了解相關設備的新機型、新發展以及新趨勢，如：車床，現在企業中用的新型車床的型號、結構、工藝范圍、加工精度、以后的發展趨勢等。考核分值20分。鍛煉學生查閱專業文獻并進行總結的能力，同時使學生能夠掌握行業的新發展、新動態。實踐環節考核：實訓課中學生動手拆裝機床、操作機床加工零件的精度，并綜合考慮在操作過程中學生發現問題、分析問題、解決問題的創新思維；最后一次實訓課進行隨堂實踐測試，給定零件讓學生動手加工，考核分值20分。通過該考核環節提高學生動手實踐能力，使學生能夠將學到的理論知識應用于實踐當中，更好地掌握機械加工設備專業知識，也有利于培養學生在實際生產中發現問題以及應用所學知識創造性解決問題的能力。創新設計考核：讓學生自己選定零件，設計加工方案，并分析加工方案能否滿足零件精度要求，或改進已學機械加工設備的結構以彌補不足，考核分值15分。創新設計使學生要在掌握該門課主要內容的基礎上，綜合考慮多種因素選擇機械加工設備設計加工方案，能夠發散學生的思維，進一步促進學生創新能力的培養。如開合螺母主要用于車床中連接絲杠將運動傳遞給溜板箱，學生根據生產批量大小、現有設備等情況設計開合螺母的加工方案。
4結語
本課程通過課程內容優化、教學方法改進、考核方式改革等方法打破傳統灌輸式的教學模式，在培養學生熟練掌握各類機械加工機床結構、工藝范圍等基礎知識及設備操作技能的基礎上，通過線上課程培養學生自主學習的能力，通過實踐環節、學生講解環節、創新設計環節，提高學生發現問題、分析問題、解決問題的能力以及創新設計的能力，同時也增強了學生專業信息搜集與分析、專業技能綜合與運用、專業內容總結與表達等多項能力，從而切實成長為產業發展所需要的創新型技能人才。
參考文獻：
[1]牢牢樹立人才是第一資源的理念加快人才賦能夯實郵政事業發展根基[N].中國郵政報,2020-12-08.
[2]王玉勤,徐兵,廖生溫,等.以創新實踐能力培養為導向的機械類專業教學模式改革與實踐[J].遼寧科技學院學報,2019,21(2):69-72.
[3]游震洲.“機械加工方法與設備”課程教學改革與實踐[J].機械職業教育,2013(4):40-41.
[4]曾安然,汪揚濤,曾安蓉,等.基于創新能力培養的《高分子加工設備》課程教學改革與實踐[J].高分子通報,2018(11):61-66.
[5]柳文清,謝朝明.創新驅動背景下“機械制圖”教學改革與實踐[J].梧州學院學報,2020,30(6):87-90.
[6]林鵬,胡東,王舒.應用型大學機械類專業創新創業實踐教學改革研究[J].教育教學論壇,2020(36):195-196.
[7]蔣俊香,沈建.基于項目的機械制造技術基礎課程教學新模式探索與實踐[J].吉林農業科技學院學報,2020,29(3):121-124.
作者:孟文靜 劉沐潔 李曉光 單位:安徽糧食工程職業學院機電工程系
