时间:2022-08-14 16:17:59
导言:作为写作爱好者,不可错过为您精心挑选的10篇机械制造课程设计,它们将为您的写作提供全新的视角,我们衷心期待您的阅读,并希望这些内容能为您提供灵感和参考。
二、课程设计主要内容
通常,机械制造技术基础课程设计采用理论教学、生产实习、课程设计分段实施,学生在经过72学时的理论基础课程学习后,由指导教师带领,深入合作企业进行为期一个月的生产实习。通过观察和学习,进一步了解和熟悉机械零件的典型加工和工艺过程,并在此过程中,对课堂学习所掌握的理论知识进行反复加深、掌握。接下来,学生们返回学校,集中三周进行课程设计,对所学习的理论、实践知识加以应用。本课程设计的主要内容按下面四个阶段进行:第一阶段,由指导教师下达设计任务,为学生提供零件图、设计要求,讲解设计过程及注意事项。第二阶段,学生针对设计题目进行零件的结构分析和工艺设计,通过分析、讨论、计算,确定毛坯结构和尺寸,并设计完成该零件的详细工艺规程,制作出工艺过程卡片及工序卡片。第三阶段,针对工艺规程设计结果,选择典型表面的加工工序进行专用夹具结构设计,通过方案分析,选取和设计定位元件、夹紧机构、导向元件、夹具体等关键部件,并做出夹具装配图、典型零件图若干。第四阶段,学生完成设计报告,提交设计成果,然后根据每个人的设计内容、平时成绩,进行成绩的评定。
三、教学问题及改革方案
近年来,随着课堂教学的改革,工科院校的扩招,计算机等相关学科的发展,传统的机械制造技术基础课程设计逐渐显现出教学质量下滑的倾向。因此,研究和探讨如何改进和加强这一环节,切实提高机械制造技术基础课程设计教学质量,充分利用课程设计培养学生的工程实践能力,成为摆在我们面前的一个重大课题。通过对机械制造技术基础课程设计的深入调查研究,并结合多年来的教学工作经验,笔者针对课程设计中存在的几方面问题提出相应改革方案。
1.充分调动学生积极性,解决学生对课程设计的重要性认识不足的现状。在进行本课程设计时,学生已进入大四上学期,很多同学进入毕业前的忙乱或茫然阶段,找工作、考研或对即将离校后的生活不知所措,对课程设计兴趣不高,学习态度不够端正,没有正确认识到课程设计对学习和培养工程师基本设计素质的重要影响,这些不良情绪往往会造成他们不能积极主动地投入课程设计工作。在以往的教学实施过程中,总有部分学生对待课程设计不负责任、敷衍了事,无法达到预期的教学要求和课程设计目的。为改善现状,本文笔者深入学生中与他们进行交流、沟通,了解学生所处的状态,积极引导、解决他们面临的问题。在课程设计开始之前集中召开动员大会,向学生讲清楚课程设计的重要性和必要性,使学生明确课程设计的作用、地位以及对今后学习和工作的影响,同时结合设计任务对学生进行讲解,使学生提高认识,端正态度,自觉地投入到课程设计工作中去。
2.注重课程设计选题的新颖性、先进性,避免选题单一,重复率高。多年来,大多数学校开设的机械制造技术基础课程设计都是针对拨叉类零件进行加工工艺设计和机床夹具设计,这类零件结构典型,大多是金属切削机床的操纵部件,可以很好地将教学和设计内容联系起来,既有助于加深对机构的理解,又易于切入设计任务。但长期重复单一设计题目,很容易使学生懒于思考、相互抄袭,限制了学生的创新设计思维。结合《机械制造技术基础》课程特点,通过参观机械制造综合实验室熟悉各类机床零部件,同时结合生产实习环节中常见的零件进行考察、分析,遴选出结构典型、难度适中的零件进行设计题目的扩充和更新,尽量做到设计选题新颖、难度适中。同时,指导教师还积极鼓励学生通过各种途径自选题目,经老师审核后选用,保证各组题目不重复,组内每人的任务各有特色。这样的设计不仅激发了学生的主动性,培养了学生创新能力,同时也减少或杜绝了抄袭现象。
3.合理安排设计时间,采用先进设计手段解决时间紧任务重、绘图手段落后问题。机械制造技术基础课程设计内容涉及大量的分析、计算和绘图工作,设计难度较之前的课程设计大大增加,这就要求学生在设计过程中要积极思考,充分运用所学结合实践来完成。而设计时间只有三周甚至是两周,这往往会使学生在设计初期不知如何下手,自我思考的时间受到限制,解决工艺参数计算和定位误差分析等问题时,为了赶进度加班加点,过于劳累。还有个别同学急于求成,照搬甚至抄袭别人的设计内容。在学生的设计中,多数仍采用手工绘图,一方面手工绘图时间长,增加设计的任务量;另一方面目前绝大多数企业均采用计算机绘图技术,且学生们在校期间也学习过多种计算机绘图方法,手工绘图手段不能很好地锻炼学生的计算机绘图能力,与实际工作脱节。如此一来,课程设计的质量大大受到影响,无法达到预期的设计效果。针对上述现象,本文从改进课程设计的时间及安排着手,将课程设计融合到《机械制造技术基础》理论课程的教学和生产实习环节中,提前下达设计题目,让学生在课程学习的过程中熟悉设计任务,引导其积极、主动地学习相关知识,并在生产实习环节安排有针对性地参观和学习,这样既可以让学生提前了解课程设计中零件的结构、特点和功用,也大大激发了学生的学习兴趣。
4.课程设计中注重创新思维的培养,避免学生限于传统陈旧的思维框架。一直以来,机械制造技术基础课程设计都是基于传统的设计模式,指导教师也是以简单练习为出发点,让学生按部就班地按照课本上的步骤、题目进行设计,虽说也可以让学生得到一定的锻炼,但也限制了学生思维的创造力。“设计”从一定意义上来说就是一种“创新”。没有“创新”的设计只能是模仿别人的一种陈旧的设计,只有创新设计才有可能超越过去,创造未来,只有创新才能在激烈的市场竞争中占有一席之地,才有可能超越对手。
5.改革成绩评定方式,进一步规范。由于设计过程中三四个学生一组,进行同一个零件的工艺分析和夹具设计,难免会有个别同学偷懒抄袭的现象,那么仅凭平时表现和设计成果由指导教师直接判定成绩难免会出现偏颇,无法达到全面、公平的评定效果。我们应该在设计过程中采取自评、互评、教师置疑、小组答辩的方式,公平、公正地对学生的设计给予合理的肯定和评定,营造良好的学风和教风。自评即在设计过程中由学生结合评分标准进行自我评价,找出不足进行改善,争取取得更好的成绩;自评结束后,让学生两两结合进行互评,给出成绩并互相学习互相促进;最后由教师组织分组答辩,结合自评、互评、答辩成绩给出最终成绩。
2.课程设计存在的问题分析
(1)“三多三少”问题机械制造工艺课程设计是机械专业的知识综合运用并有机结合起来的训练过程,涉及机械制造工艺学、金属切削原理与刀具、金属切削机床及机床夹具设计、机械制图、公差与技术测量等内容,应用知识较多,设计内容包括工艺规程制定、专用刀具、专用夹具设计等三方面内容,参加设计的学生人数较多。同时,学生综合运用理论知识和信息资料的能力比较欠缺;为期3周的设计时间偏少,指导课程设计的教师人数较少。
(2)“三不”问题学生自主性不强。首先,学生对课程设计重要性认识不够,比较懈怠,造成前松后紧的学习局面;其次,设计初始阶段,不能从设计题目和任务中发现主要问题,不会把已学知识与需要设计的内容相结合,一味等待和依赖指导教师,甚至需要指导教师提出设计方案;再次,针对一些参考资料提供的设计思路和方法不能进行合理选择,生搬硬套,导致设计方案不合理,设计思路混乱,不能体现创造性。有小部分同学对设计中出现的困难有畏难情绪,期待抄袭别人的设计成果,独立自主性较差。图纸绘制不规范,说明书撰写不规范。部分学生图纸尺寸标注不合理,设计的工装零件制造工艺性和装配工艺性差。设计说明书中对设计方案的提出解决问题思路和方法不能明确表述;设计原理、计算方法阐述条理不清楚和内容不对应,缺少参考文献或引用的参考文献格式错误等。
(3)成绩评定问题课程设计成绩评定一般依据三部分:⑴出勤及平时表现;⑵设计、图纸及说明书质量;⑶答辩情况。指导教师不可能长期呆在设计教室,出勤靠学生的自觉性,学生图纸内容相似,说明书内容相同,答辩时间较短,提问问题有限。据此评定成绩必然存在弊端。
3.教学问题及改革方案
教学是教与学的有机统一,授课只是教学的一部分,对于专业课应尽量与实践相结合。改进授课方法,完善实践环节是确保教学改革成果转化为学生知识和能力的有效途径。
(1)充分调动学生积极性,解决学生对课程设计的重要性认识不足的现状在进行本课程设计时,学生已进入倒数第二学期,很多同学进入毕业前的忙乱或茫然阶段,找工作、考研或对即将离校后的生活不知所措,对课程设计兴趣不高,学习态度不够端正,没有正确认识到课程设计对学习和培养工程师基本设计素质的重要影响,这些不良情绪往往会造成他们不能积极主动地投入课程设计工作。在以往的教学实施过程中,总有部分学生对待课程设计不负责任、敷衍了事,无法达到预期的教学要求和课程设计目的。为改善现状,笔者深入学生中与他们进行交流、沟通,了解学生所处的状态,积极引导、解决他们面临的问题。在开展课程设计时,首先第一日需要做到是为学生讲解,课程设计的必要性及其意义,通过集中动员,使学生能够充分了解课程设计的地位、作用,以便其今后能够积极配合相关工作,与此同时,为学生讲解所设计的相关任务,让学生能够从本质上端正态度,进而主动参与到课程设计中。
(2)课程设计选题单一,缺乏先进性长期以来,不少学校所开展的课程设计,都多以零件等机床夹具设计、工艺设计等为主,由于这些课程都为实际操作课程,且内容多为金属切削机床与减速箱等操纵部件,这些课程内容更利于进行课程设计,同时也容易把握任务设计点。但这些题目往往已经经过较长时间的运用,这使得学生多多少少都会出现相互抄袭或者重复运用等情况,极不利于学会创新设计思维的运用。为此,在开展课程设计前,指导教师需精心准备,尽量深入工厂寻找难易适中的零件,有条件时同时准备好待加工的零件实物。在任务课题充裕的情况下允许学生选择自己感兴趣的任务,从而提高完成任务的积极性。
(3)合理安排设计时间,采用先进设计手段解决时间紧任务重、绘图手段落后问题机械制造工艺课程设计内容通常需要进行大量的计算、分析以及绘图等工作,相较于以往的课程设计,设计难度也有相应的增加,这就需要学生在进行课程设计期间,积极调动思维,并在实践中充分运用所学的各项知识。但由于在进行设计的过程中,往往只有两周或者三周的时间,在进行设计初期,学生通常不知道从何下手,加之时间较为短暂,又需要解决定位误差分为以及工艺参数计算等各项问题,为了能够在规定时间内完成任务,经常需要加班赶工,导致他们多表现出疲劳状态。甚至还有部分学生为了能够在规定时间内解决问题,出现抄袭他人成果的情况。在学生进行课程设计期间,大多数学生都选择了
2.课程设计存在的问题分析
(1)“三多三少”问题机械制造工艺课程设计是机械专业的知识综合运用并有机结合起来的训练过程,涉及机械制造工艺学、金属切削原理与刀具、金属切削机床及机床夹具设计、机械制图、公差与技术测量等内容,应用知识较多,设计内容包括工艺规程制定、专用刀具、专用夹具设计等三方面内容,参加设计的学生人数较多。同时,学生综合运用理论知识和信息资料的能力比较欠缺;为期3周的设计时间偏少,指导课程设计的教师人数较少。
(2)“三不”问题学生自主性不强。首先,学生对课程设计重要性认识不够,比较懈怠,造成前松后紧的学习局面;其次,设计初始阶段,不能从设计题目和任务中发现主要问题,不会把已学知识与需要设计的内容相结合,一味等待和依赖指导教师,甚至需要指导教师提出设计方案;再次,针对一些参考资料提供的设计思路和方法不能进行合理选择,生搬硬套,导致设计方案不合理,设计思路混乱,不能体现创造性。有小部分同学对设计中出现的困难有畏难情绪,期待抄袭别人的设计成果,独立自主性较差。图纸绘制不规范,说明书撰写不规范。部分学生图纸尺寸标注不合理,设计的工装零件制造工艺性和装配工艺性差。设计说明书中对设计方案的提出解决问题思路和方法不能明确表述;设计原理、计算方法阐述条理不清楚和内容不对应,缺少参考文献或引用的参考文献格式错误等。
(3)成绩评定问题课程设计成绩评定一般依据三部分:⑴出勤及平时表现;⑵设计、图纸及说明书质量;⑶答辩情况。指导教师不可能长期呆在设计教室,出勤靠学生的自觉性,学生图纸内容相似,说明书内容相同,答辩时间较短,提问问题有限。据此评定成绩必然存在弊端。
3.教学问题及改革方案
教学是教与学的有机统一,授课只是教学的一部分,对于专业课应尽量与实践相结合。改进授课方法,完善实践环节是确保教学改革成果转化为学生知识和能力的有效途径。
(1)充分调动学生积极性,解决学生对课程设计的重要性认识不足的现状在进行本课程设计时,学生已进入倒数第二学期,很多同学进入毕业前的忙乱或茫然阶段,找工作、考研或对即将离校后的生活不知所措,对课程设计兴趣不高,学习态度不够端正,没有正确认识到课程设计对学习和培养工程师基本设计素质的重要影响,这些不良情绪往往会造成他们不能积极主动地投入课程设计工作。在以往的教学实施过程中,总有部分学生对待课程设计不负责任、敷衍了事,无法达到预期的教学要求和课程设计目的。为改善现状,笔者深入学生中与他们进行交流、沟通,了解学生所处的状态,积极引导、解决他们面临的问题。在开展课程设计时,首先第一日需要做到是为学生讲解,课程设计的必要性及其意义,通过集中动员,使学生能够充分了解课程设计的地位、作用,以便其今后能够积极配合相关工作,与此同时,为学生讲解所设计的相关任务,让学生能够从本质上端正态度,进而主动参与到课程设计中。
(2)课程设计选题单一,缺乏先进性长期以来,不少学校所开展的课程设计,都多以零件等机床夹具设计、工艺设计等为主,由于这些课程都为实际操作课程,且内容多为金属切削机床与减速箱等操纵部件,这些课程内容更利于进行课程设计,同时也容易把握任务设计点。但这些题目往往已经经过较长时间的运用,这使得学生多多少少都会出现相互抄袭或者重复运用等情况,极不利于学会创新设计思维的运用。为此,在开展课程设计前,指导教师需精心准备,尽量深入工厂寻找难易适中的零件,有条件时同时准备好待加工的零件实物。在任务课题充裕的情况下允许学生选择自己感兴趣的任务,从而提高完成任务的积极性。
(3)合理安排设计时间,采用先进设计手段解决时间紧任务重、绘图手段落后问题机械制造工艺课程设计内容通常需要进行大量的计算、分析以及绘图等工作,相较于以往的课程设计,设计难度也有相应的增加,这就需要学生在进行课程设计期间,积极调动思维,并在实践中充分运用所学的各项知识。但由于在进行设计的过程中,往往只有两周或者三周的时间,在进行设计初期,学生通常不知道从何下手,加之时间较为短暂,又需要解决定位误差分为以及工艺参数计算等各项问题,为了能够在规定时间内完成任务,经常需要加班赶工,导致他们多表现出疲劳状态。甚至还有部分学生为了能够在规定时间内解决问题,出现抄袭他人成果的情况。在学生进行课程设计期间,大多数学生都选择了手工绘图,一方面手工绘图需要花费较长的时间,致使任务量因此增加;另一方面目前绝大部分企业均运用计算机绘图技术,并且学生在校的这段时间也多采用计算机绘图方法,仅通过运用手工绘图的方式是无法有效锻炼学生计算机绘图能力的,这就与实际情况发生了非常显著的脱节现象。这样一来,课程设计的质量就很难得到保证,无法有效达到预期效果。针对上述问题,本文对课程设计的时间以及主要任务进行了相应的调整,将以机械制造工艺》为例,将课程设计与其实习环节和教学环节进行了结合,提前公布设计题目,让学生在学习中熟悉设计题目,并引导他们掌握相关知识,同时在进行实习期间,也提出更具有针对性地学习和参观,这样一来,学生能够带着设计题目参与到学习中,不仅能够充分掌握零件的特点、结构和功能,同时也能够最大程度上激发其参与兴趣。
(4)构建机械制造工艺课程设计教学新体系①构建课程的理论教学体系———第一层次在进行理论教学体系的构建时,应当严格按照“一点”充实“三化”的原则,其中“三化”主要是指模块化、基础化和综合化。在对课程理论教学体系构建过程中,必须严格按照“逆向思维”的方式来完成构建,构建的过程主要为“一点”综合化模块化基础化。首先结合相关“知识点”对其进行综合化模块的构建,并将“知识点”作为客观依据,在课程体系构建中,充分把握其系统性、科学性和完整性,使其成为培养创新型人才和应用型人才的重要力量。然后,按照综合化完成模块化的全面构建,模块化模块的主要内容,同样应将综合化作为主要依据,对模块化的内容进行构建;最后根据模块化的内容完成基础化的构建,基础化模块的内容必须充分结合学生所掌握的技能方法和基本知识,使其更加贴近学生的实际情况,更利于学生知识、技能的提升。②构建课程的实践教学体系———第二层次在对课程实践教学体系进行构建时,应将其分为支持系统与主导系统两大方面。其中主导系统由可将其分为课程设计和实验教学两大部分,其主要是将实践教学体系作为主要核心,由教学组织形式、焦旭为目的和教学方法等内容组合而成。支持系统则主要是由相应师资力量与硬件实验设备组合而成,在对其实践教学改革中,其实验室建设是无法得到有效改革。为此,在进行课程教学期间,需要充分结合理论教学的主要内容性质来对其进行设计,并将其设置为典型项目或者相应任务。在进行实践教学时,其项目的案例或者任务则需要将企业需求与社会需求作为主要导向,充分运用产学研等项目为企业培养更多优秀的人才,争取做到企业需求与课程学习有机结合。
作者简介:王(1966-),女,河南郑州人,北京信息科技大学机电工程学院,教授;张怀存(1956-),男,陕西延安人,北京信息科技大学机电工程学院,副教授。(北京 100192)
基金项目:本文系北京信息科技大学市级精品课程建设项目、北京信息科技大学2010教学改革项目(项目编号:2010JG06)的研究成果。
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)01-0087-03
一、“机械制造技术基础”精品课程建设的背景
随着高等教育改革的不断深入和发展,课程作为高等学校培养计划的基本组成单元,是实现高等学校教育目标的基本保证。课程体系、内容的合适与否影响着培养目标实现。教育部在2003 年正式启动国家精品课程建设项目并在《教育部关于启动高等学校教学质量与教学改革工程精品课程建设工作的通知》中指出“国家精品课程是具有一流教师队伍、一流教学内容、一流教学方法、一流教材、一流教学管理等特点的示范性课程”。[1]即精品课程应该具有体系的整体性、内容的先进性、资源的开放性和师生之间的互动性并具有强烈的示范作用。要求精品课程以多媒体信息技术为实现手段,基于互联网,包括课程的历史沿革、网上教学资源如大纲、电子教案、多媒体课件、教材和课堂录像、教育理念、师资队伍、教学方法手段与教学改革、学生和专家的评价考核等建设要素。[2]精品课程不单纯是教学方法和教学模式的改革,更是一个包含教师、学生、教材、教学技术手段、教学制度等多种要素的系统工程。精品课程建设一般分为内容建设、队伍建设、教学方法和手段建设、教材建设、实验内容建设及机制建设等六个方面。[3]
1997年国家教委工科处委托制图与机械基础两课委员会组织全国重点工科高校就工程材料和机械制造基础课程召开会议,对原金工系列课程改革的必要性和基本思路进行了探讨,会议通过了《高等工科院校金工系列课程改革指南》。提出根据“以培养学生创新能力为核心,以CAD/CAM为主线,拓宽基础,重视实践”的总体改革思路;重新规划了机械制造系列课程的内容体系。按照其改革方案而设置的“机械制造技术基础”课程是机械制造基础系列课程中的一门主要专业基础课程。1998年配合北京信息科技大学拓宽专业口径和人才培养模式改革,进行专业改革,将原机械制造及其自动化、机械设计和机械电子等专业合并为机械设计制造及其自动化专业。为了适应扩宽机械类专业人才培养模式的需要,将“机械制造工艺学”、“金属切削原理与刀具”、“金属切削机床”和“机床夹具设计”四门课程按照重基础、少学时、新知识、宽面向的原则整合优化合并为“机械制造技术基础”。[4]“机械制造技术基础”不仅是机械设计制造及其自动化专业的专业基础课程,也是工业工程、车辆工程等专业的专业基础课程。目前北京信息科技大学机械设计制造及其自动化、工业工程、车辆工程等专业均设置该门课程。机械设计制造及其自动化专业计划80学时、工业工程专业计划72 学时,其中实验8学时;车辆工程专业计划40 学时,其中实验6学时。
北京信息科技大学一直以来非常重视精品课程建设。为了适应当今社会对机械专业人才需求,实现机械设计制造及其自动化专业应用型人才专业核心能力的要求,[5]学生既要具有必备的理论基础,又要具有快速适应工作岗位的工程能力。2006年“机械制造技术基础”被列为北京信息科技大学重点建设课程、2007年被评为校精品建设课程。经过多年的建设和完善,2009年被评为北京市精品课程。在精品课程建设过程中进行了深入思考,特别注重教学内容的与时俱进;注重教学方法和教学模式的改革;构建了公益劳动、金工实习、课程内实验、生产实习、综合实验周、课程设计、制造综合能力学科竞赛的基于工程的实践教学体系,实现对学生工程能力的培养。
二、与时俱进优化课程体系和教学内容,适应学科最新发展
“机械制造技术基础”课程内容涉及知识面宽、知识点多、综合性强,与实际工程结合紧密,图多、层次多。科学技术的迅猛发展不断促进制造技术的发展,新材料新技术不断涌现。要实现与工业企业的无缝连接,教师需密切关注学科发展,与时俱进优化课程体系和教学内容,协调传统内容与先进性。
课程的内容围绕产品的加工制造,以机械加工工艺为主线,以优质、高效、低成本、节能减排为宗旨,将涉及到的机床设备、金属切削原理与刀具、工艺装备等有关内容有机结合起来,并根据这条主线的需求作为取舍的原则,强调以产品质量、生产率、经济性、可持续发展为中心融入节约能源和绿色制造的理念。从培养学生的综合工程素质出发,使学生熟悉和掌握基本理论和专业知识,具有能够在理论上进行分析、在实践上具有解决一般技术问题能力。补充新知识,增加现代工业领域采用的新刀具材料、新加工方法、数控机床的基本介绍、数控加工工艺的特点、计算机辅助工艺设计、绿色制造等内容,使教学内容能够充分反映现代制造技术的发展。
目前,“机械制造技术基础”教学内容多课时少,在教学内容的讲授上既要加强基础,又要拓宽知识面;既要保持经典,又要体现先进制造技术的发展;既要掌握基本理论,又要加强工程实践能力和创新思维的培养。在教学内容上以少、精、宽、新为原则,对教学内容进行必要的调整,如减少车床进给和螺纹加工运动传动链的讲授,而将这部分内容放在实验课中,学生在现场对着实物进行感性观察,学得更快、记得更牢。对于机械加工工艺拟定、加工精度部分等重点内容仍进行重点讲解,但是更加注重对实际工程问题的分析和理解,强化学生在实际工程中应用所学知识解决问题的能力。
高水平教材的建设是课程建设的基本,本课程选用韩秋实和王主编《机械制造技术基础(第3版)》作为教材。该教材是普通高等教育“十一五”国家级规划教材和北京市精品教材立项,该教材还获得中国机械工业科技进步三等奖。编写出版与之配套的《机械制造技术基础习题集》,分为学习指导和习题(包括填空题、选择题、判断题、简答题、分析题、计算题和参考答案)。编写《机械制造技术基础实验指导书》和实验报告,用于实验教学。编写《综合实验周大纲》和《综合实验周指导书》用于指导学生完成综合实验周的学习。建设了“机械制造技术基础”的课程教学网络化平台。制作了网络课件、编写了多媒体教案,网上提供教学大纲、教案、电子讲义等资料,实现教学资源的共享。开设网上答疑和交流通道。学生利用网络资源巩固课本知识的同时,进一步拓宽知识面,增强理论学习的深入性,使课堂教学得到扩展。
三、以工程能力培养为中心,构建层次式的实践教学体系,实现理论教学和创新实践活动的有机融合
深入企业调研,分析整合和提炼典型生产流程所需的知识、技能、核心能力和态度,构建专业认知与实践-金工实习-课程实验教学-生产实习-课程设计-综合实验周-制造综合能力-数控加工学科竞赛“多元结合”的实践教学体系。在实践性教学体系构建的过程中,特别注重学生实践能力的培养,努力实现从模拟型向实战型转变,由限制性向自主性转变,由验证性向综合性转变,由理论性向应用性转变。注重让学生建立起工程的系统概念,了解工艺设计、制造、检验等过程。从机械制造技术基础—先进制造技术—数控编程—实际加工操作,注重层次化、从设计、仿真到实际零件加工的动手能力培养,体现渐进性教学方式。
金工实习使学生了解基本的机械制造知识和方法;生产实习使之了解机械产品加工与装配工艺过程和工艺装备,将所学理论知识与生产实际紧密联系起来;课程实验教学将科研成果引入教学,教师运用现代实验手段开出综合性、设计性实验,让学生亲自动手,提高了学生实验技能和实际动手能力;课程设计选自实际生产课题,要求学生独立完成,同时注意发挥团队作用。重点培养学生制订零件机械加工工艺规程和分析工艺问题的能力;综合实验课使学生受到一次接近实际的工程训练,全面实践和了解产品从设计、分析、制造、装配的全过程,提高学生综合分析能力、解决工程实际问题能力、协同工作能力和系统集成能力。制造综合能力-数控加工学科竞赛满足学生进行创新的需求,进一步融合理论与实践,使学生的工程能力得到进一步提升。
在课程建设过程中,本校进一步强化和加强生产实习组织、指导教师队伍的建设,设立长春一汽生产实习基地,使生产实习取得实效。综合实验周通过学生对产品的设计建模,进行工艺设计、数控编程和在机床上加工出产品,使学生综合运用知识解决问题的能力大大提高。
实验指导教师在实验中只讲述实验中的难点、应注意的事项,而实验原理、仪器的工作原理和使用方法由学生自己在实验预习中完成。另外,安排学生生产实习,使学生对机械制造工艺及设备有一个切身的感性认识,每年还鼓励学生参加各种比赛和见习工程师考试,取得了较好的效果。
在专业课程设计中融入现代计算机工程软件的应用,实现与先进制造技术和信息技术的融合。从计算机辅助设计进行产品的建模分析,然后基于计算机辅助制造软件进行零件的数控编程,通过DNC系统将程序传到数控机床上进行加工,得到零件。通过实验为学生建立起制造系统的概念。专业课程设计过程中教师的指导和讨论环节规范化,使学生的课程设计真正取得实效。
面向工程实际,为学生营造现代工业背景的工程大环境。利用北京市的相关资源为学生提供实践机会。与机床协会密切合作,每年组织学生参观机床展览会并进行讨论和研讨。邀请相关企业的技术工程师到校讲座、联系北汽福田、现代等现代化企业组织学生进行参观,为学生创造机会接触了解先进制造技术的最新发展动向和行业发展趋势,增加对现代化企业实际的感性认识。学校购置了各种教学模型、高档加工中心、数控车床、FMS系统、机床静刚度测试仪、主轴动态特性测试试验台等实验设备,设有专门的制造实验室,为学生构建了实际的工程环境,使从未接触过工程实际的学生建立应用的整体概念,突出实验的演示性、设计性和综合性,追求实验手段的先进性。
为了适应应用型高级人才培养目标的实验体系研究和实验环节的建设,学校开设综合性和设计性实验,构建实验平台,编写实验指导书和任务书;编写相关的课程设计指导书。开设综合性和设计性实验,初步设想设定加工某零件要求达到的精度目标,让学生自主设计实验项目和方案,并独立完成实验。利用综合实验周的时间开设计算机辅助工艺设计和先进制造技术实验等。主要安排反映制造工程领域技术先进性和技术发展动向的实验,包括数控机床加工操作、计算机辅助工艺设计、计算机辅助制造等实验,使学生了解先进制造技术的研究发展和基本技术方法,建立现代制造工业先进技术的实际概念,完成先进技术设备实际操作的基础训练。
四、实施工程意识培养和实践能力提高的基于项目的教学改革
1.以建构主义理论为指导,以工程应用为主线,研究基于项目的教学模式,注重工程能力的培养
针对目前普遍存在的教学与科研相脱节,课堂教学内容缺乏现实感,学生缺乏对先进制造技术的认识和专业学习积极性;课堂教学与企业的实践操作彼此割裂,学生运用学科理论与方法解决工程实际问题的能力得不到培养和锻炼;校园生活与工业实际彼此分离等问题,以建构主义理论为指导,在机械制造及其自动化专业方向实施基于项目的教学模式改革的实践,整个过程贯穿学习—实践—再学习—再实践,以项目引领、任务驱动、教学做一体化课程教学模式设计和组织教学内容。
从“机械制造技术基础”课程的第一节课,提出基于项目研究的学习。给每个同学发一份项目研究任务书,一个“机械制造技术基础课程”项目研究活动一览表。学生自愿组合,1~3人为一个小组,以小组为单位开展研究。随着教学内容的开展,基于项目的要求,在教师的指导下,学生通过课堂学习、下课到图书馆查阅相关资料,遇到问题请教教师,循序渐进地完成项目的研究。学生成为学习主体,充分调动学生的主观能动性,将教师的教学与学生的学习活动融为一体。学生以小组为单位通过解决实际问题而学习,通过讨论与小组其他成员进行积极的良性互动,相互交流想法、相互鼓励和沟通,培养了学生的团队合作意识和工程能力。实行新的教学模式后,学生的学习积极性和主动性提高,解决工程实际问题的能力得到了锻炼和提高。
2.课堂讨论法
在课程讲授过程中常注意提出一些思考问题启发学生积极主动思考。结合课程的重点、难点,设计课堂讨论题目,通过讨论、质疑和总结提高学生学习的兴趣和课堂活力,使学生对知识易于理解和掌握。对于习题中的错误,教师设计题目,供同学们讨论。比如对于机械加工关键工序的工序尺寸的拟订,如何判断封闭环是关键,教师给出一个实例,给同学们讨论,然后通过正确和不正确方法的比较,和同学们一起总结出“尺寸链很重要,基准转换用得着;先看封闭环,再判增和减,极值和概率法帮计算;多尺寸计算,图表法最有效” 等朗朗上口的口诀,便于学生记忆。注重结合生产实践,讲课过程中还经常结合科研项目中的问题与学生进行课堂讨论得出解决方案。
3.案例教学法
本课程主讲教师近年承担国家高档数控机床科技重大专项、国家和北京市自然基金、北京市科技计划等多项科研项目,得到科研经费上千万,获得省部级科技奖励7项。在高端数控装备的研制和开发上取得多项科研成果。在教学过程中,将科研成果作为案例介绍给学生,从实际需求、方案的构思、方案的设计和实施方式,使学生较真实地接触工程实际,将其中的科学规律与教学内容有机地结合起来,培养学生科学思考问题的工程能力。比如在讲到提高生产效率的时候,将研制的复合机床作为实例,使学生深刻理解提高效率的各种不同途径。在讲到机床传动链时,介绍传动链的长短的优点和不足。在介绍数控机床时,以研究的电主轴为例,提出电主轴概念的来源,在于缩短传动链,揭示机械制造科学技术进步内在规律,开阔了学生的学术眼界。其次,鼓励学生参与科研,积极拓展第二课堂,吸收学生参与教师科研项目,依托科研项目培养学生的综合素质、实际解决问题的能力和创新能力。
在“机械制造技术基础”精品课程建设中,基于工程能力培养的精品课程的建设是一个长期的工作,需要不断凝练课程特色、持续完善课程体系和优化教学内容、在教学模式和教学方法的改革等方面不断探索实践改进,才能将“机械制造技术基础”课程建设成真正意义上的精品课程。
参考文献:
[1]教育部高教司.教育部关于启动高等学校教学质量和教学改革工程精品课程建设工作的通知[EB/OL]..
[2]柳礼泉.论精品课程的特征[J].高等教育研究,2009,(3).
一、课程整体设计思路
1.课程简介
机械制造基础课程是现代制造技术教育的一门重要课程,它主要包括金属材料、热处理、铸造、锻压、焊接、车削、铣削、刨拉镗削、磨削、钳工、数控加工和点火花等内容。
2.分析教学目的
教学的目的是学生通过该课程的理论学习及操作练习,达到知识、能力、素养三提高。知识能力为掌握材料、热处理、机加工的基本知识、基本原理、基本规律。能力目标是通过课程的学习,能进行电焊、切割、机床加工、质量检测等基本的操作,打下职业技能的初步基础。通过课程的学习,同时还能获得学习能力的提高,与人交往能力的提高,集体合作能力的提高,创新能力的提升。
3.教学内容的优化
对工程材料、热处理、互换性与测量、机械加工、特种加工等基础内容进行取舍、优化,以典型零件的加工工艺为主线,将机械制造过程中的相关基础知识有机地结合起来,依据机械制造专业教学和生产的特点,整合后形成机械制造基础这门课程。
将教学内容设计成教学知识点项目,每个项目体现不同的知识点,并且注重项目任务的详细描述、技术知识与项目任务的相关性。授课计划根据各专业特点,有所为有所不为的原则制定。将重点内容进行重点保证,一般内容作综合介绍,可讲不可讲的内容不讲,留给学生自学。
教学内容安排表
注:安排的工厂参观亦可改为视频学习;先进加工工艺介绍可以根据专业需要进行调整。
二、优化教学条件
1.理论课教学条件
优化教学内容理论课的教学条件比较容易满足,需要一件机械类的教室,可以和机械设计原理、机械零件等课程通用,四周有基本的机械零件等,烘托教学气氛。教师工作台设多媒体教学设备。
运用成熟的电子教案、多媒体视频作为教学的主要展示手段,运用实物辅助教学,提升学生的现场感,运用试题库辅助学生完成一定量的课后作业,提高理论知识的学习掌握强度。
2.实践课教学条件
实践课要有比较固定的操作场所,如电焊、气割、机床等设备若干套。如,电焊设备可以配备交流焊机、直流焊机、CO2保护焊机、自动焊机等,机床要尽量以数控机床为主,如,数控车床、数控铣床、数控磨床、简单的加工中心等。安全教育要放在首位,每小组人数控制在12人之内,各小组设助教1名,各班级设指导教师2名。实训条件比较成熟的地方,可增加设备的台套数,以方便教学。
3.师资教学条件
师资的配备注意教师团队的建设,理论课教师必须从事实践教学,高水平的技师上实践专题课。这样既照顾了课程的整体性,又使学生接触高水平的技师,对学生将来的职业产生有利的影响。
三、教学方法的优化
1.教学方法
教学过程是教师的教与学生的学的有机结合,教学中要坚决贯彻以学生为中心,知行合一,理论与实践相互促进,以学生能动手、能解决实际问题作为学习效果检验的重要标准。
适当地运用加工原理的动画和虚拟实训,网上实验及习题库,立体化教学系统,最大化地利用时间,培养高理论水平的人才。
教学适宜深入浅出,相信常识的深度与魅力,让学生体会到学习是容易的、有乐趣的。
实践教学中,根据新形势的要求和人才培养的需要,对实践教学的人力物力资源进行整合,对实践教学的时间进行统筹安排,以达到用相对较少的资源、较短的时间,达到最佳的教学效果。采用现代化的多媒体教学设备对机械制造技术基础课程进行现场教学,提升教学的便利性。
抓住总复习的时机,对学生的基础理论进行一次全面的梳理,利用试题库对学生进行模拟考核,深化理论基础。
2.课程考核
考核注重学生学习结果的考核,兼顾过程,鼓励创新。理论知识可以通过机考实现,实践内容通过现场评定。采取激励措施鼓励学生面向新技术、新科技,对参加高水平竞赛的学生,对能解决实际问题的学生,予以鼓励。
课程的教学离不开教师的主观努力,从思想上高度重视,从行动上严谨设计,以学生为中心,以培养方案为目标,不断地优化课程设计与改进教学过程,这个过程日日新,与教学一起永不停歇。
一、项目教学法
项目教学是以“项目”为载体而进行的教学活动,所设置的“项目”应包含多门课程的知识。信息的收集、方案的设计、项目实施及最终评价都由学生自己负责,学生通过该项目了解并把握整个过程及每一个环节的基本要求,通过解决问题,掌握相关理论知识及实践技能,教师进行适当指导。
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。
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。
主要课程:工程力学、机械设计基础、电工与电子技术、微型计算机原理应用、机械工程材料、制造技术基础。主要实践性教学环节:包括军训,金工、电工、电子实习,认识实习,生产实习,社会实践,课程设计,毕业设计(论文)等,一般应安排40周以上。
主要专业实验:现代制造技术综合实验、测试与信息处理实验。
专业选修课:机械动力学、软件工程、网络技术、多媒体技术及应用、数据库原理及应用、机械创新设计、工业机器人基础、机械故障诊断学、文献检索、专业外语、有限元方法、机械优化设计、工艺过程自动化、先进制造技术、特种加工、成组技术与CAPP、智能机械概论、微小机械概论、虚拟样机技术、市场营销学、在线检测与控制、实用控制系统设计、数控机床与编程。
机械设计制造及自动化专业就业前景如何
分类号:G622,G42 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)04-0250-02
一、中职机械加工技术专业和高职模具设计与制造专业的课程衔接方案
1.中、高职课程衔接的课程体系。在高职阶段侧重人文素质培养、岗位核心能力、专业拓展能力的培养,以及对新知识、新技术、新工艺、新标准、新方法、新设备的掌握。中、高职阶段的能力递进式课程体系框架如图1、图2所示。
2.课程衔接方案。根据中、高职各职业岗位的要求来设置相关专业课程,以实现岗位与专业课程的对接,同时实现中、高职院校专业课程教学内容的无痕衔接,中职机械加工技术专业和高职模具设计与制造专业的课程衔接方案见表1。
3.中、高职衔接课程核心课程。根据中、高职院校各自的专业优势,以及中、高职衔接班技术技能型人才的培养需求,现确定6门中、高职衔接课程的核心课程:《模具制造技术与实训》(含数铣、加工中心,综合实训)、《特种加工》(含电火花、慢走丝)、《模具制造工艺编制与实施》(含课程设计)、《塑料模设计》(含课程设计)、《冷冲模设计》(含课程设计)、《模具装配调试与维护》,这6门中、高职衔接核心课程均在高职阶段完成。(1)中、高职衔接核心课程《模具制造技术与实训》(含数铣、加工中心,综合实训)是模具设计与制造专业开设的衔接中职《机械零件普通车削加工》(含金属切削原理与刀具)、《机械零件普通铣削加工》、《数控编程与仿真》、《机械零件数控加工》(数车)等课程的一门专业核心能力课程。(2)中、高职衔接核心课程《特种加工》(含电火花,慢走丝)是模具设计与制造专业开设的衔接中职《机械零件线切割加工》(快走丝)课程的一门专业核心能力课程。(3)中、高职衔接核心课程《模具制造工艺编制与实施》(含课程设计)是模具设计与制造专业开设的衔接中职《机械制造工艺》的一门专业核心能力课程。(4)中、高职衔接核心课程《塑料模设计》(含课程设计)是模具设计与制造专业开设的衔接中职《机械原理与机械零部件设计》(含课程设计)、《AutoCAD》、《模具拆装与测绘》的一门专业核心能力课程。(5)中、高职衔接核心课程《冷冲模设计》(含课程设计)是模具设计与制造专业开设的衔接中职《机械原理与机械零部件设计》(含课程设计)、《AutoCAD》、《模具拆装与测绘》的一门专业核心能力课程。(6)中、高职衔接核心课程《模具装配调试与维护》是模具设计与制造专业开设的衔接中职《钳工工艺与实训》、《机械零件手工制作》的一门专业核心能力课程。
二、中、高职阶段课程的设置
按照教学设计分层递进、教学组织梯度推进、教学内容编排由简到繁的总体思路,根据图1、图2所示课程体系,分中职阶段、高职阶段安排中、高职衔接课程。中、高职公共课程依据湖南省中职机械加工技术专业和高职模具设计与制造专业课程结构标准的要求设置。中、高职阶段按一体化设计和开设专业课程。
三、中、高职衔接课程的教学实施
按照教学设计分层递进、教学组织梯度推进、教学内容编排由简到繁的总体思路,将中职阶段机械加工技术专业课程和高职阶段模具设计与制造专业的课程安排如表2所示。该中、高职阶段课程的教学达到了中、高职阶段课程不重复开设、重点突出、难易适当的要求。目前,已经在合作的中职学校中实施了四个学期,效果良好。
参考文献:
[1]吴甚其,等.湖南省中职机械加工技术专业教学标准[S].2015.
[2]熊建武.湖南工业职业技术学院模具设计与制造专业中高职衔接特色试点班(模具S2013-2班)教学计划与人才培养方案[Z].2013.
The Design and Implementation of the Joint Project of the Mechanical Processing Technology in the Secondary Vocational School and the Design and Manufacture of Mold Design and Manufacturing
SUN Zhong-gang,XIONG Jian-wu,GONG Yan-li,YI Jie,JIAN Zhong-wu
【中图分类号】 G 【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889(2013)12C-0055-02
职业能力是职业教育培养目标的核心内容,需要学生在实践活动特别是职业活动中经过反复训练才能获得。高职学生职业能力的培养主要通过课程教学来实现,因此,开发职业活动的课程是课程改革的核心任务。课程标准是课程改革的风向标,是教学设计与实施的重要依据,是教学质量监控与评价的基础,直接影响课程定位和内容、教学模式和评价的改革方向,在课程改革中起着举足轻重的作用。本文以南宁职业技术学院机械设计与制造专业为例,探讨基于职业能力培养的高职课程标准构建。
一、研究背景
南宁职业技术学院机械设计与制造专业从2007年开始,经过3年的国家示范性建设,卓有成效地实施了工学结合人才培养模式和课程体系,对课程内容、教学方法和手段、评价方式进行了大刀阔斧的变革,教学效果明显改善,学生操作技能有了很大的提高,但根据毕业生及其就业企业的反映,学校课程教学存在不少的问题,主要有:
(一)对岗位工作过程缺乏了解,致使毕业生入职时难显身手,成为毕业生职业起步的短板。有多个学生因机械制图、CAD和Pro/E应用等相关课程成绩优秀,顶岗实习时被企业录用为机械设计员和工艺员,但面对接到的设计任务无从下手、不知所措,企业花费了大量的人力和时间进行培训学生才能开展工作。
(二)课程内容与岗位需求存在偏差。这导致毕业生专业能力先天不足,成为毕业生工作的障碍。如毕业生主要就业岗位之一的机械工艺员,尺寸链计算在其工作中用得很多,但在与之相适应设置的主要课程教学中却教授得甚少,踏上该工作岗位的毕业生在工作中遇到尺寸链计算问题时束手无策。
(三)专业知识欠缺致使毕业生职业发展内驱力不足,成为毕业生可持续发展的瓶颈。为数不少的毕业生操作技能比较强,但在企业内部招聘考试时,由于机械设计与制造的专业知识过于欠缺,只能止步于一般的设备操作岗位,无缘设计员、工艺员岗位。少数应聘上这些岗位的毕业生,也因专业知识薄弱而缺乏发展后劲,失去了许多升职和发展的机会,甚至因无法胜任而调换了工作岗位。
(四)职业素质缺失致使毕业生核心竞争力弱。许多专业能力强的毕业生,由于在工作中不善于与人沟通和协作、工作出错率高、做事虎头蛇尾等职业素质缺失的原因被企业淘汰。
工作任务的胜任力即为职业能力。以上反馈意见显示,专业毕业生职业能力不尽如人意。经过学校深入分析后发现,造成上述情况的重要原因是由于该专业课程标准存在问题和缺陷,对课程建设与改革缺乏正确的引导和管理。因此,有必要对课程标准进行校正。
二、原有课程标准存在的主要问题
(一)课程内容与岗位需求不相符。机械制造工艺、机床夹具等多门课程的课程内容基本依照某个企业的岗位要求选取,并未完全涵盖对应岗位所需的能力知识要求。电工基础、液压与气动等部分课程内容改革只是新瓶装旧酒,仅简单重组原有学科知识,教学内容没有实质变化。
(二)课程教学与岗位工作关联度低。工程力学、机械设计等很多课程并未以岗位任务作为载体,生产仿真性内容和训练不多,课程教学缺乏岗位针对性。大部分综合实践课程的课题由任课教师参考教材选定,没有融入CAD /CAM技术的综合应用,课题与真实岗位工作任务和要求不相关,设计过程与实际工作过程相距甚远。
(三)只重视操作技能而轻视专业知识。部分课程改革突破了重理论、轻实践的学科型课程的束缚,但同时又走向另一个极端,片面强调操作技能训练,完全弱化专业知识教授,甚至将专业知识完全排斥在操作技能教学外,课程被简化成获取操作技能的教学。如机床与刀具、数控技术等课程,只教学生操作机床加工零件,必要的工艺、参数、尺寸概念和分析计算等专业知识教授得很少。
(四)职业素质培养未融入专业课程教学。职业素质的培养需在职业环境中逐渐练就和养成。由于大部分课程并非职业化的项目行动教学,难以将职业素质培养融入其教学环节,仅通过单独开设的素质课程和课程设计、毕业设计等少量综合实践课程,无法有效培养和提高学生的职业素质。
三、原因分析
(一)课程标准的构建团队不合理。原课程标准的构建全部由专任教师完成,尽管在课程标准构建过程中开展了企业调研,但由于很多专任教师没有企业工作经历,对岗位任务和内容缺乏全面的了解,岗位任务分析比较笼统和粗糙,难以准确归纳和提炼潜藏在工作过程中的岗位能力知识要求,导致专业课程目标设置出现偏差,课程内容选取与岗位需求不相符。
(二)课程标准的构建依据不全面。由于当时校企合作刚刚起步,合作企业特别是深度合作的企业比较少,缺乏全面的岗位信息和企业真实技术资料作为课程标准的构建依据,大多数专任教师对国家职业资格标准和职业技能大赛标准等行业标准的了解又比较肤浅,课程内容的选取存在片面性。
(三)课程标准的构建模式不科学。课程标准的构建基本由专业教师独自完成,行业专家仅仅承担被咨询者的角色,课程专家也并未参与指导。由于专任教师的教学理念、知识面以及对行业企业的了解都具有局限性,仅凭专业教师个人的智慧和能力,课程难以彻底摆脱原有学科型课程的束缚。
(四)课程标准的构建理念不正确。部分教师在课程标准构建理念上存在误区,认为高职应用型高技能人才只强调操作技能,不需要专业知识,实践教学等同于操作训练。很多教师认为,学生职业素质培养应该是专门设置的职业素质课程的任务,专业课程主要教授专业知识和技能,将职业素质的培养排斥在专业课程之外。
四、新课程标准的构建
《教育部关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》指出:“高等职业院校要积极与行业企业合作开发课程,根据技术领域和职业岗位(群)的任职要求,参照相关的职业资格标准,改革课程体系和教学内容。建立突出职业能力培养的课程标准,规范课程教学的基本要求,提高课程教学质量”。教学团队以此作为指导思想,针对原课程标准及其构建过程中存在的问题,重新构建新课程标准。
(一)重组课程标准构建团队,专任教师、企业专家、课程专家多元组合。由教研室全体专任教师与多个企业专家、课程专家组成课程标准构建团队。专任教师教学经验丰富,熟知学校教学、师资、实训等情况以及学生学习能力和特点,是课程标准构建主体,主要负责课程标准构建的组织工作,掌控课程标准的可实施性和有效性。多个来自不同企业的专家熟悉岗位群典型工作任务和过程,主要负责提供工作过程中所要完成的任务以及企业真实技术资料,提炼岗位能力知识需求。课程专家职业教育课程开发理论和技术深厚,负责课程标准构建全过程的指导和评价。
(二)拓宽课程标准构建依据,以岗位能力为基准,职业资格、技能竞赛标准为参照。课程标准构建以设计员、工艺员、设备操维修与管理员、生产管理员等岗位能力知识需求作为重要依据,以多个企业技术资料作为原始素材,并与行业标准衔接,结合机械设计与制造技术员相关国家职业技能标准以及国家和广西相关职业技能大赛标准,设计教学项目,确定教学模式,制定考核标准,配置教学资源,使课程内容选择更加准确全面,教学驱动任务更加高度仿真和多样,课程目标和评价标准更加接近行业标准。
(三)优化课程标准构建模式,充分发挥构建团队的集体智慧和力量。准确提炼岗位能力知识需求是构建基于职业能力培养的课程标准的关键。该环节以专业负责人为主持人,企业专家为主、专任老师为辅,根据专业人才培养目标和规格,重新分析归纳岗位群及其典型工作任务,建立新的基于工作过程的课程体系,重新构建新的课程标准。
每门课的课程标准改为由小组集体完成,根据专任教师和企业专家的专长组成课程标准构建小组,每个小组至少有专任教师和企业专家各二名,专任教师必须任教该课程两年以上,专任教师为主体,企业专家全程参与,围绕工作任务,依据岗位能力知识需求和企业技术资料,共同确立课程定位和目标,开发课程内容和项目、确定教学方法和手段,制定评价标准,提出教学实施条件和教材要求。课程专家引导和帮助解决各个环节遇到的问题,并及时评价工作结果,保证课程标准的构建质量。
(四)转变课程标准构建理念,构建理实合一、职业素质渗透的职业情境化教学项目。项目课程富有职业特色,能有效培养学生的职业能力。专业课程参照岗位任务和能力要求,引入企业管理要素,遵循从单一到综合、从简单到复杂的职业成长规律,尽可能设计为任务驱动式的项目教学,将专业知识、操作技能、职业素质的学习和培养集成于一体,教学过程即为教学生如何开展和完成工作的过程,职业素质的培养融入工作过程中,不断强化学生作为工作者的角色意识。
制图测绘、课程设计、毕业设计、产品制造等综合实践课程,课题全部源于企业真实工作任务,采用CAD/CAM技术完成,学生自主选择不同的、相互关联的、需协同完成的课题,以此杜绝抄袭现象,培养学生独立分析和解决问题的能力以及协作能力。答辩环节让学生阐述设计思路、依据和创新点等,锻炼学生的表达和沟通能力,发现设计和工艺的不足。
【参考文献】
[1]蒋乃平.有中国特色的职业能力内涵[J].职业技术教育,2008(4)
[2]徐国庆.解读职业能力[J].职教论坛,2005(36)
[3]徐国庆.职业教育项目课程的内涵、原理与开发[J].职业技术教育,2008(19)
[4]姜大源.中国职业教育改革与发展的认识基础与课程体系创新[J].中国职业技术教育,2009(13)
【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2016)10-0167-02
一、双语教学背景
我国加入WTO和新课程改革给我国教育带来前所未有的机遇和挑战,学校课堂教学如沐春风,注重学习的体验和知识的运用成为目前教学的最为核心的内容。英语作为一种语言交流工具,日益成为人们关注的焦点。现在,纯知识的外语教学已经落后,不再适应社会及经济的发展;英语教育中除了知识性,还有工具性、交际性和文化性。然而,我国现行的英语教学存在的弊端是:学生在课堂上学习英语知识,在日常生活中无处应用。学生们面临的最大问题就是缺乏彼此之间的交流,没有学好英语和运用英语的外部环境,结果就导致“哑巴英语”这一现象的产生,严重地影响了人才的培养。双语教学,在高校的应用进一步充实了英语教育的工具性和交际性。
所谓“双语教学”,即用两种不同语言作为教学语言的教学。一般是指在用母语进行部分学科教学的同时或在母语教学过关的情况下,用部分非母语或全部非母语进行学科教学的称为双语教学。
二、《机械设计》双语教学的可行性:
1.从大环境来说,我们要吸收国外的先进的教育理念和方法,所以要用英语作为沟通的桥梁,而在高校里加强这一沟通的桥梁的最好的办法就是双语教学。
2.从课程本身来说,《机械设计》是机械工程专业的最后一门技术基础课,要求学生能够综合应用所学知识联系生产实际去设计适用的零部件和简单的机械。理论推理不多,难度相对适中,非常适合开展双语教学.
3.从学生角度出发,这门课一般放在第五学期,这时学生英语的水平基本过英语四级,所以从知识的角度他们也已经具备开设双语课程的能力了。况且,先修课程也有开设双语的经历,他们更容易适应。
三、《机械设计》双语教学拟采取的办法以及效果,
通过六年的双语教学,我得出了以下经验:用英语作为课堂语言对《机械设计》进行教学,需注意的是英语只是教学的手段而不是主要目的。要想双语教学的效果好要从授课教师的选拔和培养,上课所用教材的选取,授课模式和对学生的评价等几个方面入手开展双语教学。
1.双语教师选择
首先对《机械设计》双语教学的教师应该有多年的《机械设计》教学经验,对该课程有深刻的理解和把握.同时,也应该有一定的科研基础,对该学科的前沿知识有深入的了解,从而在讲解基础内容的同时能够做到前沿的延伸.更重要的是教师还要有较好的英文基础,能够用英文流利地进行表达.建议学校选双语教师时能够选拔那些在教学一线长期从事机械专业课教学的归国留学人员担任.另外,学校可以资助教师出国进修和访学来培养双语教学教师,也可以通过与国外高等院校的交流与合作的形式来培养双语教学教师.
2.教材选用
建议选用 杨明忠 编著的《MACHINERY DESIGN》该书内容深浅适宜,与中文版,濮良贵编著的《机械设计》章节的布置基本一致,可作为中文辅导教材,例题和习题丰富,基本符合国内的教学大纲.还要引导学生多参阅国内外的知名教材,如:Robert L Mott 《Machine Elements in Mechanical Design》, Joseph E Shgley 《Mechanical Engineering Design》等。从而加深对教材内容的理解.
3. 教学模式的选用
双语教学时,教师可采用部分英文渗透式教学.教师上课时可以先给学生介绍些常用的专业英语词汇,如Machinery design(机械设计),Failure models(失效形式),Stress(应力),Strain(应变),Threaded fastener and joints(螺栓紧固件与连接件), Strength calculation(强度计算)等.让学生先熟悉专业词汇,使之很自然地接受英文表达.教师上课时可采用全英文板书,并恰当地处理英文表达,大部分用英文表达,中文作为必要的补充.教师上课时还应该引导学生用英文方式思考,用英文提问题,逐步增强学生的英文水平,使英文与专业课学习共同进步.注意应用启发式和讨论式教学,在课堂教学时尽可能多地使用些贴近生活的的实例,如:两个螺钉连接两块板,螺栓型号已知,那么最大能承受多大的横向载荷等,鼓励学生去挖掘更深层次的思考.
4. 考核形式及效果
考试成绩应由平时成绩、实验成绩和期末成绩3部分组成,其中期末成绩占70%,平时成绩占 10%.实验占20%。平时成绩教师可通过让学生翻译英文定义和概念,用自己的话英文表述分析过程,如:用英文表达螺栓连接承受横向载荷强度校核的分析过程。从而了解学生对专业知识和英语的掌握程度.试卷采用一半英语一半汉语.经过一个学期的双语教学训练,学生能够读懂一些简单的机械相关英文文献。
如下是从2010-2015年同一专业的汉语班和双语班的各项指标的对比如图1,2。
由图可以看出,就《机械设计》双语班的教学效果呈现逐渐上升的趋势。双语教育的模式和效果逐渐成熟,无论是从该课程的及格率、四级通过率,考研上线情况看双语班都已经有明显优势。所以双语教育需要持续进行,使其优势能充分发挥。
四、双语教学中的问题
虽然教学效果明显,但也暴露了一些问题,从全国其它高校尤其是近几年安阳工学院各个院系的双语教学课程实践过程来看,双语教学存在着一些问题.
1.双语教育的师资力量不足
双语教学的基本要求要常年从事机械设计的教学,具有丰富的授课经验,且能顺利的实现全英文上课。发音准确很重要,其次是流利组织语言的能力。但我们都是非英语专业出身,阅读不是问题,但是口语水平参差不齐,能满足讲双语课要求的老师不多。
2.学生的英语水平
我们中国的孩子学习英语听力、口语都是弱项,而且学生的英语水平落差较大,有的大三已经通过六级考试,而有的同学四级还没过,所以讲双语课时学生的接受情况也不尽相同。所以成绩悬殊较大。
3.忽略了学生的主体地位