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【关键词】机械设计基础 项目化设计 教学
【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2013)11-0070-01
《机械设计基础》是高等学校理工科非机械类专业的技术基础课和必修课程。本课程主要讲述一般通用机械的基本理论和设计方法,主要精选工程力学、机械原理、机械零件等课程的内容,并优化组合成为一门综合化课程。主要内容包括:机械设计概论、常用传动机构设计基础、通用机械零件设计基础、机械传动系统方案设计与创新设计等。课程注重对学生综合设计能力的培养,强调学生发现问题、分析问题和解决问题的能力,从而提高学生创造性构思和总体把握设计方案的水平。
一 项目化教学的设计理念与思路
1.设计理念
基于项目的工作驱动法的教学模式,是一种做中学,学中做相互融合渗透的模式,强调操作的实际运用能力,能较好地将教学与实际操作联系起来,达到“教、学、做”自然结合。项目驱动的教学模式与《机械设计基础》的课程教学在目标上一致。关键要处理好课程的项目化、项目的课程化二者的结合,知识结构的重构,老师课堂角色的转变等问题,这种教学模式才能被有效实施,实现理论在向实践转化过程中的积极作用。
2.设计思路
第一,设计课程时,根据课程内容选取典型性、覆盖性、可行性、趣味性强的项目。然后,围绕项目的实施,设置若干任务,对应不同的项目目标,知识点链接,在此过程中实现知识的重构。
第二,按照上述方式,课程组经过与专业和企业的研讨,设计了以“机械结构测绘与分析”为主线,层层推进,由简单到综合,难度逐渐增加的8个实践项目。不同专业及教学要求的学生可以选择不同的学习项目。综合项目选取各专业职业岗位环境实用性强的。
第三,采用灵活的、开放的教学方式。(1)课内教学:学生分组,根据需要各小组完成不同或者相同的学习子任务,组内和组间讨论和相互学习,提高课堂学习效率。老师集中点评和讲解。(2)课外学习:在课外,学生基于完成项目报告的需要,利用机械实训室和网络教学环境进行课前预习与课后复习,以增强学生自主学习的能力,给学生安排课外完成的机械设计创新设计大作业。
3.项目内容选取原则
第一,项目源于机械的实际应用,项目的选取注重典型性、覆盖性、挑战性、可行性、趣味性。
第二,项目系统化设计,基于认识规律,从简单到复杂。本课程的项目从“抽水唧筒的方案设计”入手,项目难度层层推进,项目覆盖的知识点逐渐增强,有序地实现了教学目标。
第三,项目教学的载体是动态的、开放的。教学载体的选择体现了与专业紧密结合。
项目作为教学的载体,通过学生的实践变得具体。根据每组学生或专业的不同设计任务,各组之间互相学习交流设计的过程;在这种动态的任务、开放的设计环境中学生的各项能力得以提高的同时,还会主动、高效的学到相关的理论知识。如在实践项目“自行车的拆装与运动分析”中,学生通过完成此项目,逐步具有对机械设备拆装与维护能力,同时学生还学习了机械系统的组成及其传动原理,学习到轴、轴承、链传动、平面连杆机构等相关知识。
第四,重视可持续发展能力的培养。选取的项目也要随着时代科技的发展及时更新,以保持挑战性、实用性。教学内容注重学生机械方面的创新能力、图形表达能力的培养,这些能力的逐步增强无疑培养了学生在专业方面的可持续发展能力。
4.项目设计
以“机械结构测绘与分析”为主线,根据教学内容层层推进,由简单到复杂设置教学项目。在每个项目中,设置了若干任务,并列出知识点和重点教学方法,要求实现的能力目标等。
设置如下情境:(1)简单机械抽水唧筒;(2)机械手的测绘与分析设计;(3)机械门的开闭机构设计;(4)单级减速器的拆装与分析;(5)单级减速器的设计;(6)变速自行车变速机构的设计与计算;(7)多级减速器分析与设计;(8)CK 9930数控车床拆装与维护综合实训。
二 《机械设计基础》课程建设与改革总结
项目化教学被越来越多的院校所采用,它的教学目标明确,与实践联系紧密;教学方法科学,更符合人性化教学的要求;教学过程以项目为中心,以就业为指导,突出知识的应用性、实践性,设计周密。项目教学突出知识的应用性、实践性,能培养学生应用知识的能力、自主学习的能力和创造性思维的能力。
但是项目驱动教学的实施面临着一些问题。学生主导作用的实现需要很多条件。比如,学生的学习意愿强烈与否,资讯材料的完备程度,理实一体化的教学环境等。这些问题的解决不仅对办学条件提出了苛刻的要求,也增加了教师进行教学管理和教学评价的难度。如何控制进度,提供怎样的资讯材料才恰当,都是在现有条件下实施项目驱动教学面临的问题,还需进一步研究。
参考文献
关键词:技师学院 预备技师培养 教学目标 教学模式改革 按就业导向细化专业设置
技师学院如何在四年时间内完成企业传统技师培养所需的十几年成长过程,这个严峻的问题摆在每个技师学院的领导和教师面前。为此,笔者所在的邢台技师学院成立了学院学术委员会,研究怎样有效地用好在校时间、完成培养规模、确保教学质量,探索新型技师培养工作模式,形成较为明确的教学改革创新思想。学院为缩短预备技师培养过程,培养紧缺技能人才,进行了有益的探索,取得了较好的效果。
一、教学目标定位
技师学院定位在培养数以千万计的高技能人才,能够培养既具有综合职业素质,掌握某一职业的基础理论,又具有熟练的专门职业技能,既能解决实际技术问题,又能进行技术改革和技术创新的高级工与预备技师。技师学院要坚持这个具有鲜明职业特征的培养目标不动摇,引导学生一心一意实现这一培养目标。要求学生在取得技师学院毕业证书的同时,还要取得高级工或预备技师的职业资格证书。这就要求在制定技师学院的课程设置和教学计划时,必须确定企业员工素质课程、专业基础课程、专业技术课程、专业实训课程和在各个学年段的教育教学定位、规范内容以及教学模式,必须坚持学历证书和职业资格证书并重,必须突出职业能力培养。
二、教学模式改革
1.技师(高职)教育特色
通过院校途径培养适应时展趋势的高技能人才,以满足企业紧迫需求,关键是转变办学观念、改革办学模式、创新办学思路,构建符合技师自身发展规律的办学特色。
特色一:针对性与适应性关系。高职教育的针对性是指它的培养目标直接面向职业岗位或岗位群。这就决定了它的课程开发,必须先要通过对企业专家访谈,进行职业能力分析后,得出若干项培养能力目标与要求,确定课程设置。理论教学以课程设计引导,各科知识融合,培养学生应用能力。课程内容设置要使学生所学的专业技术知识面向职业岗位群,具有很强的针对性、实用性。在强调针对性的同时,高职教育还必须强调其适应性,即学生对职业的适应面和对职业发展的适应能力。由于技术进步、知识更新的周期越来越短,所以对于专业技术理论知识面学习范围要宽,对于专业技能培养要强调复合、智能。针对性和适应性二者皆要有度,必须将岗位的针对性与行业的适应性有机结合。
特色二:理论与实践教学并重。首先要强调突出实践教学,强化技能训练。这是高技能人才培养区别于其他类型人才培养的一个主要方面。体现在课程建设上就是,专业实践教学根据培养目标要求,必须要具有独立的教学大纲、教学计划和教材;专业实践教学课时必须占整个教学课时的50%左右。其次要以创造性智能、技能教学为主,其技能培养的核心是变通性能力培养,因此必须强调有一定的理论基础支撑。
特色三:自主开发新课程体系。课程是办学理念、培养目标的载体,因此技师学院要完成高技能人才的培养任务,其核心是开发新的课程体系。要创建以培养职业能力为主线的新课程体系。根据技师学院现在学生的实际情况和国家高级工、技师的职业标准,其课程体系由企业员工素质课程、专业基础课程、专业技术课程和专业实训课程所构成。其中企业员工素质课程与专业基础课程,目的是提高学生职业素质,达到国民职业素质的要求;专业技术课程和专业实训(教学实训和顶岗实训)课程,目的是培养学生的相关多工种的职业技术和职业能力,达到高级工与技师的职业资格标准的要求。
特色四:注重技师综合素质培养。把企业先进管理理念与日常学习过程融合,无论是理论课程设计还是实训课程设计,都是将学习与工作融为一体。在工作过程中,要引导和培养学生正确的员工意识和工作态度,让学生懂得企业发展的动力及目标,明白合格员工应具备的素质,知道自己的责任及如何在企业顺利成长。这样做有利于缩短学生就业适应期、稳定就业,深受企业欢迎。
2.预备技师教学模式的探索
学院招收的学员是高中毕业生,他们有一定的文化基础和自学能力。学院通过两条线教学,满足预备技师岗位的需求。
以数控预备技师为例,理论教学以课程设计为主导,专业基础课为辅助,将知识形成一个相互交融的有机整体。数控预备技师前三年(50%时间)内做7~8个课程设计,主要有:(1)机械制图课程,通过做减速器的测绘、画装配图的练习,可以加深学生对图样与产品之间关系的认识,进一步体会到图样是企业技术人员之间进行技术交流的语言,掌握制图知识能够准确表达自己修配或技术革新的思路;(2)机械设计课程,通过做减速器课程设计,学生可以了解产品设计的过程和步骤,学会综合运用机械知识,为今后技术创新奠定基础;(3)液压技术、气动技术、电动机控制课程,通过进行液电控制的简单液压系统和气电控制的简单回路设计,让学生认识到现代化设备就是在液压或电的控制下实现机械动作的,认识到掌握更多的专业技术理论知识是学习数控机床的液电、气电控制部分原理和维修的基础;(4)机械制造工艺课程,通过做一个中等以上复杂工件工艺文件编制的综合作业,让学生体会在平时实训课训练中,如何运用工艺理论指导实训中的技能训练,提高工件加工精度;(5)数控加工技术课程,在具有普通车床实习的基础上,对零件进行编程,并在仿真软件上进行模拟,以利于掌握PLC控制数控机床的电路设计及维修技能等等。
我们通过贯穿于理论教学中这一系列的课程设计,使学生获得综合训练,对培养学生的实际工作能力具有十分重要的作用。如调查研究、查阅文献和收集资料并进行分析的能力,制定设计或试验方案的能力,设计、计算和绘图能力,总结和撰写论文的能力。培养学生综合运用所学的基础理论、基本知识和基本技能,有利于学生提高独立工作的能力,巩固和完善所学知识,提高分析解决实际问题的能力。培养学生掌握有关工程设计的程序、方法和技术规范,有利于锻炼他们分析与解决工程实际问题的能力,提高实际工作能力。
在实训课教学中,一个专业要经过相近的多工种实训,不同专业通过相应层次的模块训练,将工艺知识渗透其中,达到相应级别的综合技能。数控预备技师前三年(50%时间)内,在校实训课教学需经钳工6模块实训,可达到中级技能;普车课程经6模块训练,可达中级技能水平;数车课程经4模块,可达中级技能水平,高级在中级基础上再需增加4模块实训;数控加工中心需经10模块实习,可达初级工水平。经过不同工种的实训教学,学生具备了相应的基本技能,再到企业顶岗实训半年,学生会具备一定程度的实际技能,对进一步提高解决复合问题的能力有很大的帮助。
3.按就业导向细化专业设置
技师学院是地方性院校,必须面向当地市场,面向企业办学,适应区域经济结构调整和人才市场对技能型人才的需求设置专业。根据各行业职业岗位群的多样性,学生个性发展的多方向性及培养技能的专业性,且与国家职业标准相衔接,每一专业领域采用“大专业+突出单一技能”模式。由于本地的经济发展比较落后,家长就业观念又比较陈旧,不愿让孩子远离家乡,而如果一年毕业的数控预备技师操作工太多,就很难满足学生在当地就业的需求,不仅会造成人才浪费,而且会给学院带来负面影响。因此,在最后一年,我们根据就业需求细化为数控编程工艺、数控机床维护和维修、模具设计、CAD/CAM与数控自动编程、数控机床机电设计与联调技术等单一技能进行培养,再到所需企业实习锻炼。经过这样化整为零培养出来的学生,会成为数控技师这个大专业里,突出单一技能的行家里手。这样,既容易就业,又实现了与企业对接,而且深受企业欢迎,毕业生的就业率高、口碑好。
三、探索中存在的问题
在探索技师培养的教学工作中,教师感到有些力不从心,如能解决好如下问题,技师培养工作就会形成良性循环:一是缺少适用于技师应用理论教学的教材;二是设备只能满足教学基本要求,缺少能实现与实际生产对接的实训设备与工具;三是缺乏培养和锻炼学生解决实际问题的课题,学生可选课题较少;四是缺乏熟悉企业生产实际,并能够承担教学工作的“双师(理论课教师+工程师,实践课教师+技师)”专业教师,制约着灵活教学方式的开展,限制了教学水平的提高。
四、解决措施
学院正在采取以下措施尽快完善培养模式:一是经常组织现有教师到企业参观学习,甚至派老师到就业基地生产第一线工作学习,使其尽快成为双师型教师;二是组织有经验教师编写符合学院教学的教材,深入到企业寻找一个适于培养技师的能力和技能的综合项目,与第一线的老技师接触,搜集他们工作中的小技巧、经验,充实到技师培养教材中,促使学生技能快速提高,丰富他们的阅历,使其早日成为合格技师;三是通过国家政策扶持从企业引进一批双师型人才担任理论教师和实训指导教师;四是把企业引进校园,实现实训课教学真实工作化,即学习、工作一体化,在培养和锻炼学生实际工作能力的同时,也最大限度地发挥了实训设备的作用;五是把企业的精品意识和规范管理引入预备技师培养过程中。
参考文献:
《机械设计基础》课程是高职机械类专业的核心课程,这几年通过课程的改革,我们与天地(唐山)矿业科技有限公司专家共同开发,将本课程与ProE三维设计相结合,依托真实的机器将课程整合设计成三个教学项目,在每个教学项目中,构建了若干个学习情境,在每个学习情境中完成相应的工作任务,让学生在具体机器的真实情境中去分析学习任务,使学生通过一个个的“任务”来学习,按照“典型工作任务”展开课程,培养学生全面的工程意识。基于ProE的机械设计基础项目课程在实施后如何评价教学效果,如何考核学生学习质量,我们根据课程具体教学情况,对基于项目驱动教学的考核评价进行了一系列的讨论和研究,形成一套适合学生的考核方案。
1 教学过程和教学效果考核评价的重要性
传统教学以教师为中心、以教材为中心。因此考核比较注重结果,忽视过程,在项目驱动教学中,学习过程成为一个团队参与的创造实践活动,注重的不是最终的结果,而是完成项目的过程。因此项目驱动教学的考核评价就应将能力、素质、知识的考核评价融合于项目完成的整个学习过程中,注重教学过程和教学效果的评价考核。在我们每个项目中都有拆装和三维CAD设计的环节,如项目一插床的拆装、项目二牛头刨床的拆装和项目三减速器模型的拆装的任务中,通过学生自己动手,了解到各种常用零件的名称、功用,以及其中传动系统和进给系统中机构的工作原理和结构特点,通过先认识,再用ProE软件进行设计曲柄滑块机构、曲柄摇杆机构、凸轮机构、螺旋机构、间歇机构等常用机构后,学生对所掌握的知识有会有一个强化作用,每个环节紧密相连,环环相扣,因此对学生动手能力的考核也显得格外重要,所以考核评价以学生完成3个项目的整个学习过程情况评定。
2 考核评价的内容
为了实现课程的目标,也为了客观、全面、公平考核学生对机构和机械零部件的认识、对机械零部件的三维CAD设计等综合职业能力培养的水平和程度,考核强调以人为本的整体性评价观,重视对学生能力高低认定的具体手段和实用方法,建立科学的考核制度,以学生为中心的综合教学评价,采用全方位的考核,包括有自我评价、项目成果展示、学生互评、教师评价等多种形式。
2.1 终结评价和过程评价相结合
采用教学做一体化的项目教学模式后,改变原来的一卷定终身的终结性考核,而是采用过程评价和终结评价相结合的方式,既重视结果的正确性又重视整个过程的完整性,既对学生完成任务的工作过程及运行操作能力进行评价,也对运行操作的结果进行评价,体现的是职业行动能力的全方位评价。
2.2 自我评价与学生互评相结合
既要有以学生在学习中自我评价,重视学生主体学习与反思,又要有以他人对学生个体的相互评价,重视协作与沟通能力的培养。按照以“突破知识考核,体现能力考核”的要求,将学生的能力,素质、知识的考核评价融合于项目的完成过程之中。根据《机械设计基础》课程特点及教学目标,结合职业岗位能力的需求,评价内容主要围绕三个方面:自我学习能力、协作学习过程中做出的贡献及完成工作任务的质量,从学生的视角对学生工作积极性、团结协作精神加以评价。
2.3 定性评价和定量评价相结合
把定性与定量考核结合到过程考核中,建立各种规范化、标准化的考核表。如教师检查评价系列表,学生互评表、教师对学生个人评价表,以上完整的系列评价,可以对学生的操作过程进行全过程考核。任务完成后,学生要呈交完成工作任务单,进行成果评价。
3 考核评价的方法
根据课程的培养目标及教学特点,其考核方式包括两大部分:一是,课程结束时的最终评价30%,二是各个项目的综合评价70%。
3.1 结课时的最终评价30%
为了最终检验学生对知识的综合应用能力,在完成三个项目以后课程结束时,我们要进行综合性考核评价,其中包括前面项目中所涉及到的各种机构和零部件的三维CAD设计综合考核。
3.2 各个项目的综合评价70%
在三个项目实施的过程当中,进行的过程性考核,其中包括学生自评20%、学生互评20%、和教师评价30%三项内容,每项考核内容均涉及三个方面的考核。
3.2.1 学习过程态度考核
根据用人单位对人才需求的反馈意见分析,他们很注重员工能否遵守规章制度,是否具有爱岗敬业、团体协作、吃苦耐劳等方面的素质。通过职业素质的培养,可以增强他们的就业竞争力,以奠定未来发展的基础。而学习过程态度具体体现到职业岗位上就是职业素质。所以学习过程态度考核主要考核学生平时课堂的出勤、纪律、实训态度、团队协作精神、操作规范及安全常识等。学习过程态度考核各部分成绩分为优、良、中、差4个等级,由教师、个人及小组互评考核。
3.2.2 学习过程知识、技能考核
学习过程知识、技能考核考核贯穿整个学期,主要考核学生在每次课程项目训练中知识运用能力、任务完成情况、职业技能、计划统筹能力、自学能力等。在学习过程知识、技能考核中,各部分的成绩由学生在课程项目中的表现来获取,各部分的成绩分为优、良、中、差4个等级,由教师、个人及小组互评考核。
3.2.3 学习过程综合能力考核
综合能力考核评价主要包括对项目的分析能力、知识选择能力、知识应用能力、对问题的判断能力、问题分析能力、创新能力、工作质量及效率和团队合作能力等。在综合能力考核中每项能力评定分为优、良、中、差4个等级,由教师、个人及小组互评考核。
关键词:设计制造;综合实践;创新能力;实践效果
随着我国经济、社会的不断发展,各企业都愿聘请有工作经验的员工,也希望员工具有一定的创新能力。但是,目前高等教育培养出来的学生已经无法满足企业的这一基本需求,虽然国家和高校对此进行了教改探索,可是这种现象还没有彻底改变。因此,当前教育工作者最重要的任务就是研究和探索我国工程教育的新模式和新方法。
培养毕业生的创新能力是教育部贯彻落实国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)的重要举措,为此教育部于2009年提出了“卓越工程师培养计划”,借助校企合作,以工程实际为背景,以工程技术为主线,着力提高学生的工程素质及工程实践能力。湖南工程学院机械设计制造及其自动化(简称:机械设计)专业作为教育部首批实施“卓越工程师教育培养计划”的专业,为学生开展研究性学习、参与创新性实践活动提供平台,加强学生科学思维和实践动手能力的培养。
为适应新形势下企业对人才的需求,本专业以培养具有创新意识和工程实践能力的优秀人才为目标,在专业特色、教学体构、实践教学模式、创新意识培养等环节展开探索和研究,取得了良好的效果。
“机械产品设计制造综合实践”是培养大学生创新意识、实践能力和创业精神的重要环节。对机械设计专业的学生而言,“机械产品设计制造综合实践”是本专业多门专业课程的综合应用,对培养学生创新能力和实践能力具有独特的优势,一些高校都把现代制造综合实践教学作为重点和亮点进行投资和建设。随着我国制造业的快速发展,现代设计制造技术应用越来越广泛,绝大部分企业为了提高产品质量和加工效率相继购买了数控设备,为此急需一批掌握现代制造技术的高素质人才。现代制造综合实验是机械设计制造及其自动化专业教学中一个非常重要的实践性教学环节,对丰富学生生产实践知识,巩固和加深所学理论知识,了解现代数控加工全过程,培养学生科学、认真、细致的工作作风有着非常重要的作用。
一、培养创新能力,构建“三层次三结合”实践教学模式
1.“三层次”,即基本技能层、综合应用能力与初步设计能力层、工程实践与创新能力层
“三层次”实践教学体构,形成了由单一到综合,由各自相对独立到科学融合的实践教学体系,使学生工程实践能力的培养分层递进。(1)基本技能层:包含大学化学、大学物理等通识基础课程及学科基础课程的实验,机械零部件测绘课程设计,以及金工实习、电工与电子实习、企业认知实习等环节,此层次重点进行基本技能训练。(2)综合应用能力与初步设计能力层:包含机械设计专业课程实验、机械原理和机械设计课程设计、液压传动与控制技术课程设计、生产实习等环节,此层次重点为专业知识的综合应用和初步设计能力的训练。(3)工程实践与创新能力层:包含工程项目训练、机械产品设计与制造综合实践、课外科技活动、企业轮岗训练、毕业设计等,重点培养学生的创新意识与工程实践能力。
2.三结合,即课内课外相结合、校企结合、工程教育与人文精神培养结合
(1)课内课外相结合:课内系统的、循序渐进的实践能力训练,与课外开放性、自主式科技实践活动、社团活动、社会实践活动相结合。(2)校企结合:发挥学校、企业不同教学环境和教学资源以及在人才培养方面的各自优势,把学校以传授知识为主的课堂教育与在企业直接获取实际经验、实践能力为主的生产实践相结合。(3)工程教育与人文精神培养结合:培养履行机械类工程师职责所应具备的专业知识与能力和弘扬并实践以“求真、求实”为主要特征的工程人文精神的培养相结合。
“三层次及三结合”的实践教学体构,即由浅入深、分层次、分模块地进行工程实践教学,形成了“理论-实践-再理论-再实践”分层推进的工程实践教学体构。
二、培养创新意识,探索基于产品设计制造的综合实践内容与模式
我校机械设计专业的人才培养目标是“厚基础、适口径、有专长、强应用”,与企业用人要求实现“零距离”融通,专业原有的实践教学体构已不适应市场新要求。为此,本专业确立了以机械产品、装置设计制造为教学项目,以实践实训为教学手段,以创新意识培养为教学重点的大型综合实践教学环节,探索基于机械产品设计制造课程设计的教学模式(即综合实践),满足企业对人才的现实要求。
“机械产品设计与制造”课程设计是我校机械设计制造及其自动化专业学生在学校完成的最后一项综合实践项目,当校内所有理论学习完成后,要求学生综合运用所学的知识完成具备一定功能和用途的产品总体设计,包括零件设计、工艺设计、加工制造、检验装配,并对加工、装配环节进行质量分析,撰写设计说明书。我校2002级机械设计专业于2005年开始实施综合实践课程教学。近十年来,对综合实践内容及模式不断进行改革和探索,形成了一套行之有效的实践方案。根据对2006-2015届毕业学生的跟踪调查,我校实行综合实践教学是成功的。
综合实践作为训练平台的目的是培养本专业学生的创新意识,与企业用人要求实现“零距离”对接,积累工程经验,培养分析、解决工程实际问题的能力。结合我校机械工程学院的实际情况,只有创新教学内容,改革教学方法,才能达到综合实践教学的目的。
1.教学内容方面的创新
结合我校的实际情况,选择比较复杂并且有技术难度的机械产品或装置作为实践项目。所以,我们精心挑选了各种传统产品,如各类油缸、减速器、千斤顶、齿轮泵、机床夹具、冷冲模等,同时将机械创新设计的竞赛项目无碳小车、指导老师科研子项目等作为实践项目,使其既能在机械工程学院范围内实施教学,还能充分发挥学院现有的设备资源。若选择难度较大的汽车发动机等产品作为实践项目,虽然工程实际意义巨大,但因其技术难度太大,一般高校也不具备这种加工能力,从而达不到综合实践的教学目标。若采用单个的机械零件作为综合实践项目也能进行工艺设计和加工制造,但是远远达不到机械产品、装置所具有的综合实训效果。
2.教学环节设置的创新
按照实际工程环境真刀真枪地进行工程化的综合训练,具体设置是以专业班级为基本实施单位,8?10个同学组成一个项目合作团队,实行项目组长负责制,团队成员分工合作。将产品研制分成四大模块进行:即产品造型设计(含产品三维造型、工程图设计)、工艺设计、加工制造、产品装配及分析总结。按模块划分将综合实训分为四个时间节点,每个模块分别有各自不同的任务和重点,同时又通过实践项目把四大模块有机地连接成一个整体。学生经过以上四个模块的实训后,在团队成员共同努力下完成了整个实训产品的研制,每个学生需完成相应的实训任务,并撰写相应的课程设计说明书。
四个模块的具体任务是:第一个模块为产品造型设计,主要任务是按给定的项目(指导老师给定功能及技术要求),学生运用所学知识及掌握的设计工具设计出给定产品三维图及各零、部件工程图设计并完整给出零、部件相关技术要求,重点是创新意识和综合设计能力培养。每个团队按给定功能及技术参数设计出两个以上不同方案,并从中选择一个原理结果最优,又能进行加工生产的方案作为团队实训产品,后续三模块环节实训将以此优选方案进行实训产品试制。
第二个模块是工艺设计,主要任务是按照所设计的零件的工程图结果和技术要求,并结合现有的工艺的文件,重点是制造技术的工程应用能力的培养;按着单个零件为一个工作小组,各小组要编制相应零件的加工工艺过程卡,并进行工序卡的编制,每位学生至少完成一道以上工序(卡)文件的编制。所编零件制造工艺过程卡、每道工序中的安装定位、切削三要素、刀量具等工艺基本要素必须齐全。
第三个模块是零件加工制造,主要任务是学生能够独立操作机床并能出色地完成零件的加工,以此来验证所编工程程序是否合理,重点是学生的操作能力和动手能力以及分析、解决工程制造技术问题的能力训练。这一模块仍以单个零件作为独立工作小组并以零件各工序卡编制者为主操作各类加工设备,完成各工作小组零件加工试制,对加工制造中出现的问题应及时进行分析处理。
第四个模块是产品装配调试及分析总结,主要任务是进行产品装配调试并撰写设计说明书,重点是训练产品装配调试的动手能力和分析、解决工程装配技术问题的能力,以项目团队为单位,在各工作小组完成了产品零件的加工试制后再对实训产品进行装配调试,最后撰写设计说明书。
三、注重过程管理,创新考核评价标准
综合实践环节采用“工程化”的模式,且有很强的专业性。为此,作为教师,必须加强现场实时的指导,多关注过程管理,保证这个环节的效果。综合实践不能只看实训产品的最终研制结果,更要注重整个实践过程中学生所学到的技术能力,还有他们能够解决实际工程问题的技术和方法。所以综合实践应该更多的是模拟工程实际环境,采用“工程化”模式的标准,从工程的实际出发,也能使学生参与到工程实践的氛围中,通过相关的实践的锻炼,积累工程经验,从而大大提高工程实践的能力。针对在这个环节中出现的各类工程技术问题,引导学生利用所学到的专业知识来解决这些问题,从而在一定程度上更加有效地训练学生的能力,也培养他们自己想办法分析、解决工程实际问题的能力。
本环节时间跨度大,实训内容多。引导学生积极参与,采用自评、互评相结合,注重团队协作,更是其考核评价建设的关键。只有加强过程管理,创新考核标准才能达到综合实训的最终目标。在本环节中采用可量化的评价指标体系,注重过程管理,突出能力培养,提倡个性发展;建立了按模块的考核评价指标体系即评价也分四个模块进行,每模块都采用五级制评分,在四个模块中以个人最擅长,并且能力最强的评价模块成绩作为本阶段的总成绩,这样就能够把学生的兴趣爱好和自己的特长完美结合,又能把实训过程中的能力培养和素质提高与考核评价相结合,并且在这个环节中只要学生能利用所学的专业知识分析问题、解决问题,就能取得比较好的成绩,也会提高自己的工程能力。最后,还要让学生进行详细的分析总结。
四、结语
我校已开展“机械产品设计制造综合实践”活动近十年,探索出了一条基于创新能力的机械产品的设计制造实训新模式,取得了满意的教学效果,每位学生都基本掌握了一般机械产品的研制过程,学会了如何运用所学的专业知识来分析并解决工程实际问题,提高了工程实践能力,实现与企业用人要求“零距离”融通,同时培养了学生科学、认真、细致的工作作风,增强了学生毕业后的求职能力。因此,近年来,我校机械设计专业的毕业生就业率都在90%以上,这样的就业率也一直处于我校各专业的前面,也证明了我们教学改革目标的正确性,培养的学生也是比较受欢迎的。但某些方面需进一步完善,如课题能够与企业的产品开发或技改相结合将更具价值和工程实际意义,部分课题创新显得不足等。
总之,机械产品设计与制造综合实践,实现了产品设计、零件设计、加工制造和装配的全过程,进一步提高了大型综合实践的适应性和综合水准,加强了学生实践能力、综合能力和创新精神的培养。我们相信,一定能培养出满足企业要求并具有一定创新意识和工程实践能力的新型机械相关专业人才。
参考文献:
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