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由于《数控机床》有大量的机械结构图,学生在学习过程中感到非常的枯燥且难理解,为了改变这一现状,在平时的教学中,特别注意收集学生的意见,不断加强教学研究,总结教学经验,对现有教材进行了改革和整合。首先,结合实训车间实际情况对教材内容进行适当删减。比如:滚齿机、拉床等,只进行简单介绍,删繁就简,突出教材与实训车间相结合。其次,调整课时分配,增大实践课比例。在保证总课时不变的情况下,减少理论课时,针对理论知识增加相应实践环节。比如:数控机床自动换刀装置,进行刀架拆装,加深机械结构记忆,深化工作原理的理解,既解决了学生看不懂机械图的难题,又增强了学生的动手及沟通协作能力。针对主轴箱这种不便于拆装的部件,进行主轴的相关项目检测,为学生更好的进行数控加工及维修服务。最后,根据调整后的教学内容和课时分配情况制定教学计划,形成新的结合本校学生自身特点的课程体系。
多样教学方法,设置教学环节
引导式教学是这几年倡导的教学思路,提倡学生主体作用和老师主导作用的有机结合,引导学生多想、多说、多做从而激发学生的学习兴趣,培养学生学习专业知识和职业技能,全面培养学生综合素质,贯穿课程设计始终。如进给系统的要求,设置相应的关键词“摩擦阻力”、“谐振频率”等,由生活中客观存在的现象如滑冰、车过桥等,引导学生思考数控机床的进给系统。不仅对学生进行了逻辑思维的训练,也激发了学生的学习兴趣,活跃了课堂气氛,效果良好。针对概念性内容,为了巩固知识点,设置一些相关问题,让学生进行回答,有利于集中学生注意力,实时检测所学内容。同时,对于一些有深度的问题,通常采取分解法,分割成一个个相关小问题,提出思路,进行分析,最终由学生自己思考解决难题,这样既提升了学生的分析问题、解决问题的能力,又培养了学生的自信。在合适的教学环节,适当组织小组讨论法,能够增强老师与学生的互动,活跃课堂气氛,调动学生学习的积极性和主动性。主要是将学生分成几个组,设置相应的任务,提供相关信息,在老师的引导下,由全组集中执行任务,组长按照组员特点进行分工,查阅资料、板书等,最终选出代表汇报,展示成果,其余小组进行点评,再由老师总评,并归纳正确结论。但具体实施过程中,发现很多问题,比如:各个环节的掌控,知识点的覆盖,课堂纪律等。通常学生做任务积极性很高,忙于成果“润色”,而不能在规定的时间内完成,因此,要特别注意时间的掌控,否则直接影响到后续内容的展开。另外,小组讨论法极易造成个别学生“混着玩”的结果,真正涉及到知识点,就不动脑不动手,因此,老师要注意如何将知识贯穿于任务始终,并将传统的授课方法融入其中,比如在总评中,把各组的知识弱项进行归纳,阐述,并针对知识点设置相关问题,对表现不“佳”的学生引导其回答。当然当今的高职教育是要全面培养学生的综合素质,而非只是个懂知识会读书的“书虫”,小组讨论法能够激发学生的创作力、团队协作能力、表达能力等。
因此,在特定的、适当的课程环节,进行小组讨论益处还是很多的,总而言之,一切看教学目标能否完成。在实训车间实践过程中,要注意发挥小组长的组织、协调能力,动手、动笔分工协作,共同完成实训任务。不能把实践同理论分开,如:滚珠丝杠拆装,需要对照相应结构图,同时,针对丝杠支承、间隙调整、轴承等问题设置专题作业,分老师、学生角色扮演,进行问答。对于一些概念性的课程,也可在实训车间进行,比如:数控车床结构认知,需设置相应的任务,让学生自己通过实际观察,结合课本认知进给系统、主传动系统、刀架、导轨等,再比较各数控车床的差异,引出车床布局等知识。
Exploration and Practice in NC machine diagnosis and maintenance
Guan Wei
Dalian vocational technology college, Dalian, 116033, China
Abstract: By analyzing NC manufacturing and maintenance course approaches, the author explores some new teaching methods in order to maximize teaching effects in NC manufacturing and maintenance class.
Key words: NC machine tool; fault diagnosis; maintenance; teaching method
近年来,随着我国数控技术的普及和数控设备的大量应用,大多数高职院校在数控技术专业或机电专业都开设了数控机床故障诊断与维修课程,在本课程教学中主要面临的困难有如下两方面:(1)课程教学中涉及的知识较多,如机械结构、电气控制、液压与气动、数控编程与工艺等,而高职学生底子薄,课程教学安排时间又有限,学习会有一定的难度。(2)数控机床维修要求学生有较强的故障判断分析能力和实际动手能力,在传统的教学模式下很难培养出来。因此如何保证数控机床故障诊断与维修课程内容的实用性、实效性?如何引导学生掌握该课程学习方法,提高技能?在有限的时间和空间内如何提高课堂教学效率?如何进行理论与实际相结合?如何加强现场管理,提高学生的综合素质?笔者针对以上几个问题在教学中进行了一些有效的探索。
1 教学内容选取
作为教师,只有了解现场维修人员的工作,才能知道我们教学中的重点是什么。20世纪七八十年代的数控维修人员要对模拟电路、数字电路有较深刻的理解,他们通过电烙铁、万用表、示波器修理损坏的电路板。但今天的数控技术紧随IT技术发展,电路板已被专用的大规模集成电路所取代,数据传送也由“并行传送”为主改为“串行传送”为主,目前示波器、万用表仅作为一些并行信号或静态信号的检测工具,对于CNC本身和数字伺服部分维修帮助非常有限。可以这样认为,今后现场维修人员能够处理的硬件将越来越少,取而代之的是借助各类软件及相关技术资料(厂家和数控系统提供),及时准确判断故障类型,确定维修方法。为了达到上述要求,必须建立“理”“实”一体化教学体系,在教学内容设计上应注重数控机床结构和数控系统的多样性,课堂上注重培养学生的自主学习能力,使学生能够触类旁通,由于新技术、新工艺、新产品的不断应用,要有一定的学习能力,跟上现代数控机床的发展。为了体现这一思路,可以将数控机床故障诊断与维修课程的教学内容体系设计如下:
(1)注重3个层面训练:即学生阅读电气图纸的训练;查阅相关维修资料的训练;故障检测与排除的训练。(2)6个教学内容模块:即数控机床低压电器部分的故障分析;数控系统的硬件装接;数控机床机械拆装及故障;可编控制器的应用;数控机床机电联调;数控机床常见故障排除。
通过上述教学内容的安排,使学生掌握数控机床维修的基本技能和方法。
2 做好相关知识拓展的教学
笔者总结自己多年数控机床调试维修的经验,认为要想快速准确地判断故障,适应数控技术的发展,必须拓展相关知识,加强理论基础。如本课程所需的一些专业基础知识包含在计算机原理、电子技术、电气控制与PLC、数控原理、液压原理、数控机床结构等课程中。学生如果在学习数控机床维修之前,对上述相关专业知识缺乏了解或者遗忘,在上课时会感到很吃力,听不懂,更谈不上有自己对故障现象的分析理解,在实践中无从下手,逐渐丧失对课程的学习兴趣,缺乏专业知识,也不利于学生今后的职业发展。对于这种情况,教师在典型故障分析过程中,对所涉及的有关专业知识,要进行适当的补充和拓展,使学生能够理论联系实际,掌握所学内容,拓宽维修思路。如在讲解数控机床回参考点故障时,就必须增加数控原理中光电编码器的知识点,这样学生才能理解回参考点工作原理。而讲解电动刀架常见故障分析时,需补充霍尔开关的相关知识,学生才能理解刀架转不停的故障检测方法。有理论做基础,能收到事半功倍的效果,数控机床故障才能快速准确地定位,增加学生学习该课程的自信心和兴趣。在数控故障中,往往是同一现象,原因却很多,没有理论作基础,光靠经验是不行的,这也是目前部分企业在岗电工,至今仍无法承担数控维修的原因。
3 教学中合理安排实践教学
中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2014)09(a)-0143-01
机械加工是机械类专业的学生必须掌握的一门专业技能,而其中的《机床夹具设计》又是机加工中必须掌握的一门基础课程,不管是传统机床加工还是现代的数控加工,都涉及到机床夹具的应用。我在以前的教学中都是按照书本的知识对学生进行讲解,后来在一次带学生去车间实训的过程中,碰到数控车床三爪自定心卡盘的卡爪的安装问题,这个是课本上从来没有涉及到的知识,在车间工人师傅的帮助下圆满的解决了这个问题。这就让我觉得在今后的教学工作中,应该在讲解车床通用夹具的过程中,融入车床三爪自定心卡盘的卡爪拆卸的内容,这也正符合目前提倡的理实一体化教学的要求。
1 理实一体化教学简介
理实一体化教学法即理论实践一体化教学法。突破以往理论与实践相脱节的现象,教学环节相对集中。它强调充分发挥教师的主导作用,通过设定教学任务和教学目标,让师生双方边教、边学、边做,全程构建素质和技能培养框架,丰富课堂教学和实践教学环节,提高教学质量。在整个教学环节中,理论和实践交替进行,直观和抽象交错出现,没有固定的先实后理或先理后实,而理中有实,实中有理。突出学生动手能力和专业技能的培养,充分调动和激发学生学习兴趣的一种教学方法。
2 理实一体化教学方法
讲授法:在课堂上,将项目展开后,通过演示操作及相关内容的学习后,进行总结并引出一些概念,原理进行解释,分析和论证,根据教材,既突出重点,又系统地传授知识,使学生在较短的时间内获得构建的系统知识,讲授要求有系统性,重点突出,条理清楚。讲课的过程是说理的过程,提出问题,分析问题,解决问题,做到由浅入深,由易到难,即符合知识本身的系统,又符合学生的认识规律。这样学生就能一步步掌握专业知识。演示法:演示法是教师在理实一体化教学中,通过教师进行示范性实验,及示范性操作等手段使学生观察获得感性知识的一种好方法。它可以使学生获得具体、清晰、生动、形象的感性知识,加深对学习书本知识,抽象理论和实际事物及现象联系起来,帮助学生形成正确的概念,掌握正确的操作技能。课前教师要做好演示的准备工作,根据课题选择好设备,工具,量具。练习法:练习法是指学生上完理论课后,在教师的指导下进行操作练习,从而掌握一定的技能和技巧,把理论知识通过操作练习进行验证,系统地了解所学的知识,练习时一定要掌握正确的练习方法,强调操作安全,提高练习的效果,教师认真巡回指导,加强监督,发现错误动作立即纠正,保证练习的准确性。对每名学生的操作次数、质量作好一定的记录。以提高学生练习的自觉性,促进练习效果。对不操作的学生要求在旁边认真观摩,指出操作中的错误,教师及时提问,并作为平时的考核分。
3 理实一体化教学方法设计
3.1 教学课题准备
教师制定好学习任务,准备好相关的学习资料。然后给学生布置教学任务,给出完成项目的要求;学生分组,每组由若干学生组成。
3.2 教学课题项目执行
指导教师分配各小组工作任务,每小组选定一个小组长,由小组长负责,协助监督本组成员顺利圆满的完成老师布置的教学任务。
3.3 教学课题完成测评
课题评价包括小组评价和教师评价二部分。小组评价为本小组组长对小组成员的评价,肯定所取得的成绩,指出不足。教师评价是教师应注重完成课题任务的过程,而不是最终的结果,充分发挥学生主导作用,指出完成课题过程中存在的疑难问题。针对存在的问题进一步的加强指导,注重分析、归纳和启发。同时教师应多鼓励学生提出自己的意见,以培养学生的独立思考能力。
4 具体教学案例
教学内容:安装在车床主轴上的夹具应用和拆装:三爪自定心卡盘,加工时夹具随机床主轴一起旋转,切削刀具作进给运动。
阶段一:教师课堂讲授三爪自定心卡盘结构,作用(20分钟)(讲授法)。三爪自定心卡盘结构和作用原理课堂讲解,配以图片视频讲解。(如图1)
阶段二:教师课堂演示三爪自定心卡盘拆装方法(25分钟)(演示法)。从车间取出2个不同种类的车床用三爪自定心卡盘,老师在讲台上动手操作演示三爪自定心卡盘卡爪的拆装方法,同时选取3位学生在讲台旁观看这两种三爪自定心卡盘的拆装过程。这3名学生就是各小组的小组长。
阶段三:学生分组拆装三爪自定心卡盘练习(45分钟)(练习法)。根据我校实验设备,也就是单独的三爪自定心卡盘数量,把学生分为3个小组,每组平均14人,由我课堂演示的时候的3位在讲台观看操作的同学担任组长,分别负责这3组学生的实际操作,我作为教师从旁观察学生操作情况,并从旁指导,如学生有问题,也详尽解答。在一节课即将结束的时候,由各小组的小组长和教师分别评价,各占分权的40%和60%,每一次评价汇总在一起,就是该生的这次课的实训成绩。
5 理实一体化教学法实施建议
理实一体化教学法改变了传统以教师为主的教学方式,教学中教师无法预计学生会提出什么样问题。只有教师具备丰富的理论知识和实践经验,才能应对学生的问题,更好地组织教学。另外,选择课题时要根据学校实验设备情况,使得课题的实施贴近企业加工实际情况,对课题进行适当的教学改造,使其符合教学要求,也能贴近企业实际加工情况。
6 理实一体化教学效果
该教学方法的实施,得到学生的热忱欢迎,教学效果比传统的课堂教学效果有很大的改善。另一方面,教师将理论知识与实践操作相结合,让学生在学练中理解理论知识、掌握技能,打破教师和学生的界限,这种方式可大大激发学生学习的激情,增强学生的学习兴趣,学生边学边练边积极总结,能达到事半功倍的教学效果。
参考文献
[1] 张权民.机床夹具设计[M].科学出版社,2013.
【中图分类号】 G 【文献标识码】 A
【文章编号】0450-9889(2014)12C-0147-02
一、研究背景
当前随着科技的进步和经济的发展,我国的制造业正在进行升级换代,而数控机床作为先进装备制造业的关键设备,已经在企业中得到了广泛的应用。数控机床是以数控技术为核心典型的机电一体化设备,数控技术涉及多门学科,如机械制造技术、自动化控制技术、计算机技术、电子技术等。虽然数控加工大幅度提高了机械制造的精度和效率,但是由于数控机床体系结构复杂,发生故障后,对故障的检测和维修比较麻烦,如果不能及时排除故障,就会影响生产,造成较大的经济损失。这就对数控机床维修工的能力提出了较高要求。数控机床维修工主要从事数控机床的装配、调试和检修工作,一名合格的数控机床维修工不仅要有较高的数控技术的专业理论知识,还要具备分析、判断故障,快速准确地维修好机床的能力。当前,多数数控机床维修人员来自高职院校,然而高职数控机床维修课程教学存在重理论轻实践、理论教学和实践教学分离的现象,学生的职业素质离企业的要求还有一定的距离。这导致了工厂企业招不到合适的数控维修工、数控专业毕业的学生难以对口就业的矛盾。对此,需要对高职数控机床维修教学进行改革与创新,探索学校、学生和企业都能共同参与、共同获益的教学方法。CDIO项目教学法可以说是一种有益的尝试。
二、CDIO项目教学法概述
CDIO是一种工程教育模式,它代表先进的工程教育思想,是国际工程教育改革的最新成果,是工程教育理念的继承和发展。C代表构思、D代表设计、I代表实施、O代表运行。CDIO理念核心为“做中学”,它以真实的工程项目为载体,通过从项目构思到项目运行整个过程的训练,让学生在实际工程环境中学习专业知识和训练职业技能,接受优秀企业文化的熏陶,养成良好的职业素质。CDIO项目教学法充分体现了现代教育的特点,它注重培养学生的工程系统能力、职业素质、创新能力和人际团队能力。目前国内外多所大学引入CDIO项目教学法进行教学改革,都取得了良好的效果。
三、数控机床维修教学中CDIO项目教学法的应用程序
数控机床维修这门专业课程综合性强,需要学生具备扎实的理论基础和较强的动手能力,要开展好该课程的教学工作并不容易。在传统的课程教学模式下教师按知识点循序渐进地组织教学,内容缺乏弹性,学生的学习比较被动,缺乏独立分析和解决实际问题的能力。CDIO项目教学法是以项目为主线来组织课堂教学,将课程的培养目标融入项目教学过程中,通过规划、设计项目,将整个课程体系有机地结合起来。该教学法的引入将枯燥刻板的课堂教学变成了生动有趣的实验项目,可以充分调动学生的学习兴趣,改变学生的学习方式,提高课堂教学的质量。
在数控机床维修教学中应用CDIO项目教学法,主要是根据CDIO教育模式的原理和要求,结合学校的实际情况,对数控机床维修课程的教学模式进行改革。主要围绕理论和实践相融合展开,按照CDIO大纲对课程体系的具体要求,以“项目构思―项目设计―项目实施―项目运作”为主线构建课程项目,实现课程理论知识和实践技能一体化教学。课程开始之前,学生以4~5人为单位组成项目小组。在项目的构思阶段,指导老师给学生讲明项目的目的和任务,引导学生思考如何开展工作。在项目设计阶段,项目小组的全体成员通过学习讨论,设计出项目的实施方案。在项目实施阶段,项目小组合作进行实验,检验自己设计的实施方案。在项目运作阶段,考评小组根据任务要求及项目开展的情况,对项目小组每位学生进行评价和反馈。
四、数控机床维修教学中CDIO项目教学法的实施路径
(一)课程项目的构思
CDIO项目教学法在工程的背景下,以项目为载体实施课程,学生亲身体验项目实施的整个过程。课程项目要符合课程教学目标的要求,要与企业生产实际相结合,还要符合学生当前的实际水平。课程项目的开发最好由学校教师、企业技术人员及行业专家共同研讨,按照课程相关的技能要求,结合企业实际工作任务,精选出有代表性的工程案例,依托真实的生产环境实施项目制教学,充分实施“做中学”的教学方法。
项目的构思首先要考虑如何将工程案例融合到项目教学中。在项目的选题上,尽量采用企业做过的项目。来自产业一线的项目既贴合工业生产的实际情况,又能保证教学内容与企业生产同步。也可采用与企业联合开发具有市场价值的项目,在保证学生学习和训练的同时,也实现产学结合。还可以让学生参加开发一些简单的课程项目或者引导学生自选一些有意义的项目。
根据职业岗位的要求并结合学校的实训条件,笔者将数控机床维修课程的教学内容提炼为四个大项目,分别为:GSK980TA数控车床机械结构的拆装与维修、FANUC0i数控加工中心系统的连接与调试、西门子802s数控铣床电气系统故障的诊断与维修、数控机床PLC控制的应用与调试。根据课程项目的工作任务及包含的知识点,再把每个项目分解为若干个模块,各模块按照由易到难、由简单到复杂、由浅入深的顺序设置。数控机床电气系统故障很多,以西门子802s数控铣床电气系统故障的诊断与维修为例,将该项目归纳为开关故障诊断、主轴启动故障诊断、机床坐标轴不移动故障诊断、刀架换刀故障诊断、伺服电机故障诊断等模块。
(二)课程项目的设计
在CDIO项目教学法中学生是主角,指导老师要善于扮演好配角。围绕确定的项目模块,学生项目小组进行分析和讨论,提出项目模块的设计方案或解决问题的可行性办法。以“刀架换刀故障”诊断为例。首先,分析故障现象。“刀架换刀故障”可以分为“刀架换刀时不转”、“刀架换刀时不停旋转”、“刀架换刀时找不到刀架”等若干个故障现象。其次,分析故障产生的原因。指导老师通过提问的形式,启发学生分析是机械故障还是电气故障,引导学生思考机械故障、电气故障的检测办法,指导学生查阅机械零件图、电子零件图、机床使用手册等资料。最后,项目小组集体学习,运用课程的有关知识与技术,寻找处理故障的办法。通过“头脑风暴”、交流讨论,项目小组形成统一的意见,撰写和提交工作方案。在这个阶段,学生独立分析问题的能力、解决问题的能力、自主学习的能力得到了锻炼和提高。
另外,也要重视CDIO实训场所的设计与建设。传统的实训室功能简单,不能满足CDIO面向工程、理实一体化教学的要求。学校要通过校企合作,设计和建设开放式的教学工厂型实训基地,把专业知识学习、职业技能训练、生产加工、科技创新及社会服务结合起来。
(三)课程项目的具体实施
项目小组提交的工作方案是否能够正确地排除故障,还需要通过实验来进行验证。例如,对“刀架换刀时不停旋转”这个故障,在教师的指导下,项目小组根据工作任务进行分工,共同协作对机床进行机械部件拆装、电子元件检测、系统调试等。项目实施过程中,学生要绘制图纸、编写数控加工程序,记录和整理实验数据、撰写实验报告。通过反复实验,逐一排除不可行的方案,最终找到正确的工作方案。项目完成后,指导老师要给学生讲解故障的正确解决办法,让学生进一步理解故障的产生原因和检测方法,还要帮助学生分析项目失败的原因,指出项目实施过程中存在的问题和不足并指导学生加以改进。课程项目的实施过程体现了CDIO “做中学”的理念,学生边做边学,锻炼了实践动手能力、团队协作能力,加深了对理论知识的理解,培养了工程的思维模式。
课程项目完成后,接着是项目的展示。安排以小组为单位进行答辩,项目小组要进行项目实践演示,对项目工作方案的设计思路、故障原因、检测与诊断的关键要素、实验过程中遇到的疑难问题及实验失败的原因等进行汇报。答辩完后学生负责撰写项目报告,总结课程项目的学习成果,分享心得和体会。
(四)课程项目的运行与评价
课程项目在学校的环境中运行有一定难度,学校可以与企业合作创办校办工厂,面向市场承接数控机床的维修业务,实现学习、工作、生产的有机结合。课程项目在社会的环境中运行,接受市场的检验,可以直接获得客户的意见反馈,有利于项目的不断改进和提高。CDIO的评价方法重在学生的能力培养,以过程性考核为主,采用多元化的评价方法,全面考核学生的综合职业能力。考核的内容包括:学生的职业素质、个人能力、团队合作能力、工程项目的完成效果等。课程项目的每个阶段都有考核标准和考核成绩,通过开展个人自评、小组互评和教师评价共同完成学生阶段考核成绩的评定,各阶段考核成绩按比例构成学生的课程综合成绩。
五、结语
在实施CDIO项目教学法的过程中,教师起着重要的作用。然而,目前高职院校部分工科教师缺乏产业经验,CDIO能力不足。对此,各高职院校可考虑与企业建立人才共同培养的机制,邀请优秀的企业工程师到学校兼课和让专业教师到企业兼职锻炼。同时,课程项目教学实行双导师制,由企业工程师和学校教师共同担任课程的指导老师。此外,鼓励教师和企业合作开展课题研究、技改项目、产品设计开发,不断提升教师的工程实践能力。
总之,CDIO项目教学法主要是以学生为中心、以培养学生的职业综合技能为目标,通过项目来组织和实施课程,给学生以完整的工程项目体验。数控机床维修课程实施了CDIO项目教学法后,学生的学习潜力被激发出来,学生亲自动手拆装机床,做实验分析、检测故障,设计维修方案和完成机床维修的工作任务。一体化的教学模式让学生不再害怕数控机床维修抽象难懂的理论知识,每个故障的成功解决都会增强学生的自信心。通过CDIO项目训练,学生的专业知识、实践技能和职业素质提高很快,为他们今后的学习和就业打下了很好的基础。
【参考文献】
[1]查建中.论“做中学”战略下的CDIO模式[J].高等工程教育研究,2008(3)
[2]周美茹,沈春宝,纪春明.“教学做一体”的CDIO教学模式实践[J].职业,2011(26)
0 前言
近年来,我国机械制造工业获得了飞跃性发展,整个制造技术不断升级,机械制造与相关接近专业应不断改进人才培养模式、全面提升人才培养规格,以适应机械制造企业的人才需求。
先进制造技术在各制造领域不断推广和应用,急需大量掌握加工技术及工装设计的高素质技术技能型人才。为了紧密对接机械装备制造产业,学校必须根据机械制造企业对加工制造一线岗位的职业能力要求重构课程体系,实时引入新技术、新工艺,整合教学内容,提高技能型人才的培养质量。
以行动为导向,设计教学情境,改革教学模式,并将职业规范、职业道德等融入专业教学全过程。继续推进理论教学与实践教学的深度融合,增加理实一体化课程的比例,加强实践教学场所的建设。教学管理与生产现场管理接轨,加强学生的职业素养。进一步深入教学评价体系的改革,建立健全以职业能力和岗位操作能力为核心的教学评价体系。因此,把纯理论课《机床夹具设计》改为理实一体化教学课符合当前高职教育研究与改革发展的需要,符合当前市场对高职机械制造及相关专业人才培养质量要求的需要,具有较强的现实意义。
1 课程标准的制定
1.1 课程的性质及任务
本课程是机械制造及相关专业的一门专业课程。是依据机械装备、工程机械、机床、汽车等制造企业中工装夹具设计与制造(维护、维修)等职业岗位群的任职要求而设计。本课程的主要任务是让学生掌握典型机床夹具的组成和工作原理及基本知识内容,掌握机床夹具装调的基本方法,掌握专用机床夹具设计步骤的基本方法等内容。
1.2 课程教学目标
1.2.1 知识目标
(1)熟悉典型机床夹具的组成和工作原理;(2)熟悉机床夹具中各种常用的定位元件与定位方法;(3)熟悉机床夹具中各种常用夹紧装置与夹紧方法;(4)熟悉机床夹具的夹具体和其它装置;(5)了解专用机床夹具的设计步骤。
1.2.2 能力目标
(1)查阅机床夹具设计的标准、手册、图册等技术资料的能力;(2)按零件加工要求合理确定机床夹具的定位装置的能力;(3)按加工要求合理确定机床夹具的夹紧装置的能力;(4)按夹具中的定位元件和夹紧装置要求确定夹具体和其它装置的能力;(5)能按零件加工要求完成设计一副中等复杂程度的专用机床夹具。
1.2.3 素质目标
(1)具备基本职业道德和职业素质,正确做事,做正确的事;(2)具备质量意识、安全意识和节约意识;(3)树立正确的工作态度:互相帮助、共同学习、共同达成目标;(4)具有应用理论知识解决工程实际问题的能力。
2 课程教学项目设计
在教学中以专用机床夹具为载体。将全班学生分成几个小组。每个小组都有一副专用机床夹具,以职业能力培养为目标,把知识内容溶入到教学项目中去,由老师单一讲授和学生单一听课的教学形式,转化为以学生为主体,以教师为主导,知识教学与技能训练有机融合,“教学做”一体化的教学模式,使学生在实践中学习知识和运用知识,学生的能力素质得到大大的提高。理实一体化的课程教学模块与项目设计。(表1)
表1 课程教学模块与项目设计
3 教学课时分配
根据教学内容的安排,总课时间为46学时。(表2)
表2 课程教学课时数
4 教学课程考核
课程考核结合现场操作、课堂提问、模块考核、技能竞赛等手段,加强实践性教学环节的考核,并注重平时采分。各任务模块可参照表3进行评价。
表3 课程教学模块考核标准
5 教学过程设计
第一步:演示:在第一个教学模块中打破常规的先理论后实践的教学模式先让学生进入机床夹具拆装室,增加感性认识,提高学习兴趣。职业教育招收的学生基本上直接来自普通高中。他们在现实生活中很难接触到机械加工类设备及工装设备,更别说去进行操作。如果先进行理论教学,不仅增加了授课教师的讲解难度和授课时间,而且学生因为缺乏感性认识而难以理解。教师首先对选定的拆装课件进行拆装演示,激发学生的好奇心。
第二步:讲解;教师对演示过的课件进行循序渐进的讲解。对其中涉及的机床夹具在各类机床上加工特定的零件及在机械制造中发挥的作用、机床夹具的组成、定位装置、夹紧装置、夹具体及其它装置、夹具设计方法等理论内容进行针对性、分模块内容深入讲解。
第三步:实践:按课程模块进行,对课件进行初次的感官认知和相关理论讲解后,分组让学生根据机床夹具拆卸工艺流程对机床夹具实物进行拆卸,清洗后按机床夹具的组成归类零件,测绘各组成部分的零件,并画出一张完整的装配图。通过这一环节的练习学生对机床夹具的组成就有一定的了解,学生对机床夹具的整体结构就有一个清醒认识。再通过后续的模块练习和相关知识学习,以达到理论知识与实训操作的较好结合,从而掌握知识与动手能力得到大大提升。
第四步:评价:整个课程教学按模块进行,学生的动手实践也是分模块进行的,在学生的动手实践过程中,找出不妥之处进行讲评,采用边修改边讲解的教学方法,从而收到较好的教学效果。每一个教学模块内容完成后,对学生都有一个评价,综合五个模块内容就有总评价,这种评价方式达到促使学生既掌握理论知识又增强动手能力的目的。
6 结论
经过我院高职机械类专业班级的教学实践,本课程的教学模块内容与考核方案逐步完善。采用理实一体化教学后,学生的学习积极性得到极大的提高,动手能力普遍增强。实践证明,《机床夹具》课程理实一体化教学改革符合当前高职教育研究与改革发展的需要,能提升本课程教学效果,具有较强的现实意义。
【参考文献】
[1]吴拓.机械制造工艺学与机床夹具[M].北京:机械工业出版社,2012.
[2]肖继德,陈宁平.机床夹具设计[M].北京:机械工业出版社,2009.
中图分类号:G712 文献标识码:A
机电一体化技术专业在示范院校重点专业建设过程中确定了专业培养目标是培养能够从事机电设备操作、装配、维修和管理等岗位,具有良好职业道德、较强专业技能和可持续发展能力的高素质技能型人才。同时与行业企业合作进行了工作过程系统化的课程体系开发,确定设备机械装配与调试为专业核心课程之一,该课程主要培养学生设备的使用维护、机械装调、机电设备管理等专业职业能力。按照高等职业教育教学的要求,培养学生的职业能力是职业教育的根本。为此,课程组根据课程的培养目标,从“能力本位”出发,对课程的教学内容进行了重构和设计,探索了适合课程特色的教学模式,通过完成源于职业岗位典型的工作任务,培养学生设备机械装调专业能力的同时,获得工作过程知识,促进学生关键能力和职业素质的提高,从而发展学生的综合职业能力。
本课程的开发和设计依据机电行业职业任职要求,参照装配钳工和机床装调工的职业资格标准,在设计中充分体现课程的职业性、实践性和开放性。
1 明确课程的能力目标
根据高职院校的人才培养要求,高等职业院校要培养具备综合职业能力的,能直接在生产、服务、技术和管理第一线工作的应用型人才。因此,对于以应用技能为主的设备机械装配与调试课程,在设计中要注重培养和提升学生的综合素质,增强学生的综合职业能力。而职业能力的高低又主要取决于专业能力、方法能力和社会能力等,因此,本课程设计时把培养学生的职业能力作为课程的教学目标,如表1所示。
2 设计课程教学内容
根据机电行业企业发展需要,以及完成机电设备机械装调职业岗位实际工作所需要的知识、能力和职业素质要求选取课程内容。同时融合职业资格标准,在培养学生职业能力的同时提高学生的可持续发展能力。
根据课程的职业能力目标和特点,以“任务驱动,能力递进”的专业人才培养模式为指导,遵循“工学结合、必需够用、任务导向和情境化设计”的设计理念,对教学内容进行重构设计,在设计中注重联系实际应用,强调“实用、够用”的原则。通过与企业专家和工程技术人员共同进行工作任务分析,提炼典型工作任务,分析归纳行动领域,对典型工作任务再进行教学论加工确定课程内容。我们最终选择了以典型的机床设备为载体构建学习情境,再以机床的主要部件为载体构建子学习情境(工作任务)。并充分考虑高职学生的实际情况,设计任务内容时由浅入深,由易到难,能力递进,符合学生的认知规律。表2为工作过程系统化的课程结构设计。通过完成实际工作任务来组织引领课程内容,通过工作任务的完成,培养学生的职业能力,实现“教、学、做”一体化,通过任务的完成过程培养学生的方法能力与社会能力。
3 教学过程设计
根据学生的职业能力培养要求,在教学过程设计中突出“以能力为本位,以学生为主体,以教师为主导”的设计思想,以工作任务驱动教学内容,使学生在真实的任务中探索学习。按照“任务分析相关知识储备结构认知任务实施检查评估任务总结”的逻辑顺序,设计和组织教学过程。每个任务的完成都遵循资讯、决策、计划、实施、检查、评估“六步骤”过程工作法。如“车床主轴部件装调”教学过程设计如下:
(1)资讯:采集车床主轴部件拆装信息,包括传动原理、结构功用、零部件的联接关系、装配技术要求、装调方法、所需装调工、量具和辅具等。
(2)决策:确定主轴部件拆装流程的优化方案,零配件的选用,工量具、辅具的选用。
(3)计划:制定主轴部件拆装工艺流程,编制装配工艺文件,填写相关卡片、表格等。
(4)实施:主轴部件拆装前的准备及检查,工具的使用与维护,按拆装流程实施拆装、检查和调整,拆装过程中出现问题的分析和处理。
(5)检查:装配质量检查(包括外观要求、旋转精度及使用性能等),精度调整。
(6)评估:装配质量分析评估,找出精度超差原因及预防措施,总结优化方案,自评,小组互评,老师点评。
在教学过程中,始终将教学内容与具体任务相融合,学生在完成具体任务的过程中既学习了相关知识,又应用知识解决了实际问题。所以在不断地完成任务的过程中,学生习得了知识,提高了学习兴趣,增强了自信心,培养了综合职业能力。
每个任务从下达到最终完成,要融入个人自学、小组讨论、教师讲授等,最终每个小组要将本组的成果在课堂上进行展示汇报,接受老师与学生的提问和点评。通过具体任务的实施,体现课程内容的实际价值。在知识和技能掌握的同时,培养学生提出问题、分析问题和解决问题的综合能力。
4 教学方法和手段
本课程是基于工作过程的典型的工学结合的课程,为了培养学生的职业能力,强化职业素质,必须采用适合的教学方法和手段。经过尝试多种教学方法,探索出较好的教学方法是任务驱动法、项目教学法、引导文教学法、现场教学法、组织讨论法等多元化的教学方法。多种教学方法的应用将理论和实践、课堂和实训室、学校和企业紧密地结合在一起,强化了学生综合技能培养,取得了显著的效果。
本课程的教学手段多样化,主要是进行了区级精品课程建设,开发了配套的教学资源和网络资源,编写了工学结合的教材,建立了设备机械装配与调试实训室,完善了机加工实训车间和相应的设备及工量具,开发了切实可行的实训项目等。丰富的教学资源和完善的实训条件有力地保证了学生课内学习和实训,促进学生职业能力的培养,同时也满足了学生能力拓展的要求,有利于学生可持续发展能力的培养。
5 课程考核方案设计
基于工作过程的课程必须注重形成性考核,才能客观反映学生的职业能力。本课程建立以能力和过程考核为重点的考核方式;以教师评价为主,个人、小组、教师三方共同参与其中,形成多元化的评价体系。考核共分三个模块,按百分制方式计算,其中考核学生职业素养养成的比重占30%,操作技能的比重占40%,期末考试成绩占30%;在每个模块内又进行了细化考评。如在完成每个任务的评价中从计划决策、实施、创新和合作意识等方面制定了详细的评价细则。这种考核方式的科学性在于能够全面客观地评价学生的综合职业能力,能够调动学生学习的积极性和创造性,有利于学生的全面发展。
基于能力本位课程的设计,必须从高职院校专业人才培养目标出发,通过调研分析制定课程的能力目标,并与行业企业专家共同设计教学内容,设计源于企业实际工作的典型的工作任务,通过工作任务的完成过程,培养学生的职业关键能力和综合素质。在教学过程中,要灵活应用适合的教学方法,提高教学效果。
参考文献
[1] 姜大源.职业教育学研究新论[M].北京:教育科学出版社,2007.
“课程改革是学习方式和教学方式的转变,改变课程过于注重知识传授的倾向,强调形成积极主动的学习态度,使获得知识与技能的过程成为学会学习和形成正确价值观的过程。课程改革的核心理念是:是一切为了学生的发展”。新课改对车工实训这门课程有很强的指导意义,结合我校《车工实训》教学中的实际情况,原先在教学过程中的一些困惑有了理论基础。
一、初步操作
原先新班级新同学刚进行车工实训时,一般我们按人才培养方案、项目化教学课程,前面总是理论说得较多,再进车间动手操作。例如:在安全教育后,1.我们往往进行车床认识,介绍车床的各部分各项认识实习知识,指导学生进车间上机床认识车床,各部分知识,怎样操作机床。2.讲完后就让学生上机床实践所教的内容,碰到问题则现场讲解。3.遇到问题个别解决,普遍性的问题回到教室重点强调,完全按照理实一体化的过程进行,在这个项目课题中有没有改进余地呢?感觉还是可以提高的,在前年新班级的教学中,我们把这个项目课题中的1和2换一个位置,新班级一来先安全培训完,然后让学生到车间里观看机床设备的运行,观看高年级同学如何操作机床,并准备一些微课,播放视频看,让学生先有了初步认识,然后回到教室教授新课内容,上课时明显感受到学生在学习的时候更容易接受,从理论到实践的生疏感明显减轻了,很多学生能主动提问了,这样再到现场实践所教的内容明显接受速度快了,原先在理论上课时的茫然的感觉基本没有了,原来需要十二节课完成的项目现在只需要十节课以内就能完成,而且效果比原先的十二节课的还要好。
二、进一步探究
特别是在刀具一节中,原来讲到刀具同学首先想到的是菜刀、大刀,因为他们以前没有接触过,所以他们想象不出机械加工的刀具是什么样子的,直到把刀发下去准备刃磨时才清楚原来机械加工中所使用的刀是立体的(长方体的圆柱体的等),我们原来的学习顺序是先在课堂上讲角度,画图,再让学生接触实物刀具,然后刀具刃磨,使用刀具切削。实践中造成先前在课堂上讲的理论东西刀具的角度、形状,学生很难接受,明显能感到学生茫然的神色,以为刀就是平时用的片状刀具(菜刀,大刀等)。等到学生接触实物刀具后,刀具刃磨时,情况来了,普遍都磨成了片状刀具小刀的样子,刀磨废了,前面讲的理论刀的角度形状白讲了接不上,可以说效果不佳,还要再把理论刀的角度、形状重来一遍,浪费了大量课时。等到再次教学时,我们感觉到这一块还可以再改进提高效率。通过大量摸索实践,我改变为先进行认识,再讲理论,动手磨刀。也就是通过参观高年级的车工实训、钳工实训、加工中心实训(或进行录像教学),讲理论前先进行认识,让学生先有概念,刀是什么样的,机床是啥样的,刀具实际是怎样运行的,切削是怎样进行的。再讲理论刀的角度形状时,学生明显接受起来快多了,在磨刀时磨成片状刀具小刀样子的现象就少多了,刀磨废的情况也大大减轻了,因为他们已经看到过刀具实际的运行,本身有了感性认识,再从理―实―理、逐步循环,效果就好多了,相同的课时学得更多。或者说相同的课时学得更好,要求更高。
我们在车工实训教学中,为了提高学生操作技能,在教学前,根据学生学习的接受能力和技能水平,按照学校的教学大纲和教材对不同层次的学生提出相应教学要求。改进了过去“一刀切”的做法,对后进生采取低起点,多练习,先易后难、由浅入深、循序渐进、加强指导与辅导等,想办法让他们感兴趣,把实训教材的学习项目分解成有梯度的、连续的几个分目标:由车加工单一内容练习到综合练习,由精度较低到精度较高的单一和综合练习。允许后进生根据自己的实际情况,分步达到大纲要求,多表扬。对动手能力强、接受能力快的同学提高加工精度、难度。拟定各层次教学要求难易恰当,既不能过高,使学生消化不良,又不能太低,降低大纲要求,减少练习量,放慢教学进度,无法完成学习任务。老师要力求准确地把握各类学生的接受和操作能力,精确地解决“吃不饱”与“吃不了”的矛盾。只有对各层次学生提出不同目标要求,才能充分调动学生的学习积极性,使处在不同起点的学生都能在原有基础上获得较好的发展,能较有效地提高实训教学质量。特别需要统筹安排实训课题,全面提高实训教学时间的利用率。初步构建了“基础培训练习+强化练习+优才培养”的教学模式,取得了较好成效,全面提高了学生的实训成绩和操作技能,同时降低了实训消耗。
三、提高实际操作效率
实训教学的统筹是指在实训各项目课题如何高效率地衔接。例如:在熟悉机床项目课题的同时进行三爪拆装课题的练习。在刃磨90度刀和台阶轴车削课题交接时穿行量具的认识与使用。这样既提高了学习效率,又延长了实训时间,降低了实训消耗。在实际操作中这一点非常重要。实训学生如何分层呢?在实施项目教学中,我们提倡在不改变教学班的前提下,混合编组进行自学、辅导合作达标。良好的合作达标小组是促进学生德、智、体全面发展的优良环境。充分发挥学生作用。我们的具体做法是优等学生有义务指导后进同学的实训学习。每一个混合编组的小组作为一个团队(5-10人)进行编组。团队内采用“一帮一”或“一帮多”的形式,充分发挥学生的作用。凡是在团队里“一帮一”贡献力量多的同学,加分或打星进行鼓励。授予实训能手称号(每一项目有效),而且是每一项目一评。在这样的环境里好同学以帮助别人为荣,形成一种无形的教育力量,促进学生转变,催发优秀学生成批成长的共同效应。特别强调了团队的作用。对不同层次学生,采用不同的考核标准和要求。过关考查是根据教学大纲的要求和各层次学生的教学目标命题,实行分类考查,这也是关键的一环。
四、结语
本来教学中进行课改就是一切为了学生,改了,而且实践中改了也有效果,但有时只是知道有效果,不知道为什么会达到效果,也就是说还没有上升到理论高度,通过这次的学习达到了目的,使我们得到了提高。当然平时教学中的积累是一个非常重要的环节。尤其要注意几点,第一,多听课,同行之间有好的方法要多实践,多借鉴。第二,勤记录,有好的想法,哪怕只有很小一点都应记录,好记性不如烂笔头。时间长了就会有很多感觉。第三,多总结,多与学生交流,有时候课后的随意聊天就能了解学生的学习动态。
参考文献:
中图分类号:G642.3 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)14-0249-02
我校目前是五年制高职校,我们的学生在校不仅要获得必要的专业知识和技能,还要会“工作”,才能适应未来的生活。我校也尝试将基于工作过程的课程体系开发模式应用于电气自动化专业的课程开发,取得了小小的成绩,有多门课程相继被立为市级精品建设课程。本文我将谈一下我一直参与的《电机与电气控制》这一课程的基于工作过程的设计。
基于工作过程的课程开发要历经三个转换,即“工作任务到行动领域(典型工作任务)的转换”,“行动领域(典型工作任务)到学习领域的转换”,“学习领域到学习情境的转换”。
1.工作任务到行动领域的转换。通过对本专业各种岗位的总和考察分析,我们学校的电气自动化技术专业的毕业生的所在岗位的主要工作任务是电机与电气控制线路的安装与调试、电机与电气控制线路的故障排除、工厂供配电系统的运行维护、电气自动化产品的制造、检测等。我们分析工作任务,找出工作间关联的部分,去除重复部分,形成一个个结构完整的典型工作任务即行动领域。例如,其中“电机与电气控制线路的安装与调试”工作任务的工作过程是:根据要求绘制电气原理图―选择器件―安装线路、电机―调试。“电机与电气控制线路的故障排除”工作任务的工作过程是:了解情况―分析电气图―查找原因―准备工具―排除电机或线路故障。对这两个任务分析后归纳总结,可以得到它们相对应的行动领域(即典型工作任务)有“电机的拆装与故障检测”、“电机基本控制线路的安装与调试”、“典型机床线路的检测与维修”。需要的职业能力是电机检测与简单维修能力、电气图读图能力、电气图绘图能力、控制线路安装调试能力、常见电气故障检修能力。
我们常说使学校和企业零距离接轨,但学校毕竟是不能与工厂划等号的,所以我们要分析工作过程、职业能力、行动领域,根据学校实际情况,创造尽可能与实际工作环境相近的学习情境,建立学习与工作的直接联系,培养学生应具有的职业能力。
2.行动领域(典型工作任务)到学习领域的转换。我们在对两个工作任务――电机与电气控制线路的安装与调试、电机与电气控制线路的故障排除分析后归纳出三个典型工作任务,即电机的拆装与故障检测、电机基本控制线路的安装与调试、典型机床线路的检测与维修,由此得出《电机与电气控制》这一学习领域的主要任务,是以这三个典型工作任务为载体,培养学生的电机检测与简单维修能力、电气图读图能力、电气图绘图能力、控制线路安装调试能力、常见电气故障检修能力。
基于工作导向课程体系模式打破了传统学科型课程体系,针对实际工作体系重新构建课程体系,并按实际工作结构重新设计课程结构。现在的《电机与电气控制》这个学习领域,是将原来的《电机与拖动》、《电气设备与安装》两门理论课和电机拆装、维修电工实训这两门理论课有机地融合在了一起。
3.学习领域向学习情境的转化。我们以电机的拆装与故障检测、电机基本控制线路的安装与调试、典型机床线路的检测与维修三个工作任务作为《电机与电气控制》学习领域的三个学习情境。三个学习情境从简单到复杂、由单一到综合逐层递进,难度逐渐加大。在第一个学习情境“电机的拆装与故障检测”中,主要培养学生电机正确拆装和故障检测能力。第二个学习情境“电机基本控制线路的安装与调试”主要培养学生电气图读图、绘图能力,控制线路安装、调试能力,为下个环节“典型机床线路的检测与维修”打下基础。第三个学习情境“典型机床线路的检测与维修”主要培养学生机床线路的读图、绘图能力,检查、排故能力。基于工作过程的教学方案使知识的学习次序相对于传统次序发生了很大的变化,并且将理论和实践融合,使学生在做中学,在学中做,对学生职业能力的培养收到事半功倍的效果,从而使学生容易适应未来工作。在三个大情境下又设置了15个子情,以子情景为单位组织教学,并按实际工作的六个步骤“咨询、决策、计划、实施、检查和评估”组织实施。学习情境的数量和大小没有特定的标准,它与教学时间、教学条件、学习者的学习能力和教学者的教学经验相关。
基于工作过程导向的课程改革,重组了教学内容,改造了教学环境,转变了教学方式。形成以任务为载体、学生主动构建、融教学做一体的实施方式,以学生为中心,关注每个学生的特殊需要,尊重每个学生的职业成长体验,培养学生专业能力的同时,提高学生的综合素质。
参考文献:
[1]姜大源.职业教育学研究新论[M].北京:教育科学出版社,2006.
[2]刘哲.基于工作过程的课程开发方法中国[J].职业技术教育2008,(16).
《数控技术》课程的目标是:使学生对数控技术的基本理论,基本知识和基本编程方法有一定的认识,为以后从事数控机床加工技术工作及开拓新的技术领域打下必要的基础。
该课程涉及的知识面广,需要信息量大,且实践性强。同时由于该课程在整个机械类课程体系中一般在最后一学期讲解, 相应的学生的学习积极性不高,致使学生毕业后接触到数控加工时感觉很吃力。
我校《数控技术》课程的教学采用先纯理论教学,后实训教学的方法。讲解理论时基本上使用静止的图片解释复杂的电气组成和机械组成的时空关系,而学生对机床的电气元件和机械零件理解不深,没有感性认识,所以理解就很困难。例如在讲述机床的电气控制工作原理时,其复杂内部控制以及在工作状态下的控制关系是非常抽象的,单凭教师的口述,根本无法连贯地将元件及系统运动情况展现,而现有的数控电气实训设备也由于师资力量的薄弱而无法发挥应有的作用。学生对结构、工作原理的理解还是存在很大的问题,对于想象能力较差的学生根本无法提高其学习的兴趣,给教师的教学也带来了很大的压力。所以,如何提高《数控技术》课程的教学质量,已成为我校课程教学改革研究的一个重点。
2 《数控技术》课程教学改革的几项措施
2.1 合企业需求和职业学校学生特点,合理安排教学内容
我校作为一所职业学校,学生来源广泛,学习基础参差不齐,对知识的理解和掌握能力有差距,这给教学工作带来了一定的难度。
《数控技术》课程目前采用的教材一般先对电气和机械部分讲解,理论知识强调过多,到后面的电器控制回路和机械系统控制分析时,感觉联系不大;同时学生基础较差,对高深理论知识的理解也很有限。
我校数控专业学生大多数毕业后进入一些从事机械加工和电子产品生产的公司,而目前的《数控技术》教学数控技术理论部分的知识内容和实践知识部分分开在不同的学期进行教学,学生学完理论知识不能及时的付诸实践,等到另外一学期上实训时,理论的内容基本上都遗忘了,两者严重脱节。因此,结合生产实际,应将理论和实训操作部分放在同一学期内建议分前十周后十周的教学方式,增强学生学习的连贯性。
2.2 过程中多媒体课件的广泛使用,提高课堂教学效果
多媒体以其全面生动的声、像、图、文等综合课程信息颠覆传统的干巴巴的文字教学,有利于提升学生学习的注意力。同时,丰富多彩的多媒体课件也能激发学生的学习兴趣,提高学生学习的主动性。因此教学中应制作大量易于学生学习和理解的电器和机械控制系统课程动画素材,运用多样的教学载体,从挂图、教具到实物、动画;从板书到多媒体课件;努力营造真实的教学环境以追求最好的教学效果。
2.3 强实训教学,提高学生的创新能力
课程实训教学的目标是通过加强实训环节的教学,使学生掌握基本的实训方法和实训技能,能熟练地运用电器基本回路和机械系统组合满足实际需要的数控加工系统以及编制数控程序和进行加工操作。同时加强实训教学,能加深学生对一些基本理论的理解。
在理论讲解过程中穿插实训教学环节,使学生更容易更直观地理解复杂、难懂的结构和原理,同时在理解的基础上可以引导进行改进设计,提高学生的创新能力。我校现有的机械加工设备和电气实训设备为我们的实训教学提供了有力保证。比如介绍机床的结构及工作原理时,由于内部具有复杂的结构,学生仅仅通过看图和教师的讲授往往不易看懂、弄明白,可以在课堂讲授过程中穿行机床结构拆装实训,变抽象为具体,使学生形象的了解各类零件工作的实质。同时数控技术应紧跟时代潮流,与时俱进,充分利用计算机设备及软件进行仿真加工,对复杂零件利用计算机仿真软件进行自动编程,通过相应的数据传送通道将其输入到数控机床内,进行自动加工。
2.4 建立试题库,学习评价,考核标准多样化
通常在机械类专业及其它相关学科专业的班级开设《数控技术》课程,工作量由几位老师承担,考试一般是各任课教师各自出题,难免具有片面性,且题目保密性差,因此各班成绩也无可比性,教学效果不明显。
考试的目的是通过教师的“教”与学生的“学”的双向互动过程,通过考试学生、教师以及教学管理人员可以及时发现教学中存在的问题,进而改进课程教学,提高教育质量。通常实行教考分离是比较有效的措施。因此建立试题库并使用试题库进行考试是非常必要的。建立试题库既能为课程教学改革服务,使的考试科学化、规范化,减轻教师的工作强度,又有利于监控教学质量,是加强教学管理工作的重要手段之一。
中图分类号:G642 文献标识码:A
职业教育旨在培养面向生产第一线的技能型人才,这一培养目标决定了职业教育应按照岗位对技能型人才的要求进行培训。目前中职教育在模具专业人才的培养模式上存在误区:一是重理论,轻实践;二是教学与生产岗位脱节,导致学生毕业后还需要接受工厂较长时间的再培训,延缓了上岗的时间。面对企业对“零距离”应用型模具人才的迫切需求,依托基地“两化”的模具专业教学改革势在必行。
1 基地“两化”的内涵
1.1 校内实训基地生产化的内涵
校内实训基地生产化是把学校模具实训基地的场室建设成与实际工厂的模具制造车间完全一样,并将生产任务引到学校中来,将教学与生产紧密结合,给实习的学生一个工厂的生产环境,学生在真实的生产环境中完成生产与实训任务,掌握综合操作技能。它强调的是教学和技能训练融入生产,实现了教学、训练、生产一体化。
1.2 校外实习基地教学化的内涵
校外实习基地教学化就是改变以往校外基地单纯用于学生顶岗实习的状况,根据学生教学、实训需要,在工厂建立起稳定的教学场所。包括先进的设备和产品、规范的生产(服务、工艺)流程以及技艺精湛的指导师傅,既能安排学生实训乃至顶岗实习,学校的部分课程又可以在工厂上,由双方教师组织教学,充分体现学中干、干中学,从而实现教学与训练、训练与生产的有机统一。
2 模具专业教学改革的背景
新会机电职业技术学校按照教育部的文件要求,积极探索“校企合作”的办学路子,到目前为止,已经10年,在这么多年“工学结合”的实践中,我们感到无论是“2+1”模式,还是 “半工半读”模式,顶岗实习的学生,只是充当工厂生产线上的一名操作工,所有的安排都要服从工厂生产的需要,学生根本没机会接触模具的生产实践。
另一方面,原来的模具制造技术校内实训,由于没有与生产结合在一起,学生在制造模具过程中耗材严重。因而,学校舍不得让学生真刀实枪的制造模具,而只是让其对旧模具拆拆装装而已。
再者,中职学生基础差,欠缺良好的学习习惯,学习动力不足,不会学,学不会,厌倦学习。传统的课堂教学形式,已经不适用中职学生的教学了。
基于以上原因,我们感到原有的教学方法和培养模式与企业的需求有很大的差距,这实际上反映出我们学校在模具专业教学中的薄弱环节,因此,加强对学生专业基础能力的培养,把教学和技能训练融入生产,实现教学、训练、生产一体化,应该是我们进行模具专业教学改革的一个突破口。
3 模具专业教学改革的保证
3.1 师资队伍的建设
模具专业的教学涉及到多学科知识的复合及大量的经验技术,对教师的理论水平和实践经验有较高的要求,即要求教师有较高的“双师”素质。为此,我校花了三年的时间进行了模具专业师资队伍建设,完成了以下目标:一是实现了不同类型师资队伍的合成。将从大学毕业分配到学校的教师、从企业引进的有实践经验的教师、从社会聘请的教师这三种成份进行融合,使之在教学过程中相互磨合,从而推动各教师教学水平的提高。二是实现了教师的有序培训。为了适应信息社会的需要,我们全面启动教师的CAI、CAD和CAM培训,使教师的多媒体课件制作能力和模具设计加工能力得到提高。与此同时,分期分批送教师赴全国职教师资培训基地培训、顶岗实践,以提高教师现代模具制造的实践能力。这样,我校形成了一支以专职教师为主、专兼结合的高水平的“双师型”教师队伍,基本满足了模具教学改革的需要。
3.2 校内外实习基地的建设
推进生产化教学改革,必须有充足而先进的实验设备、实训场所,有了这些先进的教学条件,生产化教学改革才能得到有力保证,提高学生的综合职业能力才能落到实处。我校近几年加大了校内实习基地的建设,先后建立了钳工实训车间两个、模具拆装车间、普通车床实训车间两个、数控车床实训车间两个,模具研发和制造中心,模具CAD∕CAM培训中心,线切割实训车间,数控铣床实训车间两个,每个实训车间旁边都配备了多媒体演示教室,因为我校与多个工厂有来料加工业务,所以每个车间都有生产性任务。同时我校也建立起了模具专业校外教学化实习基地13个。这些都为学生生产化学习提供了强有力的物质保证。
4 模具专业教学改革探索
(1)把课堂搬到校内实训车间,实行校内实训基地生产化,体现了教学过程的实践性、开放性和职业性。
模具专业课实践性强,抽象概念多,设备及工艺装备结构复杂。有些内容在课堂上不能很好地表达,教学效果差,若把它放到学校实训车间现场讲解,能取到事半功倍的效果。由于每个实训场所都有工厂的来料加工零部件,和大批的模具加工订单,我校模具专业教学除语文、数学、英语、政治等基础课外,其他专业基础课和专业课都改在模具实训中心、实训车间等实习实训场地进行。例如:《机械制图》放在模具拆装车间讲解,边拆装,边讲解画图技巧,边画图。又如《模具加工工艺》是一门模具专业的主干课,但是在黑板上讲模具制造很难让学生理解和掌握。因此,我们把它放到模具加工车间边做边讲。其中上线切割电加工课时,来到线切割实训车间,教师面对实物机床讲解电加工的基本原理、线切割机床的基本结构、线切割编程指令、电参数的合理选择,学生在机床上自己动手打穿丝孔、穿钼丝、装夹工件,然后进行切割。通过这样的生产、讲授、实训一体化教学,学生不仅学会了电加工机床的操作,而且加强了对电加工知识的理解与掌握。《冷冲压模具》、《模具材料与热处理》、《公差配合与技术测量知识》等课程学生感到很抽象,不易理解,放到模具研发和制造中心讲解,对照实物讲解疑难结构,也可以收到很好的效果。在模具研发和制造中心,指导老师根据工厂的产品图纸,指导学生进行模具结构分析,然后要求学生绘制模具零部件图纸,进行材料的选择、采购,再进行模具零部件的加工装配——包括车、钳、铣、刨、磨、热处理、组装等,一整套工序均由学生独立完成,最大限度地发挥学生的主观能动性。
校内实训基地生产化,培养了适应工作岗位的技能人才,表现在以下三方面:一是改变了学生的学习态度,生产化的实训对质量的严格要求和严格的生产任务,以及加工零部件的工时管理,使学生不由自主地改变了以往散漫学习态度,在生产的氛围中,体验自己的成功感。二是大大地增强了学生技能,生产化的实训使学生接触到不同类型零部件的图纸、材料、技术要求,以及复杂的夹具、先进的刀具和量具,还有先进的加工工艺,学生在这个过程中,获得读图制图能力、材料选择和认识能力,掌握了模具的技术特点,练就了模具加工技能。例如,在2012年广东省中职学生技能大赛中,我校数控车、数控铣、加工中心、模具钳工都获得了全省一等奖。三是增强了学生适应岗位的能力。把课堂搬到校内实训车间,进行生产化的实训,就相当于为学生架起了一座通往岗位的桥梁。在校内,学生就可以真真切切地感受到企业快节奏的工作和生活,严明的组织纪律和规章制度,以及敬业精神和团队协作精神。得到了这些锻炼的学生普遍受到企业的欢迎。
(2)把课堂搬到工厂,实行校外实习基地教学化,保证了工厂、学校、学生三方都受益。
学生来到校外实习基地——工厂后,每个班派两个老师带班,学生分为两大组,一组参与工厂顶岗实习,一组参与工厂模具制造,每隔一个星期轮换一次。而参与模具制造这一组又分为两个小组,一小组进行具体的模具制造工作:包括开料、模具钳工、车工、铣工和模具装配等;另一小组由老师和工厂技术人员根据现场实物进行讲课,讲授一些机械制图知识、模具结构知识、模具材料与热处理知识、公差配合与技术测量知识、模具加工工艺知识,并根据工厂需要,辅导他们自己设计一副典型的冷冲压模具或塑料注射成型模具,学生设计完成,经过老师和工厂技术人员的审核后,带上自己设计的图纸进入模具制造实训环节,根据自己的图纸来制造模具。两个小组上下午轮换。这样,我们把《机械制图》、《冷冲压模具》、《模具材料与热处理》、《公差配合与技术测量知识》、《模具加工工艺》等课程带到了工厂进行教学,收到了比较好的教学效果。
校外实习基地教学化,形成了工厂、学校、学生三方共赢的局面。首先,工厂方面,得到了工厂急需的操作工人,在招工难的形势下,缓解了企业用工压力。其二,为学校模具制造实习,节约了大量的材料;为学校模具制造生产化实习提供了更多的实习岗位;促进了学校教师真正“双师型”素质的培养:在工厂,教师在教学的同时,不但要管技术,更要搞管理,教学观念和技能都受到不断挑战,相对于一般的教师技能培训,工厂里面,更能给与教师全方位的培训。其三,学生完全以“工人”角色,全方位全过程体验模具生产。既学习掌握了模具生产技能,对工厂的工作氛围、规章制度、作业流程、劳动强度等进行适应,同时也了解了自己的技能水平能创造多少利润,与熟练技术工人相比差距多少,最终达到了“能够为企业创造利润,实现零距离就业”的培养目标。
5 总结
模具专业教学依托于基地“两化”,学生在“两化”基地中,通过生产性实习、顶岗实习、教学和实习交替等多种方式,逐步掌握并强化了模具制造的理论知识和模具制造操作技能,熟悉了模具制造行业先进的设备、技术路线和生产工艺,提高了学生的动手能力、创新能力、岗位适应能力,教学质量和教学效益都得到了显著提高,也为其他专业的教学改革起到了很好的示范作用。
目前的职业教育课程体系始终没有摆脱传统的教育模式,理论和实训教学相脱节,课程内容与生产实践相脱节。学生学非所需,学非所用,知识与能力不相配,无法适应生产一线的需要,因此,构建以就业为导向、以能力为本位的一体化教学的课程体系十分必要。从2011年9月起,笔者所在学校在10级高技和中技模具制造专业班级中分别挑选一个班进行教学改革尝试,对模具专业教学的课程体系和内容进行了大幅度的调整,并采用理论与实践一体化的教学模式进行专业教学,使得学生的专业知识和专业技能有了明显提高。通过比较,高技班取得的教学效果比中技班好,因为高技班的学生知识面更广、理解能力更强、自觉性更高,而中技班挑选优秀的学生组班开展“一体化”教学,则效果会更好。
一、课程体系的建立
根据社会对模具专业人才的知识能力结构要求,我们决定将模具制造专业(高技班)课程划分为三个模块,即:基本素质模块、模具专业技术模块、模具专业实训模块。在教学课时安排上,理论与实训约为1:1。
1.基本素质模块
该素质模块能让学生掌握必要的计算、语言表达、公文写作和计算机的基本操作知识,具备自主学习能力和适应社会的基本素养。
开设的课程有:数学、语文、英语、德育、体育、计算机基础、心理健康教育和就业指导等。
2.模具专业技术模块
该模块能让学生熟练掌握机械制图、AutoCAD、Pro/E、模具结构、材料、制造、工艺、夹具、安装、调试、维修、先进制造技术等知识,能胜任计算机绘图员、模具设计员、模具制造工艺员、模具调试工、机床夹具设计员等工作。
开设的相关课程有:机械制图、计算机绘图、计算机在模具设计中的应用、机械基础、金属材料与热处理、电工学、机械制造工艺基础、极限配合与技术测量基础、冷冲压/塑料成型工艺与模具设计、机床夹具、复杂模具安装调试与维修、先进制造技术等。
3.模具专业技能实训模块
该模块能让学生掌握模具制造的各种设备、加工方法、工艺等相关知识,并完成一套冲压模和一套注塑模的完整加工,能胜任模具钳工、车工、铣工、磨工、模具调试工、数控机床操作工、冲压机操作工、注塑机操作工、检测仪器操作工、产品质量管理员等职位。
开设的相关课程有:金工实训、钳工实训、数车实训、数铣实训、冲压模具设计与制造实训、塑料模具设计与制造实训、模具拆装和测绘实训等,教学过程采用“行动导向”教学模式。
二、课程体系的实施
模具专业实训与专业基础课程的学习应紧密相连,冷冲压、塑料成型工艺与模具设计课程的学习和冲压模、塑料模具设计与制造实训相对应,机械基础、金属材料与热处理等课程的学习和金工实训、钳工实训相对应。
理论知识的学习内容和实训内容相对应。通过两套模具的完整加工,将计算机制图(AutoCAD)、计算机在模具设计中的应用(Pro/E)、线切割编程、机床夹具、复杂模具安装调试与维修、冷冲压/塑料成型工艺与模具设计等课程的内容有机地结合起来,使得每门课程都有了相对应的项目(模具中的零件),而所有的项目又有了一个总体的目标(一套完整的模具)。例如计算机制图的教学可以用模具上的导柱、导套等零件的绘制作为项目,线切割编程的教学就可以用型芯、型腔的加工作为项目。这样,学生在整个学习过程中目的性强,理论和实训就很好地结合起来了。
三、教学效果的总结
1.学生的学习效率大大提高
学生能将专业理论知识与实际进行反复对照、理解,从而缩短了认知过程,加深了记忆,能更易理解、更快接受专业知识,能更迅速掌握技能。
2.学生的实操技能有了明显的提高
学生在教师的指导下亲自动手操作,完成教师布置的一个个由易到难的工作任务,最后制造出一副完整的模具,学生对学习充满了自信,对操作充满了热情,操作技能也在不断提高。
3.师生之间的互动大大增加
教师能比较直观地了解学生掌握专业知识和操作能力的程度,能有针对性地加以指导,而学生也能及时解决学习过程中的问题,纠正操作过程中的错误。
4.教学过程可融入企业对员工的要求