发布时间:2022-10-09 02:05:27
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篇的模具设计毕业设计总结样本,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】课程标准 冲压模具设计
《冲压模具设计》是我院模具设计与制造专业的一门专业核心课程,主要任务是培养学生掌握冲压工艺设计和冲压模具设计相关知识,能够综合运用相关知识设计中等复杂冲压件的冲压工艺方案和冲压模具,同时培养学生严格执行冲压模具设计等标准的职业习惯和严谨细致的工作作风。为学生毕业后从事模具设计等技术工作和可持续发展奠定良好的知识、能力、素质基础。前导课程有《机械制图》、《模具材料与热处理》等,后续课程有《顶岗实习》、《毕业设计》等。
一、课程设计思想
本着“从岗位中来,到岗位中去”的思想,依托我院工业行业校企合作委员会,再有针对性的企业调研基础上,校企合作分析、总结冲压模具行业发展现状和模具专业主要面向职业岗位对知识、能力、素质的要求,确定“能分析、会计算、会设计、素质优”的课程总体教学目标。
1.教学内容选取。以冲压模具设计能力培养为重点,遵循必需、够用的原则,校企合作、工学结合,确保课程内容的实用性和先进性,选取冲裁工艺与模具设计、弯曲工艺与模具设计、拉深工艺与模具设计和多工位级进模设计为本课程主要教学内容。
2.教学内容序化。由简单到复杂、单一到综合,顾及高职学生循序渐进的学习规律,基于各类型冲压模具之间的相对独立性,整合设计落料模设计、冲孔模设计、U型弯曲模设计、V型弯曲模设计、拉深模设计、复合模设计、多工位级进模设计6个教学单元。每个教学单元选取1个典型案例作为工作任务,把相关理论知识与技能融入到每个工作任务中,围绕工作任务展开教学,组织教学内容,教学中教师注重引导,讲练结合,并辅助适量针对性练习,促进理论与实践结合。
3.教学组织模式。基于冲压模具设计基本步骤,每个单元设计若干学习任务,其中冲压成形工艺性分析、冲压工艺规程的制定、模具设计工艺计算在多媒体教室实施教学;冲压模具总体结构设计、冲压模具零部件结构设计在模具拆装实训室实施教学。教学过程中,教师提出学习任务,引导学生学习相关理论知识,然后分组制定计划、组织实施,教师答疑指导,对共性问题集中讲解,最后总结归纳。另外在课程常规教学完成后单独设计60学时的《冲压模具设计训练》项目,一生一题、互不相同、难度中等,学生独立完成设计任务,教学场地灵活选用模具拆装实训、CAD/CAM机房和就近合作企业。
二、课程目标
(一)能力目标:1.能够编制中等复杂冲压件的冲压工艺;2.能够设计中等复杂冲压件的冲压模具;3.能够分冲压件常见缺陷的产生原因,并提出较为合理的解决方案。
(二)知识目标:1.了解冲压变形理论和冲压变形规律知识; 2.掌握冲裁工艺与模具设计知识;3.掌握弯曲工艺与模具设计知识;4.掌握拉深工艺与模具设计知识;5.掌握级进冲裁模具设计知识;6.熟悉冲压模具设计国家标准;7.了解冲压技术现状及发展趋势。
(三)素质目标:1.养成独立思考、自主学习的习惯;2.养成一丝不苟、严谨细致的工作作风;3.养成严格执行机械制图、冲压模具设计等相关标准和规范意识。
三、课程内容学时分配
四、课程考核
1.期末考核及方式说明
期末考核采取笔试闭卷的方式,对理论考试试题要求:(1)考试范围以课程标准为基准,突出重难点;(2)试题难度中等,题量适中,注重考核对知识的理解和运用;(3)题型不少于四种。
2.过程考核说明
3.《冲压模具设计训练》考核说明
4.课程成绩形成
课程成绩=期末考核(40%)+过程考试(30%)+冲压模设计训练考核(30%)
[关键词] 模具工艺设计;教学改革;实践
[中图分类号] G642.4 [文献标识码] A [文章编号] 1005-4634(2013)05-0061-03
0 引言
模具工艺设计类课程包括《冲压工艺及模具设计》、《塑料成型工艺及模具设计》、《锻造工艺及模具设计》等三门核心主干课程,同时又是实践性和实用性很强的专业课程,其教学效果的好坏将直接关系到后续各教学环节质量的高低,进而影响到实践能力及创新人才的培养目标,因此在模具人才培养计划中占有重要地位。多年来,三大模具工艺设计类课程一直在进行课堂教学和实践教学的改革,激发了学生的学习兴趣,增强了学生的实践能力及科技创新能力,为后续课程的学习奠定了扎实的理论基础。
1 融合多种教学手段和方法,建立“4+4”课堂教学模式,提高教学效果和教学质量
模具工艺设计类课程的共同特点是:模具结构复杂,种类繁多,动作过程难于理解;教学概念众多,知识点分散,难以形成完整的知识链;知识涵盖面宽,内容交叉性强,课程涉及到诸如工程制图、机械设计、冲压设备、模具制造工艺、工程材料等课程,增加了学习和讲授的难度[1]。课题组在多年的教学工作中,根据模具工艺设计类课程的特点,逐步形成了4种教学手段加4种教学方法的“4+4”课堂教学模式,提高了教学效果和教学质量。
1.1 四种教学手段并用,强化教学效果
工艺设计类课程不能单纯盲目地追求现代化教学手段,不同的教学内容应灵活采用传统板书、实物样件、模型教具及实验设备、多媒体等教学手段,才能起到良好的辅助教学效果[2]。
传统板书即“粉笔+黑板”,其可以给学生充分的思考空间,因此,理论公式推导、工艺参数分析等工艺设计类教学内容非它莫属。
实物样件主要是来自工厂、生活中的各种金属薄板冲件、塑料制件等,这些样件的展示,更能激发学生的专业兴趣,而兴趣则是最好的老师。
模型教具及实验设备即实验用金属材质或塑料材质的冲压模、塑料模以及冲床、注射机等,对于实践性较强的模具安装与调试、设备使用与操作等教学内容,需要采用现场教学方法,这样既能充分调动起学生的主观能动性,又能提高学生的动手能力和实践能力,教学效果好于纯课堂授课。
多媒体辅助教学课件可将复杂的模具结构、工作过程通过三维造型、动画仿真加以展示,生动、形象又直观,它可变繁为简,变抽象为具体,易于理解和掌握,提高了学生学习的积极性。
1.2 融合四种教学方法,提高教学质量
工艺设计类课程有很强的实用性,需采用各种教学方法,包括讨论式、启发式、专题讲座式、设计案例式等,激发学生学习兴趣,引导学生思考并提出问题,增强模具设计能力,提高教学质量。
1)重点内容启发式。模具工艺参数的设计及工艺方案的确定是课程的重点内容,通过实物样件,引导和启发学生利用所学知识,分析参数设置的利弊,提出若干工艺方案,并总结出各种方案的适用范围,重点内容吃透弄懂,印象深刻。
2)疑难问题讨论式。各种成形缺陷的影响因素,除了理解记忆还要知道“为什么”。利用实物缺陷件,组织学生分析和讨论其特点和成因,加深学生对相关理论知识的理解和认识。
3)高新科技讲座式。将本行业先进的成形技术和成形装备、科技成果引入课堂,聘请企业工程师对学生进行专题讲座,了解相关理论在企业的应用情况、企业产品、企业对人才的具体要求等等,拓展视野,激发学习热情。
4)设计内容案例式。课程的教学目标是完成模具设计,设计内容始终贯穿整个教学过程。采用案例式教学,将模具设计和理论教学同步进行,促使学生紧紧围绕产品的设计来思考和分析每个教学内容,学习目的明确,设计思路清晰。
2 改革实践教学模式,增强实践能力和创新意识的培养
河北科技大学模具毕业生面向企业者居多,而企业急需的是具有较强的实践能力及创新精神的应用型人才,实践教学正是工科学生工程实践能力及创新精神培养的主要途径。针对模具方向的具体情况,对实践教学的内容、方法进行了改革,取得了较好的效果。
2.1 搭建专业实验平台,开设数控技能培训周,增 强综合实验能力
传统的实验教学多是随堂安排,跟着教学进度,多为小型、单个的验证性和演示性实验,学生只是按照实验指导书被动地实验,缺乏主动性和实验热情,少有动手实践的机会,更无法体现创新意识的培养[3]。因此,从2010年开始,河北科技大学对实践教学环节进行改革,搭建了两周的专业实验平台,将分散在塑模、冲模、锻模等专业课程中的30学时15个实验从理论教学中独立出来,纳入专业实验周。学生按照实验大纲要求,自行设计实验方案,由任课教师审核,实验教师与任课教师共同指导,学生自行完成。另外,开设了数控技能培训周,学生在教师的指导下,运用多学科的理论知识,经过了“绘图-编程-操作-加工”的全面训练,充分调动了学生的学习主动性和学习热情,增强了综合实验能力和创新意识的培养。
2.2 建立多功能模具拆装室,提高动手能力和模具设计能力
模具结构种类繁多、结构复杂,教材中的静态图例说明简略,学生读图、看图均感吃力,给专业课的教学及后续课程设计和毕业设计造成不利影响。因此河北科技大学筹建了集挂图、模型、仿真动画三位为一体,以实现模具拆装、测绘、现场教学等多功能的模具拆装室。
模具室现有塑模、冲模等20余套教具模型,工厂下线的小型冲压模近十套,各种测量工具数十件,基本保证一个标准班学生在专业实验平台中人手使用一套模具。通过对模具的反复拆装和测绘,加强学生对模具结构的感性认识,解决理论课中难以消化的模具细节的设计问题,提高学生的动手能力和模具的设计能力。
2.3 推进校企合作,理论与实践相结合,提高学生科技创新能力
为提高学生独立思考自主创新的能力,在毕业设计实践环节中,着重强调课题的实用性和创新性。对已签约的同学,可以直接进入用人单位,从企业中选用实际课题作为设计题目,教师掌握难度和工作量,由教师和企业技术人员双重指导,理论指导实践并在实践中得以检验;教师也可以将自己纵、横向科研课题或博、硕的研究项目,拆分为若干个难度适中的子课题作为设计题目,如“高强度钢板冲压性能的研究”、“液压缸筒体挤压成形”、“冲模标准件数据库开发”等,激发学生的创新意识和科研兴趣。另外,依托大学生科技创新项目与教师的科研项目,鼓励并引导学生进入研究室,参与科学研究工作,将专业理论知识运用到实际问题解决中。几年来,共有5篇毕业论文获河北科技大学优秀论文奖,其中来源于河北省自然科学基金项目《大口径直缝焊管成型机理与工艺优化》的毕业设计论文连续三年被评为河北科技大学优秀论文。
3 将计算机技术引入教学环节,进一步丰富教学内容,强化教学效果
多年来,课题组老师花费了大量的心血,通过多种途径搜集素材,以工厂录像、网络视频、3D(或2D)动画及文字图片等多种形式开发制作了专业主干课的多媒体教学系列课件,结合“4+4”课堂教学模式,取得了良好的教学效果,深得学生喜爱和欢迎。学生对课程评价均为优良,多媒体教学课件“锻造工艺及模具设计”、“冲压工艺及模具设计”、“塑料成型工艺及模具设计”、“模具方向辅助实习”课件先后获得河北省课件大赛两项二等奖及两项三等奖,冲压和锻造的课堂教学一直使用课题组教师参编的十一五规划教材。其中,《冲压工艺及模具设计》教材采用三维实体造型技术描绘模具实体结构,便于学生理解,并率先在教材中引入先进的计算机模拟软件分析的章节,丰富了教学内容,拓展了学生的知识面。
参考文献
[1]骆俊廷,官英平,顾勇飞,等.塑料成型模具设计课程教学改革与实践[J].教学研究,2010,33(2):63-65.
关键词:压铸工艺;模具设计;教学改革
中图分类号:G640 文献标识码:A 文章编号:1002-7661(2013)01-099-02
一、引言
《压铸工艺与模具设计》是材料成型专业铸造和模具方向的一门主干专业课程,涉及到压铸原理、压铸合金、压铸件设计、压铸工艺、压铸机选用和压铸模具设计等多个方面。课程具有如下特点:①内容繁杂,重点不突出;②课程交叉性较强,联系亦不紧密,③具有较强的综合性和实践性。传统的课堂教学内容零散复杂,加之授课学时有限,因此造成学生难以掌握重点、理解难点,严重影响和制约本课程的教学效果。
随着科学技术的发展及模具制造行业的不断进步,企业用人要求不断提高,要求能看懂图纸、熟练使用三维造型软件进行压铸件和模具设计、又有实际操作技能的高素质技能型人才。如何适应目前市场对本专业人才培养的要求.成为摆在高校教师面前的难题。结合本课程的性质,优化整合教学内容和教学资源,并把生产实例和设计经验引入到课堂教学中,确定本课程的教学目标是:学生能掌握从事压铸模具设计及其相关工作所需的基本知识和操作技能,能熟练绘制、识读和分析生产实际的压铸零件图、工艺图和模具图,并具备运用模具CAD/CAM 技术从事模具设计和制造等工作的能力,为毕业设计或今后从事相关工作打下良好的基础,并且具有可持续发展的能力。
为保证在有限的教学时间内,使学生掌握该课程的主要内容,只有对准实际抓教学的思路来设计学生的能力和培养方案,以精选的经典项目为教学案例,从合金选用、压铸件的设计、压铸工艺及与之对应的压铸设备、压铸模具的设计步骤及绘制、实际生产过程等内容融合在一起,使得《压铸工艺与模具设计》的理论课程与实践过程得到有机结合,才能切实提高课堂的教学质量。笔者通过几年来的教学实践,总结了在该课程教学改革方面的一些认识和探索,以期最大限度地提高教学效果。
二、教学内容的设计
教学内容和课程体系的建设是实现培养目标、提高人才素质的关键所在,课程的教学内容必须以职业活动岗位工作流程为导向来确定。将压铸模具设计理论知识的传授与实践有机结合,根据学生的前期专业基础、学期总课时数、学校的硬件条件,结合相应的能力目标重新整合优化课程教学大纲,对教材内容进行适当的增删处理,按教学需要打乱章节顺序进行讲解以突出重点,加强教学内容的针对性、实践性。例如:压铸机的特性曲线这一节的内容可省略不讲;对压铸合金、压铸机的基本机构等内容可进行适当的简化处理;而对压铸原理、压铸件结构分析、压铸工艺参数对压铸件质量及压铸模具寿命的影响、压铸模具结构等重点内容要讲深、讲透。还可增加一些传统教材没有但实践性较强的内容.如模具试模与修模方法、压铸件质量分析、压铸件成形的工艺流程介绍等。另外在讲课过程中,介绍一些期刊杂志上与实际结合紧密的文章,突出了教学重点和教学内容的实用性。
三、教学方法的改进
根据压铸工艺与模具设计的课程特点和需要,针对性地进行教学方法改革,使教学内容改革与教学方法的改革相配套,优化教学过程,强调因材施教,提高教学效率和教学质量。
1、优化多媒体教学
教学过程中,充分利用多媒体技术以丰富教学手段。针对难教、难学的模具动作原理等内容,利用模型-实物电子教案、图像,二维和三维动画视频等形式表现教学内容,如分型面的确定、抽芯机构、推出机构、复位机构等以动画形式制作配套辅助教学的多媒体课件;并将与课程相关的资料的最新技术、装备和企业真实的资料、图片收集整理,做成多媒体课件进行前期理论的课堂教学,让学生了解到最新、最全、应用较广的相关的知识。这些现代化教学手段的应用,在教学过程中发挥了传统教学无法比拟的优势,使抽象的内容形象化,静态的图表动态化,在强化教学效果,提高教学效率上取得了显著成效。
2、启发-研讨式教学
课堂教学在向学生传授知识的过程,更应注重学生的主体地位。结合学生的实际,采用启发-研讨式教学方法,引导学生积极思维。加强思维能力的培养和创新能力的培养,强调基本概念和设计思想的传授,正确发挥教师在教学中的“主导”作用与学生的“主动”作用。例如:压铸件的抽芯设计中,教材罗列的都是一些平面静态图,可以先向他们展示静态图片,先让学生自己识图并讲出其中设计的特点和动作过程,最后再观看动画,这样更好吸引学生的兴趣进行分析,增强他们独立思考的能力。
四、教学模式的更新
1、实施案例教学
针对课堂教学和实践环节脱节的问题,在授课时增加了实际生产的几个精典案例为教学内容[。在授课时把所包含的理论知识全部融人案例教学中,以一个或若干个典型的压铸件作为载体,学生随着教学进程逐步完成案例的设计,并绘制相关的装配工程图和零件工程图。最后与之相关的压铸设备、压铸模具课程设计、压铸件生成等内容融合在一起,使模具设计理论课程的讲授与实践过程集中在一起完成.取得了较好的教学效果。
2、强化实践教学
《压铸工艺与模具设计》是一门实践性很强的课程。因此本课程要进一步强化实践教学,把原本的2次拆装实验增加到6次。把课堂教学与拆装试验、课程设计、生产实习、毕业设计等实践性教学环节有机结合,实行多环节、多层次教学的课堂教学模式,增强学生的工程意识。打破传统教学顺序,安排学生在课堂教学之前先进行2次拆装实验,使学生对压铸模具结构有总体认识。在讲授了压铸模结构与零部件设计后,再安排模具拆装与零部件测绘实验,使学生加深了对压铸模结构及其组成零部件的类型、固定方法和相互间的装配关系等的理解,同时提高了学生的动手能力,改善了教学效果。
五、总结
总而言之,结合本科教育的目标和对学生的要求,更加突出理论与实践的结合,培养出一批具备扎实理论知识的技能型人才。通过教学内容、教学手段和教学方法的改革和实践,在培养学生学习能力、实践能力、创新能力方面取得良好的效果。
参考文献
[1] 骆枏生,许琳. 金属压铸工艺与模具设计[M].北京:清华大学出版社.2006.07.
[2] 王丽芳,满达虎.《压铸工艺与模具设计》课程教学模式的改革与实践[J].广西轻工业. 2011(12):119-120.
[3] 东为富,陈明清等. 《塑料成型模具设计》课程的教学改革[J].广东化工. 2009,36(12):190-191.
[4] 吉晓莉.《塑料模具设计)>课程的教学改革与实践[J].理工高教研究,2007,26(2) :82-83.
[5] 刘文.《冲压工艺与模具设计》课程教学改革探索[J].模具制造2008(9) :66-69.
关键词:技工院校 模具专业建设 动态调整 机制
技工院校主要为社会培养技能型人才。技工院校培养出来的学生通过工学交替、顶岗实习等生产实践很快就能适应企业岗位的技能需要。随着社会经济的快速发展,学校的专业教学过程会遇到一些问题,例如,岗位需求及需要的技能发生变化,学校的专业课程设置不合理,教学方式不能有效激发学生的学习兴趣,考核方式不够全面、客观,教学设备短缺、陈旧,师资力量不足,急需提高等。为了解决这些问题,技工院校必须建立专业建设动态调整机制。
建立专业建设动态调整机制必须考虑几个原则:一是专业调整需要符合本区域经济产业发展对各类人才的可持续需求;二是专业的调整需要符合学校的整体专业布局;三是专业调整必须考虑学校的教学设备和师资队伍状况。
下面笔者以学校模具设计与制造专业为例,从专业课程体系和技能评价体系两个方面来阐述专业建设动态调整情况。
一、模具设计与制造专业课程设置和调整
1.模具设计与制造专业课程设置的依据
笔者学校模具设计与制造专业设置的依据是学生通过六年的学习,能系统掌握本专业的基础理论、基本知识和技能,在专业知识方面达到本科毕业程度,在专业技能方面达到模具制造工国家职业资格二级(技师)水平。同时,毕业生还可考取电切削工、数控铣工等国家职业资格证书以及CAD/CAM职业技能证书等。
2.模具设计与制造专业的课程设置及调整
模具设计与制造专业是机械类专业中需掌握的理论和技能较全面、较系统的一个专业,除了要掌握基础知识、专业理论知识外,在技能方面还要学习钳加工、金属切削加工、数控加工、特种加工、逆向造型等。现在,每年都有省、市、全国及世界模具大赛,为了尽早选拔参赛选手,也为了让学生充分掌握模具制造技能,专业基础课和实训课程要尽量提前安排。
首先是模具设计与制造专业学生培养特点。模具设计与制造专业的学生要参加成人高考,在校期间要完成函授本科的课程学习,还要依次考取模具制造工中级工、高级工和技师的国家职业资格证书,部分优秀学生还可以通过第二专业的学习考取模具设计师(三级)、电切削工(四级)等相关职业资格证书。因此,笔者学校技能操作课安排得较多,学生参加成人高考后,上实训操作课,一周安排理论课教学,下一周则安排实训操作课,交替进行,实训课的课时量逐年增加。
其次是模具设计与制造专业课程设置。笔者学校模具设计与制造专业所有的课程可归为三大类:公共课、专业课(含实习课)和综合实践课。公共课主要是一年的高中课程和大学基础课程。专业基础课,例如机械制图课,提前到第一学期开课,其他课程也在前两年完成。专业课程主要开设模具材料与热处理、机械制造基础、模具工程技术基础、冲压工艺与模具设计、机床夹具设计、塑料成型工艺与模具设计、模具CAD/CAM、压铸成型工艺与模具设计等。综合实践课主要有模具制造工中级技能训练、金加工技能训练、数控铣床编程与操作、模具制造工高级技能训练、模具制造工(设计师)技师研修课题训练、模具制造工(设计师)技师技能训练、毕业设计、综合技能实习。
最后是模具设计与制造各阶段技能的教学内容及教学方式。各阶段实训教学采用理实一体的项目教学方式,每个阶段要求完成的项目不同,每个项目的难易程度是逐渐提高的。项目教学过程也是小组成员共同合作的过程,由于小组成员分工不同,完成任务的情况也不一样,因此,针对每个任务的完成过程和结果,可根据评分表对每个小组成员进行评分。
模具制造工中级工阶段:按组完成一幅简单的冲裁模,例如水果刨落料模或冲孔模,完成模具零件的加工、热处理,模具的装配和试模。安排的技能操作内容有:钳加工、电火花线切割加工、平面磨削加工、金切加工、冲压机床的操作调整等。
模具制造工高级工阶段:按组完成一幅复杂的冲裁模,例如水果刨落料、冲孔模复合模或冲孔落料级进模。要求掌握的机床操作内容与中级工相同,但模具结构复杂,模具零件多,装配制造技能更进一步。
模具制造工技师阶段:完成一幅塑料模,模架采用已加工好的快换模架,每人设计一个塑料件,利用UG三维软件造型,再进行模具分型;采用MOLDFLOW软件分析,确定模具结构;编程数铣加工,模具装配修模,试模等。安排的技能操作内容有:分析软件、三维软件设计、逆向工程、数控电火花加工、数控铣削加工,抛光研磨,注塑机操作等。
二、模具设计与制造专业技能评价体系的调整
1.过程鉴定意义
以往笔者学校模具设计与制造专业所有课程都采用期末一次性考核的方式对学生的职业资格进行鉴定,即按职业鉴定要求分别进行理论试卷和技能操作卷的考核,两者的考试成绩都在60分以上视为合格。这种一次性鉴定方式存在很大的弊端:集中考核导致操作设备紧张;考核模块多、时间长;有些教学结束较早的模块,学生生疏了,不能充分反映学生的技能掌握情况。这种终结性的一次性考核,其结果不能全面反映学生的综合素质,教学评价不能发挥积极的导向作用,使学校片面重视考核前的短期强化训练,过分突出教学内容的针对性,缩小了知识和技能的涉及面,容易出现学生基本技能薄弱、专业技能单一、吃苦耐劳精神缺乏等弊病。为了激发学生的学习积极性,充分、全面地展示学生的各方面技能,学校现采用过程鉴定方式。
2.过程鉴定促进了模具专业的发展
多年来,笔者学校的专业课程都采用理实一体化教学,通过多年的教学实践,总结出了“实施课程模块化教学,学历教育体系与职业资格培训体系衔接”的思路。
过程鉴定和一体化教学首先要有相应的教材,经过多年一体化教学实践,笔者学校模具组教师编写并出版了《冷冲模制造实训》《模具制造工(高级工)鉴定指南》《模具制造工(高级工)技能训练》等教材,完成了校级精品课程冲压工艺与模具设计和模具制造工(中级工)训练题库、模具制造工(高级工)训练题库和模具制造工技师训练题库等。
过程鉴定和一体化教学促进了学校实训室建设,目前,笔者学校的模具专业实训室有:特种加工实训室、模具拆装、试模实训室、数控铣工作站、数控车工作站、金切实训室、精密制造与测量工作站、创新设计电脑房等。
过程鉴定和一体化教学加速了“双师型”教师的培养步伐,实施一体化教学要求教师必须是“双师型”教师,笔者学校模具专业一个班级学生的技能教学主要由两位教师完成。其中,主带教师要完成模具制造工的中级、高级甚至技师阶段的教学工作,因此,对每位教师的专业理论和技能水平提出了很高的要求,学校也非常重视专业教师的培养。
3.中级、高级模具制造工过程鉴定方案
以家职业技能鉴定大纲为标准,根据模具制造工职业资格的鉴定内容(国家职业资格二至五级),结合笔者学校相应的专业教学计划,编制过程鉴定的初步方案。在专业课程模块结束时或理论实践一体化教学实施过程中,选择若干关键的质量控制点,将其确定为教学过程鉴定考核点,实现教学过程中的多次技能鉴定考核。
参照模具制造工的国家职业资格标准,模具设计与制造专业选取了以下14个模块作为过程鉴定的考核点,各考核点所占比重以及计分说明如表1所示。
说明:表1中1~10项为中级模具制造工过程鉴定考核点,要取得中级模具制造工职业技能等级证书必须满足以下三个条件。
完成中级阶段教学考核,总学分在36分(满分为60分)以上;其中,冲压工艺与模具设计(含课程设计)单项学分在15分以上;中级模具制造工技能训练单项学分在15分以上。
11~14项为高级模具制造工过程鉴定考核点,取得高级模具制造工职业技能等级证书必须满足以下三个条件。
已取得中级模具制造工职业技能等级证书;高级阶段,总学分在24分(满分为40分)以上;高级模具制造工技能训练单项学分在18分以上。
通过对模具专业课程体系和技能评价体系的调整,笔者学校的模具专业建设更加合理,培养出了更多的一专多能的高技能人才,为满足社会人才需求、促进产业结构升级和当地经济发展做出了贡献。
参考文献:
[1]王新淑.浅谈技工院校模具专业建设[J].中国电子商务,2012(11).
[2]王建华,张建平.高职院校专业动态调整机制建设研究[J].中国高教研究,2014(12).
【关键词】课堂教学 转变角色
《材料成型工艺与模具设计》是高职高专模具设计与制造专业的一门核心专业技术课,具有很强的实践性和综合性。教学内容包括冲压成形工艺和冲压模具设计两大部分。因于受教学和实验条件限制,过去几乎所有的本科院校和高职高专都是侧重课本的章、节内容,用传统的黑板式理论教学,按照章、节顺序由基础理论到专业理论,由简单理论到复杂理论进行讲授,实践性环节和现场教学极少,学生普遍反映冲压成形工艺部分理论深奥、难懂,冲压模具设计部分内容抽象、实践性较强,学生对该课程学习效率不高,理论知识和实践技能掌握不足,产生“学与用,理论与实际应用”的严重脱节。在顶岗实习和毕业后的工作中的实际效果不佳。因此如何采用多种先进的教学方法及手段,摆脱章节黑板式讲授的传统习惯,有效地调动学生的学习积极性,促进学生的积极思考,激发了学生的学习潜能,是当前高职高专教学中亟待解决的问题。更是实践性极强的模具专业的急需解决的问题。我们根据多年的实践教学经验,从完善和改变教学内容、改进课堂教学方法入手,以实际动手能力为本位,以就业为导向进行课堂教学改革,依据一个或几个相关职业群对从业者的素质要求,从众多知识、能力之中筛选出可按教学规律组织课堂教学的内容。将传统的章节式内容转换成项目案例式内容。取到~半功倍的效果。
一、转化教学理念,“以人为本”
我们教师面对的是一个个有着丰富、多样思维的的学生,课堂上的教学过程其实就是师生情感交流的过程。就象一个“人”字的构架一样,“老师”与“学生”、“教”与“学”都是相互支撑着,缺一不可,所以,老师和学生应该相互尊重,授课老师应该读懂你所施教的每一个学生的个性和能力,学生也应该充分信任你的老师的职业道德和执教能力。作为一门专业学科的教学,教师不仅要通过专业知识的传授,让学生理解“以人为本”的内涵,而且在课堂教学过程中,教师要用自己的实际行动体现“以人为本”,使学生在潜移默化中形成“以人为本”的理念,为他们将来终生打下坚实的基础。深入探索以学生为主体,以发展为目标,以研究过程为主线,以质疑问难为标志,以教学民主化为保证,全面优化教学过程。
二、教学内容用项目模块化、案例型
针对《材料成型工艺与模具设计》课程内容包括冲压成形工艺与冲压模具设计两部分,为克服冲压成形工艺课堂理论教学抽象、难懂,冲压模具设计实践性强的特点,我们在教学手段和教学内容的表现形式上进行了改革。对冲压成形工艺部分,改变重理论、轻实践的教学观点,强调冲压成形工艺在模具设计中的实际应用,淡化对公式推导过程等教学理论的要求。为加强对学生动手能力和工程实践能力的培养,提出将基本理论融入实践教学,课堂教学中将传统的章、节式内容转换成项目案例式内容,将整个课程分为“冲压认识、冲裁工艺及模具设计、弯曲工艺及模具设计、拉深工艺及模具设计、其他成形工艺及模具设计、冲压工艺规程设计” 等六个大模块。每个模块中又以若干企业生产项目作为案例进行解剖教学,将原来的各章节所要讲授的理论知识融入到各个具体的项目中,并以多媒体教学取代传统黑板教学,讲解深入浅出,条理清楚,重点突出,分析问题透彻,注重知识内在联系,对冲压加工中设备动作原理、板料毛坯的变形机理、变形过程和冲压模具的设计原理、工作过程,以及由于条件所限无法实现的一些冲压工序进行图片及动画阐释,将虚拟和现实紧密结合,既直观、易懂,又真实、可信,有效地调动了学生的学习积极性,促进了学生的积极思考,提高了学生的学习兴趣,激发了学生的学习潜能,收到较好的教学效果。
三、改变课堂授课方式,增强教学效果
在整个课堂授课过程中,将项目案例具体化、形象化,培养学生项目工程素质。对于由于条件所限无法实现的一些冲压工序进行图片及动画阐释,将虚拟和现实紧密结合,对于难以理解的知识点尽可能地采用实物进行讲授,如讲解模具的总体结构时,使用企业中某个产品零件的生产模具,将其分解,逐一讲述,既直观、易懂,又真实、可信,这样的授课方式能有效地调动学生学习的积极性,促进了学生的积极思考,使学生对这门本是枯燥无味的课程产生了较为浓厚的学习兴趣,激发了学生的学习潜能,收到良好的教学效果。
四、因人施教,实行个性化的教学
在教学过程中,将每次课(两课时)分为三个阶设来实施。
第一阶段(大约10~15分钟)学生复习前次上课的知识点,每次由4~5人上讲台讲述前次上课的重点知识点。此方法有两大目的,其一可从迫使学生必须在课外时间复习所学知识,其二上讲台可以锻炼学生在众人前面回答问题的胆量,以及分析问题和解决问题的能力。全班同学人人都要上讲台,回答不出可以求助其他同学,但帮助回答的同学必须要掌握更多的知识量,并在帮助者回答后,被帮者必须重复回答并说出为什么。同时根据回答问题的学生个体能力,分别提出难易程度不同的问题。
第二阶段(大约60~70分钟)讲授新的知识点,将该次授课的所有知识都融合在项目案例中。每一个知识点的讲授都要让学生知道为什么这样设计?还有什么更好的设计方法,举一返三,进行比较,选择最佳。让学生充分理解和掌握知识的应用。
第三阶段(大约10分钟)让学生上台总结该次课所学的重点,难点,设计方法,设计步骤,设计技巧以及企业的习惯用法,提高学生的归纳总结能力。
这种“因人施教,个性化的教学”既能将所学知识进行应用巩固,同时又能锻炼和培养学生个人胆量和胆识及个人魅力。
五、取消作业本训练,以项目设计图纸代练
在整个教学中,取消了过去以作业本做练习的惯例,完全杜绝用作业本“一问一答”或“计算题”等枯]的练习方法,根据项目中模具装配结构图和零件结构图的设计图作为学生的学习练习,每讲授一个结构或者是一个模具零件,让学生外课时间设计一张零件图或结构图,将所学的所有知识点在图纸上反映出来。例如设计一块凹模板,就必须要弄懂凸、凹模刃口的计算原则;凸、凹模的加工工艺和加工方法:设计基准;计算公式;间隙选用;外形结构尺寸确定;尺寸标注;公差配合;表面粗糙度;热处理规范;技术要求及机械制图等所有的知识点和其它相关知识点。从一张图纸上完完全全反映出该生对知识掌握的熟练程度。老师在改图时可以及时的对每个学生的错误进行修正。
通过对13级模具1、2两个班近60人的调查报告反映,学生对该教学方法评价较高,特别是那些平时不愿意听课或不愿做作业的同学产生了积极的作用。
六、考试评价
该课的评价方式采用驾证式考核方式,
应知采用在线平台阶段式考核。
应会以课程设计的形式代替考试,即给定一个企业项目产品零件,学生按照企业设计岗位的工作过程,从对产品工艺分析、工艺方案设计、工艺计算、模具装配总图设计到各零部件设计等全过程手工绘制一整套完整的模具设计图样,并撰写一份设计说明书。
七、课堂教学改革的实际效果
(1)通过实物教学与多媒体课件有机结合起来,采用“人性化教学”激发学生学习的兴趣、调动学生学习的主动性和积极性。
个别其他老师认为是“问题”学生,对该课的积极性也较高,其他课从不交作业的学生,对这门课的规定的设计图纸作业也一次不纳,而且图面质量和设计质量一次比一次要好。
(2)整个课堂教学通过革后,使复杂问题简单化、抽象内容具体化、模具动态过程可视化,采用灵活多样的教学方法。
(3)多种素材(实物、实样、照片、PPt演示和动漫播放等)辅助教学,内容丰富、教学过程生动有趣,使课堂气氛活跃,提高学生的学习兴趣和教学效果。
(4)学生上讲台,实现角色转换,提高了学生学习的自觉性,增强了学生的自信力。
(5)取消枯]的作业本练习,改用绘图形式,将所有知识融化在图纸中,改变“死记硬背”的传统,而实现了“灵活应用”的实际动手能力。使学生掌握了一定的模具设计与制造的基本技能,将理论知识直接迁移到项目中,有效地缩短了与企业岗位的距离,得到企业的高度评价。同时提高了学生顶岗实习和毕业设计的支撑能力,以及毕业后转岗、晋升的后续能力,为学生多元化选择打下了基础,提供了可能。
课堂教学改革不是一朝一夕的~,必须要经过较长时间的摸索和探讨,才能真正的探索出一套行之有效的方法。
参考文献:
[1]斯苗儿.新课程与课堂教学改革[J]人民教育出版社,2013,(2).
[2]方元山.课堂教学改革研究[J].福建教育,2010.
[3]王旭东.国外师生关系研究[M].海南出版社,2000.
[4]滨州市教学研究室所编[J].创新教育与教学改革,2011,(6).
关键词:模具设计;教学方法;工程应用; 实践
中图法分类号:G642.0 文献标识码:A
0.引言
模具工业在国际上被誉为“百业之母”。模具工业的发展,人才是关键,为加快模具人才的培养,国内很多高等院校都开设了模具相关专业课程,有目的、有系统地培养模具人才,以适应当前和今后,我国对模具人才的巨大需求。但是,目前我们不得不面对这样一个的现实:一方面,模具行业招聘不到合适的既懂理论又具有实际工程应用能力的人才;另一方面,随着高校的扩招,相当一部分毕业生,面临着就业难甚至找不到工作的尴尬局面。究其原因,毕业生的工程实践应用能力不强还是一个较普遍的问题,以至于个别毕业生向老师抱怨说学校学的知识和技能在企业用得上的少,以至于又进入UG、Pro/E等模具设计专业培训机构进行培训学习。因此,地方高校如何扬长避短,发挥自身办学优势促进就业,便成为解决其生存与发展问题的关键。
改革课程教学、加强实践应用能力培养是各高校教改工作的重点,但当前在模具设计课程的教学中,最主要还有以下问题没有得到有效解决:一是教学内容的更新速度难以跟上新技术发展的速度,技术发展的前沿动态、趋势难以及时融入教学;二是课程教学内容的设计和教学方法还没有打破原有的学科逻辑体系,教学进程的安排还有很大的改革空间;三是合作培养、共建基地、共同进行质量评价等多样化的教、学、产、做合作力度不够,实践性平台不宽;四是现有的师资队伍基本为校内教师,相对缺乏实践应用能力,难以通过课程教学有效实现冲压模具设计人才的培养目标。
再者,由于模具设计与制造技术发展较快,受到一些软硬件条件的限制,实习条件相对不足,使学生的认知能力仅仅局限于理论的水平,还缺少独立动手实践的机会,如此造成实践教学失去了综合应用和工程实践的本质功能,无法培养出社会需要的高素质、具有一定创新能力的工程应用型人才[1]。在这样的背景下,如何转变《冲压模具设计》课程的教育教学观念,如何结合专业特点优化课程教学体系,改革课程的教学内容、教学方法与教学手段,以适应应用型本科人才的培养需要意义重大。
1.教师教学理念转变
学校是学生学习知识的地方,但对工科学生而言,培养学生的目的,不仅仅是让他们掌握多少知识,更重要的是让他们会应用这些知识来分析或解决实际工程问题[2],即侧重培养动手能力与工程应用能力,能力重于知识,能力促进学习真本事。
能力怎样获得?能力基本上不可教,不可“灌”进去,而是通过大量实践“激发”出来的,通过自己行动“练”出来的,干出来的,是被“逼”出来的,实践是提高能力的唯一方法。这就要求我们的学生对于没有见过的、没有学过的,没有干过的,要敢于探索,敢干,会干,能干好,实践越多,实践越全面,能力就越强。因此,教学过程要以学生为中心,以学生的自主活动为基础,强调学生对知识的主动探索。通过学生亲自活动和实践,变被动学习为主动积极而又有创造性的学习,并能在学习实践中学会与他人相互协作。
2.课程的教学与改革
培养高等工程应用型人才,学生所学的理论知识应以适用性为原则,以应用为目的、够用为量度;专业课教学突出针对性和实用性。根据学生的特点,理论教学中知识传授应以“必需、够用”为原则,减少课本上理论讲解。
1)优化教学内容
(1)从实用性出发做相应删减或压缩一些偏离专业培养目标和仅限于了解的内容,如对提高零件精度方法、自动模设计和以大型覆盖件为代表的曲面零件的成形工艺及其模具设计。
(2)注重把国内外的最新模具方面的科研成果融入课堂教学中,使教学内容能紧跟模具技术发展,突出其实用性、先进性并加强针对性和实践性[3]。如引导学生采用应用软件进行排样设计、压力中心计算、尺寸计算、坯料尺寸计算等。在模具设计中,引导学生应用UG、Pro/E、CAXA,MasterCAM等CAD/CAM 软件,完成设计任务,以增强学生对知识的运用能力和不断获得新知识的能力。
(3)增加模具新技术、新工艺的前沿介绍,使教学内容既能反映课程的知识点和知识群,又能反映该学科新动态和新成果,激发学生的学习热情。
2)改革教学模式
遵循“实践——理论——再实践”的认知规律,安排学生先参观生产实习,使学生对成形过程、成形工艺和模具设计有总体了解,获得一定的实践知识。在随后的课堂“理论”教学中着重普遍性、典型性,理论分析则选择难易程度适中的某个题目进行工艺分析、工艺计算和模具结构设计,使学生具有系统的、完整的、扎实的知识结构。“再实践”环节,就是通过与课堂教学相配合的课程设计、生产实习、毕业设计等实践性教学环节,让学生充分利用《模具图册》、《模具设计手册》和网络信息等设计资料,培养其运用理论知识分析和解决实际工程问题的工程意识[4]。
3)改进教学方法
教学方法是教法和学法的统一体。今天的新课程理念告诉我们,学生的学习才是课堂的核心,教师是一名组织者和服务者,一切教学活动应围绕学生的学习展开。为此,教学过程中,必须重视引导学生学会学习方法。
(1)加强启发式、讨论式教学
由于目前我国高等教育的教学方式还是以课堂讲授为主,学生对上这种课不感兴趣,提不起精神,上课打瞌睡、看闲书、玩手机,更胆大的干脆逃课。为此,如何让学生变“要我学”为“我要学”、“我爱学”,使学生主动地“学会运用”新的知识和技能是教师在教学上思考的首要问题。要注意在教学中启发学生思考问题,分析问题,培养浓厚的学习兴趣,激发强烈的求知欲望,使学生的大脑处于积极的思维状态。
讲课要求学生听,而讨论是让学生积极地主动学习,允许学生畅所欲言。从教学改革的实践来看,学生比较喜欢这种双向的教学方式。讨论的最大优点就是能调动学生学习的积极性和主动性,当教学中学生对某个问题持不同观点时,教师不要急于给出答案,而要顺势启发他们说出自己的理解,让学生自由讨论,教师作为组织者和引导者,最后让学生在讨论中得到正确答案,加深对一些问题的认识和理解,这就是主动学习的过程。此外,讨论还有一个优点就是锻炼了学生的语言表达能力和分析问题的能力。
(2)结合生活实际,提高学生学习兴趣
兴趣是课堂教学的生命,只有充满兴趣,学生才会感觉有滋有味,充满活力。可将从车间、生活中收集来的或教学场地中的有的各种冲压、塑料实物样件、产品等展示给学生,鼓励学生多观察和思考小到垫片、不锈钢杯子、易拉罐、玩具汽车、手机外壳,大到风扇扇叶、日光灯罩、汽车零部件,电器外壳等的结构特点,同时结合多媒体示范,让学生了解你、我身边的这些产品是如何加工出来的,今后学生能够具体做些什么工作,并尝试对该产品进行数字化造型和模具设计,学生认为这门课很实用,就会有兴趣学下去。
(3)创设“问题情境”,激发学生好奇心
专业课程的学习是枯燥的,引入情境教学能使学习的课堂变得生动。问题情境的创设,需要教师下“巧”功,例如每章的引入教师可从“问题”开始,而这个问题最好要体现“生活性、实用性”,教师可提问学生常见生活用品是如何加工的,这些产品接近生活,学生耳目能详,而又没有生产经验,故充满好奇感。
4)丰富教学手段
(1)开展现场教学,增强感性认识
在理论课的讲授中,即使口才很好的老师都很难在学生的脑海中建立起一个模具的模型,如果在这个时候教师继续讲解其结构和原理.那么学生就只能是云里雾里,不知所以。因此,在这样的情况下,教师可以将学生带到模具综合实验室等实习场地进行教学,利用真实的实物边讲解、边拆装。同时学生也可以看得见,摸得着,感觉真实,对知识的理解也会更深刻一些。例如:在讲解模具结构的时候,用实物展示讲解各个零部件,并拓展一些课外的知识,然后让学生自己动手拆装,逐个掌握每个零件的名称和作用。
(2)充分利用多媒体,促进学生理解
利用多媒体进一步扩大学生接受知识的信息量,把国内外知名企业的模具制造装配及冲压生产过程录像给学生播放,通过录像资料阐述每一步生产过程的原理及特点,如典型模具零件的设计加工流程,宝马车外壳加工流程等,使课堂教学内容实际、生动,课堂气氛活跃。再者,各种复杂的模具结构及其工作原理非常多,图片也多,通过多媒体使课堂教学化难为易,化静为动,化抽象为形象,化枯燥为有趣。每次课的内容也能比以前更加丰富和充实,帮助和促进了学生对课程内容的理解和掌握。
(3)正确应用网络,提高在线学习能力
利用网络资源进行开放性教学,建立学校教务在线网络教学交流平台,共享课程的优良资源,学习方式灵活多变,可进行网上讨论与答疑等,实现课下互动学习交流,也可打开该相应章节的电子教案或教学动画和视频进行课外自主学习,真正实现教与学的全方位互动,从而激发学生的网络学习兴趣,提高教学效率和效果。
正确引导学生浏览模具信息网、中国模具网、模具中国、模具人才网、中国模具设计论坛以及一些院校的《冲压模具设计》精品课程建设网等网站,培养学生上网学习的能力,学会从网上寻找有利于学习的资源。同时模具技术不断发展,出现了不少的新产品、新设备、新工艺,如高精度连续模、电磁冲床、模具柔性制造技术、模具自动化生产线及模具涂层技术等,让学生及时了解到模具界发展的最新动态,增加学习兴趣[5]。
5)改革考核方式
合理的考核评价体系,不仅具有“评价”功能,还具有“塑造”和“激励”功能。考核在教学过程中如同指挥棒一样,对教学内容、教学方法等起到导向作用。优秀的先进的考核制度有利于调动学生学习的积极性和培养学生自主学习的能力,提高学生的综合素质和工程应用能力。
为适应新的教学思想的需要,将考核办法重新调整为:
知识考核:以知识掌握、工程应用和专业能力目标为依据,实施应知应会灵活应用的考核,期末改为开卷考试,改革传统知识的理解、记忆为知识的应用,重点考核学生对知识的综合应用能力和创新能力,占总成绩50%。
平时作业及表现占20%:根据平时作业、课堂回答问题、学习态度以及出勤情况等给出学生的平时成绩。
过程考核:在每个工程项目任务结束后进行,考核包括工程项目的任务完成情况、工作态度、知识应用、实验结果等,将各项目任务成绩累积平均后记为总成绩的30%。
6)增强实践教学
培养应用创新型人才,实践教学环节是相当重要的。传统的《模具设计》课程体系较偏重于理论知识的讲授,实践性的教学环节偏少。作为应用型本科专业,培养的应是具有本领域的基本知识和实践能力的应用型工程技术人才,学生光有理论知识是不够的,还必须具备较强的实践能力和工程素质,因此必须加强实践性教学环节,增加实践教学比重,在条件允许下可以开设“模具拆装及测绘”的实践课程。
设置模具设计实践性教学环节,要求学生独立设计一套中等复杂难度的典型模具,写出设计说明书和创新思维报告。通过项目化的教学模式,把学生工程意识和综合素质的培养融入到教学的全过程,做到教中学、学中练、练中做、做中学相结合,促进学生积极思考、实践和工程应用能力发展。
校企合作是增强学生对生产实践的认识、提高学生动手能力的良好平台。针对模具设计课程,校企合作应该具有广泛性和灵活性。目前我校已与浙江吉利汽车有限公司杭州湾基地、中国(宁海)模具城等企业单位建立了合作关系,学生在毕业前可以进行2个月以上的工程应用实习,从而提高了实际工程应用的能力。
3.提高教师素质
工程应用能力的培养与传统的教学方式相比,对教师的能力和素质提出了更高的要求:第一,教师应深入企业生产一线,了解岗位生产过程。通过深入企业一线实践,了解模具行业企业生产、技术、工艺、没备现状与发展趋势以及企业对模具专业人才知识结构、工程应用能力、职业素养等方面的要求。第二,要求教师具有宽广的知识面和一定的工程实践经验。第三,要求教师具有较强的教学设计能力,教师要发挥指导作用,作好一个教学设计者,指导者、示范者和服务者。
因此,通过外聘技术人员再培养和校内教师出外培训,提高教师的理论知识水平和实践能力,使他们成为“双师型”教师,鼓励教师半脱产或脱产到基地实习培训,在那里学习模具设计和加工技术、提高教师的实践能力。高校教师的实践培训学习对于提高教师的素质和能力也是必不可少的,只有在实践中应用理论知识,才能对理论知识有更深刻和更全面的体会和把握,才能为模具设计课程的教、学、做、产提供师资保证。
4.总结
本文针对应用型本科专业学生的实际情况及模具设计课程的特点,依据应用型人才的培养目标,从教学理念、教学内容、教学方法、教学手段和考核方式等方面进行了改革和研究,体现了教师是教学活动的组织者、引导者和合作者的教学理念,初步的实践表明教学改革提高了学生对模具设计课程的学习兴趣,强化了学生实际工程应用能力和创新能力的培养,达到较好的教学效果。由于课程教学改革涉及面广、技术性强,是一项长期而艰巨的系统工程[6],这需要我们不断地探索、改革和创新教学方法和手段,培养适应当代社会发展需要的高级工程应用型人才。
参考文献:
[1] 马瑞,冯春生,马丽霞. 面向工程教育的课堂教学方法改革与实践——以《冲压工艺学》为例[J].教学研究,2011,34(4):44-46.
[2] 雷源源,张晓燕,田琴,李远会,梁宇.《材料科学基础》教学方法的改革[J].新课程研究(中旬刊),2012,(06):117-118.
[3] 王丽娟,高颖,张双杰等. 对冲压工艺及模具设计课程教学改革的几点体会[J].中国现代教育装备,2011,(07):58-60
[4] 刘文.《冲压工艺与模具设计》课程教学改革探索[J].模具制造,2008,8(9):66-69.
[5] 陆元三.《冲压工艺与模具设计》课程教学方法实践与探索[J].模具制造,2010,10(4):88-90.
[6] 黄为勇.应用型本科《电路》课程教学方法改革[J].当代教育理论与实践,2012,(07):53-54.
关键词:工学结合;高职;毕业设计;改革
中图分类号:G718 文献标识码:A 文章编号:1672-5727(2013)11-0054-02
近年来,各高职院校招生规模迅速扩大,培养要求和培养模式也发生了较大的变化,很多学校实施了工学结合、顶岗实习的教学模式。然而,作为专业教学最后一个环节的毕业设计并没有受到足够的关注,大部分学校基本采用传统的设计模式,有的学校根据教学现实稍作调整。毕业顶岗实习对毕业设计影响很大,总体上看,目前高职院校的毕业设计多数流于形式,质量严重滑坡,现状堪忧。高职毕业设计必须进行合理的调整和必要的改革以适应新形势下高职教育的培养规模和培养模式。
高职院校毕业设计存在的问题
目前,大部分高职院校仍然沿用传统毕业设计模式,与当前高职教育的培养要求和教学现实相背离、相矛盾,具体表现为:
不符合当前高职教育的培养目标 高职教育毕业设计一直以来沿用本科院校毕业设计的模式,这种模式的毕业设计可以提高学生的专业知识运用能力,使学生获得一次综合性的专业训练。但是本科院校的毕业设计偏重对理论知识的研究和设计能力的训练,而高职教育的培养目标是培养社会需要的高素质、高技能人才,注重职业素质和职业技能的培养。目前,高职毕业设计选题仍局限于设计的题目,形式僵化,难度偏高,没有体现高职教育的培养目标。很多学生由于不具备学校要求的设计能力而抄袭别人的毕业设计,蒙混过关。
不适合当前高职教育的培养模式 为了更好地培养学生的职业素质和职业技能,缩短毕业生与岗位的距离,大部分高职院校在最后一学期都安排了整学期的顶岗实习。同时,学生在企业实习期间要完成毕业设计,即边实习边设计。很多学校在学生选题方面采取双向选择的办法,即学生可以根据实习时所从事的工作内容与指导教师商定设计题目。这种做法的初衷是好的,可以使学生的毕业设计更加贴近工作实际,学以致用,培养学生的知识运用能力。但实际情况却不尽如人意。在企业实习的高职学生,很多从事产品检验包装、机床操作维护等与工程设计关系不大的工种,很难找到技术含量高的设计课题;同时,企业的条件很难满足学生做毕业设计的要求,企业基本按员工要求学生,学生业余时间较少,且办公条件比较简陋,无处查阅资料。
不适应当前高职教育的教学规模 目前高职院校的招生规模不断扩大,师生比例失衡,教师在完成教学任务的同时,还要完成学生管理、科研、社会服务等其他工作。一个教师常常要指导十几个甚至二十几个毕业生,教师指导毕业设计的精力明显不足;加之很多学校从学生的就业考虑,顶岗实习单位往往是学生自己联系的准就业单位,实习学生分布比较分散。在此形势下,高职毕业设计指导很难到位,导致毕业设计的质量普遍下降。
对高职教育毕业
设计改革的思考与建议
高等职业教育在经历了近二十年的快速发展,教育理念和培养模式都发生了较大的变化,毕业设计作为专业教学的重要环节改革势在必行。高职院校毕业设计改革重点应该是毕业设计模式的改革,即从选题、指导到管理考核等方面进行改革,依照高职教育的培养要求,体现出学生职业技能的综合训练和职业素质和全面培养。近两年,笔者作为机械类专业教师,一直开展毕业设计改革的研究与探索。下面结合高职机械类专业学生的毕业设计谈谈自己对毕业设计改革的一些看法。
强化课程设计,淡化毕业设计 高职教育隶属于高等教育,虽然比较强调职业能力的培养,但不同于中等职业教育,高职机械类毕业生还需要具备一定的结构设计能力和较强的工艺设计能力。很多高职院校也在降低毕业设计选题的难度,基本与课程设计难度相当。高职院校可以在平时的教学中强化课程设计,使得学生在毕业顶岗实习之前就具备了基本的设计能力,这样的培养更扎实,更具实效。机械类专业可以在《机械设计基础》课程后设置课程设计,开展减速器等典型部件的综合设计;在《机械制造技术》课程后设置课程设计,开展万向节滑动叉等典型零件加工工艺规程和工艺装置的综合设计;在《液压传动》课程中开展液压压力机等典型设备液压系统图的识读与设计;在《模具设计与制造》课程中设置课程设计,开展晾衣架等日用品模具的设计与制造训练;在《数控加工工艺与编程》课程后设置综合实训,开展复杂轴类、复杂型腔类零件数控加工工艺设计与编程的训练等。在这些专业核心课程之后设置综合设计实训,基本可以实现对学生基本设计能力的训练和基本知识运用能力的培养。可以通过案例教学和项目化教学等方式,将学生基本设计能力的培养贯穿于整个课程教学的始终,从而减轻学生毕业设计的压力。
改革毕业设计选题形式,使人才培养与社会需求相一致 高职毕业设计的目的不应该仅是提高学生专业知识的综合运用能力,还应该体现职业素质和职业技能的综合训练。要实现这一目的,应允许毕业设计选题的多样化,鼓励学生结合实习岗位选择设计、加工、维护等与专业相关的技术课题。在设计室实习的学生可以开展产品开发的设计课题;在加工岗位实习的学生可以开展复杂零件加工的制造课题;也允许学生结合实习岗位撰写技术报告,比如,有的学生在实习时配合工程技术人员进行某一生产线的安装与调试,那他就可以这一技术工作为选题写一份技术报告。技术报告既是学生对其岗位某一项技术工作的总结,也可以通过书写报告加深认识和继续升华,对其职业素质培养有很大帮助。不管是产品开发的设计课题,还是零件加工的制造课题,都要鼓励学生做出实物成果,通过学生自己独立加工零件,体现对学生机床操作技能、零件加工技能、产品检测检验技能等职业技能的综合训练。浙江省、福建省、天津市的很多高职院校机械类专业非常注重毕业设计成果实物化,并在就业应聘时进行展示,很大程度上提高了毕业生就业的成功率。
实施双导师制,使毕业设计指导落到实处 毕业设计指导是一种个性化较强的工作,每个学生的题目几乎都不相同。目前,高职院校普遍存在师资短缺的问题,一个教师指导十几个甚至二十几个学生的毕业设计,效果可想而知。既然学生可以在顶岗实习期间结合实习岗位完成毕业设计,与学生在一起的师傅、技术员多数实战经验丰富,应该可以承担校外指导教师的职责。校内指导教师把关设计内容和技术标准,校外指导教师承担岗位技术问题的咨询,并共同承担实习设计的管理及考核。校外指导教师参照校内指导教师享受一定的劳动薪酬。校外指导教师的参与不仅能很好地解决学校师资不足的问题,同时也是学校难得的教师资源,他们不仅实战经验丰富,而且与学生朝夕相处便于指导。当然,在实际操作中,也出现了企业技术人员因工作繁忙、缺少责任心等原因疏于指导和管理的现象,这需要学校加强与企业沟通、协调,制定相关的制度,明确校内外指导教师的职责、义务和报酬;同时,开展与企业的多方面合作,获得企业的支持与配合。
改革毕业设计考核,突出成果实物化 毕业设计考核,应该由校内外指导教师及行业、企业专家共同组成的答辩小组完成。做结构设计、工艺设计等课题的学生,不仅要求他画出设计图纸、撰写必要的设计说明,还应要求他独立加工出实物,这样才有资格评优、评良。这种课题除进行答辩考核以外,还要对学生毕业设计实物成果进行测试和评价。对于撰写技术报告的学生可以采取面试的形式,根据报告内容和实习岗位回答相关的职业基本知识和岗位技术问题。对于同一企业或同样岗位的,指导教师可以设计若干与企业具体岗位相关的技术问题,让学生抽选回答。
校外实训基地建设要便于毕业设计开展 如果学生顶岗实习过于分散,势必给指导带来很大困难,双导师制也很难实施,毕业设计质量很难保证。如果选择若干深度融合规范的企业作为毕业实习基地,毕业生相对集中,容易实施双导师制,保证毕业设计指导的质量,便于毕业设计管理与考核。高职院校与企业要加强职业培训、合作办学、技术服务、科学研究等方面的合作,将学生毕业设计与企业的生产、科研等工作有机地结合起来,使高职教育的毕业设计真正体现与生产实践相结合,提高学生的职业适应能力和就业竞争能力。
参考文献:
[1]田娜,袁文光.浅谈基于“工学结合”的高职院校学生毕业设计教学模式改革[J].教育艺术,2012(1):191.
[2]白洪金,张金美,周志宏.突出以实物成果为形式的高职机电一体化专业毕业设计改革的研究[J].中国科教创新导刊,2010(23):173-174.
[3]邓小龙,岳睿.略论高职自动化专业毕业设计的改革[J].职业教育研究,2010(5):31-32.
[4]张慧鹏,钮王杰,贾毅朝.机械类应用性本科毕业设计改革的探讨[J].运城学院学报,2009(2):42-44.
[5]朱齐平,刘进志,郝长生.大学本科(工科)毕业设计的现状与改革[J].当代教育研究,2007(15):53-55.
作者简介:
【文章编号】0450-9889(2017)05C-0068-02
??验教学是高等教育中的一个重要环节,尤其是对于材料成型与控制工程这类具有很强实践性的工科专业来说。作为材料成型与控制工程专业的一门主要课程,材料成型CAD/CAE/CAM课程主要培养学生掌握材料成型中的产品三维造型、材料成型的计算机辅助设计、成型过程的计算机模拟、数控加工等现代化的成型技术和方法,其实验教学在学生综合能力培养及前沿应用软件及技术的掌握方面起着举足轻重的作用。但由于该课程涉及的知识面广,对数学、力学、机构学等方面的理论知识要求较高,而且该课程一般安排在第五学期进行授课,部分理论知识对本科生来说还很抽象和深奥;同时,在前期的学习阶段,学生对机械加工、工艺编排等实践操作知识也掌握很少,因而传统教学方法的教学效果不佳,尤其是学生无法将相关的理论知识和操作技能进行有效的融会贯通。因此,探讨该课程的新的教学方法显得尤为重要。
一、材料成型CAD/CAE/CAM实验教学中任务驱动教学法的优势
材料成型CAD/CAE/CAM课程涉及材料成型工艺学、工程力学、计算机模拟、机械加工工艺等理论知识,以及三维造型、计算机仿真、数控加工编程、有限元分析等实际操作技能。可见,该课程内容宽泛、理论性强,对实践操作能力的要求较高。材料成型CAD/CAE/CAM课程的教学要求为:根据相关的设计理论知识,熟练运用UG软件,对中等复杂程度的塑料、五金等产品的成型过程及其成型设备,熟练进行运动仿真、有限元分析、成型过程模拟、数控编程加工等操作。
材料成型行业由于其理论性和工程实践性都较强,对于没有生产经验的本科生来说,难以有效地将相关理论知识运用在实际的设计过程和生产过程中,这是导致学生就业能力差的主要原因之一。传统的教学模式是围绕教师展开的,以教师讲授为主、学生学习和练习为辅,这种教学模式一般是针对以理论知识为主的课程而设计的。而材料成型CAD/CAE/CAM课程以教授UG软件的操作技能为主,以讲解材料成型的优化设计和加工的理论知识为辅。可见,传统的教学模式并不适应该课程的实验教学。因此,探讨新的教学方法是非常重要的。
根据多年以来的实际教学经验总结,并结合具体的课程要求和实际情况,本文提出采用基于任务驱动的教学法来进行材料成型CAD/CAE/CAM的实验教学。任务驱动教学法最初出现形式是德国工科院校的“双元制”教学模式的行动导向教学方法。与我国的教学情况不同,德国的工科院校同时兼具职业教育的功能,对学生同时教授理论知识和操作技能,培养目标是高级工程师。为了适应智能制造的需要,我国当前的工科教学改革目标也逐渐向这个方向靠拢。
一般来说,任务驱动教学模式是一种探究式的教学方法,主要以适当的实际项目例子为先导,将相关教学内容设计为不同的任务,并将其作为驱动,通过引导和帮助学生解决对应的任务,同时培养学生用理论分析问题和实际解决问题的能力,从而在完成相关任务过程中同时掌握理论知识和操作技能。此外,通过正确的引导和分组教学,还能培养学生发现问题、抽象总结和团队合作等能力。
二、材料成型CAD/CAE/CAM实验教学中任务驱动教学法的具体应用
(一)实验教学任务的设计
根据教学大纲,材料成型CAD/CAE/CAM课程的培养目标是:培养并行设计的思想,在成型产品定型生产之前,运用高性能的计算机和相关软件,对材料成型的全过程进行模拟和分析,并根据分析结果不断进行优化和改进,确定最优的成型加工过程,从而大大缩短设计过程和提高设计效率,并预先解决实际生产中可能出现的各种缺陷和难题。实验教学的任务是:学生熟练运用UG软件,对塑料制件、五金制品、铝合金产品的成型过程进行优化设计和模拟,确定合理的成型方案。本文主要以塑料制件为例来进行阐述,其他类型产品的教学过程类似。
根据实际生产过程,首先确定塑料制件的成型过程主要包括:产品设计、成型性能分析、注射模具设计、零件加工、模具装配、注塑生产。于是,可以将教学任务划分为6个任务,分别涉及和覆盖不同的知识点。任务1:利用UG软件的三维造型功能,完成产品设计的任务。这主要涉及力学分析、曲面设计等课程的理论知识。任务2:利用UG软件的有限元分析功能,完成成型性能分析的任务。这主要涉及热力学分析、塑料成型工艺等课程的理论知识。任务3:利用UG软件的三维造型功能,完成注射模具设计的任务。这主要涉及塑料模具设计、机械设计等课程的理论知识。任务4:利用UG软件的数控编程功能,完成零件加工的任务。这主要涉及模具制造工艺、机械制造基础、数控机床等课程的理论知识。任务5:利用UG软件的三维装配功能,完成模具装配的任务。这主要涉及机械制造基础、公差与互换性等课程的理论知识。任务6:利用UG软件的运动仿真功能,完成注塑生产的任务。这主要涉及成型设备与操作、生产管理等课程的理论知识。
以上划分的6个教学任务,完全覆盖了塑料制件注射成型的全过程,同时也涉及材料成型与控制工程专业大部分专业基础课程的理论知识。通过操作演示、分组讨论、讲解辅导等方式,帮助和引导学生在计算机上独立完成对应的实验操作,并要求学生正确撰写实验报告,让学生在熟练掌握UG软件操作技能的基础上,将理论知识融会贯通并应用于实际设计和生产过程。而且,通过上述的实验教学过程,培养学生学会分析问题、解决问题以及实际操作的能力,能够同时具备熟练的操作技能和扎实的理论基础,真正适应社会和科技发展需要。
(二)任务驱动教学法的实施过程
任务驱动教学法是围绕实际任务而展开的,以学生的实际练习和讨论为主,教师主要担当组织和引导工作。主要实施过程为:
第一,为了满足相关教学的要求,配备有高性能计算机(i5-6500的CPU、8G内存、专业绘图显卡)的实验室,并安装UG8.5、Office2010、AutoCAD2010等?件。每一位学生都有一台单独的计算机,可以独自进行相关的操作;并与教师计算机构成一个主从局域网络,以便教师进行讲解和辅导,以及进行分组讨论和操作演示。
第二,合理选择实际塑料制件。选择复杂程度适宜的制件是执行本教学法的关键因素之一,合理的制件使得教学过程可以涉及预期的理论知识和操作技能,并控制教学进度。实际教学中,选择中等复杂程度的制件:具有多个不同类型的形体结构或简单曲面,具备侧抽芯的结构。为了避免学生抄袭,应确保每个学生的制件都是不同的;同时,为了培养学生的团队合作和沟通协调能力,同组学生的制件也不能差别过大。因此,在实际教学中,同组学生一般选择同系列或相近规格的产品,不同组之间的产品具有较大的差别。
第三,在每个任务开始之前,集中向学生讲授或复习所涉及理论知识。一般来说,理论教学所占用时间较少,只需学生能够正确地找到相关知识即可,具体的学习过程需要学生独立完成。此外,还需要讲授相关的UG软件的操作命令、操作过程、注意事项等技能,从而使得学生具备独立完成教学任务的实际操作能力。
第四,在理论教学之后,要求学生独立进行任务操作;同时,以小组为单位进行讨论。对于在完成任务过程中出现的问题,首先要求学生自行解决,其次要求在小组内解决,最后才通过教师进行解答。这种方式可以培养学生正确的设计习惯、更快的学习速度、更良好的发现和解决问题的能力。在教学过程中,通常是完成一个任务之后,再进入下一个任务。
第五,教师根据在实际教学过程中和巡视过程中发现的问题进行集中总结和分析,指出解决方法和途径,并要求学生在课后进行充分的练习。同时,还需要设定和把握好任务进度,对于完成任务较快的学生,可以额外增加一些更深层次的子任务或要求。最后,在每个任务完成之后,进行讲评和成绩判断,并指出存在的问题。
三、材料成型CAD/CAE/CAM实验教学中任务驱动教学法的实施效果
为了验证所提出实验教学方案的效果,笔者在某校三届学生的材料成型CAD/CAE/CAM课程教学中实施了任务驱动教学法,取得了良好的效果:
首先,该方案能够进行实际的设计操作,教学过程不再是枯燥的理论讲解和简单的演示,有效地提高了学生的学习兴趣。
其次,该方法围绕实际产品的真实设计过程而展开,并且通过学生独立完成相关任务,使得学生能够将理论知识和实际操作融会贯通,有效地提高了发现问题、解决问题的能力。由于在教学中接触到真实的材料成型设计过程,学生在第四学年的工作面试的成功率较高,而且还能在毕业后更好、更快地适应新工作。此外,该方案还提高了学生的团队合作和分工协作能力,这对学生将来的工作是很有帮助的。