時間:2022-02-07 08:41:39
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇機床夾具畢業設計總結,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
1.產品功能分析
織機導板是橫機中重要的零部件,在橫機中起到走針線路的作用。
2.零件的加工面
零件的加工面有:外圓、2*¢8孔、內外輪廓、鍵槽
3.零件分析
確定加工表面的可加工方案:該零件下方屬于回轉類零件,其外圓的加工具有一定的局限性,特別適合以車削加工來完成,其他的方法有精車、磨削、或以車代磨等等,這主要以零件外形及加工要求來決定以何種方法來完成加工,前提是在保證質量的同時,以最快的效率,最低的成本來完成工件的加工。對于一些孔的加工無法以車磨加工,可以以另外的加工方法來完成,例如,鉆削,銑削,鉸削等等。一般以孔軸線的位置來確定,與外圓軸線重合的,可在銑床上加工。加工特殊表面,主要是零件的內外輪廓加工,主要以銑削完成,也可以用加工中心完成,其余適情況所定采用車、銑、磨等加工。
零件結構工藝性:零件形狀小,加工困難,其加工工藝不能一味的以普通的加工來確定工藝。由于該零件的輪廓下表面存在帶槽的臺階圓柱,不易進行一次性加工,所以先加工輪廓下表面(兩個圓柱)再對上表面輪廓進行銑削。(零件技術要求分析:1.零件精度要求:從零件圖紙上看,工件的尺寸要求并不大,表面粗糙度也不高,但工件使用有一定的要求,故在加工時應相應提高一點。φ15.9的圓與走針表面有垂直度要求,而且在該表面上鉆兩個φ8的通孔,在加工時有一點困難。2.零件的熱處理要求:加工完畢后進行真空淬火處理其硬度為HRC62-64,還需要振動研磨,可以看出對零件的工作環境要求較高,工件要求強度好)。
4.從生產條件分析看,生產設備、生產批量等。該零件加工工藝采用普通車床和數控銑床或加工中心及工序分散形式的生產方式進行。在本次畢業設計要求我們以我院現有的數控機床為可選擇的加工設備,按大批量生產方式。生產綱領為:400個/批,生產周期為兩周(包括熱處理)。數控加工與普通加工相比具有的優點是:工序高度集中,可減少很多復雜的工裝夾具,可減少工件的裝夾次數,提高勞動生產率,降低工件在裝夾中的累積誤差。
1.制訂工藝規程的步驟:
(1)熟悉和分析制訂工藝規程的主要依據,進行零件的結構工藝性分析,確定零件制造的關鍵技術問題。
(2)確定毛坯,包括選擇毛坯類型及其制造方法,繪制,毛坯圖。計算總余量、毛坯尺寸和材料利用率等。
(3)擬訂工藝路線。
(4)確定各工序的加工余量,計算工序尺寸及其公差,繪制工序圖。
(5)選擇切削用量和計算時間的定額。
(6)確定各主要工序的技術要求及檢驗方法。
(7)進行技術經濟分析,選擇最佳方案。
(8)編制工藝文件
前言
本課題的設計意義在于了解織機導板零件功能及工作場合,進行數控加工工藝設計,編制程序,以及設計數控加工夾具。在期間將發現的問題及時更正,將技術更新,充分將數控技術發揮到相應水平。隨著我國制造業的發展,數控設備的需求也在增加。它們總的發展趨勢是:高精化、高速化、高效化、柔性化、智能化和集成化,并注重工藝適用性和經濟性。
制造業是我國國民經濟的支柱產業,其增加值約占我國國內生產總值的40%以上,而先進的制造技術是振興制造業系統工程的重要組成部分。數控技術又是其核心技術,它的出現及所帶來的巨大效益,已引起了世界各國科技與工業界的普遍重視。目前,國內數控機床用量劇增,這就需要一大批面向生產第一線的熟悉數控加工工藝,能夠熟練掌握現代數控機床編程、操作和維護的應用型高級技術人員。
數控加工技術的應用,使機械加工的大量前期準備工作與機械加工過程聯為一體,使零件的計算機輔助設計(CAD)、計算機輔助工藝規劃(CAPP)和計算機輔助制造(CAM)的一體化成為現實,使機械加工的柔性自動化水平不斷提高。
本課題實踐性強,其理論源于生產實際,是歸根于生產實踐的總結。做本課題必須注重理論同實際相結合,根據不同的現場條件靈活運用理論知識,以獲得解決生產實踐問題的最佳方案。通過本課題的學習,應基本掌握數控加工中的基本知識和理論,達到本課程的要求。
目錄
摘要———————————————————1
前言————————————————————2
一、設計課題分析————————————————————5
1、產品功能分析————————————————————5
2、零件的加工面————————————————————5
3、零件分析————————————————————5
4、從生產條件分析————————————————————5
5、設計任務分析————————————————————5
二、工藝規程設計說明———————————————————6
1、毛坯的確定和材料分析————————————————6
2、工藝安裝原則和方法——————————————————7
3、工序卡片安排原則——————————————————7
4、工序順序的安排——————————————————8
5、定位基準的選擇——————————————————8
6、加工方法的選擇——————————————————9
7、工序集中與工序分散——————————————————9
8、零件加工工序——————————————————9
9、工藝裝備選擇——————————————————9
三、工裝夾具設計——————————————————9
1、夾具作用——————————————————10
2、選擇夾緊面時的原則——————————————————10
3、夾具結構設計要則——————————————————10
4、夾具的標準化——————————————————11
5、夾具的剛度和強度——————————————————11
6、夾具的穩定性——————————————————11
7、夾具與機床的位置關系—————————————————11
8、夾具與刀具的位置關系—————————————————11
9、夾具操作和使用上的要求————————————————11
10、對安全和可靠性的要求————————————————12
11、夾具零件結構的工藝性————————————————12
12、夾具體的方案分析及制訂————————————————12
———————————————————14
五、加工程序——————————————————15
在第三學年春季學期期末,機械設計制造及其自動化專業的學生利用3周的時間進行機械制造技術基礎課程設計。
1.課程設計目的
機械制造技術課程設計是在學院機械制造技術基礎課程結束、完成生產實習之后,進行的一項綜合f生課程設計,是機械類專業重要的實踐教學環節。通過課程設計使學生一方面獲得綜合運用學過的知識進行工藝設計和夾具設計的基本能力,另一方面能鞏固與擴大工藝知識、結構設計知識,為畢業設計做準備,為后續課程的學習及今后從事科學研究、工程技術工作奠定堅實的基礎。
通過機械制造技術基礎課程設計實踐環節,學生能夠運用機械制圖、機械設計、工程材料、機械制造技術基礎等課程中的基本理論和生產實踐知識正確地解決零件在加工中的定位、夾緊以及工藝路線安排、工藝尺寸確定等問題,合理完成夾具設計的訓練,提高結構設計能力,學會使用相關的手冊及圖冊資料。
2.課程設計特點
(1)涉及的知識面廣。設計過程中涉及很多課程知識,包括工程圖學、機械工程材料、機械原理、機械設計、互換性與測量技術、機械制造技術基礎等相關知識。機械制造技術基礎課程設計是將綜合知識合理運用并有機結合起來的訓練過程,一些基礎課程的掌握程度對課程設計順利完成至關重要,應融會貫通。
(2)課程設計實踐性強。課程設計是以機械制造中的工藝問題和夾具設計作為設計內容,從培養學生應用能力出發,以工藝為主線,注重機械制造技術應用能力的培養和工程素質教育,對培養學生分析問題和解決問題的能力、創新能力、實踐能力等起著重要的作用。
(3)知識靈活性大。工藝理論與工藝方法的應用具有很大的靈活性,在不同的條件甚至在相同條件下可以有不同的處理方法,必須根據具體情況進行客觀的分析。機床夾具設計可以有多種設計方案,需要對各設計方案進行比較,分析各方案的優缺點,選出最佳設計方案。
(4)與企業工廠生產聯系密切。設計內容與工廠的實際加工生產環境緊密相關,很多設計的題目就是直接來源于企業工廠,生產實習效果的好壞直接影響到課程設計的效果。由此可見,課程設計不能局限于書本的知識,更重要的是與生產實際聯系起來。
(5)需要設計資料比較多,查找難度增大。設計時理論計算和結構繪圖要查找相應教材、設計手冊和圖冊,包括機械制造技術基礎、機床夾具設計、機械制造工藝學課程設計指導書、機械制造技術基礎課程設計指南、機械制造工藝設計簡明手冊、實用金屬切削加工簡明實用手冊、機械零件設計手冊、機床專用夾具圖冊等資料。在這門課程設計之前學生接觸設計手冊和圖冊比較少。
二、機械制造技術基礎課程設計現存的主要問題和弊端
1.設計目的不夠明確,對課程設計重要性認識不足
學生對課程設計的目的和重要性普遍認識不夠,一些學生沒有認識到這是一次理論聯系實際和鍛煉實踐能力的好機會。課程設計期間大多數學生不能將學過的理論知識和設計內容有機聯系起來,對有些問題不能主動去思考和分析。受傳統教學思想的影響,將此次課程設計與一些基礎課程設計同樣對待,認為可以對照設計指導書設計步驟和相關圖冊就可以完成,設計的自主性不強,造成設計效果不理想,不利于學生實踐能力的培養。
2.學生綜合運用理論知識和信息資料的能力較弱
學生不會從設計題目和任務中發現主要問題,抓住主要矛盾,主要表現在對學過的知識掌握不夠扎實,不能和設計內容結合起來,在設計開始階段無從下手,等待和依靠指導教師來指導。學生缺乏參閱文獻資料中有用內容為設計提供所用的思路和方法,導致了對設計內容、要達到的目標不清晰,設計思路混亂,創造性體現不出來。
3.學生表達設計意圖的能力普遍較差
大部分學生對設計計算說明書的撰寫極不規范,如對設計思路、原理、方法的闡述條理不清,不能對現已取得的相關結論、成績及存在的問題作出必要的闡述,目錄和內容對不上,缺少參考文獻等。部分同學在答辯中不能在規定的自述時間內恰到好處地介紹自己的設計內容,論述主次不分,不能將解決問題的思路和方法正確表述。夾具設計時,零件裝配關系漏標,零件的制造工藝和裝配工藝差,裝配圖結構繪制不規范,結構設計基本功有待提高。
4.缺乏團隊協作精神
盡管學生們能夠獨立思考,完成設計任務,但還需要集思廣益,吸取別人的正確意見。在實際設計過程中往往出現兩種不良現象。一種現象是部分同學對設計中出現的種種困難容易產生畏難情緒、缺乏自信,不愿刻苦鉆研,最后干脆放棄自己的嘗試,等待抄襲別人的成果。另一種現象多發生在由幾個同學組成的設計小組中,在設計中同學大多各自為政,各行其是,導致同學間的設計進度不一,無法按時為同組同學提供必要的設計參數而浪費許多不必要的時間,或者負責總體的同學包攬了大部分的工作,其他的同學的積極性沒有調動起來,顯得無所事事。
以上一些問題暴露出學生實際動手解決問題的能力差,綜合能力的不足,主要原因是學生長期受到“應試教育”的影響,以對學生灌輸現成的知識為目的,以卷面考試評價學生成績,由此養成學生只會死記硬背、不會舉一反三。學生的思維處于嚴重封閉的狀態,不能隨機應變,獨立地從事設計工作。
三、探討課程設計教學體系的改革發展思路
在機械制造技術基礎課程設計教學環節上,盡量利用課程設計一些優勢,培養學生的創新意識和實踐能力,提高學生的綜合素質。
1.明確課程設計培養目標。轉變課程設計理念
機械制造技術基礎課程設計既是鞏固學生已學過的知識而進行的教學環節,又是學生在完成生產實習之后將生產實踐與理論知識很好結合的一次綜合訓練過程,可以為畢業設計打下良好基礎。機械制造技術基礎課程設計不能被簡單地看成只是教學中的一個過程,要轉變課程設計理念,充分認識到課程設計是培養學生實踐能力、創新精神和綜合素質的最有效途徑,通過課程設計來全面培養并提高其獨立工作能力和主動適應專業工作環境的素質。
2.加強課程設計指導教師隊伍建設
教師能否正確引導學生在設計中發現問題,解決問題,提高學生對課程設計的熱情,這對保證課程設計質量至關重要。建立一支高素質的課程設計指導教師隊伍是提高課程設計質量的關鍵。指導教師在設計過程中處于主導地位,應重視指導老師的培養工作,盡量多安排富有經驗的教師指導設計。另一方面要加快對年輕教師的培養,穩定現有的指導教師隊伍。
3.重視課程設計題目的選擇,豐富課
程設計內容
課程設計題目的選擇是否合理將直接影響到學生完成課程設計的效果,課程設計題目設置既要符合教學要求,內容上要有現代意識和一定的先進性,又要讓課程設計題目具有一定的實用性、可行性,還要嘗試題目的多樣化,擴大課程設計知識范圍。讓學生根據個人能力自主選擇給定的設計題目,教師對學生選擇設計題目的難易程度做到心中有數,整體把握。只有設計題目的多樣化,才可以拓寬知識范圍,同時加強同學們之間、師生之間的多溝通、交流、合作,豐富課程設計內容和設計思路,多方位培養學生互助精神和團隊精神。
4.加強課程設計管理工作,提高設計質量
由于高校招生規模的不斷擴大。學生人數的增加,勢必給課程設計的組織管理工作帶來了一定困難,需要建立和完善課程設計管理制度。課程設計教學大綱要進行適當的修改與更新,以適應課程設計內容的變化要求。制訂嚴格課程設計紀律,強調遵守課程設計紀律的重要性,加強課程設計的過程管理工作。
5.強調學生在課程設計中的主體地位
在課程設計開始前,首先就要讓學生們明確自己是這個實踐活動的主體,從領會題目、查閱資料、確定實現方法到設計、計算乃至設計說明書完成,都要親歷親為,消除學生們的依賴心理,更有助于發揮他們的主動性和創造性,提高他們的實踐能力。這樣一來,在他們今后遇到問題時就會獨立分析、思考解決問題的辦法,這樣也就達到了課程的目的。
指導教師從開始布置設計任務時就要引導學生了解設計目的、設計題目產生的背景、研究意義與應用價值,解決遇到的問題可能需運用哪些知識、技能和方法,發揮學生課程設計主體作用,讓學生自主制定可行的工藝路線和結構設計方案,并能正確評判設計結果。
6.客觀評定課程設計成績
考核是對學生在整個課程設計階段的表現和工作質量的全面評價,也是調動學生實習積極性的一個措施,要嚴格實習考核,確保實習質量。
在過去對某些個體評價成績的方法,比較多地強調過程評價及印象分,無法對某些個體參加課程設計、對問題解決的基本能力進行評價,對學生實際動手能力的提高關注不夠。關注過程、兼顧結果,強調評價項目多元,是課程設計本質的內在要求。從實踐上看,如果課程設計成績評價的具體指標體系或評價要點、評價制度、評價方法不易落實或太繁雜,將達不到課程設計成績評價的目的。通過實踐證明,課程設計成績評價的技術問題可采用將課程設計的目標具體化,把課程的總體目標具體分篇為若干個基本指標,每級基本指標對應具體的成績,總體成績即為各個基本指標所得成績的綜合。各基本指標的設置應能根據具體實際,設計成可觀察、可測量的項目。通過這樣的方法來評分,更能較真實地反映某個個體在課程設計過程中的實際情況,避免錯誤打分和憑印象給分的現象,反映學生課程設計真實成績。
在機械制造技術基礎課程設計的成績評定基本指標包括出勤考核(占20分)、繪制圖紙質量(占30分)、設計說明書(占30分)、答辯表現(占20分)四項。出勤考核能客觀反映學生出勤情況,工作態度,有利于調動學生的積極性。繪制圖紙質量能反映夾具結構設計是否緊湊合理,是否具有創造性,是否符合國家制圖標準。設計說明書能反映零件加工工藝規程制訂是否合理,計算是否準確和詳實,說明書撰寫是否規范等等。課程設計完成后,要進行課程設計的答辯,進一步檢查和總結學生在課程設計過程中對所用有關的理論、概念和方法的理解和應用的情況,進一步掌握學生獨立完成課程設計的程度和能力,根據學生回答教師提出的問題情況,更準確地了解學生對設計的態度、創新意識及獨立完成的能力。
四、發揮課程設計優勢,提高學生綜合素質和能力
1.提高學生資料檢索的能力,學會查找和使用資料
學生選定設計題目后就要準備合適的參考書、手冊和圖冊,在工藝設計過程中借助“機械制造工藝學”、“機械制造工藝設計簡明手冊”、“切削加工簡明實用手冊”和“實用金屬切削手冊”等資料制訂出零件的加工工藝規程,在夾具結構設計過程中借助“機床夾具設計”、“機床專用具圖冊”和“機械制造技術基礎課程設計指南”等資料確定零件加工專用夾具結構方案。通過設計資料的使用,學生可以掌握設計一些數據的查找方法和查找過程,可以培養學生獨立分析和解決問題的能力,進一步熟悉和了解本專業領域相關的科學技術。
2.鍛煉和提高學生動手能力
在課程設計完成過程中,學生在工藝設計時對零件進行工藝分析的基礎上,制訂零件的工藝路線和劃分粗、精加工階段,分析比較零件加工方案后再從中選擇比較合理的加工方案,進行必要的工序尺寸計算,根據粗、精基準選擇原則合理選定各工序的定位基準,選擇機床及夾具和刀具,確定加工余量及工序間尺寸與公差,確定切削用量和時間定額。學生在夾具結構設計時要能夠根據工序卡片規定的定位夾緊方法,正確選擇夾具元件,能正確進行定位誤差和夾緊力計算,合理布置夾緊力作用點、作用方向和正確確立夾緊結構,能夠根據國家制圖標準運用必要的視圖完整地表達出零件專用夾具結構,能正確標注設計尺寸,合理標注技術要求。以上獨立的設計工作對學生實際動手能力的提高意義非常重大,為畢業設計和今后工作奠定了堅實基礎。
摘要: 從工科專業大學生在專業學習(課程教學、課程設計以及畢業設計)中所暴露出的知識割裂等現象,分析了專業技術的理論性、實踐性以及整體性對專業學習的重要性,并據此提出幾條合理性的改進建議,希望借此引起同行注意,以共同建設對工科專業大學生的合理高效的培養措施。
關鍵詞: 知識割裂;工程教育;理論性知識;實踐性知識
0引言
當前中國工科專業大學生在專業知識的學習過程中存在諸多問題,我們在教學過程中將各種現象收集起來加以分析,一是在教學中隨時改進,二是求教于教育專家,也可給同行教師、學生們參考。本文主要是根據作者在進行機制專業本科生的畢業設計和課程設計時收集到的各種現象,進行分析研究,提出改進的建議。
1畢業設計和課程設計中的問題
在指導學生進行畢業設計、課程設計中,我們和學生除了當面指導外。還和學生通過Email和答疑筆記本相互交流。答疑筆記本就是學生每人一本,教師不在場時將問題記下來,而后傳遞老師,老師解疑后在傳給學生。這樣不僅給學生提供一個交流渠道,還記錄下學生的問題和學習過程。
1.1 初級階段在畢業設計的初期階段,常見的問題有,“對課題不了解,不知道如何入手去做;甚至在教師多次講解之后,到了設計第3周,仍有學生提問“課題究竟該如何下手去做?”。在課程設計中沒有這種現象,通常第一天講解后學生就進入工作狀態,當然,這與課程設計有相關指導書有關,學生有可以參照的樣本。
在畢業設計初期,學生大部分不會進行文獻檢索及撰寫綜述,對外文文獻的檢索、翻譯相對更差些。文獻檢索課程學習過了,但并未真正實施一次,大部分同學作法是根據題目中的名詞在圖書館里的電子資源直接檢索,然后下載一些文獻就算完成了。有些題目如設計類題目的檢索詞提取未必合理,出現相關文獻過多、過少甚至沒有等情況,此時學生通常會返回咨詢老師,希望老師給出一個固定程式來逐步完成這個任務。至于綜述的撰寫,當然不要求每位學生都有自己組織、編排文獻的能力,多數是根據教師的提示完成文獻綜述的。
1.2 制定方案階段這部分工作是以前學生上課時未曾進行過的。雖然教師已提出一個初步方案,且要求學生一定有自己的見解。學生此時較為茫然,教師上課時多次強調各種方案是根據課題需求和條件來提出的,如專用機床,首先編制合適的工藝規程,再根據工藝規程提出專用機床的功能設計及結構方案。學生對該問題反應不一,大部分學生在教師指導下可以提出一個以上的方案和完成分析。個別學生一直不能提出有效方案。只有極個別學生提出有創新意義的方案,再去除不合理的部分后,真正有創新性的新方案少之又少。這些學生往往本身就有創新的沖動和激情,并保持整個設計過程中。如一位學生自主提出蘋果套袋機的設想及結構方案,在教師指導下,設計并制作樣機,該生在就業時,理所當然成為企業首選的對象。
1.3 設計階段這一階段學生較為自如,因為進入常規機械設計階段。而常見的齒輪、軸、軸承、連軸器等設計及校驗,均是以前機械設計中講過、做過的,同前所述,課程設計總有樣板參考。但實際上這一部分出錯在于力學模型建立有誤。如學生問“設計特種加工設備其前端面噴嘴受力極小,可忽略不計,那么軸的載荷如何確定?”。其實這里要考慮各移動部件的自重和摩擦力,因為移動部件速度很低,可以忽略各部件的加速度,但運動部件的爬行應考慮。
有一個題目是利用機械振動完成加工過程的,這里振動部件的慣性或轉動慣量需要計算,此時學生需教師專門輔導來建立力學模型。對于各種常見機械零件的強度校核,本身有機械設計和材料力學教材的例題為榜樣程序可遵循,學生處置較為順利。實際上學生需要的是根據部件服役條件建立如同課本的力學習題模型,學生才能較為順利的完成強度計算校核的問題。
設計進程中的另一個問題就是幾何形體的設計和表達。較常見的問題是由機構簡圖不能設計出可承受實際載荷的構件來。在以前的課堂教學中,安排有過此類教學內容,主要是給出實際結構繪制出機構簡圖并分析其載荷分布,這就是機構分析。而由機構功能需求構思機構簡圖,進而設計實用機構,就是機構綜合問題,這并無確定途徑可循,學生對此類問題表現較差。
圖形表達是機械制圖知識的應用,常見問題是無論是否表達的需要,在裝配圖和零件圖均用三視圖,對于裝配圖中剖視、向視等技術手段應用不足。在繪圖過程中,存在大量圖形表達不規范,如螺紋、軸承、銷釘等畫法不合標準,此類問題易指出、修改,只是數量太大,最終圖紙上的此類錯誤仍不能充分改進。
與之形成對比的是課程設計,因為有所參考。通常學生較易完成圖紙設計,而且多人同一題目,學生間相互可以借鑒。近年來,網絡上有不少的課程設計圖紙和說明書,本來可以作為參考資料,卻被個別學生作為抄襲的素材,此問題不在本文討論之列,但其影響惡劣需另撰文討論。
1.4 設計完成階段這一階段,就是學生完善圖紙,修訂設計說明書的環節。對課程設計因有章可循,學生基本無什么新問題。但在畢業設計,因一人一題,且各屆不同,學生的問題最常見是圖紙、論文不規范,圖紙編號、圖號及圖紙上的技術要求細節規范等與產品的制造使用緊密相關信息有誤。學生不了解制造企業的運作過程,不能理解這些技術規范含義。如機械零件設計中的合件要按照裝配圖的形式把各分零件標出序號和列出圖號,以便組織分零件加工。合件圖紙要有零件圖一樣的加工信息,因為合件在焊、鉚后常常還需進一步加工,這些圖紙表達又依據制造方法不同各有變通處理,這對于實踐經驗欠缺的學生,需要特別輔導。對設計說明書的撰寫,就是依據企業對產品或裝備設計計算說明書的要求來制訂規范,要求詳細記錄課題來源、原始條件、方案討論分析、各部分設計計算過程,文檔編寫和圖紙繪制編排,都是在新的計算機技術支持下完成的,這是現代企業管理的要求,這也是現代企業應用計算技術進行管理的要求,這些相關規范,都有現實企業運行需求的背景,這些規范均無執行、理解上的困難,會因為學生作風上的細致和粗疏,或在敬業程度上差異而有相當大的差異。
2上述問題的分析
以上問題原因何在?作者認為,技術本身具有強烈的實踐性和理論性。技術的實踐性要求技術教育的實踐性,而技術的理論性要求知識的完整性。現行教育過程由于成本的限制,使得實踐環節不足,而現行的考試制度又使得理論體系分裂成可考試的知識點,這便于考試而損害了理論體系的掌握。
2.1 技術的實踐性教育技術的實踐性屬于技術處理對象的物理實體性質。如機械工程中的各種機械實體,這就使工科教學特別倚重實驗實習環節,尤其是實驗課程,即使在目前各工科院校受制于成本之時,實驗課程仍然有相當分量的。當然,這種實驗和培養技術工人的操作不一樣。美國工程和訓練技術認證委員會提出工科畢業生必須具備的“設計實驗,完成實驗,處理和分析實驗數據的能力”[1]。國內的情況是很少有院校做到“設計實驗”,其余環節都受到重視,有不同程度的落實。
實踐對工科大學生的重要性,首先表現為是理解技術本質意義的基礎,因為工科學生的專業能力就是要能夠產生新的實體成果,設計的機械裝備能夠造出來,能夠完成預定功能,編制的工藝能夠成為制造合格產品的依據,這當然更是學生就業單位要求學生具備的能力。
復旦大學李永紅認為,“技術的實踐性表現在兩個方面:一方面表現為技術產生于實踐之中。另一方面,技術的實踐性表現為各種狀態的技術只有在人的實踐活動之中才能變為現實的技術,發揮其功能”[2]。作者認為,技術的實踐性還表現為只有通過實踐教學才能真正掌握技術。在校的各種實踐教學環節,遠不足使學生“掌握”技術。只是為以后從事技術工作做好基礎準備,并為技術的理論知識學習做好準備。
當然,技術的創新更是需要有實踐知識為基礎。作者在教學過程中有時會見到一些聰敏學生提出的一些創意。大部分是無本之木,但也有例外。如一學生在打磨相當數量的金相樣件之后,想出砂帶式研磨拋光機,教師告訴他,這個想法很正確。因為已有現有的商業產品。分析他的思路,還是來源于手工重復磨削樣件得到啟示。
2.2 技術的整體性技術整體性主要指綜合性,即各種專業知識的交叉,技術有本身發展的邏輯,并不按某一種人為劃出的范圍去發展。如醫學上用水射流作肝切除手術,可以保留肝中的血管不被切斷;而現代機械加工中不可代替的電火花加工技術,其實是從電器開關壽命研究中開發出來的,技術上各專業交叉綜合,是技術上創新的重要途徑之一。
技術的整體性還在于任何一項技術工作,都需要綜合應用工科教學中的各門知識。設計一套機床夾具,涉及機械制造工程學中的夾具定位原理,切削力計算等,還要涉及理論力學,材料力學,工程材料等多門課程,甚至一些先進夾具還會涉及數控技術,傳感器技術,這些相關知識都是分散到各門課程中教授的,而考試題目的設計是以“知識點”為單位來設計的。這對學生造成錯誤引導,即將各門課程內部有較嚴密邏輯關系的知識體系斷裂成為“應試碎片”,正如重慶大學王晨續所說“在長久的應試教育下成長起來的理工類大學生,也在考試的壓力下學會了各種應付的方法,思維的經濟性原則讓忙于應試的學生在重壓下投機取巧,并導致學生心理上某種程度的扭曲,妨礙了創新心理的健康成長。” [3]。而現在學生們從應試能獲得的成就感是他們人生經歷中最重要體驗。又在社會、教師、父母、同學的相互鼓勵下,認定“考上XX,就是一切”,更加劇了學生不是從知識的掌握而是從應試角度來學習。現行教學環節中已有為數不少的課程設計和畢業設計是對學生進行綜合性教育的重要環節。但學生們“不考試,不重視”,效果有限,一些高職院校強調“項目教學法”,是培養綜合能力途徑,但不太適合本科段教學,因為項目教學法容易造成理論知識缺乏系統性。
2.3 技術的理論性沒有理論基礎的技術只是技藝,是經驗總結,這是技術發展過程中初期階段。現在新技術活動中,仍有大量的“經驗”有待深化為理論。只有經驗,技術成果有限。我國兩千多年前越王勾踐的劍就有現代化熱處理硫化的效果。但這不能指導我國冶金工業在春秋戰國有如同現代一樣的發展。現行工科教育從開始就有數學、物理、理論力學、材料力學等基礎理論課程,這為學生以后發展打下基礎。從前述學生的表現看,不是學生不理解這些理論,而是綜合運用這些理論知識的教學環節不被重視。如學生對于力學模型建立通常困難,原因之一就是力學習題和考題中多是將模型建好學生來計算而已。這現象一是因為理論知識掌握還不夠深入,二是學生綜合練習環節少。作者在專業課教學過程中,不強調課本習題的求解,而是布置“創新大作業”。如“機械制造裝備設計”和“機械制造工程學”課程中輔導學生實際完成一個工藝裝備設計或其它裝備設計。這其實就是在課程設計和畢業設計之外,再增加一次綜合教育環節。當然,實際效果是只有為數不多的學生有創新能力或綜合應用各門知識的能力。這些作業還可以鍛煉學生多人合作、設計制圖、寫作等能力。這需另外分析討論。
中國工程院院長徐匡迪認為,工程決不是單一學科的理論和知識的應用,而是一項復雜的綜合實踐過程,它具有巨大的包容性和與時俱進的創新性特點。相應的教育環節也應放在“綜合,實踐,創新”之上[4]。
3改進的途徑
3.1 對于目前技術教育的改進首先在技術以外入手上文引用徐匡迪關于工程師要有哲學思維的論述,那么培養工程師的教師首先要有哲學思維,將要成為工程師的學生需要有哲學思維鍛煉的機會,這當然不是增加哲學課時,而是要求教師在各個教學環節中帶有哲學思維的引導,要求教師有哲學思維的水平,推動學生哲學思維的能力。
3.2 改善實踐環節教學內容實踐環節耗費大量成本,不能根據需求來增加,可行的途徑是改善現有實踐環節。如現有實驗課在預習及實驗報告撰寫上還有教育資源挖掘潛力。作者較看好的就是現行課程設計及畢業設計是兩個可充分發揮綜合、實踐性及鼓勵部分學生創新的環節。畢業設計題目設計及教師指導環節,還大有改進必要。尤其是畢業設計指導環節,是大學教育過程中難得的師生面對面交流的環節,各校對此都有詳細規范程式,根據作者經驗,實際執行的效果和教師個人水平有很大關系。
在校舉辦的各類挑戰杯大賽,創新大賽是對學社國內工程技術教育極好的形式。限于指導教師的數量和物質條件,只能是部分學生受益。
3.3 考核辦法的改進這對學生是最有效的引導,作者在對課程中對創新大作業給予30%的分數后,學生全部完成自選的相應的作業內容,雖然水平有較大差異。考題設計中增加一些綜合題目,也有一定推動作用。
最終是達到學生能對技術的綜合性、實踐性有所掌握,并具有初步的創新能力。
參考文獻:
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關鍵詞:工作過程;數控加工工藝;教學改革
中圖分類號:G712 文獻標識碼:A 文章編號:1672-5727(2015)06-0057-04
基于工作過程的教學方法是一種能較好地適應職業教育與培訓的教學方式。不來梅大學技術與教育研究所勞耐爾(Rauner)教授認為“一個職業所以能夠成為一個職業,是因為它具有特殊的工作過程,即在工作方式、內容、方法、組織以及工具的歷史方面有它自身的獨到之處”,把工作過程定義為“在企業里為完成一件工作任務,并獲得工作成果,而進行的完整的工作程序”,該過程“是一個綜合的、時刻處于運動狀態但結構相對固定的系統。”
基于工作過程是教學方式由理論推導的學科教學方法向情境式教學適應職業教學方法的轉變,目的是避開高職學生理論推導能力不足的弱點,通過情境教學的刺激,激發學生學習興趣。數控加工工藝是指使用數控機床加工零件所采用的各種加工方案和工藝手段,它是伴隨著數控機床的產生、發展而逐步完善起來的一種應用技術,是人們進行大量數控加工實踐的經驗總結,數控加工工藝技術具有綜合性、系統性的特點,是高職數控技術專業學生核心知識與技能,也是高職數控技術專業學生未來崗位必備核心能力。培養學生機械零件制造工藝能力是本門課的主要任務。
根據職業教育的特點,很多高職院校都在進行基于工作過程的項目教學工作,在取得一定進展的同時也存在很多問題,如理論準備不足,項目積累不夠充分,教學平臺不能體現生產情況,沒有基于工作過程的整套項目教學教材,教師團隊不適應項目教學,企業教師對教學理解不夠而學校教師又沒有深刻的企業體驗,學生因很少進入項目工作與學習的環境而難于完成有難度的數控工藝項目等。
我院數控技術專業根據自身所處地區現代制造企業情況,對“數控加工工藝”課程進行基于工作過程的項目教學建設,并開始工作過程情境教學設計與教學實踐。我院在整合教師、實驗室、企業資源的基礎上,通過構建基于工作過程情境的教學平臺,建設模擬企業數控工藝員工作的學習情境,應用典型企業項目牽引教學并輔之以綜合考評方法,經過幾年實踐取得了一定成效,積累了一些經驗。
一、構建基于工作過程情境的教學平臺
由于職業教育與普通教育教學過程和方法區別較大,且高職院校原有教學設施大多是按照注重理論教學設計的,故按照職業教育的特點建設職業教育教學平臺十分重要。特別是專業課程,教學平臺應能反映學生未來就業崗位企業工作過程。“數控加工工藝”課程主要培養數控技術專業學生現代機械制造工藝技術能力,能完成企業基層工藝員所承擔的工藝規程與工裝設計任務,初步解決生產中的工藝問題的能力,要為這一目標實現構建基工作過程的情境教學平臺。
(一)構建基于工作過程課程的教學環境
“數控加工工藝”課程基于工作過程的教學設計,是以企業典型工藝項目為牽引展開,學生在教師指導下完成若干項目,在實踐中學會完成工作任務。學習情境設計應能充分體現企業工藝設計過程,教學環境應能體現相關要求。根據對企業深入調查,構建模擬企業工藝室(廠或車間)的環境,在學校建設“教學做”一體化工作室。工作室主要資源包括:典型零件的工藝規程樣本、樣件,典型零件夾具樣本、實物,典型零件加工錄像,各種工藝資料手冊,國內外相關標準,機床手冊和樣本,企業的各種規章制度,以及模擬工廠或車間。這些資源能夠使學生更加便利地接觸到所需的工藝資源與信息,從而更好地融入工藝工作的氛圍與情境中。
(二)引入企業工藝師作為兼職教師
設計零件的數控加工工藝,必須以經驗豐富的工藝師作為支撐,如果學校沒有具備企業經驗的工藝師作為教學指導,則很難體現工藝設計工作過程。特別是由于行業不同,制造工藝不同,企業氛圍亦有所不同,應按學生就業崗位要求,引進熟悉行業工藝的工藝師作為兼職教師,才能形成企業氛圍。
在教學過程中,根據企業工藝師特點開辟專門特色工藝單元,介紹工藝的開發與實驗情況,使學生知道新工藝的產生與不斷革新的重要性,提升學生學習工藝知識與技能的自豪感。自覺鉆研工藝,為在工作崗位施展才能打好基礎。
企業工藝師兼職教師可以帶來最新的行業工藝技術,在教學中融入企業的思維方式、市場對技術的要求、最新的工藝案例,能夠使學生日后更容易融入社會。專任教師應發揮自己對教學環境熟悉的優勢,與企業教師優勢互補,完成教學任務。實踐證明,只有充分協調好專任教師與兼職教師的教學安排,才能形成優良的教學情境,對學生也最為有利。
(三)建設“數控加工工藝”網上資源
目前,計算機作為學習終端已經普及,在教學過程中及時提供網上資源十分必要,在建設“數控加工工藝”學校精品課的基礎上,我院同步建設了網上資源,將教學視頻、企業制造過程視頻、工藝文件樣本等資源上傳至網絡,在工作室“教學做”時,學生隨時可以取得相關資源,使得教學過程更加通暢。
二、構建模擬企業數控工藝員工作的學習情境
構建模擬企業數控工藝員工作環境,模擬行動領域數控工藝員工作過程,在教師的示范和指導下,學生邊學邊做,構建出便于學生學習的學習情境。
(一)梳理工藝員工作過程,使學生進入崗位角色
根據涂爾干(E Durkheim)的社會學功能理論,教育的目的“在于使年輕一代系統性的社會化”,“使出生時不適應社會生活的個體成為嶄新的社會的我”。依據上述理論和工作過程的教學方法理念,基于工作過程的教學方法實際上是為學生進入專業角色(社會)的一種實踐和模擬。學習情境是學生掌握工作過程知識與能力的便捷方式。
通過梳理工藝員工作過程、選擇典型工作任務、將典型工作任務轉化為學習領域、設計學習情境,使工藝員工作過程展現在學習領域,學生在角色扮演中逐步掌握工藝員的工作能力。
(二)建構基于工作過程便于認知的學習情境
以瑞士教育學家皮亞杰(J Piaget)為代表的建構主義認為,知識不是通過教師傳授得到的,而是學習者在一定的情境即社會文化背景下,借助他人(包括教師和學習伙伴)幫助,利用必要的學習資料通過意義構建的方式而獲得。建構基于工作過程學習情境,應按照工藝工作過程內容對課堂教學內容進行序化,將學習領域細化成學習情境進行教學。
建構學習情境必須根據學生認知規律展開,先使學生熟悉教學情境的邏輯關系,認識基本工作工具;再從簡單零件工藝設計開始,逐步過渡到中等難度的零件,到特殊零件工藝設計。在教學過程中,應建立學生學習小組,以便于構成協作情境。這不僅有利于學生間相互協作、會話和意義建構,攻克認知難點,而且可形成良好的學習氛圍,使學習更具現場感。
(三)建立“現代師徒制”教學方法
教師與學生的角色是基于工作過程教學的關鍵,傳統師徒培養方式是從實踐中學習知識與技能,解決了傳統手工業技術的傳承問題。現代大工業技術復雜,知識與技能領域廣,按傳統師徒培養方式效率不能保證。要更好地利用學校形式,發揮現代師徒教學方式優點,基于工作過程教學方法為此提供可能。
教師在基于工作過程教學中承擔師傅的角色,學生角色為徒弟,在模擬的學習情境中,完成知識與技能提升,這樣學生更容易掌握教學內容、提升能力,而且便于師生間、學生間的溝通,使學生在學習時更有情境感和成就感。
三、典型企業項目牽引的教學實施
實際生產中機械零件非常多,必須選出典型類型零件。我們主要以縫紉機零件為主,提供給學生整臺機械各類零件制造工藝,使每個學生受到各類常見典型零件工藝的訓練,在教學過程中我們主要做了以下工作。
(一)梳理典型機械零件工藝過程,建立典型項目庫
根據機械零件的特點,采用成組技術的原理,將機械零件分為軸類零件、盤類零件、箱體類零件、齒輪類零件、叉架類零件和型腔殼體類零件等典型零件類型。將每種類型的零件工藝方案進行典型化,并根據工件的難易程度建設項目庫。
到企業收集相關的典型零件工藝規程,逐漸豐富典型零件工藝項目資源,建立各種技術文件檔案,方便學生查找。將學生畢業設計優秀作品等作為資料儲存起來,作為學生學習的樣本。企業的零件工藝規程可以使學生感受真實的企業工作情境,使學生工作更認真。
(二)編寫典型零件工藝教材
典型零件工藝的教材是十分必要的。為了能夠編寫更加符合企業實際的教材,我們深入企業解析工藝流程,測繪工藝裝備。將企業工藝流程拍攝成錄像,把企業典型零件工藝整理成教材內容,并按工作過程和教學情境序化成教學單元。
在教材編寫中,按照成組技術的原理,即按零件類型設置工藝項目,在項目中穿插相關知識點,使學生舉一反三,融會貫通,更加深入全面地掌握工藝知識與能力。我院首先編寫校本教材,并在幾年教學修改的基礎上出版,為展開基于工作過程教學提供了教學資源。
(三)建立模擬企業工藝設計流程的組織
為真實地反映企業工作情境,課程教學之初,在教學班成立工廠化的工藝技術組織,即成立工藝研究所。該研究所下設數個工藝小組,每個小組由4~5名學生組成,并任命一個組長(相當于工廠車間工藝組)。任命課代表為所長助理,教師與兼職工藝師為所長或副所長。
每個工藝小組負責不同零件類型的車間,全班共同完成一個產品的各類工藝規程,班級學生共同協作,形成團隊,完成整個產品的工藝規程及部分夾具設計,遇到問題共同協商。為使學生得到較全面的鍛煉,學生在下一個產品中每組學生的零件類型加以輪換,以完成不同類型零件工藝能力的培養。
(四)以企業典型項目牽引,學生學中做、做中學
零件工藝規程和夾具設計是本課主要教學項目,對于沒有長期工廠工作經驗的學生來說是十分棘手的問題。采用“我做、你看,你做、我看;我再做,你再看;你再做,我再看”的學中做、做中學的方式,逐步提升學生的工藝能力及工藝感覺,使其逐步進入角色。
課程之初給每個工藝小組若干個企業項目為任務,要求學生在課程中完成工藝規程和部分夾具,并以這些項目作為牽引進行教學,使學生帶著任務和問題學習,在課程教學中逐步解決。在以企業典型項目牽引過程中,把學生帶到企業參觀生產線,熟悉企業設備和工藝裝備十分必要,這時企業兼職教師顯得更為重要。校中廠無疑是最好的教學場所,條件具備的可以將部分學生的工藝規程(包括數控程序)在廠中實現。我校開展“卓越技師”培養工程,對優秀學生重點培養。數控技術專業將機械零件工藝規程與夾具實現作為其中一部分。經過兩屆學生的實踐,效果較好,形成了部分實用作品,經過該項培養的畢業生在工作中工藝能力也受到了好評。
四、以項目為基礎的考評方法
以往以考試為主的考評體系很難適應基于工作過程的教學,建立以項目為基礎,過程和考試相結合的考評體系。將學生學習過程取得的成果計入學生課程總成績,注重學習過程評價,使學生更注重平時學習、注重細節,學生之間配合更主動,培養了學生團隊精神。
學生期末做完項目,組織項目答辯會,請部分優秀學生和企業工藝師組成答辯小組,對各組成果進行答辯,學生在答辯會上可以充分展示自己的成果,以培養學生自信心。通過答辯學生也可以提高項目表達能力、項目分析能力。
考試作為評價的一部分不可或缺,通過考試可以評價學生基礎知識掌握情況,也可以促進部分學生全面掌握工藝知識。這樣的評價方式,促使學生明確學習目的,學習主動性有所提高。2010、2011、2012級學生幾乎沒有曠課現象,聽課效果也明顯提高,數控加工工藝課程通過率達96%以上,學生數控工藝規程與夾具設計能力明顯提升,畢業設計指導量明顯減少,學生設計的工藝規程質量較高。通過基于工作過程的課程教改與實踐,學生對教學內容和教學方法比較認可,避免了過去由于學生沒有實踐經驗對教師授課不知所云的情況,教學過程更活潑生動。基于工作過程的教學方法,可以把以往的學習難點分散到過程當中,學生更容易掌握。
基于工作過程的教學方法提升了學生工藝設計能力,使學生對相關工藝知識的認識更加深刻。課程學習培養了學生的嚴謹工作作風,使其熟悉了未來工作崗位的工作情況,提高了職業認知度。
教學改革是一項復雜的系統工程,需要完成的工作很多,尤其在培養學生的創新能力和實踐能力方面仍需教師不斷嘗試探索。高職“數控加工工藝”課程教學應進一步提升學做一體教學平臺層次,構建企業真實環境的綜合工作室,使學生更好地體會企業工作過程,做到與企業崗位無縫連接,真正培養出適應社會發展的高素質的技術技能型人才。
參考文獻:
[1]馬明娟.基于工作過程的理實一體化教學探索[J].職業教育研究,2014(2):99-101.
關鍵詞 卓越計劃;專業生產實習;自主學習;教學改革
中圖分類號:G642.44 文獻標識碼:A 文章編號:1671-489X(2012)03-0016-03
Teaching Reform and Practice of Professional Production-practice based on “Outstanding Engineers” as Goal of Training//Zhang Lihua1, Wang Qi1, Fang Xifeng2, Xu Jiangmin2
Abstract The paper is about the tentative application of “Outstanding Program” by means of studying and probing into traditional production-practice teaching model, making comprehensive and bold innovation and exploration on selection and construction of practice base, teaching methods and teaching models, and finally establishing a new model of professional production-practice, including project-based practice, students’ self-studying and self-management, teachers’ guidance and supervision as well as creating harmonious teaching and practicing environment. The teaching experiment proves this professional production-practice model has advantages of high quality and good result, is of great significance in facilitating reform and innovation of national engineering education and comprehensively improving quality of engineering education talent training, and is in accordance with development tendency of national talent training reform.
Key words outstanding program; professional production-practice; self-studying; teaching reform
Author’s address
1 Jiangsu University of Science and Technology (Zhangjiagang), Mechatronics and Automobile
Engineering Institute, Zhangjiagang, Jiangsu, China 215600
2 Jiangsu University of Science and Technology, Mechanical Engineering Institute, Zhenjiang,
Jiangsu, China 212003
“卓越工程師教育培養計劃”(以下簡稱“卓越計劃”)是貫徹落實《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010-2020年)》和《國家中長期人才發展規劃綱要(2010-2020年)》的重大教育計劃,旨在培養造就一大批面向社會需求、創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量各類型工程技術人才,為國家走新型工業化發展道路,建設創新型國家和人才強國戰略服務。改革和創新工程教育人才培養模式,組織實施高校卓越工程師教育培養計劃和企業卓越工程師教育培養計劃,創立高校與行業企業聯合培養人才的新機制;推動教育教學改革,調整人才培養結構,提高人才培養質量,加快我國向工程教育強國邁進[1]。
專業生產實習作為大學生本科教學實踐環節的一個重要組成部分。隨著人才模式培養逐漸多樣化,辦學重點向特色化方向發展,傳統的生產實習模式已不再適應當前國家提出的“卓越計劃”的培養目標要求。因此,江蘇科技大學按照高素質創新型工程技術人才培養目標的要求,以能力培養為導向,對機械制造與機械電子工程等專業的生產實習基地建設、實習內容、實習管理等教學模式進行全面改革與實踐,其既適應培養高素質應用型科技人才的需求,也兼顧學生就業方向,實現大學生就業“零適應期”的培養目標計劃。
1 專業生產實習的現狀與趨勢分析
教育部原副部長周遠清同志強調指出:“實踐教學比理論教學更重要,而它目前卻是一個薄弱環節。”周遠清同志的講話將實踐教學提到應有的高度,階段性專業生產實習作為實踐教學最重要的組成部分,高等學校應該予以充分重視。生產實習是工科教學計劃中的一個重要組成部分,它貫徹教育與生產勞動緊密結合的方針,使學生運用所學知識與生產實際相結合,以獲得生產技術和管理知識,是培養學生動手能力和獨立工作能力的有效措施。生產實習的目的是全面提高學生認識和解決工程實踐問題的能力,培養學生在生產實踐活動中的創造性思維和創新意識。
傳統的專業生產實習是去企業實地考察或實習一段時間,即安排一個分廠或車間的幾個工段進行一些膚淺認識和了解。但目前由于市場經濟體制和學生就業去向多元化趨勢的嚴重影響,傳統的實習模式和實習效果受到巨大的沖擊。如何對其進行改革,使其適應新形勢的發展,以利于人才的培養,這是緊迫且艱巨任務。目前專業生產實習教學中存在的主要問題表現在:1)招生量大,導致大規模團隊學生生產實習的嚴重弊端;2)企業接收學生實習的積極性下降;3)學生的實習熱情缺乏;4)學校經費比較緊張。集中實習的最大優點是便于管理,但其最大弊端是強調共性,限制了個性發展,使學生處于被動學習的地位,從而限制學生通過專業實習提高自己某一專業方向的學習熱情或激情[2-6]。
2 專業生產實習教學模式的研究與實踐
針對“卓越計劃”的3個顯著特點,有計劃、有步驟地進行生產實習的教學計劃改革是大勢所趨,也是全面提升學生工程實踐能力、創新能力和國際競爭力的要求。根據機械制造與機械電子工程專業的特點,江蘇科技大學在以往專業生產實習經驗的基礎上,提出專業生產實習改革與實施的整體框架,具體如圖1所示。
2.1 實習基地的選擇
實習基地的選擇直接關系到學生專業生產實習的質量,同時也是搞好生產實習的前提。考慮到學校機電、機制專業的要求,期望被實習企業應具有一定的規模和經濟實力,企業產品具有特色,且企業效益好,設備先進,開工效率高,工程技術人員及企業工人素質高,企業管理規范,且富有成效。為此,選擇河柴重工,并與其簽訂卓越計劃實習基地協議書,務實進行深度校企合作,改變以往單憑學校來培養后備人才的模式,讓企業深度參與學校整個培養過程。該企業具有從零部件生產到整個柴油機裝配的全套加工工藝與設備,工作任務飽滿,產品相對穩定。穩定的實習基地有三大好處:一是可以編寫針對性較強的實習教材,便于學生預習和深入掌握實習的內容;二是可以轉變學生擇業、就業觀念,促進學生從專業知識向專業技能、從學生身份向員工身份的轉化,最終實現大學生就業“零適應期”的培養目標;三是促使學生逐步樹立責任意識、企業意識、團隊意識、競爭意識、效率和效益意識,努力提高學生的實際動手能力、崗位適應能力、資源運用能力和協同工作能力等。
2.2 實習前的準備工作
在生產實習前,指導教師應在多年生產實踐的基礎上,結合企業生產實際、專業知識及生產實習教學要求,編寫一份完整的專業生產實綱或指導書。首先讓學生預習實綱,了解生產實習的計劃、內容和要求;其次在專業生產實習前,聘請柴油機方面的專業教師就該企業產品柴油機的構成、零部件加工工藝與柴油機裝配方面的知識進行詳細的講解,根據學生情況安排6~8學時,讓學生充分了解該企業的產品,做到有目的、有目標的自主實習,甚至還可以通過播放該企業的宣傳片或PPT文檔,讓學生充分了解該企業的文化以及從制造、檢測到銷售及售后服務等完整的生產過程。
2.3 生產現場實習
在專業生產實習過程中,首先擬定一些可能出現的難題,以培養學生分析問題與解決問題的能力。其次是按照“卓越計劃”培養目標的要求,將學生按照企業的主導產品柴油機的主要零部件,如連桿、曲軸、凸輪軸、箱體、缸蓋等不同特征零部件的生產制造過程進行分組,實現項目化分組實習,要求每組學生根據當天的實習對象,完成“十個一”工程中的一個或幾個:1)記錄一份該零件的加工工藝過程;2)完成一份工序卡片,分析工步及切削用量選擇方法和確定原則;3)至少草繪一張工序圖,分析各種基準及定位測量關系;4)草繪一套夾具圖,分析各元件的作用;5)記錄一臺機床型號,分析主參數、結構及工作原理;6)觀察一種量具,掌握測量方法,分析測量誤差;7)觀察一種刀具結構及幾何角度,分析切削機理;8)分析數控機床的控制方式,解釋或編制一段數控程序;9)繪制一份機床或生產線的液壓系統或電氣原理圖;10)研究一種材料,進行材料性能及熱處理工藝特征描述。
在實習過程中,注重培養學生實習的自主性和自我管理意識,對學生采取積極引導和督查,同時鼓勵學生多向企業工程技術人員及現場操作或管理人員虛心請教。必要時,在工休時,由小組按議題進行討論,企業導師進行現場講解和解答,為學生創造一個和諧的生產實習環境。每天實習結束時,帶隊指導教師和企業導師再對學生的實習記錄進行現場檢查、評閱和考核。專業生產實習結束前最后階段,通過對柴油機裝配生產線以及試車和檢驗的參觀實習后,要求學生結合生產實際對整個柴油機的構形進行建模,以進一步鞏固所實習的知識,完成柴油機的總裝配圖,具體示例如圖2所示。
2.4 外廠參觀及觀摩
重點在1~2個企業或工廠實習,同時利用剩余的時間適時安排參觀其他一些特色的企業或工廠,如中信重工、洛陽一拖、大陽摩托等具有特色的機械制造企業。這樣既可加大生產實習的信息量,拓寬學生的知識面,又可提高學生的興趣。在這一過程中不但增強學生的工程實踐能力,同時學生的溝通與配合能力也得到鍛煉和提高,真正做到將素質教育滲透到專業教育之中。
2.5 技術專題講座與討論
結合工廠實際,聘請有實際經驗、不同背景的工程技術人員,講解機電一體化設備的工作原理等相關技術問題和行業發展狀況等,專題講座安排2~3場。同時也可以采用基于案例的討論式學習方式和“三位一體”交流模式,組織指導教師、企業專家和學生進行面對面的交流與溝通,并形成書面材料向學院匯報。
2.6 實結與考核
與“卓越工程”培養目標相適應,注重技能培養,優化考核模式,對生產實習全過程進行全面總結。生產實習結束后,要求學生按照專業實綱要求,撰寫
5 000字左右的實習報告。生產實習考核是生產現場實習表現、實習報告的評閱、口試(答辯)三方面的綜合評定。企業和學校指導教師根據學生在實習過程中的綜合表現(思想表現、實習態度、團結互助、勞動觀點以及遵守紀律等)、實際操作能力及實習報告,按五級評分制綜合評定出學生的最終實習成績。
3 總結
綜觀學生的實習感言和后續的學習效果,他們增強了動手能力,在2010年第五屆全國大學生“飛思卡爾”智能車比賽中獲得華東區一等獎、全國二等獎,2011年第六屆全國大學生“飛思卡爾”智能車比賽中獲得華東區2個二等獎、1個三等獎,在2010年第三屆江蘇省機械設計創新大賽中獲得1個二等獎,在2011年首屆“德西杯”江蘇省大學生工程訓練中獲得1個三等獎,第一屆華東區大學生CAD比賽獲得3個一等獎、1個二等獎、3個三等獎和優秀組織獎;先后有20多名學生的畢業設計被學校評為優秀畢業設計,并先后有3批學生的畢業設計被推薦為“省級優秀畢業設計”的候選作品。一系列的教學實踐,證實本文提出的“精心準備、校企全面合作、項目化實習、學生自主學習與自我管理、教師引導與督查、創造和諧的教育實習環境”等一系列教學新模式對提高學生的動手能力、提高實習質量和增強責任意識有很大的幫助。尤其是有目標的項目化分組實習,既發揮了學生各自的優勢,也鍛煉了學生與他人合作、組織協調以及溝通的能力。
這種階段性生產實習,一是可以增進企業文化培訓;二是可以讓學生了解機械產品從制造到檢測的整個生產過程;三是可以了解產品生產工藝、車間作業及管理知識;四是了解并掌握產品質量管理及控制、產品試驗方面的內容;五是了解并掌握產品開發和制造加工等領域工作要點。總之,大力促進學生從專業知識向專業技能、從學生身份向員工身份的轉化,最終實現大學生就業“零適應期”的培養目標。
參考文獻
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關鍵詞:應用型人才;互換性;教學改革;實踐能力
培養高層次的技術應用型人才、創新型人才是目前我校人才培養的主要模式,也是本課程教學改革的指導思想,《互換性原理與測量》是機械類、機電類、儀器儀表類、材料成型等專業必修的一門實踐性很強的專業技術基礎課。其主要任務是使學生掌握公差與配合相關基本理論、了解標準化的生產思想、掌握精度測量的基本方法;能夠看懂圖紙中技術要求并對給定的零件進行精度設計。本課程的知識與貫穿于機械產品的設計、生產、使用、維修整個生命周期,是學生學習后繼專業課程的基礎,是聯系設計類課程和工藝類課程的紐帶,更是學生畢業后從事專業技術工作的基礎。我校圍繞應用型人才培養這一目標對該課程進行了一系列教學改革。
1傳統教學中存在的問題
互換性原理與測量作為機械專業的一門專業技術基礎課,該課程開設在大一下學期,學習本課程之前學生只學過《機械制圖》《機械工程材料》兩門專業課,因此學生專業知識薄弱,對機械專業術語接觸相對較少,對教材中提到的很多概念、術語似懂非懂立理解不夠深刻;另外,該課程符號多,概念多,傳統填鴨式教學模式下,學生學習興趣不高,積極主動性及自主學習能力較差,導致學生對知識的掌握不夠牢固。在教學內容上,傳統教學重點講解基本理論知識包括尺寸的公差、幾何公差、粗糙度、尺寸鏈等內容,對于具體零件的精度設計及檢測往往講的很少甚至不講,這將導致學生在后期的機械設計課程設計、機床夾具課程設計、畢業設計中零件精度設計時對互換性原理與測量知識的運用能力明顯較弱,甚至無法將所學知識進行熟練運用。本課程總學時一般為32學時,實驗教學環節僅有4學時,設置尺寸的測量、幾何公差及粗糙度檢測兩個實驗環節,由于學時有限,學生對實驗器材的結構原理,操作方法,數據處理等都不夠熟悉,實驗課上學生就像走馬觀花,看實驗老師演示完后自己對實驗儀器、操作方法、理論與實驗的聯系仍然糊里糊涂,對實驗的內容稍作修改,讓學生自己完成都很困難。因此學生的實踐動手能力不夠,難以適應以后的工作需求。傳統的對課程的考核往往采取期末考試定成績的方式,這種方式下考試內容多重理論輕應用,學生為了取得高分通常是死記硬背,忽略了對知識的應用。且因考試設置在期末,對于試卷中反饋的問題教師往往也不能及時對學生進行輔導及糾正。可見這種考核模式不利于應用型人才的培養。上述教學中存在的問題明顯不符合我校應用型人才培養模式,因此如何提高學生對知識的運用能力、提高學生的實踐動手能力、提高學生的學習興趣是本次教學改革的重點。
2教學改革的措施
針對以上問題,我院從教學內容、教學手段、教學評價體系等多方面入手積極進行教學改革,探索出了一套適合我校學生的教學模式。
2.1教學內容以工作需求為導向
為適應人才培養目標,提高學生對知識的運用能力,在教學內容設計上充分考慮學生以后工作需要精選教學內容,將其劃分為三個模塊:模塊一:基本理論知識,包括尺寸的公差及檢測、幾何公差與檢測、表面粗糙度及其檢測。模塊二:典型零件精度設計與精度檢測,內容包括齒輪、螺紋、軸承、鍵連接等零件的精度設計方法與精度檢測方法。模塊三:機械零件測繪與精度設計綜合實訓,該環節需學生綜合運用所學機械制圖及互換性原理與測量的知識對給定零件進行測繪及精度設計。在學時分配上,模塊一:16學時,模塊二:8學時,模塊三:8學時。實驗環節不再占據理論課時,實行開發性實驗管理。通過教學內容的調整,有效改善了學生對知識理解不深刻,對知識運用能力差的問題。
2.2產品零件進課堂,理論實踐一體化教學
針對上述提到的學生對教材中的概念術語似懂非懂的問題,我校在教學改革中充分利用現有教具模型、并從工廠搜集一些機械零件,包括齒輪,軸承,軸,箱體,端蓋,螺紋,減速器,齒輪油泵等,上課時將零件帶到課堂,并在講解理論過程中及時與這些實物結合進行舉例,將理論與實踐有效結合,提高學生學習興趣的同時加深學生對知識的理解程度。例如,講解“孔和軸”的概念時,先給出基本概念并作出解釋,后可以將軸承、齒輪、帶輪等模型讓學生觀察,將“孔”的概念與軸承內圈、齒輪孔、帶輪孔、鍵槽等實物結合起來,將“軸”的概念與軸承外圈、傳動軸、鍵等實物結合起來。這樣使得概念不再空洞,難以理解。學生既掌握了基本知識,又對典型的零件結構多了一份認識,很好地解決了學生對知識理解不深刻的問題。
2.3強調學生的主體地位,充分調動學生的學習積極性
在課堂上只有讓學生的思想充分活躍起來,才能最大限度地發揮學生的主觀能動性。針對不同的教學模塊采取不同教學方法,包括啟發式教學,任務驅動式教學、案例式教學、小組討論方式教學。例如,講解尺寸公差的選用,幾何公差的選用,粗糙度的選用等章節時可采取小組討論式教學方式。教師先給學生介紹選用公差的基本原則,并舉例說明,之后可將學生進行分組,每個小組分一個零件,讓同學針對具體零件進行討論,要求明確零件的結構、工作原理、材料等常識,后討論如何選用尺寸公差、幾何公差及粗糙度。并規定每一小組推薦一名代表對討論結果進行闡述。最后由老師點評、總結。在這個過程中,學生真正參與了,對理論知識的理解及運用都是一個很好的提升。
2.4建立開放式教學體系,讓學生在學中做、做中學
為提高學生實踐動手能力,我校對公差與測量實驗室進行了充分的開發利用,并實現開放式管理,開發了十幾項開放性實驗,實驗清單中既包括孔的尺寸測量、軸的尺寸測量、各種幾何公差的測量,表面粗糙度的測量等基本的測量項目,也包括綜合性測量項目,對于給定的零件按照圖紙要求檢測其尺寸、幾何公差、粗糙度,并作出合格性判斷。實驗清單中的所有項目與理論課緊密結合,例如,理論課講完尺寸公差與檢測,學生課后可到實驗室學習該部分相關的實驗項目,在理論課講到典型零件的精度設計及精度測量時,學生課后可到實驗室學習綜合性實驗測量項目。實驗教學不僅要完成使用儀器的訓練,而且要培養學生分析處理實際問題的能力、學到有關量儀工作原理和讀數原理方面的知識,養成嚴謹的科學態度,要全面完成這些任務實驗應該:(1)要有真實性;(2)要有代表性;(3)要利用實驗機會聯系實際,使學生掌握儀器的工作原理和讀數原理。每一實驗操作前要求學生參考實驗指導書,自己學習相關實驗設備名稱、結構、原理、使用注意事項、實驗操作步驟、方法,進入實驗室后先對學生前期準備知識進行考核,考核通過后才能進行相應的實驗操作,操作過程中遇到問題由實驗老師及時給予指導,實驗完成后,要求提交實驗報告的內容中需要有本次實驗的詳細記錄,包括實驗設備、實驗步驟、零件圖并在圖中標注所測量的尺寸公差、幾何公差、粗糙度等項目。開放性實驗室的建立,改變了以往老師演示學生觀察的實驗課模式,學生的實踐動手能力也得到了很好的提高。
2.5綜合實訓強化教學效果
在課程最后一個模塊設置機械零件精度設計與綜合實訓環節,要求學生對給定的具體零件分析其工作原理,使用要求,對零件進行測繪并對關鍵位置進行精度設計,最終以零件的三視圖并標注尺寸公差、幾何公差、表面粗糙度及熱處理方式等具體技術要求的形式提交大作業,這一過程將所學理論知識與實踐緊密結合,并將機械制圖、互換性、機械工程材料的知識有效結合在一起,讓學生體會到各門課程之間不是孤立的。該環節的實施讓學生對知識的綜合運用能力進行了有效的鍛煉,在后期的課程設計及畢業設計中對本課程知識的運用能力有了明顯提升。
2.6建立合理的教學評價體系
在本次教改過程中,打破過去單一的考核模式,建立多元化考核方式,實行理論與實踐雙向考核,理論考核又分為階段性考核、課堂現場考核、期末考核等方式。實踐考核包括開放性實驗動手能力考核,綜合實訓考核等。每次考核內容教師都要嚴格把關,對考核中發現的問題,也可以在后期的教學中給予及時的指導及訓練。在理論與實踐的雙重考核下,改變了以往應試教育的弊端,讓學生更加重視實踐動手能力訓練。
3結論
互換性原理與測量作為一門重要的技術基礎課程,在教改中有效地提高了學生對知識的運用能力、培養了學生的實踐動手能力、提高了學生的學習積極性,讓學生在以后的工作中能夠熟練運用所學知識,符合應用型人才培養的目標,另外在教學改革過程中,也存在一定問題,后期改革的方向如下:3.1師資隊伍建設問題由于教師多年在高校承擔理論教學工作與實踐生產存在明顯脫節,隨著社會的進步,生產的發展,教師所教授的理論與實踐緊密結合就需要教師了解生產發展前沿,在以后的教改中,應注重教師隊伍的培養,利用假期讓教師多參加生產實踐。3.2教材建設問題針對教學內容的調整,傳統的教材不再符合教學要求,因此編寫適合我校學生使用的理論與實踐結合的教材迫在眉睫。
4致謝
能夠取得以上教學改革的成效,是我們機械基礎教學團隊各位老師共同努力的結果,在此對在教改中付出辛苦汗水的各位同事表示感謝。
參考文獻:
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