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近年来,我国高等职业教育发展迅速,建立健全高等职业教育体系已成为培养急剧变化的市场所需要的多样化人才的必然趋势。我院机电系“计算机辅助设计与制造”专业多年来一直致力于产学研合作教育的探索,重视培养学生的创新能力、实践能力和创业精神,适应社会经济的发展需要,培养具有创新精神的技术应用型人才。经过深入的市场调研,我院对该专业进行了定位,将核心能力与基本能力的培养明确地分为两个方向,即CAD与CAM,每个方向均有适当的市场定位,以专业综合改革为中心,以实训环节为重点,以有机渗透为特征,通过产学研合作途径,优化教学过程,更新教学内容,改进教学方法,调整课程体系,构建与完善新的育人环境。
在“计算机辅助设计与制造”专业建立固定的校外实训基地并完成实训很不容易,因此发挥校内实训基地的作用,构建适当的专业教学内容,使之适应社会对人才知识结构、能力结构和综合素质等方面的要求就成为本专业教学改革的中心。我院与首钢型材轧钢厂进行的产学研合作教育项目推动了CAD方向教学内容的改革,校内CAM实训基地的建设及与相关单位的合作推动了CAM方向的建设。
明确的专业定位
高等职业教育的专业建设必须适应市场需求,专业方向的定位十分重要。我院“计算机辅助设计与制造”专业的建立及以后的发展均得益于广泛的市场调研及专业委员会的指导,得益于教师的“双师型”素质,得益于开展产学合作教育及技术服务。
2001年3月,我院与首钢第一型材厂签订了研制首钢第一型材厂图纸管理软件的协议书,为该厂的全部图纸建立了数据库结构,并对50吨剪头曲柄飞剪机组的图纸(蓝图)进行了AutoCAD格式的转化。在此阶段性成果的基础上,2001年7月,我院又进一步与首钢第一型材厂签订了对该厂其他图纸进行转化的第二阶段协议。2002、2003年,我院分别在计辅001、002、003班毕业实训中,结合此科研项目进行了《图纸转化及数据管理》课题的实训,同时将相关内容纳入课堂教学中。
我们的目的就是通过科研项目使学生在实际工程中得到锻炼,总结经验,同时完成《高职CAD专业“图纸转化与管理” 教学中产学合作实践》教研题目,通过教研题目的完成,明确专业的CAD方向及相关课程的主要内容。
2005年,我院成功地建设了数控加工实训基地,有力地促进了专业CAM方向的发展。
我院明确地将“计算机辅助设计与制造”专业分为两个方向:(1)CAD方向。核心能力:二维绘图、三维实体造型、CAD技术应用与开发等,要求能熟练地使用相应软件进行绘图、造型并能进行图纸的数据管理。专项能力:CAD技术的应用开发与图纸数据管理。(2)CAM方向。核心能力:三维实体造型、液压与气动技术、机械制造技术、数控加工与编程等,要求能熟练地使用相关软件进行实体造型,掌握机械加工的基本技术,能在数控机床上进行操作,有进行数控编程的能力。专项能力:三维实体造型及数控加工。
结合实际的课程内容
高等职业教育培养面向生产第一线的高等技术应用型人才,需要学生不但要具备综合职业能力,还要在动手能力方面有突出的表现。通过广泛的市场调研及开展产学合作教育与技术服务,逐步使专业方向得到了明确,实现了专业教学计划及主要课程的内容与生产实际的密切结合。
专业能力(1)机械设计与制造基本能力。(2)计算机辅助设计与制造基本能力。(3)进行数控编程与操作的基本能力。(4)熟练使用计算机,具有一定的文字录入速度。(5)具有良好的人际交往能力和外语能力。(6)对材料、热处理工艺、各种标准的基础知识有一定的了解。(7)对于CAD方向,应能针对不同部门、不同专业的需求进行相应软件的二次开发;对于CAM方向,应能熟练掌握数控机床的操作与编程技术。
主干课程工程制图、机械设计基础、机械制造基础、计算机绘图、数据库基础、程序设计、三维实体造型设计、机械制造技术、CAD应用与开发、数控编程与仿真加工等,主干课程的设置围绕专业的核心能力。
主要课程的内容以“CAD应用与开发”课程为例,要求密切地联系工程实际设置课程内容,例如“图纸转化与管理”项目涉及如下问题:(1)读图:读标题栏及明细表、名称、图号、装配图号、件号、材料、比例、重量等,了解本图与其他图的关系,能对材料进行转化;能基本读懂图形的形状、尺寸、公差、粗糙度及技术要求等;能对公差、粗糙度、技术要求等进行转化。(2)转化中的技术问题:掌握材料、技术要求、公差与配合、粗糙度、螺纹的新旧画法。(3)图纸数据的管理:自定义标题栏、明细表、附加栏及样板文件。定制“表格”,产生BOM,产生“设备清单”、“标准件清单”,合成为一个项目(机组)的管理系统。“CAD应用与开发”课程的主要内容如下:CAD基本知识(CAD/CAM原理及应用、CIMS基本知识、PDM基本知识);自编图纸管理软件(使用Access自编多媒体数据库);AutoCAD应用与开发、CAXA EB开发(AutoCAD应用、基本定制、自定义命令、菜单的定制与开发等);图纸管理(CAXA、PCCAD〈MCAD&PDM〉的图纸管理);图纸处理系统(Vpstudio 6.75、UnisCAD软件使用)。
实践环节服务于专业方向
高等职业教育实践环节的安排应服务于专业方向,培养适应市场需求的专项能力。“计算机辅助设计与制造”专业的实践环节体现在专门的实训课程和课堂教学中。
主干职业技能训练(1)金工实训:使学生了解金属的主要成型原理与加工方法。(2)机械CAD:使用CAD软件进行简单的机械装配图与零件图设计,使用Word等软件编写设计计算说明书,使CAD应用水平得到提高。(3)数控编程与操作实训:掌握数控编程的方法及调试手段,掌握常见数控机床的操作方法,了解零件加工程序的编制与输入方法及加工零件的工艺过程,熟悉并严格遵守安全操作规程。(4)专业实践:针对学生的职业技能课、职业技能选修课进行与本专业方向相关的社会实践。(5)毕业实训:培养学生综合运用所学基础课、技术基础课与专业课知识分析解决工程技术问题的工作能力,培养学生独立思考问题、分析问题、解决问题的能力。
课程教学中的实践性环节工程制图、计算机绘图、机械制造基础、机械设计基础、三维实体造型、数据库基础、机械检测技术、机械制造技术、计算机辅助工艺设计、数控编程与仿真加工、CAD应用软件、液压与气动技术、CAD应用与开发等,所有课程均安排实验及作业并多数在计算机房上课,采取边讲边练习的方式。
毕业实训(1)实训的目的:以理论知识为依据,以掌握的机械CAD/CAM技术、三维造型与数控加工技术为工具,进行与本专业相关的生产实践与实习;培养学生独立分析与解决工程实际问题的能力;在实训过程中,使学生掌握相应的技能,在实际工作岗位中得到锻炼。以就业为中心,鼓励自主选择实习单位,由指导教师准备实训题目及指导在外实训。(2)实训的效果:专业教学计划要求的基本能力得到了相应的锻炼;学生根据兴趣所找的实训单位与所选的多数题目与本专业相关,CAD技术应用(图纸转化绘图、图纸管理与图库、机械设计等)题目占47.33%、三维实体设计题目占5.33%、数控加工与应用题目占20.66%,其他题目占26.68%;学生在实训单位的表现多数是较好的。
几点思考
实训分题方式结合就业联系实训单位,毕业实训的题目较分散。按名单学号顺序对学生进行分组,各组中的题目也较分散。因此,我们对03级学生进行了相对集中的管理与指导。
论文从论文质量上看,有与实训内容不附及“克隆”的现象。可考虑改为“实训总结”,取消外文翻译。论文与实际相差太大,谈实际的内容应该多些,改为“实训总结”可以做到这一点。对论文页数的要求也不应太多,10页左右即可。
实训指导因为题目分散,导致实训单位的题目不能使学生得到系统训练,因此可要求指导教师有针对性地增加相应的内容。
实训与就业的关系以就业为主,要处理好实训与就业的关系,应尽可能地使学生在实际岗位上得到系统训练。
能力培养实训集中反映出学生的设计能力与加工基本知识的欠缺。对土建图应有适当的要求。要培养学生良好的职业道德。
产学研合作教育的模式有多种,就“计算机辅助设计与制造”专业而言,进行现场实训有一定的困难,理想的方式应该是CAD方向去设计院跟随工程师学习画图,CAM方向去机械厂跟随技术人员学习操作。如果能与某设计院、机械厂长期合作则比较理想。
教师的“双师型”素质应鼓励教师参加科研或技术服务,参加毕业实训指导,广泛地接触社会,接触生产实际,了解社会对专业的需求,及时调整专业方向及教学内容,充分发挥校内实训基地的作用,使教学内容紧密地联系生产实际。
1.1教学难度较大
一方面,本课程涉及的知识范围广、内容十分丰富。物流机械设备涉及运输、仓储、包装、装卸搬运、流通加工、配送和信息等现代物流活动的各个环节,在本课程课堂教学中主要对包装设备、集装单元化设备、仓储设备、装卸搬运设备、运输设备、流通加工设备、物流信息采集与传输设备的类型、性能参数、工作原理、适用条件及选用和配置等内容进行讲解,知识点多且跨越度较大,是物流管理专业教学大纲中为数不多的与机械专业知识关联性较强的课程。
另一方面,国内目前高校设置有物流管理专业的院系多为管理类、商学院类(参见表1),且大多数物流管理专业为文理兼收,导致物流管理专业学生缺失力学、制图基础、机械原理等前设课程的基础,兼之欠缺对物流机械设备的感性认识,致使学生在课堂教学过程中普遍反映学习有难度,进而难以提高学习兴趣。
1.2校内实训条件有限
基于前述情况,《物流机械与设备》课程教学中结合直观演示法、参观教学法或者实训法等教学方法更有利于学生接受和掌握。然而物流机械设备种类繁多,随着物流机械设备技术朝着自动化、智能化、信息化、集成化、柔性化和标准化方向发展,新装备、新技术层出不穷,设备更新速度很快,一所高校往往无法同时具备各式各样的设备作实训之用,同时建设校内实验室或实训场地,占地面积大、设备购置成本花费不菲,使在校内开展实训条件受限(参见图1)。
1.3校外实习安排困难
安排学生到企业实习,通过实习验证和掌握课程内容,是一种很好的教学方法。目前国内高校物流管理专业的实习基地呈现多元化,涵盖物流企业、生产制造企业、商贸流通企业,符合物流是复合型生产服务业的特点(参见表2)。但反映出一些问题,如单个企业的实习基地提供的有效岗位不足;单个物流企业拥有的物流设备种类有限,导致实习内容与教学内容不衔接,不利于学生系统学习和掌握课程内容;学生到企业实习,对企业正常生产秩序形成一定干扰,导致有的企业不愿意接收学生实习。以上因素导致安排学生到企业实习面临诸多困难。
2.《物流机械与设备》课程教学改革措施
2.1教学内容改变
在《物流设施与设备》课程开始讲授时,应充分考虑物流管理专业学生的专业背景和知识结构基础,适当为学生补充部分识图和机械基础知识,为后面教学做好铺垫。在教学过程中应充分利用物流机械设备的图片和视频,增强学生感性认识和提高学生学习兴趣。同时,应通过就地取材、网络收集、与设备厂商联系等手段逐步建立丰富的教学资源库并及时更新。
2.2适当引入案例教学
案例教学法是一种以案例为基础的教学法,有利于鼓励学生独立思考、举一反三,引导学生变注重知识为注重能力,加强教与学的双向交流。笔者从与企业的科研合作项目中归纳凝练出若干案例,如邮政快递企业邮件处理流水线设计、制药企业成品仓库设备系统设计等,通过案例教学,学生在对企业实际问题的分析与解决过程中,加深对物流机械设备在物流企业生产实践中的具体功能和作用的实践认知,取得良好的教学效果。
2.3引入研究性学习
学生自愿组合,一般4~5人为一组,由教师设置任务场景,学生通过自主分工,独立完成资料收集与分析、关键信息提炼、解决方案设计及整合工作,最后撰写书面报告并形成PPT,最后由教师在课堂上进行讲评并打分,以此作为本课程平时成绩。研究性学习不局限于对学生进行纯粹书本知识传授,而是让学生参加实践活动,在实践中学会学习和强化各种能力,通过分析和解决问题,加强学生对知识的联系和运用,充分调动学生学习积极性。
2.4校内外实训基地建设
在校内实训实验室建设方面,应充分利用现有实验条件,紧密结合教学内容,制定切实可行的实验实训内容。在场地和资金有限的情况下,可考虑引入物流机械设备模拟操作实训软件和仿真教学,在模拟实训和仿真教学中,提高学生对物流机械设备的操作和管理能力。
中途分类号:G647.38 文献标识码:A
引言
随着现代科技的高速发展,经济社会的巨大进步,未来社会需要大量的创新创业人才。国家教育部、省教育厅高度重视此项工作,大力支持并多次在各高校开展创新创业人才培养工作。根据大学生创新创业初期条件,结合小型企业资本有机构成低、社会劳动力容纳量大的特点,选择以培养创办小型企业为目标的创新创业训练项目。
本项目以模具设计与制造专业的学生团队为主体,建立一个“广科机械加工厂”。为保证学生在项目训练中能获得预定的能力,制定工厂管理制度,模拟企业运作方式,将学生团队成员按企业的生产技术、经营管理等岗位进行分工,通过学生自己对本工厂产品设计制造以及生产经营的实施过程,使团队每个成员得到训练。
一、团队特色
学生团队方面:参与本项目的学生是通过自愿报名、任课老师和辅导员共同考查,指导组全体教师共同研究确定的。学生成员成绩优秀,基础知识扎实,求知欲强,对模具设计及制造或者机械零件加工有浓厚兴趣,对学习高新技术有着执着的追求。
教师团队方面:指导教师均具有丰富的教学和实践经验,有的直接来自机械企业生产一线,设计制造经验丰富,是一支“双师”型队伍;其中指导教师团队负责人兼具高级工程师和副教授职称,是一位曾经多年从事机械工业企业生产的中型国有企业厂长。
二、现有基本条件
(一)学院及系部领导高度关注并全力支持大学生创新创业项目。从人才培养方案制订到学生团队成员挑选、指导教师队伍组成、实训基地的保证、训练耗材的供应等方面给予全方位的支持。
(二)机械系现有一座1550平方米机械加工实训车间,内有数控车床、数控铣床、加工中心、线切割、电火花及通用机械加工设备70多台,价值700百多万元,有由10人组成的实训教学团队及完整的组织机构。
(三)有一个经验丰富的“双师结构”教师团队。团队成员专业知识及技能结构合理,有富于创新,乐于奉献、甘为人梯的精神。
三、项目特色及创新点
(一)立足现有条件,以本系机械加工实训车间为平台,挑选一批优秀学生,组织一个大学生创新创业训练指导教师团队,以模具设计制造、通用机械零件加工全过程为载体,组建一个 “机械加工厂”。
(二)本训练项目是借助一个虚拟的工厂组织机构,搭载机械系“机械加工实训车间”真实实体进行实际运行。在项目训练中,每个同学根据预定的角色在各自的工作岗位上,在老师的“全指导、半指导、零指导”进程中,分别获得模具设计、零件制造、生产经营、质量管理等技术技能,为走上社会创新创业打下坚实基础。
(三)本项目具有“三实一虚”特点。即训练平台(机械系实训车间)真实;团队(学生和老师)真实;训练内容(外来生产业务加工)真实;组织机构(广科机械加工厂)虚拟。
四、项目运行方式
(一)运行目标
以机械系“机械加工实训车间”为真实平台,在虚拟的“广科机械加工厂”组织机构中,对学生团队每个成员加以训练,使他们分别获得模具设计、零件制造、生产经营、质量管理等多种技术技能及素养,为未来独立创新创业打下基础。
(二)团队成员分工
1.工作岗位设置。按照机械加工厂生产经营特点,将训练岗位设置为:冲压模具设计,塑料模具设计、通用机械零件加工(含制造工艺设计和加工实操)、生产经营策划、质量管理、物资供应、财务管理7个岗位。
2.学生团队分工
将学生团队5个成员按前述设置的7个岗位进行分工:其中3人分别担任冲压模具设计,塑料模具设计、通用机械零件加工(含制造工艺设计和加工实操);另外2人分别担任生产经营策划和财务管理、物资供应和质量管理。
3.实训指导教师分工
将5位指导教师按前述7个岗位的指导要求进行分工并落实到人,形成文字文件后再在两个团队全体成员会议上宣布,在项目运行中执行。
五、项目实施计划
(一)前期准备工作
前期以对学生进行培训为主,学习安全生产基本规程和加工厂的管理制度,熟悉生产环境和实训车间,了解客户下单签订合同与组织生产的流程。因加工厂条件所限,客户可由教师扮演,预定生产加工两套难度适中的塑料件模具产品,模拟与学生签订加工合同,此部分工作主要由市场部人员负责。其中对生产过程中需要用到的专业知识,如:客户提品特性,所需材料的性能,产品大致设计方案,加工工艺,产品价格估算等,进行系统的学习和培训,为下一阶段的训练做准备。
(二)项目训练阶段
借助机械系机械设计与加工既有平台,按照学生担任的岗位角色,进行岗位技术技能强化训练。
1.产品设计阶段
主要由工程部人员负责,在专业教师的指导下,进行工艺设计和模具设计,出具模具图纸,确定后续加工工艺方案,估算价格等。
2.备料,进行模具制造,加工模具零件,装配试模等。
3.产品设计汇总,总结解决设计问题。
六、训练方法
按照“全指导、半指导、零指导的”渐进式训练方式开展工作。初期,学生在教师的全面指导下进行工作;中期,学生自己工作,遇到问题时,老师给予指导;后期,学生自己独立开展工作并进行总结,老师给予评价。
七、训练内容
(一)技术类
1.根据用户提供的产品图纸技术要求,进行模具设计;编制外购件、外协件、标准件清单;
2.按照模具零件图的设计要求,编制生产工艺文件;编制生产准备清单,包括工具、量具、刀具及其它外购物资清单;
3.根据用户提供的零件图纸技术要求,编制生产工艺文件;编制生产准备清单,包括工具、量具、刀具及其它外购物资清单;
(二)生产类
1.根据技术部门提供的生产工艺文件,按照用户提出的时间要求,编制生产计划安排表;
2.根据生产部门的计划安排,按照机械加工工艺文件内容,组织实施生产。
(三)管理类
1.根据技术部门的物资清单,清点厂内现有物资,缺额所需立即购买,保证按时按量供应生产性物资。
2.按照财务管理相关规定,准确及时收付工厂资金。
3.对生产过程及出厂产品进行严格质量检查;
4.对外经营业务策划和实施。
八、项目进度安排
(一)储建阶段
按照《广州科技职业技术学院大学生创新创业训练管理办法》组建学生团队和指导教师团队,撰写项目申报材料并按规定程序申报;项目获批后,与机械系机械加工实训车间共同商定车间及机床设备使用事项;宣告“广科机械加工厂”成立。
(二)训练准备阶段
对学生团队成员进行培训,学习安全生产基本规程,熟悉场地和生产环境。购置训练材料,做好训练准备。
(三)项目训练阶段
1.全指导式训练。借助机械系机械加工实训车间既有平台,按照学生担任的岗位角色,进行岗位技术技能强化训练。
2.半指导式训练。通过学生自己及其它方式对外承接简单模具设计制造和机械零件加工业务。以学生为主体,在老师指导下完成对外业务制造工作。
3.零指导式训练。由指导老师设定项目,由学生自己独立完成,最后由指导老师对学生的工作质量进行测评,学生自己作出总结。
(四)项目总结验收阶段
1.项目组成员将前期训练及实践进行总结,撰写总结报告;
2.将在项目训练中设计的图纸、机械加工工艺文件等技术资料整理成册;
3.撰写发表项目成果论文;
4.向学校相关部门办理“广科机械加工厂”物资及财务交接手续;
5.组织项目验收。
九、结语
开展本项目的研究,就是要积极探索和实践,将我校以“广科机械加工厂”的活动形式的创新设计教育教学活动推广到全专业,扩大受益面,稳定并扩大创新设计教导教师队伍,同时借助实践基地的建设,为开展这种具有特色的教学模式提供物质基础和保障,大力加强机械类专业的实践教学,以创新作品的设计、制作及其竞赛活动,切实加强对我校工科专业学生的创新精神、创业能力和动手能力的培养,并将教改教研的成果进一步上升到新的理论高度,以期形成地方院校中富有特色的机械类应用型人才的创新能力培养模式,切实提高人才培养质量。
尺寸测量是机械加工各专业必备的基本动手能力之一,也是衡量一个机械加工实训的工件加工质量的重要技术手段。因此我们要高度重视学生尺寸测量能力的培养,重视入门引导,抓好基本功练习,为学生今后进行复杂工件加工和测量打下坚实的基础。
要在实训课上取得良好的教学效果,理论结合实践是行之有效的原则和方法,也就是指我们一贯强调的理实一体教学,首先要理解测量的理论和常用量具的原理,并且有意识地在实践中加以验证,反复练习,直到使用熟练。
实训教学中涉及到的量具仪器种类繁多,各专业也有比较大的区别,这里所讲的是各个机械加工专业共同涉及到的基本的量具,诸如游标卡尺、千分尺等常用尺寸测量量具。下面我结合在理论和实训教学中的实践,从以下几点来谈谈体会。
一、公差和配合的基础知识准备
学生要在实训中很好地掌握测量技术,首先要具备一定的公差配合的基础知识,特别注意要从概念上搞清机械工程技术上的测量和以往数学等基础学科里的测量的区别,牢固树立公差的概念,为今后进一步掌握配合的知识做好准备。不少学生在进入实训环节之后,头脑仍然停留在过去的中学的概念里,对精度的理解还没有进入到公差这门课的意识中去。在少数学生眼里,毫米这个单位就是一个很小的单位了,加工的时候能做到毫米这个精度级别就是很了不起的事情了,以至于实际加工中不能按照图纸规定的要求,像这样头脑中的思维仍然停留在塑料尺量长度的概念里的学生在实训开始的时候经常可以看到。因此,在实训开始前的知识准备中,一定要让学生牢固树立专业的测量概念,顺利过渡到实训中来。
二、把握量具原理和正确使用方法
要做到正确进行尺寸测量,接下来要的是从原理上认清所用量具的测量原理和示值误差的处理。按照精度由低到高的顺序,比如说先认识中等精度的游标卡尺,再学习使用较高精度的千分尺,重要的是要使用熟练。在实训入门的时候,教师要有意识地设计各种认识性的练习,让学生进行充分的练习,并对练习中出现的普遍的问题予以总结,这样会取得较好效果。比如说我就有意识地设计一些测量项目,有意识地安排学生依次测量箱体、外圆表面、内孔、沟槽等各种形状,尺寸规格由小型工件到大型工件,让学生快速掌握各种形体和尺寸规格的测量方法,取得了良好效果。通过这样的练习,学生基本熟悉了量具的性能和使用方法。
三、指导提高测量精度
解决了量具的正确使用问题之后,就应该开始解决提高测量精度的问题。有些学生在实训加工中,操作动作和工艺都是正确的,而最后加工出来的工件却有比较大的误差,原因之一就是测量误差太大,以至于不能准确测出工件的实际尺寸。要解决这样的问题,除了多练之外,还应该注意以下可能出现的问题:第一,看错量具上的刻度位置,比如说游标卡尺,容易看错对齐的整数位置,以及游标对齐的位置,千分尺很容易看错半毫米线的位置,这些问题刚开始实训的学生经常会出现,要注意在巡回指导时进行纠正,经常检查学生的测量过程,对类似的错误予以提醒纠正。第二,注意进行零位误差的校正。在讲量具使用的时候,重点分析量具可能出现的零位偏差,以及常用的校正方法。
四、将集体辅导和个别指导相结合
共性的问题一定要在集体上课辅导的时候加以解决,这样效率比较高。然而更多的问题是有些学生在入门的时候会出现一些各自不一样的问题,这些问题就要针对各自不同的情况加以具体分析。班级人数一般在四十人以上,学生人数这么多,每个学生出现不同的问题要区别对待,确实比较吃力,然而这却是提高学生动手能力必不可少的步骤。比如说讲授游标卡尺使用的时候,可以事先准备好一把示范用的游标卡尺,任意调到一个尺寸,让学生依次进行识读,总结学生读数时出现的问题,有针对性地进行纠正,这样才能取得事半功倍的效果。
五、设计相应的测量课题巩固知识
测量作为一种加工中必备的基本技能之一,应该放在实践中加以检验和提高。实训环节对于学生测量技能基本功的提高有重要作用。对于初次进行测量实训的学生来讲,刚刚开始的规范操作要从量具的正确使用开始。各种量具都有其正确操作方法,不当的操作一旦成了习惯,以后再想纠正就困难了。因此,设计的测量课题应注重操作的规范性。比如游标卡尺正确的握法,怎样读数,如何修正误差,千分尺的正确手持方式,如何进行校正,等等。
我在设计入门测量实训的时候,尽量选择和书本工艺知识相接近的工件,便于学生能较快进入和理论联系的阶段,对学生的读数进行一个个的判断,及时加以总结。
六、及时和正常实训课题衔接
测量只是机械加工实训中的基本技能之一,还要注意学生在实训中综合运用能力的提高。
在学生已经掌握了基本测量方法的前提下,应该注意解决在实际应用中可能出现的各种使用不当的问题。比如说,游标卡尺使用中不注意校正零位,千分尺使用中学生很容易出于省事的想法,错误地用单手测量。
如何和正常实训的课题衔接呢?刚开始课题要力求简单,便于评分操作。我在实训中就经常采用加工长方体的练习,让学生进行练习。长方体四个加工面依次提出加工要求,按照一二三四的顺序,每完成一个面由教师检测合格后方可进行下个加工面的加工操作,四个面均判断合格则为合格工件。这样一个工件的加工实训程序坚持下来,学生尽管刚开始的时候会略有困难,但在完成第一个面后,基本就开始进入状态了。
测量技能是机械加工各专业实训中的重要环节,我们如果加以高度重视,进行有针对性的专项练习,就会使学生养成测量操作的正确习惯,并且能够耐心细致地对加工对象进行测量,从而为今后加工出合格的高精度工件打下坚实的基础。实践证明,在测量上注重方法和精益求精的学生,往往能较快地达到实训要求,成长为优秀的技能人才。
参考文献:
[1]刘治伟主编.装配钳工工艺学.机械工业出版社,2009-04-01.
【中图分类号】 G 【文献标识码】 A
【文章编号】0450-9889(2014)01C-0143-02
数控加工技术是现代制造的基础,同时也是现代制造的核心,其先进性反映了一个国家的战略地位和综合国力,全球的制造业强国都在采取各种措施积极推进本国数控技术及其附属产业的发展。然而,当前我国掌握数控技能的专业人才不仅数量短缺,在质量上与发达国家或地区相比也存在着明显差距。因此,我国需要加强数控加工人才的培养,而以培养技能型人才为主要目的的高职院校更是责无旁贷。高职院校专业技能人才培养应以区域内行业的发展需要为出发点,其所培养的数控专业学生,要求掌握有关数控技术的知识,具备熟练应用数控机床的专业技能,并能通过训练积累一定的实践经验;还要具有良好的职业道德和职业素养,以便能更快地适应社会的需要,服务于区域、行业发展。
一、“数控加工编程与实训”课程教学初次改革及其成效
近年来,众多高职院校在数控技术专业课程教学中不断探索,加快教学改革。鉴于“数控加工编程与实训”课程所要求的较强理论性和较强实践性,课程涵盖的知识面较广的特点,许多高职院校经过认真分析研究,完成了对课程的初次改革,在培养学生理论知识和实践能力的综合性方面取得了一定的成效。其中,项目化教学得到了广泛的应用。项目化教学以工学结合、行动导向、项目载体、任务驱动、素质渗透、学生主体、理论实践一体化等为精髓,是当前职业教育提倡的行动导向教学法中的一种,也是国际国内备受推崇的效果优秀的职业教育方法。“数控加工编程与实训”课程教学改革实施后,教学过程如表1所示。
表1 初次教学改革的教学过程
实施步骤 教学内容 实施过程
一 理论教学 教师教、学生学
二 布置任务 教师下达、学生执行
三 示范操作 教师实践、学生观摩
四 填写工艺文本资料 教师给出模板、学生分析填写
五 加工实训 学生模仿加工、实机操作
六 上交文本资料、实物作品 教师评定成绩
通过教学实施可以发现,初次改革仍存在以下弊端:一是工作任务简单。教师在设定任务时,要综合考虑整个班级甚至整个年级学生的制作水平的差异,不便于设计形状复杂、精度较高的零件。二是从教学模式上看,虽然形成了教学一体化教学模式,但是由教师教、学生学、学生做,学生缺乏独立思考的过程,创新思维受到限制,单纯地模仿教师的行为,也不能对学生进行个性培养,发挥每个学生的自身优势。经常会出现这样的场景:一个班组只要有一人加工出零件,本班组的所有人就都能加工出该零件。三是实训室、设备的利用率较低,不能优化实训室、设备的使用,造成了人力、物力资源等的浪费。
从教学内容和实施过程中不难看出,虽然经过了改革,但教学的主体仍然是教师,学生围绕着教师的教而学。教学过程中的乏味、无新意依然存在,教与学的双主体性来能体现,学生的能力提高不明显。
二、“数控加工编程与实训”课程教学的深度改革
为了切实地达到培养学生设计、分析、动手实践、职业素养等综合能力的目的,应遵循高职学生的发展规律,在已有改革基础上,对“数控加工编程与实训”课程教学内容进行再定位和再剖析,进一步深入细致地对教学进行二次改革。
(一)前期课程及其培养目标
在学习“数控加工编程与实训”课程前,学生需要先进行机械制造类基础课程的学习,实现相关的知识目标和能力目标,如表2所示。
表2 机械制造类基础课程及其培养目标
课程名称 知识目标、能力目标
机械制图 能用图样正确表达零件结构、工作原理、技术要求
机械制造基础 掌握机械工程材料和机械制造工艺过程一般规律、机械制造基本方法,具备对一般机床的实际操作能力
机械制造技术 能对机械制造过程有总体的、全面的了解,掌握金属切削过程的基本规律,具备制定工艺规程的能力,具备对制造系统、制造模式选择、决策的能力
(二)教学实施过程
第一步:理论教学、零件设计、工艺设计。相对而言,数控机床操作的危险性比普通机床要高,因此在“数控加工编程与实训”课程中理论教学是不能忽略的,学生必须掌握扎实的理论基础才能进行实践操作。在理论教学过程中,教师作为讲授编程理论的主体,学生以自己的灵感为载体,自行设计零件,绘制图纸,为之后的实训做好前期准备。教师在此教学过程中循序渐进不断提出新的工作要求,学生每人必须自行设计车削零件、铣削零件各一件,所设计的零件必须包含圆弧、内外螺纹、槽、孔等具有典型加工工艺的结构。教师对学生所设计的图纸进行指导并帮助学生进行修改分析,注意强调零件的结构工艺性。结合实训室设备的加工精度,再适当调整工艺尺寸公差和形位公差,控制加工的难易程度。完成设计工作之后,进行工艺规程编写任务,制定并填写“机械加工工艺过程卡片”和“机械加工工序卡片”,培养学生合理利用现有的生产条件,制定出合理并且经济有效的加工方法进行生产加工的实践能力。整个步骤,实质既是一次学习新知识的过程,又是一次综合应用基础课程的过程。对学生而言,既熟悉又陌生,激发了学生学习好奇心;对教师而言,活跃了课堂气氛,使教学变得新颖、灵活。
第二步:综合编程、仿真实训。在前期工作基础上,进行相应零件的数控编程。在教学过程中,教师选择合适的仿真软件,演示更为直观,也提高了师生之间的互动性,可获得及时的反馈;每一位学生针对零件编写好程序后,可以利用数控仿真软件进行校验,及时发现加工过程中可能出现的问题,降低了直接上机操作的危险性,确保实训加工的顺利进行。每个学校的数控操作系统的数量、型号都是有限的,利用仿真软件的操作,能够使学生了解多种操作系统的操作特点,做到举一反三,还可以拓展学生的视野,增强就业信心,缩减学校和企业的时空差距。
第三步:数控机床实训加工。教师结合实训用机床的操作特点,重点讲授数控机床操作和仿真软件操作的区别以及安全操作事项,侧重于培养学生职业素养。数控程序必须经过仿真软件验证无误后方可输入数控机床进行运行。为了生产安全和降低耗材的使用,可以先使用尼龙材料等非金属材料进行试切削加工,加工成型后,再进行金属材料的切削。在整个步骤的实施过程中,始终按照企业的生产、管理等标准执行,模拟企业的分工制,按实际工作过程组织和实施教学,加强学生机械加工综合能力的培养,提高实践教学效果。
第四步:零件检测、分析总结、答辩评定。为了更好地体现学生主体特征,与之前教师直接检测零件、评定加工成绩所不同,学生将加工好的零件对照自己的设计图纸进行检测、计算超差,将测量结果进行汇总以便于后续分析。每一位学生将零件实物和测量结果与教师进行面对面互动交流,在交流的过程中,教师针对加工结果和设计图之间的差异与学生进行分析,帮助学生找出超差原因,鼓励学生思考。不再出现过去教师提问、学生答辩的紧张气氛,将答辩、分析总结、评定等融为一体。
三、深度改革效果
深度改革后的整个“数控加工编程与实训”教学过程注重培养学生的设计能力、思考能力、动手操作能力,每一个步骤都体现着“教、学、做”的一体化,并且突出了以学生为本的教学理念,完全区别于初次改革的“教师教、学生纯粹模仿制作”的模式。同时,充分地挖掘了每一位学生的潜力,增强学生学习的主动性,实现对学生个性培养,因材施教,将学生所掌握的理论知识用实物作品的形式表现出来,激发学生的学习兴趣,符合机械类高职教育的人才培养目标,很好地帮助学生在就业后实现学校与企业的“零距离”对接。对教师则是提出了更高的要求,在整个教学过程中教师需要收集更多的资料,进行周全的考虑,做好充分的准备,尽可能地接近企业生产的模式来进行教学,力求获得更好的教学效果。实训设备管理者在实训的前期准备阶段、实训进行阶段以及后期收尾阶段,都应该做好全面的统筹安排,做好设备的日常保养,准备好各类耗材,确保实训的顺利进行,同时保证为下批次的实训奠定好的基础。
综上所述,“数控加工编程与实训”课程教学改革需要紧密地结合学生的发展特点、教师的全面细致剖析、设备的综合利用等各方面进行全方位的考虑,还应阶段性地分析总结以往改革的利弊。只有多方面多层次的共同努力,才能不断推进课程教学改革,为数控加工人才的培养作出贡献。
【参考文献】
[1]戴士弘.职业教育课程教学改革[M].北京:清华大学出版社,2007
[2]易志斌.任务驱动式教学法在数控实训教学中的应用[J].产业与科技论坛,2011(10)
《机械制造基础》是一门研究常用工程材料、毛坯成型和机械加工工艺与装备、产品质量检测技术等内容的综合性技术基础课程。该课程与专业多门相关学科(机械设计基础、机械制造技术等)知识结构交叉,联系密切。
《机械制造基础》课程是高等工程教育中的一门主干技术基础课,是对学生进行现代制造方法和工艺技术教育的一个重要环节,是对工科学生进行的第一次工程实践训练,也是大学阶段唯一的一次较系统的工程训练。因此,《机械制造基础》课程对提高大学生的全面素质、培养复合型、实用型的工程技术人材具有其它课程不能替代的重要作用,而积极探索和建立新课程教学体系的意义显得更为重要。
1. 目前《机械制造基础》课程教学中存在的问题分析
1.1实习、实训与理论教学的整合。另外,长期以来,学生的课程实习、实验一直存在着诸如实习(实验)设备单一落后、内容僵化陈旧、学生难以真正融入实践的问题,严重限制了该课程的进一步发展和完善。
教学效果评价体系的建立。传统的教学评价体系机械的依赖于固定的百分
比——平时成绩、期中考试成绩、期末考试成绩各按一定比例计入总评。但这样的教学效果评价体系过于片面,对学生在整个课程学习期间的表现不能客观、灵活、全面的给出科学的评价。建立全面、有效的课程教学效果评价体系势在必行。
特色教材的开发与编制。目前教学中所采用的教材,往往格式化、套路化,
不能适应当今对专业型、技术型、特色型人才的培养需要,立足本地产业特色进行产业特色教材的开发与编制,将为特色、优势人才的培养打下基础。
2. 课程建设方案设计
针对高职高专工科《机械制造基础》课程应以培养学生的综合素质为出发点,以提高学生的实际动手操作能力、培养实用型技术人才为目标的课程建设需求,结合我院实际情况,提出了本课程开发与实践的一系列新思路,并应用于教学过程,取得了良好的效果。
2.1 建立系统性实践教学及评价体系,强化实践与理论的联系及融合
根据高素质高技能型人才成长的规律,以工作过程为导向,进行《机械制造基础》课程整合,尤其注重课堂理论知识与课外实践的整合,按照工作过程,将实习、实训化整为零,溶入整个教学过程。构建以项目任务为驱动的模块化、层次化、综合化的课程模式,优化《机械制造基础》课程结构。结合我院及周边机械产业实际情况,建立课程实践教学体系:金工实习,项目实验,校外实习实训。
经过组织课程组教师与实验实训指导人员共同研究、探讨,调整金工实习在教学计划中的安排,将其定位为《机械制造基础》课程的先期实践课程。金工实习共四周,分两个阶段进行。第一阶段安排在第一学年第二学期进行,在教学进程中,处于《机械制造基础》理论教学开始之前,为学生对后续知识的理解和掌握提供前期感性认识,让学生初步建立“机械制造”的基本概念;第二阶段安排在第二学年第一学期进行,与《机械制造基础》教学过程并行,让学生在理论教学过程中参与实践,为增强学生的理解和掌握提供实践保障。
重新定位金工实习课程的教育目标,以“学习工程知识,增加实践能力,提高综合素质,培养创新能力”为方针。由金工实习基地担负金工实践环节的提高性实验与新技术、新工艺的实验,由实验指导人员针对学生在实习现场的具体表现完成对学生现场实习任务布置、实习过程指导、实习表现的总结和实习效果评价等工作。
依托本院周边支柱产业, 采用厂家实际产品为金工实习任务对象,引导学生进入“真实职业情景”,增强实训实效性的同时,变消耗性实训为效益性实训,真正实现工学结合。
同时,针对《机械制造基础》课程各实验项目在各阶段教学中的作用,合理安排各实验项目开展时间。做到理论课内容与相应实验项目的紧密对应和结合;实验过程中,充分发挥学生的主观能动性,从“看实验、记结果”,转变“做实验、重分析”,为引导学生参与到实验项目设计、实验程序准备、实验过程进行、实验结果分析和实验效果评价的全过程,让学生充分从实践中获取知识,从而“知其然,知其所以然”。
充分与周边支柱产业企业实现对接,扩充和建设校外实训基地。发挥“订单式培养”的优势,定期让学生走进对接企业生产一线,由企业导师在实际工作情境中进行现场指导和教学,并对其在指定情境任务中的具体表现给予评价。
2.2 课程质量标准、教学大纲,考核评价方式的开发与改革
针对当前对高职高专《机械制造基础》课程教学的实际需要,重视实践环节在教学过程中的纽带作用,把学生在实践环节的表现及其评价纳入教学效果评价体系并明确及份额。通过“阶段项目考核期中考核阶段项目考核期终考核”的方式,开展理论教学效果评价;通过“实验项目单项评价+实验课程综合评价”的方式开展实验教学效果评价;将上述评价结果与学生平时考勤、作业评价结果、企业导师情境任务效果评价相结合,通过量化综合评价过程,完成教学质量的基本考核。
2.3 产业特色教材体系开发与建设
组织课程组成员、周边支柱产业企业专家,结合当前对高职高专《机械制造基础》课程教学的实际需要,拟定教材结构框架,并结合本地企业实训基地产品特点,配合“订单式培养模式”的要求,完成教材内容的更新和整合,完成产业特色教材的优化和完善,从而充分发挥本地资源在实训教学中的作用,将“情境、任务教学”落到实处。这样,既加强了学生的工程实践能力,拓宽了知识视野,又加强了学生对高新技术的认识以及创新意识。总之,加强教材的实用型,减少繁复的理论,增加规律性知识的总结和提炼,使教材成为“实用型的技术手册”。
3. 结束语:一门课程的开发与建设,不仅仅是对教学内容的调整和知识的生硬重组,而是对教育理念的重建和更新、对人才培养模式的改革和创新、对人才本身能力和素质结构的重塑和完善。这些不是表面功夫所能做到的,也不是仅仅一门课程的改革能够实现的。只有学校、院系、企业多方位、多层次的协调和合作,从整个课程体系着手。这是一项艰巨、复杂的系统工程,需要在教学中多方引入新的理念、新的技术、新的方法才能实现,但改革的成果必能让学生真正的掌握该课程的知识,具备共相应的工程实际按能力。
参考文献
【1】吕英波. 关于《机械制造基础》课程改革的研究[J].机电技术,2006,(1).
中图分类号:G4文献标识码:A文章编号:16723198(2014)07014102
机械设计制造专业主要是培养具有机械设计制造基础知识和应用能力,能从事机械产品的设计、工艺设计、数控加工、数控设备的操作、产品质量检测等等行业的高等技术应用性人才。综合实训是机械制造专业的主干专业课程,是一门实践性很强的专业课,是围绕专业培养目标,为学生今后能在上述岗位上工作提供必要的知识与技能支撑。如何针对该专业的特点培养高素质人才,必须要对该门课程构建一个良好的课程体系。课程体系是一个具有特定功能、特定结构的组合系统,通常具有目标、内容和过程三个要素。因此,机制专业的综合实训课程体系也可由目标要素、内容要素(结构要素)和过程要素三大部分构成。
1机制专业综合实训课程体系的目标要素
综合实训是学生毕业实习、毕业设计前的一门综合型设计与实践训练课程,安排在大学教学的最后一学年,能培养学生综合运用已学知识的能力。通过综合实训的开展让学生获得实践知识、丰富并活跃学生的思想,强化对理论知识的理解与掌握,从而在实践中对理论知识进行拓展和创新。同时综合实训的训练项目也要不断的推陈出新,要以项目为目标,充分调动学生的积极性,教学方法也由“以教师为中心”转变为“以学生为中心”,教师只是起到引导的作用,有效地培养了学生的工程意识和创新意识,使学生在完成这些项目的过程中,把所学的专业知识和实际操作结合起来,并能够在今后的工作岗位上解决实际生产的能力。
2机制专业综合实训课程体系的结构要素
综合实训课程体系在其结构形成过程中,应确立起以素质教育为目标、以社会需求为导向,以岗位技能要求为核心的课程结构形式。针对于机械制造专业的特点,我们在构建综合实训课程体系结构形式的时候要注意以下几点:其一,教学重点应该转移到强化应用上,同时实训课程在教学计划中应占据较大的比例,让学生有充分的时间去掌握专业技能,以及将理论与实践更好的结合;其二,综合实训的内容必须具有系统性和连贯性,能够将大学四年所学的理论知识串起来。在大学本科四年的教学计划中,各类专业课中的实践课都是根据相关课程分布在各个学期中进行的,相应的实验内容比较单一,相互之间的关联度也不够,不够系统,学生只能做一些验证性的试验。这不利于提高学生的综合动手能力,故在设置实训内容的时候必须将各个单一工种用产品串接起来,这样的话学生得到地就不再是孤立的概念,而是具有完整过程的工程概念,在综合设计与综合实训的过程中,学生通过完成本报告可对机械制造的整个生产过程和制造技术实习进行一次全面总结。结合以上所提到的问题,针对本专业的理论课程体系,故建议构建如下的结构形式:以小班为单位,自主选择实训产品,项目要求难度适当、与机械相关。在产品确定之后,再将学生以实训产品的主要零件分成若干小组,保证每个小组中的每个学生至少负责一件以上的零件设计制造,每个小组分别完成自己的实训任务,最后以班级为单位进行产品的验收。以产品研制的四个过程(产品设计、工艺设计、加工试制、分析总结),将综合实训也分为相应四个阶段。下表为主要实训阶段及教学要求。
表1实训的四个阶段
序号1实训
阶段1主要内容1基本要求1涉及课程11产品
设计1针对某选定的实训项目设计出完整的产品工程图和相关技术参数11、选择一个原理结构最优,又符合实际加工能力的方案作为选定的产品
2、严格按照工程实际要求完成装配图1机械制图、机械设计、机械原理、机械CAD/CAM21工艺
设计1设计相应零件的工程图,工艺规程设计,编制出零件制造的工艺文件11、分析产品装配图,了解所设计零件在产品中的位置和功用,对该零件提出技术要求,分析其主要技术关键和应相应采取的工艺措施
2、工艺审查,拟定工艺路线,确定各工序所用机床设备和工艺装备
3、编制工艺文件1金属材料及热处理、机械制造技术基础31加工
试制1操作机床验证本人所编工艺工序、按分工、逐步加工实训零件11、熟悉工艺文件中选定的机床设备的操作、听从指挥、严格按照要求,安全操作机床
2、按照本人所编工艺文件,逐步加工实训零件
3、对于数控机床应进行数值计算,逐断编写零件加工程序单,并输入CNC装置的存储器中,再进行加工1金属切削机床、数控机床、数控加工编程41组装调
试及分
析1组装调试实训产品、实训报告撰写11、对加工出的零件进行质量检测、如尺寸检测、形位误差、粗糙度的检测等等
2、以班级为单位将实训产品装配组装
3、整理实训报告:装配图、工序卡片、技术问题、处理结果及个人体会1产品质量检测、机械制造技术基础3机制专业综合实训课程体系的过程要素
课程体系过程要素是从动态角度来看课程体系的要素构成,具体包括课程体系实施和评价两个部分。关于综合实训课程体系的实施,学校可结合自己的实际情况,不具备实训条件的学校,要积极借助社会力量,采取校校联合、校企联合等多种形式,合理选择校内或校外实训场地,以确保实训环节的正常进行。同时,指导老师是保证综合实训质量的关键因素,所以要选择具有丰富实践经验的教师担任指导老师,同时学生和教师可以采取双向选择原则。建立科学、完整的实践教学评价体系,是重视实践教学,促进实践教学质量的快速提高,加强宏观管理的主要手段。以往在考核学生的实践环节时一般更注重结果,指导老师通过批改实习报告、到课率及现场操作来考核学生,但是综合实训课程相对于以往的实践环节来说,过程持续时间更长,指导老师不能随时盯着每个学生,这就让学生在实践过程中放松自己,平时不好好钻研,到最后要交成果的时候敷衍了事、实训报告也会存在少许抄袭现象。针对这种现象必须建立一套科学、严格的学生评价体系。与一般的实践环节一样,综合实训的成绩还是按优秀、良好、中、及格、不及格五级等次单独记入成绩档案,而等级的评定不再是仅仅通过实训报告、现场操作来进行,还要增加答辩环节,具体操作是通过学生陈述自己的设计过程及现场老师提问来给出相应的成绩,如果说答辩成绩不合格,那么整个实训成绩也不合格,也就是说该环节具有一票否决制,增设这一环节并加大成绩比例主要是为了督促学生在实训过程中严格要求自己,对自己设计的产品完全理解掌握。整个评价过程可以由校内实验室和校外实践基地联合考核,这样不仅可以考核学生的素质和能力水平,而且可考核学生的工作实绩。在整个实训过程中,虽然教师只是起引导作用,但是如何让学生真正的学有所获,教师的作用也是非常重要的,因此必须要建立完备的教师评价体系。首先要根据培养目标的要求,制定出实训各环节中教师应明确遵循的质量标准及要求,再由实践教学督导员进行全程监督检查,除了要检查实践教学的完成情况外,还要重点检查教学质量,再结合学生评教结果,以及同本人见面,最终为指导老师进行打分评价。该评价结果将被纳入年度考核之中。
4结束语
本文根据机械制造专业的培养方案,针对本专业学生的特点,构建了机制专业综合实训的课程体系,旨在更好的解决该专业教学所面临的问题,确保通过综合实训、学生能够真正的对所学知识进行总结,成为具有创新精神和实践能力的高级专门人才。
参考文献
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机械制造课程是高等工程教育中的一门主干技术基础课,是对学生进行现代制造方法和工艺技术教育的一个重要环节,是对工科学生进行的第一次工程实践训练,也是大学阶段唯一的一次较系统的工程训练。因此,机械制造课程对提高大学生的全面素质、培养复合型、实用型的工程技术人材具有其它课程不能替代的重要作用,而积极探索和建立新课程教学体系的意义显得更为重要。
1.目前机械制造课程教学中存在的问题分析
1.1实习、实训与理论教学的整合。
另外,长期以来,学生的课程实习、实验一直存在着诸如实习(实验)设备单一落后、内容僵化陈旧、学生难以真正融入实践的问题,严重限制了该课程的进一步发展和完善。
教学效果评价体系的建立。传统的教学评价体系机械的依赖于固定的百分 比―平时成绩、期中考试成绩、期末考试成绩各按一定比例计入总评。但这样的教学效果评价体系过于片面,对学生在整个课程学习期间的表现不能客观、灵活、全面的给出科学的评价。
特色教材的开发与编制。目前教学中所采用的教材,往往格式化、套路化,不能适应当今对专业型、技术型、特色型人才的培养需要,立足本地产业特色进行产业特色教材的开发与编制,将为特色、优势人才的培养打下基础。
2.课程建设方案设计
2.1 建立系统性实践教学及评价体系,强化实践与理论的联系及融合
根据高素质高技能型人才成长的规律,以工作过程为导向,进行机械制造课程整合,尤其注重课堂理论知识与课外实践的整合,按照工作过程,将实习、实训化整为零,溶入整个教学过程。构建以项目任务为驱动的模块化、层次化、综合化的课程模式,优化机械制造课程结构。结合我校及周边机械产业实际情况,建立课程实践教学体系:金工实习,项目实验,校外实习实训。
经过组织课程组教师与实验实训指导人员共同研究、探讨,调整金工实习在教学计划中的安排,将其定位为机械制造课程的先期实践课程。金工实习共四周,分两个阶段进行。第一阶段安排在第一学年第二学期进行,在教学进程中,处于机械制造理论教学开始之前,为学生对后续知识的理解和掌握提供前期感性认识,让学生初步建立"机械制造"的基本概念;第二阶段安排在第二学年第一学期进行,与机械制造教学过程并行,让学生在理论教学过程中参与实践,为增强学生的理解和掌握提供实践保障。
重新定位金工实习课程的教育目标,以"学习工程知识,增加实践能力,提高综合素质,培养创新能力"为方针。由金工实习基地担负金工实践环节的提高性实验与新技术、新工艺的实验,由实验指导人员针对学生在实习现场的具体表现完成对学生现场实习任务布置、实习过程指导、实习表现的总结和实习效果评价等工作。
依托本院周边支柱产业,采用厂家实际产品为金工实习任务对象,引导学生进入"真实职业情景",增强实训实效性的同时,变消耗性实训为效益性实训,真正实现工学结合。
同时,针对机械制造课程各实验项目在各阶段教学中的作用,合理安排各实验项目开展时间。做到理论课内容与相应实验项目的紧密对应和结合;实验过程中,充分发挥学生的主观能动性,从"看实验、记结果",转变"做实验、重分析",为引导学生参与到实验项目设计、实验程序准备、实验过程进行、实验结果分析和实验效果评价的全过程,让学生充分从实践中获取知识,从而“知其然,知其所以然”。
充分与周边支柱产业企业实现对接,扩充和建设校外实训基地。发挥"订单式培养"的优势,定期让学生走进对接企业生产一线,由企业导师在实际工作情境中进行现场指导和教学,并对其在指定情境任务中的具体表现给予评价。
2.2 课程质量标准、教学大纲,考核评价方式的开发与改革
针对当前对职业学校机械制造课程教学的实际需要,重视实践环节在教学过程中的纽带作用,把学生在实践环节的表现及其评价纳入教学效果评价体系并明确及份额。通过“阶段项目考核期中考核阶段项目考核期终考核”的方式,开展理论教学效果评价;通过“实验项目单项评价+实验课程综合评价”的方式开展实验教学效果评价;将上述评价结果与学生平时考勤、作业评价结果、企业导师情境任务效果评价相结合,通过量化综合评价过程,完成教学质量的基本考核。
2.3 产业特色教材体系开发与建设
组织课程组成员、周边支柱产业企业专家,结合当前对职业学校机械制造课程教学的实际需要,拟定教材结构框架,并结合本地企业实训基地产品特点,配合"订单式培养模式"的要求,完成教材内容的更新和整合,完成产业特色教材的优化和完善,从而充分发挥本地资源在实训教学中的作用,将"情境、任务教学"落到实处。这样,既加强了学生的工程实践能力,拓宽了知识视野,又加强了学生对高新技术的认识以及创新意识。总之,加强教材的实用型,减少繁复的理论,增加规律性知识的总结和提炼,使教材成为"实用型的技术手册"。
3.结束语
一门课程的开发与建设,不仅仅是对教学内容的调整和知识的生硬重组,而是对教育理念的重建和更新、对人才培养模式的改革和创新、对人才本身能力和素质结构的重塑和完善。这是一项艰巨、复杂的系统工程,需要在教学中多方引入新的理念、新的技术、新的方法才能实现。
一直以来,在中职学校《机械制图》与《AutoCAD》都是两门分开的课程,或者是两门课简单的进行整合,但是任然没有打破学科的体系。学生学习兴趣不高,学习缺乏主动性,久而久之就产生厌学的情绪。那么如何解决教师难教、学生厌学的问题呢?在此,我们在将《机械制图与AutoCAD》进行整合的基础上,采用项目教学的模式,以学生为中心,任务为驱动,这样可以大大提高学生的学习兴趣。
1.打破学科体系,整合教学内容
传统的《机械制图》是以投影理论为基础,掌握识读和绘制机械图样的基础知识、基本方法和技能。《AutoCAD》是利用绘图软件进行计算机绘图,不仅大大减少了手工绘图的工作量,而且也提高了绘图的准确度。目前很多职业学校都对这门课进行了改革,但是仅仅停留在学科体系上,仍然按照三视图、组合体、标准件和常用件、零件图、装配图的逻辑结构进行教学,课改力度仍然不够深入。为此,我们将两门课整合为《机械制图与AutoCAD》后,采用项目任务的模式,对教学内容进行整合,以工作任务为导向,学生为学习主体。
1.1以工作任务为载体, 以岗位能力为要求确定项目内容
以项目为主体,以产品为载体,按照职业岗位要求,以任务驱动设计教学项目,并邀请行业企业专家对实训项目进行审核、分析,以此来确定我们的实训内容。课程内容以具体化的工作项目或任务为载体,每个项目任务的实际操作,都包含计算机辅助设计人员所需的综合技能。这些项目都来源于工厂企业实际生产的产品,根据实训条件及教学要求进行了整合修改,以达到系统掌握知识、培养技能的目的。
1.2遴选实训项目,重构教学内容
在《机械制图与AutoCAD》这门课整合之后,我们遴选的实训项目要求是不仅项目典型,具有一定的代表性,而且对学生来说具有很大的可操作性。对此,经过认真反复的研究,以绘制直齿圆柱齿轮减速器工程图为教学载体,并根据零件的分类特点,由简单到复杂,包含了标准件、轴类零件、盘盖类零件、箱体类零件等设置十三个实训项目。每一个实训项目包含了机械制图的基本知识、尺寸标注、CAD的图形编辑、块与属性、文字、标注和简单三维造型功能等。教学内容既对接职业岗位能力,又紧密结合CAD绘图员中级考证的职业标准。通过绘制直齿圆柱齿轮减速器零件图,达到最终实现直齿圆柱齿轮减速器的装配图的目的。对于能力较强的学生,还可以通过拓展训练,对每一个实训项目的零件进行三维建模,最终达到将每一个零件装配起来的目的。
《机械制图与AutoCAD》项目课程工作任务及教学要求
项目一:绘制定位销零件图
工作任务:
(1)用AutoCAD软件绘制A4图幅。
(2)绘制定位销三视图。
(3)标注定位销的尺寸。
(4)标注定位销的表面粗糙度及形位公差。
(5)填写标题栏及技术要求。
(6)绘制定位销的三维实体模型
教学要求:
(1)掌握机械制图国家标准的一般规定。
(2)掌握定位销三视图的表达方法。
(3)了解销的种类及用途。
(4)掌握粗糙度及形位公差的含义。
(5)了解一张完整零件图的基本内容。
(6)掌握AutoCAD软件的图层、线型的定制。
(7)掌握用AutoCAD软件关于图形绘制、图形编辑、尺寸标注、形位公差标注、块的创建的方法。
(8)掌握用AutoCAD软件关于三维建模的基本命令及实体的编辑的方法。
……
项目十三:绘制减速器装配图
工作任务:
(1)用AutoCAD软件绘制A1图幅。
(2)绘制绘制减速器装配图。
(3)标注减速器的尺寸。
(4)对减速器的零部件进行编号。
(5)绘制标题栏和明细栏。
(6)填写标题栏、明细栏及技术要求。
(7)绘制箱体的三维实体模型
教学要求:
(1)了解机械制图国家标准关于装配图画法的一般规定。
(2)掌握减速器装配图的画法。
(3)掌握零件的编号方法。
(4)掌握装配图标注尺寸的方法及原则。
(5)了解一张完整装配图的基本内容。
(6)掌握用AutoCAD软件关于装配图绘制、图形编辑、尺寸标注的方法。
(7)掌握装配图中相邻零件关于剖面线方向的绘制。
(8)了解明细栏的内容。
(9)掌握用AutoCAD软件关于绘制减速器三维建模的装配图的画法。
2.项目教学的组织与实施
《机械制图与AutoCAD》这门课程按照项目教学过程分为:明确任务、制订计划、任务实施、成果展示、评价等五个基本环节展开。为了培养学生读图绘图、空间想象能力、机械绘图员职业素养等综合能力,在项目教学中增加项目过程重现环节,要求学生在完成项目任务后,将任务主要步骤、关键点、知识与技能点等以语言或文字的方式进行总结,将任务知识内化。
2.1教学的组织与实施
教学的组织形式,是以学习小组为单位,在计算机实训室进行。学习小组的组建是合作学习得以顺利实施的基础和关键。在分组时,成员不能太多,一般3~5个同学一组,而且按照“同组异质,异组同质”的原则进行分组。这样,组内异质为学生与学生之间的互助合作奠定了基础,而组间同质则为全班小组之间展开公平竞争创造了条件。
2.2教学内容的安排
项目教学的内容以任务书的形式分发给每一位同学,按照13个实训项目,从简单到复杂,从二维工程图到三维建模,最后完成装配图,涵盖了视图表达、尺寸标注、CAD的绘图编辑、建模、装配等。教学的组织都是以学生为中心,以小组为单位,颠覆了传统的教学模式,让学生在自主探究式学习中得到提升。
2.3教学评价
教学评价采取过程性评价与终结性评价相结合。每一个项目完成后,对项目的完成情况进行全面评价。一般先组织学生自评,然后让小组成员进行互评,评价内容包括学习态度、作业完成情况、项目实施过程中的参与情况等方面进行。教师作为项目教学的组织者、实施者,记录每个组员的表现,并根据每个学生的不同情况给予相应的引导。在此环节中注重对学生职业素质能力考评。关注学生在项目实施过程中爱岗敬业、团队协作、吃苦耐劳、沟通与交流能力、计划组织等方面的素质。
3.教学效果
《机械制图与AutoCAD》这门课按照项目教学实施,将机械制图知识与CAD技能交叉整合,学生可以将抽象的平面图形转换为直观的立体图,降低了学习难度,学生不仅在学习中极大的提高了学习兴趣,而且培养了学生的综合职业素养和团队合作精神,对专业学习也有了一个全新的认识。
【参考文献】
作为一种新型的教育形态,网络教育不仅改变了传统教育的手段和形式,而且更新了教育观念、教学技术和教学渠道。网络教育不再受到时空、地域的限制,给教师的教学活动注入了新的生机和活力,可以让学生根据自己的需要,随时随地的进行学习。因此,在网络信息时代,充分发挥信息化技术的强大优势,为师生的教学活动创造一个更加有利的教学条件,让师生在网络环境中进行互动和交流,已经成为提高教学质量的关键因素。
一、信息化技术对机械专业教学的积极作用
在以前机械专业教学中,教师主要讲述机械理论和一些实践知识,这些枯燥、抽象的教学内容,很难引发学生的学习兴趣,而将信息化技术运用到机械专业教学中,充分刺激学生的感官,可以增强学生的学习意识。而且传统的依靠本书和课本的授课模式,难以有效整合教学内容,无法实现数与形之间的结合,不能让学生充分了解到机械图形的具体布局,而借助于多媒体教学课件,简化、具体化、形象化教学内容,可以取得高效的教学效果。比如,在讲解发动机的类别时,学生很难清楚地了解到二行程内燃机和四行程内燃机的区别,单纯地依靠教师的讲解,并不能实现教学目标,利用信息化技术展示相关的图片和视频,则可以让学生直观地了解到两者之间的异同。另外,机械专业的知识点比较零散,如果不及时总结和巩固,学生很容易忘记理论知识,而利用信息化技术整合知识点,理清学生的学习思路,加深学生对课堂教学内容的理解和印象,可以取得良好的教学效果。
二、在机械专业教学中由于信息化技术的具体方式
2.1在理论教学中应用信息化技术
基础课程主要是传授专业基础知识和基本技能,但是,在实际的教学中,专业知识比较抽象、复杂,单纯依靠传统的教学方法,很难让学生完全理解和掌握,所以,合理引入信息化技术是非常必要的。教师可以在深入研究教材的基础上,利用Flash、3Dmax等工具,制作教学课件,把专业知识点转化为动画或者积件,然后利用多媒体投影设备或者网络实时操作,形象化的展示知识点,发散学生的思维,以达到教学目标。例如,在讲解“曲柄摇杆机构”时,传统的教学方法是让学生提前制作一个简单的铰链四杆机构模型,然后在课堂上进行讲解,这种方法虽然能够直观地展示出铰链四杆机构的运动过程,但是难以清楚地体现曲柄摇杆机构的急回运动和极位夹角,给学生造成一定的困扰,所以,利用信息化技术,让学生反复观察和探究曲柄摇杆机构的运动过程,生动、形象地展示曲柄摇杆机构中的极位夹角、急回运动和死点位置等,能够便于学生理解和掌握。
2.2在实验课程中引入信息化技术
实验课程是机械专业的必要内容,是培养学生分析问题、解决问题能力和实践技能的主要渠道,但是,由于资金不足,一些学校的教学设备不齐全,再加上没有定期检查和维修仪器设备,很多学校不能有效组织实训活动。另外,机械专业的实验课程比较脏、累,很多学生不愿意动手操作,导致教学的质量较差。所以,在教学过程中,教师可以引入信息化技术,设置合适的教学场景,让学生在虚拟的实验室里,进行实际操作,以有效解决设备不足、学生积极性不高的问题。例如,教师可以借助信息化技术让学生进行机器零件的装配和拆散作业,以培养学生的实践能力。
2.3在实训教学中使用信息化技术
实训课程主要是培养学生的专业技能,促使学生在亲自操作的过程中,掌握机械的正确操作方法,具有较强的实践能力,从而更好地适工作岗位的需求。实训课程需要一定的实训场地和机械设备,比如《金工实训》、《车工工艺学》和《数控操作实训》等实训课程,所以,学校需要购买大量的教学设备,机床的维护和维修也需要大量的资金,而且,学生是初学者,在实训过程中,可能会因为操作失误损坏教学设备,从而增加学校的投资成本,因此,在实训教学中,利用信息化技术进行仿真教学,满足实训教学的需求,节省教学设备的投资,是非常可取的。另外,让学生在仿真环境中,反复进行操作演练,可以很快地提高初学者的操作技能,减少教学设备损坏情况的出现。
总结
总而言之,信息化技术具有传统的教学手段无法比拟的优势,能够充分调动学生的学习热情,有效提高教学效果,所以,在日常教学活动中,教师需要根据机械专业的实际教学情况,适当运用信息化技术,努力为学生构建一个相对真实的教学环境,帮助学生学习和理解抽象的专业知识,促使学生能够具有较强的实际操作能力,从而提高学生的专业水平。
【参考文献】
[1]詹祥飞.信息技术在中职机械专业教学中的应用[J].中国管理信息化,2016,02:230
[2]黄金荣.信息技术在机械教学中的实际应用[J].南方农机,2017,02:185
2、学生不做笔记,前面学后面忘的现状必须得到改变
学生在大一学了的车床或者铣床的基本操作,到了大二基本上忘完了。针对学生刚学了机械制图和机械加工工艺之后来参加实训,对于书本上没有见过的装夹方法,新的加工方法,甚至对于自己在操作过程中出现的错误等等,都应该总结下来,这对于今后的学习,进一步的技能提升有很大的帮助。所以,现在的学生必须灌输“多总结,多思考,勤做笔记”的习惯
3、学好机械加工,理论教学和实践教学两个环节必须共同来加强学生机械加工工艺理念的培养
理论课上老师肯定讲了基准统一,基准先行、粗精分开这些工艺原则。但是由于没有与实际生产相结合,所以理解起来比较空洞,最重要的是,如果在实践教学环节中没有有意识的与课堂上讲的这些工艺原则相结合做强调,所以最终的结果是,学生就没有真正意义上理解这些工艺原则。所以理论课上面必须要对这些工艺原则进行讲解,让后实践环节的老师必须要有意识的针对这些工艺原则,对学生做强调讲解。例如:我们铣削六面体的时候,首先铣出一个大的平面,这就是基准先行,然后铣削其它的面均以面为基准,这就是基准统一。然后我们控制任何尺寸,均采用先粗铣余量,然后在根据余量精铣保证尺寸,这就是粗精分。所以,我们的实训老师需要借助现有的资源和条件,有意识的加强这些工艺观念的培养,让学生实训后有很大收获。
4、老师必须注意同类知识的穿插和引导,学生必须学会“对比学习”
同类知识的对比学习非常的重要,然而现在绝大多数还没有这个观念。例如:学习数控编程的时候,数控车床G90与数控铣床的G90指令意思不一样,学生必须通过对比分析,才能保证今后的使用不出错。那么,我们在带学生实习的时候必须引导学生在学习车床的时候要对比铣床,学习铣床同样要对比车床,找出他们的区别和相同点。这样充分调动学生对知识和技能掌握的积极性,对加深学生记忆,扩展学生知识面起到很大作用,甚至可以说是学生能迅速入门的基本法宝。