高职院校机械基础教学改革与...以西安铁路职业技术学院为例_邹俊俊.pdf

轻工人才 2023 年 第 1 期 总第 214 期 造纸装备及材料214文章编号：2096-3092（2023）01-0214-04*基金项目：2022 年度陕西省职业技术教育学会项目“产业链需求为导向，创新能力提升为目标的机械基础教学改革与实践”（2022SZX497）作者简介：邹俊俊，男，硕士，讲师，研究方向为机械设计、材料成型。高职院校机械基础教学改革与实践 以西安铁路职业技术学院为例*邹俊俊西安铁路职业技术学院，陕西 西安 710026摘要：机械基础是机械和近机械类专业的专业基础课程，其教学内容中的知识点和技能点在装备制造业产业链条中均有涉及。装备制造业属于以技术含量和自主创新能力为核心的高端产业，较高的技能水平和创新能力是整个产业链对人才的核心需求。为对接企业的需求，课程团队基于学校行业特色和怀特海的循环学习理论提出了“双循环、五融合”教学模式。通过教学实践验证，该模式能够提升学生技能水平和创新能力。关键词：机械基础；教学改革；创新教育；循环学习理论分类号：TH-4；G712.0装备制造行业属于以技术含量和自主创新能力为核心的高端产业，较高的技能水平和创新能力是整个产业链对人才的核心需求。西安铁路职业技术学院的机械设计制造及其自动化专业对接企业需要，长期向行业培养输送从事交通装备制造行业中各型车辆、各类装备的运用与维护工作的人才。机械基础是该专业一门重要的专业基础课程，其主要的教学内容包括毛坯的选材和成型工艺；零部件的失效分析、机构和传动装置的设计等内容。课程的理论性强、实践性强、综合性强1。传统的教学模式存在以下不足：（1）课程教学与企业人才需求的匹配度不高，教学内容与岗位技能之间有机结合不够紧密；（2）课程教学重知识轻方法，对学生良好的学习习惯和科学的思维方式重视不足。（3）课程教学与创新教育结合得不够紧密，学生的参与度不高、学习兴趣不浓2。因此，探索适应企业岗位需求、注重创新能力培养的机械基础教学改革就显得尤为重要。目前已有多所学校针对机械基础教学中的痛点问题开展了研究和实践。例如，李养良3等人提出的学科竞赛和课程融合的教学模式，芮晓光4等人提出的“实际案例教学法”等模式都在课程的教学改革上进行了积极有益的探索。1 机械基础教学模式的构建根据怀特海提出的教育节奏理论，教育学习可以划分为三个阶段：浪漫阶段精确阶段综合阶段5。在浪漫阶段，也即学习的开始，要鼓励学生自由探究，激发学习兴趣；精确阶段则需要对发散的思维进行收敛，并通过训练逐步接受科学原理和思维方法；综合阶段则通过思维的碰撞产生新的见解和领悟，从而开启下一步的学习循环。因此，无论进行何种教学改革都要尊重学生的学习成长规律。根据学情分析，结合行业特色和学校的实际情况，课程团队进行了以下改革：（1）紧扣学生岗位技能需求，以交通装备制造业典型装备为载体，重构课程内容，实现“岗课赛证创”融通培养，提升学生综合能力；（2）改革教学方法和手段，以强基础、重能力、融创新为理念，构建“自主学习循环+六步教学循环”的双循环理虚实一体化教学模式；（3）建立多元化的学习评价机制和规范的教学质量评价机制，以实现提升人才综合素质的整体目标；（4）以铸匠心、担重任、创新绩为思政主线，深度融入课程教学。通过以上举措，力求提升人才的培养质量。具体的做法如图 1 所示。2 重构机械基础教学内容传统的机械基础课程的教学内容大体上是金属工艺学、静力学、材料力学、机械原理等四个主要学科的综合，呈现积木式的块堆积框架，各个部分内容之间的联系不紧密，且实际上单独一个学科的内容也不足以解决工作中的实际任务，比如进行零部件的设计造纸装备及材料 第 52 卷 总第 214 期 2023 年 1 月 轻工人才215往往需要知道零件的材料和尺寸，同时考虑运动的影响，因此传统的学科式的内容必须根据岗位工作实际和学习者的情况进行重构。通过深入企业调研，课程团队以交通装备制造行业典型设备的运用维护方法和工作原理为主线，坚持“六个对接、五个融通”。即课程与岗位对接、教材与能力对接、教学过程与生产实际对接、专业教师与行业精英对接、行为习惯与职业素质对接、毕业证书与资格证书对接；课岗融通、课赛融通、课证融通、赛证融合、课创融通，以培养学生解决实际工程问题的能力和创新思维6。通过和企业专家共同开发，课程团队根据学生未来的四种典型工作岗位，将教学内容按照机械工程材料零件受力分析零件承载能力分析传动装置认知机械创新五个主要模块进行组织，内容涵盖本专业主要岗位的基础知识和基本技能。各模块中的任务均按照阶段性任务+挑战性任务，由易到难的顺序衔接，既能满足学生基本需要，也能提供进阶成长空间。把 TRIZ 创新设计方法、CAD 设计工具融入教学，把参赛内容融入课程设计实现课赛融通，如图 2 所示。这样既解决了参赛人才培养选拔、参赛项目培育问题，也促进了学生创新能力提升，带动了学生整体学习的氛围。3 构建双循环的教学模式在对接车辆钳工、随车机械师等岗位需求时，将教学内容重构为 5 大模块 7 类典型工作任务后，需要遵循学生学习的规律、职业发展的规律，循序渐进安排教学内容。通过开展混合式教学，首先参考实际岗位工作步骤设计教学任务，再借助课程团队的机械基础省级精品在线课程的学习平台，按照领任务查资料做任务练基础拓能力的结构安排。在各任务节点下设置任务工单发布任务内容；组织微课视频等学习资源说明工作要点；借助虚拟仿真和动画资源辅助学生进行实操；布置在线练习考核职业基础知识和资格证书内容；设置讨论和测验帮助学生拓展提升7。线下的教学中根据课程内容的特点，采取灵活的教学方式。例如，前四个模块内容主要为岗位工作任务，因此采用任务驱动法、情境学习法，探究性学习法等组织教学，学生扮演质检、工艺、装配等岗位上图 1“岗课赛证创”五融合的整体教学设计 轻工人才 2023 年 第 1 期 总第 214 期 造纸装备及材料216的不同角色完成任务。模块五机械创新则采取了案例式教学，以学校学生参加机械创新大赛案例引入教学，培育参赛项目，完成创新实战。按照怀特海提出的教育节奏理论，教学中既要有“自由”，也要有“纪律”，同时机械基础课程本来对学习者就有认真严谨、精益求精的学习要求，并且多数的交通装备制造类企业的企业文化中也包含了纪律严明、时间观念严格等内容，因此循环学习必须也要设定周期。借鉴艾宾浩斯的遗忘曲线，制定双循环学习模式如图 3 所示。图 3 双循环的教学模式（1）课前对接企业“日清周结月评”管理制度，按照“自主学习循环”流程开展。即课前 1 周发布课前任务，并通过平台和学习群督促学生按时间节点完成课前任务，实现学习输入。（2）课中按照“学习循环”理论，针对学习基础不同的学生构建“六步学习循环”。根据预习情况，首先对学生进行分层，针对基础层学生，依据其认知循环“感受行动思考”规律，设计“任务引入实验观察动手操作结果验证总结规律拓展提升”的流程进行教学，发布基础型任务单；对提升层学生按照其“思考行动感受”的认知循环规律，对其设计“任务引入探究原理动手操作结果验证总结规律拓展提升”的教学流程，发放提升型任务单，实现分层教学。通过直播或群内交流方式，学生发布任务结果，互赏互评，破重解难8。（3）课后教师通过平台发布限时拓展任务，并督促学生在规定时间内完成，实现“自主学习循环”的闭环，并在讨论区引导学生开展讨论，总结提升。4 建设理实一体、虚实结合的课程资源机械基础课程具有的理论性强、实践性强、综合图 2 重构教学内容思政教育显性与隐性结合主要教学内容能力培养逐层递进造纸装备及材料 第 52 卷 总第 214 期 2023 年 1 月 轻工人才217性强的“三强”特性，让知识一直处于看不见、摸不着、做不了的困局中。为此课程团队引入企业“三新”技术，通过校企合作共建力学虚拟仿真实验、货车转向架虚拟实操等系统，制作了盾构机、架桥机等机构的动画；自制机械创新设计大赛参赛项目视频；建设包含车辆钳工等职业资格证书考核题库；录制师生共创的“秦创原”产业孵化项目视频；解决了课程“看不见、想不到、做不了”的教学痛点，突破教学难点9。例如，在铰链四杆机构认知的内容学习中，教学团队以观察架桥机前支腿结构为案例引入，引导学生利用 CATIA 软件模拟架桥机前支腿运动过程，分析要完成任务所需掌握的知识点；利用乐高玩具拼装不同类型的铰链四杆机构，掌握如何判断不同的机构类型，并可以动手操作，直观观察影响机构类型的因素。最后，通过自主开发的教学小游戏巩固理论知识，突出教学重点，让理论推导生动、可视化，完全实现了自主学习和探究式学习。5 构建学习考核评价体系利用学习平台智慧职教等学习平台，实现教学全过程数据采集，既要重视学习的结果，也要重视学习的过程，正视学生个体差异，关注学生的成长。通过构件全过程综合评价，借助学生自评、互评、评教，教师评价等多元化评价指标，参考知识、技能、素养三个教学目标的达成度，进行综合性评价10，如图 4所示。6 结束语课程团队从交通装备制造行业人才需求出发，对接岗位需求，重构课程内容，将技能大赛、双创比赛技能点与评分标准融入课程教学，引入国铁集团职业技能等级证书要求，实现“岗课赛证创”融通培养。“双循环”模式真正以学生为中心，依据“学习循环”理论进行因材施教，培养学生科学的思维方法；结合企业管理制度，循环提升、不断强化，培养学生良好的学习习惯。通过在西安铁路职业技术学院中进行的教学实践，发现经过改革后学生的学习主动性、平均成绩、大赛的参与度、学生评教的满意度、职业技能资格证书考核的通过率等各项指标都有了明显的提升。参考文献1 马铮,龚福明.1+X证书制度下高职院校课程体系重构探析:以汽车检测与维修技术专业为例J.武汉交通职业学院学报,2019,21(4):51-57,68.2 娄海峰,杨金林,潘翔伟,等.基于项目驱动的数控技术“闭环”实践教学改革与实践J.浙江理工大学学报(社会科学版),2017,38(6):577-584.3 李养良,张德勤,满达虎,等.学科竞赛与机械设计基础课程教学融合的改革与实践:以九江学院为例J.南方农机,2022,53(16):171-174.4 芮晓光,刘鑫培,王传洋.工业设计专业机械基础课程教学改革理论与实践J.机械制造与自动化,2022,51(6):40-44,105.3 王宣.基于SolidWorks的机械基础课程教学资源库开发J.重庆科技学院学报(自然科学版),2017,19(4):100-103.5 李卓婧.中职学校机械基础课程改革D.天津:天津职业技术师范大学,2021.6 周颖.基于三教改革的机械基础课程建设探究J.造纸装备及材料,2022,51(9):241-243.7 程方启,周志春,汪建武.高职院校基层教学组织的构建研究:基于专业与课程的关系视角J.机械职业教育,2018(12):50-53,58.8 彭玮祯.中职专业类课程与工匠精神的融合研究D.长沙:湖南师范大学,2021.9 何国辉.中职学考背景下专业基础课程混合式教学模式探究:以福建省中职“机械基础”课程为例J.福建开放大学学报,2022(4):57-60.10 钟震坤.高职“机械基础”课程设计教学实践J.湖南工业职业技术学院学报,2022,22(4):84-86,102.图 4 构建学习考核评价体系