发布时间:2022-08-28 15:57:52
序言:写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁,我们为您精选了8篇的刨床实训总结样本,期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发,请尽情阅读。
关键词:《机械基础》 设置问题 理实一体化等教学
【中图分类号】 G712【文献标识码】 B 【文章编号】 1671-1297(2012)10-0273-02
《机械基础》是中等职业学校机械类专业一门主要的基础课,具有涵盖面广、知识量大、章节联系松散、与生产实际结合紧密、理解和记忆的内容多等特点。学生在学习中容易出现对工作原理理解不清、对应用特点产生混淆,分析问题、解决问题的能力较弱等现象。如何上好这门课,笔者认为应注意以下几个方面:
一 合理设置问题,激发学生思维的积极性
古人云:“学起于思,思起于疑”。恰当的课堂提问会引起学生对某一问题的悬疑,使其思维处于高度自觉和主动状态,从而吸引学生去探索这一问题。教学实践证明,教师授课前应认真钻研教材,针对学生的实际,精心设计问题,使之富有启发性,切合学生接受能力;更为重要的是问题的设置必须紧扣课题,要有利于实现教学目标要求,并有助于培养思维和分析问题的能力。如在讲解螺纹种类及应用时,可有针对性地提出以下问题:(1) 台虎钳中螺纹是什么形状?(2) 自行车轴上螺纹是什么形状?(3) 车床上丝杠螺纹是什么形状?(4) 三种螺纹截面形状是否相同?为什么?再想一想,生产生活中,哪些场合用到螺纹?虽然螺纹在日常生活中学生比较经常接触到,但需要经过仔细观察比较后才能正确回答出。学生回答问题后,教师自然引导他们得出结论:自行车轴上螺纹采用三角形螺纹,因而联接强度高,自锁性能好;而台虎钳和车床中传动螺纹采用梯形螺纹,因而其强度高,螺纹对中性好,传动效率高。通过合理设疑,然后举例验证,既激发了同学们的学习动机,活跃了课堂气氛,又培养了学生的探索精神。
二 理论教学与实践教学相结合
《机械基础》作为一门机械类专业基础课,其所有知识都是建立在生产实践基础之上并和现代机械工业密切联系的,所以教学中要进行理论与实践的结合,以增强学生的感性认识。课堂中可采用实物直观演示教学、现场参观教学、电化教学等形式,让传动系统运动起来,使学生在动手实践中领悟系统的工作原理和运动特点。如在讲到铰链四杆机构时,为了让学生理解该机构的类型和不同类型的铰链四杆机构的工作性质,可先利用学校自制的模型进行现场演示,再分别取不同的构件作机架便可发现三种类型:曲柄摇杆机构、双摇杆机构、双曲柄机构,接着引导学生观察不同类型的铰链四杆机构工作有什么差异,最后再结合实际例子进行讲解,如家用缝纫机的脚踏板机构是采用以摇杆为主动件的曲柄摇杆机构,而且是利用飞轮的惯性作用通过死点位置;公共汽车车门的启闭机构是采用反向平行双曲柄机构等。再如可以组织学生到实训车间参观学习,让学生身临其境,增强学生的感性认识,加深对教材中理论知识的理解。可带领学生参观各种车床,通过人工移动大溜板,观看齿轮齿条传动过程;挂自动走刀,观看刀架纵向和横向自动进给与变速过程。现场总结齿轮机构的主要类型及其在机械传动中的应用。上完“曲柄摇杆机构”和“导杆机构”后,可组织学生到工厂去观察牛头刨床设备。在工厂师傅加工零件的过程中,学生通过仔细观察牛头刨床机构的运行情况,就能够较快理解“曲柄摇杆机构”和“导杆机构”这两种机构的运动规律;通过观察牛头刨床进刀时慢、退刀时快这一现象,就容易明白曲柄摇杆机构具有急回特性等特点。教师此时还可向学生简要介绍即将要学习的间歇运动机构中的“棘轮机构”-牛头刨床进给机构的组成及运动特点。通过理论教学与实践教学的有机结合,可以不断增强学生的感性认识,使他们能够对教材中的知识点作很好地“消化”。
三 确定教学主线,化繁为简
任何一门知识都具有系统性,《机械基础》亦如此,因此课堂教学应围绕一定的主线展开,这样学生在学习时就会对所学内容有一个整体认识,而不会产生错乱的感觉,有助于他们对知识的灵活运用。
《机械基础》内容共分为四大部分:机械传动、常用机构、轴系零件、液压传动,其中各类机械传动、常用机构又可分为很多种,由于种类众多,容易使学生感到内容繁杂,造成在学习中产生畏难情绪。为了使学生能够从总体上把握好各类传动机构的知识内容,教师在讲解时可以常见的往复式四冲程内燃机作为这一部分的教学主线,让学生在学习到某种机构时,联想到其它机构,并进一步引导他们主动分析各种机构的异同点。
内燃机工作过程所涉及的内容包含了传动中各类主要机构,在绪论课“机器与机构”内容的教学中应较详细地介绍内燃机的工作原理,并要在以后各章节的教学中加以引用。如在讲解曲柄滑块机构类型时,我们知道该机构有两种类型,即对心曲柄滑块机构及偏心曲柄滑块机构。这时可以先提问:在内燃机中的曲柄滑块机构究竟采用哪种类型?接下来讲解这两种类型的区别,即对心曲柄滑块机构没有急回运动,而偏心曲柄滑块机构存在急回运动。然后解释:对内燃机的输出要求是尽可能匀速输出,故选用对心曲柄滑块机构。这样以实际工程机械为例分析对心曲柄滑块机构及偏心曲柄滑块机构的特点,能使学生印象深刻。在同一个实际工程机械中,对比讲解不同机构的工作特点,使学生既对所学各种传动机构有一个整体认识,也加深了对机构间异同点的认识,达到围绕教学主线、举一反三、灵活运用的目的。
四 加强学科间联系
【关键词】维修电工;项目教学法;实训
随着现代科学技术的飞速发展,对职业技能培训提出了更高要求,如何才能培养出适应社会发展需要、深受企业欢迎的实用型高技能人才,是当前众多职业学校和培训机构面临的重要课题。为此各学校根据自己的专业特点,不断改进教学方式。有的专业实行了理论与实践相结合的一体化教学,有的专业实行了模块式教学,都收到了良好的效果。对于涉及专业知识多、技能范围广、实践经验要求高的维修电工专业,我们认为采用项目教学法最适宜。
一、维修电工专业实施项目教学的条件分析
1、专业的知识和技能特性适合开展项目教学。维修电工专业具有专业知识多(例如高级维修电工知识点主要有模拟电子技术、数字电子技术、电力电子技术、自动控制原理、交直流调速、计算机基础知识、特种电机、数控系统与数控机床等)、技能范围广(如电子线路设计与安装调试、晶闸管可控整流电路安装调试、复杂机械设备电气控制系统故障检修、PLC编程、变频器操作等)的特点,它既不能采用理论与实际相分离的旧式教学,也不适宜采用所有理论和所有实践相结合的一体化教学,而采用在项目的实施中将理论与实际结合起来的项目教学是最适宜的。
2、实训设备的要求。项目教学法是通过一个完整的项目工作过程进行的教学。设备的分组率要高,教学设备数量需求较大。我校对项目式教学非常支持,新建了电工电子电力拖动实训室、数控技术实训室、工业自动控制实训室、机床电气控制实训室等实训场所,实训设备可达到3-5人一组,为项目教学的开展创造了条件。
3、对教师提出了新的高要求。项目教学法的关键因素是教师,要求教师既能上理论课又能指导学生实际操作,要善于结合实践进行理论讲解。教师既要投入更多的备课时间,熟悉教学内容,整合并设计项目内容,又要熟悉教学设备。项目教学其核心追求不再是简单地按照教师的安排和讲授去得到一个结果,而是在教师的指导下,学生去掌握得到这个结果的途径,学习的重点在于学习过程而非学习结果,要让学生在学习过程中锻炼各种能力。教师已经不是教学中的主导地位,而是成为学生学习中的引导者、指导者和监督者。
二、实施项目式教学的具体做法
在实施项目教学过程中,项目的设立非常重要,要在各个教学项目中将知识点与能力目标紧密结合,注重培养学生实际动手能力和解决实际工程问题的能力。既不能把维修电工技能训练课题照抄照搬,也不能脱离维修电工技能训练课题而任意设定,要结合本校的实训设备及师资情况,且符合国家职业标准。我的具体做法是:在深入研究教材的基础上,编写实训项目手册,把整个课程根据知识目标和能力目标要求分成了十个项目,每个项目包含了高级维修电工必须掌握的知识目标和技能目标:(1)模拟电子线路的安装与调试;(2)数字电子线路的安装与调试;(3)晶闸管直流调速系统的调试及故障排除;(4)三相半波可控整流系统的安装与调试;(5)B2012A型龙门刨床电气控制系统故障检修;(6)X6132型万能铣床大修工艺编制;(7)用PLC改造C460卧式车床电气控制系统;(8)PLC控制交通灯的设计、安装与调试;(9)用变频器改造双速电机控制系统;(10)用PLC、变频器实现自动变速送料装车控制。整个教学过程都在相应实训室进行,每个项目按照班级人数的不同分为若干组,每组人数在3-5人之间。
三、实施项目教学法的效果
1、项目教学调动了学生的兴趣,激发了学生参与培训的积极性。项目教学中的各个项目都来自于工程实际,该教学重视过程,体现了从做中学,整个完成学习任务的过程是体验、领悟的过程,也是学习、提高的过程。学生在解决各个项目的过程中,真正地培养了技能,锻炼了动手能力。学习不再是被动地接受,不再是负担,而是一件快乐的事情。
2、有利于提高学生的自学能力和自主创新能力。项目教学中,在教师指导下,学生自己去完成设计方案、实施计划,自己去查阅资料,教学实施的过程就是一个学生不断学习的过程。在这个过程中,学生可以充分发挥自己的想象力,充分开拓自己的思维,对每个课题的设计都能融入自己的观点,使每个学生在学习中真正动了起来,培养了他们的自主创新能力。
3、便于打造一个良好的学习氛围。项目教学中我们建立了严格的考核机制,从任务的接受到学习纪律,从实施的过程到最后的完成,我们都要进行考核,达到标准的学员方可参加高级职业资格鉴定,使学生在学习中处处感到有压力,时时感到有动力,形成了一个“比学赶帮超”的良好学习氛围。
4、有助于教师理论与实践能力的提高。在设计项目教学时,教师除了要投入更多的备课时间,还要对教学设备和教具非常熟悉,既要理论上精通更要实践上过硬,还要充分了解学生状况,否则在规定的时间内就无法完成项目教学。教师随时要解决学生的那些随时随地冒出来的各种各样的问题,所以项目教学对教师的要求更高,要有丰富的教学经验,能处理各种“突发事件”,促使教师不断提高自身素质,适应新的教学需要,在理论与实践环节上提高自身的综合素质。
四、结束语
综上所述,维修电工培训实施项目教学不仅可行,而且能够充分发挥项目教学法的优势,使教学更加贴近企业岗位的需求,对培养合格的高技能电气人才可起到重要作用。
参考文献:
【铣工实习心得体会一】
为期五周的金工实习结束了,在实习期间虽然很累,但我们很快乐,因为我们在学到了很多很有用的东西的同时还锻炼了自己的动手能力。虽然实习期只有短短的 五周,在我们的大学生活中它只是小小的一部分,却是非常重要的一部分,对我们来说,它是很难忘记的,毕竟是一次真正的体验社会、体验生活。
通过这次金工实习,我了解了钳工、车工、铣工、磨工和数控车、铣、火花机、线切割机等的基本知识、基本操作方法。主要学习了以下几方面的知识:钳工、车工、铣工、磨工等的操作。
车工、铣工不是由数控来完成的,它要求较高 的手工操作能力。首先老师叫我们边听边看车床熟悉车床的各个组成部分,车床主要由变速箱、主轴箱、挂轮箱、进给箱、溜板箱、刀架、尾座、床身、丝杠、光杠 和操纵杆组成。铣床主要由主轴箱、主轴、立柱、电气柜、工作台、冷却液箱、床身。车床、铣床是通过各个手柄来进行操作的,老师又向我们讲解了各个手柄的作 用,然后就让我们熟悉随便练习加工零件。老师先初步示范了一下操作方法,并加工了一部分,然后就让我们开始加工。车床加工中一个很重要的方面就是要选择正 确的刀,一开始我们要车个轴承样的零件。这对我们这种从来没有使用过车床的人来说,真是个考验。
不停的转动横向和纵向的控制手柄,小心翼翼的 加工,搞了整整一个下午,自以为差不多的时候,准备在加以最后一刀,却操之过急,把圆弧的直径车小了!我痛心不已,惨啊!最难受的是站了一整天,小腿都疼 起来。但当把车好的零件交给老师时那种成功的喜悦使我忘记了站得发疼得小腿。这种成功的喜悦只有通过亲身参加实训才能感受得到。
身为大学生的 我们经历了十几年的理论学习,不止一次的被告知理论知识与实践是有差距的,但我们一直没有把这句话当真,也没有机会来验证这句话的实际差距到底有多少。金 工实习给了我们一次实际掌握知识的机会,离开了课堂严谨的环境,我们感受到了车间中的气氛。同学们眼中好学的目光,与指导教师认真、耐心的操作,构成了车 间中常见的风景。久在课堂中的我们感受到了动手能力重要性,只凭着脑子的思考、捉摸是不能完成实际的工作的,只有在拥有科学知识体系的同时,熟练掌握实际 能力,包括机械的操作和经验的不断积累,才能把知识灵活、有效的运用到实际工作中。金工实习就是培养学生实践能力的有效途径。这里是另外一种学习课堂。通 过我们动手,对掌握的理论知识进行补充与质疑。这与传统的课堂教育正好相反。这两种学习方法相辅相成,互相补充,能填补其中的空白,弥补其中一种的一些盲 点。通过金工实习,整体感觉实际生产方式还是相对落后,书本中介绍的先进设备我们还是无法实际操作,实习中的设备往往以劳动强度大为主要特征,科技含量较 低,但还是有一些基本知识能够在实践中得到了应用。
总而言之,虽然在五周的实训中,我们所学到的对于技术人员而言,只是皮毛的皮毛, 但是凡事都有一个过程。我们所学到的都是基本的基本,而技术人员也是从简单到复杂“进化“而来的。最值得高兴的是没有同学在这些具有不同程度危险的实习工 种中受伤,反而在实习中不时会出现一些甜甜的笑,这是和同学们的认真与用心分不开。金工实习让久在课堂的我切身的感受到作为一名工人的苦与乐,同时检验了 自己所学的知识。金工实习更让我深深地体会到人生的意义——世间无难事,只要功夫深,铁杵磨成针!
【铣工实习心得体会二】
为其不长的金工实习即将落下帷幕。在过去的八天中,我们组先后实习了车工、线特/数铣/数车/铣磨、钳工、焊钣热等内容。虽然时间短暂,不能做深入学习,但这些天来的生活也称得上是内容丰富,充实有趣。在实习过程中,我不仅对实际工业生产过程有了一定的认识,掌握了一些基本技能,提高了自己的操作技能和动手能力,更学习到了许多工作学习中必备的品质,初步培养了自己作为一名工程师的素养。以下是我的一点心得。
一、作息时间
在参加金工实习的这几天中,每天我们都是8点钟上班11点半下班,中午休息一个多小时,下午一点半又要上班,到五点才能结束一天的实习。这使我改掉了在暑假中睡懒觉的坏习惯,每天力争早睡早起,好像是回到了军训的时候。这就为这一学期的学习开了一个好头,十分有利于我们养成健康的作息习惯,帮助我们改正凌晨睡,中午起的颠倒的作息。不仅如此,这一作息规定还增强了我们的时间观念,让我意识到凡事要赶早不赶晚,做事留有余地才不会是自己陷入手忙脚乱的地步。
二、保持镇定
在实习过程中,许多工种都需要保持镇定这一要求。比如车工,一开始未免有些紧张,不是加切身时加得太多,就是不能用适当的速度竟转动手柄,又或者读不对数据或是根本想不起来要做哪一步,导致了效率的低下与失败。静下心来好好反思发觉自己是太紧张了,于是镇定情绪,不慌不忙的做下面的步骤果然取得了不错的效果。又如焊接过程中,太过紧张了手就老是抖个不停,焊的歪歪扭扭,焊枪动的不是快了就是慢了。只有平心静气才能慢慢地推动焊枪,焊准,焊好。
三、团结协作
有许多操作过程中,需要两名或同学共同完成工作。这时,就需要发扬团结协作的精神。像热处理的实验过程中,每个人各司其职,负责自己的一个环节,又互相帮助,帮其他同学服务。同学间毫无私心的帮助,真诚的相互鼓励加油,一切分担工作的压力,更一起分享成功带来的喜悦,金工实习更象是一个集体活动,拉近彼此的距离,填补了存在的隔阂,是大学生活中少有的几次彻底展现集体的魅力的机会。
四、耐心与耐力
要说金工实习中哪个环节给人印象最深,十有八九的同学都会回答钳工。一进工作间就是个下马威。站在那儿又锯又锉地折腾了一就连一个像样的平面都锉不出来,那真是觉的头晕脑胀,大受打击。第一天结束的时候,还把锤子的羊角锯坏了,当真是觉得自己肯定做不完了。好在其间有两天的休息,养精蓄锐之后再度开工,终于按时完成了任务。钳工对于我来说是个不小的挑战,它告诉我要不急不躁,掌握方法。只有在耐心与耐力的双重保障下,才能出色的完成工作。
五、因材施教
在教育方面孔子提倡因材施教,在实习中我也体会到也要因材施“工”。往往达到一个目的有好几种方法,这时就要综合考虑精度要求,经济效益邓众多因素选择最适当的方法。比如加工一个环可以用车床车,也可以用刨工,钳工,磨工,甚至线切割,但是它们加工出来的精度却不一样,耗时耗费也相差不小。同样是车床,对不同的材料每次的加工深度有不同,硬刚每次就应在1mm以内,软一点的刚或其他金属则可以每次切削多一些。如果对不同的车刀要求又不一样。精车比粗车的就要每次少切一些。总之,要根据根据具体情况进行具体分析。
近十天的金工实习,虽然有些累,但感到很欣慰。给我们指导的师傅都很随和,一遇上我们不能开窍或双手不巧时他们总是耐心一遍又一遍地给我们讲解,甚至是手把手地传授技术,平常空有理论的我们终于感到了实践有多么重要,倘若没有金工实习,有一天走出校门,什么是电焊条、什么是台虎钳、车床和铣床有什么不同、原来螺母是可以用手工磨出来的、铸造用的材料是沙……这些我们都不知道,还说是学工科的学生呢!可想而知,金工实习给我们的实践性知识有何等的可贵。它是让我们把自己当成一份钢料,在实践这个大熔炉里不断的敲打,不断的磨练,让我们的体魄和精神不断的得到提高和升华,铸造成一块优秀的工件!
【铣工实习心得体会三】
一、实习目的:
“金工实习”是一门实践性的技术基础课,是高等院校工科学生学习机械制造的基本工艺方法和技术,完成工程基本训练的重要必修课。它不仅可以让我们获得了机械制造的基础知识,了解了机械制造的一般操作,提高了自己的操作技能和动手能力,而且加强了理论联系实际的锻炼,提高了工程实践能力,培养了工程素质。这是一次我们学习,锻炼的好机会!通过这次虽短而充实的实习我懂得了很多。
在实习期间,我先后参加了车工,数控机床,钳工,焊工,刨工的实习,从中我学到了很多宝贵的东西,它让我学到了书本上学不到的东西,增强自己的动手能力。
二、公司介绍
xxx机械有限公司(原青岛轻工机械厂、黄海锅炉厂)于一九六五年建厂,是国家原轻工业部定点生产食品机械和啤酒机械的重点企业,也是国家劳动部和机械部首批颁发b级锅炉制造许可证和br1级压力容器设计、制造许可证的厂家。企业占地面积3。6万平方米,厂房面积约1万平方米,各种机加工设备200余台。
(一)主要产品:
工业用燃煤、燃油(气)热水、蒸汽锅炉、导热油锅炉、煤气发生炉;氟利昂储罐、罐头杀菌锅、食品机械;造纸高频疏机;高浓度啤酒稀释设备;酵母添加设备;冰啤设备;卧、立式食品包装机械及各种一、二类压力容器设备等。
(二)人员状况:
企业在册员工360人,工程技术人员50余人,其中高级工程师9人,工程师14人。专业分布为机械制造、锅炉制造、焊接、电子、自动化仪表、生物化学、无损检测及理化试验等。企业技术力量雄厚,并具有一套完整的质量保证体系。
(三)公司经营状况:
企业经营状况良好,各项经济指标处于同行业较好水平。企业位于青岛市区工业中心,铁路、空运、海运、公路交通、通讯都极为方便,设施完善,十分有利于国内外商家合资合作。
三、实习过程
20xx年10月份~20xx年2月份。我来到了xxx机械有限公司的实习车间,等待师傅的到来。我开始也是到实习课室上课。听了师傅的讲解和分好组以后,我们就开始到实习车间开始了金工实习了。我是分在了第四组,由于开始的时候车床不够,我们就先去进行学习刨床和铣床的使用。听完了刨床的师傅讲解后,我们就先休息二十分钟,然后就听铣床师傅的讲解,师傅讲解完后,我第一天的上午工作时间也到了。下午,轮到自己动手做了。开始我是先在学习铣床的使用。模拟着师傅的步骤,我就开始做了起来。虽然我在听师傅讲课,但是当我正真做起来的时候,就感觉有点难度了。有时候忘记了机器上某些按钮的功能,有时候操作步骤颠倒,有时候操作方法错误……总之我可以犯的错误都差不多犯了。不过在师傅的指导下,我们还是能完成了工件。完成一个工件,我们又用了另外一个下午的时间了。虽然质量不是很好,但是自己亲手完成了任务。铣床的实习中,虽然要用很多冷却油来冷却,工作起来很不方便,还有会弄脏衣服。但是工作中我体会到了一种艰苦生活。第二天,我们就开始自己动手学习刨床的使用了。我一个上午也就才生产出一个工件,不过老师说比其实习的同学的质量好。这让我们很开心,是我们这一组人共同努力的结果。我来负责前后进给量的控制,一个实习同学负责向下的进给量的控制,一个实习同学负责观察工件的加工情况……就这样一起合作,才让我们完成了任务,这使我们知道合作的重要性。下午,本来还是我们熟悉刨床和铣床的时间,不过我们的任务已经完成了,所以我提前到我们班车床开始了解车床的一些情况,为接下来车床的实习打下一些基础。
11月1日,就开始我的车床实习了车工是我们实习的一个重要的部分。车削是车床加工的主要方法。车削就是在车床上,工件旋转,车刀在平面内作直线或曲线移动切削。在熟悉车床的构造和操作过程后我们久开始自己动手。为了避免写锝太过于烦琐。我只能谈谈在操作过程中自己所犯的错和所学到的技巧:
(一)、装刀在装刀过程中,调节刀的高度的好坏,对于后面加工精度有着重要的影响。最好的方法是,在装好后,用一个材料测一下是否是可以了。如果削平端面的时候,没有留下小圆台就行了,假如有的话,还要进行调节。
(二)、试刀在加工过程,大家都经常犯的错是为加一个直径,搞了好几次,这样使工时加长了,影响了加工的速度。最好的方法是两次结束,在第一次加工时,加工到1cm~2cm时要拉出来先测一下直径,调节一下尺寸后再进刀,使余量只留下精加工的3mm左右。
(三)、精度在这一方面,大家通常都只追求视觉上的完美,把整个的工件加工的很光亮,忽略了设计者在精度方面对加工者的要求。有些地方是不必要精加工的,只需去毛刺就行了。完全的精加工使工时拉长了很多,使成本提高了。成本也是一个在设计时需要考虑问题之一。
(四)、切断在这一加工的过程中,需要先保证刀具的锋利和工件的稳固性,因为这些不行的话,机床会颤动,会影响到工件的质量,一不小心,还会功败垂成了。
(五)、轴心工件从一开始就要固定在卡盘上,因为一松动后,它的轴心就变了。轴的好坏对于工件成败也有着重要的关系。
(六)、冷却液特别在精加工的过程中,有没有加冷却液影响到光亮的程度,有时是前头不加,后头加,这样了使前后有了区别,影响了视觉美观。
[关键词]机械设计基础; 教学改革; 任务驱动
中图分类号:H191
近几年来,随着高考生源减少和本科院校的扩招,低分生源进入高职院校已是不争的事实。他们文化基础知识薄弱、学习能力偏低,抽象的机械类专业的学科知识让他们感到很难学懂,传统的教学方法不能激发出他们的学习兴趣。机械设计基础,是各个专业中学时最多,任务最重的一门课程,在人才培养计划中起着举足轻重的作用。它既具有很强的工程应用价值,也为后续相关专业课的学习奠定了基础。因此,如何上好这门课,使学生在有限的教学时间里,既能掌握课程的基本内容,又具备一定的基本技能训练和工程实践的能力,成为教师教学方法研究的重要课题。为了客观真实反映教学现状,我们在7个高职院校进行了为期6个月的调查研究。
一 问卷调查的主要内容
我们于2012年3月至2012年9月开展调查,本次调查问卷主要涉及《机械设计》的课堂教学、实验、课程设计,考试安排,任务驱动法的学生反馈五个方面,共40个问题。调查学生包括不同职业院校,不同专业学生共计1200人左右,题型以选择为主,选作安排学生对课程讲解的建议和意见。发放试卷采用任课老师安排作业的方式,这样可以避免学生敷衍了事,反映真实的教学现状。
二 调查结果反映的问题
调查共收到有效答卷960份。问题集中反映在以下几个方面
(一) 学生学习时目的性不强。课程的教学和实践活动没有结合学生所学专业的特点,使学生感觉这门课程与今后所学专业没有太大关系。
(二) 课程设计质量下降。
(三) 学生工程意识薄弱,学习方法不适应课程要求。
(四) 考试方式陈旧单一,过程不透明,没有新颖性。
三 基于任务驱动的教改方案的实施
一、教学内容模块化,增强立体感
高等职业教育重视技能训练和综合素质培养的要求,机械设计基础课程教学应减少原理阐述,把重点放在与生产一线紧密结合的机械零件部分,在教学中将课程内容分为必修、选修和自修三种,另外,针对我校数控、模具和机电专业的特点,涉及到的机械设备都是高速回转机械,回转件的平衡和滑动轴承中的静压轴承在本专业中有很重要的地位,也作为必修内容,将教学内容分成牛头刨床刨刀驱动机构的传动分析、缝纫机踏板机构的运动分析、单缸四冲程内燃机的传动结构分析、圆柱齿轮减速器的传动分析四个情景。每个情景安排学习目标,内容,方式方法建议。根据教学内容下发若干任务,每个任务中具体化知识点、能力点、教学形式、方法、环境要求。以牛头刨床刨刀的教学情景示例如下表一。
5.材料与工具 实验实训指导书,教学模型机构
6.教学重点 自由度的概念和运动副对自由度的限制,机构具有确定相对运动的条件,机构自由度的计算。
二、突出课程的工程性和实践性,提高创新积极性
应用型高职教学不仅要重视常用机构和通用零件工作原理和设计理论,而且要将与工程实际紧密联系的部分作为教学重点,才能使理论教学与实际紧密联系起来。例如,在绪论中研究机械的组成和功用,以汽轮机和内燃机为例子讲授,这两个例子中,包括连杆机构、凸轮机构、连接件、传动件、轴系件以及弹簧等。这两个典型例子的选取,既满足了教学要求,便于学生理解,又突出了课程的实用性和我校的专业特色。课程设计题目的搜集有多种途径,例如:结合教师的科研项目拟定合适的课程设计题目;建立学校与企业的合作关系,了解企业的需求,将企业一线急需解决的设计问题引入到课程设计中;从往届毕业设计的题目中截选出合适的传动装置设计部分作为题目;允许并鼓励学生根据经验和兴趣自己拟题;结合国家、省和市机械创新大赛主题寻找一些题目作为课程设计题目。在此类题目的课程设计中,由于有明确的设计目标,学生投入精力很大,兴致也很高,课程设计效果较明显。
三、使用现代工程设计方法和手段,
随着计算机科学技术的迅速发展,世界机械制造业已进入数字化设计、分析与制造的新时代,先进的三维设计及其制造方式正在全面展开。所以在"机械设计课程设计"中,将三维数字化设计代替传统的二维制图是课程改革的一个重点,并对二维设计的机械课程进行整体优化。现在领先的三维设计软件有Pro/E 和UG 等。现阶段许多学生选用传统二维设计软件AutoCAD 绘制工程图,对于缺乏感性知识的学生来说有一定困难,有碍于学生设计能力和创新意识的培养。应当鼓励学生采用三维设计软件进行三维实体设计,使设计手段与现代企业要求接轨,完成零件与系统的设计,先建立三维模型,再形成二维投影,符合一般人的思维习惯,有利于学生创新形象思维。三维图形模型可直接调入有限元软件,进行CAE 分析。这样可拓宽学生创造设计能力的培养,也是软件发展多样化的需要。随着机械制造企业信息化工程的进展,广大工程技术人员使用计算机进行数据处理和设计计算工作,对机械设计制造中通用基础信息资源也提出了新的需求。在使用CAD/CAM/CAPP/CAE/PDM 等软件工具进行产品设计制造过程中,经常涉及各种标准规范、常用基础数据、曲线图表等信息资源的查询和选用,也涉及常用机械零部件、标准件校核计算和设计分析等专业应用问题,设计手册的查询是设计时遇到的一件非常繁琐的事情。我们推荐使用《机械设计手册(软件版)》,实践表明,学生应用该软件进行传动部件相关零件计算和数据查询所花时间只有以前的一半,不但可以留下更多时间去进行传动机构的三维造型,而且也通过传动部件设计实践,掌握了有别于手工计算、人工查询手册的软件版手册用法,为今后更有效地工作,打下了坚实的基础。
四、坚持并加强课程设计的总结和答辩,培养学生团队意识
答辩是对学生设计成果的一种肯定,也是学生间、师生间相互交流的重要方式;是教师检查设计质量高低的有效手段,也是对暴露出来的共性问题进行的一次集中答疑。以往的答辩方式是单个学生逐一答辩,由于时间紧,提出问题的覆盖面小,难以真正反映学生对课程设计知识的掌握程度。采用分小组答辩的方式,学生之间可以通过相互的讨论,培养学生的团队精神,这样可以获得一次学习提高的机会,提高答辩效果。同时要重视课程设计总结。学生通过认真总结,剖析自己设计中的得失、成败,有助于进一步掌握设计方法和步骤,找出今后设计中应注意的问题。教师也要认真对整体设计情况有一个针对性的总结,指出设计的不足,要肯定成绩并给予鼓励。通过系统总结和答辩,可使学生进一步发现设计计算和设计中存在的问题,进一步搞清不甚理解的或未曾考虑到的问题,从而取得更大的收获,圆满地达到课程设计的目的与要求。
五项目化教学的考核评价方法
基于项目驱动教学的考核强调以人为本的整体性评价观,重视对学生能力高低认定具体手段和实用方法。根据《机械设计基础》课程特点及教学目标, 结合职业岗位能力的需求, 该课程学生学习成绩由学习过程态度考核、学习过程知识技能考核、综合能力考核及理论知识考核四个部分组成。具体考核评定标准如下。
准时提交作业、实验报告且内容基本正确和符合要求可得满分;迟于规定时间上交作业者每次扣1分;不交作业者每次扣2分;作业内容有明显抄袭痕迹或完全不符合要求者每次扣1分。
实验、设计课遵守纪律。不大声喧哗。实验操作规范得满分。明显扰乱课堂秩序,影响他人的扣2分,扣完为止。
全部按时交作业准确率80%以上得15分;准确率(70-80)%得12分;(60-70)%得10分。不交作业一次扣一分,扣完为止。
客观题部分,主要用来考查学生必须掌握的基础知识; 主观题部分,考查学生对知识的应用能力。
四、结束语
教学实践表明,本次在机械设计基础课程中采用任务驱动和模块化教学模式的改革是成功的。教育模式是能力本位的培养模式,是对传统教育模式的颠覆性改革。其优势体现在:第一,构建以培养学生具备在现代工程环境下赖以生存和成长的团队协作精神、交流沟通能力,对新产品、新流程、新系统的掌控意识和能力为核心的教学目标。第二,将教学内容与工程实践紧密联系在一起,顺应先进制造技术发展的需求,适应日益扩大的国际经济交流,以及日益增加的工程全球化竞争环境。第三,营造有利于创新人才培养的环境,激励学生的创新精神、创新能力,以满足社会对工程人才知识结构和素质能力的要求。第四,在理论课堂教学中强化实践教学,提高学生的工程意识和工程素养。以适应信息时代对工程技术人才的需求,适应高职院校对高技能高素质人才培养的要求。但是,这种教育模式的实施,对教学环境,对教师的素质都提出了新的挑战。我们应该共同努力使中国的工科教育能够走在世界前列。
参考文献
[1] 濮良贵, 纪名刚. 机械设计[M]北京: 高等教育出版社,2001.
[2]秦剑英.项目教学法在《机械设计基础》课程中的应用[J].中国科技信息,2009,(2):219-220.
[3]沈晓玲,平学成.机械设计课程设计的教改探索[J].华东交通大学学报,2007,(12):132-133
[4]朱玉.CDIO工程教育模式下"机械设计课程设计"教改的探讨[J].中国电力教育,2010,(19):98-99.
[5]唐锐,党玉春.机械设计课程设计的教改探索[J].攀枝花学院学报,2004,(12):112-113.
1.机械工程教育的现状
高职高专的机械工程教育是介于中等职业教育和本科工程教育之间的一种职业教育,这种层面上的教育无论在理论知识方面,还是在实践能力方面都高于中等职业教育;同时与本科教育相比,其实践能力要求更高而理论研究水平相对次之。因此,高职高专的机械工程教育有其自身的特点,即应用性和较强的针对性。
1.1教学理论与实际脱节
在读高职学生的工程教育主要包括课堂教学及工程实践两大部分。多年来,工程实践一直是我国工程教育的弱项,目前已成为高等工程教育,尤其是高职工程教育界关注的热点。然而,如何建立适合社会发展需求的工程教育体系,实现培养目标,在课堂教学中体现高职工程教育的特点,目前还未受到足够的重视。在教学中往往是课堂教学与生产实践脱节,这主要是反映在专业基础课和专业课教学上。如,学生学完《金属切削原理和刀具》课程,不理解刀具各个角度的含义,也不会磨刀;学完《机械设计基础》课程,不会计算(或设置)刨床的刨削横向进给量;学完《机械制图》和《公差配合与技术测量》课程,看不懂模具加工图等等。这种状况使得学生就业后需要较长时间的实践才能满足生产一线要求。
1.2教学模式问题
现有的高职教育,其教学模式实际上是简单套用传统的科学教育,即传授科学知识、介绍科学方法的教育,认为只要通过科学教育,让学生掌握扎实的基础知识,他们今后就能适应包括工程实践在内的任何工作。事实上科学教育与工程教育是相互联系的两个领域,但两者有着本质的区别:科学教育更强调培养学生分析问题和解决问题的能力;遵循的是公认统一的标准,运用的是纵向的逻辑思维,追求的是确定的解答;引导学生不断探索、发现未知世界。而工程教育是既要理论指导更着重实际应用,既需要演绎分析更要求综合归纳,既需要收敛思维用来求证也要有发散思维用来创新,而且工程问题往往要求在一堆混沌事物中求得相对正确的结论;引导学生为了改造世界去创造。因此,科学教育与工程教育是两个不同的培养方向。高职机械工程教育应该找正适合自身的教学模式。
1.3教学方法问题
在工程中面对的是大量的数据和各种性能指标。在这种环境中许多性能指标无法用方程来表示,相当部分是经验值,而且问题通常存在多个可行的解,工程技术人员必须在若干个解中选出最佳方案。然而,在教学中,教师往往事先设计一些有正确答案的题目作为课后作业或者考试题目。对于学生来说,只需套用相应的求解模式与作业(或试题)进行匹配,并找到唯一的“谜底”即可。显然,这与工程实践所要求的广阔知识背景和在多解迷宫中辨别方向、找出最佳路径的要求相去甚远。那么,为什么在传统的教学中一直采用具有唯一正确答案的习题和试题呢?其主要原因是:
(1)多解题的工程问题评分困难,多解题的有些答案往往出乎教师的意料。
(2)这种教育方法对教师的知识、能力、时间和精力都提出了更高的、甚至在现有条件下不可能达到的要求。
2.变革机械工程教育的思考
2.1变革工程教育的思想和教学方法
机械工程教育不能走依附于普通高等教育发展的道路,应该独树一帜。因此,首先要从根本上摆脱普通高等教育的思维定势和模式的影响,突破“科学教育”和“学科中心”的束缚。其次,要遵循高等职业教育的内在逻辑和发展规律,围绕培养目标,探索建立与之相适应的人才培养模式、人才培养质量体系与评估制度。再次,工程教育要突破现有知识的传授,更加重视应用知识的方法;从唯一解走向多元解,从知识传授走向知识应用,从重视发现走向崇尚创新。鼓励学生在学习过程中积极进行发散思维,激发学生创造想象,各抒己见,充分交流。在这个基础上,教师再引导学生对诸多方案进行分析,综合归纳,指导学生比较方案,从中选出最佳答案;并对学生的解答给予充分肯定。
2.2转变办学模式
转变办学模式是体现高等职业教育特点的前提和保证,是工程教育实现培养目标的有利途径。高等职业教育的特点之一是有“较强的针对性”,因此,要找准就业市场的需求,做好市场调查,加强市场预测,要有前瞻性,采用“订单式”培养。企业的“订单”不仅仅是一份用人需求的预定单,而是包括从培养目标、课程计划到教学方法、评估方法在内的一整套订单培养计划。其次,要强化学生的职业技能,推行“双证”制度。在毕业时,学生不仅要获得毕业证书,而且还要取得相关技能鉴定证书或是职业资格证书。职业资格证书将成为各行各业和用人单位对人才需求及评价的重要依据。产学结合是转变办学模式的很好尝试。产学结合是指学校与大中型企业合作,双方优势共享,是培养机械工程应用型人才的有益途径。企业根据职业岗位的需要向职业教育学校提出教育培训要求。岗位的知识、能力、素质要求就是培养目标。实践教学环节就在企业培训中心、甚至直接在企业生产线上进行。如深圳信息职业技术学院与国内大中型企业合作,“产”需要什么就培训什么,开设企业急需的专业,先后建立了数控技术、模具加工、自动化生产线和信息家电等实训基地。特聘一批国内著名教授和企业高级管理者组成专业建设指导委员会,定期交流企业用人信息,提出专业设置乃至有关课程设置的意见和建议。同时,还为学校提供有关专业实训设备及其就业渠道,既解决了学生的就业问题,大大缩短毕业生就业上岗的过程,为学校节省实训设备的投资。近十年来,信息控制与制造系在产学结合方面取得显著的成绩。为高职工科教育取得宝贵的成功经验。产学合作促使全社会都来关心职业教育,拓宽了办学渠道,节约了教育经费,保证了学以致用。
2.3建立适合社会需求的工程教学体系
2.3.1建立适应一线生产要求的实训体系和内容建立适应一线生产要求的实训体系是高职工程教育中的重要内容,它直接影响到培养学生应用知识的能力、实际动手能力,以及毕业后的上岗适应能力。我校的工程实训体系有四个支柱、二个层次组成;实训内容包含制造实践和技能鉴定两个方面。四个支柱分别为机电一体的技术、专业产品的设计、社会需求的导向及综合素质的培养。这四个支柱贯穿于训练体系的二个层次。二个层次分别是:基础层次(一、二年级),实训内容主要是金工及电工电子等专业基础技能训练及专业基本技能基础训练;综合层次(二、三年级),实训内容是设计和制造。如:模具专业的学生要参加模具课程设计、冲压模具设计、塑料模具设计、模具实作以及数控机床操作训练等等。改变传统的实践教学思路,把专业实习提前,在第一学期就安排学生进行专业基本技能基础训练,由易到难,贯穿每个学期,使学生熟练掌握专业技能。同时,要求学生在校期间通过电工、钳工技能鉴定,AutoCAD、Pro/E、CAXA、高级绘图员等技能考证。学生毕业时基本具备岗位职业资格。实践教学时数占总教学时数的55%以上。在实践教学过程中,以市场需求为导向,以企业要求为目的;要求学生通过“规范操作,仔细观察,不断总结、举一反三”,在训练中直接取得知识,掌握技能,进一步充实和加深理解书本知识。
2.3.2课堂教学与实践紧密结合工程教育不同于其它学科的教育,是既有理论又实践性很强的学科。所以在教学中,结合所教内容尽量把课堂移到实验室(或实训中心)上,结合实际授课,使学生一目了然。如:讲授《机械加工基础》、《数控编程及操作》等课程,均可将部分内容放在实验室讲授,边讲边操作、示范,便于学生理解,提高教学效果。但这种教学方式向教师提出了更高的要求:要求教师本身具有较强的动手能力和教学组织能力。同时,学校要创造条件来实现这种现场教学方法。笔者在教学实践中体会到,这种教学方法大大提高教学效率,很受学生欢迎,效果好。另外,采用“实例”教学法,以生产中的实际例子进行专业教学,使职业教育与生产实际零距离。如:要求数控技术专业的学生根据企业的生产图纸,利用数控机床加工零件,从看图、备料到编程及加工,最后检测产品是否合格。整个过程是专业基础课程和专业课程的综合应用,是理论与实际的有机结合。循序渐进,不断提高学生的技能。这种训练体系适合培养“应用型”人才。
2.4建立适合高职教育的师资队伍
高职教师应具备以下素质:
2.4.1有扎实的专业理论基础高职教师必须具备广博而扎实的专业基础理论知识和精深的专业技术知识,这是教育教学能力的坚强依托和后盾,也是做好教育教学工作的基础条件。随着科技的飞速发展,学科之间的相互渗透日趋明显,要求知识不仅要“专”,而且要“博”,要不断扩展自己的知识面,调整知识结构。对知识的掌握不能限于一个领域或某一学科。对本领域其它学科甚至其它领域的知识也要有一定程度的了解。高职教师必须具备系统的教育理论知识,懂得教育规律,并能用来指导教育实践。只有这样,教师才会有丰富的智慧和较强的预见能力、判断能力、表达能力和创造能力,就会有较高的教学、科研、服务水平,就能为社会、为人民做出更多的贡献。
2.4.2具有创新素质和较强的科研开发水平创新是教育发展的不竭动力,也是素质教育的重要方面。创新决定着教育的发展和素质教育的前途。加入WTO后,高职教育最重要的还是新的教育理念。观念创新和制度创新应作为职业教育改革的基点。教师要更新观念,因材施教,发挥个性,注重创新,提倡启发式教育,培养学生运用知识和创造知识的能力。鼓励教师参加科研工作。高职院校教师应具有完成“发展科学”这一任务的能力和水平。高职院校要开展科研活动,必须依靠高素质的教师。因此,高职院校教师在具备扎实的专业理论知识和精深的专业技术知识的基础上,还要有较强的科学研究能力,并能在实践中有效地进行基础理论研究和应用技术开发,创造出一批批科研成果。
【关键词】机械基础;教学改革;实践能力
随着职业教育的大力发展,以就业为导向改革与发展职业教育逐步成为社会共识,服务经济社会的能力明显增强。中等职业学校能否培养出适应当前生产服务一线的技能型人才,成为衡量学校办学水平的关键所在。要在改革中求发展,在发展中求生存,就必须打破原有的教学模式,改变陈旧的教学方法,大力推广教学改革。
《机械基础》是中等职业学校机械类专业的一门专业基础学科,包括机械传动、常用机构、轴系零件和液压气压传动四大知识体系,与《机械制图》、《极限配合与技术测量》、《金属材料与热处理》、《机械制造工艺》等课程有着密切联系,是一门综合性较强的课程,也是专业基础课程中较难掌握的一门课。根据培养就业能力的目标,针对学生的实际情况,需要对该课程进行不同程度的教改和探索,促进学生职业能力的发展,以满足企业对技能型人才的需求,笔者通过教学实践有了一定的成效。
一、调整教学内容,突出重点
中职《机械基础》课程以职业岗位所需要的技能和知识为导向,课程的主要任务是培养学生掌握常用机械传动和通用机械零部件的工作原理及结构的基本知识,初步具有运用和维护机械传动装置的能力。
本课程的四大知识体系虽有独立性,但各部分内容之间又有一定的内在联系,根据本课程的总体目标规划,怎样使学生在学习中能抓住重点和难点,这是我们在教学中需要思考的问题。在具体讲授过程中,打破原有的编排顺序,将常用的机械和常用零件的有关内容结合起来讲授,加强知识的连贯性,有利于学生的理解、接受和记忆。加强有关零件的结构设计、维修、安装、调试等内容的讲解,更新教学内容,同时补充能培养学生实践动手能力的内容(例如在介绍轴系类零件时增加拆装减速器的实验,这样学生就会对本部分的内容有一个直观的认识。对新出现的国家标准,如V带的型号、滚动轴承代号等一些新技术、新工艺等内容及时补充到课程中来,以培养学生的适应能力和发展潜力)。在介绍液压气压传动的有关内容时,重点介绍液压元件作用、安装和维护及基本回路的作用、检修和故障诊断等内容。
通过对知识内容的重新组合,实行了整体优化,根据岗位对知识、能力的最新要求,以应用为主体,以能力为中心,体现了实用够用的原则。
二、积极探索,改革教学方法
1、激发和培养学生的学习兴趣
产生兴趣是学好课程的关键。兴趣是调动学生主动学习、探索知识的内在动力。教师应灵活运用各种丰富多彩、学生喜闻乐见的教学手段组织教学,尽量激发学生学习兴趣。
(1)利用教具、模型等增加感性认识。
利用现有的教具、模型等实物,可以把枯燥高深的理论通过生动、直观的形式充分展现,提高学生的学习兴趣和积极性,使他们带着一种好奇心进入教学中,从而使他们在感性认识的基础上掌握知识要点。例如通过演示曲柄摇杆机构两次共线的运动情况,来说明曲柄存在的条件、死点位置、极位夹角、急回特性等问题。再如通过演示联轴器和离合器的运动情况很容易解释它们之间的区别与联系;通过改变曲柄长度或遮板位置让学生观察棘轮运动情况的变化,使学生很容易总结改变棘轮转角的方法。充分利用现有的教学工具演示有关内容,可以达到事半功倍的效果。
结合生产和生活中的实例来调动学习的积极性。如从电动自行与自行车,电子表与机械表,电动缝纫机与缝纫机的比较引出机器与机构的区别联系;从螺旋千斤顶、千分尺、机床的进给机构引出螺旋传动;从学生熟悉的缝纫机踏板机构、汽车前窗的刮雨器、公共汽车车门的启闭机构、单元防盗门的启闭机构等入手,来讲解铰链四杆机构及演化形式的类型、特点及应用;结合自行车、汽车、摩托车的变速装置,介绍链传动和齿轮传动及轮系的有关内容。这些实用性很强的实例对学生有相当大的吸引力,使学生既想学又能学,摸得着看得见。这样既激发了他们的学习兴趣,又调动了他们学习的积极性和主动性。
(2)采用多媒体教学使学生身临其境。
随着各学校多媒体教室的建立,利用投影、幻灯、录像等多媒体手段,使理论教学变得更加生动、形象,进一步调动学生的学习兴趣,使教学效果大大提高。教师可以把有关内容做成课件,在计算机上边演示边讲解:有些图表无法在黑板上画,可通过投影仪投影在大屏幕上;还可以通过观看有关录像资料,加深对各种机构运动过程及运动规律的理解。如刨床滑枕的主运动机构(摆动导杆机构)、工作台的进给机构(齿轮传动)、曲柄摇杆机构、棘轮机构和螺旋传动机构,车床的滑移齿轮变速机构及进给机构等。这样一方面即能激发学生的学习兴趣,又能培养学生的自主思考和分析问题并解决问题的能力。同时还可以利用多媒体技术让学生观看一些自己所学知识在工业生产中的应用,从而扩大学生的视野,让他们对本专业有一个更广阔的了解,进而增强他们学习的动力。
2、培养学生的自学能力
通过学习学生要把学校学到的知识运用到生产实践中去,解决生产中的实际问题。如果没有一定的自学能力,就不能对现有的知识进行更新,就无法适应改革的需要,最终会被社会所淘汰。为了培养学生独立思考和独立解决问题的能力,课程中一些相关内容的学习可鼓励学生自学。例如,联轴器和离合器的功用和类型通俗易懂,简单明了,可安排学生自学。老师可以把有关问题制成学案发给学生,规定适当的时间,让学生带着这些问题去阅读,找出问题的出处,然后对学生进行提问,看其是否找到了问题的答案,最后由老师和学生一起归纳总结出知识要点。再如棘轮和槽轮机构的运动规律及特点,可让学生通过自己一边演示,一边观察,自己总结它们的运动规律及运动特点。
3、采用“立体化”的教学模式
“立体化”的教学模式包括教学手段的立体化,教学形式的立体化,教学方法的立体化、教学内容的立体化和教学评价的立体化等。通过立体化的教学模式可以引发学生兴趣、激发学习动机、提倡自主学习、培养创造思维及创新能力。如利用多媒体呈现新知识或模拟机器或机构的动态过程;利用投影仪、实物展示台呈现图片;利用模型呈现机构的运动过程;利用制作模型培养学生的动手能力等。如此多样化的教学手段使课堂教学呈现“立体”式格局,充实完善课堂结构,极大地激发了学生求知的兴趣,调动了学生参与课堂的主动性。
三、加强实践环节,接轨工作岗位
职业教育的重要环节之一就是要培养学生的动手能力和操作技能,而这种环节必须通过实践教学来完成。所以在技能教学上,对教师和学生都提出了较高的要求:一方面要求教师不仅具有机械方面的理论知识,而且对于在生产中使用的各种加工方法、机床及设备的有关知识有一定程度的掌握与了解,另一方面要求学生在教师的指导下,运用所学的专业知识发现以及解决实际问题,培养具备独立思考和处理问题的能力。因此在组织教学过程中,可以充分利用校内的实习实训车间,做好每次实习实训的操作训练。另外可以组织学生去企业参观进行现场教学,学生参观时对其看到的设备的某个机构的工作原理进行针对性的讲解,告诉学生这个设备采用了那些机构,某个零件采用了什么结构,这样就能使学生产生感性认识,对所学内容就不会觉得抽象,加深对教材中理论知识的理解,从而提高教学效果。
通过现场教学既能开拓学生的视野,也能提高学生的学习积极性。积极鼓励学生自己动手做教学模型,让学生自己动手通过实际操作来提高了学生的动手操作能力,从而激发学生的求知欲。
四、改革评价体系,优化考核制度
关键词:卓越工程师 多功能 实践型 教育模式
中图分类号:F240;G645 文献标识码:A
文章编号:1004-4914(2016)01-245-02
引言
“卓越工程师教育培养计划”是国家在2010―2020年实施的一项重要探索性、创新性的教育模式,其意义在于为国家培养一批创新能力强、实践型、多功能型高质量工程技术人才。这种培养模式有利于我国尽快尽早实现工业现代化,有利于经济的高速发展,增强我国的综合实力。近五年来全国多数高校积极响应国家号召,纷纷结合自身学校情况制定相应的教育发展模式。彻底改变了以往重理论学习轻实践的教育方针,使理论与实践真正地结合在一起,更有益于适应社会发展。因此,探索出更有利于培养学生学习的发展模式具有重大意义{1}。
一、多功能实践型“卓越工程师”培养模式
自从积极响应国家教育部“卓越工程师培养计划”五年来,笔者所在的佳木斯大学农业机械化工程专业卓越工程师培养形成了以下发展模式,如图1所示:
1.基础专业课理论知识的学习。目前我国在农业耕种收过程中如果雇佣农民工作一天费用可达120~300元,不仅费用昂贵而且效率低,还会导致农产品价格上涨,这就促使农业机械不得不大力发展来解决这一矛盾。2015年3月份国家提出“中国制造2025”规划,努力把我国建设成制造强国,其中农业机械装备是国务院部署《中国制造2025》十大领域之一。
俗话说:“术业有专攻”,针对不同专业学生的培养需要选择不同的专业课相关的课本和采用适应本专业的教学模式。与之前的教学相比,除了学习好农业机械及机械结构设计等相关的专业知识外,还需要学习液压传动、电液伺服、机电系统、智能控制和可靠性设计等。因为现在我国大马力拖拉机、各种耕种机械和收获机械大力发展,智能化和多功能程度在不断地提高,比人力和小马力农业机械的生产效率提高许多。这就促使在教学过程中要求学生把机械结构设计、液压传动及控制设计看得同等重要;在满足机械性能和可靠性的基础上还得讲究物美价廉,因此给学生安排了数学模型建立、数据处理相关课程(模糊数学和数值分析等)和现代机械优化设计方法课程;选择何种材料进行加工也是每一位机械专业学生的必修课,必须了解不同材料具有的性能及特性,因此安排学生学习金属材料学、材料分析学课程、理论力学和材料力学等。
2.软件学习前提及要求。在学习软件之前,同学们应该学习机械加工工艺和机械精度设计课程及画法几何的基本内容,这对软件的学习至关重要,在画零件图时知道如何设计每一步加工工序、装夹位置以及精度要求。在教学中首先安排学生学习机械制造工艺学,是让同学们学会分析和解决实际工程问题的一个重要环节,培养学生制定零件加工工艺规程和分析工艺问题的能力,以及设计机床夹具的能力。其次安排学生学习机械精度设计课程,机械精度设计的合理才能满足功能的要求,从制造角度考虑,在满足机械性能和装配的前提下,尽量选择公差范围大,这样不仅易加工省时且降低生产成本。画法几何课程主要是培养学生具有基本的规范制图水平和空间思维能力,对零件二维及三维之间的转化,让学生理解6个基本视图的投影,剖视图、局部视图和不同剖视图的原理及画法。
软件学习主要包括以下几类:(1)CAD二维软件的学习,自从1984年诞生以来,就彻底改变了人们的手工制图。对于一张复杂点的装配图人工制图需要3天左右,自从有了CAD电脑制图,大概需要一天时间就可以完成。(2)三维制图软件有Pro/E、UG和solidworks,本专业采用的是UG软件学习,在实体建模、模具设计和数控加工方面比其它软件更专业、方便、快捷。学生在模具设计课程和数控加工实习中都感觉到UG软件的魅力。(3)有限元静力学分析软件的学习,让同学们学会如何把三维实体模型导入到有限元软件中,然后对其定义参数进行网格划分,施加一定的载荷求解,对结果进行分析,可以根据变形情况知道是否满足设计要求。(4)动力学软件学习的是ADAMS,在UG中把各个零部件装配到一起,然后导入到ADAMS里面进行动态仿真分析,可以得出运动时输出位移、速度、加速度和反作用力曲线,根据振动性能分析产品初期设计的有效性,从而提升品质、加速产品投放市场。
3.实验理论课学习。课程主要安排几个方面:(1)安排学生到生产农业机械相关公司进行实习,通过公司里面工程师给学生详细讲解每台机器的构造及设计创新点,这使学生增长见识,对现代机械获得感性的认识。(2)安排学生到机械加工实训基地进行现场观看,对普通车床、铣床、磨床、刨床和钳工有了新的认识,了解到零件从铸造粗加工半精加工精加工成品的加工工艺流程,加工师傅们很热情地为同学们讲解机床的构造、使用方法和注意事项,凭借自己多年的工作经验对复杂零件的加工心得和同学们一起分享,在师傅的指导下,同学们亲自动手加工一些简单的零件,真正做到理论指导实践,实践中更深刻理解理论知识。(3)安排学生学习《数控技术》知识,主要包括数控发展历史和数控编程,数控加工主要解决零件品种多变、批量小、形状复杂、精度高等问题,是实现高效化和自动化加工的有效途径{2}{3}。
二、分析应用环节
1.实例设计。以模具设计为例。模具设计主要分为几类:(1)冷冲压模具设计;(2)注塑模具设计;(3)压铸模;(4)橡胶模等。主要给同学们讲解冷冲压模具设计,设计包括冲裁、弯曲、引伸、翻边、导向装置、弹顶装置、自动送料装置和压力机的选用。
首先,根据自己的产品的形状和尺寸要求进行合理地排样,提高材料的利用率。其次,凸模和凹模的设计,主要根据产品的材料、形状、厚度和要求精度设计凸模和凹模之间的间隙,间隙过小会造成产品出现毛刺、裂口和层片,间隙过大会出现很大的圆角。第三,卸料和压料装置设计,卸料通常采用固定式和弹压式两种,固定式常用语引申工件底部冲孔,弹压式通常和顶杆相配合用于复合模中。第四,压力机的选择,根据工件所需的冲裁力大小、模具最大闭合高度和所需工作台尺寸选择压力机的型号{4}{5}。
2.模拟分析。用CAD软件把模具的各个零部件设计出来,然后再装配到一起,通过装配的过程可以发现各个零件之间的配合是否正确。通过UG软件把各个零件的三维实体画出来,各个零件按照“从里到外,从上到下”的顺序装配到一起。把装配好的实体模型从UG导入到ADAMS软件中,给运动的零件设为运动副,设定符合实际情况的运动速度和加速度,通过观察得出的位移-时间、速度-时间曲线来判断是否与实际情况相符。
3.数控加工。通过对《数控加工技术》的学习,学生掌握了根据工件形状、尺寸、夹紧位置和技术要求,进行工艺程序的设计与计算(包括加工顺序、刀具的选择、刀具与工件相对运动的轨迹和进给速度等)。加工顺序过程中需要考虑机床的选择以及每一步加工中走刀轨迹和进给量等,这直接关系到产品的质量好坏和精度要求,如果加工顺序不当可能会引起工件的不可恢复的变形,从而造成浪费。
4.实际应用。在大四的时候安排学生去公司进行实习半年,实行“考核学分制”。由公司人力资源部分配学生到下面的各个分厂,再由分厂的人员安排学生到各个车间,分配到具体的师傅,每位师傅负责指导1~3个学生,从普通车床、铣床、磨床到数控车床、铣床,去锻冲压车间熟悉产品锻压过程,冷冲压模具和液压模具制造,让学生进行简单的实际操作。每个岗位的实习情况由师傅填写评分表,真正让学生做到“学以致用”。
三、教学总结
从学生在企业的实践情况看出学生理论知识不能够与实际应用相结合,反映出教学中应打破以往的“重理论、轻实践,重知识、轻能力”的教学模式,加强学生在校内实践环节,为学生更好地适应企业实习打好基础。此外,应该改变以往“试卷式”的考核方式,应该把学生的动手能力、实例设计和实践报告等环节按照一定比例算其中一部分成绩。
“卓越工程师”的培养,是以把学生培养成“多功能实践型”为目标,着重培养学生的宽口径知识和动手能力,创新来源于实践,丰富的理论知识和见识,才能对现状进行改进、创新。因此,要求学生加强在校内的实验室学习、课程实例设计及企业的实践环节,充分利用学校和企业两种不同的教育环境和资源,培养学生的动手能力、设计能力和创新能力,增强学生的工程意识和工程素质,构建满足卓越工程师知识、能力和素质要求的实践教学体系,让企业纳入人才培养过程。通过这种新的人才培养模式,不仅要加强校内教学实践,更要把企业综合实践加入课程当中,真正将学生培养成国家新一代“多功能实践型”创新人才。
(基金项目:黑龙江省高等教育学会规划项目:14G135;佳木斯大学教研项目:JYLA2013-16)
注释:
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(作者单位:佳木斯大学机械工程学院 黑龙江佳木斯 154007)