淺談智能制造背景下中職機械制圖職業(yè)能力的培養(yǎng)策略

蘇麗娟

（集美工業(yè)學校，福建 廈門 361022）

機械制圖是中高職院校工科類專業(yè)主要的專業(yè)知識基礎(chǔ)，也是重要的技能實踐學科。該課程理論、邏輯、實踐性強，對培養(yǎng)學生形成標準化意識、提高工程認識和綜合素質(zhì)有重要作用，同時也是對學生進行職業(yè)啟蒙教育的學科平臺。

隨著高等職業(yè)教育的發(fā)展，中職校學生在升學、就業(yè)方面有了多層次的選擇和發(fā)展空間，中職學生畢業(yè)后繼續(xù)升學的占比越來越高，本校近兩年升學考試報考率甚至達到95%以上。機械制圖作為福建省中等職業(yè)學校學業(yè)水平考試（以下簡稱：學考）制造類的技能測試科目（分值占比200/750），課程的技能實踐教學成為重中之重。中職生面臨就業(yè)需求，因此，機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，以提高學生運用機械制圖的知識和技能解決生產(chǎn)實際問題等職業(yè)素質(zhì)能力為目標，為今后升學和就業(yè)打下堅實的專業(yè)知識和職業(yè)技能基礎(chǔ)。

為了使機械制圖課程中職階段的教學在適應(yīng)技能學考知識與技能要求的同時，契合新時代智能制造產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)目標，我校致力于以職業(yè)能力為導(dǎo)向，進行機械制圖課程教學改革探索。本文結(jié)合多年的企業(yè)工作和教學實踐經(jīng)驗，談?wù)剻C械制圖教學改革過程中職業(yè)能力的培養(yǎng)策略。

1 智能制造背景下機械制圖教育觀念和教學目標變革

傳統(tǒng)的機械制圖教學觀念認為機械制圖是一門工程語言，以傳遞產(chǎn)品信息為主，教學中主要培養(yǎng)學生讀圖、繪圖能力，重理論和標準，輕設(shè)計和實踐。但是，中職學生專業(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)機械制圖理論知識和標準規(guī)定，同時受新興信息技術(shù)和人工智能影響，學生對手工繪圖興趣不大，學習主動性差，教學效果并不理想。

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算機輔助設(shè)計、制造的一體化CIMS（計算機集成制造系統(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)生了深遠影響，因此生產(chǎn)工作實際中更看重機械制造類職業(yè)人才的產(chǎn)品設(shè)計能力。

從學生認知水平出發(fā)，結(jié)合學考能力點要求及現(xiàn)代企業(yè)人才需求，以職業(yè)能力為導(dǎo)向，中職機械制圖的教學觀念應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)閺?D建模出發(fā)，為產(chǎn)品的設(shè)計、加工和檢驗服務(wù)，使機械制圖在傳遞工程信息、了解工程設(shè)計方法、啟迪工程設(shè)計思維、交流設(shè)計思想中起到積極作用。因此，機械制圖課程的教學目標也應(yīng)由教會學生畫圖、讀圖，轉(zhuǎn)變?yōu)閷⒙殬I(yè)能力教育有效融入課程教學中：培養(yǎng)規(guī)范、細致、準確的職業(yè)基本意識；培養(yǎng)較強的產(chǎn)品設(shè)計表達能力；建立產(chǎn)品設(shè)計加工檢驗的工程思維；養(yǎng)成符合技術(shù)標準要求的嚴密邏輯思維；獲得設(shè)計制造行業(yè)的認知等。為應(yīng)對人才需求的變化，中職學校應(yīng)以增強學生的以上職業(yè)能力為主要教學目標，形成新的教學內(nèi)容體系和教學模式，提高學考教學效果。

2 以職業(yè)能力為導(dǎo)向構(gòu)建機械制圖的課程體系

職業(yè)院校制造類專業(yè)的通用專業(yè)理論與實踐核心課程一般包括機械制圖、 計算機繪圖（AutoCAD）及計算機三維建模技術(shù)（Pro/E、SolidWorks、UG）等，這些課程以機械制圖為理論和技能基礎(chǔ)，形成相關(guān)課程群。近年來，由于機械制圖技能學考的需要，中職校通常做法是提高該科目標課時比重而削減課程群中其他相關(guān)專業(yè)課程的課時。以某校制造類專業(yè)為例，機械制圖課程在一年級上下兩個學期和三年級上學期每周各6課時，總計360課時；CAD繪圖在二年級上學期開設(shè)，每周2課時，計40課時，SolidWorks 3D建模在二年級下學期開設(shè)，每周3課時，計60課時。上述的課程計劃占用課時多，時間跨度大，使學生對機械制圖產(chǎn)生學習疲勞，且人為地阻斷了專業(yè)知識間的內(nèi)在聯(lián)系，與其他學科、專業(yè)技能彼此獨立缺乏融合，學生不能掌握專業(yè)技能和理論知識間的相互關(guān)系，綜合應(yīng)用能力難以得到有效鍛煉。同時，機械制圖的教學內(nèi)容普遍側(cè)重學考知識點和題型，通過大量的投影理論、標準規(guī)定和學考題型的反復(fù)練習，訓(xùn)練學生的邏輯思維能力、空間想象能力，以達到熟練讀圖和繪圖的目標，強化學考技能技巧。這樣的教學方式，尤其是長期的手工繪圖訓(xùn)練，比較枯燥乏味，學生對理論知識點難以理解，對手工繪圖缺乏興趣和耐心，教學質(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，本課程以提高學生的職業(yè)能力為目標，將技能學考知識點、能力點的綜合應(yīng)用作為依據(jù)，將傳統(tǒng)的機械制圖教學與計算機輔助設(shè)計和智能制造技術(shù)進行有機結(jié)合，根據(jù)專業(yè)特點選用實際工作任務(wù)的模式組織教學，逐步培養(yǎng)職業(yè)能力。在教學內(nèi)容的選擇上，以機械制圖為主體，涵蓋相關(guān)課程的重要知識點和技能要求，對教學內(nèi)容進行取舍整合。

制造類專業(yè)中，將機械制圖、AutoCAD計算機繪圖和計算機3D建模等三門以上的課程進行融合，優(yōu)化整合為綜合化的核心課程體系——機械制圖技術(shù)，在二年級至三年級上學期連續(xù)開設(shè)3個學期，每周6課時，每個學期安排1周制圖實訓(xùn)，將學考知識點、傳統(tǒng)手工制圖與計算機二維繪圖、三維建模同時結(jié)合起來，對學生進行制圖知識與技能的三重訓(xùn)練。任課老師根據(jù)課程進度，靈活安排理論講解、手工繪圖、上機繪圖的課時，從學習各種基本體、組合體的投影到各類標準件、常用零件、裝配體的圖樣表示，始終將制圖相關(guān)理論知識、標準規(guī)定、尺規(guī)繪圖與計算機繪圖的基本技能訓(xùn)練貫穿在一起，由學生實際建模、觀察，將抽象理論、圖樣利用計算機三維模型、工程項目實物聯(lián)系起來，利于培養(yǎng)學生空間想象力，同時通過多門課程的訓(xùn)練，提高學生對知識點理論和制圖標準的興趣。通過優(yōu)化調(diào)整的機械制圖課程體系，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，能夠全面提升學生的職業(yè)核心競爭力，同時充分發(fā)揮計算機信息技術(shù)優(yōu)勢，提高學生的學習興趣和學習效率，保障學考教學效果。

3 以職業(yè)能力為導(dǎo)向的機械制圖課程內(nèi)容的模塊化項目設(shè)計

國內(nèi)常用的職業(yè)教育教學模式——模塊化教學，主要是以培養(yǎng)學生的各項能力為依據(jù)，有針對性地將教材相關(guān)知識點進行簡化重新組合。以職業(yè)能力為導(dǎo)向，以技能學考為驅(qū)動，對標上述教學目標，在模塊化教學過程中將機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)容知識點和學考考點對應(yīng)到不同的模塊（圖1）。

圖1 機械制圖課程體系職業(yè)能力模塊化

項目導(dǎo)向式教學，是以項目任務(wù)作為總導(dǎo)向，將知識融入到項目任務(wù)當中，在項目任務(wù)的實施中講解相關(guān)的知識點，在做中學，在學中做。職業(yè)院校制造類專業(yè)的機械制圖課程一般選用項目式教學教材，但是，機械制圖相關(guān)課程在不同的專業(yè)班級采用統(tǒng)一標準教材或者校本教材，同步授課和實訓(xùn)，教學中選用的例題、模型、項目任務(wù)標準化也存在不足。例如，在測繪環(huán)節(jié)中，所有專業(yè)均采用減速器進行拆裝測繪，這導(dǎo)致學生不能將制圖相關(guān)課程與本專業(yè)、行業(yè)關(guān)聯(lián)起來，對項目任務(wù)感到陌生，難以實現(xiàn)教學相長。

模塊化項目導(dǎo)向式教學，是將以上二者結(jié)合起來，根據(jù)不同的專業(yè)，選取若干實際典型工作案例和相關(guān)機械部件等作為教學模塊的項目任務(wù)內(nèi)容，結(jié)合知識技能要求，依據(jù)制圖技術(shù)課程標準，緊扣學考考點要求，形成活頁式教材，將任務(wù)分模塊對標相應(yīng)的職業(yè)能力進行教學，這樣能使不同專業(yè)的學生有針對性的學習和練習，學之有物，專業(yè)技能課與專業(yè)基礎(chǔ)課的教與學互相促進，互相完善，同時，有效應(yīng)對不同核心方向的專業(yè)知識和崗位人才的核心技能進行培養(yǎng)。

以筆者所在的工業(yè)機器人專業(yè)為例，綜合職業(yè)能力與學考技能要求，進行機械制圖的模塊化項目導(dǎo)向式教學。筆者將機械制圖理論知識、CAD計算機繪圖、SolidWorks 3D建模與工業(yè)機器人機械本體等應(yīng)用性較強的若干實例有機結(jié)合起來，設(shè)計多個教學任務(wù)模塊，形成活頁式教材，以提升相應(yīng)職業(yè)能力為目標，將學考相關(guān)聯(lián)的知識、專業(yè)技能需求進行合并，在任務(wù)實施過程中創(chuàng)設(shè)工作情境，采取理實一體化分模塊教學。其中項目任務(wù)之一——機器人涂膠工具設(shè)計與裝配，學時60課時，選用機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，安裝于機器人第六軸法蘭盤上，該任務(wù)對象是工業(yè)機器人專業(yè)的學生在機器人編程與操作課程實訓(xùn)中常用的實物。

圖2 工業(yè)機器人專業(yè)機械制圖課程模塊化項目任務(wù)實例

在每個任務(wù)模塊的教學過程中，根據(jù)進度和需要，穿插理論知識點、國家標準、尺規(guī)繪圖方法、軟件的操作應(yīng)用等的教學。

4 以職業(yè)能力為導(dǎo)向的機械制圖課程體系的教學實施策略

傳統(tǒng)的機械制圖課程以教師講授、指導(dǎo)，學生聽課、練習為主要教學方法，這樣的教學方式忽視了學生的學習態(tài)度、學習興趣和學習習慣的養(yǎng)成，教學效果難以有效突破，且阻礙學生職業(yè)素質(zhì)的培養(yǎng)。以職業(yè)能力為導(dǎo)向而優(yōu)化整合的機械制圖課程體系是一門實踐性非常強的課程，本課程的教學要求制圖任課教師有跨學科融合的教育理念，熟練掌握多學科專業(yè)知識，具備基本的工程設(shè)計思維和熟練的軟件運用的能力，同時具備較豐富的企業(yè)實踐經(jīng)驗、教學經(jīng)驗和較強的施教能力、課堂掌控能力和應(yīng)變能力，需要不斷創(chuàng)新教學實施策略。基于職業(yè)能力培養(yǎng)，機械制圖課程體系教學實踐中可采用的幾種教學實施策略：

表1 工業(yè)機器人專業(yè)機械制圖課程模塊化項目設(shè)計

4.1 崗位式情境教學

產(chǎn)教融合是中職學校的普遍辦學模式，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)目標的研討、教學計劃的制定，教師通過企業(yè)實踐挖掘引入工作任務(wù)項目并轉(zhuǎn)化教學內(nèi)容。但是，產(chǎn)教融合教學一般局限于各專業(yè)的核心實踐課程體系，機械制圖作為專業(yè)基礎(chǔ)知識和技能課程體系，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，學生在日常學習實訓(xùn)過程中對機械制圖在生產(chǎn)實際當中的應(yīng)用認知不夠，職業(yè)能力培養(yǎng)參與度不足，因此，機械制圖的日常教學中引入崗位式情境教學法非常必要。

崗位式情境教學法是結(jié)合行業(yè)規(guī)范和企業(yè)崗位要求，在相應(yīng)的教學內(nèi)容上設(shè)計崗位式教學環(huán)節(jié)，包括典型工作任務(wù)分析、任務(wù)過程實施和崗位情境的教學化設(shè)計處理。以尺寸標注教學環(huán)節(jié)為例，根據(jù)專業(yè)特點，選擇典型實際生產(chǎn)項目中的任務(wù)，由學生根據(jù)興趣分組，成立“設(shè)計部”“生產(chǎn)部”“檢驗部”等，設(shè)立機械設(shè)計工程師、生產(chǎn)部組長，檢驗工程師等崗位，進行工作情景模擬。所有同學利用尺規(guī)和計算機繪制任務(wù)要求的零件圖后，由“設(shè)計部”標注尺寸及公差，“生產(chǎn)部”根據(jù)零件圖進行3D建模，“檢驗部”查表、對圖紙及3D模型進行校核檢驗。由此學生學會理解零件合格的條件和公差的相關(guān)理論，能夠深刻體會尺寸標注要求“完整、正確、清晰”的重要性，同時了解相關(guān)企業(yè)組織結(jié)構(gòu)和真實運營流程，認識到機械制圖在設(shè)計、加工、檢驗等不同崗位的工作內(nèi)容和職責。學生既掌握了相關(guān)知識理論和技能，鍛煉了工程思維和人際交往能力，也由此體驗到工匠精神的養(yǎng)成過程，對未來相關(guān)職業(yè)加深了解。

4.2 創(chuàng)客式課堂教學

隨著升學趨勢明顯，職業(yè)能力教育已經(jīng)不能局限于某個產(chǎn)業(yè)或者核心技能學習，應(yīng)該將職業(yè)活動融入到日常教學課堂中。創(chuàng)客式課堂是以現(xiàn)代信息技術(shù)為主要工具，融合STEM等多學科、跨學科知識，通過創(chuàng)客項目標創(chuàng)意、設(shè)計和實施的一種綜合實訓(xùn)教學形式，將創(chuàng)客式課堂引入到機械制圖的教學活動中，能夠增強中職學生對制造類職業(yè)認同感，提升職業(yè)能力。

該模式以“創(chuàng)意設(shè)計—工程生產(chǎn)—產(chǎn)品實現(xiàn)”為流程，引入制造類企業(yè)生產(chǎn)流程，構(gòu)建“創(chuàng)客式”實訓(xùn)課程教學，引導(dǎo)學生在學習基本專業(yè)知識和技能的基礎(chǔ)上，以市場化的產(chǎn)品生產(chǎn)為導(dǎo)向，延伸學習時空，將“設(shè)計創(chuàng)新”“工程技術(shù)”和“產(chǎn)業(yè)意識”等內(nèi)容融合在實訓(xùn)學習項目中。以第一學期的機械制圖實訓(xùn)周為例，結(jié)合時政熱點，實訓(xùn)任務(wù)為“冰蹲蹲創(chuàng)客設(shè)計”，要求學生利用尺規(guī)和CAD設(shè)計繪制不同形態(tài)的冬奧吉祥物冰墩墩，并利用SolidWorks進行三維建模。學生對這樣的作業(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)了學生的學習興趣和學習主動性。以創(chuàng)意設(shè)計、工程實現(xiàn)為教學實施過程，在基于創(chuàng)客式項目教學實施過程中，構(gòu)建學生個人職業(yè)能力。

在機械制圖課程體系三個學期的教學過程中，各階段通過若干不同的項目任務(wù)，對機械制圖、CAD、SolidWorks等整合成的課程體系知識、技能通過多樣化的教學實施方式不斷加深學習和訓(xùn)練，鍛煉了學生的職業(yè)能力素養(yǎng)。同時，CAD、Solidworks計算機輔助設(shè)計教學的融合，有助于機械制圖相關(guān)理論、技能的直觀學習，啟發(fā)手工尺規(guī)繪圖技巧，使學生更好地掌握制圖知識點和能力要求，達到預(yù)期的教學效果。

5 結(jié)語

本校機械制圖教學改革根據(jù)智能制造產(chǎn)業(yè)對機械制造人才素養(yǎng)的需求和福建省中職技能學考的技能要求，逐漸轉(zhuǎn)變教學理念，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，有針對性地調(diào)整教學內(nèi)容，形成合理有效的課程體系，通過模塊化項目導(dǎo)向教學模式融合，培養(yǎng)學生獨立分析和解決實際問題的能力，鍛煉學生職業(yè)能力，同時激發(fā)學生學習機械制圖的熱情，調(diào)動了學生學習積極性和自主性，有效全面提高機械制圖課程技能學考教學效果。