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二、教学内容的组织与安排
(一)首先根据减速器的生产过程安排教学项目
减速器的生产过程是从零件的加工到部件的装配。那么在安排教学项目的时候,根据这个过程,先安排切削加工项目:车、铣、钻镗、磨(加工减速器零件),然后进行装配知识的学习。
(二)按照零件的加工过程安排项目顺序
通过市场调研发现,车削、铣削是学生从事最多的两个工种,是金属切削加工方法中最为主要的两种,作为重点内容先学习,钻镗及磨削次之,所以先安排车铣后钻镗磨削。此外一般零件的加工都是由粗到精,车、铣两类方法也是粗加工和半精加工的方法。而磨削是精加工的方法,所以由粗到精组织教学任务。
(三)以项目实现过程安排学习任务
下面以车削为例对这门课程的授课思路做一简单的介绍,通过减速器的拆分拆分出传动轴及端盖等轴套类零件:
1)任务一:传动轴是哪类机床可加工的典型零件?———车床。从而引入车床的知识:包括车床的应用、结构、分类等方面内容。
2)任务二:切削加工要用到刀具,车床用什么样的刀具?从而导入车刀的知识。包括车刀的种类、使用、角度及磨刀方法等内容。
3)任务三:有了刀具了,工件如何在机床上进行定位?从而引入夹具的知识。包括夹具的组成、典型夹具的结构及夹具的应用等内容。
4)任务四:具备了机床、刀具、夹具等必备的条件后,如何在车床上把这个零件加工出来?从而把车削加工的有关知识以这根轴为学习情境进行讲解。
5)质量检测:首先理论讲解质量检测的方法,然后让同学们分组对自己加工出来的零件进行质量进行。以上5项任务完成车削部分的教学。每一个项目后面均设计了典型学习情境,每一各任务书后面均设计了学生用的工作单,每个工作任务后面还附了完成本任务的评分标准。在教学过程中完全理实一体化。此外对知识的讲解是:先分解再整合,如分开讲解车床、车刀、夹具,后整合,在每个项目中都有相应的综合实训环节如车削综合实训。
(四)教学内容的具体表现形式
教材参考书:《机械制造》、《机械制造实训指导书》。教学资源还包括:教学资源库、网络课堂、实践教学。在立体化网络课堂中采用大量典型零件加工实例、图片、三维动画、视频资料及虚拟实训等多媒体素材,使网络课堂更贴近于实际、现场,更具高职特色,更实用。资源库大量采用三维动画,可实现任意方位的观察,便于学生对零件的加工原理的理解、对于工艺的编制方法累积素材,加深理解。
(五)教学设计思想与效果
1.教学设计的出发点教、学、作一体化;为构建后续专业理论与技能培养平台服务。
2.教学设计思想:“分步实施,系统整合”
1)将最后要实现的目标进行分解:如:要达到学生能够完整认识切削加工,并能够编制工艺、加工出合格零件,先分步骤实施下列任务:机床结构、基本操作;刀具;夹具。
2)将以上内容学生掌握后,进行系统整合;操作机床加工零件;零件质量检测。
(六)学习情境及课时分配四、主要教学方法
根据实际的教学内容确定与其适合的教学方法,针对《机械制造》的课程特色,主要采取了以下几种教学方法:
(一)六步教学法
本课程主要采用六步教学法:授课过程为:学生信息收集-制定计划-选择方案-目标实施-信息反馈-成果评价,学生参与问题解决的全部过程。教师再这个过程中知识一个指导者,学生是教学主体,学生学习的积极性、主动性较高。
(二)案例分析法
由于《机械制造》是一门较为综合而且实践性较强的课程,因此,针对本课程开发出了适应这门课特点的案例分析法。就是在介绍各个课题的时候分别以典型零件为例,通过这个实例的讲解,把本章所涉及到的知识点贯穿起来。本课程的教学过程中始终贯穿“减速器”这一典型零件,通过减速器不同零件的加工和整体装配来学习相关内容。
(三)分组讨论法
在有些授课环节上采用了分组讨论法,如在讲授加工工艺的制定内容时,学生分组讨论,制定工艺,共同分享成功后的喜悦,能够激发学生的学习兴趣,培养学生的团队协作精神,培养良好的职业素养。五、教学基本保障条件
1)工业用二级直齿圆柱齿轮减速器10套、配套图纸10套;
对于机械制造工艺学课程设计的实践教学,需要进一步研究教学改革方法,以适应我校应用型本科人才培养目标的要求,应用型本科教育在培养模式上,以适应社会需要为目标,以培养技术应用能力的应用型人才为主线设计学生的知识、能力、素质结构和培养方案,以“应用型”为主旨和特征构建课程和教学内容体系,重视学生的技术应用能力的培养[2-3]。
1课程设计的内容要求及存在的不足
1.1课程设计的内容要求
我校开设机械制造工艺学课程设计的对象为机械类专业(包括机械设计制造及其自动化、机械电子工程、材料成型及控制工程)的学生,课时安排为两周(28学时),具体内容是编制一个中等复杂程度的机器零件加工工艺规程,设计其中一道具体工序的工艺装备(夹具),主要包括以下几个方面[4]:(1)确定生产类型,分析零件工艺性。(2)确定毛坯种类及制造方法,绘制零件毛坯图。(3)拟定零件的机械加工工艺规程,包括:选择各工序加工设备及工艺装备;确定工序尺寸及公差;计算各工序切削用量;计算时间定额;绘制工序简图等。(4)填写工艺文件。(5)设计某一道工序所使用的专用机床夹具,绘制夹具装配图。(6)撰写设计计算说明书。
1.2课程设计存在的不足
根据我校机械相关专业的机械制造工艺学课程设计的具体内容,大部分学生在进行课程设计过程中采用传统设计模式,即主要体现在绘制二维工程图环节里采用手工绘图。在课程设计教学过程中,发现学生的空间想象能力和工程实践经验缺乏,创新点更为欠缺,因此学生的设计结果质量不高,具体存在的不足从以下几个方面分析,主要体现在:
(1)从课程设计的内容分析
从上面分析我校机械类专业开设的机械制造工艺学课程设计的内容来看,与国内大多数高校机械类相关专业的一致,设计题目较成熟,与之配套的指导书、参考资料等也较完整,形成设计过程规范化的一种模式,因此,学生在进行课程设计过程中,根据课程设计指导书和参考资料上的步骤进行设计计算,并撰写设计说明书,也正是因为这种教科书式的模式下导致学生的设计理念单一,设计的产品缺乏创新性。
(2)从设计手段分析
设计手段主要是人工计算和手工绘图,人工计算不仅浪费了大部分时间,而且容易出错,发现错误返回修改等工作比较繁琐复杂,大大影响了设计效率。同样,手工绘图效率较低而且返回修改也很累赘,这与现代设计理念相违背,不能满足现代设计的要求。手工绘图导致学生出现局限于二维设计、空间想象能力无法拓展的情况,仅从二维空间去了解设计过程,无法提升到三维空间层面,对夹具体零部件之间的装配关系、运动关系等认识不充分,由此对夹具体的整体设计与装配过程缺乏全面的了解。
在这种设计手段模式下,学生与专业软件(如CAD、UG、Pro/E等)的应用脱节,同时对整个设计方案和结构创新设计的考虑较少,也不利于学生对专业软件知识的掌握及将专业软件应用于工程设计的能力培养,更加制约了学生创新能力的提高。
(3)从学生自身因素分析
课程设计要求学生能够综合运用所学的基础理论知识和专业技术知识去解决工艺及工艺装备设计的实际问题,并需要查阅大量的机械设计手册、国家标准等相关资料,而部分学生专业课程知识却不够扎实,如机械制图、工程力学、工程材料、互换性与技术测量、机械设计基础、机械制造工艺学等课程,对专业课程知识的综合应用能力更为薄弱,导致最后完成的课程设计质量不高。
2课程设计改革的具体措施
针对目前我校机械相关专业的机械制造工艺学课程设计存在的不足之处,结合我校应用型本科人才的培养目标,从实际出发,提出以下几个改革措施:
(1)改革课程设计内容
在保证工作任务要求、设计难易程度大致相同的情况下,扩大课程设计选题范围,增加学生自主选题,从以下两个方面考虑:第一,结合机械类专业的学科竞赛主题,如大学生创新创业训练计划项目、大学生工程训练综合能力竞赛、机械创新设计大赛等,以参赛作品的某些零部件作为课程设计内容对象;第二,结合校企合作项目,以广州圆大智能设备有限公司生产的工业机器人主要部件作为课程设计内容对象。由于设计内容对象来源于生产实际的工程项目,因此可以提高学生对课程设计的兴趣,更能挖掘学生对工程设计的创新能力。
(2)改变设计手段
充分利用专业软件工具,在绘制二维工程图环节要求学生利用CAD或UG,根据我校应用型本科人才培养目标,我校机械类专业的人才培养方案中,开设了CAD、UG两门课程,学生已经掌握CAD和UG操作的基本技能,为了能使二维工程图与三维实体的关联性,推荐使用UG软件建立三维模型和制作二维工程图。
UG是Unigraphics的缩写,是一个交互式的计算机辅助设计与计算机辅助制造系统,集CAD(计算机辅助设计)、CAM(计算机辅助制造)、CAE(计算机辅助工程分析)于一身[5]。UG具有强大的工程制图功模块,依据三维实体模型可制作出符合国家标准的二维工程图,此外通过UG的装配模块能实现对产品进行模拟装配和干涉检查,以检验零部件设计的合理性。将三维设计软件UG应用于课程设计,使三维建模与二维工程图紧密结合,大大提高学生使用三维软件进行自主设计的能力,并改善设计质量,最终促进教学效果的提高。
(3)加强学生专业课程知识的学习
由于课程设计综合运用多门专业课程的知识,如机械制图、工程力学、工程材料、互换性与技术测量、机械设计基础、机械制造工艺学等课程,因此,在开展各个课程的教学过程中,老师应当从理论教学和践教学上严格要求,同时多结合工程项目实际案例,以培养学生将专业理论知识应用于工程实践的能力,为后续进行课程设计打下坚实基础。
3UG在课程设计中的应用实例
1.课程设计目的
机械制造技术课程设计是在学院机械制造技术基础课程结束、完成生产实习之后,进行的一项综合f生课程设计,是机械类专业重要的实践教学环节。通过课程设计使学生一方面获得综合运用学过的知识进行工艺设计和夹具设计的基本能力,另一方面能巩固与扩大工艺知识、结构设计知识,为毕业设计做准备,为后续课程的学习及今后从事科学研究、工程技术工作奠定坚实的基础。
通过机械制造技术基础课程设计实践环节,学生能够运用机械制图、机械设计、工程材料、机械制造技术基础等课程中的基本理论和生产实践知识正确地解决零件在加工中的定位、夹紧以及工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题,合理完成夹具设计的训练,提高结构设计能力,学会使用相关的手册及图册资料。
2.课程设计特点
(1)涉及的知识面广。设计过程中涉及很多课程知识,包括工程图学、机械工程材料、机械原理、机械设计、互换性与测量技术、机械制造技术基础等相关知识。机械制造技术基础课程设计是将综合知识合理运用并有机结合起来的训练过程,一些基础课程的掌握程度对课程设计顺利完成至关重要,应融会贯通。
(2)课程设计实践性强。课程设计是以机械制造中的工艺问题和夹具设计作为设计内容,从培养学生应用能力出发,以工艺为主线,注重机械制造技术应用能力的培养和工程素质教育,对培养学生分析问题和解决问题的能力、创新能力、实践能力等起着重要的作用。
(3)知识灵活性大。工艺理论与工艺方法的应用具有很大的灵活性,在不同的条件甚至在相同条件下可以有不同的处理方法,必须根据具体情况进行客观的分析。机床夹具设计可以有多种设计方案,需要对各设计方案进行比较,分析各方案的优缺点,选出最佳设计方案。
(4)与企业工厂生产联系密切。设计内容与工厂的实际加工生产环境紧密相关,很多设计的题目就是直接来源于企业工厂,生产实习效果的好坏直接影响到课程设计的效果。由此可见,课程设计不能局限于书本的知识,更重要的是与生产实际联系起来。
(5)需要设计资料比较多,查找难度增大。设计时理论计算和结构绘图要查找相应教材、设计手册和图册,包括机械制造技术基础、机床夹具设计、机械制造工艺学课程设计指导书、机械制造技术基础课程设计指南、机械制造工艺设计简明手册、实用金属切削加工简明实用手册、机械零件设计手册、机床专用夹具图册等资料。在这门课程设计之前学生接触设计手册和图册比较少。
二、机械制造技术基础课程设计现存的主要问题和弊端
1.设计目的不够明确,对课程设计重要性认识不足
学生对课程设计的目的和重要性普遍认识不够,一些学生没有认识到这是一次理论联系实际和锻炼实践能力的好机会。课程设计期间大多数学生不能将学过的理论知识和设计内容有机联系起来,对有些问题不能主动去思考和分析。受传统教学思想的影响,将此次课程设计与一些基础课程设计同样对待,认为可以对照设计指导书设计步骤和相关图册就可以完成,设计的自主性不强,造成设计效果不理想,不利于学生实践能力的培养。
2.学生综合运用理论知识和信息资料的能力较弱
学生不会从设计题目和任务中发现主要问题,抓住主要矛盾,主要表现在对学过的知识掌握不够扎实,不能和设计内容结合起来,在设计开始阶段无从下手,等待和依靠指导教师来指导。学生缺乏参阅文献资料中有用内容为设计提供所用的思路和方法,导致了对设计内容、要达到的目标不清晰,设计思路混乱,创造性体现不出来。
3.学生表达设计意图的能力普遍较差
大部分学生对设计计算说明书的撰写极不规范,如对设计思路、原理、方法的阐述条理不清,不能对现已取得的相关结论、成绩及存在的问题作出必要的阐述,目录和内容对不上,缺少参考文献等。部分同学在答辩中不能在规定的自述时间内恰到好处地介绍自己的设计内容,论述主次不分,不能将解决问题的思路和方法正确表述。夹具设计时,零件装配关系漏标,零件的制造工艺和装配工艺差,装配图结构绘制不规范,结构设计基本功有待提高。
4.缺乏团队协作精神
尽管学生们能够独立思考,完成设计任务,但还需要集思广益,吸取别人的正确意见。在实际设计过程中往往出现两种不良现象。一种现象是部分同学对设计中出现的种种困难容易产生畏难情绪、缺乏自信,不愿刻苦钻研,最后干脆放弃自己的尝试,等待抄袭别人的成果。另一种现象多发生在由几个同学组成的设计小组中,在设计中同学大多各自为政,各行其是,导致同学间的设计进度不一,无法按时为同组同学提供必要的设计参数而浪费许多不必要的时间,或者负责总体的同学包揽了大部分的工作,其他的同学的积极性没有调动起来,显得无所事事。
以上一些问题暴露出学生实际动手解决问题的能力差,综合能力的不足,主要原因是学生长期受到“应试教育”的影响,以对学生灌输现成的知识为目的,以卷面考试评价学生成绩,由此养成学生只会死记硬背、不会举一反三。学生的思维处于严重封闭的状态,不能随机应变,独立地从事设计工作。
三、探讨课程设计教学体系的改革发展思路
在机械制造技术基础课程设计教学环节上,尽量利用课程设计一些优势,培养学生的创新意识和实践能力,提高学生的综合素质。
1.明确课程设计培养目标。转变课程设计理念
机械制造技术基础课程设计既是巩固学生已学过的知识而进行的教学环节,又是学生在完成生产实习之后将生产实践与理论知识很好结合的一次综合训练过程,可以为毕业设计打下良好基础。机械制造技术基础课程设计不能被简单地看成只是教学中的一个过程,要转变课程设计理念,充分认识到课程设计是培养学生实践能力、创新精神和综合素质的最有效途径,通过课程设计来全面培养并提高其独立工作能力和主动适应专业工作环境的素质。
2.加强课程设计指导教师队伍建设
教师能否正确引导学生在设计中发现问题,解决问题,提高学生对课程设计的热情,这对保证课程设计质量至关重要。建立一支高素质的课程设计指导教师队伍是提高课程设计质量的关键。指导教师在设计过程中处于主导地位,应重视指导老师的培养工作,尽量多安排富有经验的教师指导设计。另一方面要加快对年轻教师的培养,稳定现有的指导教师队伍。
3.重视课程设计题目的选择,丰富课
程设计内容
课程设计题目的选择是否合理将直接影响到学生完成课程设计的效果,课程设计题目设置既要符合教学要求,内容上要有现代意识和一定的先进性,又要让课程设计题目具有一定的实用性、可行性,还要尝试题目的多样化,扩大课程设计知识范围。让学生根据个人能力自主选择给定的设计题目,教师对学生选择设计题目的难易程度做到心中有数,整体把握。只有设计题目的多样化,才可以拓宽知识范围,同时加强同学们之间、师生之间的多沟通、交流、合作,丰富课程设计内容和设计思路,多方位培养学生互助精神和团队精神。
4.加强课程设计管理工作,提高设计质量
由于高校招生规模的不断扩大。学生人数的增加,势必给课程设计的组织管理工作带来了一定困难,需要建立和完善课程设计管理制度。课程设计教学大纲要进行适当的修改与更新,以适应课程设计内容的变化要求。制订严格课程设计纪律,强调遵守课程设计纪律的重要性,加强课程设计的过程管理工作。
5.强调学生在课程设计中的主体地位
在课程设计开始前,首先就要让学生们明确自己是这个实践活动的主体,从领会题目、查阅资料、确定实现方法到设计、计算乃至设计说明书完成,都要亲历亲为,消除学生们的依赖心理,更有助于发挥他们的主动性和创造性,提高他们的实践能力。这样一来,在他们今后遇到问题时就会独立分析、思考解决问题的办法,这样也就达到了课程的目的。
指导教师从开始布置设计任务时就要引导学生了解设计目的、设计题目产生的背景、研究意义与应用价值,解决遇到的问题可能需运用哪些知识、技能和方法,发挥学生课程设计主体作用,让学生自主制定可行的工艺路线和结构设计方案,并能正确评判设计结果。
6.客观评定课程设计成绩
考核是对学生在整个课程设计阶段的表现和工作质量的全面评价,也是调动学生实习积极性的一个措施,要严格实习考核,确保实习质量。
在过去对某些个体评价成绩的方法,比较多地强调过程评价及印象分,无法对某些个体参加课程设计、对问题解决的基本能力进行评价,对学生实际动手能力的提高关注不够。关注过程、兼顾结果,强调评价项目多元,是课程设计本质的内在要求。从实践上看,如果课程设计成绩评价的具体指标体系或评价要点、评价制度、评价方法不易落实或太繁杂,将达不到课程设计成绩评价的目的。通过实践证明,课程设计成绩评价的技术问题可采用将课程设计的目标具体化,把课程的总体目标具体分篇为若干个基本指标,每级基本指标对应具体的成绩,总体成绩即为各个基本指标所得成绩的综合。各基本指标的设置应能根据具体实际,设计成可观察、可测量的项目。通过这样的方法来评分,更能较真实地反映某个个体在课程设计过程中的实际情况,避免错误打分和凭印象给分的现象,反映学生课程设计真实成绩。
在机械制造技术基础课程设计的成绩评定基本指标包括出勤考核(占20分)、绘制图纸质量(占30分)、设计说明书(占30分)、答辩表现(占20分)四项。出勤考核能客观反映学生出勤情况,工作态度,有利于调动学生的积极性。绘制图纸质量能反映夹具结构设计是否紧凑合理,是否具有创造性,是否符合国家制图标准。设计说明书能反映零件加工工艺规程制订是否合理,计算是否准确和详实,说明书撰写是否规范等等。课程设计完成后,要进行课程设计的答辩,进一步检查和总结学生在课程设计过程中对所用有关的理论、概念和方法的理解和应用的情况,进一步掌握学生独立完成课程设计的程度和能力,根据学生回答教师提出的问题情况,更准确地了解学生对设计的态度、创新意识及独立完成的能力。
四、发挥课程设计优势,提高学生综合素质和能力
1.提高学生资料检索的能力,学会查找和使用资料
学生选定设计题目后就要准备合适的参考书、手册和图册,在工艺设计过程中借助“机械制造工艺学”、“机械制造工艺设计简明手册”、“切削加工简明实用手册”和“实用金属切削手册”等资料制订出零件的加工工艺规程,在夹具结构设计过程中借助“机床夹具设计”、“机床专用具图册”和“机械制造技术基础课程设计指南”等资料确定零件加工专用夹具结构方案。通过设计资料的使用,学生可以掌握设计一些数据的查找方法和查找过程,可以培养学生独立分析和解决问题的能力,进一步熟悉和了解本专业领域相关的科学技术。
2.锻炼和提高学生动手能力
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)34-0019-03
一、引言
如何提高学生的学习效果和课堂学习效率,一直是学校较为关注的一个永恒的主题。高职教育的培养目标是培养技能型人才,机械专业的培养目标是工厂一线的技术员、工艺员及一线技术管理人员。那么,高职教育机械专业课程教学应该怎样改革才会提高学生的学习效率呢?
二、机械制造工艺与夹具设计课程教改的必要性
职业教育中教学对象理论知识相对薄弱,学生在学习氛围、学习兴趣及学习主动性方面存在问题,若采用传统的理论知识贯穿的教学方法显然不合时宜,这就要求职业院校的课程教学改革。机械制造工艺与夹具设计课程性质为机械专业的专业技术课程,是一门以培养学生以独立或合作的方式来完成工艺编制、夹具设计专项工作的任务能力为目标的课程,属于项目中心课程,教学过程以项目驱动、熟练内化的形式为主,学生在熟练运用技术的基础上形成一定程度的经验内化。机械制造工艺与夹具设计课程知识面较宽,涉及到刀具、量具、机床、加工工艺过程、夹具设计等方面知识,且在课堂教室中教师对一些术语难于详细描述或即使能详细描述学生却因知识抽象难以理解,这就迫切要求在教学设计、教学手段、及教学方法等方面进行课程教学改革。
三、机械制造工艺与夹具设计课程教学设计方面的教改
1.课程教学整体设计及单元设计方面的改革。(1)以任务驱动、行动导向的工作过程为课程设计原则,使学生获得直接的知识和能力。围绕项目中心设计课程,注重培养学生的关键能力——机械零件的加工工艺编制及某道工序的专用机床夹具设计,增强学生的学习能力、工作能力、创新能力。(2)课程培养目标方面的改革。以培养技术应用性人才为目标,重点培养学生应用知识完成机械零件工艺卡编制及夹具设计的能力;从工厂实际出发,分析行业、职业岗位能力,以知识“岗位必需、知识够用”为原则;以学生毕业后面临的机械技术员、检验员、机械工艺员、数控编程员岗位所需为出发点,学生学习3年后,能够掌握机械行业的零件加工工艺、夹具设计技术。(3)课程单元设计改革。先培养学生职业单项能力,再培养学生职业综合能力。遵从“知识应用、够用为度”原则,来设计学生职业单项能力和综合能力,教师课前提出本次课的学习任务,教师在课程所讲授的知识点是用来完成任务的必备知识。
2.课程内容体系设计。由于本课程属项目中心课程,需要按机械行业、企业实际完成任务的行动过程设计过程内容体系,按机械行业、企业标准及职业关键能力来构建课程内容体系。
3.课程基本环境设计。(1)课程基本素材设计。对机械零件工艺卡编制项目,按照其工作过程分成机床、刀具、量具、工艺特点和工序尺寸、工件装夹等若干个任务来连接整个项目;对夹具设计项目,按照其工作过程分成定位、夹紧、夹具体设计、机床与夹具的联系等若干个任务来连接整个项目。(2)课程基本情境设计。教学设施、教学环境的配置与学生今后的实际工作环境配置非常接近。①教室布置模拟工厂。教学设备有数控车床、钻床、数控铣床、数控镗床、加工中心及划线用平板,各机床墙上贴有操作程、操作步骤和操作要领;教室四周摆放工具支架,以放置各种车刀、中心钻、铣刀、钻头、镗刀等刀具;各种机床附件(如中心架、跟刀架、回转台、平口钳、分度头等等);各种量具(如百分尺、千分尺、百分表、塞尺、内外卡钳、环规及塞规、水平仪、量块等等)、各种钳工划线用工具(如划针、样冲、划规、钢尺等等)。工具架上也摆放各种机械工艺手册、机械行业标准、夹具设计手册等等。另外,教室设有砂轮房,以刃磨刀具。②教学氛围模拟工厂。课程教学模式模拟工厂的师傅带徒弟、工程师带技术员的教学模式,采用分组教学,以学生为主体,教师为主导,教师既要能讲授理论知识,也要操作机床,讲解实践知识,如操作安全注意事项、怎样安装刀具、操作设备、刀具刃磨等等。教师教学中既注重学生技能操作的培养,同时注重学生自学能力、与人交流和合作的能力、解决问题能力、信息处理能力、创新能力、数字应用能力等综合能力的培养。学生在课堂的学部分时间在编制零件工艺卡、设计机床夹具、操作数控车床、数控铣床、钻床、加工中心,在查表、电脑绘图、计算、查阅机械工艺手册等。③学生考勤管理模拟工厂,学生上课前(后)需要刷卡进入(离开)教室。
4.课程内容组织的设计。(1)教学大纲的编写。机械制造工艺与夹具设计课程不按照传统的学科系统化来组织教学内容,而是按项目化组织教学内容。整门课程教学内容有零件工艺编制和夹具设计两个模块,每个模块既有学习单元也有训练单元,既包括认知知识学习又包括能力训练和职业态度的培养,分成轴类、套类、板类、箱体类零件工艺编制及车床、铣床、钻床夹具设计共九个教学项目,每个项目中包括若干个学习任务来编写课程教学大纲。课程考核评价采用平时成绩+实训成绩+期末考试相结合的方式。(2)学生学习要点的编写。对每个学习任务都要编写学习的重点、难点和关键点,以使学生有目的地学习。
5.课程课件及教材的设计。据前面的课程内容体系、课程基本环境和教学大纲要求,编写单元课程的教材或制作能够展示机械技术员、工艺员、编程员职业场景,教材内容基于工作过程,按项目导向任务驱动来编写,以“知识必需、够用”为原则,在每个学习任务中首先引入任务,接着介绍能力目标、知识目标及重点、难点,再是说明解决任务所需的工作流程及任务实施所需的相关知识,最后进行知识拓展。学生所学内容都围绕学习任务来展开,学生所学理论知识与工厂实践紧密相关,可提高学生应用知识来解决技术问题的能力。
课程教材由阶梯实心短轴加工工艺过程卡编制、空心轴加工工艺过程卡编制、套加工工艺卡编制、模板加工工艺过程卡编制、箱体加工工艺过程卡编制、油口法兰车夹具设计、壳体钻夹具设计、隔离套铣夹具设计、泵体镗夹具设计共9个项目33个任务组成。
采用多媒体课件,课件需显示真实仪器、设备操作使用方法,应用各种图片、动画、视频等。课件与教材内容、顺序相对应。
四、机械制造工艺与夹具设计课程教学实施方面的教改
据课程分析和课程设计,结合课程教学进度、学生实际情况,将课程设计教学内容体系拆分成教学单元,制订每个教学单元的任务实施方案,包括教学目标、教学方法、教学情境、教学活动组织形式、时间分配、考核方式,就高职学生理论偏弱动手能力强的特点,课程考评由原来的期末考试一次性评价学生学习效果改为平时表现+实训成绩+期末成绩综合评价学生的学习效果。
五、机械制造工艺与夹具设计课程教改中的注意事项
1.机械制造工艺与夹具设计的关系。同一零件的机械制造工艺与某道工序的夹具设计是相互联系的,夹具设计的定位误差分析必须以工序尺寸为根据,工艺编制中的某道工序编写应与夹具设计相互呼应。
2.项目的选取。应考虑零件的结构特点和机床类型及机床与工件的联系,结合不同的零件来拆分不同的工作任务。
六、课程教改要求
课程教改不仅是教师一个人的事,这需要学校在教学设施、教室布置、教材编写等方面给予大力支持。课程教改中教师的课程设计是关键,教师既要熟悉课程设计知识,又要能够动手操作设备、安装刀具,还要熟悉课堂教学管理。教师要在教学过程中起“引导”作用,学生在教学过程中起“操作主体”的作用。
参考文献:
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科学的发展正逐步从分离走向综合,这种学科内、学科间的综合越来越显现出优势。面对这样的形势,现有课程的综合化改革迫在眉睫,特别是综合化课程的设置,为学生知识发展的完整性、丰富性提供了可靠的平台,对学生综合能力的培养起到了决定性的作用。学生只有具备了各方面的综合能力,才能从容面对世界发展过程中的种种问题。西安航空职业技术学院积极响应教育部的号召,积极推行机械设计与制造专业由三年逐步过渡为两年的改革,对三年制的课程体系和教学内容进行了调整,在调整过程中,一个比较突出的问题就是课程综合化。我院从2004年开始实施两年制课程改革,现在第一批两年制学生即将毕业。回顾两年来的课程改革,主要从职业能力需求、课程设置、教学方法、考核方式、学生综合能力培养五个方面进行了探索。
职业能力需求与课程综合化
机械设计与制造专业培养具有计算机辅助设计能力,从事机械设计制造、设备生产、维护调试与管理的高级技术应用型专业人才,主要就业岗位在机械设计领域,从事CAD/CAM设计与制造,次要就业岗位在生产领域,从事机械设备操作、维护与管理工作。因此,这个专业要求培养实践型、操作型、技能型和应用型人才,培养学生处理与解决工作中遇到的各种问题的能力,使学生走上工作岗位后能够胜任所担负的工作。针对本专业的培养目标和就业岗位需求,必须对课程进行综合化改革。
课程综合化不是知识的积累,而是综合化学习;不仅是课程结构的综合,也是课程内容的综合;不仅是学生知识结构的综合,也是其思维结构、价值观念结构的综合。要培养学生的综合能力,这种能力是选择、应用和调控各种能力的基础,它打破了学科之间的界限,突出了学生走向社会将要解决的大部分具体问题的复杂性、整体性和关联性,能使学生更清楚地体会到世界、生命与科学的统一性。
机械设计与制造专业的综合化课程
课程体系的设置课程体系从职业教育的特点着手,按职业岗位群应掌握的知识与能力设置。以知识应用为主线,以能力培养为核心,打破原有的学科课程体系和“三段式”课程设置体系,对课程进行优化和整合,充分考虑知识间的衔接,避免重复。文化基础知识以“必需、够用”为度,专业知识则根据职业岗位群的需求有针对性地设置专门化教学模块,建立一个宽广的、针对性和实用性都很强的知识平台。
课程内容的增删在确定进行课程综合化之后,首先要对原有课程内容进行精减,删除原有课程交叉重复的部分及理论性过强、过深、脱离生产实际的部分,然后及时补充职业岗位所需的新技术、新工艺、新操作方法与技能,最后根据课程的任务、性质以及教师、教学手段等方面的要求,以课程综合化所涉及的知识领域或范围确定采用学科内或学科间的课程综合化,还是采用以专业实践活动为中心的课程综合化。综合化课程要突出综合应用知识能力的培养。
主要的综合化课程见下表:
教学方法
课程改革必然导致教学方法的不断革新,课程综合后,课时大大压缩,如果还像过去那样教学,显然完不成任务。综合后的课程应主要采用以下两种教学方法:
多媒体教学多媒体的出现更新了传统教学模式,可使学生的听觉、视觉各种感官全部调动起来,给学生一种身临其境的感觉。使用多媒体教学不但可以减少书写时间,增加课堂教学内容,还可以演示一些传统教学手段无法实现的加工过程,弥补实验教学设备的不足。
讲、演、练结合的现场教学就是在教学过程中现场讲解、现场演练相结合的教学方法,这种学用结合、以学带练、边学边练、以练促学的授课方式,可以增加教学的直观性、趣味性、实践性,教学效果非常好。《机械制造技术》课约有50%的课程可以通过现场教学完成。
考核方式
综合后的课程考核主要从以下两个方面考查学生的综合能力:
课程设计课程设计的题目应该能够考查学生的综合能力,要以题目为主线把所学的内容串起来。例如,《机械制造技术》课的课程设计可给学生出一个加工零件的题目,要求学生分析加工这个零件所需的机床、机床的切削原理、加工零件所用的刀具、夹具及其加工工艺性等内容,这样可以考查学生对所学知识的掌握程度,也可以考查学生处理问题的综合能力。
课程考试课程考试包括两方面,即理论知识考试与实际技能操作考试,不同于过去只考理论不考实践的考核方式。理论和操作所占的比重因课程而异,目的是为了考查学生对理论知识的掌握程度和实际操作水平。
课程综合化应注意的几个问题
在具体实施高职课程综合化改革时,一定要清醒地认识并注意以下几个问题:
课程综合化压缩了课时,但并未降低教学难度课程综合化在一定程度上增加了课程的难度,因为综合后的课程概括了几门课的知识,这就要求教师必须提高自己的知识和业务水平,要对相关课程加以深入研究,所以教学难度增加了。对于学生而言,课时压缩了,每堂课的内容就增加了,需要掌握的知识点就增加了,所以学习的难度也增加了。
课程综合化不是课程的简单叠加高职课程综合化不是对课程专业化的否定,不是对课程的机械叠加或简单综合,也不是对课程简单的删繁就简,更不是削弱文化课程与专业基础课程的内容含量,而是在专业化的前提下,优化组合了相关内容的课程,在促进学生全面发展的基础上,更加注重学生思维整体性的构建。
课程综合化要避免盲目性高职课程综合化改革是一个复杂的、不断优化的过程,课程综合化现在仍处于尝试阶段,综合后的课程可能会存在教材的问题。因此,在实施课程综合化时必须有所考虑,最好是自己编写教材,避免出现有课程无教材的尴尬局面。
回顾两年来的课程综合化改革,我院注重知识的实用性,注重实践技能的培养,注重学生综合能力的培养,实践证明,这些做法是正确的,课程综合化改革是成功的。
参考文献:
[1]邓红珍.对高等职业教育课程综合化的思考[J].职教论坛,2005,(9).
二、实施流程
实施流程为:明确项目任务一制订计划一实施计划一检测评估一归档应用。首先,教师布置项目任务,学生讨论;其次,学生查阅资料制订计划,教师审查指导评定计划是否合理可行;第三,学生分组,并明确分工合作完成项目任务;第四,学生白评、小组互评、教师评价;最后,教师将记录归档,学生在实践中应用。
三、项目课程设计
(一)设计理念
1.校企合作开发工作过程导向课程。通过教师到企业实践,了解企业的生产工作流程,掌握企业对知识的需求,与企业技术人员共同以企业真实工作任务为课程“主题”设计学习情境,遵循由简单到复杂的原则,确定教学项目,使学生在“真实”的职业情境中、完成任务的过程中掌握综合职业能力。
2.学习过程即为工作过程。为了让学生更加深刻了解企业,提前与社会接轨,在学习的过程中引入企业的管理和竞争机制,建立一套完整的班组体制,设计车间主任、班长、组长、质检员等职位。在学习过程中发挥团队合作精神,创立优秀班集体。通过任务书的发放、材料的领取、考核标准的制定等组织实施过程,体现工作过程的完整性。
3.教学过程以学生为主、教师为辅。教师通过制定工作项目任务书设定具体内容,学生通过资讯、决策、计划、实施、修正和评价等环节,真正实现学生做中学、学中做,教师只是针对性地讲授、示范、引导。
4.工学结合提高学生综合职业素养。在教学过程中,引进企业的5s管理模式,并把管理列入考核标准中,使学生在良好的工作环境和习惯中,提高综合职业素养。
(二)设计思路
采用项目化教学的课程应从实际应用的角度出发,依据由简单到复杂的原则,以典型工作任务为主线,设立教学项目,由教师指导学生开展独立学习,并完成工作任务或项目,实现对工作过程的认识和对完成工作任务的体验,从而形成职业岗位能力,满足职业岗位需求。
(三)课程内容的选取
机械制造技术课程包含金属切削原理与刀具、机械制造工艺学、机床夹具设计与应用、金属切削机床等内容,特别适合于采用项目教学法展开教学。其主要先修课程为“机械制图”“极限配合与测量技术”和“工程材料及热处理”。先修实践环节为金工实习。同步实训环节为车、铣、磨加工训练。
为保证学生毕业后能够熟练运用所学知识,胜任职业岗位,我们依据各专业人才培养方案的要求,根据学生的认知规律以及职业能力成长规律,组织课程内容,最终达到教学预期目的。在多次深入机械加工企业调研后,选择贴近工厂实际的5个典型项目,将该课程的教学内容、计划学时、项目名称、能力目标、知识点、训练方式及结果作如下总结:
1.项目1一轴类零件工艺制定、加工与检测,计划20学时,其中理论8学时,实践1 2学时。能力目标:(1)正确分析轴类零件结构特点及功用;(2)正确分析零件图;(3)确定加工工艺路线;(4)制定工艺规程;(5)成品检测。知识点:(1)车床的结构组成;(2)车床的运动特点;(3)车刀的结构、材料及所完成的工艺结构;(4)车床附件及作用;(5)测量工具的使用。训练方式:示范讲解、实际操作、自主学习。结果:工作报告总结及加工实物展示。
2.项目2一盘套类零件工艺制定、加工与检测,计划2 O学时,其中理论8学时,实践12学时。能力目标:(1)正确分析盘套类零件结构特点及功用;(2)正确分析零件图;(3)初步确定加工工艺路线;(4)制定工艺规程;(5)成品检测。知识点:(1)孔加工设备的类型;(2)孔加工设备的结构组成及运动特点;(3)孔加工刀具的种类;(4)孔加工刀具的结构、材料及所完成的工艺结构;(5)盘套类零件的装夹;(6)测量工具的使用。训练方式:示范讲解、实际操作、自主学习。结果:工作报告总结及加工实物展示。
3.项目3一箱体类零件工艺制定、加工与检测,计划20学时,其中理论8学时,实践1 2学时。能力目标:(1)正确分析箱体类零件结构特点及功用;(2)正确分析零件图;(3)确定加工工艺路线;(4)制定工艺规程;(5)成品检测。知识点:(1)刨床和铣床的类型及结构组成;(2)刨床和铣床的运动特点;(3)刨床和铣床--用刀具的结构特点、材料及所完成的工艺结构;(4)箱体类零件加工过程夹具的特点及结构;(5)测量工具的使用。训练方式:示范讲解、实际操作、自主学习。结果:工作报告总结及加工实物展示。
4.项目4一圆柱齿轮工艺制定、加工与检
测计划20学时,其中理论8学时,实践12学时。能力目标:(1)正确分析圆柱齿轮零件结构特点及功用;(2)正确分析零件图;(3)确定加工工艺路线;(4)制定工艺规程;(5)成品检测。知识点:(1)成形法和展成法的概念及原理;(2)齿廓表面加工设备的类型及结构组成;(3)齿轮加工设备的成形运动特点;(4)齿轮加工刀具的结构特点、材料及所完成的工艺结构;(5)测量工具的使用。训练方式:示范讲解、实际操作、自主学习。结果:工作报告总结及加工实物展示。 5.项目5一机械装配工艺基础知识计划10学时,其中理论4学时,实践6学时。能力目标:(1)正确分析不同生产类型的装配工艺特点;(2)熟练掌握装配的三种方法;(3)能够根据装配要求计算装配尺寸链;(4)装配工艺规程。知识点:(1)装配工工作的具体内容;(2)装配工艺尺寸链的计算方法;(3)三种装配方法的熟练选用;(4)装配精度的检验。训练方式:示范讲解、自主学习。结果:工作报告。
(四)课程的重难点及解决方案
本课程的重点是使学生掌握“适度、够用”的机械制造技术理论知识,能够根据零件工作图制定零件的加工工艺,为后续专业课程打下坚固的基础。本课程的难点是零件的工艺规程的制定、专用夹具的应用、保证装配精度方法的选择。解决办法是以项目形式设计内容,注重理论知识的系统性,充分利用优越的实训条件,营造企业工作环境,将理论教学与现场教学相结合,将老师知识讲授与学生自主学习相结合,利用多媒体教学开拓学生的视野,聘请企业专家答疑,从而多途径加深学生对理论知识中的难点和疑点的理解,提高教学质量。 免费论文下载中心 四、教学方法实施过程
(一)创设真实氛围的工作环境,实施一体化教学
课程内容主要围绕培养学生掌握机械零件的工艺编制、工艺系统的正确选择及使用等技能,以职业活动的工作过程为依据,进行课程改造。注重学生职业素质的养成,为此我们充分利用实训基地,开展理实一体化教学,将教室与实训室合二为一,使学生通过学习亲身体验工作。
(二)“学做一体”教学模式的教学组织过程
“学做一体”教学模式主要包括以下几个环节:一是将实训基地模拟为工作车间。建立学生自己的班组,生产过程中班组长要负起责任,发挥组织、协调、沟通等作用,使职业能力得到锻炼。二是任务的下达及工作计划的制订。学生收到任务书后,每个小组都要经过自主学习、讨论,制订具体的工作计划。包括项目的零件图、装配图分析,项目工艺规程定制,所需工艺系统、装备及材料,项目实施内容及步骤和完成项目的注意事项等。三是工作过程。制订完工作计划后,学生需提交材料及工具申请,获得准许后由组长领取所报材料及工具。开始进行零件工艺的设计、工艺系统的选择,将所学理论知识与实践知识有机结合,并得以充分融合。四是项目验收及评价。项目完毕后,由指导教师带班组长进行项目验收,相当于企业的产品质量检查。
五、课程考核
(一)考核内容
在一体化教学的过程中对学生的考核是关键问题,因为理论与实践是一体的,考核的内容也应该包含这两个方面。不同的项目考核内容是有区别的,但都包括三个方面的内容,即项目能力、有关知识和素质要求。
项目及配分:基础知识40分。其中车床结构组成及运动特点,车刀的种类、材料及结构,对切削运动影响车床夹具的种类及应用和车床能实现的工艺结构各占10分。实践操作40分。其中能正确分析图样,熟悉零件结构、功用占8分;能正确制定加工工艺规程占15分;能正确选择设备及工装及零件质量检测占17分。综合素质20分。其中工作态度、纪律和出勤情况、5s管理内容执行情况、考核团队协作精神各占5分。
(二)考核方法
项目教学的评价应注重学生在项目活动中能力的发展,测评内容包括学生参与活动各环节的表现和作业质量。考核方式需灵活多变,随着项目的进行,因材施教,随时考核。我们的考核主要采取了三种形式:
1.学习小组考核(30%)。是由学习班组长负责展开自评和互评考核方式,班长可监督小组长开展此项工作。这个考核是最基本的考核,根据各小组完成的情况选做内容,学生在实践中如有自选内容或创新内容可在原有成绩等级基础上提升一级。
2.指导教师考核(30%)。是以抽查提问加课堂笔记和项目总结的形式进行的。因为人数多,老师不可能一一检查,可通过抽查小组的某几位学生来进行考核,但是这几位学生的成绩影响整个小组的评定成绩,在评选优秀班组时作为参考,促使同一小组的人员互相监督学习,共同提高。
1 课程定位及课程设计理念和思路
1.1 课程定位
高职“机械制造技术”课程是高等职业院校面向制造类专业,培养学生专业工作岗位专业职业技能的课程。其教学内容基本上可以分为三个部分,即运用及解决生产实际问题的专业知识,工艺装备及加工参数的职业技能和职业素质以及涉及团队合作,组织能力、参与能力的社会能力。其主要目标是为了培养学生的综合能力,在未来走向工作岗位时不仅具有专业能力同时也可以培养良好的个性品质更加轻松地融入社会集体。
1.2 课程设计理念
课程开发的责任在于企业未来的人才需求,课程开发的目标在于企业的岗
位能力要求,程开发的关键在于企业内部工程技术人员的参与程度,课程开发的标准在于企业对课程实际内容的评估。在以上标准的知道下,我们认为本课程的设计理念应体现学生的主体地位,岗位的导向能力,产品的承载能力,将项目教学贯穿于整个整个过程之中,把提高学生的综合职业能力作为目标。充分体现理论性和实践性相结合的特点。
1.3 课程设计思路
根据目前的反馈情况,在我国现阶段的机械制造专业很多学校仍存在虚拟情景教学的情况。在教学过程中并没有将实际实践与教学活动结合起来,这对于培养学生的综合实际操作能力,职业技能,理论知识运用能力等而言都是损害极大的。只有将理论知识至于真实的企业产品的生产过程中,在教学过程中充分体现工程过程的完整性,才能提高学生的综合素质。在教学思路的设计上,应采用班级制的课堂方式,教师与学生在互动中消化理论知识,获取实践能力。
以课程内容为例,课采用一个平台、三方服务课程的形式。在教学过程中搜集工厂与企业的真实产品,对具有典型性的产品进行深度的剖析和总结。同时对于企业中实用性较小的过程项目为核心,将其做为教学的主要学习情境,在实际操作的过程中培养学生的学习能力、创新精神和技术应用能力。
2 《机械制造技术》课程单元教学设计的模式与方法
2.1 教学设计模式
其一,基于制作过程的课程教学设计
在这一教学模式中以工作任务和工作情境为切入点。在制作零件过程中解剖工作任务,由确定的工作任务构建教学情境,从而进行知识点、技能要求和人才素质的培养。以职业能力分析为依据,把课程分成3个不同的学习领域,每个学习领域又下分成3个不同的教学情境,为每个特定的教学情境安排不同的教学任务,教师根据不同教学情境的任务进行单元教学设计。
其二,实践教学环节
在这一课程教学的实际操作过程中,将任务分为两项,即单项技能训练和综合技能训练。前者主要以学生为主体,以老师指导为辅助,着重培养学生的技能,采用教、学、练、做的教学模式。后者则采用“任务引领,项目驱动,工作导向”的教学模式,在零件制造的过程中,根据零件的工艺要求,根据实际情况安排综合技能的训练项目。
其三,生产性教学设计
高等职业技术教育的一个重要理念就是生产育人。在生产的过程中进行教学有利于课程理论知识的消化吸收,提高学生的职业能力,于此同时也有利于增加学生的学习兴趣,是学生体验职业生活的重要途径,也是学校与企业深度融合的一个重要教学环节。
2.2 教学设计方法
其一,案例分析教学法
教师在收集大量生产和实际生活中的案例,通过对案例的深度分析,引导学生从不同的角度去观察、分析以及解决问题,培养学生把握问题的能力。在案例分析教学法的教学实践过程中,大多采用集体讨论的形式,学生可以大胆质疑、提出自己的想法,今儿培养学生独立思考和解决问题的能力。同时也有利于培养学生的的表达能力和综合能力。
其二,工学结合法
所谓工学结合法即一体化教学。也就是将课堂完全设在校外的实习基地,校外的实践基地不仅是实训的场所同时也是理论知识学习的地点。在教学过程中,将理论知识引入课堂,结合案例分析,培养学生的动手能力,有利于学生理论知识的消化和吸收,同时也有利于将理论知识感性化,提高学生对于理论知识的接受能力以及实际动手能力。
其三,项目教学法职业教育
在教学实践中,我们对于项目的定义采用狭义的定义,即生产中一件具体的、具有实际应用价值的产品为目的的工作任务。在教学实践中,师生共同合作完成一个项目,将项目的完成贯穿于整个教学活动,在项目完成的过程中进行教学活动。
其四,引导文法
引导文法以教学文件为主要切入点,学生以教学文件为依据,自行设计工作计划和工作进程。这一课程方法常常与其他课程方法相互配合使用,在实际教学活动中有利于培养学生的自主学习能力以及自律精神。
其五,六步教学法
前言
中职教育的培养目标就是在一线工作的高素质的技能型人才,并且还要满足当前的机制专业的人才培养方案,中职院校机制专业应该强调理实结合,将理论教学与实训教学有机的结合起来,要不断完善实训基地的建设,这样就能达到“学中做,做中学”的目的,使得机制专业的学生以“职业人”角色主动学习,真正做到学以致用。
1.中职机制专业课程的现状分析
1.1教学方式跟不上步伐。
受到传统教学观念的影响,有些中职院校的教师还过分依赖书本,照本宣科,这样就使得学生产生厌学的心理,实践动手能力较差。
1.2.教材开发的力度不够。
由于受到财力和物力等因素的影响使得教材的内容跟不上新技术、新工艺的要求,跟不上科学技术快速发展的脚步,使得教学内容随意性较大。
1.3.课程内容、门类众多
中职院校里面机制专业属于老牌专业,专业性较强。基本上都要开始机械制图、机械设计基础、金属工艺学等课程。
1.4机械课程与市场呈现脱节的现象
由于教学方法落后、教学内容纷繁复杂,机械教材的开发较落后,使得机制专业的课程设置与市场严重脱节。
2.搭建机制专业的合理的课程平台
中职院校的课程体系结构是指重点以提高学生的技能为培养目标,课程体系应该打破传统的理论为基础的教学体系,要通过企业调研及时的了解企业的用人情况,再根据中职的机制的人才培养方案修定和完善课程体系。
2.1要突显“应用性”
在搭建课程体系的改革过程中,应该将理论课、实训课和课程设计等环节有效衔接起来,同时要重视实训教学,实训教学应该占总课时的60%以上,这样才能显出中职学生实践技能和职业素质的合理培养,这样也就符合了中职教育理论课和实训课程改革的发展需要。
2.2要合理安排教学内容
在中职机制专业的课程安排上,应该以理论课程为基础,以岗位胜任为目的,以培养学生具有本专业技术的应用为主线,合理安排教学内容。
中职机制专业的教学内容可分为基础教学、软件的应用、课程设计、和综合性四大部分。这四部分是呈现递进的趋势。基础教学包括机械制图、钳工实习、专业认知等。这会使得学生对机制专业的基础知识有一定的认识。软件方面的有CAD和上机实操、CAD/CAM的应用训练、数控加工仿真与维修以及相应的软件,Proe等设计软件。这些软件教学要求中职学生能熟练应用。并且相应的软件方面的实训内容要熟练掌握。课程设计包括减速器的设计、台式虎钳的设计等。综合性教学包括机加实习、数控中级车工考证,CAD高级证等。这种递进式的教学内容的设置对于学生掌握基础知识和技能石具有实效性的。如果学生取得了双证,对于其就业具有非常重要的意义。
2.3 整合课程内容
为了更好适应中职的理论和实训教学的要求,有必要对一些课程进行整合,使其文化课、专业基础课、和专业实践课有机结合,保持着相互依存,互相促进的关系。比如说cad和机械制图可以整合成一本书,这样既锻炼了制图基本功,又熟悉了CAD的应用,还有就是数控车和维修进行整合,这样可以增加学生的实践操作的时间,使其将理论和实践更好的结合。
3.校企合作共同制定机制理论和实训课程
工学结合是一种有效的教育模式。她结合了学校与企业在人才培养方面的各种优势,为企业培养需要的人才。
企业和学校共同制定、完善专业人才培养方案、制定和完善核心课程开发计划,共同开展企业人力资源预测,制定职工培训计划与方案;共建教学与生产合一的开放式实训基地,共同研讨 “校中厂、厂中校”实训基地规划,建立实习实训基地管理办法与措施,充分发挥校内、校外生产性实训基地的优势,开展职工培训和职业技能鉴定,满足行业企业发展对高素质、技能型专门人才的需求,提升社会服务能力;采取专任教师与企业技术人员和能工巧匠“互兼互聘,双向交流”措施,充分发挥校企合作共育共评的作用,开展学生就业信息交流,建立完善的工学结合、校企合作的长效运行机制。
4.改革教学模式
积极推进以任务为驱动、以设备为载体、以项目为导向的“做中学、学中做”的教学模式。将岗位工作内容分解为多个任务,课程内容在任务引领下实施项目教学,充分利用具有真实工作情景的创新实训室,营造职业情境,真正实施案例教学、情景教学、模拟教学,实现“做中学,学中做”。
开放实训基地.充分发挥实训基地作用,课外时间对学生开放,学生参与基地的管理与设备维护.
5.结束语
中职院校的课程体系结构是指重点以提高学生的技能为培养目标,课程体系应该打破传统的理论为基础的教学体系,要通过企业调研及时的了解企业的用人情况,再根据中职的机制的人才培养方案修定和完善课程体系。中职教育的培养目标就是在一线工作的高素质的技能型人才,并且还要满足当前的机制专业的人才培养方案,中职院校机制专业应该强调理实结合,将理论教学与实训教学有机的结合起来,要不断完善实训基地的建设,这样就能达到“学中做,做中学”的目的,使得机制专业的学生以“职业人”角色主动学习,真正做到学以致用。中职机制专业的理论课程和实训课程的设置要符合职业教育的要求,同时要建立属于中职教育的知识体系,提高中职机制专业学生的综合能力,为相应企业输送合格的技能型的一线工人。
参考文献:
[1]张玉兰等.谈高职机械制造专业实训课程设置的改革[J].哈尔滨职业技术学院学报,2013(05):20-21
中图分类号:G424 文献标识码:A
“卓越工程师教育培养计划”是贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020 年)》和《国家中长期人才发展规划纲要(2010-2020 年)》的重大改革项目,也是促进我国由工程教育大国迈向工程教育强国的重大举措,旨在培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才,为我国走新型工业化发展道路、 建设创新型国家和人才强国战略服务,对促进高等教育面向社会需求培养人才、全面提高工程教育人才培养质量具有十分重要的示范和引导作用。①②2011年,上海理工大学“机械设计制造及其自动化”专业被确定为“教育部卓越工程师教育培养计划”试点专业。遵循卓越工程师“面向工业界、面向未来、面向世界”的工程教育理念,为实现教育部提出的卓越工程师培养目标,在知识、素质、能力方面使普通培养对象完成向卓越工程师的完美转变,上海理工大学坚持以促进学生全面发展为目标,突出工程教育和工程实践,强化创新创业教育,增加国际化教学与交流,实现机械工程技术人才培养高质量要求“卓越计划”指导思想,按照“拓宽口径、夯实基础、强化应用、激励创新、提高素质、增加选择、分层培养、因材施教”的指导原则,针对“机械设计制造及其自动化专业”重构课程体系,对教学内容进行改革和实践。在课程体系建设和教学内容改革方面的做法主要包括以下几个方面。
1 紧扣培养目标,建立科学卓越工程师培养课程体系
1.1 建立创新实践平台,注重培养创新意识和创新能力,完善卓越工程师课程体系
上海理工大学“机械设计制造及其自动化”专业是“国家级特色专业”、“教育部和上海市机械设计制造及其自动化专业综合改革试点专业”和“国家级大学生创新创业训练计划”实施专业。尽管该专业具有完备的课程体系,但仍与“卓越计划”提出的坚持以促进学生全面发展,突出工程教育和工程实践,强化创新创业的人才培养高质量要求指导思想有差距。在“卓越计划”的培养目标制订阶段,专业突出学生的创新意识和创新能力的培养,在原有的课程体系中增加“创新实践平台”,形成由“通识平台”、“学科基础平台”、“课程专业平台”、“创新实践平台”、“企业实践与国际交流平台”等五大平台组成的卓越工程师课程体系。
创新实践平台约10~16学分,安排时间从第1学期到第7学期。通过创新平台,鼓励和组织学生通过创新实践学分,开展形式多样的课外科技活动、志愿者活动、大学生专项科技竞赛、创新实践、创业活动。鼓励学生积极参与教师和企业的联合项目,优先结合企业选题开展“国家大学生创新性实验计划”项目、“上海市大学生创新活动计划”项目、学校大学生创新实践训练计划(SITP)项目等。要求每个学生在四年期间至少要有一次参加创新性实践计划或者大学生科技竞赛活动的体验,参与并完成一项院级(或校级、市级、全国)的创新性实践计划项目或者参加一项院级(或校级、市级、全国)的科技竞赛活动,并获得学分。
1.2 突出“拓宽专业基础、提高专业素养、重视工程能力”思想,进一步优化课程体系
依据机械设计制造及其自动化卓越工程师计划培养标准,遵循工程的集成与创新特征,以强化工程实践能力、工程设计能力与工程创新能力为核心,对课程体系结构进行优化。
为突出卓越工程师宽厚的学科知识基础,将“学科基础平台”基础课程学分要求由54学分提高到55~60学分,增加概率论、数学建模、数学物理方法、复变函数与积分变换等选修课程,奠定学业发展的基石,“学科基础平台”除按学校划分的学科大类设置外,卓越工程师课程以基础性和公共性兼顾为设置原则,增加普通化学、普通化学实验、生命科学等选修课程,进一步实现同一学科大类中不同专业基础课程的互通交叉。
“专业课程平台”着重培养学生在机械工程领域里扎实的专业知识以及实践动手能力、创新技能,同时为了对接企业需求和全国见习机械设计工程师资格认证,在原有“测试与控制”,“机械设计”,“制造技术”等3大课程组基础上,增设了“企业需求课程”和“全国见习机械设计工程师资格考试培训项目”等课程组,形成5大专业的课程组。“专业课程”教学平台共约40~45学分,每位学生除了完成课程组1、2、3中所规定的学分外,可在课程组4或课程组5中选6学分。
1.3 课程体系体现“面向世界和拥有国际视野”的上海理工大学卓越工程师培养特色
上海理工大学机械设计制造及其自动化专业注重引进德国等国外工程教育理念和优质教育资源,共同培养具有国际视野及专业知识背景的工程应用型人才。专业自1985年开始与德国汉堡应用工程技术大学合作,联合培养中德机械工程专业学生,该联合办学项目作为上海与汉堡友好城市合作项目得到了德国DAAD基金会的资助。学生在一年级集中学习德语,后三年每学期均有两名德国教授授课。该合作办学的突出特色是,学生的外语能力与实践动手能力强,毕业生深受德资企业的欢迎。2004年9月,机械设计制造及其自动化专业(中德合作),以优异的成绩通过了德国权威评估机构ASIIN(德国工程技术、信息科学、自然科学及数学类学士与硕士专业评估协会)的专业水平评估,办学水平、培养模式及学生质量得到德国专家的充分肯定,学校成为国内第一所通过该权威组织评估的院校,机械设计制造及其自动化专业(中德合作)的毕业生可获得德国学校相关的学士学位,在中国高等教育中初步探索出一条引进国外优质教学资源,共同培养高级工程应用型技术人才的教学之路。③
在国际化办学和丰富的国际交流经验,无疑为“面向世界和拥有国际视野”的上海理工大学“卓越计划”办学特色的实践提供坚实的基础。在“国际交流平台”课程体系平台中,确定数控技术、先进制造技术等5门双语的专业教学课程,均由具有海外留学背景的教师授课。
2 适应培养要求,促进教学内容改革
要达到“卓越工程师计划”的最终目标,“机械设计制造及其自动化”的教学内容的先进性和科学性是必须的,教学内容的改革主要有以下做法:
(1)以人才的知识、能力、素质结构为依据,以创新课程内容为目标,重组理论课程内容。淘汰低水平重复、陈旧性内容,采用新思维、新方法;吸纳新知识、新技术;整合课程内容,减少理论学时将时间让给学生,使学生有更多的时间自主学习,更多的时间参与创新活动。以专业基础课机械控制工程基础为例,专业组织成立了主讲教师负责的课程改革攻关小组,对机械控制工程基础授课内容按照“卓越计划”的突出创新,突出工程应用的要求,对教学内容进行重组、增减。在保持理论框架完整的基础上,对推导过程冗长、对学生理解基础理论帮助不大的内容进行删减,减少课堂单纯的理论传授比重,在每一单元后增加与授课内容紧密的工程案例分析,突出工程背景的应用,理论联系实际,避免了以往课程授课中存在的理论比重偏大,学生学习兴趣不高,学习效果不佳的弊端。
(2)突破实践教学只限于验证性、演示性和动作技能训练的低档运行状况,开设综合性、设计性、工艺性等应用性强的实验项目,实现实践教学装备的先进性和实践教学环境的真实性,强调理论与实践一体化教学。“卓越计划”要求课程设计和毕业设计的课题要来自生产、科研第一线,真题真做。同时强化岗位技能培训,及时引进本专业领域科技发展新成果融入到相关课程的教学,保持授课内容的先进性。
(3)企业深度参与教学计划和课程大纲的制订以及主干核心专业课程的授课。在制订和修改教学计划、课程大纲阶段,邀请知名生产企业人员对拟实施教学文件进行论证,针对培养计划和课程大纲提出宝贵意见。对于机械设计制造及其自动化专业核心主干课程中与企业生产联系密切、实践性较强的课程内容,由聘请的相关企业专家进行讲授,如液压与气动技术、数控技术、机械制造技术等分别聘请来自上海电气自动化研究所、上海机床厂、上海通用汽车的专家作为课程指定章节的授课人。
3 结束语
“卓越计划”旨在探讨和实践如何提高工程专业创新型人才培养质量,提高毕业生的实践能力,培养面向世界、面向未来的创业、研发型高端人才和行业领军人物。④当然“卓越工程师”的培养是一个系统工程,也是一个探索工程,没有一个固定的模式,但具有完善的课程体系和科学教学内容的工作方案是基础。为确保“卓越计划”的顺利实施,有利于培养学生的学习能力、工程实践能力、创新能力、交流能力、社会适应能力和国际竞争能力的培养模式和包括对制度、资源的质量监控与保障体系必须要逐步完备。
注释
① “卓越工程师教育培养计划”通用标准研制[J].高等工程教育研究,2010(4):21-30.
经过几年的中职模具设计与制造专业《机械制图》课程教学,粗浅地形成了以下课程设计。
一、课程定位
1.课程定位的依据
(1)岗位需求。模具制造专业的岗位需要学生熟悉国家相关标准,绘制样图,看懂图样。
(2)后续课程。如果把整个的模具制造专业课程体系比喻成一棵大树,模具CAD/CAM、模具制造、塑料模具、数控加工编程与操作等课程是枝叶,那么机械制图课程就是整个课程体系的树干,支撑后续课程,为后续课程打下良好的基础。
(3)职业资格。车工、钳工、铣工、数控工艺员、制图员等职业资格考试都要以机械制图课程为依托。如果没有机械制图的基础,无法看懂图纸,既谈不上加工,也无法考证。
(4)素质拓展。学习了机械制图课程,不仅仅能够读图看图,还要练习实际生活。根据上述四个依据,把《机械制图》课程定位为专业基础课。
2.教学目标
(1)知识目标。掌握国家标准的有关规定,具有查阅有关标准的能力;掌握正投影法的基本理论及对三维立体及其相互位置的分析方法,并据此阅读机械图样;能熟练地应用绘图仪器、徒手及计算机绘制机械图样。
(2)能力目标。专业能力:识读、绘制机械图样的能力,空间思维能力和形象思维能力;方法能力:质疑探索、自主学习、自我管理、自我提高的方法;社会能力:知人、自知、认识社会、适应社会的能力,创造能力和审美能力。
(3)素质目标。养成认真负责的态度和严谨细致的工作作风;增强学生的自信心,建立竞争、效率意识;具有团队合作精神;勤奋、敬业、重操守。
二、教学理念与思路
1.教学理念。重新审视以往的“教师说,学生做”,“教师灌,学生记”,“教师管,学生服从”的教学方式,探索形成新的教学理念:(1)“教”为主导。教师是教学活动的组织者,教师用行动去感染学生,以浅显化、通俗化的方式讲授,激发学生学习兴趣。(2)“学”为主体。引入案例、情景、分组讨论等教学方法,让学生主动参与教与学。变“一言堂”为“群言堂”。(3)“练”为主线。打破了以往课程结束后统一练习的教学模式,避免只学不练,只听不练,组织学生适当的课堂及课外练习,运用、消化和巩固知识。
2.教学思路。结合培养目标设计教学情景,根据专业知识习得的要求,让学生能够独立地绘制和阅读样图,最终达到教学目标。
三、教学方法与手段
《机械制图》课程教学,可选择采用以下教学方法:
①实物教学法。利用教具模型或者是实物模型,让学生更直观地了解各位置的关系,更有兴趣去探索更深层次的知识。②讲述法。传统的板书讲述,也能让学生加深理论理解。③多媒体教学法。用语言无法表达的内容,利用多媒体教学,可更加直观。多媒体课件鲜明的色彩更能吸引学生的眼球。④小组讨论法。提高学生的学习主动性和自主分析的能力,加强学生的团队合作精神。综合以上多种方法,兼蓄并用,有利于提高教学效果。
1.教学手段——“四化式”
(1)现代化的教学手段。随着科学技术的日益进步,现代化教学设备已不断地运用到高职院校教学过程中。采用现代化方法进行教学,如多媒体课件、虚拟仿真动画等,与教具模型、板书等传统的方式相结合,则能够调节课堂气氛,激发学生兴趣,使得学生视觉、听觉、触觉多种知觉共同参与学习,有助于提高知识获得的准确性,发展学生的抽象想象能力。
(2)实践化的教学课堂。知识是能力的根基,掌握了基本知识并不等于有了能力,能力只有在不断的实践过程中才能逐步形成。实践化的教学课堂就是将画图作为课堂教学的一个环节。让学生面对实物进行实践画图。教师只是提出要求,充分体现“导”的作用,学生可分组讨论,充分发挥想象力和创造力,独立完成绘图。
(3)幽默化的教学语言。语言教师传授知识的主要形式是语言,教师语言的质量直接影响课堂的气氛和教学的效果。吐字清楚、准确生动、简明扼要、通俗易懂,是教师的基本能力。同时,教师语言的幽默化,则更能吸引学生,激发学生的求知欲望,让他们积极地探索。
(4)多样化的教学气氛。以往的教学方式往往只是教师讲,在这种单调的教学课堂里,每一个学生都会觉得乏味。所以,教师在教学过程中要让学生感觉到端庄、平易近人、和蔼可亲,使师生在活跃的气氛中展开教学活动,让学生带着更加饱满的热情投入学习。
1.1细化专业基课程,采取理实一体化的上课模式
在专业基础课程上,我们将机制专业的基础课程进行细化,学生不在使用多本书整合的教材,将一些能够独立成为一门课的知识单独设置成一门课程,分别是机械制图与CAD、电工电子技术、工程力学、金属工程材料及热处理、互换性与技术测量、机械设计与应用,这些课程在授课形式上均采用理论和实践一体的授课形式,使学生在学习的过程中就能实现将理论内容和实践相互融合,从而提高学生的职业技能。
1.2专业基础课程教学内容均来自企业生产一线
以前的传统理论教学,学生学习后只掌握了有限知识的理论内容,理论和实践相脱节,学生学习后不会将所学习的知识运用的实践中,目前根据这一现象,我们将课程的内容进行重新进行编撰,所有专业基础课程的教学内容均来自企业的生产一线,所授课内容和企业紧密相连,学生边学边练,实现了理论和实践教学的一体化,如机械设计与应用课程在教学内容的选取上以机械加工车间的压力机为课程的学习载体,整个教学任务都围绕着压力机进行展开,使教学内容和学生十分的贴近,学生通过去实习车间就可以观测到压力机的基本结构,避免了以前在授课过程中学生只会公式计算,到机械零件计算时出现不知如何应用的局面。我院专业基础课程的设置实现了学生基础的夯实,学生知识面不但没有缩小,反而得到了扩展,同时学生的动手能力也得到了大幅度的提高,真正的实现了学以致用。
2基于工作过程导向的专业课程体系构建
在机制专业的专业课程设置上,我们采取了以工作工程为导向的课程体系,通过对机制专业工作岗位群进行充分调研,分析专业岗位工作任务和岗位职业能力要求,提出专业岗位群工作人员应具备的素质、知识与技能,归纳出16个典型工作任务,20个学习领域。针对职业岗位任职技能要求,归纳行动领域,融入机械制造行业企业标准,转换学习领域,构建以典型工作任务为载体,以一体化实训室、生产车间为实施地点,以完成工作任务为目的的贯穿工作流程主线的课程体系。通过基于工作过程导向的专业课程体系的构建,我们最终形成了8门核心专业课程体系,这些课程分别是设备控制基础、金属切削加工及设备、液压与气压传动、特种加工、机电设备安装与调试、机械加工工艺及夹具、数控机床及数控编程、CAD/CAM应用技术。每门课程都以典型工作任务为导向,学生在学习过程中真正的实现了理论实践一体化,如CAD/CAM应用技术课程根据企业岗位需求设置了六个学习情境,如学习情境五平面零件铣削加工包含2个学习任务,这两个学习任务分别是定心模的加工和卡座的加工,这两个典型工作任务均来自企业生产一线,所以学习内容与企业生产过程相一致。
3专业拓展课与职业资格考试和素质教育相挂钩